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
1µm
100µm
1m
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
Dieselavgaser
Havssalt
Svetsrök
Jord
Asbest
Antropogena partikelkällor
Stearinljus
Ugn
Städning
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
Koagulering
kondensation
Nybildade
partiklar
Vattenupptag
Ackumuleringsmoden
Kondensation
Kondensation
Varma ångor
ONukleerings3
moden
Grovmoden
Grova
partiklar:
Damm
Havssalt
Aska
Varma ångor
VOC
Varma ångor
Agglomerat
Storlek
(µm)
Inga moln utan
partiklar!
http://www.youtube.com/watch?v=EneDwu0HrVg
Molndroppe
Primärpartiklar
Agglomerat
Ackumuleringsmoden
Grovmoden
Grova
partiklar:
Damm
Havssalt
Aska
Nukleeringsmoden
Storlek
(µm)
Antalskoncentration och
masskoncentration
Vikt:
Antal:
70 %
1%
1 partikel, diameter 60 µm
(som ett hårstrå)
22 %
9%
1 miljon partiklar
diameter 600 nm
8%
90 %
1 miljard partiklar
diameter 60 nm
Hur mycket partiklar finns det?
Arktis: 10-100 partiklar/cm3
0-1 µg/m3
På landet: 500-5000 partiklar/cm3
I stan: 1000-100 000 partiklar/cm3
Havet: 100-1000 partiklar/cm3
1-10 µg/m3
5-100 µg/m3
10-100 µg/m3
Är partiklarna farliga för oss?
Mage/ Hud / Lungor
2 m2
1 m2
Volym luft / andetag:
0,5 l
Andningsfrekvens:
12 ggr/ min
Inandad volym:
10 m3 / dag
Antag 10 000 partiklar/cm3…
100 m2
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?
Tja,
sägtillräckligt
det… mycket för att vara säkra på att det inte finns något enkelt svar
Vi vet
1. Koncentrationen
Masskoncentration (µg/m3) - traditionellt sett PM10
Antalskoncentration (#/cm3) – ger rättvisa åt de minsta partiklarna
Ytareakoncentration (µm2/cm3)
1 partikel, 60 µm
1 miljon partiklar
600 nm
WHO1 miljard partiklar
EU
60 nm
Vad beror farligheten på?
2. Fysiska egenskaper
Form
Storlek
30 nm partikel
5 % av
atomerna
sitter på ytan
Translokering
3 nm partikel
50 % av
atomerna
sitter på ytan
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
RR1
RR2
RR3
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
