Partikler inddeles ofte i henholdsvis primære og sekundære partikler. Denne opdeling foretages alt efter om de er ”født” som partikler, det vil sige direkte udledt, eller om de er dannet ved kemiske reaktioner med flygtige stoffer og gasser. Denne opdeling i primære og sekundære partikler afspejler i høj grad kilderne, da de primære partikler ofte er mekanisk genereret, det vil sige dannet ved slid af materiale, fx som følge af vinden. Partikler kan desuden klassificeres som enten organiske eller uorganiske. I realiteten består de fleste partikler i atmosfæren dog af en blanding af både organisk og uorganisk materiale. Indholdet af både organisk og uorganisk materiale skyldes, at flere kilder typisk bidrager til den kemiske sammensætning i løbet af en partikels levetid. Derved kan man kan tale om en organisk og en uorganisk partikelfraktion. Tæt på kilderne kan det dog give fin mening at klassificere partikler som primære/sekundære og organiske/uorganiske.

Partikelforurening kan have såvel naturlige, biologiske som menneskeskabte kilder. Menneskeskabte kilder, som også kaldes antropogene kilder, kan være relateret til processer i forbindelse med trafik, industri, kraftværker, landbrug med mere. Hvor de førnævnte er stedbundne til en lokation, kan kilderne være knyttet til en bestemt arbejdsproces, eksempelvis opførelse eller nedrivning af et byggeri eller anlægning af eller vedligeholdelse af infrastruktur som fx asfaltering af veje. Naturlige kilder er fx jord- og ørkenstøv, havsprøjt, pollen, små planterester, bakterier og vira samt aske fra vulkanudbrud. Nogle kilder kan tilmed være både naturlige og menneskeskabte – det sidste gælder for eksempel partikler fra skov- og andre naturbrande, som kan være påsatte eller resultatet af menneskelige aktiviteter, men også kan opstå naturligt i forbindelse med for eksempel lynnedslag.

Højden, hvori forureningen udledes, har stor betydning for, hvor hurtigt den spredes. Man taler om høje og lave kilder, det vil sige kilder med udledninger i henholdsvis stor og lille højde. Se også beskrivelsen af spredning fra høje og lave kilder i artiklen meteorologi, spredning og transport

Menneskeskabte kilder

Afbrænding af fossile brændsler i industri og kraftværker er en kilder til udledning af partikler
Afbrænding af fossile brændsler er en kilde til udledninger af partikler, men moderne rensningsteknikker har reduceret disse udledninger betydeligt gennem de seneste årtier.
Afbrænding af fossile brændsler i industri og kraftværker er en kilder til udledning af partikler

Forbrænding af fossile brændsler i forbindelse med trafik, industri og kraftværker giver udledninger af gasser, som senere kan føre til dannelse af partikler i atmosfæren (se partikeldannelse i luften – sekundære partikler). Disse kilder fører imidlertid også til direkte udledninger af partikler, selv om forbedret forbrændingsteknik og rensning har reduceret disse udledninger betydeligt gennem de seneste årtier.

Såvel diesel- som benzindrevne køretøjer i vejtrafikken udleder ultrafine partikler i den direkte udstødning. I tillæg til disse udledninger fører vejtrafikken til udledninger af hovedsagelig grove partikler fra ophvirvling af støv, slid fra bremsebelægninger og motordele samt dæk og vejbelægning. Tilsætning af bly i benzinen har tidligere været en betydelig kilde til partikelforurening fra trafikken. Som følge af dets skadelige virkninger, blev blytilsætning udfaset i slutningen af 1970'erne. Dieselkørertøjer har ligeledes været en betydelig kilde til ultrafine partikler i de direkte udledninger fra udstødningen. Disse udledninger er imidlertid reduceret betydeligt med reduktionen af svovl-indholdet i diesel i 1980'erne og indførelsen af partikelfiltre på dieseldrevne køretøjer i 1990'erne. Trods denne reduktion i de direkte udledninger, så udgør trafikken fortsat en vigtig kilde til udledninger af ultrafine partikler i by-gader.

