Skoltips för lärare

april 6, 2008

Miljöproblem 2

Sparat under: fakta, kemi — skoltips @ 08:35

MILJÖPROBLEM

LUFTFÖRORENINGAR – FÖRSURNING

Luftföroreningar är antingen fasta, flytande eller gasformiga. Exempel på fasta luftföroreningar är sotpartiklar, gummi- och metallpartiklar. Flytande partiklar kan t.ex. vara små oljedroppar och gasformiga föroreningar kan vara svaveloxider, kväveoxider, kolväten av olika slag samt gaser som ozon och kolmonoxid.


I samband med ökad användning av fossila bränslen som energikälla har utsläpp av föroreningar såsom svaveldioxid och koldioxid ökat. Eldningsolja innehåller upp till 3% svavel och kol kan ibland ha ända upp till 10% svavelhalt. Vid processer inom kemisk industri och vid järnverk bildas också svaveldioxider. Vid förbränning av fossila bränslen bildas föreningar mellan svavel och luftens syre, främst svaveldioxid (SO2). Svaveldioxiden förenar sig sedan med vattenånga i atmosfären och svavelsyrlighet (H2SO3) och även svavelsyra (H2SO4) bildas. Vid förbränning bildas också föreningar mellan luftens kväve och syre, kväveoxider, t.ex. NO och NO2. De flesta kväveoxiderna kommer från trafiken, men även från värmepannor och industriers handelsgödselframställning. Kväveoxider förenar sig i atmosfären med vattenånga och bildar syran salpetersyra (HNO3), vilken bidrar till försurningseffekter i naturen.

I samband med att en sjö försuras allt mer förändras artsammansättningen. Laxfiskar som är känsliga för surare vatten försvinner, vitmossor ökar i antal liksom vissa sländlarver. Fisk som tål surare vatten är abborre, gädda och ålen i södra Sverige. När pH blir lägre än 4 har de flesta organismerna försvunnit från sjön. Vattnet blir klart, p.g.a. den minskade mängden av plankton och humusämnenas utfällningstendens. Fiskarnas rom och yngel klarar ej heller den sura miljön. Vid kraftigare försurning frigörs vissa metalljoner i vattnet, såsom kvicksilver- och aluminium- joner. Kvicksilver ansamlas i olika näringskedjor och detta innebär att topprovdjuren drabbas särskilt hårt. Genom kalkning kan man tillfälligtvis höja pH-värdet i sjöar, men detta är ej någon varaktig lösning på försurningsproblemet. Surt vatten medverkar till att bildade vätejoner och metalljoner påverkar vattenkvalitén och dessutom kan göra så att rörledningar utsätts för korrosion (’fräts sönder’). I försurad skogsmark frigörs aluminiumjoner, vilka tas upp av trädens rötter och skadar dessa rötter. Detta leder, tillsammans med att sur nederbörd skadar barrens skyddande vaxlager, till att barrträd tappar sina barr. I delar av Europa har barrträden på så vis drabbats svårt av försurning. Korrosion i samband med försurning skadar även byggnadsverk, metaller, t.ex. bilplåt och framför allt föremål av kalksten. Statyer och dekorationsdetaljer på hus kan så småningom helt ‘vittra sönder’ genom denna korrosionseffekt.

