Vägtrafikens partikelföroreningar källor, effekter och åtgärder

Transkript

1 Vägtrafikens partikelföroreningar källor, effekter och åtgärder Christer Johansson Miljöförvaltningen, SLB-analys, Stockholms stad Docent vid Institutionen för tillämpad miljövetenskap, Stockholms universitet

2 Dödsolyckor i trafiken i Stockholms län personer dödade årligen i trafiken # Vägtrafikens partikelutsläpp kan orsaka 430 förtida dödsfall per år (eller flera)* Hur kan man veta det? Vilken är orsaken? Vilka partiklar är det? * Forsberg et al., Ambio, vol.,34, No. 1, #

3 Livslängdspåverkan i Stockholms län Kvinnor Män Anm. Medelålder 82 år 76 år dödsfall Ökning om alla partikulära luftföroreningar försvinner Ökning om alla slutar röka Ökning om ingen får lungcancer Ökning om ingen begår självmord Ökning om inga trafikolyckor + 60 d + 70 d Ca 400 dödsfall d d 27% rökare, RR 1.5 (10-19 cig/d) d d 595 dödsfall d d 256 dödsfall + 30 d + 50 d Ca 60 dödsfall

4

5 Partiklar och dubbdäck kopplas ihop I media, exempel 2008

6 DN 18 sept Regeringsförslaget bortser dock från att det är de allra minsta partiklarna som orsakar dessa problem och att en mycket liten del av dessa partiklar kommer från slitage av vägbanan. Detta styrks av en utredning av SLB Analys (en enhet inom miljöövervakningen i Stockholms miljöförvaltning) som inte funnit något samband mellan slitagepartiklar och ökad dödlighet. Utöver storleken beror detta främst på att slitagepartiklarna är mekaniskt bildade och därför inte antas vara lika giftiga som till exempel avgaspartiklar.

7 Motsägande rubriker

8

9 Vita lakan - Protester mot dålig luft

10 Disposition Många olika partiklar Kemi, storlek, kemiska egenskaper Osannolikt att alla partiklar är lika farliga Hälsoeffekter Många väldokumenterade effekter Källor & åtgärder Minska uppkomsten eller spridningen Storleken avgörande Collins artikel

11 Virusagglomerate 0.3 um Quartz 300 nm Asbestos fiber

12 Färska partiklar från dubbslitage 1 um

13 Ultrasmå däckspartiklar(?) nm

14 Gigantiska däckpartiklar nanometer 2μm

15 Olika storlek o kemisk sammansättning Från: Kleeman och Cass, Environ. Sci Technol., 33, , 1999 Diesel motor OC, EC, S, N metals Bensin, icke katalysator OC, EC, S, N metals Bakgrundsluften (ej havssalt) OCsec, S, N Damm fr asfalterad väg Minerals, salts Metaloxides, OC

16 PM10

17 Antalet eller massan som är viktig?? Upp till en Miljard i tunneln PM10: 40 ug/m3 PM10: 400 ug/m ca 10 Miljoner intill motorvägen PM10: 30 ug/m ca 100 Miljoner på Hornsgatan några Miljoner uppe i tornet PM10: 15 ug/m3

18 Olösliga partiklar Partiklarnas morfologi kan vara viktig Partiklarna behåller sin form och sammansättning då de hamnar i blodet Epitelcell i alveol Epithelial Cell

19 Lösliga partiklar Massan och sammansättningen viktig Partiklarna förlorar sin urspungliga form och sammansättning Epitelcell i alveol

20 Osannolikt att alla partiklar är lika farliga Storleken Den kemiska sammansättningen Formen Ytegenskaperna Antalet Massan ett knappnålshuvud i GLOBEN!!!!

21 Upptaget av partiklar i luftvägarna beror på partikelstorleken Total

22 Storleken viktig Avgaspartiklar Vägdamm Tunnelbana Sekundära

23 Olika partikelkällor drabbar luftvägarna på olika sätt 10 µm

24 Hälsoeffekter - epidemiologi Foto: Lennart Nilsson EPIDEMIOLOGI: Sjukdomars utbredning, orsak och förlopp. Vem drabbas? Män, kvinnor, unga gamla Vanligare i högriskområden eller lågriskområden? Etc. etc.

