Luftkvalitetskontroll av partiklar (PM10) år 2014, Motala kommun

Transkript

1 Luftkvalitetskontroll av partiklar (PM10) år 2014, Motala kommun i gaturum (Drottninggatan) samt i urban bakgrund (Gamla stan) vinterhalvår 2014/15, Dnr 2014-MH0186 Motala kommun Miljö- och hälsoskyddsenheten Cajsa Eriksson, Miljöskyddsinspektör

2 2

3 Innehållsförteckning Innehållsförteckning... 3 Sammanfattning... 4 Bakgrund och syfte... 4 Inledning... 5 Partiklar, PM Hälsoeffekter... 6 Metod... 6 Mätning av partiklar i gaturum... 6 Mätning av partiklar i bakgrund... 7 Mätplats... 8 Resultat... 8 Partiklar PM 10 gaturum (Drottninggatan)... 8 PM 10 i urban bakgrund Beräkningar av PM10 i gaturum Trafik Meteorologi Dataåterbäring och datakvalitet Mätosäkerhet, TEOM Diskussion och slutsatser Litteratur

4 Sammanfattning Luften ska vara så ren att människors hälsa samt djur, växter och kulturvärden inte skadas. Så lyder miljökvalitetsmålet för det nationella miljömålet Frisk luft. För att uppnå detta finns bl. a. miljökvalitetsnormer (MKN) för kvaliteten av olika parametrar i utomhusluften. Kommunerna ansvarar för kontrollen av luftkvaliteten i sina tätorter genom mätning eller beräkningar. Mätning i gaturum avseende partiklar PM 10 mättes för första gången oktober 2012-oktober 2013 på Drottningatan/Drottningplan i Motala. Mätning skedde genom Samverkan Luft Östergötland (SLÖ). Resultat från mätningarna visade att MKN som dygnsmedelvärde överskreds år Den 9 oktober 2013 ändrades vägsträckningen av genomfarten av Rv. 50 så att genomfartstrafiken leds över Motalabron i stället, vilket medförde att trafikmängden på Drottninggatan blev mycket lägre. Motala kommun har från år 2014 mätt partiklar i gaturum i egen regi. Resultat från mätningar under kalenderår 2014 av partiklar (PM 10) visar att MKN avseende PM 10 inte har överskridits som dygns- eller årsmedelvärde under året i gaturum. Överskridande av MKN haltnivå avseende dygnsmedelvärde har skett vid 11 tillfällen under år Under vinterhalvår 2014/15 (november april) har mätning avseende partiklar PM 10 skett även i urban bakgrund i Gamla stan. Även dessa resultat visar att MKN avseende PM10 har klarats vad gäller dygnsmedelvärde. I augusti 2013 underrättades Naturvårdsverket om att MKN avseende partiklar (PM 10) som dygnsmedelvärde har överskridits under år Naturvårdsverket har genom beslut daterat bedömt att behov ej föreligger för att upprätta ett åtgärdsprogram, men anser att fortsatta mätningar i gaturum ska ske under hela kalenderår t o m år Beroende på mätresultaten för de årliga partikelmätningarna får diskuteras på vilket sätt kontrollen ska ske efter år 2016 av partiklar PM 10 i Motala kommun. Bakgrund och syfte Miljökvalitetsmål FRISK LUFT Luften ska vara så ren att människors hälsa samt djur, växter och kulturvärden inte skadas. Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) föreskriver att varje kommun ska kontrollera att miljökvalitetsnormerna följs inom kommunen. Miljökvalitetsnormer (MKN) anger den nivå som människor kan utsättas för utan fara för olägenheter ur hälsosynpunkt samt till skydd för växtligheten. Kontrollen ska ske genom mätningar, beräkningar eller objektiv bedömning. Hur kontrollen ska ske regleras i Naturvårdsverkets föreskrifter NFS 2010:8 om kontroll av luftkvalitet. Kontrollen får ske genom samverkan mellan flera kommuner. 4

