Miljön och vi. Växthuseffekten. Den naturliga växthuseffekten. Problemet växthuseffekt

Transkript

1 Miljön och vi Växthuseffekten De senaste somrarna har varit de varmaste i Sverige på över 200 år. Klimatkatastroferna med översvämningar och stormar har också blivit allt vanligare under de senaste decennierna. Många menar att vi är mitt uppe i en snabb klimatförändring. Växthuseffekten pekas ut som boven i dramat, och anses vara ett av vår tids allvarligaste miljöhot. Men vad innebär egentligen växthuseffekten? Är den enbart negativ? Den naturliga växthuseffekten Jordens atmosfär gör att temperaturen kan hållas förhållandevis konstant på vår planet. Utan atmosfär skulle vi ha samma temperatur som på månen. Där varierar temperaturen från -150 ºC om natten upp till +100 ºC om dagen. Anledningen till att temperaturen kan hållas så pass konstant är att några av gaserna i jordens atmosfär stänger inne en del värme och på så sätt påverkar jordens värmebalans. En bra liknelse är hur ett växthus fungerar. Solljuset strålar in genom glasrutorna i växthuset och värmer upp marken, men glasrutorna förhindrar en del av värmen från att försvinna ut, och växthuset värms upp. På motsvarande sätt kan solljuset passera genom atmosfären, men värmen stängs inne av vissa gaser (främst vattenånga och koldioxid) och värmer jorden. Den naturliga växthuseffekten är alltså i sig inte något miljöproblem. Tvärtemot är den naturlig och uppstod när atmosfären fick sin sammansättning. Utan växthuseffekt skulle det vara 35 grader kallare på jordytan än vad det är i dag. Problemet växthuseffekt Men växthuseffekten kan också innebära problem. Om det finns för mycket växthusgaser i atmosfären, stängs allt mer värme inne, och jordens temperatur ökar. Vattenånga är den viktigaste växthusgasen, men lyckligtvis kan vi människor inte påverka mängden vattenånga i atmosfären. Koldioxid bildas vid all förbränning av organiskt material (material som innehåller kol) när du eldar ved i öppna spisen, och vid cellandningen i din egen kropp. Detta tillskott av koldioxid kan naturen ta hand om, dels genom att koldioxiden används av gröna växter vid fotosyntesen, dels genom att koldioxiden kan tas upp av havet. Den stora boven i dramat är istället den koldioxid som bildas när fossila bränslen förbränns. Fossila bränslen De fossila bränslena består av för länge sedan döda djur och växter som omvandlats till kol, olja och naturgas. Genom att använda fossila bränslen tillför vi koldioxid till atmosfären som under hundratals miljoner år legat lagrad i jordskorpan. Eftersom växterna inte kan binda mer än en liten del av dagens överskott har luftens halt av koldioxid ökat med mer än 30 procent de senaste 200 åren. När stora skogområden huggs ned tillförs atmosfären ännu mer koldioxid när träden eldas upp eller bryts ner av bakterier och svampar. Det skulle ta tusentals år att minska koldioxidhalten även om vi slutade använda fossila bränslen i dag.

2 Andra växthusgaser Förutom koldioxid släpper vi ut många andra växthusgaser. Vissa gaser finns naturligt, t.ex. metan, medan andra är framställda av människan. Vissa gashalter är bara är en bråkdel i jämförelse med koldioxid, men kan ändå orsaka stor växthuseffekt. Det finns ämnen där en molekyl ger en växthuseffekt som motsvarar fler än koldioxidmolekyler! Klimatpåverkan Sedan år är vi inne i en period när istider avlöses av varmare perioder. Det senaste istäcket började smälta för ca år sedan, och jordens medeltemperatur har sedan dess ökat några grader. Temperaturen verkar dock höjas allt snabbare, även om temperaturförhöjningen stannade på 0,6 C under 1900-talet. Nästan alla klimatforskare menar att det finns mycket som tyder på att temperaturökningen på jorden har accelererat under de senaste åren på grund av utsläppen av växthusgaser. FN:s klimatpanel räknar med att växthuseffekten leder till genomsnittlig temperaturökning på ett par grader fram till år 2030 varmare än vad det varit under senaste åren. Temperaturökningen är inte jämt fördelad ökningen i Kanada, Skandinavien och Ryssland kan vara så stor som 10 C! En liten förändring av årsmedeltemperaturen kan förändra klimat och väder dramatiskt. En stor del av jordens yta består av hav. När vattnet värms upp minskar vattnets densitet, vilket leder till att vattnets volym ökar och att vattenytan stiger. Eftersom temperaturökningen är störst vid polerna riskerar vi att glaciärer smälter. Om hundra år har havsytan kanske stigit med cirka en halv meter men på längre sikt betydligt mer. Låglänta länder som Maldiverna och Bangladesh riskerar att helt dränkas. Men de största förändringarna handlar om vädret. När luften och vattnet värms upp förändras klimatet och blir mer oförutsägbart. Många forskare menar att vi redan ser effekterna i ett ökat antal orkaner och onormalt stora översvämningar. På andra delar av jorden kan det bli torka och områden som tidigare varit förskonade kan drabbas av skördekatastrofer med svält och massflykt som följd. Hur påverkas Sverige? Om medeltemperaturen ökar med en grad får vi samma klimat i Sydsverige som man i dag har i centrala Tyskland. Ingen kan säga exakt hur vi påverkas, men ett scenario är att det varmare klimatet ger förbättrade skördar. Sydliga arter av djur och växter vandrar snabbt norrut och tränger undan andra. Det finns beräkningar som antyder att Sveriges klimat- och vegetationszoner kommer att flyttas norrut med en hastighet av en meter i timmen! Arter som inte hinner anpassa sig riskerar att gå under. Om havsnivån höjs kan vissa områden i södra Sverige hamna under vatten. Golfströmmen Ett annat scenario är att Golfströmmen, som värmer upp hela Skandinavien, försvagas om klimatet ändras. Golfströmmen förflyttar varmt ytvatten från Karibiska havet vid ekvatorn mot norr och gör att vårt klimat är 5-8 C varmare än vad som vore förväntat på våra breddgrader. När havsvattnet kyls och sjunker mot botten förs det tillbaka söderut via kraftiga undervattensströmmar. Forskare har länge varnat för att uppvärmningen vid polerna kan leda till att undervattensströmmarna upphör.

3 Nuförtiden tror man inte att Golfströmmen försvinner, men att den riskerar att försvagas med 25 procent, vilket kan innebära att det istället blir ett par grader kallare mer likt det sibiriska kustklimatet. Solfläckarna och växthuseffekten Temperaturen på jorden har alltid varierat under t.ex. den "lilla istiden" mellan 1645 och 1725 var somrarna svala och vintrarna extremt kalla. (År 1658 vandrade Karl X Gustav över isen från Jylland till Själland med man för att inta Köpenhamn!) Redan i slutet av 1800-talet påpekade forskare att det under samma period knappt fanns några solfläckar. En solfläck är en sval fläck (fläck och fläck den kan vara stor som hela jordens diameter) på solens yta som beror på magnetfältet kring solen. Solens magnetfält ändrar sig så att det vart elfte år finns mycket solfläckar. Men vilket är sambandet mellan antalet solfläckar och temperaturen på jorden? År 1997 lade två danska forskare fram en helt ny teori som gav en alternativ förklaring till växthuseffekten. De menar att jordens temperaturhöjning i högre eller mindre grad kan bero på solens aktivitet. I korthet menar de att solen påverkar jordens klimat på följande sätt: När solens magnetfält är starkt skyddas jorden från kosmisk strålning, (partiklar med hög energi). Den kosmiska strålningen påverkar molnbildningen på jorden ju mer kosmisk strålning, desto mer moln. Om det finns mycket moln, så sjunker jordens temperatur, om det finns lite, så höjs den. Sambandet mellan solfläckar och molnighet skulle alltså vara att fler solfläckar ger mindre kosmisk strålning, som ger färre moln och högre temperatur. Om du tittar i diagrammet ser du att antalet solfläckar har ökat under 1900-talet växthuseffekten skulle alltså kunna bero på solens aktivitet! I slutet av 1990-talet diskuterades solfläckarnas betydelse för klimatförändringarna flitigt. Att delar av växthuseffekten kan bero på solens aktivitet är ett inte helt okontroversiellt påstående, och diskussionen lär fortsätta. Tänk om vi påverkar mindre än vi tror. I det långa loppet kanske dagens klimatförändring bara är en liten tillfällig avvikelse. Hur skall politiker hantera teorin om solfläckarna betydelse? Teorin har studerats av IPCC (FNs internationella expertpanel för klimatfrågor) Man hittade att antal motstridiga uppgifter i rapporten och fann flera argument som motsäger danskarnas teori.

4 Ozon Ozon jordens solskydd Ozonlagret är en förutsättning för allt liv på jorden, och skyddar mot solens skadliga uvstrålning. På grund av utsläpp av olika gaser har skiktet blivit tunnare under slutet av 1900-talet. Följden är att mer av uv-strålningen når ned till jordytan, framför allt vid polerna, och skadar djur och växter. Uttunningen av ozonskiktet har förändrat inställningen till att sola alltför mycket. I Sverige, som ligger nära Arktis, bör man vara försiktig när uv-strålningen är extra stark. Ozonlagret Ozon är en gas som består av tre syreatomer. Ozonlagret ligger i stratosfären, mellan kilometer ovanför marken. När jorden skapades fanns inget ozonlager. I takt med att vattenlevande växter bildade syrgas vid fotosyntesen, ökade syrgashalten i atmosfären. En del av den syrgas som finns i stratosfären bildar ozon. Ozon bildas När den kortvågiga, energirika uv-strålningen från solen träffar syremolekylerna, O 2, i den översta delen av stratosfären spjälkas de: O 2 + UV! O + O Syret i luften reagerar snabbt med O 2 och bildar ozon, O 3 : O 2 + O! O 3 Om ozon hade bildats utan att brytas ner, skulle enorma ozonmängder bildats. Ozon bryts ned Ozonet bryts ned genom att uv-strålning med lite längre våglängd träffar ozonmolekylerna. Reaktionen går då på motsatt håll: O 3! O 2 + O Ozon bryts även ned med hjälp av ämnen som fungerar som katalysatorer för reaktionen. En katalysator är ett ämne som kan möjliggöra eller påskynda en kemisk reaktion utan att förbrukas. De ämnen som oftast nämns i detta sammanhang är freoner. Ozonnedbrytande ämnen Freoner (kallas även klorflorkarboner eller CFC) är en typ av gaser som innehåller klor. Eftersom de varken är brandfarliga eller giftiga användes de bl.a. som drivgas i sprayburkar, värmepumpar och kylanläggningar. Problemet var bara att de är för stabila. När freonerna kommit upp till stratosfären börjar de bryta ned ozonet. En enda freonmolekyl kan bryta ned tusentals ozonmolekyler och verkar under flera decennier, ibland i hundratals år.

