luftforurensning

Fluoridutslippene fra aluminiumsverk har gjennom mange år vært det mest omfattende industrielle luftforurensningsproblem i Norge. Utslipp fra aluminiumsverk i trange fjorder har ført til fluorskader på vegetasjon i nærområdene. Disse problemene er betydelig reduserte lokalt ved effektiv rensing av utslippene. Ferrolegeringsindustrien hadde store utslipp av synlig røyk, men verkene har fra 1970-årene hatt renseanlegg, slik at utslippene er redusert. Norsk industri har utviklet lukkede ovnstyper som gjør det mulig å kombinere rensing og gjenvinning av betydelige energimengder. Omtrent 72 prosent av prosessutslippene av svoveldioksid (SO₂) kom i 2016 fra industriprosesser (unntatt petroleumsvirksomhet). Nedgangen i prosessutslippene siden begynnelsen av 1980-årene, skyldes pålegg om renseanlegg, innføring av svovelavgift og at en del av de mer forurensende bedriftene er lagt ned. Røyken fra ovner for destruksjon av industriavfall og søppel inneholder støv og tungmetaller, og kan være helsefarlig og sjenerende. Den økende bruken av plast som inneholder klor, medfører utslipp av saltsyre. Ved ufullstendig forbrenning kan det dannes meget giftige dioksiner. Se forbrenningsanlegg.

Nesten 30 prosent av utslippene av karbondioksid (CO₂) i Norge kommer fra petroleumsvirksomhet. En stor del av disse utslippene skyldes gasskraftverk som produserer elektrisitet til plattformene. Denne virksomheten står også for en økende andel av utslippene av nitrogenoksider (NO_x). En sterk økning av utslipp av flyktige organiske forbindelser (unntatt metan, NMVOC) siden slutten av 1970-årene skyldes blant annet fordamping ved lasting av råolje. Utslippene fra oljeraffinerier og petrokjemisk industri består vesentlig av hydrokarboner og andre gasser. Enkelte av hydrokarbonene, som etylen og propylen, kan under innflytelse av sollys reagere videre til ozon (O₃). Petrokjemianleggene er pålagt strenge krav om lave utslipp.

Forbrenning og oppvarming bidrar til luftforurensning med utslipp av SO₂, NO_x, sot, tungmetaller og tjærestoffer. De viktigste kildene er olje-, ved- og kullfyring. SO₂-utslippene er redusert som følge av nedgang av svovelinnhold i fyringsoljer, en overgang til bruk av lettere oljeprodukter og elektrisitet samt flere og bedre renseanlegg. Renseprosessene for å fjerne SO₂ fra røykgasser er først og fremst beregnet på varmekraftverk. I Norge har vasking av røykgassene med sjøvann betydning, og det er bygd flere renseanlegg basert på dette prinsippet. Oppvarming står for en økende del av utslipp av karbonmonoksid (CO).

Veitrafikken er en av hovedkildene til utslipp av CO, NO_x, CO_2, samt uforbrente og delvis forbrente hydrokarboner, herunder sot. Utslippet av bly er bagatellmessig etter at forbruket av blyholdig bensin så å si er opphørt. Det har vært en betydelig vekst i veitrafikken siden 1960. Dette har ført til at utslippene av CO₂ fra veitrafikk økte med mer enn 30 prosent i perioden 1990 til 2015. Strengere utslippskrav til nye kjøretøy og krav om katalysatorteknologi har ført til redusert utslipp av NO_x. De største støvmengdene fra biltrafikk skyldes at piggdekk sliter på veidekket. Luftforurensning fra sjø- og lufttrafikk består særlig av NO_x-gasser. Sjøtransport, der det vanligste drivstoffet er diesel, står for over 40 prosent av NO_x-utslippet.

Mer enn 90 prosent av verdens befolkning bor i områder med skadelige nivåer av luftforurensing. Urbaniseringen som samler mennesker i store byer med mye trafikk og industri er avgjørende for denne utviklingen. Man regner med at luftforurensning forårsaker omkring 6,5 millioner dødsfall på verdensbasis; utendørs luftforurensning medvirker til 4,5 millioner, mens innendørs luftforurensning bidrar til i overkant av 2 millioner av disse.

Hele 60 prosent av denne sykdomsbyrden skyldes hjerte- og karsykdom (hjerteinfarkt og hjerneslag), mens de resterende 40 prosent i hovedsak skyldes lungekreft, luftveisinfeksjoner, kronisk obstruktiv lungesykdom (kols) og astma.

