Page 1

J. Ammenberg & O. Hjelm (red.)

Miljöteknik – för en hållbar utveckling

  |  Miljöteknik – för en hållbar utveckling

Det finns många viktiga utmaningar inom det miljötekniska o ­ mrådet som är avgörande avseende långsiktig hållbarhet. Den globala befolknings­utvecklingen och en ökad materiell välfärd har lett till att behovet av material, energi och transporter har blivit större. Baksidan av denna utveckling är ett flertal miljö- och resursproblem. Boken ­behandlar m ­ iljöteknikens roll och möjligheter på företag och i samhället i stort, samt visar att det med framsynt agerande går att vända flera av ­pro­blemen till möjligheter. Bokens två första delar ger en inblick i utvecklingen och beskriver ­problembilden. Avsikten är att bidra till förståelse för problemen och vad i samhället som ligger bakom dem, samt ge insikt om möjligheter till förbättringar. Bokens tredje del tar upp olika angreppssätt för att ­hantera och jobba med miljöfrågor. I den fjärde delen berörs stora ­tekniska ­system – främst miljörelevanta aspekter för energi-, transportoch ­avfallssystem. Boken riktar sig mot utbildningar på högskole-/universitetsnivå, där ­målgruppen är ingenjörer och andra studentgrupper som har anknytning till miljöteknikområdet. Det kan exempelvis gälla miljövetare och andra ­studenter som läser med inriktning mot transporter, logistik, energi­system, samhällsbyggnad, byggande och förvaltning. Bakom boken står en författargrupp med forskare och lärare från ­Industriell Miljöteknik vid IEI, Linköpings universitet. Samtliga författare har lång erfarenhet av miljöfrågor och miljöarbete, bland annat från många projekt som bedrivits i nära samarbete med företag och andra typer av organisationer.

Miljöteknik – för en hållbar utveckling

Art.nr 37758

Jonas Ammenberg & Olof Hjelm (red.) www.studentlitteratur.se

978-91-44-09275-1_01_cover.indd 1

2013-07-25 12.39


Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt Bonus Presskopias skolkopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Presskopia. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare. Denna trycksak är miljöanpassad, både när det gäller papper och tryckprocess.

Art.nr 37758 ISBN 978-91-44-09275-1 Upplaga 1:1 © Författarna och Studentlitteratur 2013 www.studentlitteratur.se Studentlitteratur AB, Lund Omslagslayout: Mats Fredrikson/MFORM Omslagsbilder: Mats Fredrikson/MFORM (skog) photokup/Shutterstock (solceller) wannapong/Shutterstock (översvämning) Illustrationer: Markus Reklambyrå i Linköping Printed by Graficas Cems S.L., Spain 2013

978-91-44-09275-1_01_book.indd 4

2013-07-25 12.43


5

Innehåll

Förord  9 Del 1 Inledande del K apitel 1

Inledning  13

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Varför en bok om miljöteknik?  13 Läsanvisningar 14 Introduktion till hållbar utveckling  15 Introduktion till miljöteknik  22 Lästips   24

K apitel 2

Varför finns miljöproblem?  27

2.1 2.2

Viktiga trender  28 Lästips 30

Del 2 Mil jöproblem K apitel 3

Globala miljöproblem  33

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Klimatförändringar 33 Uttunning av ozonskiktet  47 Biologisk mångfald  53 Användning av naturresurser  58 Lästips 67

K apitel 4

Regionala miljöproblem  69

4.1 4.2

Försurning av mark och vatten  69 Övergödning 74

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 5

2013-07-25 11.10


6 

Innehåll

4.3 4.4 4.5 4.6

Organiska miljögifter  80 Miljöpåverkan kopplat till metaller  85 Strålningsrisker förknippade med kärnkraft  90 Lästips   93

K apitel 5

Lokala miljöproblem  95

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

Fotokemiska oxidanter inklusive marknära ozon  95 Problem med partikelutsläpp i stadsmiljöer  97 Lokal förorening av mark och vatten  97 Bullerstörningar 99 Ljusstörningar 100 Luktstörningar 101 Lästips 102

