Hvert åndedrag vi tager

Atmosfæren er den masse af gasser, der omgiver vores planet. Den inddeles i lag med forskellig tæthed af gasser. Det tyndeste og nederste lag (i jordhøjde) er troposfæren. Det er her, planter og dyr lever, og det er her, vores vejrmønstre udspiller sig. Ved polerne er dets højde 7 km, ved ækvator 17 km.

Ligesom resten af atmosfæren er troposfæren dynamisk. Alt efter højden har luften forskellig tæthed og kemisk sammensætning. Luften bevæger sig konstant rundt om kloden hen over verdenshavene og store landområder. Vinden kan føre små organismer — bakterier, virus, kim og invasive arter — til nye levesteder.

Det, vi kalder luft, består af …

Tør luft består af ca. 78 % kvælstof, 21 % ilt og 1 % argon. Luft indeholder desuden vanddamp, der udgør mellem 0,1 % og 4 % af troposfæren. Varmere luft indeholder normalt mere vanddamp end koldere luft.

Derudover indeholder luften ganske små mængder af andre gasser, såkaldte sporgasser, bl.a. kuldioxid og metan. Koncentrationerne af de enkelte sporgasser angives normalt i milliontedele (»parts per million« eller ppm). For kuldioxid, der er en af vigtigste sporgasser, var koncentrationen i 2011 ca. 391 ppm eller 0,0391 % (EEA-indikator for koncentrationer i atmosfæren).

Derudover udledes der tusinder af andre gasser og partikler (bl.a. sod og metaller) til atmosfæren fra naturlige og menneskeskabte kilder.

Luftsammensætningen i troposfæren ændrer sig hele tiden. Nogle af stofferne i luften er meget reaktive — dvs. tilbøjelige til at reagere med andre stoffer og danne nye stoffer. Når visse af disse stoffer reagerer med hinanden, kan de danne "sekundære" forurenende stoffer, der er skadelige for sundheden og miljøet. Varme — også varmen fra solen — får normalt kemiske processer til at starte eller forløbe hurtigere.

(c) Stephen Mynhardt, ImaginAIR/EEA

Hvad vi kalder luftforurening

Ikke alle stoffer i luften anses for forurenende. Med luftforurening menes normalt stoffer, der findes i atmosfæren i en mængde, der skader menneskers sundhed, miljøet og vores kulturarv (bygninger, monumenter og materialer). Lovgivningen omfatter kun forurening fra menneskeskabte kilder, men i anden sammenhæng er forurening et bredere begreb.

Ikke al luftforurening stammer fra menneskeskabte kilder. Mange naturfænomener, f.eks. vulkanudbrud, skovbrande og sandstorme, medfører afgivelse af forurenende stoffer til atmosfæren. Støvpartikler kan føres vidt omkring, afhængigt af vinde og skyer. Både menneskeskabte og naturlige stoffer kan deltage i kemiske reaktioner og medvirke til luftforureningen. En skyfri himmel og god sigtbarhed er ikke nødvendigvis ensbetydende med, at luften er ren.

Selv om der er gjort betydelige forbedringer i de senere tiår, forårsager luftforurening i Europa stadig skader på helbred og miljø. Navnlig forurening med partikler og ozon medfører alvorlige sundhedsrisici for Europas borgere, med nedsat livskvalitet og kortere levetid til følge. De forskellige forurenende stoffer stammer imidlertid fra forskellige kilder og har forskellig virkning. Det er værd at se nærmere på de vigtigste forurenende stoffer.

Når der svæver meget små partikler i luften

Partikler er den mest sundhedsskadelige form for luftforurening i Europa. Man må forestille sig partikler så lette, at de holder sig svævende i atmosfæren. Nogle af dem er så små (en tredjedel til en femtedel af diameteren af et menneskeligt hår), at de ikke kun trænger dybt ind i lungerne, men også går over i blodbanen ligesom ilt.