5 Miljökvalitetsnormer måste även iakttas vid planering och planläggning. I vissa fall kan det vara nödvändigt att upprätta åtgärdsprogram eller åtgärdsplaner för att uppfylla en meddelad miljökvalitetsnorm. Miljökvalitetsnormerna har i regel en övre utvärderingströskel (ÖUT) och en nedre utvärderingströskel (NUT) (bilaga 1, Luftkvalitetsförordningen). Beroende på vad beräkningar och mätningar redovisar vad gäller luftkvaliteten avgörs vilka krav som ställs på fortsatt mätning och beräkning enligt följande: 1. Överskrids ÖUT ska kontrollen ske genom mätning som kan kompletteras med beräkning, eller mätning med lägre kvalitetskrav. 2. Underskrids ÖUT, men överskrider NUT så får kontrollen ske genom en kombination av mätning och beräkning. 3. Underskrids NUT så får kontrollen ske genom enbart beräkning eller skattning eller en kombination av metoderna. ( 27 Luftkvalitetsförordningen) Enligt Luftkvalitetsförordningen ( 42) ska en redovisning till Naturvårdsverket ske en gång om året av hur luftkvaliteten är i jämförelse med MKN. Redovisning av luftövervakningen i Motala kommun till Naturvårdsverket sker via Samverkan Luft Östergötland (SLÖ) och IVL Svenska Miljöinstitutet (IVL) och när det gäller partiklar i gaturum ansvarar Motala kommun för det. Inledning Denna rapport redovisar dels mätning av partiklar (PM10) som tim- och dygnsmedelvärde på Drottninggatan dels mätningar i urban bakgrund (Gamla Stan) som dygnsmedelvärde. Mätning av partiklar PM 10 i gaturum (Drottninggatan) har skett under hela år 2014 som en uppföljning av mätresultat år 2013 då MKN som dygnsmedelvärde i gaturum överskreds. Fortsatt mätning i gaturum ska ske även år , enligt Naturvårdsverkets bedömning. Mätning har även skett av partiklar i urban bakgrund (Gamla stan) under vinterhalvåret november 2014 april Dessa resultat redovisas också i denna rapport. Resultaten från mätningarna jämförs med MKN och utvärderingströsklarna för PM10 samt med 2013-års resultat. Jämförelse av mätresultaten har även skett med beräkningar avseende PM 10 enligt SIMAIRmodellen vilket för år 2014 visar en bra överensstämmelse. Partiklar, PM10 Luften innehåller mängder av partiklar med olika storlek. De som går att andas in, det vill säga de som är mindre än 10 µm (µm = tusendels millimeter) anses vara hälsovådliga och högsta tillåtna halt regleras därför i lagstiftning. Partiklar som är mindre än 10 µm brukar benämnas som PM10. Resultaten från mätningarna redovisas i enheten µg/m 3. Med detta menas mikrogram per kubikmeter luft, där ett mikrogram motsvarar en miljondels gram. 5

