Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

Transkript

1 Sven Kindell RAPPORT NR Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

2 Pärmbild. Dygnsmedelvärde, 36:e högsta/år (90-percentil) av partiklar PM10 (µg/m 2 ), framtid år 2020 med utbyggt område Villa Fehr.

3 RAPPORT NR Författare: Sven Kindell Uppdragsgivare: WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad Granskningsdatum: Granskare: Dnr: Version: Stefan Andersson 2015/2489/ Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona Uppdragstagare SMHI Norrköping Uppdragsgivare WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad Box Karlskrona Projektansvarig Sven Kindell Telefon E-post sven.kindell@smhi.se Kontaktperson Jessica Andersson Telefon E-post jessica.andersson@wspgroup.se Distribution WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad Klassificering ( ) Allmän (X) Affärssekretess Nyckelord Spridningsberäkningar, luftföroreningar, partikelhalter, PM10, SIMAIR, Karlskrona, Villa Fehr Övrigt

4 Denna sida är avsiktligt blank

5 Innehållsförteckning 1 SAMMANFATTNING INLEDNING FÖRUTSÄTTNINGAR Beräkningsmetodik Området och dess väglänkar Indata Miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål RESULTAT Beräknade halter Jämförelse mot mätdata Slutsats REFERENSER... 9

6 Denna sida är avsiktligt blank

7 1 Sammanfattning Vid Villa Fehr i Nättraby utanför Karlskrona planeras bebyggelseförtätning med nya bostäder. Området ligger i direkt anslutning till E22, och nära andra belastade vägar. I samband med att en ny detaljplan arbetas fram finns behov av att säkerställa att halterna av partiklar i luften inte överskrider gränsvärden enligt aktuell miljökvalitetsnorm. Spridningsberäkningar har utförts av partikelhalter (PM10) med två SMHI-utvecklade modellsystem. SIMAIR-korsning har använts för yttäckande haltberäkningar vilka redovisas i kartform i rapporten. Beräkningar har även utförts med SIMAIR-väg för att beräkna gaturumshalter längs Åvägen i beräkningsfallet med utbyggt område. Beräkningsår har varit 2013 för Nuläge, respektive 2020 för Framtid (emissionsfaktorer och bakgrundshalter prognoserade för 2020, meteorologidata från 2008). Inom planområdet beräknas årsmedelhalterna av PM10 i Nuläget (år 2013) ligga mellan 9 och 11 µg/m 3, i beräkningsfallet Framtid (år 2020) mellan 12 och 13 µg/m percentilerna av dygnsmedelhalter beräknas till µg/m 3 respektive µg/m 3. Ökningen mellan 2013 och 2020 sammanhänger med förväntad ökning av den regionala bakgrunden. Efter utbyggnad enligt plan bildas ett halvslutet gaturum längs Åvägen, där förhöjda halter kan förväntas i förhållande till ovannämnda nivåer. Där bebyggelsen kommer närmast Åvägen beräknas PM10-halten år 2020 som årsmedelvärde nå 13,5 µg/m 3, som 90-percentil av dygnsmedelvärden 22,1 µg/m 3. Resultaten är sammanställda i Tabell A. Halterna kan jämföras med miljökvalitetsnormer, utvärderingströsklar och miljökvalitetsmål i Tabell B. Slutsats är inramad längst ner. Tabell A Beräknade partikelhalter PM10 (µg/m 3 ), haltintervall inom planområdet Villa Fehr (beräknat med SIMAIR-korsning), respektive gaturumshalt (beräknad med SIMAIR-väg). Beräkningsfall Årsmedelhalt Dygnsmedelvärde, 36:e högsta under ett år (90-percentil) Nuläge (2013), inom planområdet Framtid (2020), inom planområdet Framtid (2020), gaturumshalt Åvägen ,5 22,1 Tabell B Miljökvalitetsnormer och utvärderingströsklar för partiklar (PM10). Tabellen visar även nationella miljökvalitetsmål vilka avser år Haltenhet: µg/m 3. Ämne Haltmått Miljökvalitetsnorm Övre utvärderingströskel Nedre utvärderingströskel Miljökvalitetsmål Partiklar PM10 Årsmedelvärde Dygnsmedelvärde 36:e högsta/år (90-percentil) Det är ej fastlagt vilket haltmått som avses för dygnsmedelvärden. Efter samråd med Naturvårdsverket bedöms dock halten motsvara 90-percentil, dvs. cirka 36:e högsta dygnsmedelvärdet under ett år. Slutsats: Såväl miljökvalitetsnorm, utvärderingströsklar (övre och nedre) som miljökvalitetsmål beräknas underskridas, även i det halvslutna gaturum som uppstår längs Åvägen efter planerad byggnation. Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona 1

