I år fyller IVL Svenska Miljöinstitutet 50 år. Det uppmärksammar vi genom att göra nedslag i vår miljöforskning
med inlägg, berättelser och bilder som kopplar samman historia och nutid.

Marknära ozon – upptäckten av ett helt nytt miljöproblem

Under 1940-talet la sig den första smogen över det redan bilintensiva Los Angeles. I dess spår uppstod ozon – O3 – i luftlagren nära marken, ozon som helst ska förekomma i stratosfären och skydda oss från UV-strålning. Sedan dess har utsläppen av ozonbildande ämnen mångfaldigats och marknära ozon utgör än i dag ett oförminskat hot mot både människors hälsa och naturmiljön.

Problemen som uppdagades i 40-talets Los Angeles påträffades också i storstäder som New York, Sydney och Tokyo. Trettio år senare upptäckte IVL samma fenomen i Göteborg. I centrum för den tidiga svenska kartläggningen av marknära ozon stod Peringe Grennfelt.

– Våren 1971 besökte jag miljömyndigheterna i USA och deras laboratorium i North Carolina för att lära mig om nya mättekniker för luftföroreningar. Främst var mitt intresse riktat mot svavelföreningar och kväveoxider, men man hade också en nyligen utvecklad mätteknik för ozon i marknivå. Vid testerna hade man observerat ozonhalter som tydde på att utsläppsnivåerna i flera amerikanska städer med några hundra tusen invånare var tillräckliga för att ge en lokal produktion av ozon. Det var inte svårt att gissa att ozon även skulle kunna bildas i Göteborg eller Stockholm.

Peringe Grennfelt

Första mätningarna 1972

Några månader senare hade Peringe Grennfelt övertygat IVL-ledningen att köpa in ett ozoninstrument. I januari 1972 startade man de första mätningarna vid ett laboratorium på Chalmers.

– Instrumenten visade halter som var ganska normala fram till mars men i mitten av månaden steg ozonhalten långt över de normala samtidigt som halterna av andra föroreningar också steg. Dessa föroreningar kom inte från lokala källor utan var typiska för episoder av långdistanstransport. Vi började därför
misstänka att ozonet kunde härstamma från utsläpp på europeiska kontinenten, något som var helt nytt.

Typiska ozonskador på spenat.

Vid den här tiden duggade larmen om försurning tätt och miljöforskning stod högt i kurs. Intresset för ozonforskning började sakta spira. 1974 anställde IVL en ny forskare vid namn Lena Skärby som tillsammans med Peringe Grennfelt utvecklade IVL:s pionjärforskning av ozonskador på grödor.

– Amerikanska forskare hade tagit fram några tobakssorter som man använde för att kartlägga ozonförekomst. Vi fick tag på de här tobaksfröerna och satte igång med odlingsexperiment sommaren 1976. Första omgången plantor förstördes under en frostnatt. Nästa omgång lyckades betydligt bättre och vi kunde observera mycket tydliga utslag av ozonskador, berättar Lena Skärby.

Oförklarliga spenatskador

Studierna gick vidare och IVL kontaktade växtodlare för att se om någon hade observerat skador på växtligheten som kunde sammankopplas med ozon. Findus, med stora kontraktodlingar i Skåne, svarade att de ofta fick oförklarliga skador på sina spenatodlingar. Med några enkla experiment kunde IVL visa att det var ozon som var orsaken och man lärde sig sedan att välja sorter med lägre ozonkänslighet.

– Vi insåg snart att vi måste skynda oss att förstå hur allt hängde ihop. Vi hade inte tid att göra alla misstag som andra redan hade gjort. Så jag fick lov att åka till USA 1977-1978. Jag sökte upp en kvinnlig professor vid Pennsylvania State College som lärde upp mig helt enkelt. När jag kom hem igen var den stora frågan i vilken utsträckning ozon påverkade skogsbruket, säger Lena Skärby.

