På bara ett par tusen år har människan erövrat hela planeten. Men vi håller bokstavligen talet på att kvävas av våra egna framsteg. Jordens atmosfär har blivit så giftig att den varje år kostar sju miljoner människor livet.
Koldioxidnivån är högre än den har varit på flera miljoner år. Våra storstäder är insvepta i smog. Och även i jordens mest öde regioner kan man spåra sotpartiklar, kemiska ämnen och bekämpningsmedel i det som en gång var ren luft.
Den globala uppvärmningen förvärrar situationen. När vi förbränner kol, olja och gas startar vi en kedjereaktion, som förvärrar luftföroreningen och redan i dag lider var tionde världsmedborgare av luftföroreningar.
Som tur är kan den påhittighet som har gett oss så många problem också hjälpa till att lösa dem. Och ingenjörer är redan i full gång med att ge oss den rena luften tillbaka – exempelvis med asfalt som inte bara banar väg för bilar i storstäder, utan även extraherar smog ur luften.
Global uppvärmning leder till fler skogsbränder, som är en allvarlig källa till luftförorening. Bara i USA går upp till 40 000 kvadratkilometer natur upp i rök och trenden är kraftigt stigande.
Koldioxid är en gammal skuld
Vår största utmaning är utsläppen av koldioxid i atmosfären. Växter och djur tar upp koldioxid och när de dör och ruttnar bort frisätts deras ansamlade koldioxid igen.
Men djupt under jordens yta, där trycket är enormt och dit syret inte når, sker en annan process. Under loppet av flera miljoner år omvandlas de organiska resterna av djur och växter till kol, olja och gas – fossilt bränsle med andra ord. När vi transporterar upp det till ytan och förbränner det, frisätts den koldioxid som en gång fångades in.
Koncentrationen av koldioxid i atmosfären mäts i "parts per million" (ppm), det vill säga antalet miljondelar koldioxid det finns i luften. Före industrialiseringen låg nivån på cirka 280 ppm.
När vi började förbränna kol och olja för att få energi till exempelvis ångmaskiner, kraftverk och bilmotorer steg nivån. Sedan dess har våra aktiviteter lett till utsläpp av 1 500 000 000 000 – 1,5 biljoner – ton koldioxid till atmosfären, vilket har ökat koncentrationen till mer än 400 ppm överallt på jorden – en nivå som förändrar planetens klimat.
50 procent fler naturbränder kommer att härja på jorden år 2100 och ökningen beror främst på att klimatet blir varmare.
I sig självt är 400 ppm inte livshotande. I ett tillstängt sovrum eller ett klassrum fullpackat med elever kan koncentrationen lätt komma upp i 2 000 eller 3 000 ppm, men det är först vid omkring 5 000 ppm som många känner av yrsel.
En akut livshotande förgiftning kräver 30 000-40 000 ppm, men 400 ppm i jordens hela atmosfär orsakar den så kallade växthuseffekten: Den förhöjda koldioxidkoncentrationen fångar in solens värme och leder till global uppvärmning med smältande poler och stigande havsvattenstånd till följd.
Fler skogsbränder sotar ned luften
Problemen slutar tyvärr inte där. Klimatförändringarna gör nämligen inte bara den luft vi andas in varmare. De utlöser även en självförstärkande effekt, som också gör luften smutsigare.
Med klimatförändringarna följer längre perioder utan nederbörd och tillsammans med högre temperaturer leder det till ökad risk för naturbränder och det är dystra besked för luftkvaliteten överallt på jorden.
I USA håller väder- och klimatmyndigheten National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, ett öga på naturbränder, vilket är ett växande problem i synnerhet i västra USA.
År 2021 täckte naturbränder i USA 22 000 kvadratkilometer. Det motsvarar ett område stort som Västergötland och Halland tillsammans och är fyra gånger så stort som det tidigare genomsnittet.
Kraftigt solljus främjar smogbildningen, som är ett stort problem i storstäder som Shanghai i Kina.
Asfalt äter upp luftföroreningen
Stigande temperaturer i storstäder innebär att det bildas mer ozon nära jordytan – smog. Betongplattor och asfalt med en så kallad fotokatalytisk beläggning av titandioxid kan få föroreningen att försvinna igen.
1. Solljus utlöser giftig reaktion
Förbränning av fossila bränslen frisätter så kallade kväveoxider – NOx. Solens UV-strålning tillför energi som slår bort en syreatom från kvävedioxidmolekylen. Kvar finns då kväveoxid (NO) samt fria syreatomer (O).
2. Krossade molekyler bildas ozon
De fria syreatomerna från kväveoxiderna förenas med luftens syremolekyler (O2) och bildas ozon (O3). Ozon lägger sig som smog, som ger andningsproblem och kan skada vävnad i lungorna.
3. Beläggning förhindrar att ozon bildas
Genom att klä ytan av asfalt och trottoarstenar med titandioxid (TiO2), kan kedjereaktionen brytas. Titandioxid omvandlar kväveoxider till oskadligt nitrat (NO3) – ett fast ämne som tvättas bort av regn.
NOAA:s analyser visar att ett varmare och torrare klimat är den övervägande orsaken till ökningen av naturbränder och om genomsnittstemperaturen stiger bara en grad till kan det innebära att en sex gånger så stor areal i västra USA kommer att befinna sig riskzonen för att slukas av lågor.