5 Gaser av freontyp som istället för klor innehåller brom, kallas haloner. Haloner har främst använts i brandsläckare och är ännu farligare för ozonskiktet. Eftersom nedbrytningen av ozon har ökat på grund av freoner och haloner, är det denna typ av ämnen som har inneburit att ozonlagret brutits ned. I slutet av 1990-talet förbjöds all framställning av freoner och haloner, men halterna i stratosfären kommer att vara fortsatt höga (klorhalten i stratosfären har fyrdubblats sedan 1950-talet), eftersom gaserna tar så lång tid att bryta ned. I dag har läget stabiliserats, och kan se fram emot en minskad ozonuttunning. När ozonlagret bryts ned Ozonet skärmar av en del av den skadliga uv-strålningen (uvb-strålar) från solen. Ett förtunnat ozonlager ger bl.a. en ökad risk för hudcancer och för ögonsjukdomen grå starr. Eftersom Sverige ligger nära nordpolen är effekterna av ett uttunnat ozonlager särskilt stora för oss. SMHI rapporterar om uv-strålningens styrka i flera dagstidningar under sommaren. Vissa planktonalger i haven påverkas mycket negativt av den ökade uv-strålningen. Algerna är inte bara viktiga som producenter i havens näringskedjor, utan binder också koldioxid vid fotosyntesen. Växter på land har ett yttre skyddande cellager, men flera arter av landväxter växer långsammare när uv-strålningen ökar. En långsammare skogstillväxt kan innebära årliga miljardförluster för Sveriges skogsbruk. Ozonhålet över Antarktis Antarktis är nästan helt fritt från människor. Djurvärlden är desto rikare med miljontals sjölejon och sälar, pingviner och andra fåglar. Under de senaste decennierna har forskare mätt upp en ozonförtunning på 70 procent över Antarktis. Orsaken till att Antarktis, särskilt på våren, är drabbat är de extremt låga vintertemperaturerna (ner mot -90 C), att den dåliga luftcirkulationen hindrar ozonrik luft från att tillföras samt att solens strålar når stratosfären. Under våren minskar det starkare uv-ljuset produktionen av växtplankton med 10 procent. Ozonuttunning och växthuseffekt globala miljöfrågor Det gemensamma för växthuseffekt och ozonuttunning är att de är exempel på globala miljöfrågor. Det spelar ingen roll var på jorden som utsläppen sker effekterna kan märkas på helt andra platser. Eftersom problemen är globala måste också lösningarna vara det. Det gäller för alla länder att komma överens om hur man ska minska utsläppen av växthusgaser och ozonnedbrytande ämnen. Marknära ozon Till skillnad från ozonskiktet som skyddar oss mot farliga solstrålar är det marknära ozonet en förorening som leder till negativa miljöeffekter. Ren luft kan vara en bristvara kring storstäderna. Särskilt under våren och försommaren kan avgaserna vara besvärande. En viktig orsak till den ohälsosamma luften är så kallat marknära ozon.

6 Hur marknära ozon bildas Marknära ozon bildas när kväveoxider från bilavgaser och flyktiga kolväten från oförbränd bensin utsätts för starkt solljus. Under en varm, solig sommardag, när många bilar är på väg till stranden, finns alltså mycket marknära ozon. I innerstan överskrids inte gränsvärdet för vad som anses skadligt så ofta som man skulle kunna tro. I tätortsluften finns nämligen ofta kolmonoxid och kvävemonoxid, två gaser som bidrar till att ozon istället bryts ner. De högsta halterna uppkommer istället utanför storstäderna. Vid morgontrafiken bildas kväveoxider som sprids med vindarna. Efter ett par timmar blir det varmare och ozonhalten stiger. I takt med att det blir kallare under eftermiddagen bryts ozonet ned igen. Vid kvällstrafiken är luften svalare, och ozonhalten ökar inte. I Sverige överskrids det rekommenderade gränsvärdet oftast i landets tättbefolkade delar i söder, och västkusten drabbas oftare än Östersjökusten. Ozonmolekylerna är ganska långlivade och kan föras över till Sverige från kontinenten med vindarna. Halterna av marknära ozon i södra av Sverige har mer än fördubblats under de senaste 100 åren. Skadar växter och djur Redan en liten förhöjning av ozonhalten leder till att skördarna minskar. Hur mycket barrträden drabbas är inte helt klarlagt. Kostnaderna för den ökade ozonhalt har beräknats till mer än en miljard kronor per år! Även människans hälsa påverkas negativt av förhöjda ozonhalter med irriterade slemhinnor och huvudvärk som följd. Särskilt astmatiker kan få problem med luftvägarna. Ozon ingår i de komplicerade reaktioner som leder till "smog" i många storstäder. I London har smog orsakat dödsfall under åtskilliga decennier. Svårt att minska utsläpp Utsläppen av flyktiga kolväten och kväveoxider har minskat med ungefär en femtedel de senaste 20 åren. Men eftersom trafiken ökar för varje år, kommer det att dröja lång tid innan det sker några dramatiska förbättringar, trots att utsläppen per fordon har minskat betydligt. För att stadsluften ska bli renare har bl.a. tomgångskörning och tunga dieselfordon förbjudits i stadskärnorna. Sedan 1988 måste alla nya bilar i Sverige förses med katalysator. I bilens katalysator omvandlas giftiga kväveoxider och andra gaser till ofarliga produkter.

7 Försurning av mark och vatten Steget från en misslyckad fisketur i Småland till att stadsantikvarien i Rom inte får pengarna att räcka till kan tyckas långt. Men det finns ett samband båda upplever effekterna av surt regn. För 25 år sedan duggade larmrapporterna kring försurning tätt. Tusentals sjöar i Sverige var kraftigt försurade och forskare befarade omfattande skogsskador. Nu ser läget betydligt ljusare ut, men försurning är fortfarande ett stort miljöproblem. Trots att utvecklingen har vänt finns många tusen sjöar som regelbundet måste kalkas för att känsliga arter ska kunna överleva i dem. Från avgaser till surt regn Utsläppen av gaserna svaveldioxid, SO 2 och olika kväveoxider, NO x, orsakar en stor del av försurningsproblematiken. SO 2 Vid all förbränning av fossila bränslen bildas svaveldioxid. När svaveldioxiden kommer i kontakt med luftens vattendroppar, bildas svavelsyra, som är starkt försurande. NO x Luften innehåller ca 78 procent kvävgas och 21 procent syrgas. Vid all form av förbränning, reagerar luftens kväve och syre och bildar olika kväveoxider ju högre temperatur, desto mer NO x bildas. När kväveoxiderna kommer i kontakt med vattenångan i luften bildas salpetersyra. Surt regn Den försurade vattenångan i luften bildar så småningom moln. När det regnar innehåller regndropparna svavelsyra, svavelsyrlighet och salpetersyra surt regn som försurar både sjö och land. Eftersom de sura luftföroreningarna kan röra sig långa sträckor, hundratals mil, beror en stor del av försurningsproblemen i Sverige på utsläppen av svaveldioxid och kväveoxider i andra europeiska länder. Markförsurning När det sura regnet når marken neutraliseras en del av det sura nedfallet. När marken inte förmår ta emot mer syra börjar ph-värdet att sjunka marken försuras. Kalkning motverkar försurning Kalksten vittrar lätt. De ämnen som då frigörs hjälper till att neutralisera syran. Marken i områden med mycket kalk fungerar alltså som en buffert kalkstenen bildar ämnen som motverkar att ph-värdet sjunker. I Sverige finns rikligt med kalksten i Skåne, på Öland och Gotland. Men de vanligaste bergarterna i Sverige är gnejs och granit, bergarter som är svårvittrade och inte ger ifrån sig kemiska ämnen som kan neutralisera det sura regnet. Berggrunden i större delen av Europa innehåller mer kalk. Därför syntes inte de första tecknen på försurning i naturen som i Sverige, utan istället i städerna. Eftersom marmor är

