NOx och VW mot väggen

O₃MG skulle ungdomarna säkert säga men EPA uttrycker sig inte riktigt så, de säger:

"Breathing ozone can trigger a variety of health problems including chest pain, coughing, throat irritation, and congestion. Breathing ozone can also worsen bronchitis, emphysema, and asthma. Childern are at greater risk of experience negative health impacts of exposure of ozone."

Ovanstående är saxat ur  EPA:s brev till VW:s ledning i USA där de beskriver hur VW har fuskat sig igenom de tester som utförs för att säkerställa att utsläppen från bilar håller sig under de gränser som är uppsatta.
Det som EPA talar om är de utsläppen av kväveoxider som i sin tur leder till att ozon bildas. Ozon är mycket oxiderande och irriterar då luftvägarna vilket ger problem framför allt för personer som redan har problem med andningen. Allt är klart som korvspad och ledningen för VW borde ställas upp mot en vägg för barnamord, ... eller?

VW och kreativitet

Om vi i korthet summerar vad som har hänt så har VW varit lite för kreativa och anpassat motorstyrningen så att den minimerade utsläppen av kväveoxider (NOx) då den misstänkte att bilen var utsatt för ett utsläppstest. Detta var nog inte så svårt att gissa eftersom bilen då stod på ett rullband och kördes utan att någon rörde vid ratten. Man kan ju fråga sig varför VW inte alltid lät motorn minimera utsläppen av kväveoxider men det finns en ett litet dilemma: bränslesnål, kraftfull eller låga utsläpp - välj två. Om man optimerar för låga utsläpp så blir bilen antingen rätt törstig eller rätt slö; om man å andra sidan tummar lite på utsläppen så kan man få en stark och bränslesnål bil (vilket kanske är det som konsumenten märker och uppskattar).

Kväveoxider bildas inte som ett utsläpp från förbränningen av diesel utan som en bieffekt av att det är höga temperaturer och höga tryck i cylindrarna. Det är luftens syre och kväve som förenar sig och bildar kvävemonoxid (NO) och kvävedioxid (NO2) och om man försöker minska temperaturen eller trycket  så kommer man att öka bränsleförbrukningen eller få en slöare motor. En ökad bränsleförbrukning ökar i sin tur andra utsläpp så man sitter lite i en rävsax.

Nu vet vi ju dock att det kvävedioxid i sig inte är speciellt farligt, de halter som finns även i hårt trafikerade städer är inte värre än vad man har i ett kök med gasspis. Det är inte heller kväveoxiderna som EPA klagar på utan det är den ozon som bildas som ett resultat av höga utsläpp av kvävedioxid. 

O₃

Ozon fick vi lära oss om i skolan på 80-talet; eller rättare sagt avsaknaden av ozon. Då skulle vi alla dö om vi inte kunde stoppa användandet av freoner som orsakade ett hål över nordpolen varje sommar. Efter några år hörde man ingenting om ozon tills det nu igen dyker upp men nu som boven i ett drama. Så kallad "marknära ozon" är nämligen mycket reaktivt och irriterar bland annat luftvägarna.

Ozonhalter över 0.3 ppm (motsvarar 600 µg/m³) är satt som gränsvärde över vilket man inte skall vistas mer än 15 minuter enligt arbetsmiljöverket. Ozon bildas bland annat vid svetsning och elektriska motorer och man kan känna lukten av ozon vid elektriska överslag som till exempel åska. Man känner dock lukten redan vid 0.01 ppm så man behöver inte gå och oroa sig för att det finns för mycket ozon i luften om man inte känner en stickande lukt. Som miljömål har man satt en gräns vid 120 µg/m3 under en 8 timmars period - en gräns som Stockholms luft med få undantag klarar.

Kemiska formler

Vad har då utsläppen av kvävedioxid med ozon att göra kan man tänka och det svaret kommer här:

NO₂ + O₂ + UV-ljus ↔ NO + O₃

Kvävedioxid sönderdelas vid bestrålning av UV-ljus och den fria syreatomen krokar fast vid en syremolekyl och bildar ozon. Varje solig sommardag så ökar koncentrationerna av ozon i luften men reaktionen går även åt andra hållet så ozonet övergår snabbt till vanligt syre igen.
Det som påverkar koncentrationen av ozon är inte så mycket koncentrationen av kvävedioxid utan främst UV-strålningen. Om det varit den enda faktorn så skulle mängden ozon snabbt ombildas till syre igen men det förutsätter ju att det finns kvävemonoxid i luften så att reaktionen kan gå åt andra hållet. Om vi plockar bort kvävemonoxid så har ozonet svårare att ta sig tillbaks till syre. Vad skulle då kunna plocka bort kvävemonoxid kan man undra och svaret är... granskog. Innan vi tittar närmare på granskogen så ta en titt på bilden nedan. Det är en karta över den genomsnittliga ozonkoncentrationen i London under ett år. Man ser de centrala delarna av London och till vänster ser man Heathrow.

London - inte vad man skulle kunna tro

Det som är mycket förvånande är att blått representerar låga värden ( under 30 µg/m³) och orangea höga värden (över 50 µg/m³). Man kan ta sig en titt till och nypa sig i armen, ... de lägsta ozonvärdena finner vi mitt i central London. Någonting är nog inte som vi antog att det skulle vara, eller hur?
Vad är det egentligen som döljer sig bakom NOx, jo både NO₂ och NO. Mängden NO är betydligt högre än mängden NO₂ så vi får en reaktion där NO och O₃ reagerar och bildar N0₂ och O₂. Man kan säga att bilarnas utsläpp av kvävemonoxiden äter ozon.

Var finns det mycket ozon 

Om nu centrala London har låga koncentrationer av ozon så kan man fråga sig var man kan finna de högsta koncentrationerna. Vi skulle kunna leta på platser där det finns mycket UV-strålning och mycket riktigt hittar vi höga halter av ozon i alperna. Det är soligt och vi befinner oss på en eller två tusen meters höjd. Det som vi förknippar med underbart ren luft är egentligen en hög dos av ozon

Hög på ozon?

Vi nämnde granskog förut och där finner vi också höga halter av ozon. Anledningen är att granskogen avger så kallade flyktiga organiska föreningar (som luktar ... gran) och dessa föreningar binder NO. Om mängden NO minskar så kommer det bli svårare för det ozon som bildas naturligt att brytas upp och återgå till syre.

Varning för ozon eller troll?

En tredje plats hittar vi i norra Sverige där solen om somrarna inte går ner. Det bildas alltid ozon under dagen då vi har mycket UV-strålning från solen men den ozon som bilas försvinner snabbt när solen går ner. Om solen inte går ner på en månad så kommer ozonkoncentrationen vara hög under dygnets alla timma.  

Är midnattssol farligt?

Men lite farligt är det väl 

Jo kanske det, men det finns nog allvarligare problem i världen än ozonet som bildas som en effekt av utsläppen av kväveoxider.