Artikel

Typisk størrelsesfordeling af partikler. Bemærk at aksen er logaritmisk. PM_2,5 og PM₁₀ er massen af partiklerne under henholdsvis 2,5 mikrometer og 10 mikrometer. Den gule kurve viser fordelingen af partiklerne målt som antal, mens den blå kurve viser den samme fordeling målt som masse. I takt med at vulkanskyen ældes, vil der dannes flere kondensater (fra SO₂) og de største partikler (over 5 mikrometer) vil sedimentere.

 Af Jens C. Pedersen

Når man taler om partikelforureningen fra den islandske vulkan er det afgørende at være opmærksom på at der er tale om en bred vifte af partikelstørrelser. De største partikler vil hurtigst falde ned til jordoverfladen, de mindste vil klumpe sammen, og tilbage er hovedsageligt partiklerne på 0,1-5 mikrometer, som er dem der vil blive længst i atmosfæren. Sundhedsmæssigt for mennesker er det disse og de endnu mindre partikler der er i fokus. DMU vurderer dog fortsat ikke at der er grund til at være bekymret for sundheden i Danmark.

Når en vulkan ligger under en gletcher, som det er tilfældet ved Eyjafjallajökull, vil is som falder ned i krateret lynhurtigt fordampe og rive store mængder flydende klippemateriale med højt op i atmosfæren. Nogle partikler er så store at de falder ned lokalt, men de mindre partikler er ved Eyjafjallajökull blevet sendt adskillige kilometer til vejrs hvorfra de har bredt sig, navnligt over Europa. Lynhurtigt begyndte telefonerne at kime i Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) ved Aarhus Universitet: Er det farligt?

Hvilke stoffer er der i skyen?

For at svare på dette spørgsmål må man for det første kende den kemiske sammensætning af partiklerne. Der er ingen der kender den præcise sammensætning af vulkan-skyen fra Island, men de forureninger der normalt giver de største problemer i vulkan-skyer er mineralske partikler (sand), svovldioxid (SO2), fluorid og saltsyre. Fra tidligere islandske vulkanudslip er det kendt at fluorider kan give problemer for græssende husdyr, men det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet (DJF) ved Aarhus Universitet vurderer ikke at der vil blive problemer for husdyr i Danmark. Fra det aktuelle udbrud har man målinger af relativt lave fluorid-indhold (25 mg pr. kg) i aske opsamlet på Island, men også betydeligt højere værdier har været omtalt.

DMU følger også udviklingen via det faste målenet for luftforurening, hvor resultater vises on-line på DMU’s hjemmeside. Hvis dele af skyen når ned til jordoverfladen vil det kunne registreres på målestationerne i Ålborg og København og mest sandsynligt ses som en stigning i koncentrationen af SO₂ og partikler. Der er til dato ikke registeret nogle udsving i måleresultaterne som kan tilskrives askeskyen, ligesom DMU ikke har målt forhøjet indhold af fluorid i nedbør som er opsamlet.

Hvor mange partikler er der i luften?

For det andet skal man kende koncentrationer af partikler i askeskyen. Umiddelbart efter det islandske udslip fik DMU’s luftforureningseksperter iværksat en prognose som kunne fortælle hvordan vulkanskyen ville bevæge sig gennem atmosfæren. Beregningerne tager udgangspunkt i en kilde (vulkanen) hvor man skal kende en række forskellige parametre: placering (velkendt), udslipshøjden (nogenlunde velbeskrevet) og kildestyrken (ukendt). Hertil kommer meteorologien som er velbeskrevet fra vejrprognosemodeller, hvorfor DMU siden den 15. april ved middagstid har kunnet fortælle hvor askeskyen ville befinde sig med rimelig stor nøjagtighed.

Derimod har vi ikke i Danmark haft mulighed for at måle på sammensætningen og mængden af partikler i askeskyen. Det nærmeste vi er kommet er de laserscanninger som DTU-Risø har iværksat med såkaldt LIDAR-udstyr som kan give et billede af hvor den vulkanske aske befinder sig – forudsat der ikke er skyer. Det har fx givet informationer om en askesky i 3-4 kilometers højde den 19.-20. april. Målinger af denne type kræver tolkning foretaget af eksperter inden for netop dette udstyr, og målingerne skal helst kombineres med data fra andre typer udstyr, satellitter mm.

