Nitrogen: Den ukjente klimatrusselen

190 forskere roper i et åpent brev varsko.

Kari Austnes er forsker ved NIVA, og da forskning.no snakket med henne, arbeidet hun på en internasjonal rapport om nitrogenforurensning. (Foto: NIVA)

– Som representanter for det globale vitenskapssamfunnet, gjør vi dere oppmerksomme på den globale nitrogenutfordringen menneskeheten står overfor.

Brevet er rettet til FNs generalsekretær, og bærer signaturer fra 44 land. Beskjeden er tydelig: ta grep mot nitrogenforurensning, og skaden den forårsaker livet på kloden.

– Klimakrisen er mye mer enn et karbonproblem, sier forskerne.

Sammen med brevet kommer en rapport fra INMS, en organisasjon som arbeider for bærekraftig nitrogenbruk, der forskningen legges frem.

Men hvordan kan nitrogen, en av livets viktigste byggeklosser, true både ozonlaget, klimaet og kvaliteten på lufta vår?

Det er komplisert

– Nitrogen er generelt ekstremt komplekst, det kommer fra så mange kilder og det inngår jo i nesten alle prosesser.

Det sier Kari Austnes, forsker ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA). Hun er en av dem som har skrevet under på oppropet.

– Jeg syns det er viktig at de fokuserer på dette, og viser at alt henger sammen. At nitrogen ikke er en ting som står på siden, men noe man må tenke på i sammenheng når man tenker på klimaendringer og karbon.

Austnes sier at det er vanskelig å forstå effekter og konsekvenser, og kontrollere forurensingen, når nitrogen inngår i så mye rundt oss, og oppfører seg på veldig forskjellige måter.

Forskeren understreker samtidig at man vet hvordan man kan redusere utslippene på flere områder.

– Men det er mange forskjellige områder hvor man må gjøre tiltak. Og de er helt forskjellige for ammoniakk og nitrogenoksider, for de har så forskjellige kilder og er så forskjellige i måten de blir produsert på. Også har man avløpsvann i tillegg.

Les også: Nitrogen er som steroider for naturen

Livets byggekloss

Nitrogen er overalt der det finnes liv, i hver eneste levende skapning – fra massive blåhvaler, til mikroskopiske bakterier, fra svære sopper til vesle virus.

Kjetil Tørseth sier til forskning.no at det var stor fokus på nitrogenforurensning i norsk forskning fram til årtusenskiftet, før oppmerksomheten gikk bort fra økosystemer, og over til politikk. (Foto: NILU)

Grunnstoffet er også en viktig bestanddel i aminosyrer, proteiner, enzymer, vitaminer, hormoner og klorofyll – alt som lar livet leve.

Men selv om det er overalt, er det stor forskjell på de nitrogenstoffene brukt av livet rundt oss, og det rene nitrogenet vi puster inn. For nitrogenet i luften, som maler himmelen blå, er det nemlig veldig få arter som kan bruke.

Det må nemlig gjøres om til andre stoffer, andre forbindelser, for at det meste i naturen skal dra noe nytte av det.

Denne forvandlingen til nyttig nitrogen, skjer på noen få måter i naturen, som gjennom visse bakterier, eller skapt av drønnende lyn. Men vi mennesker har klart å finne vår egen måte, og resultatet er ikke bare positivt.

Nitrogenforurensning tar flere former. I denne artikkelen skal vi fokusere på nitrogenstoffer som klimagass, og som lungerivende forurensning.

Les også: Kan dommeren erstattes av teknologi?

Motor, lystgass og klima

Kjetil Tørseth er forsker ved NILU – Norsk institutt for luftforskning. Han har i årtier studert hvordan nitrogenutslipp påvirker verden rundt oss.

– Det som gjør nitrogen så spennende, er at det er et stoff som har effekter både i luft, jord og vann, som påvirker økosystemer, helse og klima. Men det gjør samtidig at det er vanskelig å finne gode løsninger for å få redusert nitrogenmengden.

