Luftkvalitetsutredning för Uppsalavägen och Sveavägen i östra Hagastaden

Transkript

1 LVF 2018:10 Luftkvalitetsutredning för Uppsalavägen och Sveavägen i östra Hagastaden SPRIDNINGSBERÄKNINGAR MED CFD-MODELL FÖR HALTER AV KVÄVEDIOXID (NO2) OCH PARTIKLAR (PM10) ÅR trafikscenario BAU, Business as usual Kristina Eneroth SLB-ANALYS, FEBRUARI 2018

2 FÖRORD Denna utredning är gjord av SLB-analys vid Miljöförvaltningen i Stockholm. SLB-analys är operatör för Östra Sveriges Luftvårdsförbunds system för övervakning och utvärdering av luftkvalitet i regionen. Uppdragsgivare för utredningen är Exploateringskontoret i Stockholms Stad [1]. Rapporten har granskats internt av: Boel Lövenheim. Uppdragsnummer: Daterad: Handläggare: Kristina Eneroth, Status: Granskad Miljöförvaltningen i Stockholm Box Stockholm 2

3 Innehållsförteckning SAMMANFATTNING... 4 INLEDNING... 7 BERÄKNINGSUNDERLAG... 8 Planområde... 8 Utsläppskällor inom planområdet... 8 Trafik på ytvägnätet... 8 Utsläpp från avluftstornet... 9 Mynningsutsläpp från Norra Länken MILJÖKVALITETSNORMER OCH MILJÖKVALITETSMÅL Partiklar, PM Kvävedioxid, NO HÄLSOEFFEKTER AV LUFTFÖRORENINGAR SPRIDNINGSBERÄKNINGAR MED MISKAM Vägtrafikens emissioner Beräkningsdomän och upplösning Strömnings- och spridningsberäkningar Meteorologi RESULTAT AV HALTBERÄKNINGARNA MED MISKAM Totala dygnsmedelhalter av PM10 år Haltbidrag från yttrafik, mynningsutsläpp respektive avluftstorn till totala årsmedelhalter PM10 år Totala dygnsmedelhalter av NO2 år Haltbidrag från yttrafik, mynningsutsläpp respektive avluftstorn till totala årsmedelhalter kväveoxider år Exponering för luftföroreningar KÄNSLIGHETSANALYS Minskad andel fordon med dubbdäck Alternativa trafikscenarier OSÄKERHETER I BERÄKNINGARNA NO2 och utsläpp från dieselbilar PM10 och dubbdäcksandelar DISKUSSION OCH SLUTSATSER REFERENSER BILAGA 1: UPPMÄTT DUBBDÄCKANDEL SAMT BESLUT SOM SYFTAR ATT MINSKA SLITAGEPARTIKLAR BILAGA 2: UTSLÄPP FRÅN TRAFIKEN SOM FUNKTION AV HASTIGHET

4 Sammanfattning Exploateringskontoret i Stockholm har gett SLB-analys i uppdrag att beräkna halter av luftföroreningar i östra delen av Hagastaden, detaljplaneområde 2 Norrtull (dp2). Den nya detaljplanen innebär en förtätning av området, vilket kan medföra en försämrad utvädring av luftföroreningar från vägtrafiken. Syftet med beräkningarna är att utreda luftkvaliteten i de dubbelsidiga och enkelsidiga gaturummen som planeras längs med Uppsalavägen och Sveavägen. Spridningsberäkningar har utförts med en CFD-modell (MISKAM) för luftföroreningshalter av partiklar, PM10 och kvävedioxid, NO 2 för ett utbyggnadsalternativ år Beräknade halter har jämförts med gällande miljökvalitetsnormer för PM10 och NO 2 enligt förordningen SFS 2010:477. Utifrån beräknade halter har även en bedömning gjorts för hur människor som vistas i området kommer att exponeras för luftföroreningar. Lokala utsläpp från vägtrafiken De lokala utsläppen av PM10 och kväveoxider (NO x) i planområdet kommer från vägtrafiken, dels från vägnätet dels i form av utsläpp från Norra Länkens tunnlar och avluftstorn. Avluftstornet planeras att vara självventilerande utanför rusningstid då halterna i Norra Länken är som lägst dvs. vardagar kvällstid och under helger. Fläktdrift planeras vardagar under rusningstid då halterna i tunneln är som högst. Fläktdrift innebär högre luftvolymflöde i avgastornet därmed ökad ventilation och utsläpp av NO x och PM10. För att inte underskatta haltbidraget från avluftstornet baseras spridningsberäkningarna i denna utredning på fläktdrift. Detta innebär att utsläppen från avluftstornet troligtvis är överskattade, och ska ses som ett worst-case scenario. Trafiken i området baseras på scenario 2030 BAU dvs. beslutade investeringar och trängselskatter utan Östlig förbindelse år För beräkningarna har använts emissionsfaktorer motsvarande en 50 % dubbdäcksandel vintertid för personbilar och lätta lastbilar på Norra Länken, och 40 % på övriga gator. Miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål För partiklar, PM10 finns två olika normvärden definierade i lagstiftningen om miljökvalitetsnormer (SFS 2010:477). Det som normalt sett är svårast att klara gäller för dygnsmedelvärden. Dygnsmedelvärdet av PM10 får inte överstiga halten 50 µg/m 3 (mikrogram per kubikmeter) mer än 35 gånger under ett kalenderår. För kvävedioxid, NO 2 finns tre olika normvärden definierade. Det som normalt sett är svårast att klara gäller för dygnsmedelvärden. Dygnsmedelvärdet av NO 2 får inte överstiga halten 60 µg/m 3 mer än 7 gånger under ett kalenderår. Utöver att de lagreglerade miljökvalitetsnormerna klaras är det viktigt att se till att människor utsätts för så låga luftföroreningshalter som möjligt med tanke på negativa hälsoeffekter. Miljökvalitetsmålet Frisk luft har därför beslutats av Sveriges riksdag och definierar lågrisknivåer av luftföroreningshalter för skydd mot sjukdomar eller påverkan på växter, djur, material och kulturföremål. Målvärdena för PM10 och NO 2 är strängare än motsvarande miljökvalitetsnorm, och anger en långsiktig målbild och ska fungera som vägledning för miljöarbetet för myndigheter, kommuner och andra aktörer. 4

5 Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill bebyggelse på Uppsalavägen och Sveavägen Bortsett från området kring Hagatunnelns- och Stallmästartunnelns mynningar beräknas de högsta halterna av PM10 på Uppsalavägens norra del samt Sveavägen mellan Norrtull och Sveaplan. Planförslaget innebär dubbelsidig bebyggelse längs med båda dessa gaturum. Uppsalavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill fasad på västra sidan av gaturummet ligger de högsta halterna strax under 40 µg/m 3. De maximala halterna vid östra sidans bebyggelse ligger strax över 35 µg/m 3. På delar av vägbanan ligger de beräknade halterna strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde, 50 µg/m 3. I beräkningarna har inkluderats mynningsutsläpp från Hagatunneln och Stallmästartunneln. Det maximala haltbidraget till dygnshalten av PM10 på norra delen av Uppsalavägen är ca 5 µg/m 3. Utan haltbidrag från mynningarna klaras dygnsnormen för PM10 på vägbanan. Sveavägens dubbelsidiga gaturum: Längs med Sveavägen mellan Norrtull och Sveaplan innebär planförslaget dubbelsidig bebyggelse. Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill södra sidans bebyggelse ligger de beräknade halterna som högst strax under 50 µg/m 3. De maximala halterna vid norra sidans bebyggelse ligger strax över 40 µg/m 3. De beräknade halterna av PM10 överskrider miljökvalitetsnormen på delar av vägbanan. Miljökvalitetsnormen för NO 2 klaras intill bebyggelse på Uppsalavägen och Sveavägen Liksom för PM10 beräknas de högsta halterna av NO 2 kring Norra Länkens tunnelmynningar samt på Uppsalavägens norra del samt Sveavägen dvs. vägsträckor med dubbelsidig bebyggelse. Uppsalavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för NO 2 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. De högsta beräknade halterna av NO 2 ligger ett par mikrogram över 50 µg/m 3 intill fasad på västra sidan. Intill fasad på östra sidan av gaturummet ligger de högsta halterna strax under 50 µg/m 3. På delar av vägbanan ligger de beräknade halterna strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde, 60 µg/m 3. I beräkningarna har inkluderats mynningsutsläpp från Hagatunneln och Stallmästartunneln. Det maximala haltbidraget till dygnshalten av NO 2 på norra delen av Uppsalavägen är ca 4 µg/m 3. Utan haltbidrag från mynningarna klaras dygnsnormen för NO 2 på vägbanan. Sveavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för NO 2 klars intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill södra sidans bebyggelse ligger de beräknade halterna som högst strax under 60 µg/m 3, medan de maximala halterna vid norra sidans bebyggelse ligger ett par mikrogram över 50 µg/m 3. På delar av vägbanan överskrids miljökvalitetsnormen. 5