8 2 Inledning Vid Villa Fehr i Nättraby utanför Karlskrona planeras bebyggelseförtätning med nya bostäder. Området ligger i direkt anslutning till E22, och nära andra belastade vägar. I samband med att en ny detaljplan arbetas fram finns behov av en luftkvalitetsutredning för att säkerställa att halterna av partiklar i luften inte överskrider gränsvärden enligt aktuell miljökvalitetsnorm. Föreliggande utredning syftar till att täcka detta behov. 3 Förutsättningar 3.1 Beräkningsmetodik Beräkningarna i denna utredning har i främsta rummet utförts med modellsystemet SIMAIR-korsning, men även SIMAIR-väg har kommit till användning. Systemen har utvecklats vid SMHI. SIMAIRkorsning bygger vidare på det först utvecklade systemet SIMAIR-väg. SIMAIR-väg (ref. 1) utvecklades av SMHI tillsammans med dåvarande Vägverket (nuvarande Trafikverket) för att möjliggöra att relativt enkelt beräkna föroreningshalter i gaturums- och vägmiljö samt jämföra med miljökvalitetsnormer och tillhörande s.k. utvärderingströsklar. SIMAIR-korsning utvecklades senare för att möjliggöra yttäckande beräkningar då man söker halter i ett område utanför själva gaturumsmiljön. SIMAIR-korsning använder ett rutnät av beräkningspunkter. Man kan beräkna som lokala källor flera utvalda gator/vägar i närområdet; i övrigt är det i allt väsentligt samma system som SIMAIR-syskonet SIMAIR-ved (ref. 2). Resultatet kan åskådliggöras som yttäckande haltmönster/isolinjer. Beräkningarna sker på en mer utsträckt skala än själva gaturumsmiljön men ändå på en detaljerad kvartersskala. I här aktuella beräkningar har använts ett beräkningsrutnät med 10 meters avstånd mellan beräkningspunkterna. Specialiteten hos SIMAIR-väg ligger i att beräkningarna ger halter i själva gaturumsmiljön. Däremot tar systemet endast grovt med upplösningen 1 km hänsyn till andra gator/vägar än den vars gaturumshalt man beräknar. I områden med flera större vägar i ett närområde är SIMAIR-korsning lämpligt att använda för att beräkna halter t.ex. inom ett eller flera kvarter. Om det inom det studerade området finns gata/gator som har karaktär av slutet/halvslutet gaturum så kan SIMAIR-väg användas som komplement. Så har skett i föreliggande utredning, nämligen för Åvägen efter områdesutbyggnad. En av fördelarna med SIMAIR-systemen är att man får fram totalhalter, direkt jämförbara med de svenska miljökvalitetsnormerna. För partiklar beräknas således även uppvirvlingsbidraget, varvid hänsyn tas till dubbrivning och eventuell sandning som ökar vägbanans depå av uppvirvlingsbart material. Hänsyn tas också till nederbörd som binder vägdammet och till efterföljande upptorkning. Förutom partikelhalter kan SIMAIR-systemen också beräkna halter av kväveoxider, bensen och kolmonoxid. För kväveoxider (NO X ) beräknas den hälsomässigt intressanta delen, nämligen halten av kvävedioxid (NO 2 ). SIMAIR erbjuder även möjlighet att ta fram regionalskaliga ozonhalter. Den typ av halt i en tätort som kan uppmätas på behörigt avstånd från främst gator med betydande trafik brukar benämnas urban bakgrundshalt. Relevant mätplats kan vara i en mindre park eller dylikt. Även mätningar i taknivå kan sägas visa en urban bakgrundshalt. Denna typ av halt beräknas i ett förberedande beräkningssteg, och adderas i SIMAIR-systemen till det lokala haltbidraget från de utvalda gatorna/vägarna. Totalhalten i beräkningarna med SIMAIR-systemen sätts samman av föroreningsbidragen från tre olika geografiska skalor: Det lokala haltbidraget från den studerade gatan/vägen (SIMAIR-väg) respektive väglänkar i det närmaste grannskapet (SIMAIR-korsning); det urbana haltbidraget från övriga vägar och andra källor runtom i tätorten; det regionala haltbidraget från övriga Sverige och utlandet. Observera skillnaden mellan urbant haltbidrag och urban bakgrundshalt. Den förstnämnda avser haltbidraget från källor inom den aktuella tätorten, medan den senare inkluderar även de mer avlägsna källorna. 2 Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

