Talajközeli ózon

Megfigyelt hatások

Talajközeli ózonképződés és meteorológiai érzékenysége

A felszíni ózon (O₃) a légkörben napfény és kémiai prekurzorok jelenlétében keletkező másodlagos szennyező anyag. Az ózon fő prekurzorai a nitrogén-oxidok (NOx) és az illékony szerves vegyületek (VOC), amelyek elsősorban a városi területekhez nagymértékben kapcsolódó közlekedési és ipari tevékenységekből származnak. A lakossági és mezőgazdasági forrásokból kibocsátott szén-monoxid (CO) és metán (CH₄) általában kisebb szerepet játszik az ózonképződésben. Az ózonprekurzorok természetes eredetűek is lehetnek, mint például a biogén VOC-kibocsátás, a talajból származó NOx-kibocsátás, az erdőtüzekből származó CO-kibocsátás és a bioszféra metánkibocsátása (Cooper et al., 2014; Monks et al., 2015).

Kattintson a képre a Kopernikusz légkörmonitoring szolgáltatásának négynapos, talajközeli ózonra vonatkozó előrejelzéséhez

A maximális ózonkoncentráció általában több tucat kilométerre található a városi területektől, ahol az ózon prekurzorainak fő forrásai vannak, ellentétben más légszennyező anyagokkal (például a szálló porral és a nitrogén-dioxiddal), amelyek nagyrészt a városokban koncentrálódnak. Mivel az ózon fotokémiai képződése több órát vesz igénybe, a szelek az ózon kialakulása előtt szállíthatják a szennyező tollat. Emellett bizonyos NOx-fajok bizonyos körülmények között (azaz a kibocsátó források közelében, éjszaka vagy télen) lebontják az ózont, ami általában alacsonyabb ózonkoncentrációt eredményez azon városközpontok felett, ahol NOx-kibocsátás történik. Megalakulása után az ózon napokig vagy hetekig a légkörben maradhat, gyakran nagy távolságra vagy országhatárokon átterjedően. Mindazonáltal a városi - és különösen az elővárosi - területeken is magas ózonszint figyelhető meg.

Mivel az ózonképződéshez napsugárzásra van szükség, az ózonkoncentráció általában néhány órával dél után éri el a napi maximumot. A koncentrációk egy markáns szezonális ciklust is követnek, amely Európában kora tavasz és nyár vége között tetőzik. A napfénytől való függés miatt az ózon nagyon érzékeny a meteorológiai és éghajlati változékonyságra. Az ózon egyik évről a másikra történő ingadozása nagymértékben függ attól, hogy mennyire meleg és száraz a nyár; az intenzív hőhullámok az ózon csúcsértékeihez vezethetnek. A napfényhez fűződő kapcsolat azt jelenti, hogy Dél-Európában általában magasabb az ózonkoncentráció, mint Észak-Európában (EEA, 2022a).

Koncentrációk és a lakosság expozíciója

Megállapítást nyert, hogy az éves ózonkoncentráció 2005 és 2019 között kismértékben nőtt Európában, míg a legmagasabb ózoncsúcsok csökkentek (Solberg et al., 2022). 2020-ban Európa-szerte az összes talajközeli ózonmegfigyelő állomásnak csak 19 %-a érte el a környezeti levegő minőségéről szóló 2008. évi irányelvben meghatározott hosszú távú célkitűzést, amely szerint a maximális napi nyolcórás átlag egy naptári éven belül nem haladhatja meg a 120 mikrogramm/köbmétert (μg/m³). Európa-szerte 21 országban, köztük 15 uniós tagállamban regisztráltak az emberi egészség védelmére vonatkozó uniós célértéket meghaladó ózonkoncentrációt (a maximális napi nyolcórás átlag 120 μg/m³) (EGT,2022a). A felszíni ózonnak az uniós célszinteket meghaladó mértékben kitett lakosság aránya a 2003-as 64 %-os csúcsérték és a 2014-es 9 % között ingadozott (EEA, 2022b). A WHO 2021. évi rövid távú iránymutatásában szereplő értéket (a maximális napi nyolcórás átlag 100 μg/m³⁾meghaladó koncentrációnak kitett lakosság aránya a 2013–2020 közötti időszakban 93 % és 98 % között ingadozott, idővel csökkenő tendencia nélkül.

