• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Klima og miljø01. 08. 2017 | Katrine Meyn

Bærbar partikelmåler til luftforureningsmonitering

Klima og miljø01. 08. 2017 By Katrine Meyn

Håndholdte målere viser partikelniveauer på stationer i København, London og Tokyo.

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 8, 2017 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Af Nickie Heitmann Fogde1, Nanna Sander1, José Alejandro A. Ravelo1, Bartosz Gaik2, Johan Schmidt2, Ole John Nielsen1 og Matthew S. Johnson1, 2
1 Kemisk Institut, Københavns Universitet
2 Airlabs, Ole Maaløes Vej 3, 2200 København N

Der er en stigende bevidsthed omkring helbredsmæssige og økonomiske konsekvenser af luftforurening. Dårlig luftkvalitet inden- og udendørs er medvirkende til 7-8 millioner dødsfald om året på verdensplan [1]. Selvom luftkvaliteten i dag bliver overvåget af stationære målestationer rundt omkring i landet, er der et stort behov for instrumenter, der kan måle personlig eksponering. I denne artikel beskriver vi konstruktion og brug af en personlig bærbar partikelmonitor – en såkaldt PM2.5 måler.

Luftforurening
Luftforureningen stammer både fra kemiske reaktioner i atmosfæren, lokale emissioner (kilder) og bidrag fra ind- og udlandet, der transporteres med vinden. Kilderne til luftforurening er ikke kun menneskeskabte. Naturen bidrager også til luftforurening. Et gennemsnitligt menneske indånder dagligt 10-15 m3 luft, hvorved betydelige mængder luftforurening kan overføres til organismen.
Det er især det kardiovaskulære system og luftvejene, der bliver påvirket, når man bliver udsat for dårlig luftkvalitet. Mange dødsfald og en række alvorlige sygdomme, der inkluderer hjerte-kar-sygdomme, astma, KOL og lungekræft, kan tilskrives luftforurening.
Flere tusinde komponenter bidrager til luftforurening, men det er især gasserne kvælstofdioxid (NO2), ozon (O3), svovldioxid (SO2), kulmonoxid (CO) og de luftbårne partikler (PM), der medfører negative helbredseffekter. Det er ofte ikke muligt at afgøre, om et specifikt sygdomstilfælde er forårsaget af luftforurening. Men helbredseffekter af luftforurening ses tydeligt i store befolkningsgrupper.
F.eks. har epidemiologiske studier vist, at en 10 μg/m3 forøgelse i koncentrationen af partikler mindre end 2.5 nm (engelsk particulate matter, PM2.5) er associerede med en 11% stigning i kardiovaskulær mortalitet [2].

Sundhedsskadelige partikler
Luftbårne partikler adskiller sig fra andre komponenter i luften ved ikke at være gasser, men derimod en blanding af fast og flydende stof. PM inddeles almindeligvis i tre partikelfraktioner: PM10, PM2.5 og PM0.1, dvs. partikler med en aerodynamisk diameter på 10, 2,5 og 0,1 µm. De tre fraktioner kaldes hhv. grove, fine og ultrafine. PM10 er således vægten af alle de partikler mindre end 10 µm. Størrelsen måles i enheden µg/m3. En stor del af partiklerne skyldes udstødningen fra bilerne samt slid af vej, dæk og bremser. Partiklernes små størrelser betyder, at de ved inhalering kan penetrere dybt ned i lungerne og helt ud i blodstrømmen. Ydermere gør deres små størrelser, at de har store overflader, hvorpå der kan befinde sig sundhedsskadelige molekyler og metaller.

Måling af luftforurening
I Danmark findes der tæt på 20 stationære målestationer, der måler koncentrationerne af de forskellige størrelser partikler samt af udvalgte gasser [3]. Denne måde at måle niveauet af luftforureningen er generelt god og præcis, men for at få et mere nøjagtigt billede af de helbredsmæssige effekter af eksponering til for høje koncentrationer af partikler, er små personlige målere nødvendige. Mennesker befinder sig ofte i miljøer med højere forureningskoncentrationer end gennemsnittet, f.eks. i køretøjer, på travle gader og i tog.
I samarbejde med firmaet Airlabs har Kemisk Institut på Københavns Universitet arbejdet med en low-cost partikelmåler til bestemmelse af PM1,0, PM2,5 og PM10. Denne måler indeholder en partikelsensor, der er produceret af Beijing Climbing Rattan Technology Co., Ldt.
Sensoren bygger på egenskaberne ved lysspredning. Inde i sensoren sidder en laserlyskilde, der belyser et område. Når partiklerne krydser lyskilden, vil de sprede lyset i alle mulige retninger. Det spredte lys bliver derefter opfanget ved specifikke vinkler af en detektor, hvorved man opnår en tidsafhængig intensitetskurve for det spredte lys. Efterfølgende analyserer en mikroprocessor denne kurve ved hjælp af en algoritme, der bygger på Mie spredningsteori. Derved bestemmes koncentrationen af de forskellige størrelser partikler.
Sensorernes lave pris (få hundrede til få tusind kroner) gør det økonomisk muligt at lave distribuerede målinger over et stort geografisk område (f.eks. en bydel) eller intensivt i mindre områder (f.eks. en gade). Herved opnås et mere fintmasket billede af luftforurening og eventuelle ”hot-spots”. Den lave pris gør det ligeledes muligt at anvende sensorerne til måling af personlig eksponering mod luftforurening. Et generelt problem ved brugen af små, håndholdte sensorer er deres manglende selektivitet og stabilitet i forhold til de etablerede målestationer.
Et vigtigt element i studiet er kalibrering og kvalitetssikring af byggede partikelmålere. Målerne blev kalibreret mod en TSI Dusttrak partikelmåler, og yderligere kvalitetssikring blev foretaget ved at måle ved siden af en professionel målestation i London (Marylebone Road AQ station).