Selv om nitrogenet i lufta er brorparten av det vi puster, kan det i litt andre former være skadelig for livet på jorda.

– Nitrogen i lufta (N2) er en inert gass, den har ingen negative effekter. Men når du drar den gjennom en forbrenningsmotor, vil det nitrogenet der kunne dannes om til NOx-gasser – NO og NO2, sier Tørseth.

NOx-gasser et navn på en miks av forskjellige stoffer som består av nitrogen og oksygen – nitrogenoksider. Særlig dieselbiler er skyldige i høye utslipp av NOx.

Tørseth forklarer at dette er et luftkvalitetsproblem vi har i mye av Norge, men at nivåene i det siste har gått litt ned som følge av færre fossile biler i byene.

Den viktigste utslippskilden i Norge er imidlertid fra utvinningen av olje og gass, samt skipsfart.

Les også: Fant svak kobling mellom miljøgifter hos mor og barnets IQ

En av plattformene som startet det norske olje-eventyret ved Ekofisk i 1976. I dag kommer mesteparten av NOx-forurensning i Norge fra oljenæringen og skipsfart. (Foto: Telemuseet)

Jordas parasoll

NOx-gasser er ikke bare irriterende å puste inn, de kan også bli langt mer skadelige. Tjuefire kilometer over bakken, i det laget av luft som kalles stratosfæren, ligger ozonlaget.

Her svever ozon som en parasoll over jordkloden, og sluker farlig stråling fra sola før det når bakken. NOx-gasser har den skumle evnen at de kan bryte ned ozon, hvis de når høyt nok opp.

Tørseth sier at NOx-gasser i seg selv går over i andre former veldig fort, og at NOx sluppet ut fra bakken ikke vil nå opp til ozonlaget. For at dette skal være en trussel må man derfor ha en kilde til gassen høyt oppe.

Dette har tidligere vært omdiskutert i forbindelse med såkalte fly som flyr veldig høyt og raskt, som Concorde.

– Men lystgass, det er så langlivet at det kan bli transportert opp til stratosfæren, og bli omdannet til NOx der, for så å inngå i reaksjonene som bryter ned ozonlaget.

Les også: Så billige er medisiner i Norge

Kjetil Tørseth sier til forskning.no at det var stor fokus på nitrogenforurensning i norsk forskning fram til årtusenskiftet, før oppmerksomheten gikk bort fra økosystemer, og over til politikk. (Foto: NILU) Romfergen Endeavour svever over jordoverflaten. Det hvitaktige laget på bildet er stratosfæren, og det er her ozon svever som et skjold mot UV-stråling over oss. Det oransje laget under heter troposfæren, og her oppstår det meste av været vi opplever. (Foto: NASA/Crew of Expedition 22/Wikimedia Commons)

Ozon på bakken

Lystgass, eller lattergass, er kanskje noe du forbinder med latterkuler hos tannleger, siden det kan brukes som bedøvelse hos legebesøk. Men N2O, som er den vitenskapelige formelen, er en drivhusgass som er over 300 ganger kraftigere enn karbondioksid (CO2).

Rapporten skrevet av INMS, sier at denne gassen nå har tatt over rollen som den største trusselen mot ozon-laget, og at forurensingen må tas hånd om for at vi skal ha en sjans til å nå klimamålet på 1–2 grader.

Tørseth påpeker at ozonlaget er på bedringens vei, etter at de såkalte KFK-gassene i ting som spray-bokser og brannslukkingsapparat ble forbudt og faset ut globalt.

Men som alltid med nitrogen, så er det komplisert. NOx-gass bidrar til å danne såkalt bakkenært ozon, også en klimagass.

– Ozon på bakken påvirker klima, men det er også veldig viktig luftforurensings-komponent. Den påvirker mennesker, og den gir avlingstap og skader på vegetasjon i Europa.

Les også: Forskerne følger med på virusresistens i Norge

Hvordan påvirker det oss?