Egészségügyi hatások

A magas ózonszint légzési problémákat okoz, kiváltja az asztmát, csökkenti a tüdőfunkciót és tüdőbetegséget okoz (WHO, 2008). 2019-ben 23 európai országban 12 253 ember került kórházba az ózonnak való akut kitettség által okozott vagy súlyosbított légzőszervi betegségekkel. Az ózonszintnek való kitettség által okozott mortalitás és morbiditás terhe jellemzően alacsonyabb az észak-európai országokban, mint Európa többi részén (EEA, 2022a). 2020-ban a becslések szerint a 27 uniós tagállamban 24 000 ember halt meg idő előtt a 70 μg/m3 feletti akut ózonexpozíció miatt. 2020-ban Albániában, Montenegróban, Görögországban, Bosznia-Hercegovinában és Észak-Macedóniában volt a legmagasabb az ózonnak való kitettség miatti halálozási arány, csökkenő sorrendben (EEA, 2022a). 2005 óta nem volt konkrét tendencia a talajközeli ózonnal kapcsolatos mortalitásban, és az évenkénti változékonyság főként a nyári hőmérsékletektől függ (Solberg et al., 2022).

A közvetlen egészségügyi hatások mellett a felszíni ózon a növények sztómáján keresztül felszívódik, és hátrányosan befolyásolhatja a növényeket és az erdészeti hozamokat, ami befolyásolja az élelmiszer-ellátást. Becslések szerint Európában a búzatermés 2019-ben akár 9%-kal is csökkenhet. Ami a gazdasági veszteségeket illeti, 35 országban 1,4 milliárd EUR veszteség keletkezett (EGT,2022c).

Tervezett hatások

A talajközeli ózon jövőbeli koncentrációi

Az ózonkoncentrációk évenkénti változékonyságát és csúcsértékeit összetett módon befolyásolják a legfontosabb légköri paraméterek folyamatban lévő és jövőbeli változásai (1. táblázat). A hőhullámok nagyobb valószínűsége valószínűleg a talajközeli ózonkoncentráció-csúcsok növekedéséhez vezet. A megnövekedett napsugárzás és a nyári hőmérséklet szintén felgyorsítja az ózonképződés kémiai folyamatát. A VOC-kibocsátás (az ózon-prekurzor) a melegebb nyarakkal nőni fog (Langner et al., 2012), de a légkör magasabb CO2-szintjével is csökkenni fog (Szopa et al., 2021). A gyakoribb nyári erdőtüzek mind a VOC-, mind a CO-kibocsátás forrásai lesznek (Parrington et al., 2013). Az ózonnak a növényzet általi abszorpció révén a légkörből történő eltávolítása – amely maga is káros a növényekre – csökkenthető a növényekre nehezedő hő- és vízstressz révén (Szopa et al., 2021). Ugyanakkor a megnövekedett páratartalom növelni fogja az ózonpusztulást az alacsony NOx-kibocsátású területeken, például Skandináviában a tengeri területeken (Colette et al., 2015).

táblázat: Azon meteorológiai paraméterek kiválasztása, amelyek a jövőbeli éghajlatváltozás során növekedhetnek, valamint az ózonszintre gyakorolt hatásuk

_{Forrás: Jacob and Winner (2009), The Royal Society (2008) és Lin et al. (2020)}

A jövőbeli éghajlatváltozás várhatóan növelni fogja az ózonkoncentrációt, de ez a növekedés az évszázad közepére nem haladhatja meg a napi maximum 5 μg/m3-t, és ezért valószínűleg ellensúlyozni fogja az ózonszinteknek az ózonprekurzorok tervezett jövőbeli kibocsátáscsökkentése miatti csökkentése. Az évszázad végi előrejelzések szerint azonban az ózonkoncentráció akár 8 μg/m3-rel is növekedhet. A csökkenést csak az óceáni és legészakibb területeken (brit szigetek, skandináv és balti országok) prognosztizálják (1. ábra).

A nyári talajközeli ózonkoncentráció (napi maximumok) jövőbeli változásának modellezése Európában a század közepén (balra) és a század végén (jobbra).

_{Forrás: ETC/ACM (2015)}

Egészségügyi hatások

Az akut ózonexpozícióhoz kapcsolódó mortalitás 2050-re várhatóan növekedni fog az éghajlatváltozás miatt, különösen Közép- és Dél-Európában (Orru et al., 2019; Selin et al., 2009). Geels és mtsai. (2015) becslése szerint az éghajlatváltozás önmagában az ózonnal összefüggő akut korai elhalálozások teljes számának 15%-os növekedéséhez fog vezetni Európában a 2080-as évek felé az RCP 4.5 éghajlati forgatókönyv szerint. A nettó gazdasági jóléti veszteségek (beleértve a halálozási költségeket és a szabadidős tevékenységekből származó veszteségeket) az éghajlat és a prekurzorok kibocsátásának változásaiból eredő, az ózonnal kapcsolatos egészségügyi hatások miatt 2000 és 2050 között 9,1 milliárd EUR-ra halmozódhatnak fel. A kibocsátások előre jelzett változásainak költségeire gyakorolt hatás nagymértékben meghaladja az éghajlatra gyakorolt hatást (Selin et al., 2009).