Nørreport Station og metrostationer i London og Tokyo
Mere end 160 millioner mennesker benytter dagligt metrosystemer. Koncentrationen af partikler er ofte forhøjet i metrosystemerne, da togenes bremseklodser, hjul samt skinner frigiver partikler ved slidtage. Hvis metrosystemerne er forbundet til stationer, hvor dieseltogtrafik forekommer, er dette yderligere en kilde til partikelbaseret luftforurening.
Lavpris partikelmålere er et godt supplement til stationære målestationer, når man skal vurdere personlig eksponering eller undersøge effekten af trafikgenererede partikler.
I vores studie blev koncentrationen af PM2.5 målt på Nørreport Station samt på en strækning af metrosystemerne i London og Tokyo. Resultaterne kan ses i figur 1. Nørreport Station er et oplagt valg, da stationen med sine 147.000 daglige tog- og metropassagerer [4,5] er Danmarks travleste. Ydermere er Nørreport Station et godt eksempel på en station, hvor udviklingen af håndholdte sensorer har stort potentiale, da stationen ligger under jorden, og man derfor ikke kan benytte målinger fra de omkringliggende målestationer. Miniprocessoren er indstillet til at tage et gennemsnit over flere målinger, der modtages fra sensoren, som måler hvert sekund. Det betyder, at tidsopløsningen er meget højere end for de traditionelle instrumenter, og derfor er det også muligt at tracke togene, der passerer Nørreport Station.
Ud fra denne målekampagne blev de højeste koncentrationer målt på Nørreport. Her blev koncentrationerne målt i 30 minutter på hver perron og gennemsnitskoncentrationen af PM2.5 blev målt til at være 150, 242 og 120 µg/m3 på hhv. fjerntogs-, S-togs- og metroperronen. I London blev koncentrationen af PM2.5 målt på forskellige perroner og i metroen i Londons Underground. To af de metrolinjer, der blev undersøgt, var Victoria Line og Central Line. Her var partikelkoncentrationen henholdsvis144 og 117 µg/m3. Dermed var koncentrationerne, der blev målt i London, lavere end dem målt på Nørreport med undtagelse af metroperronen. I Tokyo viste tilsvarende målinger også partikelkoncentrationer højere end EU’s luftkvalitetsstandard på 25 µg/m3. I Tokyo blev de højeste koncentrationer fundet på Hanzomon (Z) linjen, hvor der blev målt 56 µg/m3.

Næste skridt for lavpris partikelmålere
Denne nye måde at måle luftforurening på har et stort potentiale. Prisen på en lavpris partikelsensor er typisk mellem 1% og 0,1% af prisen på de instrumenter, der benyttes i professionelle luftkvalitetsmålestationer. Netop den lave omkostning ved brugen af disse sensorer, gør det muligt at installere lavpris partikelmålere i hele verden. Dermed kan man udvikle et verdenskort, der viser detaljeret real-time luftforurening. Ydermere er målet med næste generation af bærbare sensorer, at de skal gøres mindre, så det vil være muligt at bære dem på armen under f.eks. en løbetur.

Konklusion
Nye lavpris luftforureningsmålere åbner for mere intensiv monitering af luftforurening og personlig eksponering.

Litteratur
1. http://www.who.int/mediacentre/releases/2014/air-pollution/en/.
2. Hoek et al.: ”Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review”. Environmental Health 12 (2013) 43.
3. Ellermann, T., Nygaard, J., Nøjgaard, J.K., Nordstrøm, C., Brandt, J., Christensen, J., Ketzel, M., Massling, A. & Jensen, S.S. 2016. The Danish Air Quality Monitoring Programme. Annual Summary for 2015. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 65 pp. Scientific Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy No. 201. http://dce2.au.dk/pub/SR201.pdf.
4.https://www.trafikstyrelsen.dk/~/media/Dokumenter/06%20Kollektiv%20trafik/05%20Trafikale%20analyser/Publikationer/Optimering%20af%20stationsstrukturen%20marts%202014.pdf.
5. http://www.m.dk/#!/om+metroen/facts+om+metroen/statistik/passagertal/passagertal+per+station.

Skrevet i: Klima og miljø

Seneste nyt fra redaktionen

Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

Analytisk kemiArtikler fra Dansk KemiTop19. 05. 2025

Advances in chemical ionization mass spectrometry can improve our understanding of atmospheric composition. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Varun Kumar, Institut for

Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi14. 05. 2025

Oldgamle CO2-ædende mikroorganismer kan fange CO2 direkte fra skorstensrøg og omdanne kulstoffet til grønne molekyler. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mads Ujarak Sieborg1 og

Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

AktueltBranchenyt14. 05. 2025

Busch Group annoncerer, at deres brand centrotherm clean solutions bliver en del af Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions. Fra september 2025 vil gasreduktionssystemerne til Semicon-industrien, som tidligere blev tilbudt under dette mærke, blive integreret i Pfeiffer-porteføljen og fremover være

I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

Branchenyt14. 05. 2025

For blot fjerde gang i dette årtusinde uddeles Videnskabernes Selskabs Guldmedalje. Det sker i dag, hvor bakterieforsker Per Halkjær Nielsen, professor ved Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet, får den fine hæder for sit livsværk og sin holdånd. Han er manden, der kortlægger

Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø28. 04. 2025

Tilstedeværelsen af PFAS-forbindelser skyldes ikke kun lokale kilder, men de kan langtransporteres i luften til selv meget fjerntliggende arktiske egne. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

AktueltMedicinalkemi21. 04. 2025

I dag er det frem med nålen, hvis man er i behandling med diverse former for fedme-medicin. Det hæmmer imidlertid udbredelsen på specielt asiatiske og afrikanske markeder, hvor der er en udtalt nålefobi. Derfor arbejder det danskstiftede biotekselskab Pila Pharma med at få udvikle deres

Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

AktueltBioteknologiFødevarekemi07. 04. 2025

NitroVolt, en dansk biotech-virksomhed, vil vende produktionen af ammoniak på hovedet. I stedet for den velkendte løsning, der bygger på den energitunge Haber-Bosch-proces, vil produktionen nu foregå i en container, der fx kan stå direkte ude hos en landmand. Ammoniak til kunstgødning er en slags

En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi01. 04. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 6, 2024 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Læs originalartiklen her Nomenklaturudvalget får indimellem henvendelser om dansk kemisk nomenklatur fra de oversættere i EU, hvis opgave det er at oversætte EU-lovgivning på

Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

AktueltEnergi31. 03. 2025

Efter en byggeperiode på omkring to år, er BASF nye 54 megawatt elektrolyseanlæg blevet indviet. Udover at være Tyskland største, med en kapacitet til at producere op til 8.000 ton grøn brint årligt, skriver det også historie på et andet område. Brinten skal primært anvendes som råmateriale i

Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

AktueltBranchenyt31. 03. 2025

Danske virksomheder er fortsat nogle af de mest aktive i Europa til at innovere. Det viser nye tal fra Den Europæiske Patentmyndighed, EPO, som udsteder patenter, der kan dække i op til 45 lande. Vestas, Novozymes og Danmarks Tekniske Universitet har leveret de største bidrag til, at Danmark kan

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Sådan transporterer du lithiumbatterier sikkert

  • Kem-En-Tec Nordic

    Opnå rent DNA/RNA på få minutter og på bæredygtig vis!

  • Kem-En-Tec Nordic

    Sikker gelfarvning på kun 15 minutter?

  • DENIOS ApS

    Her er den oversete vej til et sundere arbejdsmiljø

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions lancerer den nye HiCube Neo RGA

  • Busch Vakuumteknik A/S

    centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

  • DENIOS ApS

    Ved du, hvornår det er tid til at vedligeholde, udskifte eller flytte dit opsamlingskar?

  • DENIOS ApS

    3 sikkerhedsfunktioner, du skal kigge efter på dit opsamlingskar

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage i videnskabens og fremtidens tegn

  • Holm & Halby

    Holm & Halby deltager i Europe Biobank Week 2025

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

  • I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

    14.05.2025

  • Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

    28.04.2025

  • Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

    21.04.2025

  • Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

    07.04.2025

  • En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

    01.04.2025

  • Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

    31.03.2025

  • Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

    31.03.2025

  • Ny grundbog tager studerende på videregående uddannelser ind i den basale kemi

    26.03.2025

  • Nedrivningsarbejdere i kontakt med PCB slipper med skrækken – kun lave niveauer i blodet

    25.03.2025

  • Styrkelse af nyfundet gen kan gøre kartoflen resistent over for svampeangreb

    24.03.2025

  • Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i det danske arbejdsmiljø

    21.03.2025

  • Dansk forbud mod PFAS er lige på trapperne – indsigelsesfrist mod 2024-aftale er overskredet

    20.03.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik