Jeg har dessverre ikke klart å gjøre tittelen for ukas innlegg noe særlig mere spennende enn det som står der! Men som den dikterer skal vi gå litt dypere inn i begrepet luftkvalitet og da starter vi med det som ligger til grunn, nemlig luftforurensning. Disse to begrepene er jo nært knyttet.
Som regel betyr mye luftforurensning det samme som dårlig luftkvalitet. Når vi bruker ordet forurensning er det som oftest et begrep vi forbinder med oss mennesker. Det at vi har gjort noe og forurenset naturen på grunn av det vi har gjort. Men vi kan også ha tilfeller av naturlige utslipp til luft som kan forverre luftkvaliteten. Husker du vulkanen som eksploderte på Island for noen år siden? Dette «naturlige» utslippet pøste masse gasser, støv og glass ut i atmosfæren i store deler av Europa.
Luftforurensning (og mange av de naturlige utslippene som fra vulkaner eller skogbranner) er forbundet med en eller annen form for forbrenning eller prosess. Eksempler på naturlige forbrenninger er skogbranner eller vulkanutslipp, og menneskeskapte forbrenninger er bilmotorer som går på bensin, etanol, gass, diesel eller biodiesel, eller kull-, olje-, gass-, søppel- eller ved-forbrenning for å lage varme og strøm. Eksempler på menneskeskapte prosesser er utvinning av metaller, eller jordbruk, og naturlige prosesser er saltsprøyt fra bølgene på stranda, eller sandstormer.
Jordas atmosfære og vanlig frisk luft består hovedsakelig av gasser: 78% nitrogengass (N2), 21% oksygengass (O2), og 0.93% argongass (Ar). Resten av lufta består av 0.035% karbondioksidgass (CO2) og andre gasser: neon (Ne), helium (He), metan (CH4), hydrogen (H2) i svært små kvantum. I tillegg til gasser, finner vi partikler som flyter rundt i lufta. Partikler er laget av væsker og faste stoffer. Partikler kan være naturlige, som pollen eller salt sprøyt, men når vi snakker om partikler i lufta i dag er det nok forbundet med prosesser og forbrenning.
Partikler er regnet fra veldig bittesmå ting vi ikke kan se, eksempelvis noen molekyler som er bundet sammen, til relativt store partikler vi kan se i lufta, som i røykskyer, som jo er en masse små partikler. De er omtalt som luftpartikler, aerosoler, svevestøv eller PM, som står for Particulate Matter. Basert på størrelsen og vekten av partiklene kan de oppholde seg i atmosfæren i flere uker. Se på en som røyker en sigarett. Røyken fra sigaretten er små partikler som svever avgårde i lufta og de detter ikke ned til bakken som større partikler gjør, som når du koster. Hva med dette som kommer ut av piper og stiger opp i lufta? Det vi ser som kommer ut fra piper er partikler fra varme prosesser eller forbrenning, men utslippene inneholder også masse gasser og som regel vanndråper (vanndamp). Og fra de fleste piper, spesielt på vinteren er det meste vi kan se, nettopp vanndamp. Hvis det er kaldere ute enn hvor utslippet kommer fra inni fabrikken eller huset så møter disse gassene og partiklene atmosfæren og tar til seg vann eller mere vann. Det vil si, vann som gass i atmosfæren hopper på forbrenningpartiklene og gassene og kondenserer til vanndråper, som er stor nok til at vi kan se de med våre øyne. Til slutt vil jeg bare si at partikler i lufta er nært knyttet til vann som det finnes masse av i atmosfæren! Vi kan se for oss tre typer partikler, nemlig rene partikler, små vanndråper som inneholder små mengder stoffer, eller partikler som inneholder noen vannmolekyler.
[
PS. Vann (H2O) oppfører seg som gass, væske, eller fast stoff i atmosfæren. Tåke, regn, eller snø er regnet som partikler i lufta og oppfører seg likedan. Hvis vann er gass, bittesmå molekyler, kan du ikke se det med våre øyner, mens vi kan lett se tåke, regn eller snø. Tenk på dette neste gang du sitter i badstua. Hvorfor det er slik at vi kan se partikler eller ikke er basert på størrelsen og på partiklers interaksjon med lys, som du kan lese mere om her.]
Vi er kommet til et viktig poeng nå som vi vet hva som flyter rundt i atmosfæren. Luftforurensning er alt som vi slipper ut i luften som ikke er der naturlig og består hovedsakelig av gasser og partikler med vann blandet inn. Gasser og partikler kan videre deles opp i uorganiske og organiske forbindelser eller stoffer. (Bare husk at organiske stoffer inneholder mye karbon og hydrogen, nemlig hydrokarboner, så klarer du deg gjennom resten!)
Under ser dere en figur (Figure ES.1) tatt fra European Environment Agencys rapport om
«Air quality in Europe» (2011, ISBN: 978-92-9213-232-3). Figuren er en oversikt over hovedkomponentene i luftforurensning, og hvordan alle disse komponentene (gasser og partikler) har sammenheng med hverandre og biosfæren inkludert klimaet, økosystemet og menneskers helse. Svoveldioksid (SO2), karbonmonoksid (CO), nitrogendioksid (NO2), ammoniakk (NH3), og flyktige organiske forbindelser (VOC) er gasser fra for det meste menneskeskapte prosesser og forbrenninger. Ett eksempel på VOC gasser er de avgassene (bl.a. benzen) som du lukter når du fyller bensin. Primary PM betyr at dette er de minste og på en måte startpartiklene i atmosfæren. Startpartikler kan være små sot partikler fra for eksempel diesel motorer, eller de kan bli til fra SO2 gass når denne går gjennom kjemiske reaksjoner med alt oksygenet i atmosfæren. Metaller (HM), og PAH (polysykliske aromatiske hydrokarboner), en annen type av organiske forbindelser, finner vi som oftest i partiklene. Partikler kan «gro» i atmosfæren og det skjer ved at de tar til seg gasser, vann og andre partikler. Inni partiklene kan det også skje mye kjemi som kan forandrer det som partiklene inneholder.
