I arbetet undersöks hur elevers progression mot en förståelse för materiens partikelnatur beskrivs i aktuella forskningsstudier. En systematisk litteratursökning leder fram till 10 vetenskapliga arbeten som alla behandlar elevers progression i ämnet. Arbetena analyseras utifrån olika aspekter; dels hur de beskriver en stegvis progression i förståelse, dels hur ”inzoomade” partikelkunskaper inledningsvis kan vara. Beskrivningarna diskuteras i relation till aktuell forskning och den svenska kursplanen i kemi. Studien bidrar med en diskussion kring materiens partikelnatur kopplat till utbildning, och uppmanar till att vidare utforska området, inte minst för att se över den svenska läroplanens beskrivning av progression i ämnet.

De ökande luftföroreningarna i Europa är ett allvarligt miljöproblem, och vägtransporterna är en av de största orsakerna till detta. För att ta itu med detta problem och uppfylla nya utsläppskrav måste efterbehandlingssystemen för avgaser förbättras. Det är viktigt att förstå sammansättningen, egenskaperna och mängden partiklar (PM) som produceras av dieselmotorer för att kunna minska partikelutsläppen med dieselpartikelfiltret (DPF). Denna studie ger en djupgående analys av partikelutsläpp från tunga dieselmotorer, med fokus på att förstå källorna till partikelutsläpp, deras inverkan på partikelns struktur och reaktivitet. Olika filter för att samla in partiklarna användes och analyserades. Dessutom utvecklades och diskuterades en extraktionsmetod för att avlägsna partiklarna från filtren. Förhållandet mellan aska och sot samt kinetiska oxidationsparametrar har undersökts för flera prover från sex- och åttacylindriga motorer under olika driftscykler. Morfologiska egenskaper hos aska och sot undersöktes med SEM. Askfraktionen uppskattades ligga mellan 3 och 23 procent av den totala PM-sammansättningen. Askans elementära sammansättning undersöktes med hjälp av EDS och ICP. Viktförlustkurvor erhölls med TGA och de kinetiska parametrarna för sotoxidation beräknades med den icke-isotermiska metoden. Aktiveringsenergierna, som befanns ligga i intervallet 145-162 kJ/mol, visade att alla de testade sotproverna hade en liknande reaktivitet. Ytterligare studier behövs för att förbättra insamlings- och analysmetoderna för att uppnå tillförlitliga resultat. / The rise in air pollution in Europe is a pressing environmental health concern, and road transport is a major contributor. To address this issue and meet new emission standards, exhaust aftertreatment systems must be improved. Understanding the composition, properties, and amount of particulate matter (PM) produced by diesel engines is critical for reducing PM emissions with the diesel particulate filter (DPF). This research provides an in-depth analysis of PM emissions produced by heavy-duty diesel engines, with focus on understanding the sources of PM emissions, their impact on the structure and on the reactivity of the PM. Various filters to collect the particulate were employed and critically analysed. Furthermore, an extraction procedure to remove the PM from the filters was developed and discussed. Ash to soot ratio and kinetic oxidation parameters have been investigated for several samples deriving from 6-cylinder and 8-cylinder engines during different operational cycles. Morphological features of ash and soot were investigated with SEM. The ash fraction was estimated to lie between 3 and 23 percent in the total PM composition. Ash elemental composition was carried out through EDS and ICP. Weight loss curves were obtained with TGA and the soot oxidation kinetic parameters were calculated with the non-isothermal multiple-ramp rates method. The activation energies, which were found to be in the range of 145-162 kJ/mol, demonstrated that all of the soot samples tested had a similar reactivity. Further studies are needed to improve the collection and analysis methods in order to achieve reliable results.

In contradistinction with road transport exhaust particulate matter (PM) emission, non-exhaust PM emission has not decreased substantially in recent years. One source of non-exhaust PM emission is studded tyre-pavement contact. A-state-of-the-art experimental machines must be developed and improved in order to make a contribution to decrease of non-exhaust PM emission consequently improving human health. This thesis carried out at the department of Machine Design at KTH Royal Institute of Technology deals with redesign of the tribometer available at the department premises to mount and test scaled down studded tyre-pavement PM generation. Three concepts of redesigned tribometer were generated and evaluated against each other, out of which one was selected to be designed in detail, manufactured, assembled and tested. Final concept validation was conduction of an experiment with studded and plain tyres running on a granite sample. PM10 and PM0.5 results were collected and analysed and final redesign of the tribometer was assessed. / I motsats till utsläpp av partiklar från vägtransporter har utsläpp av partiklar från andra källor än avgaser inte minskat avsevärt under de senaste åren. En källa till utsläpp av partiklar utöver avgaser är kontakten mellan dubbdäck och vägbana. Det är nödvändigt att utveckla och förbättra de senaste laborationsmaskinerna för att kunna bidra till att minska icke avgasrelaterade utsläpp och därmed människors hälsa. Denna avhandling, som utförts vid avdelningen för maskinkonstruktion vid KTH (Kungliga Tekniska Högskolan), handlar om att omkonstruera den tribometer som finns tillgänglig vid institutionen för att kunna montera och testa en nedskalad produktion av partiklar från däck och beläggning med dubbdäck. Tre koncept för en omkonstruerad tribometer skapades och utvärderades mot varandra, varav en valdes ut för att konstrueras i detalj, tillverkas, monteras och testas. Den slutliga valideringen av konceptet bestod av att genomföra ett experiment med dubbade och vanliga däck som kördes på ett granitprov. PM10- och PM0.5-resultaten samlades in och analyserades, varpå den slutliga omkonstruktionen av tribometern utvärderades.

Bilindustrin är en av de största bidragsgivarna till koldioxidutsläpp genom fordonsutsläppnär de används. För att göra transportsektorn mer hållbar EU-politik dikterar att inkludera enhögre andel förnybara energikällor i den totala energiförbrukningen och ett sätt att uppnå det äratt införliva biobränslen i de traditionella fossila bränslena. Detta skulle minskakoldioxidavtrycket som genereras av bilindustrin på ett ekonomiskt sätt utan att göra storatekniska modifieringar i befintliga motorer. Scania AB har optimerat sitt bränslesystem för attuppfylla 10% blandning av biodiesel i normalt dieselbränsle.Scania AB är en lastbiltillverkare i Sverige med deras forsknings- och utvecklingscenterbeläget i Södertälje. De söker en lösning för att effektivisera sina bränslefilter i lastbilsmotorerför att filtrera bort mjuka partiklar som genereras på grund av nedbrytning av biobränsle. Syftetmed detta projekt kan delas upp i två huvudfaser; den första fasen är att utveckla en metod för attsimulera bränsleåldring och nedbrytning av biodiesel vilket leder till bildning av mjuka partiklarvid laboratorieförhållanden. Den senare fasen skulle vara att använda resultat från den förstafasen för att generera ett håravbrutet bränsle som därefter skulle användas för testning i enfullständig filtreringsrigg för att bedöma effektiviteten hos Scania-bränslefilter. Dessa testerskulle ge en inblick i befintliga filterprestanda beträffande nedbrutet bränsle och därmed kundebättre filter utformas för att effektivt hantera mjuka partiklar.I detta avhandlingsprojekt diskuteras olika iterationer och metoder för bildning av mjukapartiklar. Ett viktigt antagande baserat på verkliga deponeringsformationer från lastbilar överhela världen är att kalcium är en av de viktigaste orsakerna till bildning av mjuka partiklar.Resultat och bevis från tidigare avhandlingsprojekt har använts, modifierats och utvidgats i dettaprojekt. Nya metoder har utvecklats baserat på empiriska bevis från experimenten somgenomfördes under detta projekt som skulle förbättras ytterligare när Scania fortskrider meddetta projekt. Ett huvudkrav för ett håligt nedbrutet bränsle var att göra det stabilt när det gällersuspension av mjuka partiklar i biodieseln utan användning av konstant omröring för att simuleraförhållandena för bränsletanken i en lastbil.Resultaten som presenteras i detta avhandlingsprojekt är den optimerade metoden förframgångsrikt att producera mjuka partiklar och en arbetsmetod för att förberedatestbränslekoncentrat. Analys har utförts på testbränslekoncentrat i detta projekt för attkontrollera testfluidens livskraft för att utföra experiment på filtreringsrigg. Det har konstateratsatt tiofaldigt utspädningstestbränsle är det mest lovande provbränsleprovet som kan framställasmed de givna villkoren och tidsbegränsningarna. / The automobile industry is one of the largest contributors to carbon emissions through vehicularemissions when in use. To make the transport sector more sustainable EU policies dictate toinclude a higher share of renewables in total energy consumption and one way to achieve that isto incorporate