Polycykliska aromatiska kolväten (PAH) består ur kemisk synpunkt av två eller flera kondenserade aromatiska ringar. Med kondenserad menas att ringarna har en sida gemensam. Mycket av den biologiska verkan av PAH är kopplad till den plana strukturen hos molekylen. PAH är den största grupp av cancerogena ämnen som vi känner till idag.
Gruppen PAH utgörs av flera hundra enskilda kemiska ämnen, över 500 olika PAH har t.ex. upptäckts i luftprover. Benso(a)pyren (B(a)P)är en av de mest undersökta och potenta PAH-föreningarna och den användas ofta som indikator.
PAH bildas när kol och kolväten i olika typer av kol-och oljeprodukter upphettas utan att det samtidigt finns tillräckligt mycket syre för att ge en fullständig
förbränning till koldioxid. Det kan ske i industriella processer t.ex. vid krackning av petroleum eller i bilarnas förbränningsmotorer. De huvudsakliga
exponeringskällorna för PAH för människor är yrkesexponering, rökning, föda och luftföroreningar (KemIs hemsida).
Den kritiska effekten av benso(a)pyren och andra PAH-föreningar är lungcancer (Miljöhälsoutredningen, 1996). PAH som inandas absorberas främst i luftvägarnas epitel och absorptionen där påverkas av storleken på de inandade partiklarna. Efter att partiklarna har tagits upp av kroppen distribueras de i vävnader där de
biotransformeras av fas 1 enzymer (Cytokrom P450) till reaktiva intermediärer. Denna aktivering krävs för att PAH ska kunna binda till DNA och bilda addukter18 och ge upphov till mutationer och tumörinitiering (Castanõ–Vinyals et al, 2004). PAH är fettlösliga, oftast stabila och i en del fall bioackumulerande. Att
föreningarna är stabila innebär att de är svårnedbrytbara och att de kan spridas långt i miljön innan nedbrytning sker. I vattenmiljöer binds PAH framför allt till partiklar som sedan transporteras till sediment där de kan bli mycket långlivade. Därför är vattenekosystem nära utsläppskällor mest utsatta. Många PAH-föreningar ansamlas i ryggradslösa organismer (t.ex. musslor) i vattenmiljön och anrikas i näringskedjan (Kemi, 2006). 18 Adukter – reaktionsprodukter. Strukturformel B(a)P C20H12 Förekomst/ bildning
Upphettning av kol och oljeprodukter Beskrivning/ egenskaper Aromatiskt kondenserade kolväten i ringstruktur
Stor grupp av ämnen Hälsoeffekter Lungcancer
Ozon
Ozon är en ytterst reaktiv, starkt oxiderande, instabil och i ren form explosiv gas, som känns igen på sin speciella lukt. Ozon är giftigt, även i låga halter. Ozon är en nödvändighet för liv på jorden då det skyddar organismer mot skadlig ultraviolett strålning. Detta gäller dock ozon i stratosfären. Marknära ozon är en luftförorening med regional spridning (Forsberg et al, 2003). Ozon bildas genom att kväveoxider och kolväten reagerar under inverkan av solljus, något som ger högst halter under vår och sommar. De förhöjda halterna av marknära ozon beror till stor del på transport av dessa ämnen från södra och västra Europa. Även ozon i sig kan föras med luftmassor upp från kontinenten där solinstrålningen och därmed bildning av ozon är större än i Sverige. Halterna av ozon är dock inte alltid högst i
stadskärnorna där avgasutsläppen av NO är stora. NO kan reagera med ozon och bilda NO2och syre.
Totalt sett absorberas ca 90 % av det inandade ozonet i andningsorganen varav ca 30-40 % i näsan och/eller munnen. Ozon är mycket reaktivt och reagerar lätt med biomolekyler som t.ex. fosfolipider i kroppen efter inandning. Reaktiva
syremetaboliter som t.ex. väteperoxid och hydroxylradikaler bildas också när ozon löses i vätskeskiktet på slemhinnan. Ozonets toxicitet är därför till mycket stor del riktad mot lungorna (IMM, 1996). Ett stort antal studier har påvisat toxiska effekter i både djur och människor. Ozonexponering leder till minskad lungfunktion, ökad luftrörskänslighet för irriterande ämnen och allergen samt inflammatorisk reaktion i luftrören (Forsberg et al, 2003).
