Luften i Luleå

Luftföroreningar

Historik

Luftföroreningar i dagens bemärkelse började dyka upp under medeltiden då stenkol användes i stor skala som bränsle.

Industrialismens genombrott i Europa under 1700-talet medförde att luftföroreningarna kom att betraktas som något naturligt och oundvikligt i de urbana områdena.

Hundra år tillbaka i tiden var därför stadsluften långt mer ohälsosam än den är i dag. Vintertid gjorde rykande eldstäder vartenda hus till en föroreningskälla. Den ofullständiga förbränningen i öppna härdar, kaminer och kakelugnar medförde stora utsläpp av bl a sot, kolmonoxid och kolväteföreningar. Mitt inne i städerna fanns dessutom fabriker som släppte ut helt orenad rök strax ovan marknivå.

Under efterkrigstiden ersattes de många enskilda eldstäderna i bostadshusen i allt högre grad av stora panncentraler där förbränningen var effektivare. På så sätt minskade exempelvis sot- och kolväteutsläppen. Den tunga eldningsolja som utnyttjades i de stora anläggningarna innehöll å andra sidan mycket svavel, och därför blev utsläppen av svaveldioxid allt större.

Startpunkten för dagens luftvårdsarbete kom att bli den luftföroreningskatastrof "The great smog of London"länk till annan webbplats som inträffade i London år 1952, då ca 4 000 människor omkom som en direkt följd av föroreningarna. Till en början inriktade man sig på att höja utsläppspunkterna för att få en bättre spridning av föroreningarna. Detta visade sig dock snart vara otillräckligt så sedan 60-talet har luftvårdsarbetet främst inriktats på åtgärder för att minska utsläppen. Länge var luftföroreningar liktydigt med svavel och sot. Under de senaste decennierna har intresset successivt fokuserats på kväveföreningar, kolväten och fotokemiska oxidanter, främst marknära ozon.

Luftföroreningar i allmänhet
I tätorter förekommer förhöjda halter av luftföroreningar som kan ge effekter på både hälsa och miljö samt vissa material. De föroreningar som har störst betydelse är kolväten, kvävedioxid, ozon och partiklar. De största källorna är vägtrafik, arbetsmaskiner och förbränning av biobränslen, främst småskalig vedeldning.

Hur klimatet påverkar
Klimatet i Norrbotten är kallt, vilket gör att stillastående luftmassor med stabila luftskikt, sk inversioner (förklaring i sista stycket) lätt bildas vintertid. Detta ger förutsättningar för koncentrering av luftföroreningar, särskilt i tätortsmiljö. Problemet kan vara betydande även i mindre orter med frekvent vedeldning. Närheten till Kolahalvön gör att regionen tidvis kan vara utsatt för långdistanstransport av föroreningar från nordost.

Å andra sidan har utsläppen på kontinent mindre inverkan på miljön i Norrbotten än i södra Sverige. Det är inte bara utsläppens storlek som avgör hur stora föroreningshalterna blir i luften. Vädret spelar här en stor roll.

Vindriktningen har betydelse för hur föroreningarna sprids och vilka områden som kommer att drabbas av utsläppen. Vindstyrkan påverkar utsläppens utspädning. Ju mer det blåser desto snabbare sprids föroreningarna och halterna minskar.

Temperaturen styr uppvärmningsbehovet och därmed hur stora utsläppen blir från t ex villor med egna värmepannor. Kalla bilmotorer släpper ut mer föroreningar än varma.

Skillnader i lufttemperatur på olika höjder har stor betydelse för föroreningarnas möjlighet att blandas i luften. Omblandningen blir god om temperaturen avtar med höjden. Om temperaturen istället ökar med stigande höjd (inversion) blir luften stabilt skiktad och möjligheterna till omblandning försämras. Ett luftskikt med relativt sett varmare luft kan ligga som ett lock över en kallare luftmassa närmare marken.

Luftföroreningarna som släpps ut stannar under locket och halterna stiger ganska snabbt till höga nivåer. Inversion med förhöjda halter är vanligast under vintern. Utsläppsmängderna är då större och inversionen bryts inte så lätt av den svagare solinstrålningen.

Vad är luftföroreningar?