Del 3 Angreppssät t för at t hantera mil jöproblem K apitel 6

Miljöhistorisk översikt  105

6.1 6.2 6.3 6.4

Utvecklingen i Sverige  105 Nationell miljöpolitik  106 Strategier för att hantera miljöproblem  107 Lästips 108

K apitel 7

Reningsteknik  111

7.1 7.2 7.3 7.4 7.5

Luft-/gasrening 112 Vattenhantering och vattenrening i samhället  122 Industriell vattenhantering och vattenrening  127 Rening av jordmassor  134 Lästips 137

K apitel 8

Proaktiv produktutveckling   139

8.1 8.2 8.3

Industrialismen och planerad föråldring  140 Produktutveckling och miljörelaterade produktkrav  142 Lästips 144

K apitel 9

Systemperspektiv och systemtänkande  147

9.1 9.2

Vad är ett system?  147 Miljöproblematik utifrån ett systemperspektiv  149

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 6

2013-07-25 11.10


Innehåll  

9.3 9.4

Livscykelperspektiv   151 Lästips 154

K apitel 10

Miljöarbete i företag  157

10.1 10.2 10.3 10.4 10.5

Miljöfrågors betydelse för grundläggande förutsättningar  157 Miljöstrategier 160 Miljöledningssystem 166 Komponenter i miljöarbetet  168 Lästips 168

7

Del 4 Stora teknisk a system K apitel 11

Introduktion till stora tekniska system  171

11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8

Stora tekniska system och miljön  171 Individer och system  172 ”Beståndsdelar” i ett stort tekniskt system  173 Utveckling av stora tekniska system  173 Kritiska problem  174 Förändring av ett moget stort tekniskt system  175 Partnerskap för utveckling  176 Lästips 176

K apitel 12

Industrisamhällets framväxt, struktur och miljöpåverkan  179

12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

Tidiga industrialiseringens miljöpåverkan (~1700–1860)  179 Naturresurseffektiv men förorenande industri (~1860–1930)  181 Specialiserad och globaliserad industri (~1930–)  182 Framtidens produktionskoncept  182 Lästips 183

K apitel 13

Energisystemet  185

13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6

Energins kvalitet  186 Energianvändning i Sverige och världen  188 Det svenska energisystemet  188 Energiomställning 190 Miljöpåverkan från energisystemet  192 Miljöpåverkan vid omvandling av energibärare  193

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 7

2013-07-25 11.10


8 

Innehåll

13.7

13.9 13.10

Systemlösningar för att minska miljöpåverkan – storskaliga systemlösningar 195 Systemlösningar för att minska miljöpåverkan – småskaliga systemlösningar i industri och byggnader  199 Effektivare utnyttjande av system   200 Lästips 201

K apitel 14

Transportsystemet  203

14.1 14.2 14.3 14.4 14.5

Globala trender avseende transporter  203 Det svenska transportsystemet   206 Transportsystemets miljöpåverkan  207 Systemlösningar för att minska miljöpåverkan  211 Lästips 215

K apitel 15

Avfallssystemet  217

15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6

Ökande mängder hushållsavfall  217 Avfallshanteringens syften  219 Systemet för hantering av hushållsavfall  219 Avfallshantering och miljöpåverkan  224 Avfallshantering i andra länder  227 Lästips 227

K apitel 16

Avslutande kapitel  229

16.1 16.2 16.3 16.4

Utvecklingen 229 Angreppssätt och perspektiv  230 De stora tekniska systemen  231 Utmaningarna 231

