Aerosol characterization in real life and a methodology for human exposure studies in controlled chamber settings

Abstract: Popular Abstract in Swedish Ta ett djupt andetag och tänk på vad du nu har i lungorna! Jo, det är luft, förstås, syre kväve och sådant. Men det är också något annat. I varje kubikcentimeter du andas in finns tusentals partiklar, alla för små för att kunna ses med blotta ögat. Om dessa partiklar handlar denna avhandling. Vi kallar luftburna partiklar för aerosoler, ett begrepp som innefattar allt från de minsta nanopartiklarna, som ofta skapas av det vi människor gör, som transport och industri, till de största, som ofta har naturliga källor. Om jag skulle förstora den minsta partikeln du just andades in till storleken av huvudet på en knappnål, skulle den största bli stor som Globen i Stockholm. Partiklar finns överallt, speciellt mycket i städer, men ingenstans på jorden är luften partikelfri eller har någonsin varit. I genomsnitt andas du in ungefär 100 miljarder partiklar varje dag. En hel del av dem andas du ut igen, men de minsta partiklarna kan följa med luften ända ner till de känsligaste delarna av lungan och stanna kvar där. Vi vet, från flera epidemiologiska studier, att partiklar i luften orsakar en mängd sjukdomar i inte bara i andningsvägarna. Men epidemiologiska studier berättar ingenting om orsaken; om det är partiklarnas storlek, deras form, deras kemiska sammansättning, eller någon annan egenskap som orsakar sjukdomen. Denna avhandling förklarar hur vi har gått tillväga för att utarbeta en metod, som vi hoppas ska kunna bättra på vår kunskap om vad det är som gör att vissa partiklar är farliga och andra inte. Metoden går ut på att placera frivilliga försökspersoner i en välkontrollerad kammare, där de sitter bekvämt och under 3-5 timmar blir exponerade för normala koncentrationer av vanliga aerosoltyper. Vi låter dem andas in en specifik aerosol per exponeringstillfälle, och vid ett tillfälle får de även andas in helt partikelfri, filtrerad luft. Egenskaperna hos aerosolen i fråga har vi innan undersökt noga, så vi känner till sådant som hur stora partiklarna är, hur de ser ut och vilken kemisk sammansättning de har. Tillsammans med medicinska forskare försöker vi, under tiden exponeringen pågår och efter, hitta någon effekt hos de här försökspersonerna, något som skiljer sig från då de bara andas in den filtrerade luften. Det kan röra sig om till exempel en liten förändring i mängden av ett visst protein, som tyder på en begynnande inflammation, eller att hjärtats rytm förändras. Med andra ord, något som berättar för oss att det finns något hos just den här aerosolen som får kroppen att reagera. Genom att prova oss igenom flera olika aerosoler på det här sättet hoppas vi kunna komma ett steg närmare att förstå vilka egenskaper som gör vissa partiklar farligare än andra. Vi har valt att titta på aerosoler från både arbetsmiljö (svetsrök) och inomhusmiljö (stearinljusrök samt de partiklar som bildas då flyktiga organiska kolväten – sådana som får våra rengöringsprodukter att lukta gott – reagerar med ozon). Avhandlingen förklarar hur vi gått till väga då vi bestämt oss för lämpliga koncentrationer att använda vid exponeringarna, och hur vi burit oss åt för att ta reda på de egenskaper hos dessa partiklar som forskarvärden tror kan vara av betydelse för vår hälsa. Vidare beskrivs hur vi har utvecklat system för att generera dessa aerosoler så att vi vid varje exponeringstillfälle har fått samma koncentration av partiklar i kammarluften. Vi har till exempel fått resultat som indikerar att våra försökspersoners hjärtrytm påverkades olika av stearinljuspartiklar än av andra partiklar på ett sätt som inte var till stearinljuspartiklarnas nackdel, något som vi just nu studerar närmare. Den i avhandlingen beskrivna metodiken har senare även använts för dieselavgaser, och framöver ska vi titta på hur våra försökspersoner reagerar då de får andas in andra aerosoltyper, som matos eller de avhärdande partiklar som finns i vanliga tvättmedel.