6 Exponering för luftföroreningar Varken miljökvalitetsnormer eller det nationella miljömålet Frisk luft utgör någon nedre gräns för när luftföroreningar ger hälsoeffekter. Även föroreningshalter som är lägre än miljömålsnivån kan påverka människors hälsa. Sambandet mellan luftföroreningar och hälsopåverkan är såvitt forskning hittills visat linjärt, vilket innebär att ju mer föroreningar man utsätts för desto större hälsopåverkan. Barn är speciellt känsliga för luftföroreningar, vilket innebär att det är särskilt viktigt med en bra luftmiljö där barn vistas som t.ex. förskolor, skolor och lekplatser. Den förtätning som sker av bebyggelsen i utbyggnadsalternativet medför att människor som vistas i planområdet kan få en ökad exponering av luftföroreningar i vissa gaturum i jämförelse med ett nollalternativ. Detta gäller både Uppsalavägen och Sveavägen. Längs med Uppsalavägen finns i nuläget inte någon bebyggelse. Planprogrammet innebär att ett enkelsidigt gaturum bildas längs dess södra del medan ett dubbelsidigt gaturum bildas längre norrut. Sveavägen har i dagsläget endast bebyggelse längs södra sidan. Planerad bebyggelse på dess norra sida innebär att ventilationen och utvädring av vägtrafikens utsläpp försämras. För att skapa en så bra miljö som möjligt inom detaljplaneområdet bör man sträva efter att sänka halten av luftföroreningar på gator med ökad exponering. Exempel på åtgärder för att förbättra luftkvalitén är minskad trafik, lägre andel fordon med dubbdäck (utökat dubbdäcksförbud), renare fordon (införande av miljözon för lätta fordon) eller förändrad skyltad hastighet. Känslighetsberäkningar Haltberäkningarna med MISKAM visar på höga halter av PM10 och NO 2 i de dubbelsidiga gaturummen på Uppsalavägen och Sveavägen. Det största haltbidraget är den lokala trafiken. Det är därför av intresse att undersöka hur halterna av PM10 och NO 2 skulle förändrats med lägre trafikemissioner. Beräkningar med en gaturumsmodell har genomförts för att studera hur ett scenario med lägre dubbdäckandel samt två alternativa trafikscenarier (2030 BAS och 2030 UA) skulle påverka halterna av PM10 och NO 2 på Uppsalavägen och Sveavägen. Beräkningarna visar att en sänkt dubbdäckandel till 30 % på lokalgator jämfört med 40 % skulle innebära ca 2 µg/m 3 lägre dygnsmedelhalter av PM10 intill byggnadsfasad på Uppsalavägen och Sveavägen. Detta innebär att miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill gaturummens byggnadsfasader samt Uppsalavägens vägbana, medan den beräknade halten av PM10 på Sveavägens vägbana ligger strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde. Halterna av NO 2 påverkas inte av förändrad dubbdäcksandel. Både 2030 BAS och 2030 UA innebär mindre trafik jämfört med 2030 BAU. Mindre trafik enligt scenario 2030 BAS skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 inte bara klaras intill byggnadsfasad på Uppsalavägen utan även på dess vägbana. På Sveavägen skulle halterna av PM10 och NO 2 ligga över normgränsen på vissa delar av vägbanan även med lägre trafik enligt 2030 BAS. Trafikscenario AU skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 klaras både intill gaturummens byggnadsfasader och på Uppsalavägens- och Sveavägens vägbanor. 6

7 Inledning Exploateringskontoret i Stockholm har gett SLB-analys i uppdrag att beräkna halter av luftföroreningar i östra delen av Hagastaden, detaljplaneområde 2 Norrtull (dp2), se Figur 1. Den nya detaljplanen innebär en förtätning av området med dubbelsidiga och enkelsidiga gaturum, vilket kan medföra en försämrad utvädring av luftföroreningar från vägtrafiken. Inom dp2 har tidigare planerats för flytt av befintligt avluftstorn för Norra Länken. Tornet ventilerar luften från Norrtullstunneln. Utredning av avluftstornets påverkan på luftkvaliteten inom dp 2 har utretts i en separat rapport [2]. Sedan dess har flytt av avluftstornet omvärderats och tornets planeras blir kvar i nuvarande läge. Spridningsberäkningar har utförts för luftföroreningshalter av partiklar, PM10 och kvävedioxid, NO 2 för ett utbyggnadsalternativ år 2025 med planerad bebyggelse och nuvarande placering av avluftstorn. I denna utredning har antagits ett driftscenario med fläktdrift på avluftstornet samt en höjd på ca 5 meter ovan taknivå. Trafiken i området baseras på scenario 2030 BAU dvs. beslutade investeringar och trängselskatter utan Östlig förbindelse år Syftet med beräkningarna är att utreda luftkvaliteten i de enkelsidiga och dubbelsidiga gaturum som planeras längs med Uppsalavägen och Sveavägen. Beräknade halter har jämförts med gällande miljökvalitetsnormer för PM10 och NO 2 enligt förordningen SFS 2010:477 [3]. Utifrån beräknade halter har även en bedömning gjorts för hur människor som vistas i området kommer att exponeras för luftföroreningar Figur 1. Karta över Hagastadens detaljplaneområden. 7

8 Beräkningsunderlag Planområde Figur 2 visar planerad bebyggelse inom detaljplaneområde 2 Norrtull. Planförslaget innebär att dubbelsidiga gaturum uppkommer längs med Uppsalavägen och Sveavägen, båda gator med hög trafikbelastning. Enligt trafikprognos 2030 BAU kommer Uppsalavägen trafikeras av ca fordon/dygn och Sveavägen av ca fordon/dygn. Breda gator tål betydligt större avgasutsläpp, utan att halterna behöver bli oacceptabelt höga, än trånga gator med dubbelsidig bebyggelse. I modellberäkningarna har gaturumsbredden för Sveavägen satts till 35 meter, medan bredden på Uppsalavägens dubbelsida gaturum har satts till meter. Utöver utsläpp från yttrafiken belastas området av utsläpp från Gärdestunnelns avfart samt utsläpp från Norrtulltunnelns avluftstorn. Längre norrut mynnar Stallmästartunneln och Hagatunneln. Mynningsutsläppen från Stallmästartunneln och Hagatunneln påverkar främst halterna i det planerade dubbelsidiga gaturummet på norra delen av Uppsalavägen. Figur 2. Planerad bebyggelse och avluftstorn (inringat i rött). Gärdestunneln mynning är markerad med en svart pil Utsläppskällor inom planområdet De lokala utsläppen av PM10 och kväveoxider (NO x) i planområdet kommer från vägtrafiken, dels från ytvägnätet dels från Norra Länken i form av utsläpp från Norra Länkens tunnlar och avluftstorn. Trafik på ytvägnätet Prognoser för trafikflöden för omgivande gator och vägar i området enligt scenario 2030 BAU dvs. beslutade investeringar och trängselskatter utan Östlig förbindelse framgår av Figur 3. För röda gator i Figur 3 har antagits 4 % tung trafik och skyltad hastighet 30 km/h, för blå gator har antagits 7 % tung trafik och skyltad hastighet 40 km/h. För trafiken på Norra Länken har antagits 7 % tung trafik och skyltad hastighet 70 km/h. Trafikflöden samt uppgifter om skyltad hastighet har lämnats av beställaren. 8

9 Figur 3. Aktuellt utbyggnadsområde med trafikflöden (årsmedeldygn) enligt scenario 2030 BAU. Utsläpp från avluftstornet Utsläpp från avluftstornet och dess påverkan på halterna i dess närhet har utretts i en separat utredning Luftkvalitetsutredning för avluftstorn i detaljplaneområde 2 Norrtull, Hagastaden [2], där mätningar och beräkningar av utsläpp och halter från tornet redovisas i detalj. Beräkningarna gjordes för två olika driftsscenarier, självventilation och fläktdrift. Tornet antas vara självventilerande utanför rusningstid då halterna i tunneln är som lägst dvs. vardagar kvällstid och under helger. Fläktdrift planeras vardagar under rusningstid då halterna i tunneln är som högst. Fläktdrift innebär högre luftvolymflöde i avgastornet och därmed ökad ventilation och utsläpp av NO x och PM10. För att inte underskatta haltbidraget från avluftstornet baseras spridningsberäkningarna i denna utredning på fläktdrift. Detta innebär att utsläppen från avluftstornet troligtvis är överskattade, och ska ses som ett worst-case scenario. Tabell 3 visar beräknade utsläpp av NO x och PM10 från Norrtullstunnelns avluftstorn år I tabellen redovisas även antaganden gällande utsläppshastighet samt luftvolymflöde. 9