Nogle partikler udledes direkte til atmosfæren. Andre opstår ved kemiske reaktioner mellem udgangsstoffer som svovldioxid, nitrogendioxid, ammoniak og flygtige organiske stoffer.

Disse partikler kan have forskellige kemiske bestanddele, og deres sundheds- og miljøvirkninger afhænger af sammensætningen. Partiklerne indeholder desuden visse tungmetaller såsom arsen, cadmium, kviksølv og nikkel.

Verdenssundhedsorganisationen (WHO) har i en nylig undersøgelse påvist, at forurening med fine partikler (PM_2.5, dvs. partikler med en diameter på højst 2,5 mikron), muligvis er et større sundhedsproblem end tidligere antaget. Ifølge WHO’s oversigt over luftforureningens sundhedsmæssige aspekter (»Review of evidence on health aspects of air pollution«) kan langvarig udsættelse for fine partikler medføre åreforkalkning, dårligt fødselsresultat og luftvejssygdomme hos børn. Undersøgelsen peger desuden på en mulig sammenhæng med udviklingen af nervesystemet, kognitive funktioner og sukkersyge og underbygger årsagssammenhængen mellem PM_2.5 og dødelighed forårsaget af hjerte-kar- og luftvejssygdomme.

Alt efter deres kemiske sammensætning kan partikler desuden påvirke det globale klima ved at opvarme eller afkøle kloden. Et eksempel er sort kulstof, der hører til de almindeligste sodbestanddele. Sort kulstof findes navnlig i fine partikler (mindre end 2,5 mikron i diameter) og dannes ved ufuldstændig forbrænding af fossile brændsler og brænde. I byområder skyldes udledningen af sort kulstof hovedsagelig vejtransport, navnlig dieselmotorer. Ud over at have sundhedsvirkninger bidrager sort kulstof i partikler til klimaændringerne ved at optage solens varme og opvarme atmosfæren.

(c) Andrzej Bochenski, ImaginAIR/EEA

Ozon: Når tre iltatomer går i forbindelse med hinanden

Ozon er en særlig, meget reaktiv form for ilt bestående af tre iltatomer. Ozon i stratosfæren — et af atmosfærens højeste lag — beskytter os mod skadeligt ultraviolet sollys. Men i det nederste lag af atmosfæren — troposfæren — er ozon faktisk et vigtigt forurenende stof, der påvirker sundheden og naturen.

Ozon i jordhøjde dannes ved komplekse kemiske reaktioner mellem ozondannere som nitrogenoxider og flygtige organiske stoffer bortset fra metan. Metan og kulilte spiller også en rolle i dannelsen af ozon.

Ozon er et aktivt og aggressivt stof. Høje koncentrationer af ozon medfører tæring eller ætsning af materialer, bygninger og levende væv. Det nedsætter planters evne til fotosyntese og hæmmer deres kuldioxidoptagelse. Desuden hæmmer det planters formering og vækst og forringer derved afgrøder og skovvækst. I den menneskelige organisme forårsager det inflammation (irritation) af lunger og bronkier.

Når kroppen udsættes for ozon, prøver den at forhindre det i at få adgang til lungerne. Denne refleks nedsætter den mængde ilt, vi indånder. Når vi indånder mindre ilt, skal hjertet arbejde hårdere. Har man i forvejen en hjerte-kar- eller luftvejssygdom, kan perioder med høj ozonkoncentration derfor betyde svækkelse eller endda døden.

Hvad indeholder blandingen ellers?

Ozon og partikler er ikke de eneste forurenende stoffer, der giver grund til bekymring i Europa. Personbiler, lastbiler, kraftværker og andre industrianlæg behøver alle energi. Næsten alle køretøjer og anlæg bruger en form for brændstof til at skaffe energi.