6 Partiklar mindre än 10 µm kommer till allra största delen från vägslitage (framför allt från dubbdäck), uppvirvlat vägdamm, slitage från bromsar och avgaser. Under vinterhalvåret (framför allt under perioden februari-april), då problemet med höga partikelhalter är som störst, utgör slitagepartiklar % av den totala halten PM10 i gatumiljön. Under sommarhalvåret är andelen slitagerelaterade partiklar lägre, ca %, av den totala PM10-halten. I gatumiljön styrs halten partiklar av trafikmängd, trafiksammansättning, hastighet, körsätt, andelen dubbdäck, friktionsmaterial, städfrekvens mm. Dessutom påverkar vägbanans fuktighet, vindhastighet och vindriktning samt gaturummens utformning partikelhalterna. Gator med höga hus längs båda sidor har högre halter än då det är öppen terräng runt vägen. I den urbana miljön har partiklarna framförallt tre källor. Den ena källan är det som skapas i gaturummet och består till största delen av grövre partiklar. En annan viktig källa är mindre partiklar som framförallt har transporterats mer långväga (andra delar i Sverige, från andra länder). Den tredje källan är de ultrafina partiklarna som kan härröras till avgasutsläpp från den lokala trafiken, vedeldning och energianläggningar. Den ultrafina fraktionen bidrar ytterst litet till den totala halten av PM10 på grund av deras låga vikt. Halten partiklar på landsbygden består till största delen av långväga transporter (framförallt vindrelaterat) som i stor utsträckning bestäms av den storskaliga meteorologin. Hälsoeffekter Att just PM10 används som miljökvalitetsnorm beror på att dessa partiklar följer med inandningsluften ner i luftvägar och lungor. Ju mindre partiklarna är desto lättare följer de med ner i lungorna. Man vet idag att exponering av partiklar orsakar ökad dödlighet i hjärt- och kärlsjukdomar och i lungcancer. Andra effekter på människors hälsa är förändringar i lungfunktionen, ökat behov av akutbesök och medicinering hos astmatiker, ökade sjukhusintagningar bland barn med lungsjukdom samt av äldre med lunginflammation, ökad sjukfrånvaro hos barn på förskolor och i skolor. En studie från IVL och Umeås universitet visar att partiklar i utomhusluften orsakar omkring förtida dödsfall, fall av kronisk bronkit, omkring inläggningar på sjukhus på grund av andnings- och hjärtbesvär, omkring 4,5-5 miljoner persondagar 1 då känsliga personer får olika slags besvär som leder till arbetsbortfall. Hälsoeffekterna av partiklar i utomhusluften beräknas kosta samhället ca 26 miljarder kronor årligen. Tidigare har man ansett att de allra minsta partiklarna utgjort den största hälsorisken vid långtidsexponering. Av forskning framgår dock att även de större partiklarna upp till 10 µm i diameter medför allvarliga hälsorisker. Metod Mätning av partiklar i gaturum Mätningarna har utförts med TEOM-utrustning (TEOM Tapered Element Oscillating Microbalance). Tekniken bygger på att partiklarna avskiljs på ett filter placerad på toppen av 1 Ca 0,1 % av den totala mängden arbetade dagar i Sverige 6

7 en oscillerande glaskropp. Provluften värms och temperaturen över filtret hålls konstant vid 50 0 C för att undvika variationer p g a varierande vatteninnehåll. Frekvensen hos den ihåliga glaskroppen och filtret förändras proportionellt med massförändringen på filtret. Ändringen i frekvens över en given tid kan omräknas till partikelhalt (massa per volymenhet). PM10-huvud Uppvärmd filterhållare Oscillerande glaskropp Mätning av partiklar i bakgrund Motala kommun har mätt vissa luftföroreningar i urban bakgrund vartannat vinterhalvår och de senaste mätsäsongerna har även inkluderat partiklar PM 10. Mätning i urban bakgrund (Gamla stan) har skett under vinterhalvår november april Provtagningen genomförs med en, vid IVL framtagen, halvautomatisk dygnsprovtagare utrustad med 8 provtagningskanaler. Provtagningshuvudets inlopp, luftflödet samt en impaktor monterad före filtret, bestämmer den partikelfraktion som avskiljs. Analys av de insända proverna sker genom vägning av filter före och efter provtagning, d.v.s. gravimetriskt i likhet med referensmetoden, under standardiserade förhållanden avseende temperatur och luftfuktighet enligt krav i SS-EN

8 Mätplats Mätutrustningen avseende partiklar (PM10) var placerad i gaturumsmiljö utmed Drottninggatan/ Drottningplan i Motala. Intagssonden är belägen ca 2 meter ovan marknivå. Mätplats urban bakgrund Gamla Stan Mätplats Gaturum, Drottninggatan Figur 1. Karta över Motala med markering för mätplats i gaturum Drottninggatan vid Drottningplan, samt mätplats i urban bakgrund, Gamla Stan (Nedre Kaptensgatan/Bispmotalagatan)Motala Mätning av PM10 i urban bakgrundsnivå har skett i Gamla Stan (Nedre Kaptensgatan/Bispmotalagatan) och luftintaget är placerad ca 3,5 meter ovan marknivå. Resultat Partiklar PM 10 gaturum (Drottninggatan) Resultaten för perioden 1 januari 31 december 2014 visar att PM10-halten överskred miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 µg/m 3 ) som dygnsmedelvärde vid 11 tillfällen främst under tiden mars mitten av april Det innebär att Miljökvalitetsnormen som dygnsmedelvärde ej har överskridits (gränsvärdet får överstigas vid 35 dygn under ett kalenderår). I diagram 1 nedan redovisas hur de dygnsmedelvärden varierade under år

9 Diagram 1. Dygnsmedelvärden för PM10 (µg/m 3 ) under perioden 1 januari 31 december 2014, Gaturum, Drottninggatan Motala. Miljökvalitetsnormen är 50 ug/m 3. Mätresultaten med mätning med TEOM-instrument har fram till och med år 2013 justerats med kalibreringskonstanter för att resultaten ska kunna jämföras med referensmetoden. Fr o m år 2014 skall uppmätta resultat korrigeras för förluster av lättflyktiga partiklar enligt VCM-metoden (Volatile Correction Method). På uppdrag av Naturvårdsverket har Referenslaboratoriet korrigerat våra PM10-data, från TEOM-instrumentet, enligt VCM-metoden. Vid korrigeringen av Motalas PM10-data i gaturum har viss data används från Naturvårdsverkets mätningar från Aspvreten (Sörmland). Diagram 2. Jämförelse Partikelhalt PM10 år 2014 enligt kalibrering lika som år 2013 (Oleico) samt enligt VCMkorrigering år

10 Resultaten skiljer något enligt de båda metoderna. Generellt kan sägas att kalibrering enligt VCM-metoden ger ett lägre värde. För att kunna jämföra resultaten avseende år 2014 med tidigare resultat från år 2013 sker resultatredovisningen enligt båda metoderna, se diagram 2 ovan. Mätresultat enligt tidigare använda kalibreringskonstanter redovisas som oleico. PM10 µg/m3 MKN, årsmedelvärde 40 15,4 (16,5) (25,3) Uppmätta PM10- halter, µg/m3 Periodens medelvärde Dygnsmedelvärde 90 percentil Antal överskridanden 2014 Övre utvärderingströskel 28 Nedre utvärderingströskel 20 MKN, dygnsmedelvärde 50* 30,5 (35,1) (51,2) 11 (15) Övre utvärderingströskel 35* 34 (37) Nedre utvärderingströskel 25* 53 (59) * Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår. Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar. Resultat inom parentes är resultat enligt tidigare kalibreringsmetod, se förklaring ovan på sid 9. Jämförelse även med 2013-års nivåer Miljökvalitetsnormen (MKN) för partiklar avseende årsmedelvärde klarades för år Dygnsmedelvärdet för år 2014 tangerar övre utvärderingströskeln (ÖUT), men överskrider nedre utvärderingströskeln (NUT), se tabell 1 ovan. Högsta dygnsmedelvärdet uppmättes den 11 mars 2014 till 130,1/(165,8) µg/m3. PM 10 i urban bakgrund I urban bakgrund (Gamla Stan) har mätning skett av partiklar PM10 under tiden 4 november april Årets resultat visar att vinterhalvårsmedelvärdet i urban bakgrund uppgår till lite drygt 10 µg/m 3 luft. Urban bakgrund, årsmedelvärde MKN ÖUT NUT Vinterhalvår 14/15 12/13 10/11 08/09 06/07 03/04 PM 10, µg/m Urban bakgrund, dygnsmedelvärde (90-percentil) PM 10, µg/m Tabell 2: Mätresultat i urban bakgrund som års- och dygnsmedelvärde, jämfört med Miljökvalitetsnorm (MKN), Övre utvärderingströskel (ÖUT), Nedre utvärderingströskel (NUT) MKN, ÖUT och NUT för dygnsmedelvärde får överskridas 35 ggr/år (90-percentil) innan nomen anses som överskriden. 90-percentilen för dygnsmedelvärde avseende PM 10 uppgick till 17 µg/m 3 i urban bakgrund. Det högsta dygnsmedelvärdet uppmättes till 36 µg/m 3 i urban bakgrund. Antal godkända dygnsprover uppgår till 172 av 177 möjliga vilket motsvarar 10