Luftföroreningar består av ämnen som inte naturligt ingår i atmosfären eller som uppträder i högre koncentrationer än normalt. Föroreningar är antingen partiklar (stoft) eller gaser.

Partiklar kan bestå av sot och andra förbränningsrester, gummipartiklar från däckslitage, astbetsdamm, vattendroppar med lösta ämnen (t ex svavelsyra) mm. De minsta partiklarna, med en diameter under 10µm, är farligast eftersom de tränger ner längre i lungorna än större partiklar och dessutom håller sig svävande i luften längre. De minsta partiklarna innehåller dessutom störst koncentration av potentiellt hälsoskadliga ämnen som metaller och tyngre organiska ämnen. Källor till partiklar är framför allt dieselavgaser och vedeldning. En viss del består också av uppvirvlat stoft.

Gasformiga föroreningar kan t ex vara svaveldioxid (SO2), kväveoxider (NOx), flyktiga organiska ämnen (VOC), ozon (O3) eller koldioxid (CO2).

Låt oss titta närmare på några av luftföroreningarna!

Kväveoxider (NOx)
Kväveoxider kan delas in i kvävemonoxid (NO) och kvävedioxid (NO2). Kvävemonoxid är en färglös, luktfri gas. Kvävedioxid är guldbrun och har en irriterande lukt. Det är framför allt kvävedioxid som är hälsofarlig.

Kvävedioxid har liksom svaveldioxid sin huvudsakliga verkan på andningsorganen. Vid låga halter ökar luftvägsreaktiviteten, vilket kan förstärka symptomen framför allt hos astmatiker vid exempelvis samtidig inandning av kall luft, pollen eller vid ansträngning.

Astmatiker och barn är särskilt känsliga och kan påverkas akut vid halter på 200-500 µg/m³. Vid försök med personer med allergisk astma, har kvävedioxid visats ge en förstärkt allergisk reaktion. Genom att kvävedioxid kan spridas via blodet påverkas även andra organ i kroppen. Kvävedioxid minskar även motståndskraften mot t ex infektionssjukdomar. Kväveoxider anses även medverka till att cancerframkallande nitrosaminer bildas.

Hälsoproblem kan uppstå vid halter under gällande gränsvärden. En grov uppskattning tyder på att 200 000 till 300 000 människor i Sverige, både boende och på arbetsplatser, utsätts för kvävedioxider som överstiger gällande gränsvärden.

Jämte svaveldioxid är kväveoxidutsläppen den största orsaken till försurningen. Vid nästan all form av förbränning bildas kvävemonoxid, dels ur luftens syre och kväve och dels från kväveinnehållet i bränslet. I luften reagerar kvävemonoxid med mer syre och bildar kvävedioxid.

Den övervägande delen av kväveoxiderna i luften kommer från trafiken, men även värmepannor och vissa industrier bidrar. En stor del av det kväve som faller ner över oss kommer ifrån utlandet. Våra kväveutsläpp påverkar i sin tur andra länder. Efter att vi fick katalysatorer i våra personbilar har kvävedioxidhalterna minskat i de flesta tätorter.

Fordonstrafiken står för stor del av kvävedioxiddutsläppen

Fordonstrafiken står för stor del av kvävedioxiddutsläppen

Svaveldioxid (SO2)
Svaveldioxid är en färglös gas med stickande lukt vid höga halter. Svaveldioxiden bildar svavelsyra tillsammans med vatten och syre i atmosfären, vilket orsakar det sura regn som försurar mark och vatten. Svaveldioxid och svavelsyra ger direkta skador på skogar och växter, korrosion av metaller och andra material.

Hälsoeffekter av svaveldioxid har observerats på andningsorganen främst hos speciellt känsliga grupper, till exempel astmatiker. Det är främst de övre luftvägarna som påverkas av svaveldioxid. Kortvariga perioder med höga halter av SO2 kan leda till ökat luftvägsmotstånd på grund av att de fina luftrören dras samman. En förhöjd förekomst av luftvägsinfektioner och bronkit hos barn har påvisats i områden med förhöjda SO2-halter.