Ved forbrænding ændrer mange stoffer form. Det gælder også kvælstof (nitrogen) — den mest almindelige luftfart i atmosfæren. Når kvælstof reagerer med ilt, dannes der nitrogenoxider i luften (herunder nitrogendioxid, NO₂). Når kvælstof reagerer med brintatomer (hydrogen), dannes ammoniak (NH₃). Også ammoniak har alvorlige negative virkninger på menneskers sundhed og naturen.

Forbrændingsprocessen medfører faktisk udledning af en række andre forurenende stoffer, bl.a. svovldioxid, benzen, kulilte og tungmetaller. Nogle af dem har sundhedsvirkninger på kort sigt. Andre ophobes i miljøet, således visse tungmetaller og vedvarende organiske miljøgifte, der derved kommer ind i fødekæden og til sidst ender på vores tallerkener.

Andre forurenende stoffer såsom benzen kan ved langvarig udsættelse skade cellernes arvemateriale og fremkalde kræft. Benzen anvendes som tilsætningsstof til benzin. Ca. 80 % af den benzen, der udledes til atmosfæren i Europa kommer derfor fra brændstoffer til køretøjer.

Endnu et kendt kræftfremkaldende stof er benzopyren (BP), der hovedsageligt dannes ved forbrænding af træ eller kul i ovne i private husholdninger. En anden kilde til BP er bilers udstødning, navnlig dieselkøretøjer. Ud over at være kræftfremkaldende kan BP virke irriterende på øjne, næse, hals og bronkier. BP er en almindelig bestanddel af fine partikler.

Måling af sundhedsvirkningerne

Luftforurening påvirker alle mennesker, men ikke i samme omfang eller på samme måde. I byområder er flere udsat for luftforurening som følge af den større befolkningstæthed. Nogle grupper er ekstra sårbare, således personer med hjerte-karsygdom og luftvejssygdom, personer med reaktive luftveje og luftvejsallergi, ældre og spædbørn.

"Luftforurening påvirker alle mennesker i både udviklede lande og udviklingslande", siger Marie-Eve Héroux fra Verdenssundhedsorganisationens regionale kontor for Europa. "Selv i Europa er en stor del af befolkningen stadig udsat for et niveau, der overstiger vores anbefalinger."

Det er ikke let at vurdere det fulde omfang af sundheds- og miljøskaderne fra luftforurening. Der findes dog mange undersøgelse for en række sektorer og forureningskilder.

Ifølge Aphekom-projektet, der medfinansieres af Europa-Kommissionen, forkorter luftforureningen i Europa den forventede levetid med ca. 8,6 måneder per person.

Luftforureningens omkostninger kan beregnes med økonomiske modeller. Modellerne medregner typisk luftforureningens sundhedsomkostninger i form af nedsat produktivitet, øgede omkostninger til sundhedspleje osv. foruden omkostninger fra forringelse af afgrøder og skade på visse materialer. Men modellerne medregner ikke alle samfundets omkostninger ved luftforurening.

Uanset begrænsningerne ved sådanne beregninger giver de dog et fingerpeg om skadernes størrelse. Næsten 10 000 industrianlæg i hele Europa indberetter den mængde, de udleder af en række luftforurenende stoffer, til det europæiske register over udledning og overførsel af forureningsstoffer (European Pollutant Release and Transfer Register - E-PRTR).

På grundlag af disse offentligt tilgængelige data skønnede EEA, at luftforurening fra de 10 000 største forurenende anlæg i Europa kostede europæerne mellem 102 og 169 mia. EUR i 2009. Det er bemærkelsesværdigt, at kun 191 anlæg var ansvarlige for halvdelen af samtlige omkostninger ved skaderne.

Der findes også undersøgelser over de gevinster, der kan opnås ved forbedring af luftkvaliteten. For eksempel viser Aphekom-undersøgelsen, at mindskelse af det årlige gennemsnitlige niveau af PM_2.5 til et niveau svarende til retningslinjerne fra Verdenssundhedsorganisationen ville føre til konkrete forbedringer i den forventede levetid. Blot ved at opfylde dette mål vil der kunne opnås en gennemsnitlig forøgelse på 22 måneder per person i Bukarest, 19 måneder i Budapest, to måneder i Malaga og under en halv måned i Dublin.

