Luftburna partiklar är en form av luftföroreningar som utgörs av små fragment av material i luften. Den engelska benämningen är "particulate matter" (PM), vilket betyder materia i form av partiklar och PM används för att klassificera storleken. PM10 betecknar partiklar mindre än 10 mikrometer. Luftburna partiklar kan uppstå genom naturens processer, till exempel vulkanutbrott, sandstormar, gräs- och skogsbränder, växters pollenspridning och liknande. De kan även skapas av människan, till exempel genom förbränning av fossila drivmedel i fordon, fyrverkerier, eldsvådor, eldning i värmeverk och kolkraftverk eller andra industriella processer. Omkring 90 % av alla partiklar i atmosfären har skapats genom naturens egna processer, medan cirka 10 % har skapats till följd av mänskliga aktiviteter. Andelen partiklar som skapats genom mänsklig aktivitet kan vara avsevärt högre i tätorter. Höga halter PM i luften orsakar hälsorisk i luftvägarna (nedsatt lungfunktion och lungcancer) samt i form av hjärtsjukdomar. PM används som klassificering för alla partiklar som utgörs av små fragment av fasta eller flytande material som svävar i en gas eller vätska.
Klassificering thumb|400px|right|Diagrammet visar typ och storleksfördelning i mikrometer för luftburna partiklar thumb|400px|Animationen visar optisk tjocklek hos troposfäriska aerosoler från 17 augusti 2006 till 10 april 2007, mätt med 10 km upplösning GEOS-5 "nature run" med GOCART modellen (klicka för mer detaljer). * grön: svart och organiskt kol * röd/orange: damm * vit: sulfat * blå: havssalt
Det vanligaste sättet att klassindela partiklar, utgår från deras storlek (fraktion). PM kan ha diametrar från mindre än 10 nanometer till mer än 10 mikrometer. Dessa dimensioner sträcker sig från ett par molekyler upp till den storlek där partiklarna inte längre kan bäras av en gas. Eftersom många partiklar inte är runda (exempelvis långsmala sotflagor), används olika definitioner på partikelstorlek. Den mest utbredda definitionen är “aerodynamisk diameter”. En partikel med 10 mikrometer aerodynamisk diameter svävar i en gas på samma sätt som ett klot med 10 mikrometers diameter och med grunddensitet 1 gram per kubikcentimeter. Aerodynamisk diameter är därmed ett mått som fokuserar på massan hos partiklarna i en given luftvolym.
Indexeringen PM10 används för att representera partiklar mindre än 10 mikrometer, och PM2.5 representerar partiklar mindre än 2.5 mikrometers aerodynamisk diameter. Med PM10 menas partiklar som passerar genom ett selektivt intag som med 50 procents effektivitet skiljer av partiklar med en aerodynamisk diameter mindre än 10 µm. PM1 beräknat på massvikt så är det 0,5µm-1,0µm som dominerar. Beräknat till antalet på PM1 så dominerar uteslutande mycket små så kallade nanopartiklar.
PM10 utgör inte någon strikt gräns för farliga partiklar, men de flesta tillsynsmyndigheterna runt om i världen har kommit överens om att använda PM10 som mått på luftburna partiklar.
Allt fler forskare har uppmärksammat att måttet "aerodynamisk diameter" inte ger en rimlig koppling till hälsorisk, p.g.a. dess fokus på partiklarnas massa. En partikel med 10 µm (mikrometer) diameter har ungefär samma massa som 1 miljon partiklar med 100 nm (nanometer) diameter, men är uppenbart mycket mindre hälsofarlig eftersom den knappast kan ta sig in i människokroppens organ. Flera länder utarbetar förslag till nytt regelverk, där måttet kommer att fokusera på partiklarnas antal eller specifika yta istället för på deras massa.
En annan fördunklande omständighet är att det inte är klarlagt hur partiklarnas form kan påverka hälsorisken. Den farligt fjäderformade ökända asbesten är känd för att ta sig in i lungornas inre, med ofta fruktansvärd konsekvens. Partiklar med kantiga eller stängliga former har större yta än de med rundade former, vilket påverkar förmågan att fastna ihop med andra - i vissa fall mycket farligare - ämnen.