13.8

Sakregister  233

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 8

2013-07-25 11.10


9

Förord

Det miljötekniska området är oerhört betydelsefullt och stort, både i Sverige och utomlands, miljömässigt och ekonomiskt. Miljöteknikrelaterade affärer är viktiga inom landet, men framför allt exportmarknaden drar till sig stort intresse med dess väldiga potential. Därför finns en stor efterfrågan på kurser och information om miljöteknik. Det har under lång tid saknats modern litteratur för kurser på högskolenivå inom det miljötekniska området, varför personal vid Industriell Miljöteknik, Linköpings Universitet, tagit initiativ till denna bok. Vid avdelningen finns många duktiga forskare och lärare som jobbar med miljötekniska frågor. Boken är ett resultat av många personers insatser. Undertecknad har haft rollen som projektledare, redaktör och har skrivit vissa delar av boken. Följande personer har också bidragit stort (i bokstavsordning): Mats Eklund har bidragit med flera delar, vilka handlar om användning av naturresurser, stora tekniska system och systemlösningar. Sara Gustafsson har skrivit om hållbar utveckling i bokens inledande kapitel. Olof Hjelm har också varit redaktör och en drivande kraft, samt är författare till flera avsnitt om bland annat miljöproblem och reningsteknik. Jenny Ivner har lagt grunden till boken genom att jobba fram ett ­initialt synopsis tillsammans med främst Joakim Krook. Jenny har skrivit om energi­systemet. Numera anställd på Energikontoret Östra Götaland. Joakim Krook har författat avsnitt om miljöpåverkan kopplat till metaller och kapitlet om avfallssystemet, samt bidragit till synopsis enligt ovan. Mattias Lindahl har skrivit om proaktiv produktutveckling och ingenjörens roll i miljöarbetet.

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 9

2013-07-25 11.10


10 

Förord

Niclas Svensson ligger bakom delar som rör systemperspektiv samt kapitlet om transportsystemet. Leif Thuresson har bidragit med ett stort antal sidor, då han ligger bakom många av de delar som rör miljöproblem och reningsteknik. Tack allihop för er insats! Jonas Ammenberg, Linköping i april 2013.

©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 10

2013-07-25 11.10


Kapitel 6

Miljöhistorisk översikt jonas ammenberg

Detta sjätte kapitel inleder bokens tredje del, som handlar om olika angreppssätt för att hantera miljöproblem. Kapitlet bidrar med en kort historisk översikt för att illustrera hur både synen på miljöfrågorna och åtgärderna förändrats över tiden. Avslutningsvis summeras olika strategier för att jobba med miljöfrågor.

Tidigare i boken har det klargjorts att mänsklighetens påverkan på materialoch energiflöden har en stor inverkan miljömässigt, samt vidare att viktiga trender är en ökad befolkning, konsumtion, urbanisering och mobilitet. Befolkningsökningen kombinerat med övergången från samlare/jägare, via bofasta jordbrukare, till urbaniserade industrialister, innebär naturligtvis ofantliga skillnader miljömässigt. Denna utveckling har, i kombination med ny och ändrad kunskap, fått oss att inse att vi måste beakta miljö- och hälso­ problem, samt vidga vyn från att vara lokal, till att bli regional och global. 6.1  Utvecklingen i Sverige I Sverige kom den industriella expansionen igång på allvar under 1850-talet, då till stor del baserad på våra naturliga råvaror, såsom skog, malm och vattenkraft. Dock var jordbruksnäringen länge betydande men allt fler människor lämnade, såsom beskrivits tidigare, landsbygden och flyttade in till de städer som växte fram. Industrierna låg ofta mitt i städerna, med närliggande arbetarkvarter som inte var mycket bättre än de kåkstäder som kan finnas i dagens fattigaste länder. Kännetecknande för industrisamhällen var att de ofta låg (och ligger) vid vattendrag, vilka blev den naturliga avledningen för avlopp. Synen på hur man bör hantera avfall och avloppsvatten var mycket annorlunda även i Sverige ända in på 1970-talet. Under en lång tid kördes skräp ut på isen när det var vår och soppåsen sänktes i havet. Exempelvis transporterade ”kemiföretag” ut fat med kemiska produkter under vintern, vilka sjönk till botten när våren kom. Industrialismen ledde till ökade utsläpp av föroreningar till luft, mark och vatten. Exempelvis utsläpp från förbränning av kol och petroleumprodukter samt andra utsläpp vid de städer som bildades och växte sig större. Trots ©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 105

