Miljöteknik HT13. Pia Lindberg, Institutionen för Kemi Ångström

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Miljöteknik HT13. Pia Lindberg, Institutionen för Kemi Ångström"

Ann-Marie Vikström
för 7 år sedan
Visningar:

1 Miljöteknik HT13 Pia Lindberg, Institutionen för Kemi Ångström

2 Globala och regionala miljöproblem Klimatförändringar Ozonlagrets förtunning Försurning av haven Marknära ozon Övergödning Miljögifter Försurning av mark och vatten Utarmning av den biologiska mångfalden

3 Föroreningar Tungmetaller Bekämpningsmedel Flyktiga organiska ämnen Cancerframkallande, mutagena eller reproduktionstoxiska ämnen (CMR-ämnen) Hormonstörande ämnen Miljögifter

4 Förbränning CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Men detta är idealfallet. Om temperaturen inte är tillräckligt hög får man också CO: CH 4 + 2O 2 mest (CO 2 + 2H 2 O) + också (CO + H x C x ), där H x C x är diverse kolväten. Dessutom bildas ofta kväveoxider och svaveldioxid, NO x och SO 2.

5 Försurning Salpetersyra och svavelsyra bildas p g a kväveoxid- och svaveldioxidutsläpp Sjövatten buffras av bikarbonat: H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Tillförsel av syror gör att HCO 3 - förbrukas När allt HCO 3 - är slut blir sjön konstant sur.

6 Markförsuring Tillförsel av vätejoner i marken leder till urlakning inte bara av metaller, utan också joner som växter behöver, som natrium, magnesium, kalcium och kalium. Dessa är positivt laddade och ersätts i sina salter av vätejonerna, och sköljs sedan bort ur marken. => näringsbrist

7 Ozon, O 3 Två olika problem Stratosfäriskt ozon och marknära ozon.

8 Ozon, O 3 Klorfluorkarboner reagerar med ozon och bryter ner det permanent -> förtunnat ozonlager

9 Ozon, O 3 Stratosfäriskt ozon och marknära ozon det ena vill vi ha, det andra inte. Marknära ozon (O 3 ) bildas då kolmonoxid, kväveoxider, och flyktiga kolväten reagerar med syre, katalyserat av UV-ljus. CO, NO X, VOC, + O 2 CO 2 + O 3 UV-ljus

10 Globala och regionala miljöproblem Klimatförändringar Ozonlagrets förtunning Försurning av haven Marknära ozon Övergödning Miljögifter Försurning av mark och vatten Utarmning av den biologiska mångfalden

11 1. Begränsad klimatpåverkan Halten av växthusgaser i atmosfären skall i enlighet med FN:s ramkon- vention för klimatförändringar stabiliseras på en nivå som innebär att människans påverkan på klimatsystemet inte blir farlig. Målet skall uppnås på ett sådant sätt och i en sådan takt att den biologiska mångfalden bevaras, livsmedelsproduktionen säkerställs och andra mål för hållbar utveckling inte äventyras. Sverige har tillsammans med andra länder ett ansvar för att det globala målet uppnås. ILLUSTRATIONER: TOBIAS FLYGAR. FOTO: HANS GEIJER/JOHNER

12 Växthuseffekt Ökade mängder växthusgaser ger ökad temperatur

13 Nature May 15, Längsta temperaturdataserien någonsin. Från Antarktis, EPICA, the European Project for Ice Coring in Antarctica. Iskärnans djup = m Tidsupplösning = 380 år

14 Dagens värden på CO2 = 380 ppm CH4 = 1800 ppb

15 Koldioxidkoncentration och temperaturvariation i norra hemisfären de senaste 1000 åren.

16 Växthusgaser

17 Markbearbetning, avskogning Kol, gas, olja Djurhållning, risodlingar, eldning av biomassa Mestadels från förbränning av fossila bränslen

18 Växthusgaser: CO 2 Från förbränning av fossila bränslen och biomassa Från marken och från skogsavverkning Absorberar infraröd strålning i den del av spektrat som reflekteras från jordens yta.

19 Växthusgaser: CO 2 IPCC 2013

20 Försurning av haven Koldioxid löser sig i vatten och bildar kolsyra: Haven tar upp ungefär en fjärdedel av den koldioxid vi släpper ut, men detta resulterar i sänkt ph i vattnet. Detta påverkar växt- och djurliv i haven. Grundare vatten påverkas mest, och det är också där mycket av biodiversiteten finns och där fortplantning sker för många arter. CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 + H + CO H +

21 Försurning av haven När man når en gräns där för många arter skadats eller försvunnit är det risk för att ekosystemen kollapsar, och fiskpopulationer försvinner helt. Detta är ett globalt problem som liksom global uppvärmning är kopplat till vår användning av fossila bränslen. Koldioxid löser sig i vatten och bildar kolsyra: CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 + H + CO H +

22 Växthusgaser: CO2

23 Växthusgaser Metan: Utsläpp från djurhållning och risodlingar. Frigörs ur marken när det blir varmare, tinande permafrost.