Bildning Omkring 90 procent av alla partiklar i atmosfären har skapats genom naturens egna processer, medan cirka 10 procent har skapats till följd av mänskliga aktiviteter.
Naturliga källor till partiklar Det finns en rad naturliga källor till luftburna partiklar. Några exempel är vulkanutbrott som kastar upp pyroklastiskt material i atmosfären, sandstormar, gräs- och skogsbränder och växters fröspridning. I kustnära miljö har konstaterats att havssalt som av vindar piskats upp ur havet ger bidrag till PM10 i luftenThordstein, C. 2014 Utredning av PM10-halter vid Masthuggstorget Göteborgs universitet. I samband med den stora skogsbranden i Västmanland 2014 konstaterades att partikelspridningen sträckte sig inte bara över Sverige, Norge och Finland utan även över Norra Ishavet och långt in i Ryssland Sveriges radio 2014 Här är rökens väg från skogsbranden. NASA:s satellit CALIPSO har mellan 2007 och 2013 mätt hur sandpartiklar sprids från Saharas öken i Nordafrika. Årligen lämnar ca 182 miljoner ton partiklar Sahara. Av dessa, avsätts ca 27 miljoner ton i Amazonas (Brasilien)Why there are so much Saharan dust in Amazon rainforest . Satellitbilder visar att vissa år avsätts en hel del ökensand även i Sverige.
Människans alstring av partiklar
Mänsklig alstring av partiklar sker främst genom olika typer av förbränningsprocesser eller mekanisk bearbetning. De minsta partiklarna uppstår främst vid förbränningsprocesser (sot och stoft), medan mekanisk nötning mestadels ger grövre partiklar. PM10 innefattar både nanopartiklar PM1 från förbränning (t.ex. dieselThe World Bank 2014 Reducing Black Carbon Emissions from Diesel Vehicles: Impacts, Control Strategies, and Cost-Benefit Analysis eller bensin i bilmotorer, samt eldning av vedträn i husets kamin) och grövre partiklar, så som från dubbdäckens avnötning från vägbanan och från bromsbeläggens nötning mot bromsskivornaBromsarna lika farliga som dubbdäcken . Observera att PM10 - PM2.5 utgör skillnaden mellan PM10 och PM2.5, vilket utgör den grova fraktionen av PM10.
Gruvbrytning, skogs- och pappersindustrin och kemikalieframställning står för betydande partikelutsläpp, där tio anläggningar står för en och en halv gånger mer partikelutsläpp än de tre storstadskommunerna Stockholm, Göteborg och Malmö tillsammans.http://fajk.wordpress.com/2013/05/06/team-united-press/.
I mindre skala innebär bränder i byggnader och fordon utsläpp av stora mängder giftiga luftburna partiklar, liksom fyrverkerier: fleråriga jämförelser av luftkvaliteten före, under och efter festivaler med stora fyrverkerier har visat att halten av fina partiklar i luften (både PM10 och PM2.5) i stadsluften ökar flerfaldigt på grund av fyrverkerierFine particles (PM2.5) in ambient air of Lucknow city due to fireworks on Diwali festival. Barman SC, Singh R, Negi MP, Bhargava SK. 2009. J Environmental Biology 2009 Sep;30(5):625-32.http://www.slb.mf.stockholm.se/slb/rapporter/pdf/metaller2000.pdf SLB:s rapport om utsläpp från fyrverkerier..
Även tåg och spårvagnar skapar partiklar genom främst slitage på hjul och räls, hos bromsar, samt på strömavtagare och kontaktledningar.Emissions of particulate matters from railways - Emission factors and condition monitoring Finare partiklar kan både ge upphov till höga halter av inandningsbara partiklar i slutna järnvägsmiljöer (tunnlar) och spridas långt bort från källan.VTI 2007 Järnvägens föroreningar – källor, spridning och åtgärder Rapport 602 I flera järnvägstunnlar överskrider partikelhalten EU:s gränsvärde för hälsorisk. Emellertid krävs ingen åtgärd mot dessa partiklar, eftersom järnvägstunnlar är undantagna från EU-reglerna om ren luftTrafikverket 2012 Järnvägens partikelutsläpp .