8 en kalkförening syntes försurningen tydligt på att statyer och husfasader i Europa började vittra sönder. Skogen skadas Den sura nederbörden påverkar skogen på många sätt, både direkt och indirekt. Ofta handlar det om en kombination av många faktorer: klimatförändringar, marknära ozon, svampangrepp och miljöförstörande skogsbruk bidrar tillsammans med försurningen till att skogen skadas. 1. Den sura nederbörden skadar direkt trädens rötter och barr. Syran i nederbörden skadar t.ex. det skyddande vaxlagret på granbarr, så att barren dör i förtid. 2. Jorden i skog som har drabbats hårt av sur nederbörd är ofta näringsfattig. Eftersom näringsämnena i jorden lakas ur vid neutralisering och sköljs bort, får träden inte tillräckligt av vissa nödvändiga mineraler, t.ex. kalium och magnesium, och insjuknar. 3. Vid neutraliseringen lakas även skadliga ämnen, t.ex. aluminium, som skadar trädens rötter. Sjöförsurning När marken är försurad kan den inte längre neutralisera det sura regnvattnet, vilket leder till att även sjöarna försuras. I början av 1900-talet var surheten i de flesta svenska sjöarna över ph 6. På grund av försurningen är nu surheten nere under ph 4,5 i de värst drabbade sjöarna. Av Sveriges ca sjöar är ungefär försurade. I takt med att ph i vattnet sjunker får olika arter allt svårare att klara sig. Vissa arter börjar minska i antal redan vid ph 6, och sjöar med ph 4,5 kan vara helt tomma på fisk. I tabellen nedan visas hur olika organismer drabbas av försurningen. Steg för steg När ph sjunker frigörs giftiga metaller från bottensedimenten och kommer ut i vattnet. Metallerna tas upp av växtplankton och går in i näringskedjorna. Särskilt aluminium har stor skuld till skadorna. Om gifthalterna i toppkonsumenterna, t.ex. gädda, når en viss halt blir sjön svartlistad, och fisken får inte säljas som föda. I takt med att olika arter av plankton, smådjur och småfisk försvinner, bryts eller ändras näringskedjorna. Eftersom fiskägg och yngel är särskilt känsliga för försurning blir fiskarna som överlever allt äldre. Om leken misslyckas år efter år, dör hela stammen ut. I försurad sjö ersätts bakterierna av vattenlevande svampar som nedbrytare. Svamparna tar längre tid på sig att bryta ned det döda materialet, och allt mer organiskt material lägger sig på bottnen. Växtligheten i sjöns grundare partier förändras också. Planktonalgerna försvinner gradvis, och vattnet blir allt klarare. I takt med att de försurningskänsliga bottenväxter försvinner breder vitmossor ut sig. En försurad sjö har alltså ofta klart vatten, en gyttjig botten och mycket vitmossa.

9 Försurning kväver fiskar Gälarna hos fiskar har två viktiga uppgifter: att ta upp syrgas och salter från vattnet till blodet och att avge koldioxid från cellandningen. Aluminium i jonform i vattnet är väldigt giftigt för fisken. När den sura nederbörden neutraliseras i områden med bergrund av gnejs och granit, frigörs ofta höga halter av aluminiumjoner. Kombinationen av vatten med ph under 5 och stora mängder aluminiumjoner påverkar gälarnas funktion. När jonerna fälls ut på gälarna, kvävs fiskarna. Stora mängder joner i vattnet kan dessutom leda till att saltbalansen förändras, vilket skadar viktiga kroppsfunktioner hos fisken. Det är alltså den stora aluminiummängden i vattnet och inte ph-värdet i sig som är huvudorsaken till att fiskbestånden minskar i sura sjöar. Åtgärder mot försurning De senaste 20 åren har en rad åtgärder mot försurning lett till att situationen blivit något bättre, men förbättringen sker långsamt. Eftersom den kritiska syrabelastningen överskrids, fortsätter markförsurningen trots att det sura regnet minskat. Kalkning Mänga sjöar måste regelbundet kalkas för att minska vattnets surhet så att känsliga arter ska kunna överleva i dem. Men kalkningen och löser bara problemen på kort sikt, och efter ett par år måste sjön åter kalkas. Hittills har cirka en tredjedel av de försurade sjöarna i Sverige någon gång kalkats. Utsläppen minskar Nederbördens ph-värde har ökat under de senaste åren. Detta beror framför allt på att utsläppen av svaveldioxid har minskat. SO 2 Svaveldioxidutsläppen är förhållandevis enkla att minska. Inom industrin kan utsläppen renas med hjälp av filter. Utsläppen från bilar har drastiskt minskats genom att svavelhalten i bensin sänkts. Sverige har minskat sina utsläpp med nästan 95 procent de senaste trettio åren. Många andra europeiska länder har inte kommit lika långt. NO x Kväveoxiderna är svårare att göra något åt, eftersom de bildas ur luftens naturliga gaser vid all förbränning. I nya bilars katalysatorer minskas kväveoxidutsläppen genom att de ämnen som bildas vid förbränningen omvandlas till mindre miljöfarliga produkter. Ytterligare ett sätt att minska mängden kväveoxider är att sänka hastigheten när man kör bil vid lägre hastighet sänks motorns temperatur, och mindre mängd kväveoxider bildas. Trots att avgaserna renas har kväveoxidutsläppen endast minskat obetydligt, eftersom antalet bilar samtidigt ökat.