10 Tabell 3. Beräknade utsläpp av NO x och PM10 från Norrtullstunnelns avluftstorn (självventilation/fläktdrift) år 2025 samt antagande gällande lufthastighet och luftvolymflöde. Lufthastighet [m/s] Luftvolymflöde [m 3 /s] Utsläpp av NO x [ton/år] Utsläpp av PM10 [ton/år] Självventilation 2, ,4 0,7 Fläktdrift 6, ,6 1,8 Mynningsutsläpp från Norra Länken I utredningsområdet mynnar en avfart från Gärdestunneln, Norra Länken. Ca 1400 fordon/dygn åker ut från Gärdestunneln vid Norrtull, medan merparten av trafiken (ca fordon/dygn) fortsätter österut. Fördelningen av utsläpp mellan de två tunnelrören, avfart respektive huvudtunnel, antogs vara proportionellt mot antalet fordon i respektive tunnelrör, vilket innebär att ca 10 % av de trafikutsläpp som sker i Gärdestunneln mellan Solna och Norrtull placerades vid avfartmynningen i dp2 Norrtull. Anledningen till detta antagande är att luften i tunneln ventileras med hjälp av fordonsrörelser, ju mer trafik desto större är trafikens kolvverkan i tunnelrören. Trafikutsläppet i Gärdestunneln beräknades utifrån fordonsflöde, längd på tunneln, fordonsammanssättning och vägtrafikens emissionsfaktorer. Norr om dp2 mynnar ytterligare två av Norra Länkens tunnlar, Stallmästartunneln och Hagatunneln. Mynningsutsläppen från Stallmästartunneln och Hagatunneln sker i ett nedsänkt tråg, vilket innebär att spridningen i huvudsak följer strömmen av fordon norrut [4]. Utsläppet av NO x i tunnelmynningarna har beräknats genom att multiplicera uppmätta medelhalter (µg/m 3 ) i tunnlarna med en uppskattad utsläppsarea, dvs. tunnelmynningens yta (m 2 ), samt uppmätt flödeshastighet (m/s). Ett utsläpp fås då i µg/s som kan omräknas till ton/år. Tabell 4 visar en sammanställning av de mätdata i Norra Länkens tunnlar som funnits tillgängliga. Tabell 4. Sammanställning av erhållna mätdata i tunnlar vid Hagastaden [1]. Mätplatser Medelhalt NO x [µg/m 3 ] Uppmätt luftflöde [m/s] Före avluftstorn Norrtullstunneln 1013* - Efter avluftstorn Norrtullstunneln 942* 2,7 Eugeniatunneln 1051^ - *Medelhalt under perioden 30 april-29 maj 2016 samt 5 sept-17 oktober ^Medelhalt under perioden 30 april-29 maj Uppmätt halt och flödeshastighet saknas för Stallmästartunneln och Hagatunneln. För att uppskatta mynningsutsläppet Stallmästartunneln har uppmätt halt (1013 µg/m 3 ), flödeshastighet (2,7 m/s) i Norrtulltunneln använts. Tunnelarean har antagits vara 91 m 2. För att uppskatta mynningsutsläppet från Hagatunneln har uppmätt halt (1051 µg/m 3 ) i Eugeniatunneln använts. Flödeshastighet har antagits vara densamma som i Norrtulltunneln dvs. 2,7 m/s. Tunnelarean har antagits vara 72 m 2. De ytterligare utsläpp som trafiken genererar mellan mätplats och tunnelmynning har beräknats baserats på fordonsflöde, tunnellängd mellan mätplats och mynning, fordonsammanssättning och vägtrafikens emissionsfaktorer. Samtliga beräknade utsläpp och använda parametrar redovisas i Tabell 5. Liksom 10

11 utsläppen från avluftstornet har utsläppen räknats om från uppmätta halter år 2016 till år 2025 utifrån förväntade utsläppssänkningar. Tabell 5. Sammanställning beräkning av mynningsutsläpp från Norra Länken år Mynning Trafik [ÅMD] Utsläpp av NO x [ton/år] Utsläpp av PM10 [ton/år] Gärdestunneln 1400 (15000) 0,1 0,04 Hagatunneln ,2 1,8 Stallmästartunneln ,9 2,1 11

12 Miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål Miljökvalitetsnormer syftar till att skydda människors hälsa och naturmiljön. Normerna är juridiskt bindande föreskrifter som har utarbetats nationellt i anslutning till miljöbalken. De baseras på EU:s regelverk om gränsvärden och vägledande värden. Det nationella miljökvalitetsmålet Frisk luft är definierat av Sveriges riksdag [5]. Halterna av luftföroreningar ska senast till år 2020 inte överskrida lågrisknivåer för cancer eller riktvärden för skydd mot sjukdomar eller påverkan på växter, djur, material och kulturföremål. Miljökvalitetsnormerna fungerar som rättsliga styrmedel för att uppnå de strängare miljökvalitetsmålen. Miljökvalitetsmålen med preciseringar anger en långsiktig målbild för miljöarbetet och ska vara vägledande för myndigheter, kommuner och andra aktörer. Vid planering och planläggning ska kommuner och myndigheter ta hänsyn till miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål. I plan- och bygglagen anges bl.a. att planläggning inte får medverka till att en miljökvalitetsnorm överträds. För närvarande finns miljökvalitetsnormer för kvävedioxid, partiklar (PM10 och PM2.5), bensen, kolmonoxid, svaveldioxid, ozon, bens(a)pyren, arsenik, kadmium, nickel och bly [3]. Halterna av svaveldioxid, kolmonoxid, bensen, bens(a)pyren, partiklar (PM2,5), arsenik, kadmium, nickel och bly är så låga att miljökvalitetsnormer för dessa ämnen klaras i hela regionen [6, 7, 8, 9, 10]. Miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål innehåller värden för halter av luftföroreningar både för lång och kort tid. Från hälsoskyddssynpunkt är det viktigt att människor både har en låg genomsnittlig exponering av luftföroreningar under längre tid (motsvarar årsmedelvärde) och att minimera antalet tillfällen då de exponeras för höga halter under kortare tid (dygns- och timmedelvärden). För att en miljökvalitetsnorm ska klaras får inget av normvärdena överskridas. I Luftkvalitetsförordningen [3] framgår att miljökvalitetsnormer gäller för utomhusluften med undantag av arbetsplatser samt väg- och tunnelbanetunnlar. Partiklar, PM10 Tabell 6 visar gällande miljökvalitetsnorm och miljökvalitetsmål för partiklar, PM10, till skydd för hälsa. Värdena anges i enheten µg/m 3 (mikrogram per kubikmeter) och omfattar ett årsmedelvärde och ett dygnsmedelvärde. Årsmedelvärdet får inte överskridas medan dygnsmedelvärdet får överskridas högst 35 gånger under ett kalenderår. I alla mätningar i Stockholms- och Uppsala län har dygnsmedelvärdet av PM10 varit svårare att klara än årsmedelvärdet. Även 2015 års kartläggning av PM10-halter i Stockholms- och Uppsala län visade detta [11]. I resultatet som följer redovisas det 36:e högsta dygnsmedelvärdet av PM10 under beräkningsåret, vilket alltså inte får vara högre än 50 µg/m 3 för att miljökvalitetsnormen ska klaras och inte högre än 30 µg/m 3 för att miljökvalitetsmålet ska klaras. 12

13 Tabell 6. Miljökvalitetsnorm och miljökvalitetsmål för partiklar, PM10 avseende skydd av hälsa [3, 5]. Tid för medelvärde Normvärde (µg/m 3 ) Målvärde (µg/m 3 ) Anmärkning Kalenderår Värdet får inte överskridas 1 dygn Värdet får inte överskridas mer än 35 dygn per kalenderår Kvävedioxid, NO 2 Tabell 7 visar gällande miljökvalitetsnorm och miljökvalitetsmål för kvävedioxid, NO 2, till skydd för hälsa. Normvärden finns för årsmedelvärde, dygnsmedelvärde och timmedelvärde. Miljömål finns för årsmedelvärde och timmedelvärde. Årsmedelvärdet får inte överskridas medan dygnsmedelvärdet får överskridas högst 7 gånger under ett kalenderår. Timmedelvärdet får överskridas högst 175 gånger under ett kalenderår. I alla mätningar i Stockholms- och Uppsala län har dygnsmedelvärdet av NO 2 varit svårare att klara än årsmedelvärdet och timmedelvärdet. Detta bekräftades även i kartläggningen av NO 2-halter i Stockholms och Uppsala län [11]. I resultatet som följer redovisas det 8:e högsta dygnsmedelvärdet av NO 2 under beräkningsåret, vilket alltså inte får vara högre än 60 µg/m 3 för att miljökvalitetsnormen ska klaras. Tabell 7. Miljökvalitetsnorm och miljökvalitetsmål för kvävedioxid, NO 2 avseende skydd av hälsa [3, 5]. Tid för medelvärde Normvärde (µg/m 3 ) Målvärde (µg/m 3 ) Anmärkning Kalenderår Värdet får inte överskridas 1 dygn 60 - Värdet får inte överskridas mer än 7 dygn per kalenderår 1 timme Värdet får inte överskridas mer än 175 timmar per kalenderår 13