LUFTFÖRORENINGAR – VÄXTHUSEFFEKTEN

Jordens atmosfär skyddar oss delvis från farlig solstrålning. Den hindrar även värmestrålning, som uppstår när solljus reflekterar mot markytan, att tränga ut i rymden. På så sätt sker en viss uppvärmning av jorden och jordytan. Man talar om en växthuseffekt. Gaser i atmosfären, som vattenånga och koldioxid, s.k. växthusgaser, medverkar till denna växthuseffekt. Andra växthusgaser är metan (CH4), ozon och freoner. I och med att människan började använda s.k. fossila bränslen som kol, olja m.fl. som energi-källor inom industrin och i bostäder och i fordon ökade halten av koldioxid i luften. Koldioxid bildas nämligen vid all form av förbränning. Avverkning och nedbränning av stora arealer av skog leder också till ökad koldioxidhalt. Jordens medel temperaturen har ökat med minst 0,5 grader på de senaste 100 åren. På sikt skulle denna ökning kunna leda till att jordens polarisar smälte allt mer och mer. Metan bildas vid nedbrytning i syrefattigare miljöer, t.ex. i torv och på sjöbottnar. Även i idisslande djurs tarmsystem bildas metan med hjälp av där levande bakterier och andra nedbrytare. Denna metangas ‘rapas upp’ av djuren. Metangashalten i atmosfären har fördubblats på 200 år. Man räknar med att metan svarar för c:a 20% av växthuseffekten.

Ozon (O3) bildas vid kemiska reaktioner dels uppe i atmosfären, dels vid markytan (marknära ozon). Ozonlagret i atmosfären, som hindrar skadliga solstrålar minskar medan det marknära ozonet, som bildas i trafikmiljöer, ökar. Freoner (klor-fluor-karboner, CFC) tillverkas och används i skumplast, i sprayer som drivgas och som köldmedel i kylskåp och frysboxar. Tyvärr bryts ej freon ned så lätt i naturen och medverkar dessutom vid nedbrytning och uttunning av ozonskiktet. För att kunna minska utsläppen av växthusgaser måste man satsa på alternativa energikällor och minska användningen av fossila bränslen. Ett annat sätt att tvinga fram sänkning av utsläpp är att tvinga industrier betala miljöavgifter. Överenskommelser mellan länder om minskat resursslöseri kan också leda till förbättringar. Vissa ämnen som CFC borde förbjudas att användas.

LUFTFÖRORENINGAR – OZONLAGRETS UTTUNNING

Ozon finns framför allt som ett tunt lager på c:a 2-5 mils höjd ovan markytan. Som nämnts fångar det in det mesta av solens farliga UV-strålning. Freoner (CFC) och haloner, vilka senare innehåller brom i stället för klor, är de ämnen som mest medverkar till uttunningen av ozonskiktet. UV-stålningen spjälkar klor från CFC-molekylen. De fria kloratomerna angriper ozon-molekylen och bildar kloroxid och vanlig syrgas. Kloroxiden är instabil och spjälkas lätt av en fri syreatom varvid en syrgasmolekyl och en fri kloratom åter bildas. En enda kloratom kan genom denna ‘kedjereaktion’ förstöra minst 100 000 ozonmolekyler. Uttunningen av ozonskiktet är mest tydlig över polarområdena, bl.a. Antarktis, men även över södra Australien. Även i norra Skandinavien finns uttunning av ozonskiktet uppe i atmosfären. Uttunningen av ozonskiktet medför att hudcancer, malignt melanom, ökat, t.ex. i Australien. Ögonsjukdomen grå starr ökar också. Växternas fotosyntes kan störas liksom att människans immunförsvar kan försvagas. De konstgjorda ämnena freon, halon m.fl. borde förbjudas att tillverkas och att användas. Tyvärr kommer ett totalstopp för tillverkning av dessa ämnen ej att få någon effekt förrän på lång sikt, eftersom ämnena redan finns i atmosfären och många produkter t.ex. på våra soptippar fort-farande ‘läcker ut’ dessa skadliga ämnen.

