| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Miljønyt, 79 – Stedafhængig variation i miljøvurderingen i LCA

7 Fotokemisk ozondannelse

• 7.1 Introduktion
• 7.2 Klassificering
• 7.3 UMIP₉₇ karakteriseringsfaktorer
• 7.4 UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorer
• 7.5 Ikke-stedafhængig karakterisering
• 7.6 Stedafhængig karakterisering
• 7.7 Normalisering
• 7.8 Fortolkning
• 7.9 Eksempel

Baggrundsinformation for dette kapitel kan findes i:

Kapitel 3 i “Environmental assessment of products. Volume 2: Scientific background” af Hauschild og Wenzel (1998a). Kapitel 6 i “Background for spatial differentiation in life cycle impact assessment – EDIP 2003 methodology” af Potting og Hauschild (2005).

7.1 Introduktion

Når opløsningsmidler og andre let-fordampelige organiske forbindelser sendes ud i atmosfæren, bliver de fleste af dem nedbrudt indenfor få dage eller uger. Under indvirken af sollys reagerer kvælstofoxider (NO_X) og letfordampelige organiske forbindelser (VOC'er) og danner ozon. Nitrogenoxiderne forbruges ikke under denne reaktion, men optræder som en slags katalysator. Afhængigt af VOC'ernes art vil reaktionerne foregå over nogle timer eller dage. Da processerne igangsættes af sollys, kaldes de `fotokemisk ozondannelse'. Processerne foregår i troposfæren, som er den lavereliggende del af atmosfæren, hvor de udgør den væsentligste kilde til ozondannelsen.

Den dannede ozon er en ustabil gas, men ikke desto mindre har den en halveringstid på et par uger i troposfæren. Dette betyder imidlertid også, at den dannede ozon i troposfæren ikke kan stige op i stratosfæren og der afhjælpe den udtynding af ozonlaget som finder sted. Den dannede ozon spredes vidt omkring i troposfæren, hvilket betyder, at den ozon, som måles på en bestemt lokalitet, sagtens kan være dannet ud fra VOC eller NO_X emissioner hundredvis af kilometer væk. Ozonkoncentrationen i troposfæren stiger med omkring 1% per år over det meste af den nordlige halvkugle, hvor størstedelen af VOC og NO_X emissionerne forekommer. Over den sydlige halvkugle er ozon koncentrationen i troposfæren praktisk talt konstant.

På grund af ozons store reaktivitet angribes organiske stoffer i planter og dyr eller materialer, som er udsat for luftens påvirkning. Dette fører til et forøget antal tilfælde af mennesker, som lider af luftvejsproblemer i perioder, hvor der forekommer fotokemisk smog i byer, og den til stadighed stigende ozonkoncentration er årsag til lavere udbytte på landbrugsjord. I Denmark er dette tab skønnet til at udgøre omkring 10% af den totale landbrugsproduktion fra dyrkning på marker.

7.2 Klassificering

De stoffer, som bidrager til fotokemisk ozondannelse er:

• Let-fordampelige organiske forbindelser (VOC)^[4]
• Kvælstofoxider (NO_X)
• Carbonmonoxid (CO)
• Methan (CH₄)

Let-fordampelige organiske forbindelser
Med definitionen i UMIP₉₇, er en let-fordampelig organisk forbindelse defineret som en organisk forbindelse med et kogepunkt under 250 °C. Foruden at være let-fordampelig, skal forbindelsen indeholde brint- eller dobbeltbindinger mellem kulstof atomerne for at kunne undergå oxidation under dannelse af ozon. Grundet den usædvanligt lange levetid for methan (CH₄) og deraf følgende lave ozondannelsespotentiale, skelnes der ofte mellem denne forbindelse og øvrige VOC'er, som af og til benævnes NMVOC'er^[5] (VOC'er, som ikke er methan). Hvis ikke andet er specificeret i denne vejledning skal VOC'er forstås som VOC'er, der ikke er methan. VOC'er kan i livscyklusopgørelser optræde som individuelle forbindelser eller som blandinger. De væsentligste kilder til VOC emissioner er forbrændingsprocesser og anvendelsen af organiske opløsningsmidler.

Kvælstofoxider
NO_X omfatter kvælstofoxider med formlerne NO og NO₂. De to oxider omdannes let til hinanden via oxidation eller reduktion, og deres indbyrdes mængdeforhold betinges af redox forholdene i den omgivende luft. Derfor opgives de normalt samlet som NO_X. Den væsentligste kilde til NO_X er forbrændingsprocesser, hvor det dannes af atmosfærisk kvælstof N₂ og ilt O₂.

