Characteristics of fresh and aged carbonaceous aerosol from anthropogenic combustion sources
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Luftburna partiklar från transportsektorn och energiproduktion kan ge upphov till negativa hälsoeffekter hos människor och påverka det globala klimatet. Partiklarnas kemiska och fysikaliska egenskaper förändras när de åldras i atmosfären och ny partikelmassa kan bildas från ämnen som tidigare var i gasfas. Det övergripande syftet med den här avhandlingen är att öka kunskapen om egenskaperna hos luftburna partiklar från förbränningskällor, för att på längre sikt öka förståelsen hur dessa partiklar påverkar människors hälsa och klimatet.
Våra experiment visar att det bildas ny sekundär partikelmassa av avgaserna från bensindrivna personbilar, som går på tomgång, när de utsätts för simulerad atmosfärisk åldring genom UV-ljus. Den nybildade partikelmassan är betydligt större än partikelmassan som emitteras primärt från avgasröret. Trots detta finns det idag endast emissionsbegränsningar för primära partikelemissioner men inte för sekundärt bildad partikelmassa.
Idag finns det rekommendationer kring vedeldning som säger att man ska använda ”lagom torr ved” eftersom fuktig ved ger ökade utsläpp av luftföroreningar. Resultat i den här avhandlingen visar att försnabb förbränning ger upphov till förhöjda utsläpp av polycykliska aromatiska kolväten (PAHer) och de förhöjda utsläppen av PAHer sammanfaller med låg syrehalt i rökgaserna. PAH-utsläpp är något som bör undvikas då det finns misstankar att PAHer kan vara cancerframkallande och därför bör även snabb syrefattig förbränning undvikas.
Som tidigare nämnts så kan luftburna partiklars kemiska och fysikaliska egenskaper förändras i atmosfären och det finns därför skäl att tro att dessa förändringar påverkar tocixiteten hos partiklarna. För att öka förståelsen hur toxiciteten hos vedrökspartiklar förändras vid atmosfärisk åldring samlades färska och åldrade partikelprover in. De insamlade partiklarna användes för att exponera celler, som sedan genomgick flera olika toxikologiska tester. Resultaten, för några av de toxikologiska testerna visade på en skillnad i respons från de celler som exponerats för de åldrade partiklarna jämfört med de som exponerats för de icke-åldrade partiklarna. Detta visar att man bör ta hänsyn till effekten av åldring när man bedömer hälsoeffekter från vedrök.
Förbränningskällor ger ett stort bidrag till luften i stadsmiljöer, både genom direkta utsläpp och åldrade partiklar som transporteras dit. Det finns idag regler för hur höga partikelhalterna får vara i stadsmiljöer och om för höga halter uppmäts måste åtgärder vidtas. För att öka förståelsen kring partikelsammansättningen i luften och partikelkällor i den urbana miljön, genomfördes fältmätningar i centrala Köpenhamn. Resultaten från fältstudien visar att stadsluften domineras av två partikeltyper med olika fysikaliska egenskaper. Den ena typen var aggregerade partiklar från trafiken, den andra typen var sfäriska partiklar. När det blåste västliga vindar dominerades aerosolen av aggregerade partiklar medan både partikeltyperna förekom i större utsträckning när det blåste från kontinenten. Sotpartiklarnas fysikaliska egenskaper sammanföll med fysikaliska egenskaper hos sotpartiklar från dieselavgaser studerade i laboratoriemiljö.
Luftburna partiklar från transportsektorn och energiproduktion kan ge upphov till negativa hälsoeffekter hos människor och påverka det globala klimatet. Partiklarnas kemiska och fysikaliska egenskaper förändras när de åldras i atmosfären och ny partikelmassa kan bildas från ämnen som tidigare var i gasfas. Det övergripande syftet med den här avhandlingen är att öka kunskapen om egenskaperna hos luftburna partiklar från förbränningskällor, för att på längre sikt öka förståelsen hur dessa partiklar påverkar människors hälsa och klimatet.
Våra experiment visar att det bildas ny sekundär partikelmassa av avgaserna från bensindrivna personbilar, som går på tomgång, när de utsätts för simulerad atmosfärisk åldring genom UV-ljus. Den nybildade partikelmassan är betydligt större än partikelmassan som emitteras primärt från avgasröret. Trots detta finns det idag endast emissionsbegränsningar för primära partikelemissioner men inte för sekundärt bildad partikelmassa.
Idag finns det rekommendationer kring vedeldning som säger att man ska använda ”lagom torr ved” eftersom fuktig ved ger ökade utsläpp av luftföroreningar. Resultat i den här avhandlingen visar att försnabb förbränning ger upphov till förhöjda utsläpp av polycykliska aromatiska kolväten (PAHer) och de förhöjda utsläppen av PAHer sammanfaller med låg syrehalt i rökgaserna. PAH-utsläpp är något som bör undvikas då det finns misstankar att PAHer kan vara cancerframkallande och därför bör även snabb syrefattig förbränning undvikas.
Som tidigare nämnts så kan luftburna partiklars kemiska och fysikaliska egenskaper förändras i atmosfären och det finns därför skäl att tro att dessa förändringar påverkar tocixiteten hos partiklarna. För att öka förståelsen hur toxiciteten hos vedrökspartiklar förändras vid atmosfärisk åldring samlades färska och åldrade partikelprover in. De insamlade partiklarna användes för att exponera celler, som sedan genomgick flera olika toxikologiska tester. Resultaten, för några av de toxikologiska testerna visade på en skillnad i respons från de celler som exponerats för de åldrade partiklarna jämfört med de som exponerats för de icke-åldrade partiklarna. Detta visar att man bör ta hänsyn till effekten av åldring när man bedömer hälsoeffekter från vedrök.
Förbränningskällor ger ett stort bidrag till luften i stadsmiljöer, både genom direkta utsläpp och åldrade partiklar som transporteras dit. Det finns idag regler för hur höga partikelhalterna får vara i stadsmiljöer och om för höga halter uppmäts måste åtgärder vidtas. För att öka förståelsen kring partikelsammansättningen i luften och partikelkällor i den urbana miljön, genomfördes fältmätningar i centrala Köpenhamn. Resultaten från fältstudien visar att stadsluften domineras av två partikeltyper med olika fysikaliska egenskaper. Den ena typen var aggregerade partiklar från trafiken, den andra typen var sfäriska partiklar. När det blåste västliga vindar dominerades aerosolen av aggregerade partiklar medan både partikeltyperna förekom i större utsträckning när det blåste från kontinenten. Sotpartiklarnas fysikaliska egenskaper sammanföll med fysikaliska egenskaper hos sotpartiklar från dieselavgaser studerade i laboratoriemiljö.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2015
Språk
Engelska
Fulltext
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Ämne
- Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics
Nyckelord
- Aerosol
- biomass combustion
- gasoline vehicle exhaust
- polycyclic aromatic hydrocarbons
- secondary organic aerosol
- soot
- mass-mobility relationship
- emissions
- toxicity
Status
Published
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISBN: 978-91-7623-223-1
Försvarsdatum
30 januari 2015
Försvarstid
10:15
Försvarsplats
Lecture hall Stora Hörsalen, IKDC, Sölvegatan 26, Lund University, Faculty of Engineering, LTH.
Opponent
- Annele Virtanen