Szakpolitikai válaszok

Nyomon követés, célok és figyelmeztetések

A környezeti levegő minőségéről szóló 2008. évi irányelv értelmében az európai tagállamok felelősek a talajközeli ózonra vonatkozó adatok nyomon követéséért és az Európai Környezetvédelmi Ügynökségnek való jelentéséért. Az óránkénti ózonkoncentráció nyomon követését Európa-szerte közel 2000 állomáson végzik, beleértve a vidéki, elővárosi és városi háttérállomásokat is, a lakosság expozíciójának dokumentálása érdekében. Az ózonkoncentrációt ipari és közlekedési állomásokon is mérik, amelyek egy főút vagy ipari terület/forrás közvetlen közelében helyezkednek el.

A környezeti levegő minőségéről szóló 2008. évi irányelv az emberi egészség védelme érdekében célértéket és hosszú távú objektív értéket határoz meg az ózonra vonatkozóan. A talajközeli ózonra vonatkozó, az emberi egészség és a környezet egészségének védelméről szóló irányelvben meghatározott jogi előírások áttekintését a 2. táblázat tartalmazza.

táblázat: A légköri talajközeli ózonra vonatkozó küszöbértékek, célértékek és hosszú távú célkitűzések áttekintése

^{* Az AOT40 (μg/m3 x óra) a 80 μg/m3-nél nagyobb óránkénti koncentrációk és a 80 μg/m3-nél nagyobb óránkénti koncentrációk közötti különbség összege egy adott időszakban, kizárólag a naponta 8,00 és 20,00 közép-európai idő (CET) között mért 1 órás értékek felhasználásával.}

A környezeti levegő minőségéről szóló 2008. évi irányelv szabályozási kötelezettségeket is tartalmaz arra vonatkozóan, hogy a lakosságot tájékoztatni kell a talajközeli ózon magas koncentrációjáról (2. táblázat). A tájékoztatási küszöbérték azt a "szintet tükrözi, amely felett a lakosság különösen érzékeny csoportjainak rövid ideig tartó expozíciója kockázatot jelent az emberi egészségre". A küszöbérték túllépése esetén a nemzeti hatóságoknak tájékoztatniuk kell a nyilvánosságot. A riasztási küszöbérték azt a "szintet tükrözi, amely felett a lakosság rövid ideig tartó expozíciója kockázatot jelent az emberi egészségre". E küszöbérték túllépése esetén a nemzeti hatóságoknak tájékoztatniuk kell a nyilvánosságot, tanácsot kell adniuk és rövid távú cselekvési terveket kell végrehajtaniuk. A tagállamoknak mindkét küszöbérték túllépését jelenteniük kell az Európai Bizottságnak.

Az éves ózonkoncentrációra vonatkozó információk az EEA levegőminőségi statisztikáinak megtekintőjén érhetők el. A legfrissebb levegőminőségi információk az EEA UTD levegőminőség-megjelenítőjén és az európai levegőminőségi mutatón keresztül érhetők el. A Kopernikusz légkörmonitoring szolgáltatása négynapos előrejelzést nyújt a talajközeli ózonkoncentrációról. Számos európai országban az ózonkoncentráció szintje szerepel a hő-egészségügyi cselekvési tervekben. Lásd itt Belgium példáját.

Koncentrációcsökkentés

2021-ben az Egészségügyi Világszervezet (WHO) új levegőminőségi iránymutatásokat tett közzé az emberi egészség védelme érdekében, aktualizálva a 2005. évi levegőminőségi iránymutatásokat az arra vonatkozó legújabb tudományos bizonyítékok szisztematikus felülvizsgálata alapján, hogy a légszennyezés hogyan károsítja az emberi egészséget. Az Európai Bizottság 2022 októberében javaslatot tett közzé a környezeti levegő minőségéről szóló irányelv felülvizsgálatára, amely szorosabban összehangolja az uniós levegőminőségi előírásokat a WHO 2021. évi ajánlásaival, és határértékeket vezet be a jelenleg célértékek hatálya alá tartozó valamennyi légszennyező anyagra, az ózon kivételével. Az ózon mentesül e célértékről határértékre történő változtatás alól, mivel a légkörben való képződésének összetett jellemzői megnehezítik a szigorú határértékeknek való megfelelés megvalósíthatóságának értékelését.

Az éghajlatváltozás ózonképződést súlyosbító hatása részben ellensúlyozhatja az ózonprekurzorok kibocsátásának csökkentésére irányuló erőfeszítéseket. Ezt ózonkárosító bírságnak nevezik. Az európai kontinenst sújtó éghajlati bírság ellensúlyozásához ambiciózus mérséklési intézkedésekre lenne szükség (a NOx- és VOC-kibocsátás 30–50%-os csökkentése). Hosszú távon a metánkibocsátás csökkentése hatékonyan csökkentheti az ózonképződést is. Mivel a metán szintén fontos üvegházhatású gáz, csökkentése az éghajlatváltozás mérséklését is szolgálja (UNEP, 2021; JRC, 2018).