Både på nationell och internationell nivå bekämpas försurningen.
Ett bindande avtal, s.k. protokoll, under Konventionen om gränsöverskridande luftförorening-ar - LRTAP-konventionen - undertecknades i Göteborg 1 december 1999. Det omfattluftförorening-ar nästan alla Europas drygt 40 länder, plus USA och Kanada. Protokollet hanterar samtidigt tre miljö-problem: försurning, övergödning och förhöjda halter av marknära ozon. Om alla länder hål-ler vad de lovat i det s.k. Göteborgsprotokollet kommer de samlade europeiska utsläppen av luftföroreningar att minska med nedanstående värden mellan 1990 och 2010:
• svaveldioxid 63 procent
• kväveoxider 40 procent
• flyktiga organiska ämnen 40 procent
• ammoniak 17 procent
EU har också ställt upp ett s.k. takdirektiv som innehåller mål för hur mycket försurningen och halterna marknära ozon ska minska till 2010. Jämfört med kommissionens förslag är de antagna taken emellertid mycket lägre. Bara ett fåtal länder har åtagit sig mer än de redan gjort i Göteborgsprotokollet.
I och med att de nationella miljökvalitetsmålen antagits så finns också ambitiösa mål för att få bort försurningen i Sverige. Riksdagen har lagt fast följande miljökvalitetsmål för försur-ning1
1 Naturvårdsverket 2003.
:
”De försurande effekterna av nedfall och markanvändning skall underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen skall heller inte öka korro-sionshastigheten i tekniska material eller kulturföremål och byggnader”.
Miljökvalitetsmålet innebär att:
• Onaturlig försurning av marken motverkas så att den naturgivna produktionsförmågan och den biologiska mångfalden bevaras.
• Sverige verkar för att depositionen av försurande ämnen på lång sikt inte överskrider den kritiska belastningen för mark och vatten.
• Halterna i luft understiger 5 mikrogram svaveldioxid/m3 och 20 mikrogram kvävedi-oxid/m3
• Inriktningen är att miljökvalitetsmålet skall nås inom en generation.
(årsmedelvärden) för att skydda tekniska material.
Utifrån detta har Naturvårdsverket föreslagit följande delmål:
1. Högst 5 procent av antalet sjöar respektive 15 procent av sträckan rinnande vatten i landet är antropogent försurade år 2010
2. Trenden mot ökad försurning av skogsmark i antropogent påverkade områden har bru-tits och en återhämtning har påbörjats före år 2010.
3. Trenden mot ökad försurning av skogsmark i antropogent påverkade områden har bru-tits och en återhämtning har påbörjats före år 2010.
4. År 2010 har de svenska utsläppen av kväveoxider till luft minskat med minst 50 pro-cent från 1995 års nivå (till 152 000 ton).
5. År 2010 har de svenska utsläppen av ammoniak till luft minskat med minst 15 pro-cent från 1995 års nivå (till 52 000 ton).
6. Markanvändningens bidrag till försurningen av mark och vatten motverkas.
Det innebär bl.a. att skogsbruket måste anpassas till växtplatsens försurningskänslighet och att andelen lövrik skog successivt ökar i södra Sverige.
Sverige har haft ett omfattande kalkningsprogram som har lett till att flertalet svårt försurade sjöar återställts, se Tabell 11. Verkan av kalkspridning är emellertid inte permanent utan mås-te åmås-terupprepas tills de kemiska egenskaperna hos marken är åmås-terställda.
Tabell 11. Antal och areal av försurade sjöar och sträckan av försurade rinnande vatten i Sverige samt nuvarande omfattning på kalkning
Antal sjöar Areal km2
Rinnande vat-ten km
Totalt 95 000 42 000 300 000
Försurningspåverkade 17 000 4 000 100 000
Kalkade 7 000 3 600 10 000
Försurningspåverkade
men inte kalkade 10 000 400 90 000
Källa: Nationella kalkningsplanen 1999 och riksinventeringen av sjöar 1995
Miljömekanism
Beskrivning
Ca 90 % av svavelutsläpp i Europa kommer från förbränning av kol och olja för el- och vär-meproduktion. Svavlet förenas med luftens syre vid förbränningen och bildar gasen svaveldi-oxid. Även naturliga källor såsom vulkanutbrott bidrar till uppkomst av svavlet i atmosfären.
Kväveoxider bildas vid alla typer av förbränning till skillnad svaveldioxid. De största utsläp-pen av kväveoxider i Europa kommer från vägtrafikens avgaser. Andra stora utsläpp av kvä-veoxider förorsakas av förbränning i kraftverk och andra typer av el- och värmeproduktion.