14 Hälsoeffekter av luftföroreningar Det finns tydliga samband mellan luftföroreningar och effekter på människors hälsa [12, 13]. Effekter har konstaterats även om luftföroreningshalterna underskrider gränsvärdena enligt miljöbalken [14, 15]. Att bo vid en väg eller gata med mycket trafik ökar risken för att drabbas av luftvägssjukdomar, t.ex. lungcancer och hjärtinfarkt. Hur man påverkas är individuellt och beror främst på ärftliga förutsättningar och i vilken grad man exponeras. Barn är mer känsliga än vuxna eftersom deras lungor inte är färdigutvecklade. Studier i USA har visat att barn som bor nära starkt trafikerade vägar riskerar bestående skador på lungorna som kan innebära sämre lungfunktion resten av livet. Över en fjärdedel av barnen i Stockholms län upplever obehag av luftföroreningar från trafiken [13]. Människor som redan har sjukdomar i hjärta, kärl och lungor riskerar att bli sjukare av luftföroreningar. Luftföroreningar kan utlösa astmaanfall hos både barn och vuxna. Äldre människor löper större risk än yngre att få en hjärtoch kärlsjukdom och risken att dö i förtid av sjukdomen ökar om de utsätts för luftföroreningar. 14

15 Spridningsberäkningar med MISKAM För att kunna uppskatta effekten av detaljplaneområdets topografi och byggnader på spridningen av utsläppen från ytvägar, avluftstorn och tunnelmynning har beräkningar utförts med hjälp av modellen MISKAM (Mikroskaliges Strömungsund Aubreitungsmodell) [17]. Modellen är en så kallad CFD-modell (CFD=Computational Fluid Dynamics) och är ett avancerat modellverktyg som används för att beräkna luftföroreningshalter i miljöer med komplicerad geometri som t.ex. stadsbebyggelse, vägbroar eller tunnelmynningar. Tekniken har länge använts vid aerodynamisk utformning av bilar och flygplan, samt inom en rad andra industritillämpningar. Vägtrafikens emissioner Emissionsdata, dvs. utsläppsdata, utgör indata för spridningsmodellerna vid framräkning av halter av luftföroreningar. För beräkningarna har Östra Sveriges Luftvårdsförbunds länstäckande emissionsdatabas för år 2013 använts [18]. Där finns detaljerade beskrivningar av utsläpp från bl.a. vägtrafiken, energisektorn, industrin och sjöfarten. I Stockholmsregionen är vägtrafiken den största källan till luftföroreningar. Utsläppen innehåller bl.a. kväveoxider, kolväten samt avgas- och slitagepartiklar. Vägtrafikens utsläpp av kväveoxider och avgaspartiklar är beskrivna med emissionsfaktorer år 2025 för olika fordons- och vägtyper enligt HBEFA-modellen (ver. 3.2). Det är en europeisk emissionsmodell för vägtrafik som har anpassats till svenska förhållanden [19]. Trafiksammansättningen avseende fordonsparkens avgasreningsgrad (olika euroklasser) gäller för år 2025 Sammansättning av olika fordonstyper och bränslen, t.ex. andel dieselpersonbilar år 2025, gäller enligt Trafikverkets prognoser för scenario BAU ( Business as usual ). Fordonens utsläpp av avgaspartiklar och kväveoxider kommer att minska i framtiden beroende på kommande skärpta avgaskrav som beslutats inom EU. Den förväntade ökade dieselandelen kommer dock att dämpa minskningen. Slitagepartiklar i trafikmiljö orsakas främst av dubbdäckens slitage på vägbanan men bildas också vid slitage av bromsar och däck. Längs starkt trafikerade vägar utgör slitagepartiklarna huvuddelen av PM10-halterna. Under perioder med torra vägbanor vintertid kan haltbidraget från dubbdäckslitaget vara % av totalhalten PM10. Emissionsfaktorer för slitagepartiklar utifrån olika dubbdäcksandelar baseras på Nortrip-modellen [20, 21]. Korrektion har gjorts för att slitaget och uppvirvlingen ökar med vägtrafikens hastighet [20, 21, 22]. För beräkningarna har använts emissionsfaktorer motsvarande en 50 % dubbdäcksandel vintertid för personbilar och lätta lastbilar på Norra Länken, och 40 % på övriga gator. Detta kan jämföras med SLB-analys mätningar av fordon med dubbdäck i Stockholms innerstad senaste vintersäsongen som visade en dubbdäckandel mellan % (exkluderat gator med dubbdäcksförbud) [23]. Större infartsleder har något högre dubbdäcksandelar än innerstadsgator. Trafikverkets mätningar på parkerade fordon vintern 2016 visade på en dubbdäckandel på ca 46 % på Stockholms innerstadsgator och ca 54 % på övriga gator i Region Stockholm (Stockholm, Södertälje och Nacka) [24]. På samtliga gator visar andelen fordon med dubbdäck en nedåtgående trend, se Bilaga 1. 15

16 Beräkningsdomän och upplösning Beräkningsdomän är det område för vilket beräkningarna utförts. Domänen i denna utredning har en horisontell utbredning på 800 x 650 meter. Upplösningen på modellen varierar mellan 3 20 meter beroende på läge i domänen. Den vertikala utsträckningen sträcker sig mellan marknivå upp till 200 meter. Beräkningscellernas vertikala upplösning är 0,5 meter mellan marken och 4 meters höjd. Från 4 meters höjd till 32 meters höjd avtar upplösningen succesivt från z = 0,5 meter till z = 1 meter. Från 32 meters höjd och uppåt avtar upplösningen succesivt från z = 1 meter till z = 20 meter Spridningen i Uppsalavägens- och Sveavägens gaturum beräknas med modellens högsta upplösning, dvs. 3 x 3 meter, i x- och y-led. Del av uppbyggd topografi i modellen visas i Figur 4. Vid konstruerandet av beräkningsdomänen, val av upplösning och utsträckning, har arbetet följt så kallade best practice guidelines för högupplösta flödesberäkningar i urban miljö [25]. Figur 4. Uppbyggd topografi i MISKAM. Strömnings- och spridningsberäkningar Strömningsberäkningar genomfördes för 36 olika vindriktningar, 0, 10, 20 o.s.v. Vindhastigheten sattes till 10 m/s på 100 meters höjd över marken. Detta resulterade i 36 olika tredimensionella strömningsfält. För var och ett av dessa strömningsfält beräknades spridningen av luftföroreningar från vägtrafiken inom beräkningsområdet. Emissionerna från vägnätet representeras i beräkningarna av så kallade volymkällor. Inom volymerna, som sträcker sig 3 meter över vägbanan, antas utsläppen från fordonen vara homogent fördelade och momentant omblandade. Meteorologi MISKAM har en funktion som gör det möjligt att utifrån meteorologiska mätdata göra en statistisk skalning av de beräknade spridningsfallen, och få fram en beräknad årsmedelhalt. De meteorologiska mätningarna har hämtats från en 50 meter hög mast i Högdalen i södra Stockholm. När luftföroreningshalter jämförs med miljökvalitetsnormer ska halterna vara representativa för ett normalår. Som indata till den statistiska omskalningen i MISKAM har därför meteorologiska mätdata från en tioårsperiod ( ) använts. Den statistiska skalningen baseras på uppmätt vindriktning, vindhastighet och luftens temperaturskiktning. Luftens skiktning är viktig eftersom den är har stor inverkan på hur den vertikala omblandningen och luftföroreningar sprids i höjdled. Vid neutral skiktning är den höjdmässiga temperaturförändringen sådan att vertikala luftrörelser är opåverkade, det vill säga de varken dämpas eller förstärks. 16