Normala timmedelvärden av marknära ozon i Sverige är ca 40-80 g/m3. Ett par gånger per år inträffar dock perioder, s.k episoder, främst under sommaren med halter mellan 100-200 g/m3och inom detta intervall har man observerat hälsoeffekter (Miljöhälsorapport 2001). Strukturformel O3 Förekomst/ bildning Stratosfären Vid reaktion mellan kväveoxider/kolv äten Beskrivning/ Egenskaper Instabil och reaktiv gas Hälsoeffekter Inflammation Försämrad lungfunktion Lågrisknivå (IMM) 80 g/m3 (timmedelvärde)
Partiklar
Begreppet aerosol innebär en suspension av flytande eller fasta partiklar i en gas (ofta luft) (Korsgren et al, 2004). Fasta partiklar i luft benämns vanligtvis rök, stoft eller damm och vätskeformiga partiklar kallas dimma. Storleken av aerosoler varierar kraftigt,
diameterintervallet (dp) ligger mellan 0,001-100 m, alltså en faktor 105. Vanligtvis delas aerosoler upp i två huvudfraktioner, grova (dp> 2,5 m) resp. fina (dp< 2,5 m) partiklar. Aerosolbildning som härrör från mänsklig aktivitet återfinns främst i finfraktionen medan naturligt bildade aerosoler oftast är grova partiklar. Då aerosoler kommer från många olika källor, både antropogena (antropogen = bildad av människan) och naturliga, är deras kemiska sammansättning mycket varierande. Stoft och damm från jord och mark (1-50 m) består främst av grundämnen som t.ex. kisel, järn och aluminium. Partiklar från havet (3-30 m) innehåller mest natrium och kaliumjoner. Förbränning av t.ex. kol, olja, ved och avfall samt avgaser ger upphov till bl.a. primära sotpartiklar (~ 10 nm). Dessa partiklar kan snabbt växa i storlek genom att deras yta fungerar som en plats för kemiska reaktioner i atmosfären där t.ex. tungmetaller kan anrikas. Aerosoler i mänsklig miljö innehåller ofta ammoniumsulfater och ammoniumnitrater (Korsgren
et al, 2004).
Kritiska effekter av partiklar är påverkan på lungfunktion, ökade symptom hos personer med lungsjukdom samt ökad dödlighet (Miljöhälsorapport 2001; Miljöhälsoutredningen, 1996). PM10 kallas den vanligaste standard som används vid uppmätning av partikelhalter och det talar om hur stor massa av partiklar (i g/m3) med en diameter under 10 m som luften får innehålla. Att man endast tar hänsyn till aerosoler med dp< 10 m beror på att större partiklar normalt sett inte ger några problem vid inandning. De fastnar i slemhinnor i luftstrupe och svalg medan mindre aerosoler kan tränga djupare ner i luftvägar och alveolar
(lungblåsor). Man har dock under senare år diskuterat om PM10 är ett lämpligt mått att använda. Enligt många är de verkligt skadliga partiklarna de som har dp< 2,5 m och man alltså skulle sänka den övre gränsen och mäta PM2,5 istället (Korsgren
et al, 2004). I Stockholm anses t.ex. ca 70 % av PM10 halten utgöras av PM2,5
(Miljöhälsorapport 2001). Rekommenderade lågrisknivåer av IMM (PM 10) är 30 g/m3som dygnsmedelvärde samt 10 g/m3som årsmedelvärde (Miljöhälsorapport 2005). Förekomst/ bildning Finns i luften Både naturligt och antropogent ursprung Beskrivning/ Egenskaper Varierad kemisk sammansättning Hälsoeffekter Försämrad lungfunktion Lågrisknivå, PM10 (IMM) 30 g/m3 (dygnsmedelvärd e)
Tidsserier
/ Time series
EXPOSURE TO AIRBORNE CARCINOGENIC SUBSTANCES
Monitoring of airborne carcinogenic substances in urban areas was begun in year 2000 and has been conducted in various parts of Sweden. The intent is to apply the same study procedure from year to year, and to replicate the studies in the same cities at regular intervals. This will make it possible to establish time trends and observe differences between cities. The purpose of the measurements is to assess the average exposure of the general public to some important carcinogenic and other health-damaging substances, as well as their distribution among and within individuals. An effort is also being made to determine the significance of other factors, e.g. tobacco habits and traffic exhausts. The studies are also intended to provided information for improved assessments of risks to the general population. The substances measured are benzene, formaldehyde, acetaldehyde, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), benso(a)pyrene (B(a)P), nitrogen dioxide (NO2) and
1,3-butadiene.