9 Det lokala haltbidraget beräknas i SIMAIR-korsnings detaljerade beräkningsnät med linjekällemodellerna från SMHIs lokalskaliga spridningsmodell Dispersion (ref. 3); i SIMAIR-väg med två olika modeller för bebyggda respektive obebyggda sträckor. Det urbana haltbidraget beräknas i 1 1 km-rutor med en urbanskalig modell främst gjord för marknära utsläpp; för höga källor utnyttjas Dispersion. (För mer information om de nämnda modellerna förutom Dispersion, se ref. 1.) Bidragen från övriga Sverige och utlandet är framtagna med SMHIs regionalskaliga spridningsmodell MATCH, Mesoscale Atmospheric Transport and Chemistry model (ref. 4). En modellberäkning med SIMAIR-korsning innebär tidsstegning timme för timme genom ett års meteorologiska data samt genom i förväg framtagna föroreningsdata från MATCH-Sverige och från den urbana modellberäkningen för tätorten ifråga. För framtidsscenarier tas hänsyn till förändrade emissionsfaktorer för fordonsparken och förändringar i intransporten av luftföroreningar till den aktuella tätorten. 3.2 Området och dess väglänkar Planområdet visas i Figur 1. Resultatfigurerna (figurerna 2-5) innefattar planområdet som ungefärligen begränsas: I norr av E22, i öster av Nättrabyån, i väster/sydväst av Åvägen och i sydost av befintlig bebyggelse vid Bruksvägen. Väglänkar som inkluderas i den lokala delen av beräkningarna i SIMAIR-korsning är E22, avfarter/påfarter från E22, Åvägen och Idrottsvägen sydväst om planområdet, samt Gamla Landsvägen på andra (norra) sidan av E22. Åvägen löper längs med den sydvästra sidan av planerad bebyggelse. För Åvägen utförs beräkningar med SIMAIR-väg för att undersöka följderna av det halvslutna gaturum som åstadkoms genom den planerade bebyggelsen. Figur 1 Planområdet och dess närmaste omgivningar. Bilden har ställts till förfogande av WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad. Längdskala ca 1:2 500 (1 cm 25 m). Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona 3