17 Stabil skiktning innebär att den vertikala omblandningen motverkas. Vid instabil skiktning gynnas vertikal omblandning, och luftföroreningarna i luften späds snabbt ut. I Stockholmsområdet är vindar från syd till väst de vanligaste, vilket innebär att i den statistiska skalningen ges spridningsfall för dessa vindriktningar en hög viktning. Figur 5 visar uppmätt vindriktning år 2015 samt flerårsmedelvärde år på Södermalm i Stockholm [6]. Figur 5. Uppmätt vindriktning år 2015 samt flerårsmedelvärde år på Torkel Knutssonsgatan, Stockholm [6]. 17

18 Resultat av haltberäkningarna med MISKAM Totala dygnsmedelhalter av PM10 år 2025 Figur 6 visar beräknade totala dygnsmedelhalter av PM10 i marknivå det 36:e värsta dygnet år I totala halter ingår lokala bidrag från vägtrafik i form av ytvägar, tunnelmynningar och avluftstorn, samt haltbidrag från regionen och intransport av luftföroreningar från andra länder. Halterna gäller 2 meter ovan mark för ett meteorologiskt normalt år och en dubbdäcksandel på % vintertid. Utsläppen från Norrtulltunnelns avluftstorn baseras på fläktdrift samt en tornhöjd på ca 5 meter ovan taknivå. För att miljökvalitetsnormen till skydd för människors hälsa ska klaras får PM10- halten inte överstiga 50 µg/m 3. För att miljökvalitetsmålet ska klaras får inte halten överstiga 30 µg/m 3. Bortsett från området kring Hagatunnelns- och Stallmästartunnelns mynningar beräknas de högsta halterna av PM10 på Uppsalavägens norra del samt Sveavägen. Både dessa vägsträckor har dubbelsidig bebyggelse. Uppsalavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill fasad på västra sidan av gaturummet ligger de högsta halterna strax under 40 µg/m 3. De maximala halterna vid östra sidans bebyggelse ligger strax över 35 µg/m 3. På delar av vägbanan ligger de beräknade halterna strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde, 50 µg/m 3. I beräkningarna har inkluderats mynningsutsläpp från Hagatunneln och Stallmästartunneln. Det maximala haltbidraget till dygnshalten av PM10 på norra delen av Uppsalavägen är ca 5 µg/m 3. Utan haltbidrag från mynningarna klaras dygnsnormen för PM10 på vägbanan. Sveavägens dubbelsidiga gaturum: Längs med Sveavägen mellan Norrtull och Sveaplan innebär planförslaget dubbelsidig bebyggelse. Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill södra sidans bebyggelse ligger de beräknade halterna som högst strax under 50 µg/m 3. De maximala halterna vid norra sidans bebyggelse ligger strax över 40 µg/m 3. De beräknade halterna av PM10 överskrider miljökvalitetsnormen på delar av vägbanan. Hagatunnelns och Stallmästartunnelns mynningar: De beräknade halterna av PM10 överskrider miljökvalitetsnormen vid Hagatunnelns och Stallmästartunnelns mynningar i norra delen av beräkningsområdet. 18

19 Figur 6. Beräknad dygnsmedelhalt av partiklar, PM10 under det 36:e värsta dygnet för utbyggnadsalternativet år 2025 med avluftstorn med fläktdrift och trafik enligt BAU Haltbidrag från yttrafik, mynningsutsläpp respektive avluftstorn till totala årsmedelhalter PM10 år 2025 Figur 7-9 visar beräknade haltbidrag från yttrafiken, Norra Länkens tunnelmynningar respektive avluftstornet till totala årsmedelhalterna av PM10. Beräkningarna visar att haltbidraget från yttrafiken är den dominerade källan till PM10-halterna på Uppsalavägen och Sveavägen. På norra delen av Uppsalavägen är även haltbidraget från Hagatunneln och Stallmästartunneln relativt stort. Ca % av beräknad PM10-halt på Uppsalavägen beror på utsläppskällor utanför beräkningsområdet (visas ej i figur). Motsvarade siffror på Sveavägen är ca %. Figur 7. Ytvägnätets procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av partiklar, PM10, 2 meter ovan mark. 19

20 Figur 8. Gärdestunnelns-, Hagatunnelns-, och Stallmästartunnelns procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av partiklar, PM10, 2 meter ovan mark. Figur 9. Norrtulltunnelns avluftstorns procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av partiklar, PM10, 2 meter ovan mark. 20

21 Totala dygnsmedelhalter av NO 2 år 2025 Figur 10 visar beräknade totala dygnsmedelhalter av NO 2 det 8:e värsta dygnet för år I totala halter ingår lokala bidrag från vägtrafik i form av ytvägar, tunnelmynningar och avluftstorn, samt haltbidrag från regionen och intransport av luftföroreningar från andra länder. Halterna gäller 2 meter ovan mark för ett meteorologiskt normalt år och en dubbdäcksandel på % vintertid. Utsläppen från Norrtulltunnelns avluftstorn baseras på fläktdrift samt en tornhöjd på ca 5 meter ovan tak. För att miljökvalitetsnormen till skydd för människors hälsa ska klaras får NO 2-halten inte överstiga 60 µg/m 3. Bortsett från området kring Hagatunnelns- och Stallmästartunnelns mynningar beräknas de högsta halterna av NO 2 på Uppsalavägens norra del samt Sveavägen. Både dessa vägsträckor har dubbelsidig bebyggelse. Uppsalavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för NO 2 klaras intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. De högsta beräknade halterna av NO 2 ligger ett par mikrogram över 50 µg/m 3 intill fasad på västra sidan. Intill fasad på östra sidan av gaturummet ligger de högsta halterna strax under 50 µg/m 3. På delar av vägbanan ligger de beräknade halterna strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde, 60 µg/m 3. I beräkningarna har inkluderats mynningsutsläpp från Hagatunneln och Stallmästartunneln. Det maximala haltbidraget till dygnshalten av NO 2 på norra delen av Uppsalavägen är ca 4 µg/m 3. Utan haltbidrag från mynningarna klaras dygnsnormen för NO 2 på vägbanan. Sveavägens dubbelsidiga gaturum: Miljökvalitetsnormen för NO 2 klars intill fasad samt på planerad gång- och cykelväg. Intill södra sidans bebyggelse ligger de beräknade halterna som högst strax under 60 µg/m 3, medan de maximala halterna vid norra sidans bebyggelse ligger ett par mikrogram över 50 µg/m 3. På delar av vägbanan överskrids miljökvalitetsnormen. Hagatunnelns och Stallmästartunnelns mynningar: De beräknade halterna av NO 2 överskrider miljökvalitetsnormen vid Hagatunnelns och Stallmästartunnelns mynningar i norra delen av beräkningsområdet. 21

22 . Figur 10. Beräknad dygnsmedelhalt av kvävedioxid, NO 2 under det 8:e värsta dygnet för utbyggnadsalternativet år 2025 med avluftstorn med fläktdrift och trafik enligt BAU Haltbidrag från yttrafik, mynningsutsläpp respektive avluftstorn till totala årsmedelhalter kväveoxider år 2025 Figur visar beräknade haltbidrag från yttrafiken, Norra Länkens tunnelmynningar respektive avluftstornet till totala årsmedelhalterna av kväveoxider, NO x. Liksom för PM10, visar beräkningarna att haltbidraget från yttrafiken är den dominerade källan till NO x-halterna på Uppsalavägen och Sveavägen. På norra delen av Uppsalavägen utgör även haltbidraget från Hagatunneln och Stallmästartunneln en betydande del. Ca % av beräknad NO x-halt på Uppsalavägen beror på utsläppskällor utanför beräkningsområdet (visas ej i figur). Motsvarade siffror på Sveavägen är ca %, dvs. en mycket lägre andel jämfört med PM10. Figur 11. Ytvägnätets procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av kväveoxider, 2 meter ovan mark. 22

23 Figur 12. Gärdestunnelns-, Hagatunnelns-, och Stallmästartunnelns procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av kväveoxider, 2 meter ovan mark. Figur 13. Norrtulltunnelns avluftstorns procentuella haltbidrag till totala årsmedelhalten av kväveoxider, 2 meter ovan mark. Exponering för luftföroreningar Miljökvalitetsnormer eller det nationella miljömålet Frisk luft utgör inte någon nedre gräns för när luftföroreningar ger hälsoeffekter. Sambandet mellan luftföroreningar och hälsopåverkan är såvitt forskning hittills visat linjärt, vilket innebär att ju mer föroreningar man utsätts för desto större hälsopåverkan. Det är därmed viktigt med så låga luftföroreningshalter som möjligt där folk bor och vistas. Barn är speciellt känsliga för luftföroreningar, vilket innebär att det är särskilt viktigt med en bra luftmiljö där barn vistas som t.ex. förskolor, skolor och lekplatser. 23