VATTENFÖRORENINGAR

Produktionen av livsmedel i världen är beroende av vattentillgången. Konstbevattning av torrare områden tär på vårt vattenförråd av ytvatten och även på grundvattnet. Tyvärr är enbart 2,5% av jordens vatten sötvatten. Vatten som avdunstar från havsytan, avkyls och kondenseras till moln som med vindar förs vida omkring. Vatten kommer sedan i form av nederbörd åter ned till markytan, samlas i bäckar, älvar och floder och återbördas slutligen till havet. Detta brukar kallas vattnets kretslopp. En del av vattnet sjunker ned i marken och ingår i det s.k. grundvattnet nere i marken. Grundvattennivån minskar t.ex. i samband med djupborrning av brunnar i torrare områden. Försurning och ökad kvävetillförsel till marken i samband med konstgödsling försämrar vatten-kvalitén. Nitratjoner som bildas kan t.o.m. störa vårt blods syretransport. I olika industriprocesser t.ex. inom massaindustrin förbrukas stora mängder vatten. Sedan vattnet används inom industrin innehåller det ofta föroreningar såsom tungmetaller, fenoler och klorföreningar. De svårnedbrytbara ämnena DDT och PCB har lagrats i olika näringskedjor och både sälar och havsörn är exempel på djur som drabbats av dessa ‘miljögifter’.

På senare tid har industrier lyckats sänka sina utsläpp av föroreningar genom t.ex. användning av bättre reningsprocesser och alternativa kemikalier. Miljömedvetna konsumenter kan också framtvinga miljösatsningar hos producenterna genom sin efterfrågan på miljövänligare produkter. Våra vatten har bl.a. från jordbruken tillförts stora mängder kväve och fosfor i form av nitrater och fosfater. Växtplankton och andra alger förökar sig kraftigt på grund av den ökade näringstillförseln vilket leder till ‘övergödning’ och s.k. algblommning. När dessa organismer och små djur som lever av dem dör tas de om hand av nedbrytare såsom bakterier. Syre förbrukas därvid vilket leder till syrebrist, speciellt på djupare bottnar. Bottenlevande större djur och fiskar drabbas. Helt syrefria bottnar finns periodvis på olika områden i bl.a. Östersjön . Syret ersätts där av den giftiga och illaluktande gasen svavelväte, H2S. Torsken behöver en salthalt på över 1% i vattnet för att dess rom skall utvecklas normalt , vilket i Östersjön endast förkommer i djupbassängerna öster och norr om Gotland. Eftersom syrebrist förekommer inom dessa områden kan ej torskens rom utveckas utan dör. Ibland kan dock västliga stormar medföra att syrerikare vatten strömmar in genom Bälten och Öresund. Utsläppen från staterna runt Östersjön, speciellt Polen och de baltiska staterna måste begränsas för att Östersjön skall bli ett ‘friskare’, hav.
Vatten renas oftast vid våra reningsverk i tre steg, mekanisk, biologisk och kemisk rening. Det som blir kvar kallas rötslam, som tyvärr kan innehålla tungmetaller. Var skall man deponera detta avfall? Kväveföroreningar i vattnet är svåra att få bort vid reningsprocessen. Läckaget av kväveföreningar från åkermark kan minskas om obrukad mark med växtlighet lämnas kvar runt åkrarna. Även växter i våtmarker i nära anslutning till åkermark kan binda en del av överskottet av näringsämnen.

VÅRA SOPOR – AVFALL

Våra sopor och vårt avfall i världen ökar ständigt. Sveriges produktion av avfall per år uppgår till minst 1 ton per person. Tyvärr dumpas mycket avfall i haven och en del miljöfarligt avfall fraktas till andra länder. S.k. atomsopor kan lagras hos vissa länders upparbetningsanläggningar. Av Sveriges c:a 60 miljoner ton avfall per år består ungefär 5% av hushållsavfall och 95% av industriavfall. Av hushållsavfall utgörs cirka 50% av papper och en fjärdedelar av organiskt avfall. Cirka hälften av avfallet bränns i förbränningsanläggningar. Tyvärr innehåller rökgaserna miljöfarliga ämnen såsom tungmetaller, dioxiner och saltsyra (från plastförbränning). Resten av avfallet läggs i komposthögar eller fr.a. lagras på soptippar. Från soptippar läcker förorenat s.k. lakvatten ut. En del av avfallet (1%) klassas som miljöfarligt avfall. Detta riskavfall tas om hand av anlägg-ningen SAKAB, utanför Kumla. Till miljöfarligt avfall räknas t.ex. tungmetaller, vissa lösningsmedel, laboratorieavfall, PCB och oljeavfall. Sedan 1991 har kommunerna ansvar för avfallshanteringen. Genom källsortering av olika typer av avfall kan viss återvinning ske. Önskvärt är att konsumenterna väljer varor som är skonsamma för miljön och ej omges av onödiga plastförpackningar m.m. Miljövänliga produkter märks med olika symboler, t.ex. Svanen och Bra miljöval. Avfall som lätt kan återanvändas är bl.a. glas, plaster och papper.