Kvælstofs påvirkning af naturen

Det er ikke kun menneskers helbred, der påvirkes af luftforurening. Forskellige forurenende stoffer i luften har forskellig virkning på en lang række økosystemer. Overskud af kvælstof medfører imidlertid særlige risici.

Kvælstof er et af de vigtigste næringsstoffer i miljøet, og behøves til planternes normale vækst og overlevelse. Det kan opløses i vand og derefter optages af planter gennem rodsystemet. Planter forbruger store mængder kvælstof og opbruger den mængde, der findes i jorden. Landmænd og gartnere gøder derfor jorden for at tilføre næringsstoffer, bl.a. kvælstof, og øge produktionen.

Kvælstof tilført gennem luften har tilsvarende virkning. Ekstra kvælstof, der afsættes i vande eller jord, kan være til fordel for visse arter i økosystemer med begrænset adgang til næringsstoffer, bl.a. såkaldt "følsomme økosystemer" med et unikt plante- og dyreliv. Tilførsel af overskud af næringsstoffer til sådanne økosystemer kan helt ændre balancen mellem arterne og føre til tab af biologisk mangfoldighed i det berørte område. I ferskvands- og kystøkosystemer kan det desuden medføre algevækst.

Økosystemernes reaktion på kvælstofoverskud kaldes eutrofiering. I de seneste to tiår har der kun været et lille fald i det areal af følsomme økosystemer i EU, der er ramt af eutrofiering, og i dag skønnes der at være risiko for eutrofiering af næsten halvdelen af det samlede areal, der er udpeget som følsomme økosystemer.

Kvælstofforbindelser bidrager desuden til forsuring at ferskvande og skovbund, hvilket rammer de arter, der er afhængige af disse økosystemer. Ligesom eutrofiering kan disse nye livsbetingelser være til fordel for visse arter og til skade for andre.

Det er i vidt omfang lykkedes EU at mindske arealet af følsomme økosystemer berørt af forsuring, hovedsageligt takket være stærkt nedsat udledning af svovldioxid. Kun i nogle få brændpunktområder i EU, navnlig i Nederlandene og Tyskland, er der problemer med forsuring.

(c) Leona Matoušková, ImaginAIR/EEA

"Det beskyttede bjerglandskab Jizerske Hory i det nordlige Tjekkiet ligger i det område, der engang blev kaldt »den sorte trekant« på grund af den alvorlige luftforurening."
Leona Matoušková, Tjekkiet

Forurening uden grænser

Luftforurening et globalt problem, selv om dens sundheds- og miljøvirkninger måske mærkes mere i nogle områder og lande end i andre.

Globale vinde bevirker, at luftforureningen bevæger sig verden rundt. En del af de luftforurenende stoffer og udgangsstoffer dertil, som findes i Europa, er udledt i Asien og Nordamerika. Tilsvarende transporteres en del af de forurenende stoffer, der udledes til luften i Europa, til andre regioner og verdensdele.

Det samme gælder også i mindre skala. Luftkvaliteten i byområder påvirkes sædvanligvis af luftkvaliteten i de omgivende landdistrikter og omvendt.

"Vi ånder hele tiden og er udsat for luftforurening — indendørs og udendørs", siger Erik Lebret fra Nederlandenes nationale institut for folkesundhed og miljø (RIVM). "Overalt hvor vi befinder os, ånder vi luft forurenet med en lang række stoffer i en koncentration, der undertiden må forventes at have negative sundhedsvirkninger. Uheldigvis er der ikke noget sted, hvor vi kan indånder helt ren luft."

Mere information

EEA Teknisk rapport nr. 15/2011 —  Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe.

Verdenssundhedsorganisationen — Luftforurening og dens sundhedsvirkninger og Aphekom-undersøgelsen