25 Effekter Allvarlighet Död Sjukdom Symtom Irritation Fysiologisk förändring??????????????????????????? Observationer Dödsantal Dödsfrekvens Sjukhusintag Vårdbesök Sjukfrånvaro Symtom Medicinering Begränsad rörliget Störda Lungkapacitet (FEV) Hjärtrytm Andel av befolkningen som påverkas

26 Läkartidningen Peasouper nr 3, smog 2003 The Killer fog Ökade nivåer SO 2 5 * normal Soot 4 * normal mg/m³ London Dec Dödlighet extra fall 3 * normal 2 Lungsjukdomar 1 2,5 * normal Hjärt- kärlsjukdomar 1,5 * normal 0 Dec 2 Dec 4 SO 2 Dec 6 Dec 8 Dec 10

27 Linjärt förhållande till dödlighet Inga trösklar! Long-term exposure and death Förslag till takvärde PM2.5 Short-term exposure and death in cardiovascular disease MKN Fine particles (PM2,5) Dockery et al, NEJM 1993 Urban bakgrund i Sverige Fine & coarse particles (PM10) Daniels et al, Am J Epidemiology 2000 Gaturum, Stockholm

28 förtida dödsfall per år inom EU på grund av partiklar och ozon 9 månader kortare livstid i genomsnitt för befolkningen miljarder Euro per år i samhällskostnad för luftföroreningar CAFÉ programmet:

29 Viktiga internationella reviewer WHO, 2005 Inhal Tox, 2006 JAWMA, 2006 JAWMA, 2006 US-EPA, 2006 CAFÉ WHO, 2004 Eur respir J, 2005

30 Riskökning Förtida dödlighet i luftvägs- hjärt- kärlsjukdom

31 Riskökning Sjuklighet i luftvägs- hjärt- kärlsjukdom

32 Vad är väldokumenterat? Effekter luftvägar Förtida död i akut lungsjukdom Sjukhusbesök p g a luftvägssjukdom Försämring av tillståndet hos astmatiker Lunginflammation Försämring av hosta och bronkit Lungcancer Effekter hjärta/kärl Dödlighet och sjukvårdsbesök p g a hjärt- kärl sjukdom Påverkan på hjärtrytm Ökad risk för hjärtattack Grupper i befolkningen Foster Spädbarn Barn Astmatiker Redan sjuka I luftvägseller hjärtsjukdom, Rökare Äldre

33 Många hälsostudier i Sverige mest vägtrafikexponering Långtidsexponering LUCAS SHAPE SNAP Korttidsexponering Grova partiklar Avgaser IMPORT Exponering i laboratorium Dieselavgaser Vedeldning Toxikologiska studier WEARTOX HEPMEAP

34 Exempel på Epidemiologiska studier i Stockholms län Personer som bott 30 år nära hårt trafikerade vägar har 50% ökad risk att dö i förtid i hjärtkärlsjukdom Rosenlund et al. (2006) Personer som mellan , varit exponerade för >30 ug/m3 NOx har 50% ökad risk att drabbas av lungcancer 30 år senare Nyberg et al. (2000)

35 Anual mean NOx l

36 Anual mean NOx l

37 Anual mean NOx

38 Anual mean NOx b

39 Anual mean NOx

40 Hälsoeffekter av grova partiklar SAMMANFATTNING: Spring time dust in Finland Increased respiratory symptoms among children (Tiittanen et al., 1999) Dödlighet More silicon and iron - Vissa Increased bevis att prevalence kortvarig of exp cough påverkar and reduced dödlighet lung function among children in Oslo, Umeå & Kuopio (Roemer et al., 2000) - Inga bevis att långtidsexponering påverkar dödlighet Sand storms in Spokane (USA) No increase in mortality (Schwartz et al., 1999) Sand storms in Washington (USA) Sjukdom Increased hospital admissions due to bronchitis Lika Coarse stora mineral eller större particles effekter in Coachella än fina partiklar: Valley, CA - Försämring Increased av mortality kronisk (Ostro obstruktiv et al., 1999 lungsjukdom & 2000) - Påverkan Soil & vulcanic på astmatiker activity giving high PM10 in Anchorage, Alaska - Ökade Increased sjukvårdsbesök hospital admission p g a luftvägsbesvär due to asthma (Gordian et al., 1996) - Ökade High PM10-PM2.5 sjukvårdsbesök in Toronto, p g a hjärt- Canada kärlsjukdom Increased number of hospital admissions due to respiratory disease (Burnett et al., 1999; Molgavkar, 2002 etc.) Sandstormar från Sahara Brunecref & Forsberg, 2005 (Eur Respir J.) Ökad dödlighet (Barcelona, Rom)

41 Experimentella studier i exponeringskammare Thomas Sandström med flera, Umeå universitet

42 Kropen kan försvara sig Potentiellt viktigt för toxiciteten: Storlek form ytreaktivitet Kemi löslighet??????

43 Kan kanske vara besvärligt för makrofagerna ibland? Sotpartikel Lungmakrofag

44 Sammanfattning Många väl dokumenterade hälsoeffekter Både långtids- och korttidsexponering Främst barn, redan sjuka och äldre Både grova och fina partiklar har betydelsefulla hälsoeffekter PM10 ej tillräckligt mått Inga tröskelnivåer för effekter! Viktigt att inte bara stirra på MKN i MKB!

45 Läs mer Soc., 2004 Soc., 2005 Soc., 2006 SNAP, 2006 Soc., under Rapporter AMM, 2006 BHM, 2005

46 Källor och åtgärder

47 Vägtrafikens bidrag till PM10 Avgaser Bensin Diesel Etanol/gas Vägslitage Stenmaterial Stenstorlek Däck Sandning Däcksslitage Sommar, Vinter Dubb, icke-dubb Bromsslitage Bromstyp Belägg Allt påverkas av Körbeteende Hastighet Fordonstyp, vägtyp PM10 Hornsg Sthlm Avgas 8% Bromsar 3% Däck 2% Vägbaneslitage 87%

48 MG3 Antal partiklar och PM10 Hornsgatan, Stockholm Antal PM Antal partiklar / cc dn/dlogdp City Diesel street & number gasoline exhaust Bakgrund Icke-lokalt PM Street Lokalt mass väg slitage ,01 0,10 1,00 10,00 Particle diameter (um)

49 Bild 48 MG3 Har visats förut. SVENSKA! Mats Gustafsson;

50 Car exhaust Truck exhaust Vägtrafiken bidrar (oftast) mest till exponeringen All road traff. Power plants Sea traffic Residential

51 Som värst några få månader på året Antal dagar/månad med halter >50 µg/m Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec

52 Mycket höga PM10-halter i Stockholm Hornsgatan Vallila 1 Alnabru Copenhagen Marylebone R oad M itte-parochialstr M arañon Hornsgatan Vallila 1 Alnabru Copenhagen Marylebone Road Mitte-Parochialstr Marañon Hornsgatan Vallila 1 Alnabru Copenhagen Marylebone R oad Mitte-Parochialstr Marañon Hornsgatan Vallila 1 Alnabru Copenhagen Marylebone R oad Mitte-Parochialstr Marañon Hornsgatan Vallila 1 Alnabru Copenhagen Marylebone Road Mitte-Parochialstr Marañon 160 Days >50 ug/m3 Days with c > 2001 Days >50 ug/m3 Days with c > Days >50 ug/m3 Days with c > Days c Days c Hornsgatan-STH Vallila 1 Alnabru Copenhagen/1257 Marylebone R oad Mitte-Parochialstr Marañon H a1 bru 7 d ñon H a1 bru 7 d ñon atan-sth Vallila 1 Alnabru gen/1257 one Road ochialstr Marañon n-sth Vallila 1 Alnabru /1257 R oad hialstr Marañon Årsmedel ANNUAL MEAN Årsmedel ANNUAL MEAN Årsmedel Årsmedel I th highest value 36 th highest value 36 th highest value 36 th highest value 36 th highest value 50 Årsmedel HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid Days >50 ug/m3 Days >50 ug/m3 HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid Berlin Madrid ANNUAL MEAN ANNUAL MEAN ANNUAL MEAN Hornsgatan SE Vallila 1 FI Alnabru NO Copenhagen DK London M arylebone Road G M itte-parochialstr. D Marañon ES Hornsgatan SE Vallila 1 FI Alnabru NO Copenhagen DK London Marylebone R oad G Mitte-Parochialstr. D E Marañon ES atan SE allila 1 FI abru NO gen DK d G tr. DE añon ES O S atan SE allila 1 FI abru NO gen DK dg tr. DE añon ES HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid HORNSG Helsinki Oslo Copenh. London Berlin Madrid

53 Södra länken: Hjälper ej supersuga och tvätta! Supersug Supersug Tvättåg & underhållsavstängnin :00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12: bar PM10 (ug/m3)

54 Vägfuktighet PM10 and NOx PM10 µg/m månadsmedelvärden Hornsgatan Dry Hornsgatan Wet NO x µg/m jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec jan feb mar- 2004

55 Höga PM10 efter lång period med våt vägbana 600 µg/m Sveavägen Norrlandsg Fukt_väg Våt 1 1 Torr 0 27 jan 29 jan 31 jan 02 feb 04 feb 06 feb 08 feb 10 feb 12 feb 14 feb 16 feb 18 feb 20 feb 22 feb 24 feb

56 Inget nytt med dammbindning!! Saltvattenvagn från 1877 För att binda dammet från hästhovarna

57 2000-talets saltvattenvagn med kalciummagnesiumacetat (CMA)

