Partiklar i utomhusmiljö samt hälsoeffekter. Regional luftvårdsdag Kalmar , Helen Karlsson Docent, Arbets och miljömedicin, US, Linköping

Transkript

1 Partiklar i utomhusmiljö samt hälsoeffekter Regional luftvårdsdag Kalmar , Helen Karlsson Docent, Arbets och miljömedicin, US, Linköping

2 Sveriges Miljömål och FN:s globala Hållbarhetsmål -FN har år 2015 beslutat om en Agenda 2030 för hållbar utveckling -De åtta målansvariga myndigheterna i det svenska miljömålssystemet; Naturvårdsverket Havs- och vattenmyndigheten Boverket Jordbruksverket Kemikalieinspektionen Skogsstyrelsen Strålsäkerhetsmyndigheten Sveriges geologiska undersökning ansvarar för att de Svenska miljömålen relateras till FNs Agenda 2

3 Sveriges Miljömål Sveriges miljömålssystem innehåller ett generationsmål, sexton miljökvalitetsmål och tjugoåtta etappmål. Indikatorer är mätbara hjälpmedel som används för uppföljning av miljöutvecklingen Generationsmålet -Generationsmålet anger inriktningen för den samhällsomställning som behöver ske inom en generation för att miljökvalitetsmålen ska nås. -Generationsmålet är vägledande för miljöarbetet på alla nivåer i samhället. Arbetet med att lösa de svenska miljöproblemen ska inte ske genom export av miljö- och hälsoproblem till andra länder. 3

4 Miljökvalitetsmålen -Miljökvalitetsmålen beskriver det tillstånd i den svenska miljön som miljöarbetet ska leda till. -I uppföljningen av miljökvalitetsmålen bedöms om dagens styrmedel och de åtgärder som görs före år 2020 är tillräckliga för att nå målen. Läget

5 Luftföroreningar Miljökvalitetsnormerna syftar till att skydda människors hälsa och miljön samt att uppfylla krav som ställs genom vårt medlemskap i EU. Regeringen har utfärdat en förordning med miljökvalitetsnormer (MKN) för utomhusluft, luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477). PAH (indikator-bens(a)pyren) kvävedioxid/kväveoxider svaveldioxid marknära ozon bensen partiklar PM 10 /PM 2,5 kolmonoxid bly, arsenik, kadmium, nickel 5

6 Partikelkällor Fordonstrafik - Slitage däck-vägbana (Större partiklar) - Avgaser (Mindre partiklar) - Slitage bromsar Tåg - Friktion broms-räls Industri/Jordbruk Sjöfart Flyg Eldning av ved eller fasta bränslen Skogsbränder 6

7 Luftkvalitet de senaste 30 åren *Sverige är ett av de länder i Europa som har bäst luftkvalitet men fortfarande finns så kallade problemområden. *IVL har sammanfattat 30 års mätningar av luftkvalitet och årsmedelvärden för PM 10 - halter i Urbanmätnätet (samt några ytterligare kommuners uppmätta halter), visar en nedåtgående trend särskilt i södra Sverige. *Årsmedelvärden (PM 10 ) i gaturum i svenska tätorter har de senaste åren legat på nivåer mellan cirka 15 och 30 μg/m 3 (MKN =40ug/m 3 ). *Överskridanden av MKN för dygnsmedelvärden (PM 10 ) (50 μg/m 3, max 35 dygn/år) förekommer dock. *I sydöstra sjukvårdsregionen har tangering/överskridanden av MKN, sedan 2010, skett i Linköping, Norrköping, Motala samt i Visby vilket resulterat i åtgärdsprogram. 7 IVL Urbanmätnätet 30 års mätningar av luftkvalitet.

8 Hälsoeffekter av Partikelexponering- -vad visar studier? Dödlighet i hjärt- (och lungsjukdom) kopplas främst samman med PM 2.5 men även med PM 10 halter. Hjärt- och kärlsjukdomar som effekt av korttidsexponering (högt blodtryck, inflammation, oxidativ stress, hjärtrytmrubbningar etc.) kopplas samman med flera luftföroreningar (tex. ozon) men främst PM 2.5 i stadsluft. Hjärt- och kärlsjukdomar som effekt av långtidsexponering (åderförkalkning, stroke, hjärtinfarkt) kopplas samman med flera luftföroreningar (tex. NO) men främst med PM 2.5 halter. Partikelexponering kan ge en kroniskt hämmande effekt på lungans utveckling hos unga mellan 10 och 18 år, och kan resultera i ökade respiratoriska besvär hos barn med luftvägsrelaterade sjukdomar. 8 Referenser finns i ;