10 3.3 Indata Indata i form av geografiskt fördelade emissioner (ref. 5) från olika källtyper i Sverige härrör från SMED, Svenska MiljöEmissionsData (ref. 6). Grunden för trafikemissionsdelen är Trafikverkets rikstäckande trafikkartläggning, som kombineras med data från den europeiska emissionshandboken HBEFA (ref. 7). Utländska emissionsdata har tagits fram av SMHI (ref. 8) baserat på PRIMES energiprognoser framtagna av IIASA, International Institute for Applied System Analysis (ref. 9). De utländska och svenska emissionerna utgör indata till MATCH-Europa och MATCH-Sverige för beräkning av transport och kemisk omvandling för långväga transporterade ämnen. Resultatet från dessa beräkningar kategoriseras i SIMAIR som regional bakgrundshalt och avser intransporten av luftföroreningar över den aktuella tätorten. För kväveoxider och PM10 görs även en jämförelse med mätdata från norska och svenska mätstationer i regional bakgrund. Mätningar och modellresultat assimileras med en tvådimensionell variationsanalys för att skapa en syntes av modeller och mätningar. En förfining av indata görs för tätortsmiljön. Utsläppen av de olika ämnena finns geografiskt fördelade med upplösningen 1 km. Utifrån dessa data görs för tätorter beräkningar av urbant haltbidrag dvs. från utsläpp i den egna tätorten med denna upplösning. Det framräknade urbana bakgrundshaltbidraget varierar alltså med läget i tätorten. Meteorologiska data är hämtade från SMHIs analyssystem för väderobservationsdata, Mesan Mesoskaligt analyssystem (ref. 10). I Mesan interpoleras data, från olika typer av observationssystem, till ett rikstäckande nät av analyspunkter med tätheten 11 km. Analyserna från Mesan för var tredje timme används till MATCH-Sverige samt efter interpolering till 1 1 km täthet och timvisa data till de urbana och lokala spridningsmodellerna i SIMAIR. Beräkningar för Nuläge har utförts med meteorologiska data för år 2013, extraherat för det aktuella beräkningsområdet. Emissionsfaktorer och föroreningsdata (haltbakgrund) avser för Nuläge år För beräkningsfallet Framtid har använts prognosvärden för 2020 (ref. 11) samt meteorologiskt år Beräkningsrutnätet i SIMAIR-korsning är orienterat i väst-ost/syd-nord och har i detta fall bestått av punkter med 10 meter mellan varje punkt. WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad har gett underlag till SMHI gällande trafikflöden på de närliggande gatorna samt angående gaturumsdimensioner för den väg (Åvägen) för vilken även SIMAIR-väg-beräkningar har gjorts. För beräkningen av de lokala haltbidragen har använts värden enligt Tabell 1 samt i gaturumsberäkningarna för Åvägen enligt Tabell 2. Tabell 1 Utnyttjade trafikvärden erhållet från WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad. Antal fordon per årsmedeldygn Andel tung trafik (%) E22 (åt väst) E22 (åt öst) E22 (väglänk norrut) ,5 E22 (väglänk söderut) ,5 Gamla Landsvägen ,5 Åvägen ,8 Idrottsvägen 400 1,5 4 Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

