partiklar stora som små opsis användarmöte göteborg 7/10 2004
DESCRIPTION
Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004. Erik Swietlicki Professor Avdelningen för Kärnfysik Lunds Tekniska Högskola Box 118, 21100 Lund e-post: [email protected]. Atmosfäriska aerosoler– Negativa effekter. Människors hälsa PM2.5/PM10 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/1.jpg)
Partiklar stora som småOPSIS AnvändarmöteGöteborg 7/10 2004
Erik Swietlicki
Professor
Avdelningen för KärnfysikLunds Tekniska HögskolaBox 118, 21100 Lunde-post: [email protected]
![Page 2: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/2.jpg)
Atmosfäriska aerosoler– Negativa effekter
Människors hälsa PM2.5/PM10 Cancerogena ämnen
Klimat Direkt effekt (ljusspridning) Indirekt effekt (moln)
Försurning Långdistanstransport
Toxiska substanser Tungmetaller,
organiska miljögifter
![Page 3: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/3.jpg)
FNs klimatpanel för klimatförändrigar (IPCC) The Global Mean Radiative Forcing of the Climate
System 1750 till 2000
Str
åln
ing
sförä
nd
rin
g (
W/m
2)
Avky
lnin
g
Up
pvärm
nin
g
Nuvarande kunskapsnivå
Freoner
Växthusgaser
---------------Mycket låg ------------LågHög Medium
Aerosolpartiklar
Partiklar Moln
![Page 4: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/4.jpg)
WHO - WHO - Hälsoriskbedömning för PM10
![Page 5: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/5.jpg)
Partiklar - Hälsoeffekter
• WHO uppskattar att exponering för fina partiklar (PM2.5) i utomhusluften leder till cirka 100 000 extra dödsfall (och 725 000 förlorade levnadsår) årligen i Europa.
WHO, World Health Report 2002, Geneva.
![Page 6: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/6.jpg)
Viktigaste luftföroreningarna ur hälsosynpunkt
• Partiklar, PM10 Finns norm (fr 2005)• Ozon, O3 Mål• Kvävedioxid, NO2 Finns norm (fr 2006)• Bensen, C6H6 Finns norm (fr 2010)• Benso[a]pyren, BaP Förslag• PAH Förslag• Tungmetaller (Cd, Pb, Cu, Hg, As, Cr) Förslag (Pb norm)• Flyktiga kolväten, VOC Mål för utsläppen • Kolmonoxid, CO Finns norm• Svaveldioxid, SO2 Finns norm
![Page 7: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/7.jpg)
Halter - Miljökvalitetsnormer• PM10 Stort problem på många platser - Oförändrade
• Långdistanstransport
• Lokalt genererade slitagepartiklar (trafik)
• Lokal vedeldning
• NO2 Överskridanden på vissa platser – sjunkande(?)• Lokal vägtrafik (avgaser)
• Inget problem 2010
• Bensen Troligen inget problem(?) - sjunkande• Vägtrafik
• Vedeldning
• Benso[a]pyren Begränsat problem(?) - sjunkande• Vägtrafik, avgaser
• Vedeldning
• Industrier
![Page 8: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/8.jpg)
PartiklarStorleksfördelningar
![Page 9: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/9.jpg)
Grova partiklarFina partiklar
Heta ångor, gaser Mekaniskt genererade
Kondensation
Nukleering
Nukleeringsmod Ackumuleringsmod Grovmod
Koagulering
Partikeldiameter (µm)
Partiklarna fördelar sig på olika ”moder”
![Page 10: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/10.jpg)
Aitkenmode
Accumulation mode
Coarse Particles
0.001 0.01 0.1 1 10 100
Particle Diameter ( m)
Sedimentation
Rainoutand
Washout
Wind blown dust+
Emissions+
Sea spray+
Volcanoes+
Plant ParticlesCoagulation
Condensation nuclei
Agglomerates
DropletsCoagu-lation
Primaryparticles
Homogenous nucleationand condensation
Hot vapoursLow volatility gases
Gas phase chemical reactions
Coagu-lation
Nucleationmode
Activation
Condensation
Diffusion
![Page 11: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/11.jpg)
StorleksfördelningarSamma partikelfördelning –
Olika sätt att presentera data Antalet partiklar
Partiklarnas yta
Partiklarnas volym
eller massa
Partikeldiameter (µm)
![Page 12: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/12.jpg)
Partiklar - Antalsfördelning
Linjär skalaLogaritmisk skala
Partikeldiameter Dp (µm)Partikeldiameter Dp (µm)
![Page 13: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/13.jpg)
Volym och massfördelningar
Olika kontinentala miljöer Urban miljö
Jordflykt
Bakgrund
Urbanpåverkan
Urban påverkan
Nära större väg
Partikeldiameter Dp (µm)Partikeldiameter Dp (µm)
![Page 14: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/14.jpg)
Fina partiklar – Många och farliga?Grova partiklar – Få men mycket massa
PM ingen enhetlig sammansättning
Vad är farligt med PM?