2013-07-25 11.11


106 

del 3  Angreppssät t för at t hantera miljöproblem

utsläppen var dock miljöproblemen i huvudsak lokala till långt in på 1920talet. En viktig faktor var den glesa befolkningen. De problem som fanns och noterades var framför allt hygienrelaterade, med koppling till avfallshantering, förorenat dricks- och tvättvatten. Problemen blev emellertid fler och tilltog i takt med den industriella expansionen, med följden att miljöhänsyn aktualiserades mer och mer. 6.2  Nationell miljöpolitik Man kan säga att Sveriges miljöpolitik eller miljövård till stor del utvecklats längs med två linjer. Den ena kallas ibland den ”gröna linjen” och den handlar om naturskydd vid fysisk planering, det vill säga om att skydda vissa delar av naturen mot exploatering av olika skäl. Detta skedde främst från och med 1900-talets början, då man ville skydda karaktäristiska skogar, växtsamhällen, landskapstyper, med mera. Det är viktigt att notera att situationen var mycket annorlunda än idag. Exempelvis krävdes till en början markägares medgivande vid åtgärder och nationalparker kunde endast inrättas på mark som staten ägde, som dessutom skulle vara ointressant ur exploateringssynpunkt. Det tidiga naturskyddet var relativt passivt och defensivt. Med tiden blev friktionen mellan naturskyddsintressen och industrin allt högre. En naturvårdsnämnd och naturvårdslag inrättades och naturreservat infördes. Dessutom infördes krav på tillstånd för täkter av sten, grus, sand och lera. Konflikterna när det gällde användning av mark och vatten ökade under 1960-talet. För att styra upp situationen kompletterades den kommunala planeringen med en fysisk riksplanering. Lagstiftning om detta infördes 1986, i form av plan- och bygglagen. Samma år infördes naturresurslagen med bestämmelser om känsliga områden och områden av riksintresse med hänsyn till natur- och kulturvärden. Den andra linjen, som handlar om miljöskydd, benämns ibland den ”blå linjen”. Bakgrunden var att industrialismen medförde en etablering av väldigt många industrier, vilka dock var små med dagens perspektiv. Men eftersom industrierna vanligen låg vid små vattendrag medförde de orenade utsläppen av avloppsvatten problem, som allt oftare ledde till konflikter. I städ­erna infördes också vattentoaletter som bidrog med (orenade) föroreningar. I andra länder hade man byggt reningsverk, men i Sverige litade vi till en början på utspädningsprincipen och någon form av ”vattnets självrenings­ förmåga”. Man insåg inte hur besvärlig situationen skulle bli när vattentoaletten blivit standard. Det engelska uttrycket ”dilution is the solution to pollution” karaktäriserar väl miljösynen under den dryga första halvan av 1900-talet, både i Sverige och delvis internationellt. ©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 106

