2023-03-03

Föroreningar i utsläpp till luften - vad finns i röken?

När man talar om industriella utsläpp till luft handlar det ofta om utsläpp som härrör från förbränningsprocesser. Huvudkomponenterna i utsläppen är kväve och ett visst syreöverskott som härrör från den inkommande luften som tillförs förbränningsprocessen, samt vatten och koldioxid (CO₂) som är de primära resultaten av förbränningsreaktionerna. Koncentrationerna är i procentuella nivåer. CO₂ är en stor förorening och en bov när det gäller klimatförändringar. Synlig vit rök är dock ofta bara kondenserande vatten.

Gasformiga föroreningar

En liten del av utsläppen består också av andra ämnen som genereras antingen i sekundära reaktioner i förbränningsprocessen eller som ett resultat av de rökgasreningsprocesser som används. Dessa ämnen är ofta också förorenande, dvs. skadliga för hälsan och/eller miljön.

Exempel på vanliga föroreningar som genereras i förbränningsprocesser är kolmonoxid (CO, som uppstår vid ofullständig förbränning), svaveldioxid (SO₂, där svavlet ursprungligen var inbäddat i bränslet) och kväveoxider (NO och NO₂, som bildas vid sidoreaktioner i förbränningsprocessen).

Förbränning av avfall

Om bränslet är hushålls- eller industriavfall kan det också finnas anmärkningsvärda halter av väteklorid och vätefluorid (HCl, HF, där Cl- och F-atomerna ofta kommer från plast i avfallet). Mer komplexa föroreningar som dioxiner kan också bildas.

Vid förbränning av farligt avfall kan det också förekomma utsläpp av t.ex. kvicksilver, jod och brom, antingen i "rent" tillstånd (Hg, Br₂, I₂) eller i molekylära aggregat som kvicksilverklorid (HgCl₂). Kvicksilverföreningar kan också släppas ut från koleldade kraftverk, eftersom kvicksilver kan vara inbäddat i själva kolet. Metallsmältverk kan också vara stora källor till vissa luftföroreningar, framför allt SO₂.

Läckage från produktion

I anläggningar för kemisk produktion, t.ex. raffinaderier och gödningsmedelsindustrier, förekommer ofta förbränningsprocesser som ger upphov till de redan nämnda föroreningarna. Det kan emellertid också förekomma utsläpp av gasformiga föroreningar som härrör från själva produktionsprocessen, vanligtvis som produktionsläckage. Typen av föroreningar kan variera mycket mellan olika typer av industrier och mellan enskilda industrianläggningar av samma eller liknande typ, men kan till exempel omfatta metan (CH₄), bensen (C₆H₆), vätesulfid (H₂S) och ammoniak (NH₃).

Partiklar

Fasta ämnen i utsläpp till luft kan kallas "stoft" eller "partiklar", som ofta betyder samma sak. Sot är ett specialfall av stoft som i huvudsak består av komplexa kolbaserade ämnen. Svart rök är i själva verket sotpartiklar som släpps ut.

Sot bildas av kolet i fossila bränslen vid ofullständig förbränning. Först sker en så kallad nukleation där nanometerstora sfärer av kol bildas. Sedan kommer yttillväxt och koagulering, där något större partiklar bildas. Därefter följer ytterligare aggregering (agglomerering, kondensering, oxidering) som slutligen leder till de fina svarta partiklar som vi känner som sot.

Partiklar som inte är sot är ofta också oxider, även om de baseras på aggregering av t.ex. MgO, SiO₂ och Al₂O₃. Vissa av dessa ämnen förekommer naturligt, andra kan genereras i industriella processer. En särskilt notabel verksamhet där partiklar genereras är cementindustrin där kalciumbaserat damm (kalksten, kalciumoxider) men även aluminium- och järnoxider förekommer i produktionsprocessen.

Effekter av förorenande ämnen

Föroreningar kan alltså genereras, och de är uppenbarligen inte önskvärda. Men vad är problemet? Kort sagt är det de negativa effekter som föroreningarna har på hälsan - människor såväl som djur, växtlighetens tillväxt, inklusive grödor och skogar, och klimatet i allmänhet. Luftföroreningar kan också påverka kulturarvet genom påverkan på materialytor.

Det finns många detaljerade publikationer om effekterna av luftföroreningar som kan studeras, till exempel från Världshälsoorganisationen, från U.S. Environmental Protection Agency och från Europeiska miljöbyrån.

Även om förbättrad luftkvalitet rapporteras från vissa delar av världen är det långt ifrån överallt som det är lättare att andas nu än för hundra år sedan. Arbetet med att skapa medvetenhet om föroreningar och deras inverkan på hälsa och miljö, inklusive ekonomiska konsekvenser, är därför viktigare än någonsin.