Utsläpp av ammoniak kommer framförallt från jordbruk i samband med hantering av stall-gödsel.1
1 Christer Ågren, 1992. Miljö från A till O
Svaveldioxiden från de fossila bränslena omvandlas i luften till svavelsyra, som ganska om-gående omvandlas till vätejoner och sulfatjoner. Vätejonerna ger försurningen som mäts i pH och är surt under 7. Vätejoner förs till marken genom regn och snö. Nederbördens pH-värde sjönk från 5,5 under förhistorisk tid till 4,3 under 1970-talet. I en del sjöar kom pH att sjunka under 5. Vid pH kring 6 utarmas bottenfaunan och vid ännu flägre pH försvinner mört och laxfiskar. Sjöar med pH kring 4,5 kan vara helt fisktomma.
Försurningen av mark medför urlakning av de växttillängliga mineralnäringsämnen kalcium (Ca), magnesium (Mg) och kalium (K). En annan konsekvens av försurning är att vissa ämnen som normalt är hårt bundna i marken frigörs. Urlakningen ökar när markens pH sjunker under 4,4 och det gäller framförallt aluminium och tungmetaller som kan ha en giftverkan på växter och djur.
Marken skyddar emellertid sjöarna genom sin kemiska vittring. Mineraler i marken sönderde-las av syror som därmed förbrukar vätejoner. Kalksten vittrar snabbt. Om syranedfallet ökar fångas överskottet delvis upp genom jonbytesprocesser - marken lagrar vätejoner och släpper ifrån sig baskatjoner. När svavelnedfallet minskar, som nu är fallet, kommer förr eller senare jonbytesprocesserna gå åt andra hållet. Även om det sura nedfallet helt upphör kommer våra inlandsvatten därför långt in i framtiden tillföras syra från marken.
Nedfallet av försurande gaser är den främsta orsaken till försurning men vissa naturliga pro-cesser som förstärks av människans verksamheter bidrar även till försurningen. Växternas upptag av näring från mark är en sådan process. I ett balanserat ekosystem är frigörelse av näring från nedbrytning av dött växtmaterial lika stort som levande växters upptag av näring-en. Problemet uppstår när människan bryter det naturliga kretsloppet genom att föra bort trä och grödor vid skörd inom jord- och skogsbruket.
Därför har även skogsbruket en försurande verkan, särskild helträdsavverkning. Träden tar upp baskatjoner och lämnar i stället vätejoner. När de dör återlämnas baskatjonerna till mar-ken om trädet får ligga kvar och förmultna.
Gaser som förorsakar försurning är SO2, andra svavelföreningar, HCl, NOx och NH3. Den teoretiska maxförsurningen beräknas som SO2-ekvivalenter. När SO2 oxideras i luften frigörs två protoner (H+) och svavlet deponeras på marken i form av sulfat (SO4--). Protonerna kommer t.ex. att ersätta baskatjonerna Mg++ och K+, som är viktiga växtnäringsämnen. När baskatjonerna inte längre binds i växtligheten frigörs de och spolas iväg.
Marken urlakas då på näringsämnen. På sina håll har förrådet av Kalcium och Magnesium halverats pga. av försurning. Även giftiga metaller och tungmetaller urlakas ur marken. För-surningen intensifierar också växthuseffekten därför att lösligheten av CO2 minskar i försura-de vatten. Likaså ökar korrosionen av byggnadsytor och metaller.
Händelsekedja
Händelsekedjan för försurning kan sammanfattas enligt Figur 22.
Figur 22. Från behov till skada gällande försurning.
Karaktärisering
I EcoEffect används den danska UMIP1
EF = [n/(2*Mw)]*64,06 = (n/ Mw)*32,03 Ekv. 1
Mw är molmassa av det utsläppta ämnet (g/mol)
n är antalet vätejoner avgivna i recipienten till följd av ämnets omsättning 64,06 g/mol är molmassan hos SO2
metoden för att beräkna potentiell försurning. Bidra-get till försurning från ett visst ämne beräknas genom en effektfaktor (karaktäriseringsfaktor) som bestäms av ämnets teoretiska potential att avge vätejoner i recipienten. Vid beräkning av potentiell miljöpåverkan beskrivs utsläppens försurande verkan i form av ett antal SO2-ekvivalenter.
Bestämningen av effektfaktorn för det försurande ämnet baseras på en värdering av hur många mol vätejoner som teoretiskt kan friges i recipienten från en mol av det betraktade äm-net. Det beräknade potentiella försurningsbidraget representeras alltså av den teoretiskt största mängden vätejoner som kan frigöras genom utsläppet.