(massa, antal, yta?)
Hur bör PM övervakas och begränsas?
![Page 15: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/15.jpg)
Partikeldiameter
Svårt både att mäta och beskriva en partikels form och storlek
Storlek anges istället som ekvivalent diameter
d?
d?
![Page 16: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/16.jpg)
Partikeldiameter
• Aerodynamisk ekvivalent diameterDiametern på den sfär med densiteten 1g/cm3 som har samma sedimentations-hastighet som partikeln ifråga.
• Stokes ekvivalent diameterDiametern på den sfär som har samma sedimentationshastighet och densitet som partikeln ifråga.
![Page 17: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/17.jpg)
Ekvivalent PartikeldiameterUtgår från sedimentationshastigheten
Volymekvivalentdiameter
Formfaktor = 1.36de = 5.0 µmrp = 4 g/cm3
Stokesekvivalenta
sfärds = 4.3 µmrp = 4 g/cm3
Aerodynamisktekvivalent
sfärdae = 8.6 µmrp = 1 g/cm3
vTS=0.22 cm/s vTS=0.22 cm/svTS=0.22 cm/s
![Page 18: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/18.jpg)
Exempel på oregelbundna partiklar
Fotogenlampa (sotagglomerat) Partiklar fråm slitage av bildäck
TEM-bilder
![Page 19: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/19.jpg)
Partikelavskiljning - olika konventioner
IPM: Inhalerbar partikelfraktion (andel som kan inandas genom näsa eller mun)TPM: Lungpartikelfraktion (eng. thoracic; andel som kan passera svalget)RPM: Respirabel partikelfraktion (andel som kan nå lungblåsorna)
PM10
PM2.5
![Page 20: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/20.jpg)
Partiklar i finmoden Partiklar i grovmoden
Aerodynamisk partikeldiameter Dae (µm)
![Page 21: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/21.jpg)
PM10 Sammansättning - Europa PM10 Sammansättning - Europa
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
Jämförelse: Gravimetrisk PM10-massa (referensmetod) – Summan av kemiskt bestämda komponenter
![Page 22: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/22.jpg)
PM2.5 Sammansättning - Europa PM2.5 Sammansättning - Europa
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
Jämförelse: Gravimetrisk PM2.5-massa – Summan av kemiskt bestämda komponenter
![Page 23: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/23.jpg)
Grovmod sammansättning - Europa Grovmod sammansättning - Europa PM10-PM2.5PM10-PM2.5
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
![Page 24: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/24.jpg)
Partikel-bundet vatten som borde avlägsnas
Lättflyktiga föreningar som borde vara kvar
Aerodynamisk diameter (µm)
Lättflyktiga föreningar som kan försvinna under eller efter provtagning
Sot eller “elementärt kol”
Organiskt kol
![Page 25: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/25.jpg)
Felkällor vid aerosolmätning
Ursprunglig aerosol
Provtagnings-effektivitet
Interna förluster
Sensorns respons
Databearbetning
Aerosol-provtagare
234 cm-3
![Page 26: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/26.jpg)
Standarder för mätning av PM Befintliga och kommande
• US EPA & National standards
• EN12341 PM10 Std. (1996)
• 2nd Daughter Directive
