Troposfääriosoon

Täheldatud mõju

Troposfääriosooni teke ja selle meteoroloogiline tundlikkus

Pinnaosoon (O₃) on sekundaarne saasteaine, mida toodetakse atmosfääris päikesevalguse ja keemiliste lähteainete juuresolekul. Osooni peamised lähteained on lämmastikoksiidid (NOx) ja lenduvad orgaanilised ühendid (LOÜ), mis pärinevad peamiselt transpordi- ja tööstustegevusest, mis on suures osas seotud linnapiirkondadega. Elamute ja põllumajanduse allikatest eralduv süsinikmonooksiid (CO) ja metaan (CH₄₎mängivad osooni moodustumisel tavaliselt vähest rolli. Osooni lähteained võivad olla ka looduslikku päritolu, näiteks lenduvate orgaaniliste ühendite biogeensed heitkogused, pinnase NOx heitkogused, metsa- ja maastikupõlengute CO heitkogused ja metaani biosfääri heitkogused (Cooper et al., 2014; Monks et al., 2015).

Klõpsa pildil, et saada juurdepääs Copernicuse atmosfääriseire teenuse neljapäevasele troposfääriosooni prognoosile

Osooni maksimaalne kontsentratsioon esineb tavaliselt kümnete kilomeetrite kaugusel linnapiirkondadest, kus osooni eellaste peamised allikad on, vastupidiselt muudele õhusaasteainetele (nagu tahked osakesed ja lämmastikdioksiid), mis koonduvad suures osas linnadesse. Kuna osooni fotokeemiline moodustumine võtab mitu tundi, võivad tuuled transportida reostust enne osooni moodustumist. Lisaks lagundavad teatavad NOx liigid osooni eritingimustes (st heiteallikate lähedal, öösel või talvel), mille tulemuseks on üldiselt madalam osoonisisaldus kesklinnades, kus NOx eraldub. Kui osoon on moodustunud, võib seda säilitada atmosfääris päevi kuni nädalaid, sageli läbides kaug- või piiriülese transpordi. Siiski võib kõrget osoonitaset täheldada ka linnapiirkondades ja eriti linnalähedastes piirkondades.

Kuna osooni tootmiseks on vaja päikesekiirgust, jõuab osooni kontsentratsioon tavaliselt päevase maksimumini mõni tund pärast keskpäeva. Kontsentratsioonid järgivad ka tugevat hooajalist tsüklit, mis on Euroopas haripunktis varakevade ja hilissuve vahel. Sõltuvus päikesevalgusest muudab osooni meteoroloogilise ja klimaatilise varieeruvuse suhtes väga tundlikuks. Osooni kõikumine aastate lõikes sõltub suuresti sellest, kui soe ja kuiv on suvi; intensiivsed kuumalained võivad viia osooni tippväärtusteni. Suhe päikesevalgusega tähendab, et Lõuna-Euroopas on osoonisisaldus tavaliselt suurem kui Põhja-Euroopas (EEA,2022a).

Kontsentratsioonid ja elanikkonna kokkupuude

Leiti, et osooni aastane kontsentratsioon on Euroopas aastatel 2005–2019 veidi suurenenud, samas kui kõrgeimad osoonitasemed on vähenenud (Solberg et al., 2022). 2020. aastal saavutas ainult 19 % kõigist troposfääriosooni seirejaamadest kogu Euroopas 2008. aasta välisõhu kvaliteedi direktiivis sätestatud pikaajalise eesmärgi, et maksimaalne päevane kaheksa tunni keskmine ei tohi kalendriaasta jooksul ületada 120 mikrogrammi kuupmeetri kohta (μg/m^3). Kogu Euroopas on 21 riiki, sealhulgas 15 ELi liikmesriiki, registreerinud osooni kontsentratsiooni, mis ületab ELi inimeste tervise kaitse sihtväärtust (maksimaalne kaheksa tunni keskmine 120 μg/m³) (EEA, 2022a). ELi sihttaset ületava pinnaosooniga kokkupuutuva elanikkonna osakaal on kõikunud vahemikus 64 % haripunktist 2003. aastal kuni 9 %ni 2014. aastal (EEA,2022b). WHO 2021. aasta lühiajalist suunisväärtust (maksimaalne päevane kaheksa tunni keskmine 100 μg/m³⁾ületava kontsentratsiooniga kokku puutunud elanikkonna osakaal kõikus aastatel 2013–2020 vahemikus 93–98 %, aja jooksul see ei vähenenud.