9 Viktiga pågående åtgärder/iakttagelser *EU har beslutat att från och med september år 2017 ska PM 2.5 emissionsmätning göras på alla nya bilmodeller och från och med september år 2018 på alla nya bilar. *Forskning visar att utvecklingen inom bilindustrin medfört ökad mängd nanopartiklar i bilavgaserna. *Flera PM 2.5 mätningar i gaturum? 9 EU 2016; Liu H et al. Env Sci &Tech. 2013;47: , Erdakos et al Envi. Sci. Tech. 2014, 48 (21);

10 10 Partiklar och storlekar (aerodynamisk diameter)

11 Nanopartiklar NPs finns naturligt (vulkanaska, mineral kompositer), och ökar i vår omgivning på grund av tillverkning för biomedicin samt industri NPs egenskaper skiljer sig från större partiklar på flera sätt; förutom komposition så har storlek, form och ytegenskaper avgörande betydelse NPs är så små att de kan passera genom biologiska barriärer utan att upptäckas av vårt immunförsvar och kan därigenom påverka cellulära funktioner Nps flyger lätt i luft och är elektrostatiska, kan bilda större agglomerat Stora brister i kunskap gällande risker vid hantering samt livscykel Pietroiusti et al. Review 2014 Occup Med 64;

12 Specifika metaller och möjliga hälsoeffekter vid hög exponering- via hud, ögon eller inandning Nickel- Kontakteksem, Allergi, Astma, Lungcancer, Lunginflammation Krom- (0-VI) Rinnande näsa, Hosta, Allergi, Astma, Lungcancer Kobolt-Allergi, Cancer, Lungskador med ödem och blödningar Koppar- Leverskada, Blodbrist Molybden-Lunginflammation, Ledvärk, Huvudvärk Mangan-Lunginflammation, Neurologiska skador Källa; PUBMED Metall x och hälsoeffekter

13 Vad händer i näsan vid inandning av partiklar? Näsans slemhinna fungerar som ett luftfilter Rinnande näsa och nysningar rensar ut stora partiklar från näsan Fe3O4 (8nm) Olika proteiner i slemhinnan binder till olika partiklar både med avseende på storlek och kompositionvilket innebär olika öde Fe2O3 (20-40nm) Ali et al. Nanotoxicology, 2016, 10(2),

14

15 Vad händer i lungan vid inandning av partiklar? Stora partiklar fångas upp av lungans slemhinnor och transporteras med hjälp av lungans cilier ut igen genom hostning eller harkling Ju mindre partiklar desto större är risken att de blir kvar och startar en inflammationsreaktion Virus Bakterier Partiklar Andra främmande ämnen partiklar Kan ge Slembildning Svullnad Irritation Inflammation Kan leda till Astma Allergi Skydd mot bakterier och virus Antikropp-produktion Inflammationsmediatorer

16 Vad kan hända i cellen? PM2.5 ETX NP Makrofag ROS Oxidation Cytokiner Målcell ROS Inflammation DNAreparation Transitionsmetaller katalyserar (1) Fe 2+ + H 2 O 2 Fe 3+ + HO + OH (2) Fe 3+ + H 2 O 2 Fe 2+ + HOO + H + DNA skada Ökad tillväxt/metabolism Mutation Cancer

17 Liver Lever SR-BI receptor LDL receptor LDL HDL LCAT CETP LDL LPL/HL Kemoattraktanter Monocyte LDL-receptor EC Oxidation (O 2- ) Macrofage Foam cell dense LDL HDL Ox-LDL Scavenger receptor LDL SMC

18

19 19

20 Gör vi rätt? Exempel från arbetsmiljö I arbetsmiljö finns hygieniska gränsvärden och takvärden (AFS 2015:7) - De gäller för halter av potentiellt farliga ämnen i omgivande luft eller detekterade i våra kroppar tex i blod eller urin För analys av lufthalter av olika ämnen i arbetsmiljö används gravimetriska metoder som uppskattar massan på ett filter per tidsenhet vilket sedan relateras till hälsorisker. Detta är i princip samma typ av metod som de används för monitorering av partikelhalter i utomhusmiljö Gravimetriska metoder är ej lämpliga för analys av nanopartiklar 20

21 Exempel från metallindustrin Alla massbaserade lufthalt-mätningar godkända Metallhalter i urinen förhöjda hos individer som inte använde skyddsmask med gas och partikelfilter 21

