T1.4 Røg, støv og miljø
Nytårsnat hænger røgen tungt mellem husene. Den første time af året er ofte den time, hvor luften i byerne indeholder flest partikler. Kemien fra de tre første sider kan forklare, hvor røgen kommer fra, og hvad man kan gøre ved den.
Siden bygger på T1.1 Krudt og T1.3 Farver på himlen.
Det består røgen af
Når krudt brænder, bliver en stor del af massen til fast stof. Det viste reaktionsskemaet i T1.1.
Det faste stof bliver til bittesmå korn, som svæver i luften. Røgen fra fyrværkeri indeholder også rester fra farvesaltene og metalpulveret.
| Kommer fra | Stoffer i røgen |
|---|---|
| krudtet | partikler af kaliumsulfid, kaliumcarbonat og kaliumsulfat og gasserne carbondioxid, carbonmonoxid og svovldioxid |
| farvesaltene | partikler med strontium, barium og kobber |
| metalpulveret | partikler af aluminiumoxid, magnesiumoxid og jernoxid |
| hylstrene | sod og rester af pap |
Partikler i luften
Partikler, der er små nok til at svæve i luften, deles op efter størrelse. Størrelsen måles i mikrometer, µm. 1 µm er en tusindedel af en millimeter.
- PM10 er alle partikler, som er mindre end 10 µm.
- PM2,5 er de partikler, som er mindre end 2,5 µm.
Bogstaverne PM står for de engelske ord particulate matter, som betyder stof i form af partikler.
Jo mindre en partikel er, jo længere når den ned i lungerne. De største partikler bliver fanget i næsen og svælget. De mindste når helt ud i de fineste dele af lungerne. Meget af røgen fra fyrværkeri er så små partikler.
Mange partikler i luften giver flere tilfælde af sygdomme i luftvejene, hjertet og blodårerne. Mennesker med astma mærker det først.
Mængden af partikler angives som en koncentration: massen af partikler i én kubikmeter luft. Enheden er mikrogram pr. kubikmeter, µg/m3. 1 µg er 10−6 g.
Nytårsnat i tal
På en almindelig dag er der omkring 20 µg/m3 PM10 i luften i en dansk by. EU’s grænse er 50 µg/m3 som gennemsnit over et døgn.
Kort efter midnat kan målestationerne i byerne vise flere hundrede µg/m3. I løbet af natten bliver røgen fortyndet, og tallet falder igen. Det går hurtigst, når det blæser. Er det koldt og vindstille, bliver røgen hængende mellem husene i mange timer.
Metaller, perchlorat og svovldioxid
Farvesaltene forsvinder ikke, når de har lyst. Metallerne ender i røgen og falder ned på jorden og i vandet.
- Barium giver den grønne farve. Bariumforbindelser, der kan opløses i vand, er giftige.
- Kobber giver den blå farve. Kobberioner er giftige for fisk og alger.
- Bly blev tidligere brugt i satser, der knitrer. Det er nu forbudt i fyrværkeri i EU.
Mange farvede stjerner har kaliumperchlorat, KClO4, som oxidationsmiddel i stedet for kaliumnitrat. Det giver en varmere flamme og klarere farver. Chlor har oxidationstallet +VII i perchlorationen, ClO4−, og bliver reduceret til −I i chlorid.
KClO4(s) + 2 C(s) → KCl(s) + 2 CO2(g)
Kaliumchlorid er ufarligt. Men lidt af perchloratet når ikke at reagere, og det kan ende i søer og grundvand. I kroppen forstyrrer perchlorat skjoldbruskkirtlen, fordi det tager pladsen fra de iodidioner, kirtlen skal bruge.
Noget af svovlet i krudtet bliver til svovldioxid, SO2. Det er en gas, som irriterer luftvejene og er med til at give syreregn. Syreregn kan du læse om på siden Tema: Klima i bogen til C-niveau.
Kan fyrværkeri blive grønnere?
Kemikere arbejder på fyrværkeri, der forurener mindre. Tabellen viser nogle af idéerne.
| Problem | Idé |
|---|---|
| røg fra krudtet | brændsler med meget nitrogen, som mest bliver til nitrogengas og næsten ikke giver røg |
| perchlorat | andre oxidationsmidler, fx nitrater |
| barium | grøn farve fra forbindelser med bor i stedet for barium |
| røg fra løfteladningen | trykluft, der skyder bomberne op i stedet for krudt |
| røg og affald i det hele taget | lysshow med droner eller laser |
Når der er mindre røg, kan man også nøjes med mindre farvesalt, fordi farverne ikke skal lyse gennem en sky af røg.
Ingen af løsningerne er gratis. De nye brændsler er dyrere end trækul og svovl. Droner giver hverken røg eller knald, men mange synes, at knaldet hører med. Man kan også begrænse, hvornår og hvor der må fyres af. I Danmark må fyrværkeri kun fyres af fra den 27. december til den 1. januar.