[PS. Miksing og kjemi mellom forbrenningpartikler og gasser, og atmosfærisk vann er også en av grunnene til at luftforurensning kan føres med i skyer fra andre steder i verden og komme helt til Norge. Noen ganger kan man for eksempel se svarte, brune, eller grå linjer i snøen som faller ned på vinteren. I Sør Norge kan dette være partikler fra kullforbrenning i Europa som kommer langveis fra med skyene. Hvis du er videre interessert i prosessene som beskriver hvordan luftforurensning blir tatt opp i eller påvirker biosfæren slå opp klimapådriv (climate forcing), sur nedbør (acidifying substances), eutrofiering (Eutrophying substances), bakkenær ozon (ground-level ozone), og svevestøv (particulate matter).]
Luftkvalitet er så direkte avhengig av hvor mye av de farlige gassene og partiklene (konsentrasjonen) det er i lufta vi puster inn. Det som er farlig i lufta vet vi mye om fra forskning, men også fordi vi mennesker er flinke til å si fra hvis vi merker sammenheng mellom dårlig luft og helseproblemer. Noen av disse farlige gassene og partiklene kan vi hverken se eller lukte, og bare forskning kan avdekke sammenhengen. For eksempel dette at partikler i lufta har sammenheng med for tidlig dødsfall i flere byer i verden, er påvist gjennom statistiske analyser. Eller dette at noen ganger er det lang eksponering av lav konsentrasjon som er farlig isteden for høy konsentrasjon av noe. Noen utslipp, for eksempel diesel eksos eller vedfyring, kan vi både lukte og se, og vi kan merke at dette kan jo ikke være bra å puste inn! Noen ganger finner vi ut nye og flere ting som er farlige i lufta, så dette med luftkvalitet er et dynamisk begrep. Det er viktig å være klar over at vær, vind, og landskap kan ha stor innvirkning på konsentrasjon av luftforurensning, samt på kjemien og spredningen av gasser og partikler, og dermed også på luftkvaliteten.
Tilbake til gasser og partikler som vi slipper ut som luftforurensning. Menneskeskapte forbrenninger eller prosesser produserer som regel de farlige og unaturlige gassene og veldig små partikler som vi kan trekke langt ned i lungene. Naturlige prosesser produserer generelt større partikler som vi kan håndtere bedre og det stoppes høyere i luftveiene. De finnes selvfølgelig unntak her, men er det ikke fint hvordan naturen er blitt laget til. Som en generell regel kan vi også si at jo renere eller atomisk lett det du forbrenner er, jo mindre farlige komponenter får du i avgassene og partiklene som følger av forbrenningen. Dette bygger på prinsippet om at hvis du forbrenner hydrokarboner 100% ved hjelp av alt oksygenet i lufta rundt skal du egentlig bare sitte igjen med karbondioksid og vann. Og da hadde vi jo ikke hatt noe problem foruten om dette med klima da! Men det finnes dessverre andre sporstoffer i karbonet (eller i naturen) som vi brenner, vi har ikke effektiv nok forbrenning eller vi lager ting hvor vi får utslipp av ikke-naturlige gasser, slik at det blir faktisk mere komplisert enn CO2 og H2O. Noen eksempler på disse prinsippene er at når vi forbrenner kull eller olje som inneholder svovel får vi SO2 gass ut av pipa, når du forbrenner bensin i en motor lager vi gasser som har nitrogen i seg (NOx), når du fyrer med masse farget papir og malt treverk så lager du partikler med farlige metaller i seg sammenlignet med hva du lager hvis du fyrer med ren ved, når du fyrer varmt og effektivt lager du mindre partikler og mere ren CO2 og vann enn hvis du lar ting ligge og ulme i peisen, og til slutt, det er mange flere farlige partikler fra dieselforbrenning. sammenlignet med bensin eller etanol, som er «lettere» og renere petroleumsprodukter. Prøv å tenk litt på dette når du "forbrenner" noe neste gang, eller når du sender restavfallet til forbrenningsanlegget!
[PS. Litt om CO2. Karbondioksid er en gass som slippes ut ved forbrenning av karbonholdig brennstoff. CO2 er en forurensning til luft som ikke er farlig for oss mennesker og har ingen innvirkning på luftkvaliteten. CO2 er derimot en klimagass som har innvirkning på jordas drivhuseffekt. En fetter av CO2, CO, er derimot en farlig og direkte dødelig gass som vi bryr oss om når vi tenker på luftkvalitet.]
Når vi snakker om luftkvalitet i Norge i dag er vi mest interessert i prosesser som tilsier hvordan gasser og partikler i lufta til slutt påvirker helsen vår. dette med helse skal jeg snakke om etter jeg har forklart hvordan vi måler luftkvalitet og hvem som har ansvaret for alt dette i Norge i neste innlegg. Vi snakkes!