Storskaliga före-efter-försök på granar

Verksamheten växte och IVL anställde allt fler biologer. I början av 1980-talet startade försöken med studier av ozoneffekter på skogsplantor i Rörvik, i nära samarbete med växtfysiologer vid Botaniska Institutionen på Göteborgs universitet. Genom att exponera träd för olika nivåer av ozonhalter i så kallade fältkammare och studera före-efter-effekterna kunde man påvisa graden av ozonskador.

Försöken i Rörvik följdes upp med en mycket större försöktsanläggning vid Östads Säteri, utanför Alingsås, även här i samarbete med Göteborgs universitet. Denna försöksanläggning var bland de största i Europa. Japansk tv trampade runt i fårorna. Rubrikerna i tidningarna larmade om ozongiftet.

– Vi grävde ner över tusen 120 liter stora tunnor på en åker med en gran i varje tunna. Det var en månads hårt fysiskt arbete och det regnade så gott som hela tiden, berättar Per-Erik Karlsson, som också han tidigt kom in i ozonforskningen på IVL, tillsammans med Håkan Pleijel, Helena Danielsson
och Gunilla Pihl Karlsson.

Också här exponerades granarna för olika nivåer av ozonhalter i fältkammare. Fyra år senare var alla granar uppgrävda inklusive rötter och noggrant uppmätta. Resultaten från försöket har varit viktiga för att sätta kritiska nivåer för hur mycket ozon som skogen i Europa tål.

Lena Skärby och Per Erik Karlsson med två amerikanska kolleger vid
försöksverksamheten i Östad.

Kopplade ihop ozonskador med ökande bilism

I slutet av 80-talet satt Lena Skärby ordförande för de bitvis tuffa internationella förhandlingarna om gränsvärden för ozon. IVL hade nu blivit ledande inom ozonkartläggning i Europa. I takt med att bilismen ökade i Europa blev också marknära ozon ett allt mer påtagligt problem.

– Jag fick anonyma telefonsamtal från personer som ogillade att vi kopplade ihop utsläpp från bilar till ozonproblemen. Egentligen insåg vi redan då också allvaret med koldioxidutsläpp och dess effekt
på klimatet. Vi visste ju att det släpptes ut enorma mängder koldioxid.

Lena Skärby

Liksom koldioxid fortsätter marknära ozon att vara en aktuell fråga. Ozonskador kostar svenska jord- och skogsbrukare 900 miljoner varje år. Klimatförändringar med både längre växtsäsong och högre temperaturer kommer med all sannolikhet att göra ozon till ett fortsatt problem under lång tid framöver.

Fakta - Ozon

  • Marknära ozon bildas ur kemiska reaktioner mellan kväveoxider och flyktiga organiska kolväteföreningar under solens inverkan.
  • Ozon som förekommer i den lägre atmosfären nära marken påskyndar åldrandet hos växter och medför att grödor och andra växter får en kortare tid med aktiv fotosyntes och vissnar då snabbare.
  • Halterna av ozon i bakgrundsluft är idag cirka 80 µg/m³. Dessa halter är 2-3 gånger de som man räknar med fanns för industrialismen. Vid ozonepisoder kan halterna i Sverige nå upp till (180-200 µg/m³). Gränsen för effekter på vegetation varierar mellan olika arter men för känsliga arter kan effekter uppträda redan vid halter på 40 µg/m³ det vill säga under dagens bakgrundshalter.
  • Marknära ozon verkar irriterande på andningsvägarna och ger i högre koncentrationer upphov till vävnadsskador. Ozon kan ge nedsatt lungfunktion, symptom och besvär från luftvägarna, ökad känslighet för irriterande ämnen och inflammatoriska effekter.Marknära ozon beräknas bidra till över tusen för tidiga dödsfall per år i Sverige.
  • Eftersom höga halter av marknära ozon påverkar människors hälsa mäter IVL Svenska Miljöinstitutet ozonhalterna över hela landet timme för timme. Mätningarna sker inom ramen för den nationella luftmiljöövervakningen, finansierad av Naturvårdsverket. Om ozonnivåerna överskrider 180 µg/m³ i mer än en timme informeras allmänheten via lokalradio och text-tv.