22 22 Graff et al J Industrial Ecology 2016

23 Lighthouse, antal partiklar 300nm fraktion vid metallarbete 23 Graff et al J Industrial Ecology 2016

24 Slutsats På grund av den utveckling som sker i arbets- såväl som i utomhusmiljö behövs komplettering med standardiserade partikelräknande instrument för optimal bedömning av moment eller tidpunkter som innefattar höga halter av ultrafina partiklar och därmed risk för ohälsa 24

25 Analys av luftburna partiklar insamlade på TEOM-filter från Norrköping, Linköping och Kalmar med syfte att studera metallinnehåll samt möjliga effekter på immunförsvaret 25 /Miljomedicin/Publikationerrapporter/

26 Bakgrund Detta projekt bygger på en tidigare studie, där möjligheten att använda filter från befintliga TEOM-stationer för ytterligare analyser, vid sidan av beräkning av partikelhalter, har utforskats. TEOM-filter (PM 10 ) som samlat damm i fyra olika urbana miljöer (Norrköping 2st, Linköping samt Kalmar), samlades in varje månad under ett år för vidare analyser. Syftet med studien är att undersöka om: - befintliga TEOM-filter kan användas för kompletterande analyser - biologiska analyser av partiklar från TEOM-filter kan bidra till en ökad förståelse för när partiklarna är mest skadliga för hälsan samt om detta sammanfaller med när de flesta individer upplever luftvägsbesvär - det finns variation i biologisk respons mellan orter och tidpunkter - det finns variation i metallhalter (Fe, Cd, Pb) mellan orter och tidpunkter 26

27 27 Månadsmedelvärden för PM 10 partikelhalter i luft under tidsperioden september 2014-augusti 2015, registrerade i TEOM-instrument placerade i Norrköping, Linköping och Kalmar.

28 6 Kadmiumhalter i partikellösning (2 ml) som tvättats bort från TEOM-filtren. Halter relateras till mängden dammpartiklar som samlats på filtren (differensen i filtermassa före och efter tvätt). 5 4 Cd ng/mg damm Sep_2014 Okt_2014 Nov_2014 Dec_2014 Jan_2015 Feb_2015 Mars_2015 Apr_2015 Maj_2015 Jun_2015 Jul_2015 Aug_2015 Månad prov togs Plats: Norrköping Kungsgatan Plats: Norrköping Promenaden Plats: Kalmar Plats: Linköping

29 Blyhalter i partikellösning (2 ml) som tvättats bort från TEOM-filtren. Halter relateras till mängden dammpartiklar som samlats på filtren (differensen i filtermassa före och efter tvätt). 0,35 0,30 0,25 0,20 Pb µg/mg damm 0,15 0,10 0,05 0,00 29 Sep_2014 Okt_2014 Nov_2014 Dec_2014 Jan_2015 Feb_2015 Mars_2015 Apr_2015 Maj_2015 Jun_2015 Jul_2015 Aug_2015 Månad prov togs Plats: Norrköping Kungsgatan Plats: Norrköping Promenaden Plats: Kalmar Plats: Linköping

30 30 Endotoxin-innehåll i partikellösning som tvättats bort från TEOM-filter placerade i Norrköping, Linköping och Kalmar.

31 31 Cellaktiverande förmåga hos partikellösning som tvättats bort från TEOM-filter. Blod exponerades för partiklar i lösning från de olika orterna och tidpunkterna och därefter analyserades halterna av cytokinen IL-1β.

32 Slutsats PM 10 partikelhaltmätningar behöver i framtiden kompletteras med PM 2.5 och partikelräknande instrument samt möjligen med analys av relevanta ytämnen. Biologisk respons i denna studie ser ut att sammanfalla med endotoxinhalter. Kalmar har lägre partikelhalter, men relativa bly och kadmiumhalter är högre per mängd damm, jämfört med Linköping och kungsgatan i Norrköping. 32

33 Konstgräs-var är vi nu? The emissions from car tyres (100%) are substantially higher than those of other sources of microplastics, e.g., airplane tyres (2%), artificial turf (12 50%), brake wear (8%) and road markings (5%). In air, 3 7% of the particulate matter (PM2.5) is estimated to consist of tyre wear and tear, indicating that it may contribute to the global health burden of air pollution which has been projected by the World Health Organization (WHO) at 3 million deaths in Regarding artifical turf, small studies, with data gaps, indicate little risk to sports people and children, but some risk for installation workers. European regulators have strengthened controls over crumb rubber chemicals. US studies attempting to fill data gaps will be reported between 2017 and Public health professionals should in the meantime support greater caution in setting crumb rubber exposure limits and controls. 33 Pieter Jan Cole et al. Int. J. Environ. Res. Public Health Oktober 2017, 14, 1265 Watterson. Int. J. Environ. Res. Public Health September 2017, 14, 1050