Smog ligger som et lokk over Bergen by. Målinger fra Danmarks plass viste at størsteparten bestod av nitrogenoksider. (Foto: Prillen/Wikimedia Commons)

Nitrogenoksider (NOx) kan, som ammoniakken bønder gjødsler åkrene sine med, danne partikler i luften, for eksempel nitrat.

Tørseth sier at partikler i luften ikke er bra for oss, og nevner en rapport fra noen år tilbake som anslo at sju millioner dør av luftforurensning i året, og der mye er knyttet til nettopp partikler i luft.

Nitrat-partiklene også forsurende, og er derfor med på å lage sur nedbør. Nitrogenoksider er også en viktig årsak til såkalt smog, skadelig og forurenset tåke.

Rapporten til INMS anslår at vi globalt mister tretti millioner livsår, hvert eneste år grunnet nitrogenforurensning. Dette inkluderer også utlekkingen fra landbruk, og andre kilder.

Penger sløst, penger spart

Ifølge rapporten til INMS, går 80 prosent av nitrogenet vi bruker tapt i naturen. Det er ikke bare lunger og tunger som merker nitrogenutlekkingen, men også lommebøker. Verdien anslås av organisasjonen til 200 milliarder dollar – hele 1,8 billioner kroner.

I tillegg kommer helse-effektene, som rapporten grovt anslår ligger et sted mellom 3,6–36 billioner kroner årlig. Til sammenligning er Oljefondet – verdens største statseide investeringsfond – verdt 10 billioner norske kroner.

Mye av dette kan man redusere med teknologi, nevner INMS i sin rapport. Kari Austnes mener at selv om man kun ser på det økonomiske, så vil det lønne seg i lengden å ta grep.

– Det er ofte sånn i miljøbransjen, at det samfunnsøkonomisk som helhet lønner seg å fikse ting. Når man ser isolert på det det koster, bare kostnaden av å reparere, så høres det så dyrt ut. Men hvis man ser på kostnaden av utslippene, og i dette tilfelle ikke minst helsekostnadene, så er det absolutt lønnsomt.

Les også: Fem nyfødte barn reddet etter fersk screening av immunsvikt

Den andre siden av klimamynten

Nitrogen-utfordringen er utenfor forskningsmiljøet ganske lite kjent, men henger tett sammen med våre andre klima-problemer.

Nitrogensyklusen på jorda er veldig komplisert, siden stoffet inngår i så mye, og tar mange former. (Foto: Eme Chicano/Wikimedia Commons)

En del av problemet kan være hvor komplisert det fort blir. Det er fort gjort når det er snakk om ti forskjellige kjemiske forbindelser det må holdes styr på.

– Og hvordan det blir gjort om fra organisk nitrogen til uorganisk, fra NO til NO2, fra nitrat til salpetersyre, da begynner du å måtte være spesielt interessert for å henge med, sier Tørseth.

Norge og alle landene i Europa har signert en avtale for å redusere sine nitrogenutslipp, og sliter ifølge Tørseth med å klare det – både for NOx og ammoniakk. Han sier det har vært brukbare reduksjoner, men at det burde vært redusert mye mer.

– Det er veldig mange sektorer som har et ansvar. Det er fly, det er shipping, det er landbruk, det er folks matvaner og så videre, sier NILU-forskeren.

Mer bevissthet

Brevet og rapporten fra INMS, er med på å lansere FNs første nitrogen-kampanje. Målet er å øke oppmerksomheten rundt nitrogen-utfordringen, og INMS mener at manglende kunnskap blant folk flest har vært et hinder for løsninger.

Forholdene er fortsatt er dårlig mange steder i Europa, men selv om utslipp til luft går sakte ned – så går det hvert fall riktig vei.

– Mens i andre deler av verden er historien en annen. For det første går utslippene opp, og dette med avløpsrensing av nitrogen er som regel ikke-eksisterende, forteller Austnes ved NIVA.

– Selv om vi prøver å rense nitrogen i vår del av verden er det et stigende problem i andre deler av verden. Det er absolutt et globalt problem.

Referanser:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/cfe-wmw102219.php

Saken ble først publisert på Forskning.no