Carbonmonoxid
Selvom Carbonmonoxid, CO, ikke er en organisk forbindelse bidrager dette også til fotokemisk ozondannelse. Den væsentligste kilde til CO er ufuldstændig forbrænding.

Methan
Bidraget fra CH₄ til ozondannelse betyder mere på det globale plan end på det regionale plan, grundet gassens lange levetid i troposfæren, og methan betragtes desuden som en vigtig drivhusgas. De væsentligste menneskeskabte methankilder udgøres af forbrændingsprocesser og biologiske kilder som rismarker og fordøjelsessystemer på kreaturer.

7.3 UMIP₉₇ karakteriseringsfaktorer

De fleste gængse livscyklusvurderingsmetoder benytter fotokemisk ozonskabelsespotentialer POCPs ^[6], til at karakterisere den fotokemiske ozondannelse fra VOC'er. POCP faktorerne, som anvendes i UMIP₉₇ udtrykker potentialet for dannelse af ozon over de første 4-9 dage efter emissionen, ved troposfæriske standardkoncentrationer af hydroxyl radikaler og NO_X under normale atmosfæriske forhold. POCP faktorerne kan findes i Tabel 23.3 og 23.4 i Wenzel et al. 1997. Ozondannelses potentialet for et stof udtrykkes i forhold til potentialet for ethylen (C₂H₄), som bruges som referencestof. Som det er diskuteret i Hauschild og Wenzel, 1998e, er ozondannelse stærkt afhængig af de lokale forhold som eksempelvis den samtidige tilstedeværelse af andre VOC'er og NO_X, samt solstrålingens intensitet, alle faktorer der varierer stærkt fra lokalitet til lokalitet. Dette er årsagen til at en foreløbig stedlig differentiering blev introduceret for denne påvirkningskategori i UMIP₉₇ gennem en skelnen mellem emissioner der forekommer i regioner med lavt henholdsvis højt baggrundsniveau for NO_X.

Definitionen af POCP faktorerne udelukker muligheden for at repræsentere bidraget fra NO_X til fotokemisk ozondannelse. Dette betyder, at der kun er taget hensyn til bidraget fra VOC'er. Som det allerede er nævnt i dokumentationen af UMIP₉₇, er dette ret uheldigt, da NO_X i visse tilfælde kan være den væsentligste bidragyder ved dannelsen af fotokemisk ozon. Ikke desto mindre er bidraget fra NO_X ikke omfattet, ved anvendelse af UMIP₉₇ metoden.

7.4 UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorer

Den manglende mulighed for at fremstille den stedlige variation i ozondannelsen på en tilfredsstillende måde er den vigtigste baggrund for udviklingen af nye stedafhængige karakteriseringsfaktorer, som tillader en meget højere grad af stedlig differentiering, hvilket afslører temmelig store forskelle, som udlignes i UMIP₉₇ fremgangsmåden.

Desuden indeholder UMIP₂₀₀₃ faktorerne følgende fortrin i forhold til POCP fremgangsmåden, som er anvendt i UMIP₉₇:

• Det resulterende påvirkningspotentiale er mere ligetil at fortolke i form af miljømæssig skadevirkning, idet det er modelleret videre i årsagskæden, så det også inkluderer eksponeringen af mennesker og vegetation, frem for kun at forudsige den potentielle dannelse af ozon.
• Afhængigheden af forholdene i omgivelserne betyder, at potentialet for ozondannelsen kan forventes at variere fra år til år. UMIP₂₀₀₃ faktorerne er beregnet for emissionsniveauer for tre forskellige år (1990, 1995 samt forudsigelser om emissionsniveauet i 2010) for gennemsnitlige meteorologiske forhold, hvilket muliggør en bedømmelse af variationen over tid. Her vises kun faktorerne for 1995 - de øvrige kan findes i Hauschild et al., 2005.

UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorerne for fotokemisk ozondannelse er udviklet under anvendelse af RAINS modellen, som også blev brugt til udvikling af karakteriseringsfaktorer for forsuring og terrestrisk eutrofiering. Metoden omfatter ikke-stedafhængige faktorer (se Tabel 7.1), såvel som stedafhængige faktorer for 41 europæiske lande eller regioner (se Anneks 7.1 til dette kapitel). Baseret på information om udledningsregionen eller landet relaterer de fotokemiske ozondannelsesfaktorer en emission til de resulterende påvirkninger af vegetation og mennesker indenfor de områder, hvor den dannede ozon afsættes. Principperne i RAINS modellen er beskrevet i Afsnit 4.4. Den var oprindelig udviklet til modellering af forsuring (N- og S-forbindelser) og luftbåren eutrofiering (N-forbindelser), men den er tiltænkt at skulle støtte udviklingen af økonomisk forsvarlige europæiske bekæmpelsesstrategier for forskellige slags luftforurening og er derfor for nylig blevet udvidet til at omfatte forløberne for fotokemisk ozondannelse (NO_X og VOC'er). Til brug for modellering af ozondannelse, anvender RAINS en meta-model, som er blevet udledt statistisk fra en teknisk model af de stærkt komplekse reaktionsskemaer bag dannelsen af ozon og andre fotooxidanter. Sådanne komplekse modeller bruges til beregning af POCP'er, som anvendes som karakteriseringsfaktorer i UMIP₉₇, men de kan ikke anvendes i en integreret vurderingsmodel, hvor indbyrdes kilde-modtager forhold også skal modelleres tilstrækkeligt. I stedet, bygger RAINS på en beregningsmæssigt effektiv, `forenklet' model for ozondannelse, som optræder som en meta-model, der bygger på den komplekse tekniske model, under anvendelse af statistiske regressionsmetoder for sammenfatning af hvorledes en mere kompleks model opfører sig.

Ozondannelsen er påvirket af tilstedeværelsen af andre VOC'er, og denne bestemmes af det emissionsmønster, der gælder for de europæiske lande. Faktorerne vil derfor kunne variere over tid og i bestræbelserne på at blotlægge den tidsmæssige variation, er de udregnet for de registrerede eller projekterede emissioner i tre referenceår 1990, 1995 og 2010. Faktorerne, som er baseret på 1995 emissionerne er valgt som standard UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorer, men faktorerne for de andre år kan findes i Hauschild et al., 2005 så man har mulighed for at checke den tidsmæssige følsomhed af faktorerne og, om ønsket, give mulighed for at foretage en tidsmæssig differentiering for de emissioner, som i produktsystemet finder sted i fremtiden (f.eks. for den sidste del af brugsfasen for produkter med lang levetid eller for bortskaffelsesfasen). De ikke-stedafhængige faktorer udviser kun begrænset tidsmæssig variation, men for nogle lande kan ændringerne i de stedafhængige faktorer over tid være betragtelige for eksponering af mennesker.

Ozondannelsen påvirkes også af de meteorologiske forhold som kan vise udsving fra år til år. For at begrænse effekten af årlige variationer for de meteorologiske forhold, er karakteriseringsfaktorerne for hvert af emissionsårene 1990, 1995 og 2010 udledt som gennemsnittet af fem forskellige beregninger under anvendelse af meteorologiske oplysninger for årene 1989, 1990, 1992, 1993 og 1994.

På grund af methans lange levetid, er dets bidrag til regional ozon skabelse temmelig lav. Dette er begrundelsen for at udelukke det fra RAINS modellen, som er blevet tilpasset for beregning af UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorer. I stedet foreslås det at basere karakteriseringsfaktorerne for methan på de ikke-stedafhængige faktorer, udviklet for VOC'er og korrigere for det faktum, at på grund af den lange levetid for methan, vil en stor del af den dannede ozon eksponere havområder og således ikke bidrage til eksponering af vegetation og mennesker. Der foreslås en korrektionsfaktor på 0,5.

Menneskers og økosystemers sundhedstilstand er de LCA beskyttelsesområder, som kan påvirkes af fotokemisk ozondannelse. Mennesker og vegetation udviser klare forskelle i deres følsomhed og tærskelværdier overfor ozon eksponering, og eksponeringen af mennesker og vegetation er derfor modelleret hver for sig. Ozonbetingede skader på materialer er ikke klart modelleret men de antages at være afspejlet i eksponeringen af mennesker idet den geografiske fordeling af menneskeskabte materialer vil følge fordelingen af mennesker.

Som en del af den nye metode for karakterisering af fotokemisk ozondannelse er miljøpåvirkningskategorien således opdelt i to underkategorier, som repræsenterer eksponeringen af mennesker og materialer samt eksponeringen af vegetation, over de respektive tærskelværdier. For hver af disse to underkategorier udregnes et miljøpåvirkningspotentiale.