WHO bedömde 1987 att de lägsta långtidsmedelvärden av svaveldioxid och sot som har förknippats med luftvägseffekter på barn och vuxna är ca 100 µg/m³. Senare studier indikerar att effekter kan uppkomma även vid lägre halter vid långtidsexponering. Vid exponering för 250 µg/m³ under ett dygn, d v s korttidsexponering, och vid samtidig exponering för partiklar i samband med smog- eller inversionsepisoder, kan personer med akuta och kroniska lung- eller hjärtsjukdomar få andningsbesvär, hosta och ökat luftvägsmotstånd.

Många fossila bränslen som kol, olja och naturgas innehåller svavel. Vid förbränning omvandlas svavlet till svaveldioxid. Den övervägande andelen av svaveldioxiden i atmosfären kommer från värmepannor och kraftverk, där man eldar med fossila bränslen, trafiken (dieselbilar och fartyg) samt industrin.

En stor del av de svavelföroreningar som faller ner över oss kommer ifrån utlandet. Våra svavelutsläpp påverkar i sin tur grannländerna. Halterna av SO2 har glädjande nog minskat stadigt sedan 70-talet.

Ozon (O3)
Ozon är ett starkt oxiderande ämne som finns naturligt i stratosfären (10-50 km ovan markytan) där det skyddar oss mot skadlig ultraviolett strålning. Troposfäriskt ozon finns från marknivån och upp till 10 km och kallas därför marknära. Det är på låg höjd, i vår omgivning, som ozon är en luftförorening.

Ozon är skadligt i höga halter för biologisk vävnad, framför allt hos växter. Men ozonet är också ett hälsoproblem, med nedsatt lungfunktion och ökad infektionsrisk som följd.

Ozon är irriterande på andningsvägarna och ger i högre koncentrationer upphov till vävnadsskador. Ozon är mindre vattenlösligt än SO2 och NO2 och når därför längre ner i luftvägarna. De hälsoeffekter som kan bli aktuella när det gäller ozonexponering är: nedsatt lungfunktion, symptom och besvär från luftvägarna, ökad luftvägsreaktivitet (ökad känslighet för irriterande ämnen) och inflammatoriska effekter. Sådana effekter, liksom ett ökat intag på sjukhus för luftvägssjukdomar i samband med ozonepisoder, har påvisats vid korttidsexponering (1-6 timmar) för 160 µg/m³. Någon säker lägsta-effektnivå har hittills inte kunnat fastläggas (Bylin et al, 1996).

Någon större skillnad i känslighet hos friska personer och astmatiker föreligger ej men en påverkan på lungfunktionen är dock allvarligare hos personer med astma eller andra kroniska lungsjukdomar eftersom dessa ofta har nedsatt lungfunktion från början. I samband med fysisk aktivitet har man konstaterat en ökad känslighet. Barn är känsliga och vissa undersökningar har visat en högre förekomst av t ex astma och nedsatt lungfunktion bland barn boende i områden med förhöjda ozonhalter (årsmedelvärde ca 60-80 µg/m³).

Det förekommer på flera platser i Sverige varje år att riktvärdena för marknära ozon överskrids. Man uppskattar att detta resulterar i skador enbart på jordbruksgrödor som ligger i storleksordningen en miljard kronor årligen. Även skogen skadas av det marknära ozonet.

Ozon är en naturligt förekommande gas, som bildas genom att luftens syre oxideras i närvaro av kolväten, kväveoxider och solljus. Trafikens utsläpp bidrar till ökade mängder marknära ozon. Det mesta kommer från kontinenten. Trots att ozon är väldigt reaktivt kan det transporteras långa sträckor i höga koncentrationer. Av den anledningen är ozonhalterna i Norrland faktiskt bara obetydligt lägre än i södra Sverige. Särskilt på sommaren då det är soligt och varmt förekommer vad man brukar kalla ozonepisoder, då "ozonmoln" kommer drivande.

Partiklar
Partiklar kan bestå av sot och andra förbränningsrester, gummipartiklar från däckslitage, asbestdamm, vattendroppar med lösta ämnen (t ex svavelsyra) mm.

Källor till partiklar är framför allt dieselavgaser och vedeldning. En viss del består också av uppvirvlat stoft. När det gäller cancerframkallande partiklar är dieselavgaser den klart dominerande källan. Vägtrafiken bidrar med ca 20% av partikelutsläppen i Sverige. Även sothalterna har, i likhet med svaveldioxidhalterna, minskat kraftigt sedan 1960-talet. Den snabba minskningen har dock under de senaste åren börjat stanna av.

