Växthusgaser och några andra gaser

Ur hälsosynpunkt och säkerhetssynpunkt delas gaser in i tre kategorier.

Kvävande – Gaser som blir farliga när luftens syre trängts undan i inandningsluften. (Ex. Kvävgas, Koldioxid, Argon)
Giftiga – Gaser som genom sina egenskaper kan ge förgiftning redan i låga halter. (Ex. Kolmonoxid, Ammoniak)
Brandfarliga – Gaser som vid blandning med luft kan antända eller explodera. (Ex. Vätgas, Kolmonoxid, Metan)

Ur miljösynpunkt finns flera bedömningsgrunder som t.ex. om de är växthusgaser eller om de skadar växtlighet, om de försurar sjöar vid nedfall eller om de ger skadlig luft att inandas i stadsmiljö

Växthusgaser

Förutom koldioxid och vatten räknas metan, ozon, lustgas och ett antal fluorerade gaser som växthusgaser.

Varje gas har fått ett omräkningsvärde s.k. Global Warming Potential=GWP framräknat med hjälp av vetenskapligt framtagna data. Detta värde används för att gaserna ska kunna jämföras och räknas ihop med koldioxiden.
Växthusgasernas effekt anges genom denna omräkning i koldioxidekvivalenter, där koldioxid alltid är satt till 1 (ett).

Metan (CH4)
Är en extremt brandfarlig gas. Den är luktfri och färglös med låg fara vid inandning utom om den tränger undan syre i inandningsluften.

Metan uppkommer i olika naturliga nedbrytningsprocesser i biosfären, som t.ex. nedbrytning av födoämnen i matsmältningsprocessen eller vid kontrollerad jäsning av biogas.
Förmultning av dött material ger också bl.a. metan, uppbubblande gas från sjö- och havsbotten, s.k. sumpgas, är tecken på en sådan process.
Naturgas är en fossil gas som till stor andel innehåller metan.

Gränsvärden för miljö och arbetsmiljö saknas i Sverige.

Ozon (O3)
Är starkt irriterande vid inandning och kan vara frätande. Den är instabil och därmed reaktiv eftersom den strävar efter att släppa ifrån sig en syreatom.
Ozon kan bildas vid elektriska överslag, som blixtnedslag.
Den kan också bildas i förorenad luft under inverkan av solljus, t.ex. vid höghalt av kväveoxider och organiska ämnen i luften, vilket är vanligt kring start trafikerade gator i städer. Ämnet kallas i detta fall för “marknära ozon”, och är skadligt för växter och djur.

Gränsvärde i miljön Sverige (sv) (8 timmar): 0,12 mg/m3
Gränsvärde i arbetsmiljön (8 timmar) (sv): 0,2 mg/m3 = 0,1 ppm

Ozon måste å andra sidan, finnas i ett av de övre luftlagren – stratosfären – för att skydda mot instrålning av de skadligaste Ultravioletta (UV)-vågländer i solljuset. Ozonet bildas där när solljuset träffar syrgas. (se SMHI)

Fluorerade gaser
CFC (ChlorFluorCarbon) kallas också freoner och är tillverkade gaser som innehåller kol, klor och fluor. Ämnesgruppen utvecklades redan 1928 och kom i mera allmänt bruk efter andra världskriget. Ämnena användes förr som bl.a. köldmedia i kyl- och frys anläggningar, men också som drivgas i sprayflaskor och i andra applikationer.
Forskare kom under 1970-talet fram till att dessa ämnen skadade ozonskiktet i stratosfären och genom Montreol-protokollet (1987) begränsades användning med mål om utfasning.
HCFC (HydroChlorFluorCarbon) och HFC (HydroFluorCarbon) är liknande ämnen men med väte i molekylen. Dessa ämnen ersatte först CFC som köldmedia, men ansågs snart ha en för hög GWP och började bara något 10-tal år efter användningens start att fasas ut.
I Sverige är nyinstallation av kylanläggningar innehållande CFC, HCFC och HFC förbjuden sedan mitten av 1990-talet och efterhand har också möjlighet till påfyllning av äldre anläggningar fått restriktioner.
Denna utfasning har inneburit att den mycket hälsoskadliga ammoniaken (NH3) kommit tillbaka som köldbärare i kylanläggningar.
CFC, HCFC och HFC har ur hälso- och säkerhetssynpunkt låg fara.