10 Övergödning Allt som lever måste ha näring. Djur får näring genom att äta mat, och växterna genom att ta upp näringsämnen. De viktigaste näringsämnena för växter är kväve (N) och fosfor (P) ju mer kväve och fosfor det finns, desto mer växer det. Därför tillför lantbrukare extra näring till sina åkrar. Övergödning beror på att mänskliga aktiviteter gör att alltför mycket näringsämnen kommer ut i naturen alltför snabbt. Den ökande mängden alger och andra vattenlevande växter kan i förlängningen leda till att sjöar växer igen och till algblomning och syrgasbrist i Östersjön. Tillväxtbegränsande ämnen Alla växter behöver grundämnena kväve (N) och fosfor (P). Med tillväxtbegränsande ämne menas det ämne som det finns minst av i förhållande till behovet. Om detta ämne tillförs ökar tillväxten. I sjöar är fosfor det tillväxtbegränsandet ämnet och i haven kväve. Övergödningens orsaker Trafik Bensin innehåller varken kväve eller fosfor, men förbränning av fossila bränslen är trots detta en av de största källorna till dagens övergödningsproblem. Hur kommer detta sig? När vi talade om försurning beskrev vi hur luftens kväve och syre vid höga temperaturer (t.ex. i en bilmotor) bildade olika kväveoxider. När kväveoxiderna kommer i kontakt med vattenångan i luften bildas salpetersyra (HNO 3 ). När det regnar försurar vätejonen (H + ) mark och vatten och kvävet, som finns bundet i en nitratjon (NO 3 - ) orsakar övergödning. Lantbruk I det moderna lantbruket tillförs åkrarna stora mängder konstgödsel, som innehåller kväve och fosfor, för att tillväxten ska öka. Den näring som grödan inte kan ta upp spolas bort med regnet till vattendrag. På så sätt leds näringen till insjöarna och till Östersjön. Vanlig gödsel innehåller också mycket stora mängder kväve och fosfor. Stora gödselhögar avger även kväveföreningen ammoniak (NH 3 ) till luften, något som ytterligare ökar övergödningen. Skogsbruk Vid stora kalhyggen försvinner den växtlighet som skulle kunna ta upp markens kväve och fosfor. Näringsämnena spolas istället bort. I och med att den näring som finns bundet i timret försvinner, konstgödslas stora arealer skog. Avloppssystem Vårt avloppsvatten innehåller också mycket näringsämnen. En stor del kommer från vår urin och avföring, men olika renhållningsprodukter, t.ex. tvättmedel, innehåller också näringsämnen. Detta är därför allt vatten vi använder renas i reningsverk innan det släpps ut i sjöar och hav. I reningsverket är det förhållandevis lätt att bli av med fosforn, men kvävet är betydligt svårare att få bort.

11 Hotet mot Östersjön Östersjön är ett mycket sårbart ekosystem. Det finns få arter som anpassat sig till Östersjöns bräckta vatten, och även små förändringar i miljön kan leda till att de slås ut. Det mest akuta miljöproblemet i Östersjön i dag är övergödning. De allt mer frekventa rapporterna om algblomning, bottendöd och utfiskning av torsk är alla kopplade till detta problem. Tillförseln av kväve, det tillväxtbegränsande ämnet i Östersjön, är i dag ca fyra gånger större än vid sekelskiftet. Detta har medfört att mängden växtplankton fördubblats under de senaste 35 åren. Den stora tillväxten av växtplankton sker under våren. I takt med att mängden växtplankton använder näringen, minskar tillgången på kväve. Förr i tiden tog näringen slut när sommaren närmade sig, och tillväxten av växtplankton avtog. I dag leder den ökande tillförseln av näring till att tillväxten inte avtar. Detta har bland annat medfört att vi allt oftare får rapporter om så kallad algblomning i Östersjön. Algblomning är inte ett riktigt bra ord eftersom alger inte har blommor. Vad man menar med algblomning är istället massförekomst av växtplankton. När dessa växtplankton dör faller de till botten och bryts ned av bakterier och andra nedbrytare. Eftersom många nedbrytare andas syrgas, så konsumeras syret på botten ju mer dött material, desto mer syrgas krävs. När näringstillförseln blir större, ökar mängden material, men nedbrytarna hinner inte bryta ned det. När det inte finns mer syrgas kvar tar andra nedbrytare vid. En restprodukt vid deras arbete är svavelväte, H 2 S (samma ämne som gör att ruttna ägg luktar illa), som är giftigt. Eftersom botten saknar syrgas och dessutom är förgiftad, sägs botten vara död. I dag är en stor del av Östersjöns botten död. Sambandet mellan övergödning och försurning Kväveoxiderna i bilarnas avgaser bidrar till övergödningen i Östersjön, både direkt och indirekt. När kvävet hamnar i vattnet verkar det gödande tillskottet av kväve till Östersjön genom nedfall från luften ligger på flera hundra tusen ton årligen! När kväveoxiderna reagerar med vattenånga bildas salpetersyra. Det sura regnet gör att marken vittrar snabbare, vilket leder till att tillförseln av näringsämnen till floder och vattendrag ökar. Försurning bidrar alltså indirekt till övergödningen i Östersjön. Giftalger Vissa alger som blommar sommartid avger gifter. Det finns inte någon entydig förklaring till massförekomsten av dessa giftalger. Till en viss del beror blomningen på övergödning, men försurning inverkar också. Det sura regnet gör att marken vittrar snabbare. Förutom näringsämnen urlakas även metalljoner. Metalljonerna spolas bort och hamnar så småningom i Östersjön. Vissa av dessa metaller har visat sig vara tillväxtbegränsande ämne för giftalgerna, dvs. ju mer metalljoner, desto mer giftalger. Det ökande antalet giftalgsblomningar är alltså en kombinerad effekt av försurning och övergödning.

12 Eutrofiering Eutrofiering (att sjöar växer igen) är en naturlig process. Den naturligt näringsrika sjön omges oftast av näringsrik mark, men genom människans inverkan har näringstillförseln från avloppsvatten och avrinning från gödslad jordbruksmark ökat kraftigt. Det första problemet kring övergödning som uppmärksammades var att allt fler svenska sjöar växte igen. Anledningen var stora utsläpp av näringsämnet fosfat. I sjöekosystem råder normalt brist på fosfat. Om vi tillför fosfor till en sjö leder det till att först växtplankton och därefter djurplankton ökar kraftigt i mängd. När dessa stora mängder plankton faller till botten sker samma sak som i Östersjön nedbrytarna hinner inte bryta ned det och syrgasen tar slut samtidigt som det bildas giftigt svavelväte. För många djur blir den snabba miljöförändringen ödesdiger och syrgasbristen kan leda till att fisken dör. Laxfiskar är speciellt känsliga för den låga syrgashalten. Dessutom förkortas hela den näringsrika sjöns livscykel (se ekologikapitlet). Eftersom nedbrytarna inte hinner med att bryta ned allt material, blir det grumligt i vattnet, och ljuset kan inte kan tränga ner så långt. Detta leder till reducerad fotosyntes och syrgasproduktion i de djupare vattenlagren. Sjön blir alltså lite grundare för varje år en process som i dag går betydligt snabbare än tidigare. En sjös liv är i dag kortare än innan människan började släppa ut för mycket näringsämnen. Åtgärder för att minska utsläpp Rening av avloppsvatten I Sverige sker ett gigantiskt arbete med att rena avloppsvatten. I alla tätorter finns ett system med avloppsrör till ett reningsverk. I det kommunala reningsverket sker reningen traditionellt i tre steg: I det första, det mekaniska steget, silas större föremål bort. I det kemiska steget avvänds olika kemikalier för att fälla ut vissa ämnen som sjunker till botten och sedan samlas upp. Det sista och viktigaste steget är det biologiska steget. Bakterier gör vattnet fritt från näringsämnen och det näringsrika bottenslammet kan tas tillvara som gödsel eller jäsas till så kallad biogas. I moderna reningsverk har det kemiska steget ofta tagit bort. Det finns många andra åtgärder som minskar övergödningen: Alla nya bilar i Sverige ska enligt lag vara försedda med katalysator. Katalysatorn minskar utsläppen av kväveoxider betydligt. Användningen av konstgödsel har minskat i Sverige. Läckaget från jordbruksmarken kan minskas bl.a. genom att kvävefällor anläggs och genom att förlänga åarnas väg till havet med biodammar. Utvecklingen med att miljöanpassa tvättmedel pågår fortfarande. Målet är att avloppsvattnet inte ska innehålla mer näringsämnen än vad bakterierna och algerna i det biologiska steget i reningsverket kan bryta ner.

13 Miljögifter En av världens största giftkatastrofer skedde 1984 i staden Bhopal i Indien. Över 40 ton giftgas läckte ut från Union Carbides fabrik som tillverkade bekämpningsmedel till jordbruket. Över en halv miljon människor blev utsatta för giftet, och under de första tre dagarna dog personer. Mer än personer har hittills dött, och över har kroniska skador. Vissa hävdar att gifterna skulle ha skadat lika många personer om de spridits på åkrarna förhållandena är enkla, och de finns inte mycket skyddsutrustning. Giftspridning inom jordbruket är ett allvarligt hälsoproblem i stora delar av världen. Men vad är egentligen ett miljögift? I dagligt tal används ordet gift för ämnen som skadar celler eller kroppsfunktioner redan i låga doser. Vatten är alltså inget gift, trots att det kan leda till döden genom kvävning om det hamnar i lungorna. Ju lägre dos som är farlig, desto starkare är giftet. Exempelvis är de flesta mediciner gifter och måste förses med noggranna doseringsanvisningar. Miljögifter är dessutom biologiskt svårnedbrytbara, dvs. naturen har svårt att göra sig av med dem. Vi tittar på ett par exempel. Jordnötter innehåller ett ämne som kroppen har mycket svårt att bryta ned har du ätit en jordnöt kan ämnet spåras detta i kroppen upp till 14 år senare! Ämnet är dock inte giftigt, är det inget miljögift. Alkohol är å andra sidan giftigt, men kroppen kan snabbt bryta ned giftet. Eftersom alkoholen går snabbt att bryta ned, är det inget miljögift. Om det istället skulle ta 14 år att bryta ned alkoholen, skulle det vara ett verkligt miljögift, och väldigt få personer skulle dricka för mycket alkohol. De stora problemen med miljögifter följer således då båda dessa kriterier uppfylls. Eftersom miljögifterna lagras i kroppen, kan det vara svårt att uppskatta giftigheten. Om man hela tiden utsätts för ett mycket litet tillskott av ett miljögift, kan det alltså ge skador först efter många år. Vad är problemet? Allt liv på jorden, inklusive vi människor, har anpassat oss till att tåla de ämnen som är vanliga på jordytan varje art är anpassad till sin livsmiljö. Vanliga ämnen som vatten, luft, och sten är ofarliga för oss, metaller och andra gifter förekommer naturligt endast i ofarliga halter. Den tekniska utvecklingen har gjort det möjligt att anrika mineraler och att framställa farliga halter av giftiga råvaror till industrin. De första miljögifterna var tungmetaller, men efterhand som det kemiska kunnandet och forskningen tog fart, har alltfler nya, konstgjorda gifter framställts. Vi har i dag förhöjda halter i blodet av kvicksilver, kadmium, bly och andra tungmetaller. Forskare befarar att detta kan leda till smygande symtom i kroppens olika organ, inte minst nervsystemet (på s. xx presenteras olika).

14 Hur fick vi gifterna i oss? Inga maskiner varar i all evighet. När t.ex. ett kadmiumbatteri är uttjänt ska man slänga det i batteriholken man ska aldrig slänga det i slasken. Varför? Det beror på att allting sprider sig. Atomer och molekyler sprids obevekligt. En guldring, som väger ett gram, innehåller stycken guldatomer! Från den dag ringen är färdig, börjar atomerna sakta men säkert att sprida sig till omgivningen. Kadmium är ett miljögift. Om vi tänker oss att kadmiumbatteriet innehåller 50 g kadmium, innebär detta att mängder med kadmiumatomer långsamt kommer att spridas i naturen. Eftersom kadmiumet tas upp av mikroskopiska organismer och långsamt anrikas i näringskedjorna (kom ihåg att ett miljögift tar lång tid att bryta ned). Några miljögifter Kvicksilver Användes förr i termometrar, barometrar, till behandling av utsäde m.m. Fortfarande finns en debatt om amalgamfyllningarna i tänder kan ge kvicksilverförgiftning. På 1960-talet behandlades utsäde med kvicksilver för att fröna inte skulle förstöras av svampangrepp. Gulsparvar som åt av utsädet fick i sig så höga halter av kvicksilver att de dog. Kvicksilver skadar nervsystemet och har lett till akut förgiftning på flera håll i världen. Under ett par decennier dumpades industriellt kvicksilveravfall i Minamatabukten i Japan. Eftersom många hade fisk och skaldjur som huvudsaklig föda blev många svårt förgiftade och ett par tusen människor dog. I Sverige har utsläppen drastiskt minskat, men i t.ex. Sydamerika hanteras kvicksilver fortfarande i stora mängder för att under enkla förhållanden utvinna guld. Det finns fortfarande tusentals sjöar i Sverige där kvicksilverhalten är högre än gränsvärdet. Eftersom forskare misstänker att kvicksilver kan ge fosterskador, avråds gravida kvinnor från att äta insjöfisk. Kadmium Kadmium används i batterier och finns i konstgödsel och cigaretter. Vi får framför allt i oss kadmium från jordbruksprodukter. Kadmium skadar njurarna och kan leda till benskörhet. På 1960-talet drabbades många japaner som livnärt sig på kadmiumhaltigt ris av itai-itaisjukan. "Itai-itai" är japanska för "aj-aj", och syftade på benskörheten, som gjorde ont. Utanför Mönsterås fanns tidigare en batterifabrik. Vid tillverkningen hamnade flera olika metaller i naturen. Människorna i omgivningen fick i sig så stora mängder kadmium att deras njurar skadades och under de senaste åren har man tvingats lägga miljontals kronor på att sanera området. Bly Bly skadar nervsystemet. I takt med att bly tagits bort från bensinen har också halterna i blodet minskat under de senaste decennierna. PCB PCB är en grupp av svårnedbrytbara organiska ämnen som innehåller klor. De har använts i bottenfärger för båtar och som tillsats i transformatoroljor.

15 PCB uppmärksammades som miljögift vid mitten av 1960-talet. Eftersom de samlas i fettvävnaden och anrikas ju högre upp i näringskedjorna man kommer, drabbades fisk och säl i Östersjön hårt av bl.a. missväxt och sterilitet. I Sverige totalförbjöds PCB 1978, men trots detta finns en del PCB fortfarande kvar i naturen. DDT DDT har använts för att behandla utsäde mot svampangrepp, men är framförallt ett mycket verksamt insektsgift. DDT är inte akut giftigt för ryggradsdjur, men de långsiktiga effekter är stora. Rovfåglar som pilgrimsfalk och havsörn i toppen på näringskedjan drabbades hårt. DDT leder till att kalkbalansen rubbas. När äggskalen blev allt tunnare, föddes allt färre rovfåglar, och havsörnsstammen i Sverige blev nästan helt utrotad. DDT förbjöds på 1970-talet i Sverige. Dioxiner Dioxiner är en grupp föreningar som är mycket giftiga och cancerframkallande. De bildas bland annat vid sopförbränning. Eftersom dioxin är fettlösligt, anrikas det i näringskedjan, vilket innebär att rovdjur och människor blir extra svårt drabbade. På grund av EU:s gränsvärden för dioxiner får vildfångad lax och strömming från Östersjön inte längre säljas som människoföda i andra EU-länder. Halterna har blivit så höga att människor som äter Östersjöströmming mer än en gång per vecka riskerar sin hälsa. Bromerade flamskyddsmedel Bromerade flamskyddsmedel är en grupp kemikalier som används för att minska risken för brand och förekommer i allt från datorer och bilar till möbler och leksaker. När forskare insåg att klor bildar miljöfarliga föreningar i naturen, byttes klor ut mot ett besläktat ämne, brom. Även om brom är mindre miljöfarligt än klor visar undersökningar att även brom har skadliga effekter när det kommer ut i naturens kretslopp eftersom det precis som PCB och dioxiner lagras i kroppsfettet. PBDE PBDE är en typ av bromerat flamskyddsmedel som finns i överallt omkring oss, i elektronikutrustning, kläder m.m. Det kan stå som typexempel på omdiskuterade ämnen där de långsiktiga konsekvenserna är svåra att förutse. Varje år importeras hundratals ton PBDE till Sverige. Till skillnad från många andra kemikalier, ökar halterna hos t.ex. säl i Östersjön och i bröstmjölk. Även om forskning visar att det finns skadeverkningar vid mycket höga doser, finns det ingen akut hälsofara med PBDE. Problemet är att det är svårt att veta vilken effekt PBDE har över en lång tidsperiod det får framtiden får utvisa. Tabell över några välkända gifter och deras giftighet, dvs dödlig dos. Arsenik Du vet säkert att arsenik är mycket giftigt. Den svenske kungen Erik den XIV lär ha dött av akut arsenikförgiftning när någon förgiftat hans ärtsoppa.