Både gasser og partikler enten av væske (dråper) eller faststoff (støv) medvirker til disse helseeffektene. Gassene omfatter karbonmonoksid (CO), svoveldioksid (SO₂), ozon (O₃), nitrogendioksid (NO₂) og flyktige organiske forbindelser.

Partiklene klassifiseres oftest avhengig av størrelse i inhalerbare partikler (PM₁₀) og fine partikler (PM_2,5) som inkluderer alle partikler med henholdsvis 10 eller 2,5 mikrometers diameter eller mindre. PM_2,5 er den mest velstuderte luftforurensningskomponenten på verdensbasis, og regnes som hovedårsak til flertallet av helsekostnadene. Disse fine partiklene, som i all hovedsak kommer fra forbrenning (for eksempel imotorer og ovner), kan trenge dypt ned i luftveiene og er særlig tett knyttet til hjerte- og karsykdom.

Helsemessig er svevestøv (PM₁₀ og PM_2,5) samt NO₂ fra biltrafikk det mest fremtredende luftforurensningsproblemet i Norge. I tillegg er ozon periodevis et helseproblem, og da spesielt på Kontinentet.

Det er fastsatt helsebaserte luftkvalitetskriterier for en rekke komponenter og nasjonale mål for konsentrasjonen av svevestøv og NO₂. Flere av de største byene i Norge var langt fra å nå disse nivåene i 2016. Det finnes også grenseverdier for ulike luftforurensningskomponenter, hvor det i tillegg til helse er gjort økonomiske og praktiske vurderinger ved fastsettelsen. Den nasjonale sykdomsbyrderapporten fra 2018 beregnet at luftforurensning forårsaket nesten 1200 for tidlige dødsfall i Norge i 2016, hvorav ca 1100 av disse var forårsaket av svevestøv. Til sammenligning forårsaket røyking omlag 6000 dødsfall i Norge i 2016.

Hvordan svevestøvet man puster inn kan forårsake sykdom har blitt studert gjennom en årrekke og kunnskapen om dette er under stadig utvikling. Overordnet kan skademekanismene deles inn i direkte skader på lungene, samt effekter på andre organer. Betennelse og oksidativt stress regnes som de mest sentrale mekanismene.

Forsuringen av nedbøren som følge av utslipp av SO₂ og NO_x antas å føre til tap av næringsstoffer i jorden ved utvasking av kalsium og magnesium. Den sure nedbøren kan således på lang sikt føre til nedsatt produktivitet eller økt behov for gjødsel, først og fremst kalk (se sur nedbør, kalking, skogdød). Økningen av CO₂ i atmosfæren har betydning for livet i havet. Det fører til lavere pH-nivå og havforsuring.

I nærheten av aluminiumsverk er det registrert skader på barskog. Den er mer utsatt enn løvskogen blant annet fordi fluoridene akkumuleres i nålene fra år til år. I tidligere tider forekom omfattende sviskader på grunn av SO₂ i omegnen av røsteanlegg i metallurgisk industri. Enkelte planter er meget ømfintlige overfor luftforurensninger. Det gjelder for eksempel en rekke lavarter. Derfor vokser det ikke lenger lav på trestammene i sentrum i våre største byer (lavørken).

Det har i flere tilfeller vært registrert skader på husdyr som har spist fluorholdig fôr. Forsøk har vist at fluorskader hos husdyr i områder rundt aluminiumsverk langt på vei kan motvirkes ved riktig fôring. Skadene har fra 1990-årene gått tilbake i takt med reduksjon av utslippene.

Det er påvist at korrosjon på metaller, lakkerte og malte flater og på bygningsmaterialer som sandstein og kalkstein øker betraktelig i en forurenset atmosfære som inneholder sure komponenter. I Norge må man regne med at omkostningene ved slik korrosjon kan beløpe seg til flere hundre millioner kroner per år.

Luftforurensningene påvirker klimaet på jorden. Atmosfærens innhold av CO₂ og andre klimagasser som metan, lystgass og fluorholdige gasser øker som følge av menneskeskapte utslipp. Konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren har økt fra cirka 280 ppm (parts per million) fra førindustriell tid, til cirka 400 ppm i 2016. Dette vil føre til at atmosfæren fanger opp en større del av varmestrålingen fra jorden, noe som igjen gir en økning i den globale middeltemperaturen og endringer i de globale klimaforholdene (se drivhuseffekt, klima (endring)).