biofuels in the traditional fossil fuels. This would reduce carbon footprintgenerated by the automobile industry in an economical manner without making majortechnological modifications in existing engines. Scania AB has optimized their truck fuel systemto comply with the 10% blend of biodiesel in normal diesel fuel.Scania AB is a truck manufacturer in Sweden, with their research and development centresituated in Södertälje. They seek a solution to make their fuel filters in truck engines efficient tofilter out soft particles generated due to biofuel degradation. The aim of this project can bedivided in two major phases; the first phase is to develop a method to simulate fuel ageing anddegradation of biodiesel leading to formation of soft particles at laboratory conditions. The laterphase would be to use results from the first phase to generate a mock degraded fuel that would besubsequently used for testing in a full size filtration rig to assess the efficacy of Scania fuelfilters. These tests would give an insight about existing filters performance regarding degradedfuel and thus better filters could be designed to efficiently handle soft particles.In this thesis project, different iterations and methods of formation of soft particles arediscussed. An important assumption based on real deposit formations from trucks across theworld is that calcium is one of major causes of soft particles formation. Results and evidencefrom previous thesis projects have been used, modified and extended in this project. Newmethods have been developed based on empirical evidence from the experiments conductedduring this project which would be further improved as Scania progresses with this project. Amajor requirement for a mock degraded fuel was to make it stable in terms of suspension of softparticles in the biodiesel without a use of constant agitation in order to simulate the conditions ofthe fuel tank in a truck.The results presented in this thesis project are the optimized method to successfullyproduce soft particles and a working method to prepare test fuel concentrate. Analysis has beenperformed on test fuel concentrate in this project to check for viability of test fluid forconducting experiments on filtration rig. It has been concluded that 10 folds dilution test fuel isthe most promising test fuel sample that can be prepared with the given conditions and timerestrictions

<p>An Internet application, VEDAIR, for estimation of air quality in regions with small-scale combustion of bio fuel has been developed by Swedish Meteorological and Hydrological Institute with financing from Swedish Energy Agency and Swedish Environmental Protection Agency. The model contains user interface and a coupled model concept where concentrations of atmospheric pollutions are calculated for regional, urban and local contributions. In this report the model is described and a first study of air quality considering PM10 (particles with a diameter less than 10 µm) in two Swedish municipalities, Vänersborg and Gnosjö, is introduced.</p><p>According to the result, there are areas with poor air quality even in smaller Swedish municipalities, mostly due to high emission from buildings with older wood heating furnace without hydraulic accumulator.</p><p>In Vänersborg three areas were analysed in VEDAIR for the year 2003: Vargön, Mariedal and the downtown district. In the whole municipality the upper evaluation threshold for PM10, which is defined as 14 µg/m3 for annual average, was exceeded due to background contribution of particles. In all areas, however, the concentrations of PM10 were less than the environmental quality norms. In Vargön, where wood heating furnaces are commonly used, in some areas the concentration of particles was as big as or bigger than the downtown district (annual average of 20 µg/m3). However, in downtown the pollutants were more spread. Biggest concentrations of PM10 were estimated in Mariedal, due to emissions from older wood heating furnaces and streets, mostly in areas with unfavourable meteorological conditions. Measurements of PM10 in the area are therefore suggested. Biggest concentrations of PM10 were prevailed during winter, due to great heating need in combination with cooler air temperature and more stable stratification. The local contribution of PM10 was negative correlated with temperature. In the downtown district, however, the biggest concentrations of PM10 were obtained during spring due to usage of studded tyres.</p><p>In Gnosjö the air quality considering PM10 was analysed in the areas Götarp, downtown and Gårö. Calculations in VEDAIR showed that the emissions from traffic were much less than wood heating furnace. The background annual average of PM10 in Gnosjö was 1 µg/m3 higher than Vänersborg. The air quality was quite equal as in Vänersborg, but there was an area in Gårö where the environmental quality norms considering PM10 almost were exceeded, this mostly due to emission from one building with high heating need.</p><p>In this study a comparison between calculated concentrations of PM10 with measured concentrations in Gnosjö for the period 3 November to 31 December 2003 was also made. The validation showed that VEDAIR underestimated the concentrations, but the result was anyway reasonable. Before, validations have only been performed for the northern part of Sweden, and this study indicates that VEDAIR also estimates concentrations of PM10 sufficiently well in southern part of Sweden.</p><p>The study also showed that if a house owner would replace an old wood heating furnace by a modern furnace with hydraulic accumulator, the annual average of the concentration of PM10 could decrease by 4 µg/m3 which is a reduction of 25%.</p> / <p>Ett internetverktyg, VEDAIR, för bedömning av luftkvalitet vid småskalig förbränning av biobränsle har utvecklats av SMHI med finansiering från bland andra Energimyndigheten och Naturvårdsverket. Modellen består av användargränssnitt och ett kopplat modellsystem där halterna av luftföroreningar beräknas för såväl regionala (internationellt som nationellt), urbana och lokala bidrag. I denna rapport presenteras modellen tillsammans med en första studie av luftkvaliteten med avseende på PM10 (partiklar med en diameter mindre än 10 µm) inom ett par testkommuner, nämligen Vänersborg i Västergötlands län och Gnosjö i Jönköpings län.</p><p>Resultatet visade att det finns områden även i små kommuner där sämre luftkvalitet kan utgöra ett problem. Till största delen berodde detta på hög emission från fastigheter med äldre vedeldningspannor utan ackumulatortank.</p><p>I Vänersborg undersöktes luftkvaliteten med avseende på PM10 i stadsdelarna Vargön, Mariedal och centrum för år 2003. För hela kommunen gällde att övre utvärderingströskel (gränsvärde för vilka mätningar är obligatoriska), som för årsmedelvärdet PM10 är 14 μg/m3 luft, överskrids pga bakgrundsbidrag. Samtliga av de undersökta områdena uppvisade dock halter som är lägre än miljökvalitetsnormerna. Beräkningar i VEDAIR för Vargön, inom vilket vedeldningen är huvudsakliga källan till emissionen av PM10, visade att koncentrationen partiklar inom vissa områden var lika höga eller högre än områden runt de mest trafikerade vägarna i centrala Vänersborg (årsmedelvärde på ca 20 μg/m3). I centrum var dock föroreningarna mer utbredda. Allra högst halter PM10 erhölls vid beräkningar i Mariedal, till följd av utbredd vedeldning med äldre vedpannor, trafikerade vägar och ogynnsamma meteorologiska förutsättningar. Enligt detta kan mätning av partiklar inom området vara befogat. Tidsserier av totalhalten PM10 visade att högst halter erhölls på vintern i Vargön, till följd av större uppvärmningsbehov i kombination med lägre utomhustemperatur och mer stabil skiktning. Det lokala bidraget uppvisade en negativ korrelation mot temperaturen. I centrum var halterna dock högst på våren pga slitagepartiklar från dubbdäck samt vägdamm.</p><p>För Gnosjö undersöktes luftkvaliteten i tre potentiella problemområden; Gårö, centrala Gnosjö och Götarp. Beräkningar i VEDAIR för Gnosjö visade att trafikens bidrag var betydligt mindre, men vedeldning var vanligt förekommande. Samtidigt var årsmedelvärdet för det regionala bakgrundsbidraget ca 1 μg/m3 högre än i Vänersborg. Luftkvaliteten var generellt sett likvärdig den för Vänersborg, men inom stadsdelen Gårö fanns ett område där koncentrationen PM10 var mycket nära miljökvalitetsnormerna. Huvudkällan till emissionen var en enskild fastighet med stort energibehov som värmdes upp uteslutande med ved.</p><p>I studien gjordes även jämförelse av beräknade PM10-halter från VEDAIR med uppmätta värden i Gnosjö för perioden 3 november till 31 december 2003. Valideringen visade att VEDAIR gav något underskattade, men ändå hyggliga resultat. Tidigare valideringar har enbart utförts för Norrland, och de nya resultaten tyder på att VEDAIR även ger tillförlitliga beräkningar för södra Sverige.</p><p>Studien visade också att om en enskild fastighetsägare skulle byta ut en äldre vedeldningspanna mot en modern med ackumulatortank skulle årsmedelvärdet PM10 lokalt i fastighetens närområde kunna sjukna med uppåt 4 μg/m3, vilket är en minskning med 25%.</p>

An Internet application, VEDAIR, for estimation of air quality in regions with small-scale combustion of bio fuel has been developed by Swedish Meteorological and Hydrological Institute with financing from Swedish Energy Agency and Swedish Environmental Protection Agency. The model contains user interface and a coupled model concept where concentrations of atmospheric pollutions are calculated for regional, urban and local contributions. In this report the model is described and a first study of air quality considering PM10 (particles with a diameter less than 10 µm) in two Swedish municipalities, Vänersborg and Gnosjö, is introduced. According to the result, there are areas with poor air quality even in smaller Swedish municipalities, mostly due to high emission from buildings with older wood heating furnace without hydraulic accumulator. In Vänersborg three areas were analysed in VEDAIR for the year 2003: Vargön, Mariedal and the downtown district. In the whole municipality the upper evaluation threshold for PM10, which is defined as 14 µg/m3 for annual average, was exceeded due to background contribution of particles. In all areas, however, the concentrations of PM10 were less than the environmental quality norms. In Vargön, where wood heating furnaces are commonly used, in some areas the concentration of particles was as big as or bigger than the downtown district (annual average of 20 µg/m3). However, in downtown the pollutants were more spread. Biggest concentrations of PM10 were estimated in Mariedal, due to emissions from older wood heating furnaces and streets, mostly in areas with unfavourable meteorological conditions. Measurements of PM10 in the area are therefore suggested. Biggest concentrations of PM10 were prevailed during winter, due to great heating need in combination with cooler air temperature and more stable stratification. The local contribution of PM10 was negative correlated with temperature. In the downtown district, however, the biggest concentrations of PM10 were obtained during spring due to usage of studded tyres. In Gnosjö the air quality considering PM10 was analysed in the areas Götarp, downtown and Gårö. Calculations in VEDAIR showed that the emissions from traffic were much less than wood heating furnace. The background annual average of PM10 in Gnosjö was 1 µg/m3 higher than Vänersborg. The air quality was quite equal as in Vänersborg, but there was an area in Gårö where the environmental quality norms considering PM10 almost were exceeded, this mostly due to emission from one building with high heating need. In this study a comparison between calculated concentrations of PM10 with measured concentrations in Gnosjö for the period 3 November to 31 December 2003 was also made. The validation showed that VEDAIR underestimated the concentrations, but the result was anyway reasonable. Before, validations have only been performed for the northern part of Sweden, and this study indicates that VEDAIR also estimates concentrations of PM10 sufficiently well in southern part of Sweden. The study also showed that if a house owner would replace an old wood heating furnace by a modern furnace with hydraulic accumulator, the annual average of the concentration of PM10 could decrease by 4 µg/m3 which is a reduction of 25%. / Ett internetverktyg, VEDAIR, för bedömning av luftkvalitet vid småskalig förbränning av biobränsle har utvecklats av SMHI med finansiering från bland andra Energimyndigheten och Naturvårdsverket. Modellen består av användargränssnitt och ett kopplat modellsystem där halterna av luftföroreningar beräknas för såväl regionala (internationellt som nationellt), urbana och lokala bidrag. I denna rapport presenteras modellen tillsammans med en första studie av luftkvaliteten med avseende på PM10 (partiklar med en diameter mindre än 10 µm) inom ett par testkommuner, nämligen Vänersborg i Västergötlands län och Gnosjö i Jönköpings län. Resultatet visade att det finns områden även i små kommuner där sämre luftkvalitet kan utgöra ett problem. Till största delen berodde detta på hög emission från fastigheter med äldre vedeldningspannor utan ackumulatortank. I Vänersborg undersöktes luftkvaliteten med avseende på PM10 i stadsdelarna Vargön, Mariedal och centrum för år 2003. För hela kommunen gällde att övre utvärderingströskel (gränsvärde för vilka mätningar är obligatoriska), som för årsmedelvärdet PM10 är 14 μg/m3 luft, överskrids pga bakgrundsbidrag. Samtliga av de undersökta områdena uppvisade dock halter som är lägre än miljökvalitetsnormerna. Beräkningar i VEDAIR för Vargön, inom vilket vedeldningen är huvudsakliga källan till emissionen av PM10, visade att koncentrationen partiklar inom vissa områden var lika höga eller högre än områden runt de mest trafikerade vägarna i centrala Vänersborg (årsmedelvärde på ca 20 μg/m3). I centrum var dock föroreningarna mer utbredda. Allra högst halter PM10 erhölls vid beräkningar i Mariedal, till följd av utbredd vedeldning med äldre vedpannor, trafikerade vägar och ogynnsamma meteorologiska förutsättningar. Enligt detta kan mätning av partiklar inom området vara befogat. Tidsserier av totalhalten PM10 visade att högst halter erhölls på vintern i Vargön, till följd av större uppvärmningsbehov i kombination med lägre utomhustemperatur och mer stabil skiktning. Det lokala bidraget uppvisade en negativ korrelation mot temperaturen. I centrum var halterna dock högst på våren pga slitagepartiklar från dubbdäck samt vägdamm. För Gnosjö undersöktes luftkvaliteten i tre potentiella problemområden; Gårö, centrala Gnosjö och Götarp. Beräkningar i VEDAIR för Gnosjö visade att trafikens bidrag var betydligt mindre, men vedeldning var vanligt förekommande. Samtidigt var årsmedelvärdet för det regionala bakgrundsbidraget ca 1 μg/m3 högre än i Vänersborg. Luftkvaliteten var generellt sett likvärdig den för Vänersborg, men inom stadsdelen Gårö fanns ett område där koncentrationen PM10 var mycket nära miljökvalitetsnormerna. Huvudkällan till emissionen var en enskild fastighet med stort energibehov som värmdes upp uteslutande med ved. I studien gjordes även jämförelse av beräknade PM10-halter från VEDAIR med uppmätta värden i Gnosjö för perioden 3 november till 31 december 2003. Valideringen visade att VEDAIR gav något underskattade, men ändå hyggliga resultat. Tidigare valideringar har enbart utförts för Norrland, och de nya resultaten tyder på att VEDAIR även ger tillförlitliga beräkningar för södra Sverige. Studien visade också att om en enskild fastighetsägare skulle byta ut en äldre vedeldningspanna mot en modern med ackumulatortank skulle årsmedelvärdet PM10 lokalt i fastighetens närområde kunna sjukna med uppåt 4 μg/m3, vilket är en minskning med 25%.

Background: The negative effects of air pollution on morbidity and mortality have been known since the mid 20th century. The two most well known examples are the Meuse Valley disaster in the 1930’ies and the London black fog in December 1952. Whilst there are numerous epidemiological studies, in which associations between morbidity and mortality and high levels of pollutants have been reported, the underlying mechanisms are not clear. Two of the main air pollutants are particulate matter (PM) mostly emanating from diesel exhaust (DE), and ozone, both of which are highly oxidative. Exposure to DE has resulted in adverse effects both in the respiratory tract and in the cardiovascular system. High ozone levels have also been shown to be associated with increased admissions to hospital for respiratory as well as cardiovascular conditions. The main aim of this thesis was to investigate the respiratory and cardiovascular effects of a combination of exposures to ozone and DE. DE generated during the urban part of the standardized European Transient Cycle (ETC) was compared to DE generated by an idling engine. It was also evaluated whether an acute exposure to ozone would have any effects on the cardiovascular system as assessed by venous occlusion forearm plethysmography and heart rate variability (HRV). In addition, fraction of exhaled nitric oxide (FENO) was evaluated as a potential marker for acute exposure to ozone or DE. Methods: Four double-blind randomized cross-over exposure studies were conducted to investigate the effects of ozone and DE on both the respiratory tract and the vascular function in healthy volunteers. All of the exposures were performed in purposely built “walk-in” chambers with strictly controlled exposures. In the first study, the volunteers were exposed to DE (300µg/m3) generated by an idling engine or to air, for one hour in the morning and to ozone (200 ppb) for two hours in the afternoon. A bronchoscopy with bronchial wash (BW) and bronchoalveolar lavage (BAL) was performed 24 hours after the initial exposure. In study II and III, an assessment of vascular function using venous occlusion forearm plethysmography was performed after an exposure to DE (250 µg/m3) generated under transient running conditions, compared to air exposure (study II) and ozone and air exposure (study III). HRV was assessed under a 24 hour period starting before each exposure (study III). In study IV, FENO measurements were conducted after DE and ozone exposures to investigate whether the previously established airway inflammation would be detectable by this non-invasive method. Results: DE exposure enhanced the established ozone-induced airway inflammation in terms of a pronounced neutrophilia in BW. DE generated under transient running conditions, impaired vascular function in healthy volunteers, whereas exposure to ozone did not. HRV were not altered by exposure to ozone. Exposure to DE caused a significant increase in FENO at the 10  (FENO10) and 50 (FENO50) mL/s flow rates at 6 hours post-exposure, but ozone exposure did not affect FENO at any flow rate or time point. Conclusion: We have tried to mimic real-life exposure to air pollutants. In the first study, an exposure to DE followed by an exposure to ozone in the afternoon resulted in an enhanced airway inflammation, suggesting an additive or synergistic effect, supporting the epidemiological findings of unfavorable effects of the combination of these two air pollutants. DE generated by an engine running at the urban part of the standardized European Transient Cycle impaired two important and complementary aspects of vascular function, the regulation of vascular tone and endogenous fibrinolysis. This has previously been shown with DE generated at idling conditions. This suggests that the mechanisms behind the adverse effects can be found in the properties of the particles and not in the gaseous components. In these studies, exposure to ozone did not impair vascular function in healthy subjects, or cause any alterations in HRV. This suggests that the epidemiological evidence for an increased risk of cardiovascular mortality following acute exposure to ozone might not be totally accurate. Previous controlled exposure studies with ozone have not shown an airway inflammation affecting the endothelium, at least not in the same time-frame as following DE exposure. FENO could possibly be a useful tool for assessing airway inflammation caused by DE, whereas the powerful oxidant ozone did not affect FENO. This suggests that the airway inflammatory effects caused by these two pollutants are regulated via different mechanisms.

Vid brand kan stora mängder med förorenande ämnen och partiklar bildas. Dessa kan, vid släckning av brand med vatten, ge upphov till kontaminerat släckvatten. För att förstå och kunna förutsäga föroreningsspridningen från släckvatten i mark och grundvatten krävs det att släckvattenpartiklars inverkan på föroreningsspridning utreds. Syftet med detta arbete var att öka kunskapen om de kemiska och fysiska egenskaper partiklar i släckvatten uppvisar samt hur partikelegenskaperna påverkar föroreningstransport i vattenmättad mark och grundvatten. Studien har genomförts i form av en fallstudie där släckvattenpartiklar från en enskild brand har undersökts. Utifrån partikelegenskaper finns två mekanismer som kan räknas som styrande för partikeltransport i mark och grundvatten: fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner samt silning. Mekanismernas inverkan på partikeltransporten beror bland annat på partiklarnas ytladdning och storlek. För att undersöka släckvattenpartiklarnas egenskaper utfördes analyser av partiklarnas storleksfördelning och zetapotential. För att förstå hur partiklarna påverkade föroreningsspridningen analyserades koncentration polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och metaller. Utifrån dessa mätningar genomfördes kolonnförsök där släckvattenpartiklar transporterades genom kiselsand. Resultaten visade att medelvärdet för släckvattenpartiklarnas zetapotential var negativ. Släckvattenproverna som undersöktes innehöll höga koncentrationer av PAH och metaller. Då partiklarna filtrerades till två storleksfraktioner, större och mindre än 11 µm, återfanns högst koncentration PAH och metaller i släckvatten med partiklar &gt; 11 µm. I kolonnförsöken transporterades partiklar med diameter ≤ 11 µm genom kiselsand medan större partiklar permanent immobiliserades. Mätningarna och transportförsöken indikerar att partiklar ≤ 11 µm, i mark med liknande egenskaper och förhållanden som under kolonnförsöken, skulle kunna transporteras utan påverkan av fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner. Den avgörande mekanismen för partikeltransport av partiklar med en diameter ≤ 11 µm i vattenmättad mark och grundvatten skulle då vara silning. Släckvattenpartiklarnas transport och på så sätt föroreningsspridningen blir då beroende av markens porstorlek samt partiklarnas diameter. Transportförsöken för partiklar &gt; 11 µm pekade på att fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner och/eller silning permanent immobiliserade de större partiklarna. Vid immobilisering av de större partiklarna skulle föroreningsspridning kunna begränsas. För att skapa en fullständig bild över vilka mekanismer som styr släckvattenpartiklarnas transport och på så vis föroreningsspridning under olika förhållanden behöver vidare undersökningar genomföras. / A fire can generate large amounts of toxic compounds and particles. When a fire is extinguished with water these compounds and particles can be transferred to the water, generating contaminated fire-extinguishing water. To understand and predict contamination transport from fire-extinguishing water in soil and groundwater the effect of fire generated particles on contamination transport needs to be understood. The aim of this study was to increase the knowledge of the chemical and physical properties of particles in fire-extinguishing water and to examine how these properties effect contamination transport in soil and groundwater. The study was conducted as a case study where fire-extinguishing water from a single fire was examined. Considering particle properties, particle transport in soil and groundwater is regulated by two main mechanisms: physicochemical particle-surface interactions and straining. How the mechanisms effect the transport is controlled by, among other things, the surface charge of the particles and the size of the particles. To understand particle properties analysis of the size distribution and zeta potential were conducted. To understand how the particles influenced contamination transport concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal were measured. Column experiments were then conducted with the characterized particles. The results showed that the particles zeta potential was negative. The fire-extinguishing water contained high concentrations of metals and PAH. When the particles were filtrated into two sizes, larger and smaller than 11 um, the highest concentration PAH and metals were found on the larger particles. In the column experiment particles ≤ 11 µm were transported through the sand while larger particles were immobilized. The measurements and the transport experiments indicate that particles ≤ 11 µm, in soil with similar properties as in the column experiment, could be transported without influence of physicochemical particle-surface interactions. The main mechanism for particle transport for particles with a diameter ≤ 11 µm would then be straining. That means that the transport of particles and therefore contamination transport would depend on particle size and soil pore size. The transport experiment with particles &gt; 11 µm indicated that physicochemical particle-surface interactions and/or straining immobilized larger particles. If larger particles are immobilized the contamination spreading would be limited. To fully understand what mechanism controls the transport of particles in fire-extinguishing water, and therefore the contamination transport, more studies need to be conducted.

The exceptional wear resistance and work hardenability, place Hadfield steel as one of themost important materials for manufacturing cast components used in the mining, crashing,drilling, and excavation industries. In all metallic alloys used for component casting, themechanical properties are highly influenced by the microstructure of the material. Castcomponents with finer microstructural characteristics are known to present bettermechanical properties and reduced risk of defects when compared with components witha coarser microstructure. A reduced grain size in Hadfield steel can increase the strengthof the material up to 30% and reduce the risk of porosity formation during solidification.The practice of adding selected compounds or alloying elements in a metal melt to modifyand refine the microstructure is called inoculation. It is currently one of the trendingmethods utilized in light-metal alloys and cast-iron components production but has not,yet, gained adequate acceptance in the steel casting industry because researchers have notbeen able to find proper inoculants.The main objective of this work is to investigate the qualitative and quantitativecharacteristics of the by-products of deoxidation of Hadfield steel that remain in thematerial after solidification and their positive or negative effect on the coarseness of thefinal as-cast microstructure. This type of research can help to identify the type of particlesor alloying elements that are most effective for refining the microstructure of austeniticsteels and pave the way for developing new or improving conventional deoxidation andinoculation processes that will, in turn, result in the improvement of the properties of thecomponent.The precipitation of particles and the as-cast grain size are studied in aluminum andtitanium deoxidized Hadfield steel samples acquired under pilot scale experimentalconditions. In the first part of this work, the qualitative and quantitative characteristics ofparticles such as type, morphology, composition amount and size are identified. Thesequence of precipitation is established. A model for predicting particle size and growth isdeveloped. The experimental results are compared against thermodynamic equilibriumcalculations and the precipitation mechanisms for each type of particles are described. Inthe second part, the as-cast grain size of samples with varying deoxidation treatments ismeasured. Then, the grain-size is correlated with certain particle characteristic and theparticles are ranked according to their ability to refine the microstructure. The particledisregistry with austenite is calculated and compared to the experimentally acquiredranking. / Hadfieldstålen exceptionella slitstyrkan och deformationshårdnande har gjort dessa till ettav de viktigaste materialen för tillverkning av gjutna komponenter som används inomgruv-, kross-, borr-och gruvindustrin. I alla metallegeringar som används för tillverkningav gjutna komponenter styrs de mekaniska egenskaperna av materialets mikrostruktur.Gjutna komponenter med fin mikrostruktur presentera bättre mekaniska egenskaper ochminskad risk för defekter jämfört med komponenter med grov mikrostruktur. En minskadkornstorlek i Hadfieldstål kan öka materialets hållfasthet upp till 30% och minska riskenför porositetsbildning vid stelning.Tillsatsning av spårämnen eller legeringselement i en metallsmälta för att modifiera ochförbättra mikrostrukturen kallas ympning. Denna metod används i lättmetaller och vidtillverkning av gjutjärnskomponenter, men har ännu inte fått acceptans i stålindustrineftersom forskningen inte har funnit effektiva kärnbildare att användas som ympmedel.Huvudsyftet med detta arbete är att undersöka kvalitativa och kvantitativa egenskaper hosde desoxideringsprodukter som skapas under tillverkningen av Hadfield stål och hur deunder och efter stelning påverkar mikrostrukturens grovlek. Arbetet syftar till att identifierapartikeltyper och legeringselement som är effektiva för att förfina den austenitiskamikrostrukturen och bana väg för utveckling nya och förbättra desoxiderings- ochympningsprocesser som i sin tur kommer att resultera i en förbättring av den gjutnakomponentens egenskaper.Partiklarnas utskiljning och materialet resulterande kornstorlek studerades i aluminiumochtitan-desoxidiserade Hadfieldstål, tillverkade i pilotskala. Den första delen av dettaarbete var att identifiera kvalitativa och kvantitativa egenskaper hosdesoxidationspartiklar, som typ, morfologi, sammansättning och storlek.Utskiljningssekvensen fastställdes. En modell för att förutsäga partikelstorlek och derastillväxt utvecklades. De experimentella resultaten jämfördes med termodynamiskajämviktberäkningar och utskiljningen för varje typ av partikel beskrevs. I den andra delenstuderades kornstorleken och hur denna varierade desoxideringsbehandlingen. Därefterkorrelerades kornstorleken med partikeltyp och dess karaktäristika och rangordnades efterderas förmåga att förfina mikrostrukturen. Partiklarnas kristallografiska missanpassningmot austenitens kristallstruktur beräknades och jämfördes med experimentellt fastställdarangordningen. / InDeGrainS I

This project highlights various methods used to detect the elongated elemental particle neutrino. It is especially focused on the IceCube observatory, which uses Cherenkov light to detect these particles. Neutrino is an importnant building block in astrophysics and particle physics research as this particle can travel from great distances in time and space without interacting with matter. This means that high-energy neutrinos that are detected can orginate from strong explosions from outer space, even from explosions billion years ago, like Big Bang. This means that these particles carry a huge amount of information about the universe. The project also contains an experiment whose purpose is to demonstrate that with simple materials it is possible to detect particles that are not otherwise visible to the naked eye.