Förändrad markanvändning, så som vägar, skogsskövling och jordburk kan också leda till luftburna partiklar eftersom jorderosionen ökar.Boucher, O., D. Randall, P. Artaxo, C. Bretherton, G. Feingold, P. Forster, V.-M. Kerminen, Y. Kondo, H. Liao, U. Lohmann, P. Rasch, S.K. Satheesh, S. Sherwood, B. Stevens and X.Y. Zhang, 2013: Clouds and Aerosols. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Vid och kort efter harvning i blåsig torr vårluft kan jordbruk orsaka stor spridning av partiklar, men också skörden kan sprida partiklar vid torrt och blåsigt väder.
Fartyg är stora källor till luftburna föroreningar i tätorter Stora containerfartyg drivs med "tung bunkerolja". Det är en restprodukt från oljedestillering och är nära släkt med det bitumen som utgör bindemedel i asfalt. Bunkeroljan kan endast förbrännas i stora fartygsmotorer. Den innehåller så stora halter svavel att ett större containerfartyg kan förorena luften lika mycket som 50 miljoner bilar. År 2008 kom det fram att Danmarks största rederi släpper ut lika mycket koldioxid som hela Danmark i övrigt, inte minst på grund av rederiets bruk av tung bunkerolja. Ett av världens största containerfartyg är 400 m långa Emma Maersk, som lastar svindlande 11 000 containers. Emma Maersk förbrukar 200 000 liter bunkerolja per dygn, motsvarande en vanlig stads samlade oljeförbrukning. Containerfartygen saknar som regel nämnvärda avgasrenande åtgärderKaempeskibe er draebere, Berlingske Tidning, 2 maj 2010.
Även många kryssningsfartyg är stora källor till luftförorening. I Shanghai beräknas upp till 10 procent av alla luftburna partiklar i stadens luft komma från enbart kryssningsfartyg.
Det finns än idag flera hinder mot att koppla alla fartyg till landström när de ligger i hamn. Det saknas standardisering av anslutningar som fartygen kan använda i olika hamnar världen över. På vissa platser skulle investeringar i bättre landströmförsörjning bli oacceptabelt höga, då många fartyg kräver mycket stora mängder energi. I vissa fall krävs att hamnens hela strömförsörjning måste byggas ut. I många fartyg driver motorerna även annan utrustning som krävs när fartyget ligger vid kaj.
Hälsoeffekt År 1783 inträffade ett våldsamt utbrott från vulkanen Laki på Island. Det resulterade i att omkring 1 km³ pyroklastiskt material sprutade upp från jordens inreGlobal Volcanism program- Grímsvötn Smithsonian Institution. Under åtta månader svävade omkring 120 miljoner ton svaveldioxid (motsvarande ca tre gånger de samlade industriella utsläppen i Europa år 2006) och 8 miljoner ton fluor i aerosolform i atmosfären, vilket orsakade naturkatastrofen Móðuharðindin. Fram till slutet av år 1785 dog närmare 10 000 islänningar och 75 procent av Islands boskap. Idag anser forskarna att den medicinska orsaken till dödsfallen främst var fluoros. Under åren efter Laki-utbrottet kom rapporter om ökad dödlighet från många platser runt om i EuropaMystisk vulkansjuka får sin lösning, Forskning och Framsteg nr 7/2007. I Storbritannien blev sommaren 1783 känd som "sandsommaren" på grund av allt nedfall från vulkanenBBC Timewatch: "Killer Cloud", broadcast 19 January 2007.
År 1952 fick det moderna västerländska samhället kanske ännu klarare insikt i att luftföroreningar kan skada hälsan akut, då ca 4 000 Londonbor dog till följd av extrem smog från intensiv kokseldning.