Effektfaktorn, EF, beräknas enligt följande:
1 Haushild M et al (1996). Bakgrund for miljøvurdering av produkter UMIP. Instittuet for Produktutvikling DTU, DTU,Miljø- og energiministeriet, Miljøstyrelsen, Dansk Industri
NOx
TJÄNST AKTIVITET EMISSIONER FÖRÄNDRINGAR I MILJÖN PROBLEM FÖR MÄNNISKOR
Med denna modell erhålls de effektfaktorer för försurning som visas i Tabell 12.
Tabell 12. Ämnen och karaktäriseringsfaktorer (effektfaktorer) enligt UMIP (beteckningar se Ekv. 1) .
Ämne Kemisk formel Mw n Effektfaktor
Svavelväte H2S 34,03 2 1,88
Svavelsyra H2SO4 98,07 2 0,65
Fosforsyra H3PO4 98 3 0,98
Saltsyra HCL 36,46 1 0,88
Fluorsyra HF 20,01 1 1,6
Salpetersyra HNO3 63,01 1 0,51
Ammoniak NH3 17,03 1 1,88
Kväveoxid NO 30,01 1 1,07
Kvävedioxid NO2 46,01 1 0,7
Kväveoxider NOx 46,01 1 0,7
Sulfid S- 1
Svaveldioxid SO2 64,06 2 1
Sulfat SO4-2 1
Svaveltrioxid SO3 80,06 2 0,8
Svaveloxider SOx 1
SO2-ekvivalenter 1
C2H
4-ekvavilenter 2
Försurningspotentialen uttrycker alltså den största möjliga försurningen, men det faktiska för-surningsbidraget beror i hög grad på recipienten. Därför har man i UMIP föreslaget en plats-reduktionsfaktor relaterad till typen av mark i recipientområdet. Eftersom de försurande släppen förs med vinden långa sträckor kan det emellertid vara svårt att säga var ett visst ut-släpp eventuellt kan komma att bidra försurning.
Utvecklingen
Historiskt
Emissionerna började på 1800-talet men tog fart efter andra världskriget och kulminerade under 1970-talet i Sverige. Därefter har det sura nedfallet avtagit främst pga. att mindre sva-velhaltiga bränslen används. Figur 23 visar uppmätt och beräknat nedfall av försurande äm-nen.
Figur 23. Diagrammet visar en beräkning av svavelnedfallet i Småland sedan 1880. Be-räkningen inkluderar både surt nedfall genom nederbörd och torr deposition av svavelföre-ningar i gas eller partikelform.1
Inom EU har svavelemissionerna minskat med 32% under perioden 1990-98. Minskningen i Sverige de senaste decennierna framgår av Figur 24. De stora allmänna minskningarna som ägde rum under 70- och 80-talet av utsläpp av försurande och övergödande ämnen samt äm-nen som bildar marknära ozon har i första varit ett resultat av den ekonomiska omstrukture-ringen i Central- och Östeuropa samt EECCA2 snarare än följden av riktade utsläppsbegrän-sande åtgärder inom EU3.
Figur 24. SOx utsläpp som SO2 för åren 1980-89 och 1990-2000 enligt Naturvårdsverket.
Den tidigare serien är beräknad på ett sätt som gör att värdena ligger väsentligt högre en den senare. Källa Naturvårdsverket
I framtiden
Fortfarande överstiger svavelnedfallet på många håll markens neutraliseringsförmåga och i dessa områden fortsätter markförsurningen. Även om det sura nedfallet skulle upphöra
1 Källa: 1880-1990: S Mylona, EMEP/MSC-W Report 2/93, 1995: Naturvårdsverkets beräkning.
http://www.naturvardsverket.se/
2 Eastern Europe, Caucasus and Central Asia (EECCA)
3 http://reports.eea.eu.int/environmental_assessment_report_2003_10-sum/sv/kiev_sum_sv.pdf
mer det ta många decennier eller rent av sekler för sjöar och vattendrag att återhämta sig helt från försurningen. Forskare från SLU uppskattar att det kan ta mellan 50 och 100 år innan skogsmarken återhämtat sig från tidigare försurning1
Total varaktighet
.
Med försiktighetsprincipen för ögonen antar vi att försurningens verkningar kommer att fort-sätt ytterligare 100 år och att den började år ca 1880 (jfr Figur 23), dvs. den totala varaktighe-ten antas vara 200 år med maximal påverkan år 1970.