24 Den förtätning som sker av bebyggelsen i utbyggnadsalternativet medför att människor som vistas i planområdet kan få en ökad exponering av luftföroreningar i vissa gaturum i jämförelse med ett nollalternativ. Detta gäller både Uppsalavägen och Sveavägen. Längs med Uppsalavägen finns i nuläget inte någon bebyggelse. Planprogrammet innebär att ett enkelsidigt gaturum bildas längs dess södra del medan ett dubbelsidigt gaturum bildas längre norrut. Sveavägen har i dagsläget endast bebyggelse längs södra sidan. Planerad bebyggelse på dess norra sida innebär att ventilationen och utvädring av vägtrafikens utsläpp försämras. Förutsättningarna för ventilation och utspädning av luftföroreningar varierar mellan olika gaturum. Breda gator tål betydligt större trafikutsläpp, utan att halterna behöver bli oacceptabelt höga, än trånga gator med dubbelsidig bebyggelse. Just bebyggelsefaktorn, dvs. om gaturummet är slutet samt dess dimensioner, spelar stor roll för gatuventilationen och därmed för haltnivåerna. De dubbelsidiga gaturummen som uppkommer enligt planprogrammet längs både Uppsalavägen och Sveavägen är relativt breda (35-38 meter), vid smalare gaturum skulle halterna av PM10 och NO 2 vara högre. 24

25 Känslighetsanalys Haltberäkningarna med MISKAM visar på höga halter av PM10 och NO 2 i de dubbelsidiga gaturummen på Uppsalavägen och Sveavägen. Det största haltbidraget är den lokala trafiken, se Figur 7 och 11. Det är därför av intresse att undersöka hur halterna av PM10 och NO 2 skulle förändrats med lägre trafikemissioner. Beräkningar med en gaturumsmodell (SMHI-Airviro OSPM) har genomförts för att studera hur ett scenario med lägre dubbdäckandel samt två alternativa trafikscenarier skulle påverka halterna av PM10 och NO 2 på Uppsalavägen och Sveavägen [30]. Gaturumsmodellen tar bara hänsyn till lokala trafiken på aktuell väglänk, och antar en konstant byggnadshöjd. Halterna beräknas 2 m ovan mark intill byggnadsfasad, vilket innebär att det inte går att studera hur halterna förändras på vägbanan utan bara längs med gång- och cykelvägar intill vägen. Beräkningarna med OSPM-modellen är förenklade jämfört med MISKAMberäkningarna. Utöver trafikminskning och lägre dubbdäckandel är införande av miljözon för lätta fordon eller förändrad skyltad hastighet exempel på åtgärder som kan sänka emissionerna från biltrafiken. Minskad andel fordon med dubbdäck Halten av PM10 påverkas i mycket hög grad av andelen fordon som under vinterhalvåret kör med dubbdäck. I spridningsberäkningarna med MISKAMmodellen har emissionsfaktorer motsvarande en 50 % dubbdäcksandel vintertid för personbilar och lätta lastbilar på Norra Länken, och 40 % på övriga gator antagits. Med bakgrund av att mätningar i Stockholm under senare år visar på en sjunkande trend (se Bilaga 1) beräknades även halter av PM10 för Uppsalavägens- och Sveavägens dubbelsidiga gaturum för ett alternativt utbyggnadsalternativ med en dubbdäcksandel på 30 %. Beräkningarna visar att en dubbdäcksandel på 30 % istället för 40 % innebär ca 2 µg/m 3 lägre dygnsmedelhalter av PM10 intill byggnadsfasad på Uppsalavägen och Sveavägen. Man kan anta att haltminskningen blir minst lika stor på vägbanan som intill fasad. Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill gaturummens byggnadsfasader samt Uppsalavägens vägbana för ett scenario med lägre dubbdäckandel. Den beräknade halten av PM10 på Sveavägens vägbana ligger strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde 50 µg/m 3 för ett scenario med 30 % dubbdäcksandel. Halterna av NO 2 påverkas inte av förändrad dubbdäcksandel. Alternativa trafikscenarier Beräkningar med gaturumsmodellen genomfördes för två alternativa trafikscenarier: 1. Trafikscenario 2030 BAS, beslutade investeringar/trängselskatter med Östlig förbindelse 2. Trafikscenario 2030 UA, inkluderar bilsänkande åtgärder (t ex trängselskatt, mer kollektivtrafik, parkeringsstrategi etc., men med Östlig förbindelse) Tabell 8 visar prognosticerad trafik på Uppsalavägens- och Sveavägens dubbelsidiga gaturum för de två trafikscenarierna jämfört med scenario 2030 BAU, som använts i MISKAM-beräkningarna. 25

26 Tabell 8. Prognosticerad årsdygnstrafik (ÅDT) på Uppsalavägen och Sveavägen (med dubbelsidig bebyggelse) för tre olika trafikscenarier BAU BAS 2030 UA Uppsalavägen Sveavägen Detta scenario har använts i haltberäkningarna med MISKAM-modellen. Både 2030 BAS och 2030 UA innebär mindre trafik jämfört med 2030 BAU. Med trafikscenario 2030 BAS beräknas en haltminskning av PM10 och NO 2 på ca 2 µg/m 3 intill fasad på Sveavägen och ca 2-3 µg/m 3 på Uppsalavägen jämfört med trafikscenario BAU. Detta skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 inte bara klaras intill byggnadsfasad på Uppsalavägen utan även på dess vägbana. På Sveavägen skulle halterna av PM10 och NO 2 ligga över normgränsen på vissa delar av vägbanan även med lägre trafik enligt 2030 BAS. Med trafikscenario 2030 UA beräknas dygnsmedelhalten av PM10 minska med ca 4 µg/m 3 intill byggnadsfasad på Sveavägen och ca 3-4 µg/m 3 intill byggnadsfasad på Uppsalavägen jämfört med trafikscenario BAU. Motsvarande haltminskning av NO 2 beräknas till ca 4 4,5 µg/m 3 på Sveavägen och Uppsalavägen. Trafikscenario AU skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 inte bara klaras intill gaturummens byggnadsfasader utan även på Uppsalavägens och Sveavägens vägbanor. 26

27 Osäkerheter i beräkningarna Modellberäkningar av luftföroreningshalter innehåller osäkerheter. För att säkerställa kvaliteten i beräkningarna jämförs beräknade halter med mätningar på en rad platser. Baserat på dessa jämförelser justeras de beräknade halterna så att bästa möjliga överensstämmelse kan erhållas. Det finns dock inga krav fastställda vad gäller kvaliteten på beräkningar av framtida halter vid olika planer och tillståndsärenden. Däremot finns krav på beräkningar för kontroll av miljökvalitetsnormer och enligt Naturvårdsverkets Luftguide ska avvikelsen i beräknade årsmedelvärden för NO 2 vara mindre än 30 % och för dygnsmedelvärden ska den vara mindre än 50 %. För PM10 ska avvikelsen vara mindre än 50 % för årsmedelvärden (krav för dygnsmedelvärden saknas). I rapporten SLB 11:2017 [26] presenteras beräkningsmetoderna som används av SLB analys vid konsekvensberäkningar i samband med planer och tillståndsärenden. Rapporten redovisar också vilka osäkerheter som finns i beräkningarna samt jämförelser mellan uppmätta halter och beräknade halter efter att korrektion genomförts. Sammanfattningsvis konstateras att de genomsnittliga avvikelserna efter justeringar både för PM10 och NO 2 är mindre än 10 % från uppmätta halter, vilket betyder att kvalitetskraven på beräkningar enligt Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet uppfylls med god marginal [27]. För beräkningar av halterna i framtida scenarier (planer och tillståndsärenden) appliceras samma korrigeringar av de beräknade halterna som erhållits från jämförelserna med mätdata. Därför blir osäkerheterna i framtidsscenarierna i hög grad beroende av förutsättningarna som scenariot baseras på, t ex förväntade framtida trafikflöden och prognosticerad användning av bränslen, motorer och däck. För de totala halterna i framtidsscenarier bidrar också bakgrundshalternas utveckling till osäkerheterna. I denna beräkning finns även osäkerheten i utsläppen och spridningen av luftföroreningar vid avluftstornet och Norra Länkens tunnelmynningar. För att minska osäkerheten har jämförelser gjorts med mätningar och spridningsberäkningar utförda vid Södra Länkens och Norra Länkens tunnelmynningar och avluftstorn [4, 16]. NO 2 och utsläpp från dieselbilar NO 2-halterna i trafikmiljö beror till stor del på den dieseldrivna trafiken. I jämförelse med motsvarande bensinfordon har dieslar både högre utsläpp av kväveoxider, NO x (NO+NO 2) och en högre andel av kvävedioxid (NO 2 av NO x), vilket betyder att direktutsläppen av NO 2 är större. Under de senaste tio åren har de dieseldrivna fordonen ökat kraftigt i Stockholmsregionen. Huvudskälet till ökningen är miljöbilsklassningen som har gynnat bränslesnåla dieselfordon i syfte att minska utsläppen av växthusgaser. Mätningar i verkliga trafikmiljöer har visat att emissionsmodeller kan underskatta de dieseldrivna fordonens utsläpp av kväveoxider och kvävedioxid. Det gäller både för personbilar, lätta och tunga lastbilar samt för bussar. För den tunga trafiken tycks skillnaden i utsläpp vara störst i stadstrafik där dieslarna inte kan köras effektivt. Skillnaden är också större för nyare fordon med strängare avgaskrav. 27