2013-07-25 11.11


Kapitel 6 Miljöhistorisk översik t  

107

Efter att inledningsvis varit inriktad mot vattenvård, vidgades den blå linjen till att också innefatta luftvård i och med att även utsläppen till luft började ge upphov till tydliga problem. Utöver de direkta industriutsläppen tilltog även utsläppen från bilar och i städerna. Det bör också påtalas att miljö- och hälsorelaterade avfallsfrågor spelat en viktig roll. Utöver att förorena vatten, ledde bristfällig avfallshantering till luktproblem, att insekter och olika typer av skadedjur fanns i stor omfattning i och nära städerna, vilket orsakade bakteriespridning, sjukdomar och så vidare. Problemen avseende vatten, luft och avfallshantering ledde samtliga fram till att lagstiftning infördes. Dock var det först på 1960-talet som den moderna miljövården fick sitt genombrott. Miljöskyddslagen antogs som tidigare nämnts av riksdagen 1969. Det var en ny samlad lagstiftning till skydd mot vattenförorening, luftförorening, buller samt andra störningar från fasta anläggningar (allt utom vattenföroreningarna var tidigare i huvud­ sak oreglerat). En omfattande förprövningsplikt infördes. Lagen berörde under vilka förutsättningar miljöfarlig verksamhet kunde tillåtas (numera finns bestämmelserna i miljöbalken). Huvudmålet var att störningar i miljön skulle förebyggas så långt det var tekniskt möjligt, ekonomiskt rimligt samt miljömässigt motiverat. Det innebar alltså en avvägning mellan vad naturen och företagen tål. Idag finns en stor del av den relevanta lagstiftningen i, eller kopplat till, miljöbalken. Den nämnda Plan- och bygglagen finns kvar (i ny version) – den ligger utanför miljöbalken. Vidare berörs vi i Sverige i allt högre grad av miljörelevant lagstiftning på EU-nivå. 6.3  Strategier för att hantera miljöproblem Sett över tiden har vi i samhället, på företag och i andra typer av organisationer haft olika strategier för att hantera miljöproblemen. Nedan finns en enkel beskrivning av fem olika strategier: Den första strategin går ut på att flytta, eller på annat sätt göra sig av med, källorna till problemen. Det kan exempelvis handla om att dumpa avfall utanför en stad, i stället för utanför dörren. Förr grävde man också ofta ned eller brände avfall i Sverige, alltså i nära anslutning till företag och bostäder. En annan tydlig strategi handlar om utspädning, exempelvis genom att använda skorstenar för att sprida ut rök till en större luftvolym och leda avlopp ut i vattendrag. Höga skorstenar bidrar också till att flytta föroreningarna till en annan plats, samt kan öka nedbrytningen (se kapitlet om reningsteknik). ©  F ö r fat ta r n a o c h S t u d e n t l i t t e r at u r

978-91-44-09275-1_01_book.indd 107

2013-07-25 11.11


J. Ammenberg & O. Hjelm (red.)

Miljöteknik – för en hållbar utveckling

  |  Miljöteknik – för en hållbar utveckling

Det finns många viktiga utmaningar inom det miljötekniska o ­ mrådet som är avgörande avseende långsiktig hållbarhet. Den globala befolknings­utvecklingen och en ökad materiell välfärd har lett till att behovet av material, energi och transporter har blivit större. Baksidan av denna utveckling är ett flertal miljö- och resursproblem. Boken ­behandlar m ­ iljöteknikens roll och möjligheter på företag och i samhället i stort, samt visar att det med framsynt agerande går att vända flera av ­pro­blemen till möjligheter. Bokens två första delar ger en inblick i utvecklingen och beskriver ­problembilden. Avsikten är att bidra till förståelse för problemen och vad i samhället som ligger bakom dem, samt ge insikt om möjligheter till förbättringar. Bokens tredje del tar upp olika angreppssätt för att ­hantera och jobba med miljöfrågor. I den fjärde delen berörs stora ­tekniska ­system – främst miljörelevanta aspekter för energi-, transportoch ­avfallssystem. Boken riktar sig mot utbildningar på högskole-/universitetsnivå, där ­målgruppen är ingenjörer och andra studentgrupper som har anknytning till miljöteknikområdet. Det kan exempelvis gälla miljövetare och andra ­studenter som läser med inriktning mot transporter, logistik, energi­system, samhällsbyggnad, byggande och förvaltning. Bakom boken står en författargrupp med forskare och lärare från ­Industriell Miljöteknik vid IEI, Linköpings universitet. Samtliga författare har lång erfarenhet av miljöfrågor och miljöarbete, bland annat från många projekt som bedrivits i nära samarbete med företag och andra typer av organisationer.

Miljöteknik – för en hållbar utveckling

Art.nr 37758

Jonas Ammenberg & Olof Hjelm (red.) www.studentlitteratur.se

978-91-44-09275-1_01_cover.indd 1

2013-07-25 12.39

Profile for Smakprov Media AB

9789144092751  

9789144092751  

Profile for smakprov

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded