2018-04-04

Vad är skillnaden mellan en PM2,5-monitor och en PM10-monitor?

Övervakning av partiklar i luften är av större intresse än någonsin tidigare. Anledningen är allmänhetens ökade medvetenhet om hälsoeffekterna av små partiklar i luften, i kombination med en ökad fordonsflotta som släpper ut sådana partiklar.

”PM” står för particulate matter (partiklar). Siffran (vanligtvis 10 eller 2,5) anger storleken på de partiklar som övervakas. PM₁₀ avser partiklar med en diameter på 10 µm eller mindre, och PM_2,5 avser partiklar med en diameter på 2,5 µm eller mindre.

MÄTPROCESSEN

Tekniskt sett ser en PM_2,5-monitor för provtagning och en PM₁₀-monitor för provtagning ut och fungerar enligt exakt samma principer. Omgivningsluften pressas genom ett speciellt inloppshuvud (mer om det nedan) och sedan genom ett finpartikelfilter. Genom att känna till luftflödet, vikten på ett rent filter och vikten på filtret efter att det har utsatts för luftflödet under en känd tid, kan man beräkna partiklarnas vikt per volym.

I sin mest primitiva form vägs filtren faktiskt manuellt på en våg, men det är naturligtvis arbetskrävande och leder till märkbara fördröjningar mellan provtagningen och mätresultatet. Många partikelmonitorer använder sig istället av en betastrålningskälla med låg aktivitet. Betastrålning dämpas när den passerar genom materia. Genom att mäta mängden passerande strålar före och efter provtagningssekvensen kan man beräkna filtrets massa före och efter provtagningen, och därmed massan av partiklar som ackumulerats på filtret. 

INLOPPSHUVUDET

Inloppshuvudet är den enhet som skiljer en PM_2,5-monitor från en PM₁₀-monitor. I båda fallen består det av ett noggrant utformat och tillverkat system av rör och slagplattor. När luften strömmar genom rören och ändrar riktning gör centrifugalkrafterna att de tyngre partiklarna träffar och fastnar på slagplattornas yta. Som ett resultat av detta kan endast lättare och därmed (effektivt) mindre partiklar passera huvudet. Genom att använda olika dimensioner på rören och plattorna fastställs en ”cut-off”-diameter för partiklarna. Endast partikelfraktionen under cut-off-diametern fortsätter med luftströmmen och ansamlas på det efterföljande filtret.

”Cut-off” är faktiskt lite missvisande. Det finns ingen skarp kant där alla partiklar över gränsen avvisas och alla under accepteras. PM-numret anger partikeldiametern där 50 % av partiklarna avvisas. ”Sorteringskurvan” för de standardiserade huvudena efterliknar dock fortfarande den för människans andningsorgan och ger en bra uppskattning av vad befolkningen faktiskt utsätts för.

ANDRA TYPER AV PM-MONITORER

Det finns också en grupp PM-monitorer som arbetar med en helt annan teknik. En laserstråle fokuseras till en mycket liten volym i luftflödet. När en partikel passerar denna volym reflekteras eller bryts en del av eller hela ljuset. Detta detekteras av en sensor som en kort ljuspuls. Intensiteten i det detekterade ljuset indikerar partikelns storlek. Genom att mäta luftflödet och ackumulera antalet partiklar och deras storlek över tid kan PM10- och/eller PM2.5-koncentrationen bestämmas. Vissa av dessa instrument använder samma ”avstängda” inloppshuvuden som provtagningsövervakare, andra har ”öppna” inloppshuvuden och separerar istället PM₁₀- och/eller PM_2,5-fraktionerna enbart genom att bearbeta signalen från detektorn.

FOKUS PÅ PM_2.5

Så varför finns det två standarder: både PM₁₀ och PM_2,5? Traditionellt har PM₁₀ varit den standardiserade parametern att övervaka. Men ju mindre partiklarna är, desto djupare ner i lungorna når de och desto större skada orsakar de. Detta, i kombination med modern teknik för luftföroreningskontroll i fordon som orsakar relativt högre fraktioner av mindre än större partiklar, har gjort att fokus har flyttats mot PM_2,5 eller ännu mindre partikelfraktioner. Numera finns det också instrument för mätning av t.ex. PM₁- och till och med PM_0,1-koncentrationer. PM₁₀- och PM_2.5-monitorer är dock fortfarande de instrument som används mest i dag.