28 Osäkerheter finns för framtida dieselandelar men enligt Trafikverkets prognoser för år 2025 kommer den kraftiga ökningen att fortsätta och andelen bensinfordon väntas minska i motsvarande grad. Andelen NO 2 av NO x längs gatorna kommer därmed att fortsätta öka. I denna utredning använder vi en förenklad beräkningsmetod som inte fullt ut tar hänsyn till den ökande andelen NO 2 i utsläppen. Sammantaget innebär ovanstående osäkerheter sannolikt att halterna av kvävedioxid underskattas i framtidsscenarier. PM10 och dubbdäcksandelar PM10-halterna i trafikmiljö består främst av partiklar som har orsakats av dubbdäckens slitage på vägbanan. Andelen dubbdäck bland de lätta fordonen låg länge på ca 70 % under vinterperioden i Stockholmsregionen, men har minskat sedan mitten av 2000-talet. Minskningen beror på att regeringen har beslutat om olika åtgärder för att minska partikelutsläppen från vägtrafiken. Kommunerna har t.ex. getts möjlighet att i lokala trafikföreskrifter förbjuda fordon med dubbdäck att köra på vissa gator eller i vissa zoner. Regeringen har också beslutat om att minska dubbdäcksperioden med två veckor på våren. För dubbdäck tillverkade efter den 1 juli 2013 genomfördes en begränsning av antalet tillåtna dubbar till 50 stycken per meter rullomkrets. Detta skulle enligt Transportstyrelsen ge en minskning av antalet dubbar i fordonsparken med ca 15 % och en motsvarande minskning av vägslitage och partiklar [28]. Den alternativa godkännanderegeln innebär dock att det finns nytillverkade däck med uppemot 200 dubb per meter rullomkrets som uppfyller de nya regelverken. Trafikverket och norska motsvarigheten Statens Vegvesen har låtit VTI (Statens väg- och transportforskningsinstitut) studera partikelgenereringen för olika dubbdäck som uppfyller de nya reglerna [29]. Studien visar att de däck som godkänts enligt den alternativa regeln med många fler dubbar genererar mer slitagepartiklar än dubbdäcken med mindre antal dubb. Sammantaget innebär detta att det finns en stor osäkerhet om vad det nya regelverket kommer att innebära för partikelgenereringen från fordonsparken i framtiden. 28

29 Diskussion och slutsatser Bortsett från området kring Norra Länkens tunnelmynningar beräknas de högsta halterna av PM10 och NO 2 på Uppsalavägens norra del samt Sveavägen. Båda dessa vägsträckor har dubbelsidig bebyggelse. Både miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 klaras intill byggnadsfasader samt på planerade gång- och cykelvägar. Normen för PM10 respektive NO 2 överskrids dock på vägbanan på norra delen av Uppsalavägen samt på delar av vägbanan på Sveavägen. I båda gaturummen kommer det största haltbidraget från den lokala trafiken på ytvägnätet. Vad gäller norra delen av Uppsalavägen bidrar även mynningsutsläppen från Stallmästartunneln och Hagatunneln till de totala halterna. I de dubbelsidiga gaturummen på Uppsalavägen och på Sveavägen är den skyltade hastigheten 40 km/h. Låga hastigheter innebär lägre produktion och uppvirvling av slitagepartiklar, medan avgasemissionerna är högre jämfört med högre hastigheter, se Bilaga 2. Detta medför att en 40-väg får högre halter av NO 2 jämfört med t.ex. en 60-väg, medan det omvända gäller för PM10. Sambandet mellan hastighet och avgasemissioner är dock väldigt komplex, eftersom körrytm och körmönster spelar en stor roll för utsläppens storlek. Olika studier visar på olika resultat huruvida utsläppen av trafiken i stadsmiljö ökar eller minskar med omskyltning till lägre alternativt högre hastigheter. Detta innebär att de högre emissionerna av NO x och avgaspartiklar vid skyltad hastighet 40 km/h är överskattade, ifall den låga hastighetsgränsen samtidigt medför mindre ryckig körning jämfört med en hastighetsgräns på 50 km/h eller 60 km/h. Den förtätning av bebyggelsen som sker i utbyggnadsalternativet medför att människor som vistas i planområdet kan få en ökad exponering p g a sämre utvädring av luftföroreningar. För att skapa en så bra miljö som möjligt inom detaljplaneområdet bör man sträva efter att sänka halten av luftföroreningar på gator med ökad exponering. Ett sätt är att minska emissionerna från vägtrafiken. Detta kan t.ex. göras genom trafikminskning, lägre dubbdäckandel (utökat dubbdäcksförbud), renare fordon (införande av miljözon för lätta fordon) eller förändrad skyltad hastighet. Genomförda känslighetsberäkningar visar att en sänkt dubbdäckandel till 30 % på lokalgator jämfört med 40 % skulle innebära ca 2 µg/m 3 lägre dygnsmedelhalter av PM10 intill byggnadsfasad på Uppsalavägen och Sveavägen. Miljökvalitetsnormen för PM10 klaras intill gaturummens byggnadsfasader samt Uppsalavägens vägbana, medan den beräknade halten av PM10 på Sveavägens vägbana ligger strax över miljökvalitetsnormens gränsvärde för en dubbdäckandel på 30 %. Halterna av NO 2 påverkas inte av förändrad dubbdäcksandel. Känslighetsberäkningarna vad gäller trafik visar att mindre trafik enligt scenario 2030 BAS skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 inte bara klaras intill byggnadsfasad på Uppsalavägen utan även på dess vägbana. På Sveavägen skulle halterna av PM10 och NO 2 ligga över normgränsen på vissa delar av vägbanan även med lägre trafik enligt 2030 BAS. Trafikscenario AU skulle innebära att miljökvalitetsnormen för PM10 och NO 2 inte bara klaras intill gaturummens byggnadsfasader utan även på Uppsalavägens och Sveavägens vägbanor. 29

30 Referenser 1. Göran Backman, Exploateringskontoret, Stockholms stad. 2. Luftkvalitetsutredning för avluftstorn i detaljplaneområde 2 Norrtull, Hagastaden. Östra Sveriges Luftvårdsförbund. LVF- rapport 2016: Förordning om miljökvalitetsnormer för utomhusluft, Luftkvalitetsförordning (2010:477). Miljödepartementet 2010, SFS 2010: Avståndets betydelse för luftföroreningshalter vid vägar och tunnelmynningar. Jämförelse mellan uppmätta och beräknade halter av kväveoxider. Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund, LVF rapport 2010: Miljökvalitetmål: 6. Luften i Stockholm. Årsrapport 2015, SLB-analys, SLB-rapport 2: Kartläggning av bensenhalter i Stockholm- och Uppsala län. Jämförelse med miljökvalitetsnormer. Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund. LVFrapport 2004: Kartläggning av bens(a)pyren-halter i Stockholms- och Uppsala län samt Gävle kommun. Jämförelse med miljökvalitetsnormer. Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund. LVF-rapport 2009:5. 9. Kartläggning av arsenik-, kadmium- och nickelhalter i Stockholm och Uppsala län samt Gävle och Sandvikens kommun. Jämförelse med miljökvalitetsnormer, Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund. LVF-rapport 2008: Kartläggning av PM2,5-halter i Stockholms- och Uppsala län samt Gävle kommun och Sandvikens tätort. Jämförelser med miljökvalitetsnorm. Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund. LVF-rapport 2010: Kartläggning av luftföroreningshalter i Stockholms och Uppsala län samt Gävle och Sandvikens kommun. Spridningsberäkningar för halten av partiklar (PM10) och kvävedioxid (NO 2) år Östra Sveriges Luftvårdsförbund. LVF-rapport 2016: Hälsoeffekter av partiklar. Stockholms och Uppsala läns Luftvårdsförbund. LVFrapport 2007: Miljöhälsorapport 2013, Institutet för Miljömedicin, Karolinska Institutet, ISBN , Elanders, Mölnlycke, Sverige, april World Health Organization (WHO), Air quality and Health, Fact sheet no 313, September 2011, World Health Organization (WHO), Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide, Global update Summary of risk assessment, WHO Press, World Health Organization, Geneva, Switzerland, Partiklar och kväveoxider i anslutning till Norra Länken vid Hjorthagen. Utsläpp från torn och mynning samt påverkan på halter invid mynnning och näraliggande bostäder, SLB rapport 3: MISKAM, Luftföroreningar i Östra Sveriges Luftvårdsförbund. Utsläppsdata för år Östra Sveriges Luftvårdsförbund, LVF-rapport 2016: HBEFA-modellen, Denby, B.R., Sundvor, I., Johansson, C., Pirjola, L., Ketzel, K., Norman, M., Kupiainen, K., Gustafsson, M., Blomqvist, G., och Omstedt, G. A coupled road dust and surface moisture model to predict non-exhaust road traffic induced 30