Brugen af brændeovne er den største kilde til udledning af partikler i Danmark og i mange andre lande – ikke mindst i den vestlige verden. Udledningerne af partikler kan begrænses ved at anvende en god kvalitet brændeovn, sørge for god lufttilførsel og ved at sikre sig, at man anvender helt tørt træ. Ikke alle er opmærksomme på, at træ skal ligge i to sæsoner, før det er tilstrækkelig tørt til brug i brændeovn. Mange leverandører af brænde sørger for at brændet er ovntørret, hvilket sikrer at det er tilstrækkelig tørt til brug; til gengæld er processen energiforbrugende. Afbrænding af træ i brændeovn kan generelt ikke siges at være grøn og klimavenlig varme. I brændeovne er det en kilde til partikler i indemiljøet i forbindelse med optænding, men i et kvarter med brændeovne vil også brændeovne i nabohusene bidrage til partikler i ventilationsluften.

Naturlige kilder

luftforurening – kilder til partikler

En sandstorm nærmer sig byen Yazd i Iran den 6. april 2018.

luftforurening – kilder til partikler
Af /Reuters/Ritzau Scanpix.

Ørkenstøv (se ørken) består af sandkorn, som på grund af deres størrelse normalt kun opholder sig i luften i kort tid. Sandkornenes størrelse på flere millimeter betyder, at når de hvirvles op i luften, vil tyngdekraften (se gravitation) hurtigt få dem til at falde ned på jordoverfladen igen. Under kraftige storme over sandørkener, så kan støvkorn fra ørkenstøv imidlertid bringes mange kilometer op i atmosfæren. Hvis en storm er kraftig nok, kan støvkornene bringes så højt op i atmosfæren, at de ender med at opholde sig i atmosfæren i flere dage. Det betyder, at disse støvkorn kan nå at blive transporteret med vinden over store afstande; i nogle tilfælde helt op til flere tusinde kilometer. Med få års mellemrum oplever vi i Danmark et fænomen, som kaldes blodregn. Blodregn er rødt ørkenstøv, som er transporteret med vinden til Danmark efter kraftige storme over Sahara. Den røde farve i støv fra Sahara skyldes indhold af jernoxid. Ørkenstøvet kan afsættes på overfladen bl.a. med nedbør. Blodregn kan således give en rødlig farve på de overflader, hvor støvet afsættes, men det er ikke forbundet med negative sundhedseffekter.

Ligesom ørkenstøv består vulkansk aske især af store partikler. Partiklerne er hovedsagelig sammensat af sten og mineraler, som slynges op i luften fra vulkanens krater i forbindelse med vulkanudbrud. Det kan bl.a. være i form af små glaspartikler dannet af smeltet sand. Ved kraftige vulkanudbrud kan den vulkanske aske slynges så højt op i atmosfæren, at den kan transporteres over store afstande, før den igen afsættes på jordoverfladen. Den vulkanske aske kan indeholde en række sundhedsskadelige stoffer som svovldioxid, sure sulfatforbindelser og flus-syre, der kan have skadelige effekter på natur og mennesker. Ved meget kraftige vulkanudbrud kan mængden af vulkansk aske være så stor, at den kan påvirke strålingsbalancen og dermed klimaet. Desuden kan flytrafikken påvirkes, da varmen i jetmotorer kan smelte den vulkanske aske og danne en flydende stenmasse, som kan gøre stor skade på motoren. Ved et stort udbrud i 2010 i den islandske vulkan Eyjafjallajökull, lå det meste af den europæiske flytrafik stille i tre uger pga. frigivelse af meget store mængder vulkansk aske med deraf følgende risiko for skader på flymotorer samt bl.a. ridser i cockpitruder under flyvning i det partikelforurenede luftrum.

Pollen kan have mange former (fx kantede, runde eller ellipseformede), og de kan variere i størrelse fra 10 og helt op til 100 mikrometer. De er egentlig så store, at de fleste pollen kun burde kunne holde sig svævende i luften i ganske kort tid. Pollen fra vindbestøvede planter er imidlertid indrettet med henblik på at kunne bestøve planter, der befinder sig langt væk, og er udstyret med en lille faldskærm, som holder dem svævende i lang tid. Op mod 20 % af den danske befolkning lider af pollenallergi og kan derfor reagere allergisk over for visse pollen. Populært kaldes denne pollenallergi også for høfeber. Pollen, som kan fremkalde allergisk reaktion i dele af befolkningen, må derfor medregnes som partikelforurening. Såvel små insekter som pollen kan i nogle tilfælde, fx ved kraftige storme, transporteres så højt op i atmosfæren, at de kan medvirke til dannelse af skyer. Det sker dog ikke i et omfang, som spiller en væsentlig rolle for klimaet. Pollen er derfor, som luftforurening, primært forbundet med pollenallergi.

