Luftdagen Kalmar, , Helen Karlsson Med Dr Miljökemist Partiklar och Hälsa

Varför är luftvård viktigt i ett hälsoperspektiv? I en översiktsrapport om hälsoeffekter av luftföroreningar år 2014* redovisades att nuvarande nivåer av luftföroreningar i världens tätorter, där 70% av befolkningen bor, är kopplade till ökad risk för hjärtkärl- sjukdom och lungcancer Sverige är ett av de Europeiska länder som har bäst luftkvalitet, trots detta överskrids miljökvalitetsnormen för flera olika föroreningar i högtrafikerade områden eller där eldning av ved/ fasta bränslen förekommer Trafikrelaterade partikelutsläpp beräknas minska i Sverige men bidrag från hushåll (vedeldning) förväntas öka Alternativa drivmedel ger alternativa emissioner Denna presentation kommer att fokusera på hälsoeffekter av exponering för luftburna partiklar men berör även substanser som kan sitta på partiklarnas yta *Costa et al, J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2014;17(6):307-40

Möjliga partikelkällor i Sverige Fordonstrafik -Slitage däck-vägbana -Avgaser -Slitage bromsar Tåg -Friktion broms-räls Industri/Jordbruk Sjöfart Flyg Eldning av ved eller fasta bränslen i hushåll Skogsbränder

Ved/förbränningspartiklar

Partiklar i gatumiljö Vedeldning Sjöfart Industri Tåg Flyg Metaller Pollen Bakterier Kemikalier Drivmedel; Bensin…(COx) Diesel….(NOx, Partiklar) Bensin-Etanol…(Aldehyder) Naturgas...(Aldehyder) Biodiesel….(Aldehyder) Kumar et al Review, American Chemical Science Journal1(1): 1-27

Aktiviteter på VTI med nätverk Fokus på slitagepartiklar från däck, vägbanor, bromsskivor etc Simulerar slitage i kontrollerad miljö

Olika typer av slitagepartiklar

Specifika metaller och möjliga hälsoeffekter på människa vid hög exponering-via hud eller lungor Aluminium- Hjärtkärlsjukdom, Demens Bly-Neurologiska skador, muskelvärk, trötthet, anemi Kadmium- Njurskador, svagt skelett, hormonstörande Järn –katalyserar oxidationsreaktioner, inflammation Zink- trötthet, feber, muskelvärk Kalcium Sökning PUBMED Metallx och Hälsoeffekter

NPs finns naturligt (vulkanaska, mineral kompositer), bildas främst vid förbränning, men har på senare tid ökat i vår omgivning på grund av tillverkning för biomedicin samt industri NPs egenskaper skiljer sig från större partiklar på flera sätt; förutom komposition så har storlek, form och ytegenskaper avgörande betydelse NPs är så små att de kan passera genom biologiska barriärer utan att upptäckas av vårt immunförsvar och kan därigenom påverka cellulära funktioner Nps kan aggregera och bilda större agglomerat Nps flyger lätt i luft och är elektrostatiska Oklarheter angående risker, ventilationssystem samt hantering under produktens hela livscykel Nanopartiklar är mindre än eller lika med 100 nm i aerodynamisk diameter

Fallbeskrivningar där yrkesexponering varit hög; 2009; 7 kinesiska kvinnor fick lungsäcksinflammation, 2 dog. NPs lokaliserades i och mellan lungans samt lungsäckens celler. Exponering; polyakrylatsprayfärg innehållande Si-NPs 2010; 38-årig man dog i lung- och systemisk kollaps 13 dgr efter exponering för Ni-NPs sprayade på ”bushes for turbine bearings”. Ni-NPs återfanns i lungans celler, urin samt andra organ. Njurar visade akut celldöd 2012; 58-årig man, lunginflammation, lungskada. Exponering; polyesterpuderfärg innehållande TiO-NP 2014; 26-årig amerikansk kvinna, kemist, utvecklade nickelallergi och fick lungbesvär –fick sluta på arbetsplatsen. Exponering Ni-NP Fallbeskrivningar; NP-exponering i arbetsmiljön Beskrivna i Review av Pietroiusti et al Occup Med 64;

12 Karlsson et.al (2012). Two-Dimensional Gel Electrophoresis and Mass Spectrometry in Studies of Nanoparticle-Protein Interactions, Gel Electrophoresis - Advanced Techniques ISBN: , InTech Karlsson et.al Chem. Res. Toxicol. 2011, 24, 45-53

Förbränningsprodukter och möjliga hälsoeffekter på människa vid hög exponering- via hud eller inandning Svavelföreningar- hudallergi, vid inandning-hosta, irritation Polycykliska aromatiska kolväten (PAH)- lung och njurskada, cancer Partikulärt kol (sot) - astma, bronkit, inflammation Aldehyder- irritation, lunginflammation, genotoxiska NOx- inflammation samt förvärrande av respiratoriska besvär Metaller <1um se metaller… Kumar et al American Chemical Science Journal 1(1): 1-27,

Vad kan hända i blodbanan? Karlsson et al 2011 In Tech

TEOM-projekten Leandersson et al Rapport hos Naturvårdsverket 2011

Partiklar insamlade från 10 mätstationer där TEOM- instrument varit placerade under 2009 och 2010

Lufthalter och partikelmassor på filtren

Elementarpartikelkomposition Partikelkaraktärisering med scanning elektronmikroskopi (SEM) Emission Dispersive X-ray spectroscopy (EDX) av dominerande grundämnen Eller metallkompositionsanalys av lösning från tvättade TEOM-filter, med hjälp av ; “Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)”

Oxidativ förmåga hos olika partiklar insamlade på TEOM filter Som mått på partiklarnas oxiderande förmåga användes en metod där reducerat Glutathion (en viktig antioxidant i luftvägarna) inkuberades tillsammans med 50 μg partiklar/ml och där sedan oxidationen bestämdes efter 30 minuter.

Partiklarnas innehåll av ETX, delar från bakterier som stimulerar inflammation, undersöktes med en högkänslig LAL-metodik. (1 endotoxinenhet/ml motsvarar 0,1 ng lipopolysaccarid/ml)

Cellaktiverande förmåga hos partiklar på olika orter samt tid på året

Klinisk och praktisk nytta med TEOM-projektet? Med en ökad förståelse för partiklars toxicitet på olika platser vid olika tidpunkter på året vilket innefattar komposition, mängd samt ytegenskaper kan preventiva åtgärder förbättras För att ytterligare koppla ovanstående data till hälsoutfall avses även att under den aktuella tidsperioden på de berörda orterna följa upp -förskrivna läkemedel -samtal till sjukvårdsupplysning

Tack för visat intresse! Medarbetare: Linköping Helen Karlsson Anders Ljungman Per Leanderson Reza Nosratabadi Charlotta Wigander Caroline Rydholm Norrköping Pontus Edqvist Örebro Pål Graff Kalmar Lennart Hellström Annika Andersson Marie Jönsson