Sothotet - hur farligt är det?

[2012-02-13]
Sot har följt människan genom alla tider, men det är inte förrän nu vi har insett att det leder till allvarliga problem för vår hälsa och för jordens klimat, säger Erik Swietlicki. Han är forskare i kärnfysik och leder ett initiativ inom Lunds universitet för att samordna forskningen om sot.

Sot bildas vid förbränning, som när man tänder stearinljus, släpper ut avgaser, eldar med ved och grillar. Det är vardagliga situationer som skapar farliga förbränningsrester. 

Man vet att sot påverkar den globala uppvärmningen och ökar risken för hjärt- och kärlsjukdomar. Nu söker forskarna svar på i vilken form sot är som farligast, om det är värst med färskt eller åldrat sot och hur sotutsläppen kan minskas. Sotforskningen samordnas via Pufendorfinstitutet med forskare från teknik, naturvetenskap, medicin och samhällsvetenskap.

– Vi vet fortfarande inte hur farligt sotErik Swietlicki. Foto: Jessika Sellergrenet är när vi andas in det. Även sotets uppvärmande effekt är mycket osäker, men vi kan utgå från att sotet värmer vår planet eftersom sot absorberar solstrålningen. Det är alltså inte bara växthusgaserna som värmer, säger Erik Swietlicki.

En sotpartikel har en livslängd i atmosfären på dagar till ett par veckor och under denna tid förändras partikeln. Det är svårt att i utomhusluften följa sotets livscykel under så många dagar. Därför använder forskarna på Ergonomi och aerosolteknologi en metod, smogkammarmetoden, som innebär att man ”snabbåldrar” luften så att en vecka kan studeras på en halv dag.

Smogkammarmetoden är en sorts tidsmaskin för luft där partiklar belyses med UV-lampor för att efterlikna åldringen i atmosfären. Den ger en förståelse för hur sotet förändras under sin livstid, vilket är en förutsättning för att få kunskap om sotets påverkan på hälsa och klimat.

– Idag vet man att färska sotpartiklar består av en fluffig kärna belagd med ett tunt lager organiska ämnen. Men vad som händer när sotet åldras i atmosfären är inte klarlagt, säger Joakim Pagels, en av forskarna som använder smogkammarmetoden.

Joakim Pagels studerar sotpartiklar ”i flykten”. Det innebär att partiklarnas förändrade kemi och struktur undersöks medan de fortfarande är i luften. Det är ett unikt arbetssätt som gör det lättare att följa förändringar i partiklarnas kemi än vad partikelinsamling på filter och senare analys i laboratorium gör.

Sotpartikelns kemiska sammansättning modelleras sedan av Pontus Roldin som är doktorand på Kärnfysik. Han ska använda resultaten i modeller för sotåldring som så småningom appliceras på klimatmodeller i större skala. Resultaten är också viktiga för hälsomodellering eftersom åldrade sotpartiklar verkar påverka hälsan på andra sätt än färska gör.

Om partiklar som vi andas in fastnar i våra luftvägar beror framför allt på deras storlek. En färsk sotpartikel är mindre än en åldrad och fastnar därför lättare i lungorna och i luftvägssystemet. Åldrade partiklar är större än färska eftersom de är belagda med andra ämnen som kan ta upp vatten och svälla, exempelvis i de fuktiga lungorna. Det innebär att hälsoeffekterna kan vara olika beroende på om kroppen utsätts för färskt eller åldrat sot.

Hälsoeffekterna är också beroende av tidigare hälsostatus, andningsmönster och vilken sorts sot man andas in. Av färskt sot från diesel fastnar en tredjedel av partiklarna i lungorna, medan endast en sjättedel av sot från stearinljus gör det.

– Sot som lättare kommer in i kroppen ger större hälsoeffekter, säger Jakob Löndahl, en av aerosolforskarna på Ergonomi och aerosolteknologi.

Det spelar också stor roll om inandningen sker vid ansträngning eller i vila. En större luftvolym dras in i andningssystemet vid ansträngning och då fastnar fyra gånger fler sotpartiklar än vid vila. Människor med astma eller KOL (kronisk obstruktiv lungsjukdom) är dubbelt utsatta eftersom de är känsligare för luftföroreningar samtidigt som partiklarna lättare fastnar i deras lungor.

Jakob Löndahl har tillsammans med andra aerosolforskare, bland annat Jenny Rissler, studerat hur sotet fastnar i luftvägssystemet och påverkar kroppen. De har tillsammans med forskare från Arbets- och miljömedicin gjort studier i aerosollaboratoriet på LTH, där försökspersoner exponerats för olika halter av sotpartiklar. Jenny Rissler berättar att det dock finns begränsningar med ett sådant arbetssätt.

– Människor kan inte exponeras för hur höga halter som helst och inte heller under hur lång tid som helst. Därför ska vi nu använda en metod där partiklar tas direkt från luften och placeras på odlade celler. Det är en procedur som kan liknas vid det som sker i lungorna när man andas in partiklar, säger hon.

– Med denna nya metod hoppas vi komma närmare svaren på flera frågor, forsätter hon. Vilka doser är farliga? Är det ytarean av sotet som är avgörande eller är det antalet eller massan? Eller är det andra kemiska ämnen som finns i den beläggning på sotpartiklarnas yta som är de farliga, frågar Jenny Rissler sig.

Förutom att komma fram till hur farligt sotet är för människan, hoppas Erik Swietlicki att universitetets sotforskning ska leda till att man kan ta fram internationella standarder för hur höga sothalter som ska få finnas i vår utomhusluft. Sådana gränsvärden saknas helt idag. Eftersom sot är ett kortlivat ämne kan en begränsning av utsläppen snabbt leda till positiva effekter både för klimatet och för hälsan.

– Skruvar man åt kranen minskar halterna direkt, det är en ”quick fix”. Gör man det så kanske även våra barnbarn kan leva på denna jord utan att försmäkta av värme, säger Erik Swietlicki.

Jessika Sellergren

Läs mer om sotforskningen på Pufendorfinstitutets webbsida (engelska)

 


Tillbaka

Uppdaterad: 2013-01-08

Lunds universitet Box 117, 221 00 Lund. Telefon: 046-222 00 00