58 Dammbindning Studier i Sthlm visar Positivt Effektivt sätt att sänka maxhalterna då torrt Både längs infarter och i innerstaden Minskar antal överskridanden av PM10 Både CMA, MgCl 2, CaCl 2 effektiva CMA miljövänligare o mindre korrosivt Negativt CMA är 6-7 ggr dyrare än MgCl 2 Effekten kortvarig Fortfarande överskridanden Frågor kvarstår Friktionsnedsättning Doseringsproblem

59 Däck?

60 Däcks- o vägslitagepartiklar Dubbdäck Gustafsson m fl

61 Däcks- o vägslitagepartiklar Odubbade vinterdäck Gustafsson m fl

62 Beräknad effekt av en halverad dubbdäcksanvändning (70% -> 35%)

63 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Dubbandelen Vad tål Stockholm? v24 v32 v40 v48 v4 v12 v20 v28 v36 v44 v52 v8 v16 v24 v32 v40 v48 v4 v12 v20 v28 v36 v44 v52 v8 v16 v24 v32 v40 v48 v4 v12 v / / / / /2008 Mätstation År Maximalt tillåten dubbandel för att normen * skall underskridas (%) Hornsgatan Medel 5±7 Sveavägen Medel 33±8 Norrlandsgatan Medel 24±14 Lilla Essingen Medel 38±8

64 Utveckling av användning av odubbade vinterdäck i Norge Pigg dekk gebyr Oslo Stavanger/Sandnes Drammen Bergen Trondheim Norge (ikke byene)

65 Sandning ökar emissionerna 8 Otvättad natursand 0-8 mm, dubbdäck Otvättad natursand 0-8 mm, friktionsdäck dm/dlogdp [mg/m³] 6 4 Tvättad kross 2-4 mm, dubbdäck Tvättad kross 2-4 mm, friktionsdäck Otvättad natursand ger högre halt än tvättad stenkross Dubbdäck ger högre halt än friktionsdäck Diameter [µm]

66 PM 10 - bildning från osandad väg Dubbdäck PM10 nybildat PM10 uppvirvlat Dubbdäck Slitage och sandpapperseffekt Odubbade vinterdäck

67 PM 10 - bildning från osandad väg Odubbat vinterdäck PM10 nybildat PM10 uppvirvlat Odubbade vinterdäck Slitage och sandpapperseffekt Dubbdäck

68 Hastigheten viktig km/h 50 km/h 30 km/h dm/dlogdp [mg/m³] Geometric diameter [µm]

69 6 Stenmaterial och stenstorlek påverkar PM10 bildningen Granit, ABT16 4 PM10 [mg/m3] Kvartsit (Hornsberg), ABS16 2 Kvartsit (Kärr), ABS11 0 0:00 0:05 0:10 0:15 0:20 0:25 0:30 0:35 0:40 0:45 0:50 0:55 1:00 Tid efter start

70 Information kring dubbdäcksanvändning Exemplet Stockholm SvD Stockholm 27 november 2005

71 Däckvalet

72 Sammanfattning av åtgärder Färre dubbdäck, bättre beläggningar, lägre hastigheter, dammbindning Dubbdäckminskning effektivast Sopning ineffektivt (huvudgator sandas ej) Trädplantering osäkert (troligen ej effektivt) Ingen enskild åtgärd räcker för att klara både miljökvalitetsnormerna och eliminera hälsoeffekterna Trängselavgifter, miljözoner Små haltminskningar Kan ge betydande hälsovinster om man ser till hela befolkningen Förbifartsleder Kan ge nya överskridanden av MKN lokalt, men sammantaget ge väsentliga hälsovinster (minskad befolkningsexponering)

73 Typiskt 3 storleksfraktioner Normaliserad koncentration Dominerar Antalet partiklar Dominerar Partikelmassan Diameter, µm

74 Olika kemisk sammansättning Organiskt Sot Sulfat Nitrat Organiskt Mineraler Metaller Salter Diameter, µm

75 Olika hälsopåverkan Hjärt- kärlsjukdomar Luftvägssjukdomar?? Luftvägssjukdomar Diameter, µm

76 Olika åtgärder Lokala: Trängselskatt Miljözon mm Internationella emissions reduceringar Lokala: Dubbdäck Hastighet Dammbindning Trängselskatt Diameter, µm

77 Collins artikel Ej klarlagt om Grova partiklar påverkar dödligheten (troligt att de gör) Olyckorna ökar om dubbdäck förbjuds (inte i Norge!) Klarlagt att Grova partiklar påverkar luftvägssjukdomar Odubbade däck är lika bra som dubbade på de flesta väglag (utom våt is)