• CAFE (Clean Air For Europe)
• EN 14907 PM2.5 Std. (April 2004)
• Dotterdirektiv for tungmetaller och PAH (Cd, Pb, Cu, Hg, As, Cr)
![Page 27: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/27.jpg)
USA och EuropaKrav på konditionering av filter vid vägning för
bestämning av PM-halter
![Page 28: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/28.jpg)
Föreslagen PM2.5 mätstandard EN 14907Viktiga skillnader gentemot PM10-standard
• Provtagningsflöde: 2.3 eller 30 m3/timme.• Måste provta vid omgivningstemperatur (+/-5°C).• Filter måste tas ur provtagaren inom 4 timmar efter
avslutad provtagning eller….• filter hålls vid < 20°C efter provtagningen.• Vågen måste ha en nogrannhet och precision på
bätttre än 10 µg.• Samma krav på konditionering (temp, fuktighet)
men strängare Q.A. (t.ex. upprepning av vägning inom 24-48 timmar)
– EN12341 PM10 och EN14907 PM2.5 kräver båda 50% r.f. och 20°C
• Ny procedur för godkännande av ekvivalenta mätmetoder.
![Page 29: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/29.jpg)
Våta och torra PM storleksfördelningar(Pittsburgh Air Quality Study, PAQS, Pandis et al.)
101
102
103
0
5000
10000
15000
101
102
103
0
5
10
15x 10
10
Diameter, nm
NUMBER
VOLUME
Torr, 20% r.f.
Våt, 68% r.f.
Volymökning p.g.a. vatten
Partikelbundet vatten =
w(Vwet-Vdry)
![Page 30: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/30.jpg)
July
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 20 40 60 80 100
RHwet, %
V w
et /
V d
ry
Våta partiklar vid r.f. < 60%Våta partiklar vid r.f. < 60%
Partikelbundet vatten, juli 2001Partikelbundet vatten, juli 2001(Pittsburgh Air Quality Study, PAQS, Pandis et al.)
![Page 31: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/31.jpg)
PM2.5 SammansättningPittsburgh, USA, Juli 2001
Spyros Pandis m.fl.
0
10
20
30
40
50
60
WaterCrustal
NO3
SO4
NH4
EC
OC*1.8
FRM
PM
2.5
(g
m-3)
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Datum (Juli 2001)
Vatten kan utgöra en stor del av PM2.5.
Referensmetod (gravimetrisk)
Vatten
![Page 32: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/32.jpg)
Forsdala, Lycksele – Partikelmätningar 2002
Hygroskopiska egenskaper (TDMA)Partikelstorleksfördelningar (DMPS)Elementsammansättning (SAM) (filter fin-, grovfraktion, PIXE)
Kemisk sammansättning (Hi-Vol PM10)Partikelmassa (TEOM)(PM10 / PM2.5)
Huvudjoner (filter, IC)
Sot
Rapporter BHM: http://www.itm.su.se/bhm/
![Page 33: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/33.jpg)
Differential Mobility Particle SizerDMPS
Monodispersaerosol
Bip
olä
r la
dd
are
CPCAerosol-partiklar
DMA
Tork
Partikel-räknare
dN/dDp
d0Dp
DMA “Transfer Function”
Mäter:Partiklarnas storleksfördelning
(< 1 µm, oftast torrt)
![Page 34: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/34.jpg)
Variationerna i partikelhalterForsdala, Lycksele 2002Partikelantal
Forsdala, Lycksele 2002 (LTH Twin-DMPS)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
13/1 18/1 23/1 28/1 2/2 7/2 12/2 17/2 22/2 27/2 4/3 9/3
Datum 2002
Ant
al p
arti
klar
(#
/cm
3)
Mycket stor variation av antalet partiklar!Vedeldning betydande källa i Lycksele.
