Udstødningsgas er skyld i:Jordnær ozon skader afgrøder

Det er almindeligt kendt, at forurening har beskadiget ozonlaget omkring Jorden. Ozonlaget er vigtigt for at beskytte livet mod skadelige UV -stråler fra solen. Imidlertid, det faktum, at forurening fører til for meget ozon på jorden, er mindre kendt.

"For meget ozon ved jordoverfladen er ikke godt. Det kan skade vegetationen på Jorden. Koncentrationen af ​​ozon på jordoverfladen er mere end fordoblet på 150 år, ”siger professor Frode Stordal fra Institut for Geovidenskab ved UiO.

Konsekvenserne er alarmerende. Allerede i 2010 internationale forskere fastslog, at ozon ved jordoverflade reducerede produktionen af ​​hvede med syv til tolv procent, sojabønner med seks til seksten procent, ris med tre til fire procent, og majs med tre til fem procent. I 2004, forskere ved Göteborgs Universitet publicerede en artikel, hvori de udtalte, at ozonforurening reducerede kartoffelafgrøder med hele tyve procent. I en videnskabelig artikel i 2018, Svenske og andre europæiske forskere fastslog, at ozon ved jordoverflade ødelægger næsten ti procent af hvedeproduktionen på den nordlige halvkugle.

Nu frygter forskerne, at ozonlaget langs jorden kan gøre endnu mere skade i arktiske områder. Plantefysiologerne og atmosfærefysikerne ved Universitetet i Oslo er derfor gået sammen om at undersøge dette.

Mere ozon med udstødningsgas

For at forstå deres forskning, vi skal kort se på, hvorfor ozonen er steget i jordoverfladen, og hvorfor det skader vegetationen.

Ozon består af iltatomer, ligesom den ilt, vi indånder. Mens de livgivende iltmolekyler i luften består af to iltatomer (O ₂ ), ozon består af tre iltatomer (O ₃ ). Forskellen kan lyde lille, men det gør en dramatisk forskel. Ozon er det luftforurenende stof, der kan gøre mest skade på levende organismer.

Ozon dannes indirekte som et resultat af vores moderne livsstil. Synderne er forbrændingsovne og forbrændingsmotorer. Den mest kendte, daglige eksempler er udstødningsgasser fra biler, skibe og fly. Når forbrænding sker ved høje temperaturer, luftens to hovedkomponenter, nemlig ilt og nitrogen, reagere med hinanden. De såkaldte NOx-gasser dannes. Disse er gasserne nitrogenoxid (NO) og nitrogendioxid (NO ₂ ). NOx -gasserne er katalysatorer. Katalysatorer fremskynder kemiske reaktioner. NOX-gasserne har den uheldige egenskab, at de hjælper kulilte (CO), metan (CH ₄ ) og flygtige organiske forbindelser (VOC'er) til at producere ozon. Dette sker kun i dagtimerne. Forklaringen på dette er, at den kemiske reaktion også skal modtage en hjælpende hånd fra solens UV -stråling.

Koncentrationen af ​​ozon er størst i dagtimerne. Om natten, det falder. Grunden til dette er, at ozon kun kan dannes i dagslys og nedbrydes, når det rammer planter og andre ting. Når solen står op, koncentrationen er på sit laveste. Niveauet stiger derefter igen i løbet af dagen.

NOX-gasser kan også dannes på helt naturlige måder. Lyn er et eksempel på dette, men det er menneskeskabt forurening, der er årsagen til den enorme stigning i ozon på jordoverfladen.

"Ozonlaget ved jordoverfladen er et problem, der har sneget sig ind på os, ”siger Frode Stordal.

Hvordan skader ozon planter?

Man kan undre sig over, hvordan ozon skader planter. Ligesom os mennesker, blade trækker også vejret. Dette sker som en del af den velkendte fotosynteseproces. Takket være klorofyl, planter kan omdanne sollys, kuldioxid (CO ₂ ) og vand (H ₂ O) til glukose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) og oxygen (O ₂ ). Glukose er den energi, planterne har brug for for at overleve. Ilten er affaldsmaterialet.

For at modtage kuldioxid og samtidig udsende ilt og vanddamp, bladene har små porer, som kaldes stomata. Skader opstår, når ozon trænger gennem disse porer.

Planter har et elegant middel til at forsvare sig mod ozonfaren. Forsvarsvåbenet er antioxidanter. De neutraliserer ozon.

"Forsvarsniveauet varierer fra plante til plante. Hvis planten har mange antioxidanter, ozonen behøver ikke at gøre så meget skade. Selvom ozon ikke kommer ind i selve cellerne, det forårsager skade mellem cellerne. Desværre, ozon reagerer meget let med andre elementer. Der dannes nye kemiske forbindelser, der trænger yderligere ind i cellen og beskadiger dem indefra, "forklarer forsker Ane Vollsnes ved Institut for Biovidenskab ved Universitetet i Oslo.

Kan være værre i Arktis

Og vi er nu ved at komme til hovedpunktet. Ved ækvator, dagene er 12 timer lange. I de nordlige egne, det kan være lyst døgnet rundt.

"Den tid, hvor ozonen har mulighed for at trænge ind i planter, dermed, holder meget længere i

de arktiske områder end længere sydpå. Selvom koncentrationen af ​​ozon er større omkring Middelhavet end i Norge, planterne i Norge kan stadig være mere sårbare. Planterne kan muligvis ikke komme sig før den næste dag. Vi skal undersøge, om porerne i planterne er åbne store dele af dagen i de nordlige områder. Imidlertid, det er også tænkeligt, at planterne har en døgnrytme, trods mangel på nætter. Vi ved ikke nok. Dette skal undersøges nærmere, ”siger Ane Vollsnes.

Vollsnes har udført forsøg med en type kløver, der var mere beskadiget af ozon, når nætterne var lyse. Kløveret led synlige skader. Bladene var fulde af prikker. Disse prikker er dødt væv.

Skader planter med vilje

Test finder sted i fytotronen i kælderen i biologibygningen på Blindern.

Phytotron er en avanceret facilitet, hvor forskere kan dyrke planter og teste, hvad der sker med dem under forskellige klimatiske forhold. I størstedelen af ​​de seksten vækstkamre i phytotronen, forskere er i stand til at kontrollere temperaturen, nedbør, mængden af ​​lys og længden af ​​nat og dag. For at kontrollere, hvordan planterne reagerer på ozon, forskere er i stand til at have identiske klimaer i alle kamre, mens mængden af ​​ozon varieres. Sådanne forsøg er ikke mulige at udføre i drivhuse. Når forsøget udføres, det er da prisgitt vejret.

"I phytotronen, vi kan manipulere en enkelt faktor ad gangen for at se den effekt, det har.

Det er første gang, nogen har undersøgt, hvordan længden af ​​dagen påvirker ozonforureningen fra planter i nord.

Desværre, der er fare for, at mængden af ​​ozon vil stige i Norge og i de arktiske områder. Det skyldes olieproduktionen i Barentshavet og den forventede stigning i skibstrafikken til Asien langs den norske kyst og Sibirien, når isen trækker sig tilbage.

Test af dyrkede planter

Ane Vollsnes påpeger, at hvordan ozon påvirker landbruget i Norge, såsom produktion af hvede og havre, er ikke blevet undersøgt. I første runde, de vil undersøge, hvordan forskellige typer kløver og timote græs, som bruges som dyrefoder til køer og får, er beskadiget af ozonforurening. De kan allerede bestemme, at kløver og timote er sårbare over for ozon - spørgsmålet er, hvor sårbart det er.

"Vi taler om stort muligt, men skjulte tab, ”siger Ane Vollsnes.

Hendes mål er at finde dem, der bedst kan modstå ozonforureningen. Her har hun

samarbejde med Finnmarks Landbrugsråd. Tanken er at formidle resultaterne til landmændene i nord.

Mere ozon fra Asien

Resultaterne fra phytotronen vil også blive brugt i en klimamodel for mere præcist at beskrive forholdet mellem ozon og klimaforandringer.

Selvom Europa og USA er blevet bedre til at reducere emissioner fra forbrændingsovne og forbrændingsmotorer, situationen er værre i Asien. Der, ozonforurening fortsætter med at stige.

"Det er her, befolkningstilvæksten er størst, og levestandarden stiger mest. Det sker samtidig med, at behovet for fødevarer stiger. Det er en uheldig kombination. Mere ozon vil påvirke fødevareproduktionen, og det er her, at befolkningstilvæksten er størst, og levestandarden stiger mest. ”fastslår Ane Vollsnes.

I Indien og Kina, ozon har allerede vist sig at reducere produktionen af ​​både ris og soja.

Desværre, luft er ligeglad med grænser. Ozonet bevæges af de stærke vestlige vinde omkring den nordlige halvkugle - først bevæger sig mod USA og derefter mod Europa.

"Spørgsmålet er, om vi når et tærskelniveau, eller om det bliver dramatisk værre, ”Slutter Frode Stordal.