GIFTER

Ett typiskt miljöfarligt ämne är en stabil kemisk förening som mycket långsamt bryts ned i naturen. Sådana ämnen anrikas lätt i olika näringskedjor och drabbar på sikt topprovdjuren och människan. Vissa organiska klorföreningar som dioxiner, PCB och DDT är både stabila och giftiga. De anrikas i organismers fettlager och frigörs vid förbränning av fettet. DDT (diklor-difenyl-trikloretan) verkar som nervgift och användes i Sverige som bekämpnings-medel mot skadeinsekter. Man konstaterade att fåglar som havsörn och pilgrimsfalk fick så höga halter av DDT i kroppen att deras ägg skadades. T.o.m. påträffades DDT i modersmjölken hos människor. På 1970-talet förbjöds DDT-användning i Sverige men fortfarande finns DDT lagrat i organismernas vävnader. Tyvärr används det också fortfarande i vissa länder. En annan grupp organiska klorföreningar är polyklorerade bifenyler (PCB) som bl.a. användes i plastmjukmedel, målarfärger och flamskyddsmedel. Östersjöns sälar drabbades av höga PCB-värden. Även PCB finns trots förbud att användas kvar i naturen.

Vissa giftiga ämnen, dioxiner, bildas som biprodukter vid t.ex. industriprocesser, vid sopför-bränning och i bilavgaser. Vissa dioxiner är mycket giftiga och kan vara dödande i så låg koncentration som en biljondels gram. Immunförsvaret skadas av dioxiner och en ökning av cancerrisken föreligger. Bland tungmetaller är bly, kvicksilver och kadmium extra ohälsosamma miljögifter. Kvicksilver, som förr användes inom jordbruket som bekämpningsmedel, angriper nervsystemet. Batterier som innehåller kvicksilver kan med oriktig hantering komma ut i naturen. Bly används i bilbatterier och i färger. Även bly, som t.ex. kommer från bilavgaser och industrier, skadar nervsystemet. Kadmium ingår i batterier och målarfärger. Det lagras fr.a. i njurarna vilka då skadas. Sedan början av 1980-talet finns ett förbud i Sverige mot att använda kadmium i plaster . Inom jordbruket används kemikalier för ogräs- och skadedjursbekämpning. Herbicider skadar ogräs men ej sädesslagen. Vanliga ogräspreparat innehåller fenoxisyror. Mot skadeinsekter används insekticider och mot skadesvampar fungicider. Tyvärr drabbas ‘oskyldiga’ växter och djur. Sedan DDT förbjöds används numera insektsbekämpningsmedlet pyretrin, som bryts ned i naturen mycket snabbare än t.ex. DDT.

BIOLOGISK BEKÄMPNING

Man försöker hitta andra ofarligare metoder att bekämpa skadeinsekter. Ett sätt är att tillverka ett ämne som är starkt selektivt, dvs. bekämpar enbart skadeinsekten och som dessutom snabbt bryts ned i naturen. Ett annat sätt att hindra skadeinsekter är bekämpning med deras i naturen naturliga fiender. Bladlöss kan bekämpas med tillsats av nyckelpigor, spinnkvalster kan bekämpas med rovkvalster. Man kan även locka skadeinsekter såsom barkborrar och snytbaggar med konstgjorda doftämnen, feromoner som placerats i olika insektsfällor. Med hjälp av genteknik hoppas man kunna få fram mer motståndskraftiga växter eller djur som klarar sjukdomar och angrepp av olika slag.

Blogga med WordPress.com.