11 Tabell 2 Gaturumsdata för Åvägen efter utbyggnad av området Villa Fehr. Baserat på underlag erhållet från WSP Sverige AB WSP Samhällsbyggnad. Utnyttjat för beräkning av gaturumshalter i beräkningsfall Framtid och avser vägavsnitt där planerad bebyggelse ligger närmast vägen (ca 15 m). Vägbredd [m] 8 Gaturumsbredd ca [m] 1 38 Byggnadshöjd på östra sidan ca [m] 20 Byggnadshöjd på västra sidan ca [m] 0 1 Vid enkelsidig bebyggelse definieras gaturumsbredden som dubbla avståndet mellan fasad och vägmitt. 3.4 Miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål Beräkningsresultaten från modellberäkningarna tas fram för samma statistiska haltmått som återfinns i de svenska miljökvalitetsnormerna (MKN) enligt SFS 2010:477, se tabell 3. Till miljökvalitetsnormerna hör s.k. utvärderingströsklar som också återfinns i tabellen. Dessa anger när bestämda krav på kontroll från kommunens sida av föroreningsnivån inträder. Även värden för miljökvalitetsmålet Frisk luft anges i tabellen. Det är de s.k. preciseringarna för miljökvalitetsmålen som anges. Målår för att uppnå dessa är Normen (MKN) är bindande, medan målen anger det tillstånd i den svenska miljön som miljöarbetet ska leda till de är således mer långsiktiga. Tabell 3 Miljökvalitetsnormer och utvärderingströsklar för partiklar (PM10). Tabellen visar även nationella miljökvalitetsmål vilka avser år Haltenhet: µg/m 3. Ämne Haltmått Miljökvalitetsnorm Övre utvärderingströskel Nedre utvärderingströskel Miljökvalitetsmål Partiklar PM10 Årsmedelvärde Dygnsmedelvärde 36:e högsta/år (90-percentil) Det är ej fastlagt vilket haltmått som avses för dygnsmedelvärden. Efter samråd med Naturvårdsverket bedöms dock halten motsvara 90-percentil, dvs. cirka 36:e högsta dygnsmedelvärdet under ett år. 4 Resultat 4.1 Beräknade halter Beräknade halter av partiklar (PM10) för Nuläget, beräknat med SIMAIR-korsning, framgår av Figur 2 (årsmedelhalt) och Figur 3 (90-percentil av dygnsmedelvärden). Resultaten av beräkningsfall Framtid visas i figurerna 4 respektive 5. Man ska ha i åtanke att dessa resultat inte redovisar halter i själva gaturummet för det fall där slutet/halvslutet gaturum förekommer. Av figurerna framgår: Inom planområdet beräknas årsmedelhalterna i Nuläget (år 2013) ligga mellan 9 och 11 µg/m 3, i beräkningsfallet Framtid (år 2020) mellan 12 och 13 µg/m percentilerna av dygnsmedelhalter beräknas till µg/m 3 respektive µg/m 3. Ökningen mellan 2013 och 2020 sammanhänger med förväntad ökning av den regionala bakgrunden. Det bör påpekas att de båda beräkningsfallen baseras på olika meteorologiska data (SIMAIRs framtidsscenario för 2020 är baserat på meteorologiska data från 2008), vilket något ökar osäkerheten i jämförelsen. Efter utbyggnad enligt plan bildas ett halvslutet gaturum längs Åvägen, där förhöjda halter kan förväntas i förhållande till ovannämnda nivåer. Där bebyggelsen kommer närmast Åvägen beräknas PM10-halten år 2020 som årsmedelvärde nå 13,5 µg/m 3, som 90-percentil av dygnsmedelvärden 22,1 µg/m 3. I Tabell 4 är resultaten uppställda i tabellform. Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona 5

12 Tabell 4 Beräknade partikelhalter PM10 (µg/m 3 ), haltintervall inom planområdet Villa Fehr (beräknat med SIMAIR-korsning), respektive gaturumshalt (beräknad med SIMAIR-väg) för sträcka av Åvägen som får halvslutet gaturum efter planerad byggnation. Beräkningsfall Årsmedelhalt Dygnsmedelvärde, 36:e högsta under ett år (90-percentil) Nuläge (2013), inom planområdet Framtid (2020), inom planområdet Framtid (2020), gaturumshalt Åvägen ,5 22,1 4.2 Jämförelse mot mätdata Beräkningsresultat från SIMAIR-väg har jämförts mot mätningar. Jämförelsen gjordes för år 2010 vid Stationsvägen (länsväg 745) i Lyckeby. (Inga mätningar har rapporterats in för PM10 efter år 2010.) PM10-halten som årsmedelvärde uppmättes till 11,7 µg/m 3 och 90-percentilen av dygnsmedelvärden 21,9 µg/m 3. Miljökvalitetsnormens haltnivå för dygnsmedelvärden (50 µg/m 3 ) överskreds under ett dygn; nivån får överskridas upp till 35 gånger per kalenderår, så normens krav klarades med marginal. Beräkningarna ger ett årsmedelvärde på 13,8 µg/m 3 och en 90-percentil av dygnsmedelvärden på 20,8 µg/m 3. Beräknad årsmedelhalt ligger således över och 90-percentilen något under de uppmätta värdena. Skillnaden mellan beräknat och uppmätt årsmedelvärde är (+)18 % och mellan beräknat och uppmätt dygnsmedelvärde ( )9 %. Med tanke på att osäkerheten i mätdata kan uppgå till upp till 25 % och att det finns osäkerheter i trafikmängden på Stationsvägen så finner vi inte anledning att korrigera beräknade värden. 4.3 Slutsats Slutsats från beräkningarna av partikelhalter (PM10) vid det aktuella planområdet: Såväl miljökvalitetsnorm, utvärderingströsklar (övre och nedre) som miljökvalitetsmål beräknas underskridas, även i det halvslutna gaturum som uppstår längs Åvägen efter planerad byggnation. 6 Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