Bakgrund
Part
ikela
nta
l (c
m-3)
![Page 35: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/35.jpg)
Partikelmassa och volymForsdala, Lycksele 2002
Partikelvolym (DMPS), PM10 och PM2.5 (TEOM)Forsdala, Lycksele 2002
0
10
20
30
40
50
60
70
25/1 26/1 27/1 28/1 29/1 30/1 31/1 1/2 2/2 3/2 4/2
Datum 2002
DM
PS
vo
lym
µm
3 /cm
3
0
10
20
30
40
50
60
70
PM
µg
/m3
DMPS volymPM2.5PM10
Partikelvolym beräknat från DMPS-data uppvisar god samvariation med PM-halterna (TEOM).PM0.85 beräknat från DMPS-data (densitet 1 g/cm3) utgör 66% av PM2.5 och 50% av PM10.
![Page 36: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/36.jpg)
Hälsoeffekter
Halter och gränsvärden
![Page 37: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/37.jpg)
Akuta korttidseffekter Dödlighet
Förä
ndri
ng a
v d
ödlig
het
per
dyg
n (
%)
Uppskattad procentuell förändring i dödlighet per dygn vid en ökning av PM10 med 10 µg/m3 (95% konfidensintervall). (Pope et al. 1995)
+0.7% per 10 µg/m3 ökning av
PM10
![Page 38: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/38.jpg)
Partiklar Utomhusluft Partiklar Utomhusluft GränsvärdenGränsvärden
• USA - National Ambient Air Quality Standards
Årligt medelvärde 24-timmar
PM-2.5 (1997) 15 µg/m3 65 µg/m3
PM-10 (1997) 50 µg/m3 150 µg/m3
• EU-stater - Air Quality Limit Values (MKN)
Årligt medelvärde 24-timmar
PM-10 (2005) 40 µg/m3 50 µg/m3 (35/år)
PM-10 (2010) 20 µg/m3 50 µg/m3 (7/år)
![Page 39: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/39.jpg)
WHO-rapportenwww.who.dk/document/e79097.pdf
”It has been estimated that exposure to fine particulate matter in outdoor air leads to about 100 000 deaths (and 725 000 years of life lost) annually in Europe.”
”The present information shows that fine particles (commonly measured as PM2.5) are strongly associated with mortality and other endpoints such as hospitalization for cardio-pulmonary disease, so that it is recommended that Air quality guidelines for PM2.5 be further developed.”
”Epidemiological studies on large populations have been unable to identify a threshold concentration below which ambient PM has no effect on health.”
![Page 40: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/40.jpg)
Second Position Paper on Particulate MatterCAFE Working Group on Particulate Matter
August 20th, 2003
• “In the light of these health-related findings the PM Working Group recommends the use of PM2.5 rather than PM10 as the principal metric for assessing exposure to particulate matter. It is further recommended to maintain monitoring PM10 at a lower intensity ….”
• “It is recommended that once PM2.5 limit values have come into force and have replaced the Stage 1 PM10 limit values, the PM10 indicative limit values currently set for Stage 2 in the First Daughter Directive should be reclassified as target values with the aim to help control the coarse fraction, PM2.5-10.”
![Page 41: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/41.jpg)
C. Robles-Gonzalez, J.P. Veefkind and G. de Leeuw, GRL 27(2000)955-959
Aerosol Optical Depth over EuropeAerosol Optical Depth over Europe
![Page 42: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/42.jpg)
Europeiska PM10-halterEuropeiska PM10-halter
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
![Page 43: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/43.jpg)
Europeiska PM2.5-halterEuropeiska PM2.5-halter
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
![Page 44: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/44.jpg)
Europeiska PM-halterEuropeiska PM-halter
PM2.5 och PM10
samvarierar
Kvoten
PM2.5 / PM10
= 0.5 to 0.9
Putaud et al., 2003 (http://ccu.ei.jrc.it/ccu/)
![Page 45: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/45.jpg)
• Relevanta Miljömål:Frisk luftGod bebyggd miljö
![Page 46: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/46.jpg)
0
20
40
60
80
100
120
140
Trelle
borg
Land
skro
na
Karlsh
amn
Kalmar
*
Huskv
arna
Mar
iesta
d **
Visby*
*
Tidah
olm
Uppsa
la
Arvika
Karlsk
oga
Sandv
iken
Lyck
sele
Mean90%-il98%-il
PM10, Årsmedelvärde, 90- och 98%-iler
Källa: Urbana Mätnätet, IVL
90%-il
ÅrsmedelFöreslagna nya delmål
Syd Nord
PM
10-h
alt
(µg
/m3)
![Page 47: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/47.jpg)
PM2.5, Årsmedelvärde, 90- och 98%-ilerUppskattning utifrån PM10 halter
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Trelle
borg
Land
skro
na
Karlsh
amn
Kalmar
*
Huskv
arna
Mar
iesta
d **
Visby*
*
Tidaho
lm
Uppsa
la
Arvika
Karlsk
oga
Sandv
iken
Lyck
sele
beräk medel
beräk 90%tilberäk 98%til
90%-ilÅrsmedelFöreslagna nya delmål
Syd Nord
Källa: Urbana Mätnätet, IVL
PM
2.5
-halt
(µ
g/m
3)
![Page 48: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/48.jpg)
PM10-halter i Stockholm år 2002
PM10 90-percentil
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Horns
gata
n
Essing
elede
n
Sveav
ägen
Norrla
ndsg
atan
Valhall
aväg
en
Roslag
sväg
en
E4 Soll
entu
na
Söder
malm
(tak
)
Upplan
ds V
äsby
(kam
iner)
Bakgr
und
Miljökvalitetsnorm, 2005
Övre utvärderingströskelFörslag, 2015
PM
10-h
alt
(µg
/m3)
![Page 49: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/49.jpg)
Antal överskridanden av PM10 MKNÖver 50 µg/m3 tillåtet högst 35 dygn/år
0
5
10
15
20
25
30Stockholm (Hornsgatan)
Uppsala (Kungsgatan)Number of daily averages above 50 µg/m3 per month (PM10)
0
20
40
60
80
100
aprmaj
jun julaug se
p oktno
vdec ja
nfe
bm
ar apr
maj jun jul
aug sep ok
tno
vde
c jan
feb
mar apr
maj ju
n julaug se
p okt
Stockholm (Hornsgatan)
Uppsala (Kungsgatan)Monthly averages (µg/m3)
1999 2000 2001
Antal överskridanden per månad av dygnsmedelvärdet 50 µg/m3
PM
10
-halt
(µ
g/m
3)
Månadsmedelvärde (µg/m3)
![Page 50: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/50.jpg)
Förslaget innebär överskridande i samtliga tätortsmiljöer i Sverige
Huvudkällor:1. Långdistanstransport2. Vägdamm3. Icke miljögodkända vedpannor
Långdistanstransport påverkar främst årsmedelLokala källor påverkar främst 90%-il
![Page 51: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/51.jpg)
Modellerat partikelantal över hela Lycksele
Medelvärde partikelantal (exklusive bakgrund)
Partikelantal från vedeldning Partikelantal från trafik
Lars Gidhagen, SMHI
![Page 52: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/52.jpg)
Dygnsmedelvärde partikelantal (exkl. bakgrund)vid temperaturer < -30 °C (24 jan 2002)
Modellerat partikelantal över hela Lycksele
Partikelantal från vedeldning Partikelantal från trafik
Lars Gidhagen, SMHI
![Page 53: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/53.jpg)
Storleksfördelning i olika 5-temperaturintervall
Forsdala, Lycksele, jan-mars 2002
Natt
Partikelstorleksfördelningar2002, Forsdala, Lycksele (LTH Twin-DMPS)
Antalsfördelningar
0
5000
10000
15000
20000
1 10 100 1000
Partikeldiameter (nm)
An
tals
kon
c. d
N/d
log
Dp
(cm
-3)
-25-20-15-10-50
Vedeldning (70 nm)
Trafik (20 nm)
![Page 54: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/54.jpg)
Beräknade halter av ultrafina partiklar i Stockholm
Antal per cm3
Lars Gidhagen, SMHI
Ultrafina partiklar: < 100 nm
![Page 55: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/55.jpg)
Stor samvariation mellan antalet partiklar och NOx i trafikmiljöer
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
1 10 100 1000 10000
VallstanäsE1
SöderledstunnelnHornsgatanRosenlundsgatan
Nox
Tot
al N
umbe
r o
f Par
ticle
s ToN = 606*[NOx]0.9277
Christer Johansson m.fl., SLB
![Page 56: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/56.jpg)
”Utveckling och validering av modellför beräkning av PM10 i urban miljö”
Finansierat av Vägverket, Borlänge
Mätplats: Vallstanäs (E4 norr om Stockholm)
![Page 57: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/57.jpg)
Vägsimulator VTI LinköpingFinansierat av Vägverket, Borlänge
APSStorleksfördelning
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
diameter [µm]
dM
/dlo
gD
p [
mg
/m³]
Sample 1-60 (bakgrund)
Sample 71-80
Sample 81-90
Sample 91-100
Sample 101-110
Sample 111-120
Sample 71-80 Icke Korrigerad
SMPSAntalsfördelning
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
10 100 1000
diameter [nm]
dN
/dlo
gD
p
Drift
Bakgrund
![Page 58: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/58.jpg)
Andel dubbdäck och jordstoftskällor Vallstanäs (E4)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
2003-02-2800:00
2003-03-1000:00
2003-03-2000:00
2003-03-3000:00
2003-04-0900:00
2003-04-1900:00
2003-04-2900:00
2003-05-0900:00
2003-05-1900:00
2003-05-2900:00
µg
/m3
0
10
20
30
40
50
60
70
%
Summan av PM10- bidrag från källa jordstoft grov och jordstoft finAndel dubbdäck
Nederbörd period
Sopning av E4:an utfördes på kvällen den 26 mars
Andel dubbdäck
![Page 59: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/59.jpg)
Vallstanäs (E4)Flera källor av betydelse för PM10-halterna
förutom avgaserna
Bakgrund; 3.9; 18%
Jordstoft grov; 1.1; 5%
Fordons emission; 0.5; 2%
Jordstoft fin; 5.1; 24%
Salt; 8.8; 42%
Okänt; 1.8; 9% Bakgrund; 6.3; 12%
Jordstoft grov; 16.7; 32%
Fordons emission; 2.4; 5%
Jordstoft fin; 17.3; 33%
Salt; 4.1; 8%
Okänt; 5.4; 10%
Kall, nederbörd period
Kall, torr period
Uppmätt PM10: 21.2 µg/m3 (medel)
Uppmätt PM10: 52,2 µg/m3 (medel)
![Page 60: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/60.jpg)
SammanfattningKällor till partiklar i städer
• Antal partiklar:– Lokala bensin och dieselavgaser viktigast– Vedeldning i vissa områden– Nästan försumbart bidrag från intransport
• PM10:– Inget (<10%) bidrag från fordonsavgaser– Dubbdäck (och vinterväghållning) medför höga PM10
halter i Sverige jämfört med andra städer i Europa– Vedeldning kan ge betydelsefulla lokala bidrag– Långdistanstransporten viktig
![Page 61: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/61.jpg)
Epidemiologi – Länk mellan halter i utomhusluft och olika hälsoeffekter.
Emission Koncentration Exponering Dos Hälsoeffekt
Luftkvalitets-mätningar ?
HalterEmission Exponering Dos Hälsoeffekt
Dosen av partiklar till andningsvägarna borde vara mer relevant än halter i utomhusluften!
Spridnings-modellering
Emissions-mätningar
Källor - Partikelhalter – Hälsoeffekter
![Page 62: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/62.jpg)
Lungdeposition av partiklar - ICRP
Total
Partikeldiameter (µm)
Deponera
d p
art
ikela
nd
el
Lungblåsor
![Page 63: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/63.jpg)
Sotpartiklarna (gulfärgade) har tagit sig in genom luftvägarna och ansamlas i lungblåsorna - alveolerna - (violetta).
Fotograf: Lennart Nilsson
![Page 64: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/64.jpg)
En vit blodkropp från kroppens immunförsvar (färgad i blått) försöker attackera sotpartiklarna och äta upp dem.
Fotograf: Lennart Nilsson
![Page 65: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/65.jpg)
Partikeldeposition i andningsvägarna
Inte känt:Vilka fysikaliska/kemiska egenskaper hos de
deponerade partiklarna ger upphov till de observerade hälsoeffekterna?
Av intresse att kunna mäta eller uppskatta:
Depositionen av aerosolpartiklar avseende• Antal• Yta• Massa (Volym)
till de olika delarna av andningsvägarna.
![Page 66: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/66.jpg)
Total
Partikeldepositionens effektivitet är starkt
storleksberoende
Den relevanta storleken är den som partiklarna uppnår genom tillväxt i andningsvägarnas fuktiga miljö.
Viktiga parametrar:• Partiklarnas torrstorleksfördelning• Partiklarnas hygroskopiska egenskaper
som funktion av partikelns torrstorlek
Partikeldeposition i andningsvägarna - ICRP
![Page 67: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/67.jpg)
Partiklarnas hygroskopiska egenskaperAv betydelse för partikeldepositionen i lungorna
Depositionökar
Depositionminskar
Lungdeposition och hygroskopisk tillväxt vid r.f.=99.5%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1 10 100 1000
Torrdiameter (nm)
Dep
on
erad
an
del
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
Till
växt
fakt
or
(r.f
.=99
.5%
)
Lungdeposition - fuktadLungdeposition - torrt
TIllväxtfaktor
Hygroskopiska partiklar gör att minimat i depositionskurvan förskjuts mot mindre storlekar.
![Page 68: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/68.jpg)
Partiklarnas hygoskopiska egenskaperLungdeposition (Forsdala)
Medelstorleksfördelningar och lungdeposition Antal - Yta - Volym
Forsdala, Lycksele 2002 (LTHs DMPS)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
1 10 100 1000
Torr partikeldiameter (nm)
An
tals
ko
nc
. dN
/dlo
gD
p (
cm
-3)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Vo
lym
kon
c. d
V/d
log
Dp (
µm
3/c
m3)
10*Y
tko
nc.
dS
/dlo
gD
p (
µm
2/c
m3)
Antal
Deponerad antalsandel
Yta
Deponerad ytandel
Volym
Deponerad volymsandel
Lungdepositionen (antal, yta,volym) kan beräknas med en tidsupplösning på 10 minuter.
![Page 69: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/69.jpg)
Medelvärden av partikelantal, yta och volym uppmätta i Forsdala under mätkampanjen i januari-mars 2002 samt andel som deponeras i andningsvägarna.
Antal(cm-3)
Yta(m2/cm3)
Volym(m3/cm3)
Hela perioden 4910 120 4.7
Kallt (< -10 C)
8700 225 8.7
Varmt(> -10 C)
2880 63 2.6
Deponerad andel(hela perioden)
Lungblåsorna 26% 10% 11%
Bronker och svalg 8% 2% 3%
Mun och näshäla 7% 16% 27%
Totalt 43% 29% 41%
![Page 70: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/70.jpg)
Ny metod för snabba mätningar av
aerosolpartiklars deposition i andningsvägarna
Avd. för Ergonomi och Aerosolteknik, Avd. för Kärnfysik (LU/LTH)
Skillnaden ger andelen partiklar som deponeras i andningsvägarna.
Partiklarnas i både in- och utandningsluften mätes med avseende på antal och storlek.
Mätutrustningen
Snabb metod (~5 min.)
Kan mätas i hemmet på arbetsplatsen eller i utomhusmiljö.
APS
DM
A
Exhaled Sample
Dri
er
CPC
x
Inhaled Sample
T=40C
SMPS
Inhalation Port
Exposure Chamber or Room Aerosol
![Page 71: Partiklar stora som små OPSIS Användarmöte Göteborg 7/10 2004](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062322/56814674550346895db39980/html5/thumbnails/71.jpg)
Partikeldeposition i andningsvägarnaNaCl, Frisk manlig vuxen person
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
10 100 1000
Particle Diameter (nm)
Dep
osite
d fr
actio
n
2004051420040519