31 particle emissions (NORTRIP). Part 1: Road dust loading and suspension modelling. Atmospheric Environment 77: , Denby, B.R., Sundvor, I., Johansson, C., Pirjola, L., Ketzel, K., Norman, M., Kupiainen, K., Gustafsson, M., Blomqvist, G., Kauhaniemi, M., och Omstedt, G. A coupled road dust and surface moisture model to predict non-exhaust road traffic induced particle emissions (NORTRIP). Part 2: Surface moisture and salt impact modelling. Atmospheric Environment 81: , Bringfeldt B, Backström, H, Kindell, S., Omstedt, G., Persson, C., och Ullerstig, A., Calculations of PM-10 concentrations in Swedish cities Modelling of inhalable particles. SMHI RMK No. 76, Användning av dubbdäck i Stockholms innerstad 2015/2016. Dubbdäcksandelar räknad på rullande trafik. SLB-rapport 7: Undersökning av däcktyp i Sverige vintern 2016 (januari mars). Trafikverket, publikation 2016: The COST 732 Best Practice Guideline for CFD simulation of flows in the urban environment: a summary. Franke et al. Int. J. Environment and Pollution, Vol 44, Luftkvalitetsberäkningar för kontroll av miljökvalitetsnormer Modeller, emissionsdata, osäkerheter och jämförelser med mätningar. SLB-rapport 11: Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av miljökvalitetsnormer för utomhusluft, Naturvårdverket, NFS 2016: Samlad lägesrapport om vinterdäck Redovisning av ett regeringsuppdrag. Vägverket rapport FO 30 A 2008: Emission of inhalable particles from studded tyre wear of road pavements. A comparative study. Mats Gustafsson and Olle Eriksson. VTI rapport 867A, Operational Street Pollution Model (OSPM): Åtgärdsprogram för kvävedioxid och partiklar i Stockholms län, Rapport 2012:34, Länsstyrelsen i Stockholms län. 32. Rätt fart i staden. Handbok för hastighetsnivåer en attraktiv stad. Sveriges Kommuner och Landsting, Vägverket och SKL Kommentus AB, Vägverket Publikation 2008:54, december ISBN: Miljöeffekter av 30 km/h i tätort med avseende på avgasutsläpp och buller. En förstudie. buller, En förstudie, VTI meddelande 869, VTI, Linköping, SLB- och LVF-rapporter finns att hämta på: 31

32 Bilaga 1: Uppmätt dubbdäckandel samt beslut som syftar att minska slitagepartiklar Beslut som syftar till att minska dubbdäcksupprivningen av partiklar Regeringen beslutade 2009 att ge kommunerna rätt att i lokala trafikföreskrifter förbjuda fordon med dubbdäck för färd på gata eller del av gata. Trafik- och renhållningsnämnden i Stockholms stad beslöt att införa dubbdäcksförbud på Hornsgatan från den 1 januari Från den 1 januari 2016 infördes dubbdäcksförbud även på Fleminggatan och delar av Kungsgatan. Transportstyrelsen beslutade 2009 om tidigarelagd tid då det är förbjudet att färdas med dubbdäck i Sverige. Förbud gäller mellan 16 april och 30 september. Transportstyrelsen beslutade i samråd med Finland och Norge om en begränsning av antalet tillåtna dubbar i dubbdäck till 50 stycken per meter rullomkrets. Kravet gäller däck som är tillverkade fr.o.m. den 1 juli Regeringen beslutade 2011 att ge kommunerna ytterligare möjligheter att reglera dubbdäcksanvändningen genom att tillåta zonförbud för dubbdäcksanvändning. Trafik- och renhållningsnämnden i Stockholms Stad har i augusti 2011 gett trafikkontoret i uppdrag att utreda miljözon som utestänger fordon med dubbdäck. Regeringen fastställde 2012 ett åtgärdsprogram för Stockholms län för att minska halterna av partiklar (PM10) och kvävedioxid (NO 2) [31]. Resultat från kontroller av dubbdäcksandelar i Stockholmsregionen [23, 24] 1 Region Stockholm omfattar Stockholm, Södertälje samt Nacka kommun. Notera att Trafikverket kontrollerar parkerade fordon. 2 Gator med dubbdäcksförbud i Stockholms innerstad omfattar Hornsgatan fr.o.m samt även Fleminggatan och Kungsgatan fr.o.m SLB-analys kontrollerar rullande fordon. 32

33 Bilaga 2: Utsläpp från trafiken som funktion av hastighet Både trafikens utsläpp av avgaser och slitagepartiklar påverkas med förändrad hastighet. Figur B2a och B2b visar hur utsläpp av kväveoxider (NO x) respektive avgaspartiklar från personbilar förändras som funktion av hastighet för olika vägtyper baserat på medelhastighetssamband från emissionsmodellen Hbefa 3.2 [19]. Fördelningen mellan olika trafikflödesklasser (free flow, heavy, congested och stop & go) baserat på data från trafikmodellberäkningar för Stockholm, har antagits vara densamma oavsett skyltad hastighet och vägtyp. De lägsta avgasutsläppen ses vid hastigheter runt 70 km/h, vilket beror på att de flesta bilar har lägst bränsleförbrukningen vid dessa hastigheter. För hastigheter under och över 70 km/h ökar bränsleförbrukningen, och särskilt mycket för tunga fordon [32]. Räknas accelerationer och retardationer in kan dock bränsleförbrukningen och avgasemissionerna tvärtom minska vid lägre hastigheter. Det gäller speciellt för gatutyper med mycket stopp samt hastighetsvariationer [32]. För att minimera utsläppen ska man sträva efter så jämn trafikrytm som möjligt, eftersom ett jämnt körsätt ger minskade nivåer på avgasutsläpp medan ett ryckigt körsätt får motsatt effekt. I en studie av Hedström, 1999 slås fast att i ett bostadsområde eller stadsdel med gator med både 50-vägar och 30-vägar genereras mer avgasutsläpp jämfört med ett område med bara 30-vägar, bl.a. beroende på att 50/30 ger en större hastighetsvariation än 30/30 [33]. Figur B2a. Emissionsfaktor av kväveoxider som funktion av hastighet för olika vägtyper år Beräkningarna har utförs i Hbefa 3.2 med följande fördelning av trafikflödesklasser: free flow 16 %, heavy 52 %, congested 28 % och stop & go 4 %. 33

34 Figur B2b. Emissionsfaktor av avgaspartiklar som funktion av hastighet för olika vägtyper år Beräkningarna har utförs i Hbefa 3.2 med följande fördelning av trafikflödesklasser: free flow 16 %, heavy 52 %, congested 28 % och stop & go 4 %. Figur B2c visar förändrade utsläpp av slitagepartiklar utifrån medelemissionsfaktorer i Östra Sveriges Luftvårdsförbunds emissionsdatabas baserat på Nortrip-modellen [8, 9]. Notera att, till skillnad från hastighetsberoendet för kväveoxider och avgaspartiklar, är utsläppsförändringen av slitagepartiklar är ungefär densamma för olika hastigheter. Figur B2c. Emissionsfaktor av slitagepartiklar som funktion av hastighet enligt Nortrip-modellen [8, 9]. 34

35 Östra Sveriges Luftvårdsförbund är en ideell förening. Medlemmar är 50 kommuner, två landsting samt institutioner, företag och statliga verk. Samarbete sker även med länsstyrelserna i länen. Målet med verksamheten är att samordna övervakning av luftkvaliteten inom samverkansområdet. Systemet för luftövervakning består bl. a. av mätningar, utsläppsdatabaser och spridningsmodeller. SLB-analys driver systemet på uppdrag av Luftvårdsförbundet. Box 38145, Stockholm Södermalmsallén