Partiklars påverkan på hälsa styrs troligen såväl av dess storlek som dess kemiska innehåll. Partiklar med en aerodynamisk diameter större än ca 10 µm fastnar i huvudsak i näsa, mun och svalg och misstänks huvudsakligen orsaka irritation. Vissa större partiklar som pollen kan dock orsaka och utlösa allergiska reaktioner. Partiklar som är mindre än 10 µm brukar kallas inandningsbara (kallas ofta PM10) och fastnar beroende på storlek, andningsväg, andningsmönster och eventuell luftvägssjukdom i större eller mindre andel i olika delar av luftvägarna.

Partiklar som är mindre än 2.5 µm kan ta sig ner till lungblåsorna medan större partiklar deponerar längre upp i luftvägarna. Den huvudsakliga påverkan på hälsan anses för närvarande orsakas av partiklar som är mindre än 2.5 µm, även om de något större partiklarna också visat sig ha effekter. De mindre partiklarna innehåller oftast störst koncentration av potentiellt hälsoskadliga ämnen som metaller och tyngre organiska ämnen. De effekter som observeras är bl a påverkan på astma, lunginflammation och kronisk luftrörsinflammation (bronkit). Känsliga grupper är astmatiker, personer med andra luftvägssjukdomar samt barn.

Partiklar som är under 0.1 µm kallas ultrafina och misstänks via lungblåsorna kunna tränga in i kärlen och orsaka eller förvärra hjärt- och kärlsjukdomar. Sot och partiklar i höga halter kan öka luftvägsbesvär och ge nedsatt andningsfunktion. Cancerframkallande ämnen i avgaserna fastnar också på sot och partiklar.

Damm från vägtrafiken är också en hälsorisk. Vi vet att detta damm både innehåller skadliga polyaromatiska kolväten och silikater. På en kraftigt trafikerad väg (ca 15 000 fordon/dygn) produceras i runda tal 170 kg inandningsbart, giftigt damm/km och år. Stora studier i USA visar att halten av den inandningsbara partikelfraktionen, PM10, är tydligt kopplad till ökad daglig dödlighet. Det innebär att när halten av PM10 är hög, dör folk i större utsträckning av sina "vanliga" sjukdomar, som astma eller lunginflammation. I de amerikanska studierna har man inte kunnat finna någon tröskelnivå under vilken riskerna skulle vara mindre.

Kolväten (HCx)
Kolväten kallas en grupp gasformiga ämnen som mest består av kol- och väteatomer. Beroende på sammansättningen har de olika benägenhet att reagera med andra ämnen och utgör därmed olika stor miljö- och hälsorisk. Kolväten kan vara både lättflyktiga (VOC) som till exempel eten och bensen eller bundna till partiklar som exempelvis vissa polyaromatiska kolväten (PAH).

Vissa kolväten har kraftig lukt. Många kolväten är fettlösliga och kan därför påverka nervsystemet. Några är kända för att ge allergiska reaktioner. En del kolväten kan påverka arvsanlagen (genotoxiska effekter) och i vissa fall även ge upphov till cancer. Bensen som bl a finns i bensin kan ge leukemi. Den negativa påverkan på hälsa och miljö förvärras om flera olika kolväten samverkar.

VOC bidrar till bildandet av marknära ozon. Utsläppen sker främst från trafiken (avgaser samt avdunstning från bensin) och vedeldning, men även industrin lämnar ett betydande bidrag. Det största problemet är sotande dieselmotorer. Vägtrafiken bidrar med ca 28% av kolväteutsläppen i landet. När det gäller kolväten är kunskaperna mycket bristfälliga. Ur avgasröret kommer minst ett tusental olika kolväten.

Koldioxid (CO2)
Koldioxid är en lukt- och färglös gas. Koldioxid i atmosfären tar upp en del av den värme som strålar ut från jorden. Värmen hålls kvar och jordytan blir varmare, man får en växthuseffektlänk till annan webbplats.

Koldioxid bildas vid all förbränning av organiskt material som olja, kol, gas, torv och ved. Koldioxid går inte att rena bort då syftet med rening är att omvandla föroreningar till just koldioxid och vatten. För att minska koldioxidutsläppen måste därför till exempel trafiken minska.