13 Figur 2 Nuläge (2013). Årsmedelhalt partiklar PM10 (µg/m 3 ). Se färgskala för halterna i övre vänstra hörnet. Längdskala 1:2 500 (1 cm 25 m). Figur 3 Nuläge (2013). Dygnsmedelvärde, 36:e högsta/år (90-percentil) av partiklar PM10 (µg/ m 3 ). Se färgskala för halterna i övre vänstra hörnet. Längdskala 1:2 500 (1 cm 25 m). Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona 7

14 Figur 4 Framtid (2020) efter utbyggnad av bostadsområde Villa Fehr. Årsmedelhalt partiklar PM10 (µg/ m 3 ). Se färgskala för halterna i övre vänstra hörnet. Längdskala 1:2 500 (1 cm 25 m). Figur 5 Framtid (2020) efter utbyggnad av bostadsområde Villa Fehr. Dygnsmedelvärde, 36:e högsta/år (90-percentil) av partiklar PM10 (µg/ m 3 ). Se färgskala för halterna i övre vänstra hörnet. Längdskala 1:2 500 (1 cm 25 m). 8 Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona

15 5 Referenser (1) Beskrivning och dokumentation om SIMAIR-väg på SMHIs webbplats: (2) Beskrivning av SIMAIR-ved/SIMAIR-korsning (3) Omstedt G. (1988): An operational air pollution model. SMHI RMK 57, (4) Persson Ch., Ressner E., Klein T. (2004): Nationell miljöövervakning MATCH-Sverige modellen. Metod- och resultatsammanställning för åren samt diskussion av osäkerheter, trender och miljömål. SMHI Meteorologi Nr 113, (5) Geografiskt fördelade emissioner tionell%20emissionsdatabas/metod_och_kvalitetsbeskrivning_geografisk_f%c3%b6rdelning_ 2015.pdf (6) SMED Svenska MiljöEmissionsdata se (7) Handbook of Emission Factors for Road Transport (HBEFA), se (8) Andersson C., Andersson S., Langner J. och Segersson D. (2011): Halter och deposition av luftföroreningar. Förändring över Sverige från 2010 till 2020 i bidrag från Sverige, Europa och Internationell Sjöfart. SMHI Meteorologi, Nr. 147, 32 pp. (9) PRIMES energiprognoser se webbsidan emid=80&lang=en (10) Häggmark L., Ivarsson K.I., Gollvik S. and Olofsson P.O. (2000): Mesan, an operational mesoscale analysis system. Tellus 52A, pp. 1-20, (11) Omstedt G., Andersson S., Asker Ch., Jones J., Kindell S., Segersson D. och Torstensson M. (2012): Luftkvaliteten i Sverige år Uppföljning av miljökvalitetsmålet Frisk luft för trafikmiljöer i svenska tätorter. SMHI Meteorologi Nr. 150, Nr SMHI - Beräknade partikelhalter i luften vid området Villa Fehr i Karlskrona 9

16 Denna sida är avsiktligt blank

17 Denna sida är avsiktligt blank

18 Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut NORRKÖPING Tel Fax