Aerosol

Aerosol er ørsmå, finforstøvede partikler av enten fast stoff eller væske i en gass. Størrelsen på partiklene varierer fra mindre enn 10 nanometer til over 100 mikrometer i diameter. Aerosoler kan være en form for støv eller fordampede partikler.

I dagligtale er ordet først og fremst forbundet med spraybokser og begrepene er i denne sammenhengen brukt som synonymer.

Leddet -sol, har sammenheng med latinsk/engelsk solution, løsning/oppløsning, til forskjell fra suspention, blanding/suspensjon.

Fysisk egenskap

For så små dråper/partikler er luftmotstanden stor i forhold til vekten slik at de holder seg svevende med en minimal fallhastighet. De kan gå inn i atmosfæren direkte som partikler og kalles da primære aerosoler, eller de kan oppstå ved kjemiske reaksjoner som kalles sekundære aerosoler.

Kildene til primære aerosoler

Aerosoler kan komme fra naturlige eller antropogene kilder.

Marine kilder (aerosoler fra havet)

Sjøsaltaerosoler dannes av sjøsprøyten fra bølger ved høy vindstyrke (de største partiklene, vanligvis med høyt innhold av sjøsalt), og når luftboblene i skumtoppene sprekker. Utslippene av aerosoler som kommer fra havet, er på rundt 1,3 milliarder tonn per år.

Mineralstøv

Vinden kan blåse opp partikler fra jordoverflaten, spesielt når jorda er tørr og uten plantedekke, og ta med seg disse over store avstander. Partiklene består av materialer som kommer fra jordas skorpe, og er derfor rike på oksider av jern, kalsium og aluminium. Halvparten av de totale utslippene av mineralpartikler på jorda stammer fra Saharaørkenen.

Vulkansk opphav

Vulkanutbrudd slipper ut enorme mengder gasser og aerosoler i atmosfæren. I motsetning til de andre aerosolkildene er røyksøylene med aske så høye at partiklene og gassene kan nå helt opp til stratosfæren: Pinatubovulkanens røyksøyle har nådd 40 km opp i lufta.

Partikler som går inn i den øvre atmosfæren blir ikke så lett vasket ut, og det vulkanske materialet forblir i lang tid på samme nivå som når det slippes ut (noen ganger i flere år). Gassene som slippes ut av vulkanene produserer også aerosoler. Alle disse stratosfæriske partiklene har en sterk påvirkning på klimaet og ozonlaget i stratosfæren.

Biogent opphav

Partikler som produseres av levende organismers aktiviteter, kalles biogene partikler. Primære aerosoler kan være pollen, sopp, bakterier og virus. En annen kilde er skogbranner, som slipper ut småpartikler i atmosfæren. For eksempel førte røyken fra skogbranner i Malaysia i 1997 til et 15 ganger så høyt nivå av partikkelforurensing som normalt. Nivået holdt seg i flere uker.

Kosmisk opphav

Noe materie fra solsystemet går inn i jordas atmosfære. Mesteparten brenner opp i den øverste delen av atmosfæren (det er dette som forårsaker «stjerneskuddene» vi ser), men noen partikler når ned til jordas overflate. Disse partiklene, som er mindre enn 0.5 mm, kalles mikrometeoritter. Forskere anslår at minst flere tusen tonn av denne kosmiske materien når bakken hvert år.

Antropogene opphav

Partikler som stammer fra menneskelig aktivitet, kalles antropogene aerosoler. Antropogene kilder danner både grove og fine partikler. Støv fra veier og byggeplasser (som sementfabrikker), produserer for det meste grove partikler. Mindre partikler, som karbonholdige aerosoler, dannes ved forbrenning av fossilt brensel i kraftgenerering, kjøretøyer og ved oppvarming av hus. Aerosoler finnes også innendørs, og selv om de ikke påvirker klimaet, kan for eksempel støvmidd, fiber, insektsprayer og asbest være svært farlig for mennesker.

Sekundære aerosoler

Aerosoler kan produseres direkte av mange kilder (marine, minerale, vulkanske, biogene, og antropogene). I disse tilfellene er det et fast stoff i starten av prosessen som gir opphav til partiklene. Men partikler kan også være et resultat av at gasser går over til partikler ved kjemiske reaksjoner. Det betyr at nye partikler dannes ved at gassmolekyler samler seg. Hver for seg er disse molekylene for små til å regnes som partikler. Gasser kan også kondensere på eksisterende partikler og danne større aerosoler. Partikler som dannes ved gassreaksjoner er svært små (mindre enn 1 µm), sammenlignet med grove partikler (for eksempel har mineralstøv, pollen eller sjøsprøyt diameter på 10 µm eller mer).

Trær og annen vegetasjon slipper ut gasser, som kalles flyktige organiske gasser (VOC – Volatile Organic Compounds). Når du lukter på blomster, oppdager nesen noen av disse gassene. Disse biogene gassene kan danne nye partikler (sekundære aerosoler).

De fleste av de sekundære naturlige aerosolene kommer fra reaksjoner med svovelgass. I det marine miljøet kommer mesteparten av svovelutslippene i form av DMS fra planteplankton. Når DMS reagerer med atmosfæriske forbindelser, dannes svoveldioksid (SO₂). På land produserer råtnende vegetasjon og dyr naturlig H₂S (som lukter som råtne egg), mens vulkaner slipper ut SO₂ direkte. Denne gassen kan reagere med andre stoffer og danne sulfataerosolpartikler.

Den menneskeskapte utslippsmengden av SO₂ har økt fra 10 millioner tonn per år i 1860, til 150 millioner tonn per år i 80-årene. Antropogene utslipp overgår naturlige utslipp av svovelholdige gasser; selv om det atmosfæriske SO2-nivået nå synker, på grunn av internasjonal lovgivning.

Mennesker produserer stadig mer av nitrogenforbindelser som fører til nitrataerosoler. Noen av de antropogene forbindelsene som stammer fra oljeforbrenning og biomasseforbrenning, fører til karbonholdige aerosoler, som er helseskadelige.

Bruksområder

Aerosolbokser/spraybokser er små beholdere som inneholder en væske som inneholder substansen som skal ut i dråpeform, og en drivgass som skaper et betydelig overtrykk i boksen. I ventilen i sprayboksen gis mulighet for å slippe ut en væske/gassblanding. Om væske/gassstrålen treffer en gjenstand i ventilen kan dette gi dannelse av små dråper.

Helseeffekter

Kjemiske aerosoler

Ved små lekkasjer i hydrauliske systemer som benytter høye arbeidstrykk kan en tynn stråle med olje danne mikroskopiske dråper som kan holde seg lenge i lufta. Slike oljedråper kan legge seg på overflaten i luftveiene og skape store helseproblem. Slike problemer forekommer særlig innen mekanisk industri.

Biologiske aerosoler

Aerosoler er en smittemåte for infeksjonssykdommer, enten ved direkte aerosolisering (hoste, nysing) eller ved aerosolisering av støv som er forurenset med smittestoffer.

Eksterne lenker

Ren luft forsterker global oppvarming (NRK, 2020)