Utslipp av fluorkarboner, som blant annet brukes som drivmiddel i spraybokser (for eksempel freon), i plastmaterialer med mer, kan redusere ozonlaget i atmosfæren. Konsekvensene av slike forhold kan på lengre sikt bli meget alvorlige for alt liv på Jorden, for eksempel økt ultrafiolett stråling med økt frekvens av hudkreft og genetiske forstyrrelser som følge.

Årstidsvariasjoner og døgnvariasjoner i klima og vindforhold viser seg også i konsentrasjonene av luftforurensende stoffer i atmosfæren. Sterk solstråling og vind gir effektiv blanding av luften, og fører til spredning og fortynning av forurensningene. I forbindelse med luftforurensning er det særlig forholdene i de lavere luftlagene som interesserer. Her gjelder generelt at stabile (og altså ugunstige) luftforhold helst inntreffer om natten og om vinteren. Ustabile forhold inntreffer gjerne om dagen og om sommeren.

Skorsteinens høyde er av betydning for graden av forurensning i lokalmiljøet. Jo høyere en skorstein er, jo mindre bidrar et utslipp til konsentrasjonen av luftforurensende stoffer nær bakken. Røyken vil normalt stige videre til værs fra skorsteinstoppen. Ved lave vindhastigheter og varme utslipp kan den effektive skorsteinshøyden være opptil flere ganger høyden av selve skorsteinen.

Under visse forhold (inversjon) kan det om vinteren dannes et «lokk» av stillestående luft over tette bystrøk. Lokket hindrer en effektiv utlufting og fornyelse av byatmosfæren.

I åpent lende er det mer luft tilgjengelig for fortynning av utslippene enn i trange daler og fjordområder, og som regel også mer vind. Virksomheter som gir utslipp av forurensende stoffer, plasseres derfor ofte i åpent lende for å gi mindre forurensning lokalt.

Konsentrasjonen av luftforurensende stoffer i omgivelsene er avhengig av utsluppet mengde, av hvordan stoffene spres, reagerer kjemisk og fysisk og forsvinner fra atmosfæren. For eksempel vil SO₂ i kontakt med fuktig luft omdannes til svovelsyre i løpet av timer. Denne svovelsyren kan da være med på å danne smog og senere føres ned til bakken som sur nedbør. Nitrogenoksider og hydrokarboner danner under innflytelse av sollys ozon og andre stoffer som inngår i fotokjemisk smog.

Faste partikler større enn cirka 20 mikrometer vil forholdsvis fort falle ned på bakken, mens mindre partikler kan holde seg svevende som aerosoler i lengre tid. Disse aerosolpartiklene avsettes tørt på vegetasjon, bygninger og så videre, og kan tjene som kondensasjonskjerner for vanndamp og fjernes med regn og snø. De vil også vaskes ut av luften ved kollisjon med regndråper. Det er påvist at alle disse reaksjonene forekommer i atmosfæren over Norge.

Norge har flere målsettinger for å redusere eller stabilisere utslipp av forurensende stoffer. Ifølge Göteborg-protokollen skal Norge redusere sitt utslipp av NO_xmed 23 prosent innen 2020 målt i forhold til utslippsnivået i 2005. Utslippene av SO₂ skal reduseres med 10 prosent. Utslippene av både svoveldioksid og nitrogenoksid har gått sterkt ned i Norge de siste 30 årene.

Utslipp av CO₂ utgjør rundt 80 prosent av utslippene av klimagasser i Norge. Utslippene økte med om lag tre prosent i perioden 1990–2016. Variasjoner i økonomisk aktivitet, temperatur og strømpris slår ut i variasjoner fra år til år. Norge har som langsiktig mål å være karbonnøytralt innen 2050. For å nå dette målet må deler av utslippsreduksjonen tas i utlandet, dette skjer gjennom et system med klimakvoter og ved å finansiere utslippsreduserende tiltak i andre land (Clean Development Mechanism). Innen 2030 er målet å kutte de globale utslippene av klimagasser tilsvarende 30 prosent av Norges utslipp i 1990. Norge har også forpliktet seg til å overoppfylle forpliktelsen i Kyoto-protokollen med ti prosent. Norge har også ratifisert Paris-avtalen, det overordnede målet er at den globale oppvarmingen bør holdes godt under to grader og helst begrenses til 1,5 grader.