Påvirkningspotentialet for vegetations eksponering udtrykkes som AOT40, produktet af det areal af vegetationen, som er eksponeret over tærskelværdien for kroniske effekter, 40 ppb (m²), den årlige varighed i timer for eksponeringen over tærskelværdien og overskridelsen af tærskelværdien (koncentrationen i ppb). Enheden for påvirkningspotentialet for vegetation er i m²·ppm·hours. Påvirkningspotentialet for eksponering af mennesker er udtrykt som AOT60, produktet af antallet af personer, som er eksponeret over tærskelværdien for kroniske effekter, 60 ppb (pers.), den årlige varighed af eksponeringen over tærskelværdien i timer og hvor meget tærskelværdien for koncentrationen er overskredet (ppb). Enheden for påvirkningspotentialet for eksponering af mennesker er pers·ppm·timer.

Hvad udtrykker påvirkningerne
De ikke-stedafhængige og de stedafhængige UMIP₂₀₀₃ fotokemiske ozondannelsespotentialer for en emission udtrykkes i samme enhed. For vegetation, udtrykkes påvirkningen som AOT40, den akkumulerede eksponering (varigheden gange tærskelværdioverskridelsen) over tærskelværdien 40 ppb, gange det areal som er eksponeret som en konsekvens af eksponeringen. Tærskelværdien (grænseværdien) 40 ppb er valgt som et eksponeringsniveau under hvilket ingen, eller kun ganske få effekter forekommer. Enheden for eksponering af vegetation er m²·ppm·hours. For mennesker udtrykkes påvirkningen som AOT60, den akkumulerede eksponering over tærskelværdien på 60 ppb gange antallet af personer som er eksponeret som en konsekvens af emissionen.

Der er ikke fastsat nogen tærskelværdi for kronisk eksponering af mennesker overfor ozon. I stedet er tærskelværdien på 60 ppb valgt som det langsigtede miljømæssige mål for EU's ozon strategi foreslået af World Health Organisation, WHO. Enheden for human eksponering er pers·ppm·hours.

Til sammenligning udtrykkes det fotokemiske ozondannelsespotentiale i henhold til UMIP₉₇, som en ækvivalent emission af C₂H₄, dvs. den ethylenemission som ville føre til den samme potentielle dannelse af ozon i miljøet.

7.5 Ikke -stedafhængig karakterisering

De ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktorer er udregnet som emissionsvægtede europæiske gennemsnit af de stedafhængige (nationale) karakteriseringsfaktorer.

De ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsespåvirkninger hidrørende fra et produkt kan udregnes i henhold til følgende formler:

Hvor:

sg EP(po,veg) er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelses påvirkning på vegetation udtrykt som det eksponerede areal over tærskelværdien (i m²·ppm·timer/f.u.)

sg EP(po,hum) er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelses påvirkning af menneskers helbred udtrykt som personer eksponeret over tærskelværdien (i pers·ppm·timer/f.u.)

sg CF (po,veg)_VOC er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Tabel 7.1, som relaterer emissionen af VOC'er eller CO til påvirkningen af vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sg CF(po,veg)_NOx er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Tabel 7.1, som relaterer emissionen af NO_X til påvirkningen af vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sg CF(po,hum)_VOC er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Tabel 7.1, som relaterer emissionen af NO_X til påvirkningen af menneskers helbred i det berørte område (in pers·ppm·timer/g).

sg CF(po,hum)_NOx er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Tabel 7.1, som relaterer emissionen af NO_X til påvirkningen af menneskers helbred i det berørte område (in pers·ppm·timer/g).

sg CF(po,veg)_CH4 er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfactor fra Tabel 7.1, som sammenkæder emissionen af CH₄ med påvirkningen af vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sg CF(po,hum)_CH4 er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfactor fra Tabel 7.1, som sammenkæder emissionen af CH₄ med påvirkningen af menneskers helbred i det berørte område (in pers·ppm·timer/g).

η er en stofspecifik effektivitetsfaktor fra Anneks 7.2, som udtrykker ozondanelsespotentialet for den enkelte let-fordampelige organiske forbindelse (VOC) eller CO (s) relativt til ozondannelsespotentialet for den europæiske gennemsnits-VOC (dimensionsløs størrelse)

E_i er emissionen af NO_X, CH₄ eller enkelt eller kildespecificeret VOC eller CO (s) i henhold til index (i g/f.u.)

For hver af de to underkategorier er proceduren for beregning af det ikke-stedafhængige påvirkningspotentiale:

1. gang NO_X emissionen med den ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktor for NO_X fra Tabel 7.1
2. gang emissionen af individuelle VOC, kilde-specificerede VOC eller CO med deres respektive effektivitetsfaktorer i Anneks 7.2 og læg dem sammen med emissionerne af uspecificerede VOC'er for at finde frem til den samlede VOC-emission.
3. gang den samlede VOC-emission med den ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktor for VOC'er og CO fra Tabel 7.1
4. gang CH₄ emissionen med den ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktor for CH₄ fra Tabel 7.1
5. Summér påvirkningspotentialerne, som således er beregnet for NO_X, VOC, CO og CH₄ for at finde frem til påvirkningspotentialet for hver af de to underkategorier.

Tabel 7.1. Faktorer for ikke-stedafhængig karakterisering af fotokemiske ozondannelsespåvirkninger på vegetation og mennesker

Den stedligt bestemte variation, som potentielt ligger gemt i de ikke-stedafhængige fotokemiske ozon påvirkninger, kan skønnes ud fra standardafvigelsen, som er givet i Tabel 7.1 for hvert stof eller stofgruppe.

7.6 Stedafhængig karakterisering

Påvirkningen fra den fotokemiske ozondannelse fra et produkt domineres ofte af ganske få processer. For at undgå unødvendigt arbejde, kan man således begynde med at udregne påvirkningerne fra produktets ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelse som beskrevet i det forrige afsnit, også i situationer, hvor der skal foretages stedafhængige vurderinger. På baggrund af den ikke-stedafhængige påvirkning, kan man således identificere (trin 1) de processer, der har de dominerende bidrag, og deres ikke-stedafhængige påvirkning kan derefter blive justeret med de relevante stedafhængige karakteriseringsfaktorer (trin 2 og 3) under anvendelse af proceduren, der er beskrevet nedenfor. Denne procedure kan ses som en følsomhedsanalyse-baseret reduktion af de usikkerheder i den ikke-stedafhængige påvirkning, der skyldes at man undlader stedafhængig karakterisering.

Trin 1
Udregn for hver af underkategorierne påvirkningen fra den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelse, som beskrevet i forrige afsnit og identificér på denne baggrund de processer, der har de dominerende bidrag eller beslut at foretag en stedafhængig karakterisering for alle processer. Bidragene sorteres i rækkefølge fra størst til mindst og processen, som bidrager med den største fotokemiske ozondannelse, vælges.

Trin 2
De to ikke-stedafhængige fotokemiske ozondannelsespåvirkninger fra trin 1 reduceres med bidragene fra den proces, som blev valgt i trin 1. Beregn de stedafhængige påvirkningspotentialer for emissionerne fra denne proces med de relevante stedafhængige karakteriseringsfaktorer fra Anneks 7.1 ved hjælp af de følgende formler:

Hvor:

sd EP(po,veg)_p er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsespåvirkning fra den valgte proces (p), på vegetation, udtrykt som areal eksponeret over tærskelværdien (i m²·ppm·timer/f.u.)

sd EP(po,hum)_p er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsespåvirkning fra den valgte proces (p), på menneskers sundhed udtrykt som personer der er eksponeret over tærskelværdien (i pers·ppm·timer/f.u.)

sd CF(po,veg)_NOx,i er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Anneks 7.1, som relaterer emissionen af NO_X fra land eller region (i), hvor udvalgte processer (p) finder sted, til påvirkningerne på vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sd CF(po,veg)_VOC,i er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Anneks 7.1, som relaterer emissionen af VOC'er eller CO fra land eller region (i), hvor udvalgte processer (p) finder sted, til påvirkningerne på vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sg CF(po,veg)_CH4 er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor for CH₄ fra Anneks 7.1, som relaterer emissionen af CH₄ til påvirkningerne på vegetationen i det berørte område (i m²·ppm·timer/g).

sd CF(po,hum)_NOx,i er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Anneks 7.1, som relaterer emissionen af NO_X fra land eller region (i), hvor udvalgte processer (p) finder sted, til påvirkningerne på menneskers helbred i det berørte område (i pers·ppm·timer/g).

sd CF(po,hum)_VOC,p er den stedafhængige fotokemiske ozondannelsesfaktor fra Anneks 7.1, som relaterer emissionen af VOC'er eller CO fra land eller region (i), hvor udvalgte processer(p) finder sted, til påvirkningerne på menneskers helbred i det berørte område (i pers·ppm·timer/g).

sg CF(po,hum)_CH4 er den ikke-stedafhængige fotokemiske ozondanelsesfaktor fra Tabel 7.1 som relaterer emissionen af CH₄ til påvirkningen på menneskers helbred i det berørte område (i pers·ppm·timer/g).

η er en stofspecifik effektivitetsfaktor fra Anneks 7.2, som udtrykker ozondannelsespotentialet for den individuelle let-fordampelige organiske forbindelse (VOC) eller CO (s) relativt til ozondannelsespotentialet for den europæiske gennemsnits-VOC (dimensionsløs størrelse).

E_p,i er emissionen af NO_X, CHs eller enkelt eller kildespecificeret VOC eller CO (s), i henhold til index, fra proces (p) (i g/f.u.).

For begge underkategorier, er proceduren til beregning af stedafhængige påvirkningspotentialer:

For hver proces:

1. bestem i hvilket land processen finder sted, for at kunne udvælge de relevante stedafhængige karakteriseringsfaktorer i Anneks 7.1
2. gang NO_X emissionen med den relevante stedafhængige karakteriseringsfaktor for NO_X fra Anneks 7.1
3. gang emissionen af individuelle VOC'er, kilde-specificerede VOC- blandinger eller CO med deres respektive effektivitetsfaktorer fra Anneks 7.2 og læg dem sammen med emissionerne af uspecificerede VOC'er for at finde den samlede VOC emission for processen
4. gang den samlede VOC emission med den relevante stedafhængige karakteriseringsfaktor for VOC'er og CO fra Anneks 7.1
5. gang CH₄ emissionen med den ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktor for CH₄ fra Tabel 7.1.
6. Læg nu påvirkningspotentialerne, som således er udregnet for NO_X, VOC, CO og CH₄, sammen for at finde frem til påvirkningspotentialet for processen for hver af de to fotokemiske ozondannelseskategorier.

Som en første tilnærmelse, kan emissionerne fra en ikke-europæisk eller ukendt region beregnes ved hjælp af de ikke-stedafhængige faktorer fra Tabel
7.1. Standard afvigelserne på de ikke-stedafhængige faktorer i Tabel 7.1 giver et interval for potentiel stedlig variation for anvendelse af den ikke-stedafhængige faktor indenfor Europa. I betragtning af størrelsen af variationen i emissioner og følsomheder indenfor Europa, forventes den stedafhængige faktor at ligge indenfor dette interval for de fleste regioner, også i resten af verden. Ekspertvurdering skal muligvis anvendes under fortolkningen for at vurdere om faktoren for emissioner fra processer i ikkeeuropæiske regioner bør findes i den øvre eller nedre del af skalaen.

Trin 3
Læg de stedafhængige bidrag, fra de udvalgte processer i trin 1 sammen med det justerede ikke-stedafhængige bidrag fra trin 2. Gentag trin 2 indtil det stedafhængige bidrag fra de udvalgte processer er så stort, at den resterende stedligt bestemte variation for den fotokemiske ozonpåvirkningsscore ikke længere kan influere på undersøgelsens konklusion (f.eks. når den stedafhængige andel er større end 95% af den samlede påvirkningsscore).

7.7 Normalisering

UMIP₂₀₀₃ person-ækvivalenterne for fotokemisk ozondannelse er:

Påvirkning på vegetation: 1.4 • 10⁵ m² • ppm • timer/person/år

Påvirkning på menneskers helbred og materialer: 10 pers • ppm • timer/person/år

I overensstemmelse med UMIP₉₇ metoden, er normaliseringsreferencerne baseret på de påvirkninger som skyldes det aktuelle emissionsniveau for 1995 (se Hauschild og Wenzel 1998e og Stranddorf et al., 2005). Når UMIP₂₀₀₃ karakteriseringsfaktorerne for fotokemisk ozondannelse anvendes på disse, bliver den totale eksponering af vegetation og mennesker - over de respektive tærskelværdier - i Europa 5,3 • 10¹³ m² • ppm • timer, henholdsvis 3,7 • 10⁹ pers · ppm · timer. Person-ækvivalenten udregnes som en gennemsnitlig europæisk påvirkning per person idet det antages, at den totale europæiske befolkning udgør 3,70 • 10⁸ personer.

På grund af manglende nationale europæiske skøn for emissionerne af CO og CH₄, er disse ikke inkluderet i normaliseringsreferencerne. Baseret på data indsamlet for Europa og Danmark for UMIP₉₇ normaliseringsreferencerne, forventes disse ikke at bidrage mere end 5% tilsammen.

7.8 Fortolkning

UMIP₂₀₀₃ påvirkningspotentialerne for fotokemisk ozondannelse er forbedret på to områder, sammenlignet med de påvirkningspotentialer, der er udregnet med UMIP₉₇ karakteriseringsfaktorer; den miljømæssige relevans er forøget og en del af den stedlige variation i følsomheden af det modtagende miljø er nu inddraget i vurderingen.

Miljømæssig relevans
Den miljømæssige relevans øges fordi eksponeringen af de følsomme dele af miljøet (vegetation og mennesker) er inkluderet i den underliggende model, som nu dækker det meste af årsagskæden frem mod LCA beskyttelsesområderne: Sundhed af økosystemer og menneskers sundhed. Dette er særligt vigtigt, fordi det øger overensstemmelsen med vægtningsfaktorer, som baseres på den miljømæssige relevans. Standardvægtningsfaktorerne for forsuring er i UMIP baseret på politiske reduktionsmål. Disse mål har også delvis til hensigt at beskytte økosystemers sundhed. Til sammenligning dækker UMIP₉₇ faktorerne kun potentialet for dannelse af ozon.

Hertil kommer, at bidraget fra NO_X nu er inkluderet i påvirkningspotentialerne. Vigtigheden af denne nyskabelse afhænger - for et specifikt produktsystem - af mængderne af NO_X og VOC'er, som emitteres. Ud fra beregningen af normaliseringsreferencerne, vides det at NO_X på europæisk plan bidrager omkring dobbelt så meget som VOC til fotokemisk ozondannelse, og i gennemsnit er karakteriseringsfaktoren for NO_X mere end tre gange så stor som karakteriseringsfaktoren for VOC.

Stedlig variation
Den stedlige variation i eksponeringen for fotokemisk ozon dannelse kan være stor, selv på det meget lokale plan. Variationen i følsomhed mellem europæiske regioner bliver nu præsenteret på nationalt niveau, og viser en faktor 15-20 i forskel mellem de mindst og mest følsomme emitterende lande med hensyn til eksponering af vegetation, og en faktor på omkring 400 i forskel for eksponering af mennesker (sidstnævnte afspejler variationen i befolkningstæthed i de berørte områder). Denne variation er skjult når man anvender UMIP₉₇ faktorerne eller tilsvarende ikke-stedafhængige faktorer til karakterisering.

7.9 Eksempel

Under anvendelse af UMIP 2003 faktorer foretages en karakterisering for opgørelsen vist i afsnit 1.6.

Ikke-stedafhængig karakterisering
Som det er blevet beskrevet i afsnit 7.5 udregnes først de ikke-stedafhængige påvirkninger. Påvirkningerne fra fotokemisk ozondannelse på vegetation og menneskers helbred i Tabel 7.2 og 7.3 bestemmes under anvendelse af de ikke-stedafhængige faktorer fra Tabel 7.1 og de stof-specifikke effektivitetsfaktorer for forskellige VOC'er og CO fra Anneks 7.2.

Tabel 7.2. Ikke-stedafhængige fotokemisk ozon påvirkninger af vegetation for en støtteblok fremstillet af plastic eller zink (gennemsnit og standardafvigelse beskriver den stedlige variation)

Tabel 7.3. Ikke-stedafhængige fotokemisk ozonpåvirkninger af menneskers helbred fra en støtteblok lavet af plastic eller zink (gennemsnit og standardafvigelse beskriver den stedlige variation)

Anvendes ikke-stedafhængige karakteriseringsfaktorer, finder man at de største påvirkninger skyldes zink støtteblokken for begge underkategorier. I begge tilfælde er påvirkningerne 2-3 gange større for zinkblokken end for plasticblokken. Imidlertid er den stedlige variation så stor (som det ses af den stedligt bestemte standardafvigelse), at konklusionen er meget usikker. Derfor foretages en stedafhængig karakterisering for de processer der bidrager mest til de ikke-stedafhængige påvirkninger, for at reducere den stedligt bestemte usikkerhed og styrke konklusionen.

Stedafhængig karakterisering
Tabel 7.2 og 7.3 viser at påvirkningerne på vegetation såvel som menneskers helbred domineres af bidraget fra NO_X, mens en emission af uspecificerede VOC'er også er mærkbar. De væsentligste NO_X-kilder for zink-emnet er i produktionen af zink fra zinkmalm, hvilket foregår i Bulgarien, støbningen af emnet, hvilket foregår i Jugoslavien, samt den del af transporten som foregår på lastbil gennem Tyskland (data ikke vist). For plastic-emnet er de væsentligste NO_X-kilder i fremstillingen af polymeren i Italien, sprøjtestøbningen af støtteblokken i Danmark, samt transporten af emnet på lastbil gennem hovedsagelig Tyskland (data ikke vist). Den uspecificerede VOC emission fra plasticemnet kommer fra plasticpolymerproduktionen i Italien og fra zinkemnet kommer den fra støbningsprocessen i Jugoslavien (data ikke vist). Emissionerne fra disse processer bidrager med mere end 99% for zinkemnet og mere end 75% for plasticemnet såvel for påvirkningen på vegetation (Tabel 7.2) som for påvirkningen på menneskers helbred (Tabel 7.3).