FN uppskattar att vi globalt sett kommer att se en 50-procentig ökning av antalet naturbränder år 2100, och om jordens befolkning samtidigt växer innebär det att allt fler människor kommer att beröras av bränderna.
Lågorna kan inte bara sluka allt i ett inferno. Naturbränder släpper dessutom ut enorma mängder partikelföroreningar.
Partiklar svävar i veckor
Speciellt oroväckande är de så kallade fina partiklarna, som även kallas PM2,5. PM betyder "particulate matter" – partiklar – och 2,5 anger storleken: mindre än 2,5 mikrometer i diameter. Det ryms 400 sådana partiklar på en enda millimeter.
De så kallade "fina partiklarna" (gula PM2,5) är mindre än 2,5 tusendelar av en millimeter – långt mindre än diametern av ett hår (svart).
Partiklar i den storleken kan hålla sig svävande i flera veckor och spridas över tusentals kilometer. När vi andas in dem hamnar de djupt nere i lungorna, där de kan orsaka luftvägsproblem och till slut leda till för tidig död.
En studie som publicerades i den välrenommerade vetenskapliga tidskriften Nature 2021 drar till och med slutsatsen att PM2,5-förorening från naturbränder är mer hälsoskadliga än fina partiklar från andra källor.
Det finns inte någon sammanställning över hur många människoliv partikelföroreningar från naturbränder kostar, men i städer kan en ökning av antalet sotpartiklar göra ett redan allvarligt problem värre.
Många storstäder är allvarlig ansatta av partikelföroreningar från bland annat gamla dieselmotorer, däckslitage och bromsdamm. Vid större huvudvägar är problemet särskilt allvarligt, vilket har fått den tyske uppfinnaren Robert Krüger att utveckla ett filter som kan göra stadens luft renare.
60 000 kubikmeter luft i timmen kan renas på partiklar av den mobila filterenheten Purevento S-60.
Purevento City Air Cleaner S-60 är stor som en container och uppbyggd för att kunna placeras vid exempelvis kraftigt trafikerade korsningar, där luftföroreningen är som värst.
Purevento suger in 60 000 kubikmeter i timmen och pressar vidare den genom ett flertal mekaniska och kemiska filter, som bland annat avlägsnar 85 procent av de fina PM2,5-partiklarna.
Längs hårt trafikerade vägar i större städer kan partikelföroreningen vara hälsovådlig. Där kan ett filter som Purevento förbättra luftkvaliteten.
Hittills har luftrenaren testats vid företagets huvudkvarter söder om Hamburg och i den nordtyska staden Kiel, där Purevento både hjälper till med att hålla partikelföroreningen under rekommenderade gränsvärden och att reducera koncentrationen av kväveoxider.
Kraftig sol ger mer smog
Kväveoxider – eller NOx – bidrar avsevärt till föroreningen i städer. Ämnena kommer bland annat från förbränning av kol, olja och gas och är hälsoskadliga i sig själva, men när de utsätts för solljus bildar de ozon, vilket är ett stort problem.
Tre saker DU kan göra
Tanka bilen på kvällen
Om du fyller på bensin i bilen när solen står högt så bildar solens strålar ozon av bensinångorna. I städer, där det är mycket varmt på sommaren, rekommenderar myndigheterna att invånarna ska vänta med att tanka bilen till efter solen har gått ned. Om du byter till en elbil kommer du inte alls att bidra till ozonföroreningen.
Skrota braskaminen
En av de största källorna till förorening med fina partiklar (PM2,5) är privata braskaminer och eldstäder. Experter uppskattar att förbränning av trä i privata hem varje år kostar upp emot 60 000 européer livet. Även torrt trä i moderna kaminer avger partiklar vid användning.
Kör din gamla dieselbil till skroten
Förbränning av dieselolja i en bilmotor orsakar stora utsläpp av fina partiklar som är hälsovådliga. Förr var det vanligt att se svart rök från avgasröret, men 2011 infördes det lagar om partikelfilter på nya dieselbilar. Det har reducerat utsläppen, men många äldre dieselbilar kör fortfarande utan filter.
På 1980-talet fick ozon mycket uppmärksamhet, därför att forskare upptäckte stora hål i det skyddande ozonskiktet som omger jorden. Ozonskiktet ligger 15-35 kilometer ovanför jordytan och skyddar oss mot dödlig UV-strålning från solen, men nära jordytan är ozon en giftig gas som kan lägga sig över städer som smog.
När solens strålar träffar kväveoxider slår de sönder molekylerna, så att syreatomer frisätts. När de kombineras med syre i luften (O2) bildas ozon (O3).
Ozon irritera ögon, näsa och lungor och kan leda till demenssjukdomen Alzheimers sjukdom och till slut döden. Klimatförändringar betyder att en del områden på jorden utsätts för starkare solljus och därmed omvandlas mer NOx till ozon.
Lösningen finns kanske precis framför näsan på oss. En beläggning av titandioxid kan få vägar och trottoarer att äta upp smogen. Ämnet binder kväveoxiderna och omvandlar dem till nitrat – ett fast ämne som lägger sig på vägen och tvättas bort av nästa regnskur.
Världshälsoorganisationen, WHO, uppskattar att sju miljoner människor dör årligen till följd av luftföroreningar, och klimatförändringar kommer att få siffran att stiga. Men eventuellt kan luftfilter och smogätande gator hjälpa till att bromsa föroreningskatastrofen – samtidigt som vi stället om oss på att släppa ut mindre koldioxid i den atmosfär vi andas in varje dag.