Partikeldannelse i luften

Direkte udledte partikler kalder man normalt for primære partikler. En række gasser, bl.a. vanddamp, kan sætte sig på overfladen af partikler og få dem til at vokse sig større. Reaktioner mellem gasser kan imidlertid også føre til dannelsen af nye, helt små partikler. Nogle af de kemiske reaktioner, som fører til dannelsen af nye partikler, sker på overfladen af eksisterende partikler i luften. De nydannede partikler, som dannes ved kemiske reaktioner i luften, kalder man for sekundære partikler, og de er ved dannelsen så små, at de findes i størrelsesfraktionen ultrafine partikler. Efterfølgende kan de nydannede ultrafine partikler smelte sammen eller sætte sig på overfladen af andre partikler i luften.

Dannelse af partikler i inde-miljøet

I inde-miljøet kan partikler dannes ved kemiske reaktioner mellem udefrakommende ozon og kulbrinter udledt af kilder i inde-miljøet. Kulbrinterne i inde-miljøet kan bl.a. stamme fra brug af rengøringsmidler. Det kan fx være fordampning af duftstoffer som den citrusduftende organiske forbindelse Limonen, der bl.a. anvendes som duftstof i en række rengøringsmidler. Kulbrinter kan imidlertid også afdampe i indendørsmiljøet fra forbindelser i malinger, lakker eller forskellige byggematerialer i gulve, vægge, lofter eller møbler. I inde-miljøer findes de flygtige organiske stoffer derfor typisk i relativt høje koncentrationer, hvilket afspejler kilderne, mens ozon som hovedregel transporteres fra det ydre miljø og således findes i lavere koncentrationer her, hvor det reagerer med flygtige stoffer eller deponeres på overflader. Inde-miljøer er således forskellige fra det ydre miljø på en række vigtige parametre som kemisk sammensætning og overflade/volumen-forholdet, men også temperatur, relativ fugtighed og lys af betydning for de kemiske reaktioner, der kan finde sted samt hastigheden heraf.

Dannelse af partikler i ude-miljøet

I udemiljøet kan partikler dannes ved reaktioner mellem en række forskellige gasser. Det kan bl.a. være gassen ammoniak, der hovedsagelig stammer fra landbrugskilder, og som kan reagere med sure gasser og partikler i luften. De sure gasser og partikler er især resultatet af omdannelsen af gasser udledt af menneskeskabt forbrænding af fossile brændsler (kul, olie eller gas) i forbindelse med trafik, kraft-varmeproduktion eller industri. Sekundære organiske partikler fra reaktioner mellem flygtige organiske stoffer og oxidanter i atmosfæren udgør en betragtelig del af især de fine partiklers masse og er den største kilde til atmosfærisk partikulært kulstof. Produkterne omfatter tusindvis af stoffer, og de kan enten danne nye partikler eller kondensere på eksisterende partikler. Partikeldannelsen sker ved, at produkternes damptryk er lavere end de flygtige udgangsstoffer. Kilderne spænder over organiske stoffer fra fossile kilder, som oprindeligt beskrevet i fotokemisk smog i Los Angeles, til reaktioner med stoffer af biologisk oprindelse fra hav- og terrestriske miljøer.

Nye partikler dannet ved kemiske reaktioner finder man normalt i fraktionen af ultrafine partikler (se artiklen partikler: størrelse, form og sammensætning), men de har ofte en relativt kort opholdstid i atmosfæren, da de typisk vil være hurtige til at sætte sig på overfladen af andre luftbårne partikler.

Ved reaktion mellem ammoniak på gasform og sure sulfatholdige partikler bindes ammoniak som ammoniumbisulfat (kemisk formel: NH4HSO4) og ammoniumsulfat (kemisk formel: (NH4)2SO4) og forbliver som ammonium i partikelfase, indtil disse partikler afsættes på overfladen ved våd- eller tørafsætning. I reaktion med salpetersyre (kemisk formel: HNO3) og saltsyre (kemisk formel: HCl) på gasform dannes der ammoniumnitrat (kemisk formel: NH4NO3) og ammoniumklorid (kemisk formel: NH3Cl) på partikelform. Ammoniumnitrat og ammoniumklorid kan imidlertid fordampe fra partikelfasen og gendanne gasserne ammoniak, salpetersyre og saltsyre. Fordelingen mellem forbindelserne på gasform og i partikelfase afhænger af luftfugtighed og temperatur.

Læse mere i Den Store Danske:

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig