Aerosol

Aerosolar er ørsmå partiklar av anten faste stoff eller ei væske i ein gass. Storleiken på dei varierer frå mindre enn 10 nanometer til meir enn 100 mikrometer i diameter. Denne storleiksskalen representerer partiklar med ein storleik på eit par molekyl til storleikar der tyngda vert så stor at dei fell mot bakken.

Aerosolar i atmosfæren

Nokre aerosolar oppstår naturleg frå vulkanar, sandstormar, skog- eller grasbrannar, levande vegetasjon og sjøsprøyt. Menneskeleg aktivitet, som brenning av fossile brennstoff, dannar òg aerosolar. Midla over heile jorda utgjer antropogene aerosolar—som dei laga av menneskeleg aktivitet vert kalla—utgjer for tida om lag 10 % av den totale mengda aerosolar i atmosfæren.

Kjelder

Det finst både naturlege og menneskelege kjelder til aerosolar i atmosfæren. Dei største kjeldene til naturlege aerosolar er støv som er kverlva opp i atmosfæren av vind, vulkanar og skogbrannar. Sjøsprøyt er òg ei stor kjelde til aerosolar, men dei fleste av desse fell ned att i sjøen dei kom frå.

Den største menneskelege kjelda er forskjellige forbrenningsprosessar, hovudsakleg brenning av fossilt brensel i bilmotorar og kraftstasjonar, eller brenning av tre, som i skogrydding. I tillegg medverkar støv frå anleggsområde og andre landområde der vatn eller vegetasjon er fjerna. Enkelte av desse aerosolane vert sende direkte inn i atmosfæren, medan andre har opphav i gassar som er sende opp i atmosfæren, og som så reagerer og dannar partiklar.

Det er venta at utsleppa av partiklar og gassar frå køyretøy vil minke det neste tiåret i både Europa og USA på grunn av at ein er i ferd med å innføre strengare krav til kor mykje utslepp ein kan tillate frå køyretøy. Men sjølv med desse strengare krava vil utsleppa halde fram med å medverke til den globale oppvarminga.

Samansetting

Samansettinga til aerosolar er avhengig av kor dei kjem frå. Partiklar som er kvervla opp av vinden er ofte samansette av mineral oksyd og andre stoff frå jordskorpa. Desse aerosolane kan absorbere lys. Sjøsalt er rekna for å vere den nest største kjelda til aerosolar i atmosfæren, og består hovudsakleg av natriumklorid, som kjem av sjøsprøyt. Andre stoff i sjøsalt er avhengig av samansettinga til sjøvatnet, og inneheld mellom anna magnesium, sulfat, kalsium og kalium. I tillegg har sjøsprøytaerosolar organiske stoff som kan påverke kjemien deira. Sjøsalt absorberer ikkje lys.

Sekundære partiklar som kjem av oksidering av gassar som svovel- og nitrogenoksid til svovelsyre (væske) og salpetersyre (gass). Gassane som desse aerosolane oppstår frå kan ha antropogene kjelder (brenning av fossile brensel) og naturlege biogene kjelder. Ammoniumsalt kan dannast frå ammoniakkbindingar som ammoniumsulfat og ammoniumnitrat (begge kan vere tørre eller i væskeblandingar). Sekundære svovel- og nitrataerosolar medverkar stort til å spreie lys.

Organiske stoff kan vere både primære og sekundære, og dei sekundære oppstår ved oksidering av flyktige organiske sambindingar. Organiske stoff i atmosfæren kan vere både biogeniske og antropogene. Organiske stoff i atmosfæren fører til både spreiing og absorpsjon av stråling. Ein annan viktig aerosoltype kjem av sot (svart karbon), og desse absorberer mykje lys, og kan vere eit stort positivt strålingspådrag.

Fjerning av aerosolar

I hovudsak vil ein partikkel helde seg lenger i lufta jo mindre og lettare han er. Større partiklar (større enn 10 mikrometer i diameter) fell til bakken, på grunn av tyngdekrafta, i løpet av eit par timar, medan dei minste partiklane (mindre enn 1 mikrometer) kan halde seg i atmosfæren i vekesvis og fell stort sett til bakken i samband med nedbør.

Strålingspådrag av aerosolar

Redusert solstråling på grunn av vulkanutbrot

Aerosolar, naturlege og antropogene, kan påverke klimaet ved å påverke strålinga som går gjennom atmosfæren. Direkte observasjonar av effekten aerosolane har er ganske få, så forsøk på å estimere den globale effekten krev datamodellar. Medan ein kan avgjere strålingspådraget frå drivhusgassane med ganske stor nøysemd, er utryggleiken ganske stor når det gjeld aerosolane sin effekt. Resultata ein får frå datamodellane er derimot vanskeleg å verifisere.

Svovelaerosolar

Svovelaerosolar har to store effektar, ein direkte og ein indirekte. Den direkte effekten er å avkjøle planeten på grunn av auka albedo i atmosfæren, og det beste estimatet ein har er på -0,4 watt per kvadratmeter med ein feilmargin frå -0,2 til -0,8 W/m². Denn effekten har derimot stor geografisk variasjon, og ein meiner at den største avkjøling skjer nedstraums store industriområde. Moderne klimamodellar prøver å ta med denne effekten, som ser ut til å legge ein liten dempar på temperaturauken. Den indirekte effekten er at partiklane virkar som kondensasjonskjerner for skyer, og på den måten endrar skyeigenskapane. Ein er derimot meir usikker på om dette fører til avkjøling eller oppvarming.

Svart karbon

Svart karbon eller sot er ein av dei viktigaste absorberande partiklane ein har i atmosfæren. Sot frå fossilt brensel er estimert til å medverke med eit strålingspådrag på +0,2 W/m² med ein feilmargin frå +0.1 til +0.4 W/m². Alle desse aerosolane både absorberer og spreiar sollys og langbølgja stråling frå Jorda.

Helsekonsekvensar

Luftforrureining målt på ein stasjon i Emden i Tyskland

Konsekvensen av å puste inn aerosolar kan føre til både astma, lungekreft, hjarte-karsjukdommar og for tidleg død. Storleiken på partiklane avgjer kor langt ned i pustesystemet dei kjem. Større partiklar vert hovudsakleg stoppa i nasa og halsen og utgjer ikkje store problem, men partiklar som er mindre enn om lag 10 mikrometer kan slå seg til i bronkiane og lungene og føre til helseproblem. Partiklar mindre enn 2,5 mikrometer kan trenge djupt inn i lungene, og dei minste partiklane (mindre enn 100 nanometer) kan gå gjennom lungene og påverke andre organ. Partiklar mindre enn 2,5 mikromter kan trenge inn i arteriane, og føre til betennelse i karsystemet og aterosklerose — som fører til hardare arteriar og mindre elastisitet, og dette kan igjen føre til hjarteanfall og andre hjarte-karsjukdommar. Forskarar har kome fram til at sjølv kort tid i høge konsentrasjonar av slike aerosolar kan føre til slike sjukdommar.

Ein har òg vist at partiklar som er mindre enn 100 nanometer kan passere gjennom cellemembranane, og til dømes flytte seg inn i hjernen. Ein meiner derfor at slike små partiklar kanskje kan føre til mindre hjermeskadar som Alzheimers. Partiklar som kjem frå dieselmotorar er vanlegvis rundt 100 nanometer, og i tillegg kan desse sotpartiklane innehalde kreftframkallande stoff som benzopyren. Dei lovpålagte grensene for slike utslepp går på kor stor masse av slike partiklar ein kan sleppe ut. Dette er derimot eit dårleg mål på helsefaren desse aerosolane utgjer sidan ein partikkel på 10 mikrometer om lag har same masse som ein million partiklar på 100 nanometer i diameter, men denne eine, store partikkelen er mykje mindre ufarleg, fordi den sannsynlegvis aldri vil kome inn i ein menneskekropp - og om den gjer det så blir den raskt fjerna.

Dødsfall knytte til slike utslepp vart først oppdaga tidleg på 1970-talet. Denne typen forureining fører til om lag 200 000 dødsfall i Europa, og om lag 20-50 000 dødsfall i USA.

EU-lovgjeving

I direktiva 1999/30/EC og 96/62/EC, sette Den europeiske kommisjonen ei grense for kor mykje luft kan innehalde av aerosolar med storleik 10 mikrometer

	Fase 1 frå 1. januar 2005	Fase 2¹ frå 1. januar 2010
Årleg middel	40 µg/m³	20 µg/m³
Dagleg middel (24 timar) Talet på gonger ein kan kome over desse verdiane kvart år	50 µg/m³ 35	50 µg/m³ 7

¹ antyda verdi.

Bakgrunnsstoff

http://earthobservatory.nasa.gov/Library/Aerosols/
http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/160.htm Arkivert 2002-02-20 ved Wayback Machine.
Lave, Lester B. & Eugene P. Seskin (1973). "An Analysis of the Association Between U.S. Mortality and Air Pollution," Journal of the American Statistical Association 68, 342.
http://insideepa.com/secure/insider_display.asp?f=epa_2001.ask&docid=142006_links^{[daud lenkje]}
Mokdad, Ali H., et. al (2004). "Actual Causes of Death in the United States, 2000". Journal of the American Medical Association. 291 (10), 1238-1235.
Pope, C Arden, et. al (2002). "Cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution." Journal of the American Medical Association. 287, 1132-1141.
G Invernizzi et al., Particulate matter from tobacco versus diesel car exhaust: an educational perspective. Tobacco Control 13, S.219-221 (2004)
Sheldon K.Friedlander, «Smoke, Dust and Haze».
Atmospheric Aerosols: What Are They, and Why Are They So Important? Arkivert 2007-09-08 ved Wayback Machine. (NASA Facts Online)