Andra ämnen i gruppen Fluorerade gaser, som är växthusgaser:
PFC (PerFluoroCarbon)
SF6 (SvavelhexaFluorid, hexa=6)

Lustgas N2O (dikväveoxid)
Kan vid inandning vara lugnande med också ge trötthet, den används inom sjukvården som smärtstillande medel. Gasen kan i höga koncentrationer tränga undan syret i inandningsluften.
Gasen kan underhålla och även starta brand, den har en oxiderande verkan.
Lustgas bildas naturligt i nedbrytningsprocesser i naturen, särskilt om syretillgången är begränsad. Varför lustgas bildas i jord- och skogsbruk beskrivs noggrant i en studie från Göteborgs universitet.

Gränsvärde i arbetsmiljön (8 timmar) (sv): 180 mg/m3 = 100 ppm

Giftiga gaser

Kolmonoxid CO
Bildas vid ofullständig för bränning, alltså när det är brist på syrgas.
Gasen är mycket giftigt vid inandning och ger ingen varning då den är utan färg, lukt och smak.
Dess mekanism är att blockera syreupptaget i de röda blodkropparnas hemoglobin. Kolmonoxid binder starkare till hemoglobinet än syre.
Gasen förkommer i cigarettröken, rökare har vanligen hög nivå av kolmonoxid bundet till sitt hemoglobin.
Ju högre koncentration av kolmonoxid i luften desto större risk att få besvär i form av huvudvärk, koncentrationssvårigheter osv.. Är nivån tillräckligt hög kan inte blodet transportera syre ut i kroppen och en inre kvävning uppkommer resulterande i död.

Gränsvärde i miljön (8 timmar) (sv): 0,01 mg/m3
Gränsvärde i arbetsmiljön (8 timmar) (sv): 23 mg/m3 = 20 ppm

Gasen är också extremt brandfarlig. När gasen brinner bildas koldioxid.
Den kan användas som motorbränsle och har i det sammanhanget kallats gengas. 

Kväveoxider NOx utom lustgas och några andra.
Kvävgas i luften bildar tillsammans med syrgas oxider i förbränningsprocesser och kan därför förekomma i inandningsluften.
Bildad kvävemonoxid (NO) oxideras vidare till  kvävedioxid (NO2). I luftvägarna reagerar ämnena med fukten i slemhinnan och bildar salpetersyra. Gasen är därför starkt irriterande och frätande. Den kan vid höga koncentrationer ge frätskador i luftvägarna.

NO2 är en rödbrun stickande gas men i låga koncentrationer märks den knappast, lukttröskeln sägs vara 0,1-0,4 ppm.

Gränsvärde i miljön (dygn) (sv): 0,06 mg/m3
Gränsvärde i arbetsmiljön (8 timmar) (sv): 0,96 mg/m3 = 0,5 ppm

Ammoniak (NH3)
Detta ämne förekommer som gas men löser sig även lätt i vatten.
Ammoniak blidas i naturen vid nedbrytning.
Gasen är giftig vid inandning, strakt frätande vid kontakt med ögon och slemhinnor och den är även brandfarlig.

Ammoniak som vätska är i sin koncentrerade form starkt frätande vid kontakt med hud och ögon, vätskan avger också ammoniakgas, ju högre koncentrerad vätska desto mer gas avges.
Om ammoniaklösning läcker ut i vattenmiljön är det mycket giftig för de organismer som lever där.

Ammoniak både som gas och vätska används i många sammanhang i industrin och i många kemiska produkter. Av vilka vissa även används i hemmet.
Faran med ammoniak minskar vid utspädning.

Gränsvärde i arbetsmiljön (8 timmar) (sv): 14 mg/m3 = 20 ppm
Lukt av ammoniak kan kännas redan vid 5-6 ppm.
(Källa: Vetenskapligt Underlag för Hygieniska Gränsvärden 27)


Information om naturens kretslopp av kväve kan hittas på internet. Där Kvävgas (N2), Ammoniak (NH3) och Kväveoxider (NO, NO2, N2O, N2O2) medverkar eller kanske snarast deras joner.
Kväve och flera andra grundämnen är mycket viktiga för tillväxten i naturen för.