Mõju tervisele

Osooni kõrge tase põhjustab hingamisprobleeme, vallandab astma, vähendab kopsufunktsiooni ja põhjustab kopsuhaigusi (WHO, 2008). 2019. aastal hospitaliseeriti 23 Euroopa riigis 12 253 inimest hingamisteede haigustega, mida põhjustas või süvendas äge kokkupuude osooniga. Osoonitasemega kokkupuutest põhjustatud suremuse ja haigestumuse koormus on Põhja-Euroopa riikides tavaliselt väiksem kui ülejäänud Euroopas (EEA,2022a). 2020. aastal suri 27 ELi liikmesriigis enneaegselt hinnanguliselt 24 000 inimest akuutse kokkupuute tõttu osooniga, mis ületas 70 μg/m^3. Riikidest oli 2020. aastal osooniga kokkupuutest tingitud suremus kõige suurem Albaanias, Montenegros, Kreekas, Bosnias ja Hertsegoviinas ning Põhja-Makedoonias (EMP,2022a). Alates 2005. aastast ei ole troposfääriosooniga seotud suremuses olnud konkreetset suundumust ning aastatevaheline varieeruvus sõltub peamiselt suvetemperatuuridest (Solberg et al., 2022).

Lisaks otsesele tervisemõjule imendub pindmine osoon taimede õhulõhede kaudu ning võib kahjustada põllukultuuride ja metsanduse saagikust, mis mõjutab toiduainetega varustamist. Nisu saagikus vähenes Euroopas 2019. aastal hinnanguliselt kuni 9 %. Majandusliku kahjuna kaotati 35 riigis 1,4 miljardit eurot (EEA,2022c).

Prognoositav mõju

Tulevased troposfääriosooni kontsentratsioonid

Osoonisisalduse ja selle tippväärtuste varieeruvust aastate lõikes mõjutavad keerulisel viisil peamiste atmosfääriparameetrite jätkuvad ja tulevased muutused (tabel 1). Soojuslainete suurem tõenäosus suurendab tõenäoliselt troposfääriosooni kontsentratsiooni tippväärtusi. Suurenenud päikesekiirgus ja suvine temperatuur kiirendavad ka osooni moodustumise keemilist protsessi. Lenduvate orgaaniliste ühendite (osooni eellane) heitkoguseid suurendavad soojemad suved (Langner et al., 2012), kuid vähendavad ka kõrgemad CO2 tasemed atmosfääris (Szopa et al., 2021). Sagedasemad suvised metsa- ja maastikupõlengud põhjustavad nii LOÜ- kui ka CO-heidet (Parrington et al., 2013). Osooni eemaldamist atmosfäärist taimestiku kaudu imendumise teel – mis on ise taimedele kahjulik – saab vähendada taimedele avalduva kuumuse ja veestressiga (Szopa et al., 2021). Samal ajal suurendab suurenenud niiskus osooni hävitamist piirkondades, kus lämmastikoksiidide sisaldus on väike, näiteks Skandinaavia merepiirkondades (Colette et al., 2015).

Tabel 1. Meteoroloogiliste parameetrite valik, mis võivad tulevaste kliimamuutuste ja nende mõju tõttu osoonitasemele suureneda

_{Allikas: Adapted from Jacob and Winner (2009), The Royal Society (2008) ja Lin et al. (2020)}

Eeldatakse, et tulevased kliimamuutused suurendavad osoonisisaldust, kuid sajandi keskpaigaks ei tohiks see tõus ületada 5 μg/m3 päevas ning osoonitaseme vähendamine osooni eellaste heitkoguste kavandatava tulevase vähendamise tõttu kaaluks selle tõenäoliselt üles. Sajandi lõpu prognooside kohaselt suureneb osoonisisaldus siiski kuni 8 μg/m3. Vähenemist prognoositakse ainult ookeanilistes ja põhjapoolseimates piirkondades (Briti saared, Skandinaavia ja Balti riigid) (joonis 1).

Sajandi keskel (vasakul) ja sajandi lõpus (paremal) modelleeritud tulevased muutused suvises troposfääriosooni kontsentratsioonis (igapäevane maksimum) Euroopas.

_{Allikas: ETC/ACM (2015)}

Mõju tervisele

Akuutse osooniga kokkupuutega seotud suremus peaks kliimamuutuste tõttu 2050. aastaks suurenema, eelkõige Kesk- ja Lõuna-Euroopas (Orru et al., 2019; Selin jt, 2009). Geels et al. (2015) prognoositi, et ainuüksi kliimamuutuste tõttu suureneb osooniga seotud ägedate enneaegsete surmade koguarv Euroopas 2080. aastateks 15 % vastavalt kliimastsenaariumile RCP 4.5. Majandusliku heaolu netokahju (sealhulgas suremuskulud ja vaba aja veetmisega seotud kahjud), mis on tingitud osooniga seotud tervisemõjudest kliima ja lähteainete heitkoguste muutuste tõttu, võib aastatel 2000–2050 kuhjuda 9,1 miljardi euroni. Heitkoguste prognoositud muutuste mõju kuludele ületaks oluliselt kliimamõju (Selin et al., 2009).

