Svevestøv Publisert 30.05.2005, oppdatert 30.03.2011, 15:11 Svevestøv er en kompleks blanding av mikroskopiske partikler i luften vi puster inn. Slike partikler kan dannes ved forbrenningsreaksjoner og mekanisk slitasje, virvles opp av vind eller dannes direkte i atmosfæren ved kondensering av gasser. Svevestøv finnes overalt, men med unntak av ekstreme naturfenomener som sandstormer, vulkanutbrudd og skogbranner, er høye konsentrasjoner gjerne forbundet med menneskelig aktivitet og lokalisert til byområder. Partikler i forurenset byluft antas å være et av verdens store miljøproblemer, og er beregnet å forårsake rundt 800 000 årlige dødsfall på verdensbasis. Veitrafikk er viktigste kilde Svevestøv kan stamme fra en rekke naturlige og menneskeskapte kilder som f.eks. forbrenningsmotorer, mekanisk slitasje på kjøretøyer og veidekke, industri, og fyring med kull, olje og ved. Dessuten finnes det en rekke biologiske komponenter i svevestøvet, som pollenkorn, muggsoppsporer og bakterierester. Veitrafikk er imidlertid den viktigste kilden til svevestøv. I tillegg til forbrenningspartikler fra eksos, bidrar bruken av piggdekk sterkt til de høyeste konsentrasjonene under episoder med luftforurensning. Overgang til piggfrie vinterdekk som sliter mindre på asfalten er derfor et viktig tiltak for å bedre luftkvaliteten i norske byer. Svevestøv klassifiseres etter partikkelstørrelse Svevestøv eller partikulært materiale (PM) deles inn i ulike klasser etter partikkelstørrelse. De viktigste kategoriene er PM10 - partikler mindre enn 10 mikrometer ( m), PM2,5 partikler mindre enn 2,5 m og PM0,1 partikler mindre enn 0,1 m. En mikrometer er en tusendel av en millimeter eller ca. en femtidel av tykkelsen på et menneskehår. Det vil kreve ca. 130 000 1- mikrometer partikler for å dekke prikken over denne i en. De ulike størrelsesfraksjonene av svevestøv omtales ofte som grovfraksjonen (PM10-2,5), finfraksjonen (PM2,5), og ultrafine partikler (PM0,1). Et annet begrep for ultrafine partikler er nanopartikler. Luftkonsentrasjoner av svevestøv måles vanligvis som total masse (vekt) av PM10 og PM2,5 per kubikkmeter luft (µg/m 3 ). Masse vil imidlertid i hovedsak gjenspeile mengden store partikler, men stadig flere studier av helseeffekter vektlegger behovet for også å måle partikkelantall eller overflateareal. Dette for bedre å bestemme konsentrasjonen av de minste partiklene. Svevestøv Helseinstitutet, Norge (2005/2011) Side 1
Svevestøv har en kompleks sammensetning Svevestøv har en svært kompleks sammensetning. Generelt sett kan man si at grovfraksjonen (PM10-2,5) hovedsakelig består av partikler fra mekanisk slitasje og jorderosjon, mens fine (PM2,5) og ultrafine partikler (PM0,1) hovedsakelig er forbrenningspartikler. Både grove, fine og ultrafine partikler kan binde en rekke ulike komponenter til overflaten. Disse omtales ofte som løselig fraksjon av PM, og omfatter en rekke ulike forbindelser som metaller, svovel- og nitrogenoksider, PAH, ulike gasser, endotoksin (bakteriekomponent), muggsoppfragmenter og allergener. Disse komponentene synes å kunne bidra til de negative helseeffektene av svevestøvet. Dagens grenseverdier for luftforurensning er basert på totalmengde PM10 og PM2,5, og tar dermed ikke hensyn til støvets sammensetning. Selv om støvets sammensetning trolig er av stor betydning for helseeffektene, er det per i dag fremdeles for liten kunnskap om betydningene av de ulike komponentene til at mer raffinerte målemetoder kan innføres. Svevestøv Helseinstitutet, Norge (2005/2011) Side 2
Store regionale variasjoner Svevestøvets sammensetning varierer sterkt fra region til region avhengig av hvilke kilder som gir opphav til partiklene. Sammensetningen har trolig stor betydning for hvor skadelig støvet er. Som en konsekvens er ikke funn av sammenhenger mellom svevestøv og helseeffekter i en region nødvendigvis overførbare til en annen region. Eksempelvis er de fleste store undersøkelser av svevestøv og helseskade foretatt i større amerikanske og europeiske byer, områder der støvet domineres av fine forbrenningspartikler. Til sammenligning er episoder med høye svevestøvnivåer i Skandinavia ofte karakterisert av svært høye nivåer av grove mineralpartikler fra slitasje av veidekke. Svevestøv kan forårsake helseeffekter Forurenset byluft regnes for å være blant de viktigste negative miljøfaktorene som påvirker menneskers helse. Svevestøveksponering kan bidra til å forverre en rekke luftveissykdommer som kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), astma og lungekreft. Svevestøveksponering ser også ut til å kunne gi høyt blodtrykk, forstyrrelser i hjerterytmen og økt risiko for hjerteinfarkt. På verdensbasis regner man med at bortimot 800 000 mennesker årlig mister livet som følge av for høye svevestøvnivåer i uteluften. De fleste akutte dødsfall forårsaket