Norges mål for reduksjon og stans i forbruket av ozonreduserende stoffer er skjerpet etter at EU 29. juni 2000 vedtok en ny og strengere forordning om ozonreduserende stoffer. Importen av ozonreduserende stoffer til Norge ble redusert med nær 99 prosent i perioden 1990–2003 vektet etter ozonreduserende evne (ODP-tonn). Dette skyldes generell stans i importen av halon og KFK fra henholdsvis 1994 og 1995. Norge har oppfylt alle forpliktelser i Montreal-protokollen og EUs mål for reduksjoner. Målt i ozonreduserende evne, var forbruket av ozonreduserende stoffer i 2004 redusert med mer enn 99 prosent siden 1986.

Målsettingene er dels fundert i internasjonale avtaler, blant de viktigste er:

Wien-konvensjonen (1985) og Montreal-protokollen (1987). Protokollen trådte i kraft 1. januar 1989, da ratifisert av 29 land og EEC. Siden da har flere land ratifisert. EUs forordning om ozonreduserende stoffer (29. juni 2000) krever raskere reduksjon enn Montreal-protokollen.

FNs klimakonvensjon (UNFCCC, 1992, se Klimakonvensjonen) er ratifisert av 188 land, altså de fleste FN-land. Kyoto-protokollen (1997) trådte i kraft 16. februar 2005. Over 100 land har ratifisert protokollen.

Konvensjonen for langtransporterte grenseoverskridende luftforurensninger har 49 medlemsland inkludert EU som egen representant (ECE-LRTAP, 1979), se Economic Commission for Europe.

Hvis det oppstår luftforurensende stoffer i en industriell prosess, kan utslippet begrenses ved forandring av råstoffsammensetning eller prosessutstyr eller ved rensing. Bruk av olje med lavere svovelinnhold har for eksempel medvirket til nedgang av SO₂-utslipp. I metallurgisk industri har overgang fra åpne til lukkede ovner gjort det mulig å rense de sterkt reduserte gassvolumene med rimelige omkostninger. Det er teknisk mulig å rense de fleste industrielle avgasser til en renhet som nå betraktes som tilfredsstillende, og effektiv rensing er nå gjennomført for de fleste prosesser. Se gassrensing. Det arbeides også med å finne tekniske løsninger som kan redusere utslippene av klimagasser fra petroleumsvirksomhet og industri.

CO-innholdet i bileksos kan reduseres ved bedre forbrenning. Dette kan oppnås ved motortekniske forbedringer og ved etterforbrenning med katalysator. Reduksjon av andre avgasser fra bilbruk er ellers mulig med nyere biler som bruker mindre bensin enn tidligere.

Bestemmelser om luftforurensning finnes i forurensningsloven (1981, sist endret 2016). Det er gitt ulike forskrifter knyttet til loven, blant annet om maksimale utslipp fra bestemte kilder. Forskrift om bindende grenseverdier for lokal luftkvalitet ble vedtatt i 1997. Med denne forskriften vil også forurensningsloven bli gjeldende for transportvirksomhet. CO₂-avgift ble innført i 1991. Myndighetene forsøker også å redusere utslipp gjennom avtaler med industrien.

Miljødirektoratet, underlagt Klima- og miljødepartementet, er fagmyndighet for luftforurensningssaker i Norge. Norsk institutt for luftforskning (NILU) driver forskning innenfor feltet.

* Grenseverdien må ikke overskrides mer enn 30 ganger per kalenderår. For kalenderåret er det satt en grense for årsmiddel på 25 mikrogram/m³. For PM_2,5 ,de minste støvpartiklene, er det satt en grenseverdi for årsmiddel på 15 mikrogram/m³.

** Grenseverdien må ikke overskrides mer enn tre ganger per kalenderår. For kalenderåret er det satt en grenseverdi for årsmiddel på 20 mikrogram/m³.

*** Det er i tillegg satt en grenseverdi for timesmiddel på 100 mikrogram/m³. Denne skal ikke overskrides mer enn 18 ganger per kalenderår.

Eksempler på luftforurensende stoffer med virkning på bakkenivå

¹Konsentrasjoner i mikrogram (mg) forurensning pr. m³ luft, som middelverdier for angitte tider. 1 mikrogram = 1 milliondel av 1 gram. Det finnes luftkvalitetskriterier for flere stoffer og virkningsområder enn de som er oppført i tabellen.

Eksempler på ozon-nedbrytende gasser og deres ozon-nedbrytende potensial (ODP).

Talloppgaver i artikkelen er blant annet fra 2015 og 2016, Statistisk sentralbyrå, Miljødirektoratet og Miljøstatus.no.