Poliitilised meetmed

Järelevalve, eesmärgid ja hoiatused

2008. aasta välisõhu kvaliteedi direktiivi kohaselt vastutavad Euroopa liikmesriigid troposfääriosooni andmete seire ja Euroopa Keskkonnaametile esitamise eest. Osooni kontsentratsiooni tunnis jälgitakse peaaegu 2000 jaamas kogu Euroopas, sealhulgas maa-, linnalähi- ja linnakeskkonna taustajaamades, et dokumenteerida elanikkonna kokkupuudet osooniga. Osooni kontsentratsiooni mõõdetakse ka tööstus- ja liiklusjaamades, mis asuvad põhimaantee või tööstuspiirkonna/-allika vahetus läheduses.

2008. aasta välisõhu kvaliteedi direktiivis on sätestatud osooni sihtväärtus ja pikaajaline objektiivne väärtus inimeste tervise kaitseks. Tabelis 2 on esitatud ülevaade direktiivis sätestatud õiguslikest standarditest troposfääriosooni kohta, et kaitsta inimeste tervist ja keskkonda.

Tabel 2. Ülevaade troposfääriosooni lävi- ja sihtväärtustest ning pikaajalistest eesmärkidest

^{* AOT40 (μg/m3 x tundi) on 80 μg/m3 ja 80 μg/m3 ületavate tunnikontsentratsioonide vahede summa teatava ajavahemiku jooksul, kasutades ainult ühe tunni väärtusi, mis mõõdetakse iga päev ajavahemikus 8.00–20.00 Kesk-Euroopa aja järgi.}

2008. aasta välisõhu kvaliteedi direktiiv sisaldab ka regulatiivseid kohustusi teavitada elanikkonda troposfääriosooni suurest kontsentratsioonist (tabel 2). Teavitamiskünnis kajastab "taset, mille ületamisel kujutab lühiajaline kokkupuude eriti tundlike elanikkonnarühmadega ohtu inimeste tervisele". Künnise ületamise korral peavad riiklikud ametiasutused üldsust teavitama. Häiretase kajastab taset, mille ületamisel kujutab lühiajaline kokkupuude kogu elanikkonnaga ohtu inimeste tervisele. Riiklikud ametiasutused peavad selle künnise ületamise korral teavitama üldsust, andma nõu ja rakendama lühiajalisi tegevuskavasid. Liikmesriigid peaksid mõlema künnise ületamisest teatama Euroopa Komisjonile.

Teave aastase osoonisisalduse kohta on kättesaadav Euroopa Keskkonnaameti õhukvaliteedi statistika vaaturis. Ajakohastatud õhukvaliteedi teave on kättesaadav Euroopa Keskkonnaameti UTD õhukvaliteedi ülevaates ja Euroopa õhukvaliteedi indeksi kaudu. Copernicuse atmosfääriseire teenusega on ette nähtud troposfääriosooni kontsentratsiooni neljapäevane prognoos. Mitmes Euroopa riigis on osooni kontsentratsioonitasemed lisatud soojuse ja tervise tegevuskavadesse. Vt Belgia näidet siin.

Kontsentratsiooni vähendamine

2021. aastal avaldas Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) uued õhukvaliteedi suunised inimeste tervise kaitsmiseks, ajakohastades 2005. aasta õhukvaliteedi suuniseid, tuginedes uusimate teaduslike tõendite süstemaatilisele läbivaatamisele selle kohta, kuidas õhusaaste kahjustab inimeste tervist. Euroopa Komisjon avaldas 2022. aasta oktoobris ettepaneku välisõhu kvaliteedi direktiivi läbivaatamiseks, millega viiakse ELi õhukvaliteedi standardid paremini kooskõlla WHO 2021. aasta soovitustega ja kehtestatakse piirtasemed kõigile õhusaasteainetele, mille suhtes praegu kohaldatakse sihtväärtusi, välja arvatud osoon. Osooni suhtes ei kohaldata sihtväärtuse muutmist piirnormiks, kuna selle moodustumine atmosfääris on keerukas, mis raskendab rangete piirnormide järgimise teostatavuse hindamist.

Kliimamuutuste mõju, mis süvendab osooni teket, võib osaliselt kompenseerida jõupingutusi osooni eellaste heitkoguste vähendamiseks. Seda nimetatakse osooniga seotud kliimakaristuseks. Selle kliimakaristuse kompenseerimine Euroopa mandriosas nõuaks ambitsioonikaid leevendusmeetmeid (lämmastikoksiidide ja lenduvate orgaaniliste ühendite heitkoguste vähendamine 30–50 %). Pikas perspektiivis võib metaaniheite vähendamine tõhusalt vähendada ka osooni teket. Kuna metaan on ka oluline kasvuhoonegaas, aitab selle vähendamine kaasa ka kliimamuutuste leevendamisele (UNEP, 2021; Teadusuuringute Ühiskeskus, 2018).