Nanopartiklar i luften du andas Christina Isaxon Avdelningen för ergonomi och aerosolteknologi Adam Kristensson Avdelningen för kärnfysik
Partiklar i luften? Vätskeform eller fast form Stabila, alltså minst ett par nm stora Vara luftburna, alltså högst 100 µm 1 m 1µm 100µm 8 timmar 3 sek Ett hysteriskt stort omfång av storlekar!
1 nm 100 µm 0,000000001 m 0,0001 m
Det här med diametrar Pollen Havssalt Jord Dieselavgaser Svetsrök Asbest
Antropogena partikelkällor
Stearinljus Städning Ugn
Antropogena partikelkällor
Antropogena partikelkällor
Naturliga partikelkällor
Mögelsporer Pollen Hudflagor Virus Bakterier
Hur uppkommer partiklarna? Direkta utsläpp primära partiklar Sönderdelning av material (t ex vinderosion, slipning, krossning) Resuspension (t. ex uppvirvling av damm, textilier och hud, slitage däck-vägbana) Havsspray Skogsbränder, vulkanutbrott Biologisk aktivitet Förbränningsprocesser (organiska ämnen, sot och metaller) Partikelbildning i atmosfären sekundära partiklar Varma ångor som kyls av, vilket ger små nanopartiklar Ozon från utomhusluften som reagerar med organiska ångor Komplexa, ofta fotokemiska, reaktioner Vilket ger kondensation av gaser på existerande partiklar eller bildar nya små nanopartiklar
Inga moln utan partiklar! Molndroppe Nybildade partiklar Koagulering kondensation Vattenupptag Kondensation Kondensation Ackumuleringsmoden Grovmoden Grova partiklar: Damm Havssalt Aska Varma ångor O 3 Nukleeringsmoden Varma ångor VOC Varma ångor Agglomerat Storlek (µm)
http://www.youtube.com/watch?v=enedwu0hrvg Inga moln utan partiklar!
Molndroppe Primärpartiklar Agglomerat Ackumuleringsmoden Grovmoden Grova partiklar: Damm Havssalt Aska Nukleeringsmoden Storlek (µm)
Antalskoncentration och masskoncentration Vikt: 70 % 22 % 8 % Antal: 1 % 9 % 90 % 1 partikel, diameter 60 µm (som ett hårstrå) 1 miljon partiklar diameter 600 nm 1 miljard partiklar diameter 60 nm
Hur mycket partiklar finns det? Arktis: 10-100 partiklar/cm 3 0-1 µg/m 3 På landet: 500-5000 partiklar/cm 3 I stan: 1000-100 000 partiklar/cm 3 5-100 µg/m 3 10-100 µg/m 3 Havet: 100-1000 partiklar/cm 3 1-10 µg/m 3
Är partiklarna farliga för oss? Mage/ Hud / Lungor 1 m 2 2 m 2 100 m 2 Volym luft / andetag: 0,5 l Andningsfrekvens: 12 ggr/ min Inandad volym: 10 m 3 / dag Antag 10 000 partiklar/cm 3 100 miljarder inandade partiklar per dag!
Lungdeposition Övre luftvägarna Bronkiala regionen Alveolära regionen
Foto: Lennart Nilsson
Vad vet vi om hälsoeffekter av inandade partiklar? Andningsvägarna Irritation, hosta Astma Kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) Infektioner Systemiska effekter Cancer Kardiovaskulära problem Hjärtinfarkt Stroke Reproduktion Dödsfall hos nyfödda p g a infektion i andningsvägarna Reducerad födelsevikt(?) Påverkan av lungutvecklingen hos barn
Vad beror farligheten på? Vi Tja, vet säg tillräckligt det mycket för att vara säkra på att det inte finns något enkelt svar 1. Koncentrationen Masskoncentration (µg/m 3 ) - traditionellt sett PM10 Antalskoncentration (#/cm 3 ) ger rättvisa åt de minsta partiklarna Ytareakoncentration (µm 2 /cm 3 ) 1 partikel, 60 µm 1 miljon partiklar 600 nm WHO EU 1 miljard partiklar 60 nm
Vad beror farligheten på? 2. Fysiska egenskaper Form Storlek 30 nm partikel 5 % av atomerna sitter på ytan 3 nm partikel 50 % av atomerna sitter på ytan Translokering Biol. Inst. LU
Vad beror farligheten på? 3. Kemiska egenskaper Sammansättning (ändras ofta med tiden) Hygroskopicitet Löslighet Inhalering Proteinkorona 99,5 % RH Salt Radioaktivitet
1 600 000 extra dödsfall/år 800 000 extra dödsfall/år 5 000 000 extra dödsfall/år
Statistisk förkortad livstid (månader) på grund av antropogent PM 2.5
Hur studerar man partiklars farlighet? Epidemiologi Toxikologi Djurförsök Humanstudier In-vitrostudier
Humanexponering Utvärdera hälsoeffekter av partiklar genom att undersöka direkt mätbara fysiologiska parametrar, t ex biologiska markörer och hjärtfrekvensvariabilitet RR 1 RR RR 2 3
ALI Air Liquid Interface
Aerosolgruppen Luftburna partiklar och deras effekt på hälsa och miljö. Nära samarbete med : Yrkes- och Miljömedicin, Kärnfysik, Fasta Tillståndets fysik, Förbränningsfysik, Naturgeografen, Biokemi Aerosolmätteknik Emissioner från biomassförbränning Emissioner från vägtrafik och järnväg Industriella arbetsmiljöer Industriella tillämpningar Inomhusluftens partiklar Luftburna partiklars påverkan på människans hälsa Bioaerosoler och smittspridning Personligt skydd Renrumsteknologi Nanosafety Klimatmodellering