av svevestøveksponering ser ut til å skyldes effekter på hjerte-karsystemet. Luftbårne partikler fremkaller skader i lungevevet enten direkte ved å reagere med cellene, ved å produsere skadelige reaktive oksygenforbindelser (frie radikaler), eller ved at skadelige forbindelser bundet til partikkeloverflaten (metaller, PAH, etc.) frigis i lungene. Eksperimentelle studier tyder på at aktivering av betennelsesreaksjoner, og spesielt kronisk betennelse, er et sentralt trinn i sykdomsutvikling som følge av svevestøveksponering. Virkningsmekanismer er beskrevet nærmere under Helseeffekter. En rekke nyere studier tyder også på at svevestøv, og spesielt dieseleksospartikler, kan være av betydning for allergiutvikling. Dette er behandlet for seg under Helseeffekter (Astma og allergi) og Veitrafikk (Dieseleksos). Partikkelstørrelse er viktig for effekt Partikkelstørrelsen anses å være en avgjørende faktor for helseeffekter av svevestøv. Forenklet beskrevet vil små partikler i større grad kunne trenge dypere ned i luftveiene, mens grove partikler hovedsakelig vil avsettes i de øvre luftveiene, som nese og svelg. Dette er avgjørende for hvor skade oppstår, og dermed til en viss grad også hvilken type skade som kan oppstå. Partikler som avsettes nederst i gassutvekslingsonen (lungeblærene) vil normalt gjøre større skade, da kroppen bruker betydelig lengre tid på å fjerne partikler fra denne regionen. Skader i denne delen av lungene er også svært kritisk da det er her oksygenopptaket foregår. Svevestøv Helseinstitutet, Norge (2005/2011) Side 3
Størrelsen er også avgjørende for partiklenes reaktivitet (evne til å skade celler og vev). Partikkeloverflaten anses å frembringe skader, enten ved direkte å skade lungeceller, ved å produsere frie radikaler, eller ved å frigjøre løselige forbindelser som metaller og PAH. Dermed vil økt overflate gi økt mulighet til å frembringe skade. Små partikler vil normalt ha større relativ overflate i forhold til vekt sammenlignet med tørre partikler. Det betyr for eksempel ved samme masse (vekt) har partikler med diameter på 1 mikrometer en samlet overflate som er totalt 10 ganger så stor som den samlede overflaten av partikler med diameter på 10 mikrometer (se tabell). Sammenheng mellom partikkelstørrelse, -overflate og antall. Tabellen gir en oversikt over samlet partikkeloverflate og antall partikler ved en lik vektmengde partikler av forskjellige størrelser. Partikkelstørrelse Relativ overflate Relativt antall 10 m 1 1 2,5 m 4 64 1 m 10 1000 0,1 m 100 1000000 Ormstad & Løvik, Tidsskr Nor Lægefor 2002 En rekke internasjonale studier tyder på at små forbrenningspartikler er mest helseskadelige, og mange har ansett at partiklene i den grove fraksjonen (PM10-2,5) er av mindre betydning. Imidlertid viser undersøkelser fra områder der støvet er dominert av PM10-2,5 at også de grove partiklene kan gi negative helseeffekter. Funn fra Sverige tyder på at de grove slitasjepartiklene fra veidekket fører til økte luftveisproblemer og flere akuttbesøk og innleggelser på sykehus for slike Svevestøv Helseinstitutet, Norge (2005/2011) Side 4
problemer. Derimot ser det ikke ut til at disse partiklene har betydning for hjerte-karsykdom, noe som kan indikere at effekter på hjerte-karsystemet skyldes de finere forbrenningspartiklene. Regelverk Uønskede helseeffekter av svevestøv ser ut til å inntreffe allerede ved svært lave konsentrasjoner. Amerikanske studier av sammenhengen mellom PM2,5-nivåer og daglige dødsfall, tyder på en lineær dose-responssammenheng der selv de laveste svevestøvkonsentrasjonene gir en viss økning i dødelighet. Luftkvalitetskriterier Luftkvalitetskriterier for PM10 er 35 g/m 3 som gjennomsnittsverdi for ett døgn, og for PM2,5 er den 20 g/m 3 som gjennomsnittlig døgnverdi. Grenseverdier og nasjonale mål Gjeldende grenseverdi for PM10 er 50 g/m 3, og den må ikke overskrides mer enn 35 ganger i året. Det nasjonale mål er at samme verdi ikke skal overskrides mer enn 7 ganger per år. Beregninger fra 2001 tyder imidlertid på at om lag 200 000 innbyggere i Oslo og 15 000 i Trondheim utsettes for svevestøvnivåer (PM10) over nasjonalt mål for 2010. Aktuell litteratur Hetland RB. Studies on ambient air particles generated by the use of studded tires. Characterisation and inflammatory potency of particles from different types of stone used in road surface material [thesis]. Oslo: Faculty of medicine; 2002. ISBN 82-7703-074-6. Nygaard UC. The adjuvant effect of particles on the production of allergen specific IgE - cells and mechanisms. [thesis]. Oslo: Universitetet i Oslo: Nasjonalt folkehelseinstitutt; 2005. Øvrevik J. Mechanisms of chemokine release induced by mineral particles in epithelial lung cells [thesis]. Oslo: Universitetet I Oslo: Nasjonalt folkehelseinstitutt; 2005. Svevestøv Helseinstitutet, Norge (2005/2011) Side 5