Mere detaljerede oplysninger er kommet fra Tyskland hvor man har et fly som er udstyret både med LIDAR og med flere forskellige andre former for udstyr som er designet til at bestemme antallet og størrelsesfordelingen af partikler under de vanskelige måleforhold, der er i forbindelse med direkte målinger fra et fly. Den 19. april gennemførte man således en flyvning igennem askeskyen, som var synlig i ca. 4 kilometers højde såvel med øjet som med LIDAR-udstyr. Målingerne viste et partikelniveau i luften over Leipzig på ca. 60 mikrogram pr. kubikmeter med enkelte partikler over 3 mikrometer. Askeskyen var på dette tidspunkt 4-5 dage gammel.

Skotske målinger har ifølge presserapporter vist væsentligt højere partikelindhold på godt 300 mikrogram pr. kubikmeter. Til sammenligning måler DMU i Danmark omkring 30-40 mikrogram pr. kubikmeter som årsgennemsnit på trafikerede gader, hvoraf kun 1-2 mikrogram stammer fra mineralsk støv.

Størrelsen er afgørende

Endelig skal man som det måske vigtigste kende størrelsen af partiklerne i askeskyen. Størrelsen af partikler har nemlig på flere måder afgørende betydning, når man skal vurdere effekten:

• partiklernes vægt stiger med radius i 3. potens, dvs. at en 10 mikrometer partikel er 1000 gange så tung som en på 1 mikrometer i diameter
• hvor hurtigt partiklen sedimenterer
• hvor partiklerne havner i vores luftveje.

De største partikler er især af betydning for luftfarten og for det lokale nedfald af aske på Island. For sundheden er det imidlertid de mindre og mindste partikler, dem under 2-3 mikrometer, man fokuserer på. Det er både dem som vil transporteres længst – de kan blive i atmosfæren i ugevis – og dem som når dybest ned i vores luftveje.

DMU’s eksperter vurderer imidlertid fortsat at sundhedsrisikoen er meget lille i Danmark. Denne vurdering baserer de på at modelberegningerne kun har peget på lave koncentrationer ved overfladen og at DMU’s målinger ikke har vist nedslag af større askemængder i Danmark.

Afsætning af partikler i luftvejene som funktion af partiklernes størrelse. De største partikler opfanges i næse og svælg, mens det især er de mindste partikler (under 3 mikrometer) man er bekymret for sundhedsmæssigt.

Hvilke farlige stoffer er der i skyen?

Der er ingen der kender den præcise sammensætning af vulkan-skyen fra Island, men de forureninger der normalt giver de største problemer i vulkan-skyer er mineralske partikler, svovldioxid (SO₂), fluorid og saltsyre.

DMU følger også udviklingen via det faste målenet for luftforurening hvor resultater vises on-line på DMU’s hjemmeside.

Hvis dele af skyen når ned til jordoverfladen vil det først kunne registreres på målestationen i Ålborg dernæst i København og mest sandsynligt ses som en stigning i koncentrationen af SO₂.

 Sundhedseffekter: Seniorforsker Ole Hertel,  oh@dmu.dk, tlf. 4630 1148, mobil 2013 6844

Målinger: Seniorforsker Thomas Ellermann, tel@dmu.dk, tlf. 4630 1166

Links

• Luftforurening med Partikler - et sundhedsproblem.  F. Palmgren m.fl. MiljøBiblioteket nr. 14, 2009.
• Resultater fra DMU’s løbende overvågning af luftforureningen 
• Ingen spor af vulkansk aske i tirsdagens nedbør 
• Vulkansky truer dansk luftrum (DMI)
• Vulkanaske giver ingen grund til akut panik (DJF, AU)
• Vindmåleudstyr fra Risø DTU kan give mere præcis kortlægning af askeskyen (Risø DTU)
• Vulkaner i Nordatlanten og i Danmark (GEUS)
• Kan vulkanudbrud påvirke jordens klima? (GEUS)

• Vulkanudbrud i Island: Er Katla ved at vågne? (videnskab.dk)

• Vulkansky lukker dansk luftrum (DMI)

• Volcanic Gases and Their Effects (U.S. Geological Survey) 
• Volcanic Sulfur Aerosols Affect Climate and the Earth's Ozone Layer (U.S. Geological Survey)
• An eruption in South Iceland (Islands meteorologiske institut)
• Volcanic Ash Stops Europe Flights—Why Ash Is Dangerous (National Geographic)

Årgang 14 nr. 8, 28. april 2010