I beregningen af de stedafhængige påvirkninger for disse nøgleprocesser, anvendes de relevante faktorer i Anneks 7.1 (fotokemisk ozondannelse). Resultaterne er vist i Tabel 7.4.

Klik her for at se Tabel 7.4

De ikke-stedafhængige påvirkninger fra nøgleprocesserne trækkes fra de originale ikke-stedafhængige påvirkninger i Tabel 7.2 og 7.3, og de stedafhængige påvirkninger fra nøgleprocesserne beregnet i Tabel 7.4 lægges til. De således korrigerede fotokemiske ozonpåvirkninger kan findes i Tabel 7.5, og forskellene til de oprindelige ikke-stedafhængige påvirkninger i Tabel 7.2 er vist i figur 7.1.

Tabel 7.5. Fotokemisk ozonpåvirkning fra hvert produkt system beregnet med stedafhængig karakterisering af nøgleproces emissioner

For den fotokemiske ozondannelsespåvirkning på vegetation gælder det, at mere end 99% af påvirkningerne fra zink-emnet i Tabel 7.5 indeholder den stedlige information. Selvom den stedafhængige karakterisering blev foretaget for alle øvrige processer i produktsystemet, ville resultatet ikke ændres i betydeligt omfang, når deres begrænsede andel i totalen og standardafvigelsen tages i betragtning. Den stedligt betingede usikkerhed på påvirkningen er i stor udstrækning blevet sløjfet. For plasticemnet er tallet 85% for påvirkning på vegetation og for påvirkning på menneskers helbred er det så lavt som 60%. Dette betyder, at for plastic-emnet er der stadigvæk mulighed for at værdien for påvirkning på menneskers helbred vil ændres hvis der foretages yderligere stedlig karakterisering. Der må således inkluderes flere nøgleprocesser for at man kan eliminere den stedligt bestemte usikkerhed i konklusionen.

Figur 7.1 Ikke-stedafhængige og stedafhængige fotokemiske ozonpåvirkninger på vegetation og menneskers helbred, for de to produktsystemer. I udregningen af de stedafhængige påvirkninger, er de stedafhængige karakteriseringsfaktorer kun benyttet for nøgleprocesserne som beskrevet i det forrige.

Figur 7.1 opsummerer forskellene mellem de ikke-stedafhængige og de stedafhængige påvirkninger.
Som det kan ses i Figur 7.1 betyder inddragelsen af information of stedlige forskelle i eksponeringen for de emitterende lande, at der byttes om på dominansen i ozonpåvirkning af menneskers helbred. Når en større del af den stedlige variation i spredningsmønstrene og følsomhed af det eksponerede miljø (f.eks. befolkningstæthed) elimineres, bliver påvirkningen fra plasticemnet således større end påvirkningen fra zinkemnet. For ozonpåvirkning på vegetation forbliver rangordenen af de to alternativer den samme, også efter en stedlig karakterisering. Tages det i betragtning, at det for plasticemnet gælder, at ozonpåvirkningen af menneskers helbred stadigvæk omfatter en betydelig mulighed for stedlig variation, kan der endnu ikke drages nogen konklusion for denne påvirkningskategori.

Anneks 7.1: Karakteriseringsfaktorer for stedafhængig fotokemisk ozondannelse

Faktorer for stedafhængig karakterisering af fotokemisk ozondannelses påvirkning på vegetation og menneskers helbred.

Anneks 7.2: Effektivitetsfaktorer for individuelle VOC'er og kildespecificerede VOC'er.

Den dimensionsløse effektivitetsfaktor repræsenterer effektiviteten af individuelle VOC'er i forhold til den europæiske gennemsnits-VOC med hensyn til at bidrage til ozondannelse. Den fremkommer som kvotienten mellem de respektive POCP-faktorer for 4- 9 dage i høj-NO_X områder (UMIP₉₇ karakteriseringsfaktorerne for høj-NO_X-områder).

Anneks 7.2: Effektivitetsfaktorer for individuelle VOC'er og kildespecificerede VOC'er.

Fodnoter

[4] VOC betyder Volatile Organic Compound

[5] NMVOC betyder Non Methane Volatile Organic Compounds

[6] POCP betyder Photochemical Ozone Creation Potential

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Januar 2006, © Miljøstyrelsen.