24 Växthusgaser Dikväveoxid, lustgas (N 2 O), frigörs vid skogsavverkning och kvävegödsling, samt från katalysatorer i bilar

25 Växthusgaser Halogenkolväten, kolväten med klor, fluor, eller brom (inkl freoner), vanligast fluorinerade kolväten. Från industriella processer, ofta som ersättare för ozon-nedbrytande freoner. Mycket stabila i atmosfären. svavelhexafluorid difluorklormetan triklorfluormetan

26 Växthusgaser: sammanställning av källor EPA Dec 2012

27 Växthusgaser EPA Dec 2012

28 Andra växthusgaser än CO 2 EPA Dec 2012

29 Global warming potential Uppvärmningseffekt av utsläpp av ett kg gas, jämfört med ett kg koldioxid. Används för att jämföra effekter av olika utsläpp.

30 Andra faktorer Rök och sot: Ljusa partiklar reflekterar strålning och bidrar till nedkylning. Svarta rökmoln bidrar till uppvärmning Issmältning ger mindre reflekterande ytor och bidrar till accelererad uppvärmning Smältande permafrost frigör metan och kan också bidra till acceleration av uppvärmningen Mer vattenånga ger mer uppvärmning, eftersom vatten är en stark växthusgas Men mer vattenånga ger mer moln som reflekterar och därmed minskar uppvärmningen Havet lagrar en del koldioxid, men kan bara ta upp en del av tillskottet, och avger också en viss mängd.

31 Konsekvenser av ökad växthuseffekt Temperaturhöjning beräknad till C till 2100 Ändrade vindar, ändrade havsströmmar. Mer torka Mer nederbörd och översvämmningar Smältande glaciärer och polaris ger höjning av havsnivån, låga kustområden hotas. Dessa effekter kommer att kvarstå under lång tid även om vi minskar utsläppen av växthusgaser.

32 Klimatförändringar IPCC 2013

33 Klimatförändringar IPCC 2013

34 Klimatförändringar IPCC 2013

35 Klimatförändringar IPCC 2013

36 Emissions RCP8.5 Carbon dioxide emissions (GtC/yr) Historical RCP2.6/3-PD M. Rummukainen after

37 Business-as-usual eller sätta stopp? +0.61ºC +?? ºC IPCC 2013, SPM

38 IPCC 2013

40 Our Energy supply has black roots

41 Global energifördelning

42 Global energiförbrukning biomassa olja gas+kol kärnkraft vattenkraft % solenergi TW Adapted from Lewis and Nocera

43 Global vs lokal energiförbrukning Fossil kärnkraft vattenkraft % of total 2007; Sverige biomassa olja gas+kol kärnkraft vattenkraft 2007; Global 80% solenergi...

44 Global vs lokal energiförbrukning Fossil kärnkraft % of total 2007; Tyskland Fossil kärnkraft % of total 2007; Sverige biomassa olja gas+kol kärnkraft vattenkraft 2007; Global 80% solenergi...

45 Global energiförbrukning olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

46 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? Det här är inte vår energiförbrukning detta är för de som inte använder energi idag. olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

47 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? Det här är inte vår energiförbrukning detta är för de som inte använder energi idag. De kan inte spara energi! olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

48 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? Försök hålla fossila bränslen på dagens nivå - vad kan fylla resten? olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

49 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? Försök hålla fossila bränslen på dagens nivå - vad kan fylla resten? 20% av all odlingsbar landyta (7-10 TW) olja gas+kol biomassa 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW Adapted from Nocera & Lewis

50 The Global global energiförbrukning concept what can vilka we möjliga use? energikällor finns? Försök hålla fossila bränslen på dagens nivå - vad kan fylla resten? nya kärnkraftverk på 1 GW (10 TW) (det finns nu ca 450 kärnkraftverk i hela världen) olja gas+kol biomassa Kärnkraft? 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW Adapted from Nocera & Lewis

51 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? Det finns ingen enda ensam lösning... olja gas+kol biomassa Kärnkraft? 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

52 Global energiförbrukning vilka möjliga energikällor finns? solenergi/timme Solenergi-inflöde = TW På mindre än en timme motsvarar detta mänsklighetens årsförbrukning av energi. olja gas+kol biomassa Kärnkraft? 2050 olja gas+kol Biom.,kärnkraft vind, vatten % TW

54 Riksdagen har antagit 16 mål för miljökvaliteten i Sverige Begränsad klimatpåverkan Frisk luft Bara naturlig försurning Giftfri miljö Skyddande ozonskikt Säker strålmiljö Ingen övergödning Levande sjöar och vattendrag Grundvatten av god kvalitet Hav i balans samt levande kust och skärgård Myllrande våtmarker Levande skogar Ett rikt odlingslandskap Storslagen fjällmiljö God bebyggd miljö Ett rikt växt- och djurliv ILLUSTRATIONER: TOBIAS FLYGAR

56 Planetära gränser för en hållbar utveckling Rockström et al

57 Rockström et al Nature 2009

Relevanta dokument

Ann-Carin Andersson Avdelningen för byggteknik EKOLOGI Luft, vatten, mark, flora, fauna Miljömål etc EKONOMI Mervärden för.. - Individ - Samhälle - Företaget/motsv Hållbar utveckling SOCIALT Bostad Arbetsmiljö