16 Arsenik förekommer i vulkaniska bergarter. När berget vittrar frigörs arseniken och hamnar så småningom i markvattnet. Under de senaste 30 åren har man i Indien och i Bangla Desh med utländskt bistånd borrat djupa brunnar i Gangesdeltat för att ge befolkningen rent vatten. Olyckligtvis finns det naturligt höga arsenikhalter i markvattnet, och på sina ställen överskrids gränsvärdena med 40 gånger en gigantisk förgiftningskatastrof kan vara på gång. Nu, trettio år senare, visar sig effekterna genom blåsor på handflatorna och ökad pigmentering. I förlängningen följer i många fall hudcancer och andra sjukdomar. Tusentals människor är redan drabbade, och tiotals miljoner människor dricker dagligen av vattnet. Halterna minskar arterna återhämtar sig På 1960-talet upptäckte forskare att gråsälsbeståndet i Östersjön hade minskat avsevärt. I början av 1970-talet upptäcktes att även havsörnen var på kraftig tillbakagång, 1972 kläcktes färre än 10 havsörnsungar i Sverige. Anledningen var miljögifterna i Östersjön, främst DDT, PCB och olika tungmetaller. Eftersom havsörn och gråsäl är toppkonsumenter, anrikades mycket höga halter av de olika miljögifterna. Gifterna gjorde sälhonorna sterila, och havsörnsäggen fick så tunna skal att de inte kunde ruvas. DDT och PCB förbjöds i mitten av 70-talet, sälarna fridlystes och ett projekt för att rädda havsörnen kom igång. Insatserna gjorde nytta och både antalet havsörnar och sälar har nu återhämtat sig. Havsörnen får fortfarande mindre kullar än innan miljögifter började spridas i Östersjön, men upphämtningen är ändå stor. År 2001 kläcktes närmare 230 havsörnsungar i Sverige, och sälstammen var så stor att skyddsjakt infördes. Mycket miljögift är dock fortfarande bundet i Östersjöns bottensediment. Allt eftersom de döda bottnarna i Östersjön återhämtar sig, kommer de att frigöras och spridas genom näringskedjorna. Kunskap kan vända utvecklingen Allt eftersom hoten mot vår miljö har ökat har kunskapen ökat. Miljontals forskare världen över är idag inblandade i att förklara och i slutändan mildra problemen. Man undersöker gifters förekomst och effekter i naturen. De uppenbara miljöeffekterna har gjort att många ämnen förbjuds eller "fasas ut" ur kretsloppet (t.ex. DDT, PCB och kvicksilver). För många nya ämnen väntar man på ytterligare fakta för att kunna avgöra för om skadan överväger nyttan. Detta gäller t.ex. bromerade flamskyddsmedel och många bekämpningsmedel inom jordbruket. För att kunna styra nivåerna av (för människan) skadliga ämnen sätts gränsvärden som anger hur mycket gift en person kan utsättas för utan att det riskera att skadas. För ämnen som lagras i kroppen måste gränsvärdet vara så lågt att en person inte riskerar att överskrida gränsvärdet under sin livstid. I miljödebatten och i lagstiftning betonas två principer: Försiktighetsprincipen, vilken innebär att effekterna av nya ämnen noga ska utredas innan de får börja användas och substitutionsprincipen som innebär att man vid utveckling av produkter ska arbetar för att byta ut miljöfarliga ämnen mot mindre farliga.

17 Miljöproblem Ämnen Beskrivning Konsekvenser Lösning Medeltemperaturen Mängden växthusgaser i på jorden ökar. atmosfären ökar. Framförallt Minska Koldioxid Klimatförändringar. till följd av vår enorma användningen av Växthuseffekt Metan Låglänta länder användning av fossila fossila bränslen. Freon hamnar under vatten. bränslen. Detta leder till att Äta mindre kött. Nya jorden stänger in mer värme. artsammansättningar. Uttunning av ozonlagret Freoner Haloner Marknära ozon Kväveoxider Kolväten Försurning Övergödning Miljögifter Kväve- och svaveloxider. Kväve och fosfor Bly, Kadmium, Kvicksilver, DDT, PBDE, PCB mm I stratosfären finns det så kallade ozonlagret som skyddar oss mot skadlig UVstrålning. Detta uttunnas då ozonätande molekyler förstör ozonmolekylerna. Om luften innehåller höga halter kväveoxider kan syreatomer spjälkas och därefter ozon bildas. Precessen påskyndas av höga halter kolväten. Då kväve- och svaveloxider frigörs i luften kan de bilda salpetersyra respektive svavelsyra. När dessa hamnar i mark och vatten frigörs vätejoner som sänker ph. Kväve och fosfor är viktiga växtnäringsämnen. Då dessa tillförs ökar mängden växter mycket snabbt. Ämnen som är giftiga och svåra för naturen att bryta ned. Mer UV-strålning kommer leda till mer hudcancer och mer grå starr. Växtligheten störs då UV-strålningen bränner bladen. Irriterade slemhinnor, rinniga ögon mm. Ozon kan ta sig in genom växters klyvöppningar och så störa deras fotosyntes. Barrförluster hos barrträd, urlakning av vikiga ämnen i skogar, artfattiga sjöar, korrosion på statyer mm Igenväxning av sjöar, algblomning, bottendöd i Östersjön, förändrade artsammansättningar. Skadar nervsystem och fortplantning. Skapar hormonella problem mm Sluta släppa ut freoner och haloner Minska användningen av fossila bränslen. Minska användningen av fossila bränslen Minska användningen av fossila bränslen och konstgödsel. Effektivare rena avloppsvatten. Produkter utan flamskyddsmedel, lägga gamla batterier i batteriholk, återvinna lysrör mm