11 97 % (krav minst 90 %). Nedan visas ett linjediagram (diagram 3) som visar en jämförelse mellan partikelhalterna PM 10, som dygnsmedelvärde i gaturum och urban bakgrund under perioden november 2014 till och med april Man kan även se att det förekommer en viss samvariation mellan bakgrundsnivå och gaturumsnivå vad gäller PM Jämförelse urban bakgrund samt gaturum Motala, PM10 nov 2014-april ug/m3 50 bakgrund tätort 0 Datum Diagram 3: Jämförelse mellan dygnmedelvärde PM 10 i bakgrund Gamla stan samt i gaturum Drottninggatan november 2014 till och med april Blå linje avser urban bakgrund, röd linje avser gaturum i tätort Beräkningar av PM10 i gaturum Beräkningar i modellberäkningsprogram SIMAIR har genomförts avseende PM10 för Drottninggatan. Resultat från senaste årens beräkningar redovisas i tabell nedan som beräknad 90- percentil dygnsvärde. Gata/År Beräknad 2014 Beräknad 2013 Beräknad 2012 Beräknad 2011 Beräknad 2010 Beräknad 2009 Drottninggatan 30,8 33,6 30,4 26,9 27,3 33,0 Tabell 3: Sammanställning av beräknad halt av PM10 i gaturum, Drottninggatan I jämförelse med uppmätt resultat av mätning utmed Drottninggatan 30,5 ug/m3 som 90-percentil av dygnsmedelvärdet, är det god överensstämmelse med mätning och beräkning för år Trafik Omläggning av Rv 50 till Motalabron istället för genom centrum och Drottninggatan skedde i början av oktober 2013 och medförde en stor minskning (ca 30 %) av trafikmängden. Trafik- 11

12 mätningar skedde i november 2013 och då uppgick antal fordon per dygn till drygt fordon per dygn varav 4,3 % var tung trafik. Skyltad hastighet är 50 km/timme. Meteorologi Vårvintern och våren 2014 var mildare än normalt under vårvintermånaderna januari-april. Mars var blåsig men mild och med många dagar utan nederbörd, även april hade få nederbördsdagar. Sommaren inleddes kall men i mitten av juli blev det rejäl sommarvärme. Den 27 juli drabbades Motala av ett stort skyfall. I december var vädret varierat från milt till kyla samt mycket blåst och nederbörd. (uppgift från SMHI:s hemsida). Nedan finns en jämförelse med nederbördsmängd per dygn (mätstation Kvarn) och partikelhalter PM 10 från mätningar vid Drottninggatan. Under mars/april månad när nederbördshalterna var låga så uppmäts de högsta partikelhalterna. Diagram 4. Jämförelse nederbördsmängd, mm per dygn (blå linje) uppmätt vid Kvarn, samt partikelhalt PM 10 (µg/m3) (röd linje) i gaturum, Drottninggatan. Dataåterbäring och datakvalitet Bortfallet av data kan förutom service och underhåll av mätapparatur ha sin orsak i rent tekniska orsaker, t.ex. strömavbrott. Inkommande data har genomgått en kvalitetskontroll, där felaktiga och osäkra värden sållats bort utifrån de toleransgränser som är definierade. Med dataåterbäring menas hur stor andel av inkommande data som blivit godkända vid kvalitetskontrollen. Parameter Mätperiod Godkända värden Återbäring Partiklar (PM10) Timmedelvärden ,% Dygnsmedelvärden % Tabell 3. Dataåterbäring för mätning av partiklar PM 10 i gaturum på Drottninggatan under mätperioden 1 januari till 31 december

13 Datafångsten måste, för att vara godtagbar, vara minst 90 % vid kontinuerliga mätningar. Tidstäckningen måste vara 100%, vilket innebär att mätningen skett under årets alla månader men att stopp som skett genom kalibrering och kontroll accepteras. Datafångsten från mätstationen är hög. Underlaget i rapporten ger därför en bra bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden. Mätosäkerhet, TEOM Utrustningen har en precision när det gäller timmedelvärdet på ± 1,5 µg. För dygnsmedelvärdet är noggrannheten något större, ± 0,5 µg. Diskussion och slutsatser Under mätperioden kalenderår 2014 överskreds dygnsmedelvärde (50 µg/m 3 ) vid 11 tillfällen i gaturum. Ett överskridande av MKN innebär att dygnsmedelvärdet har överskridits 35 gånger eller mer. D v s MKN som dygnsmedelvärde har ej överskridits för kalenderår Överskridande av dygnsmedelvärdet skedde framförallt under mars och april månad då det var torrt och liten nederbörd. Detta medför att mycket slitagepartiklar bildas och virvlar runt tillsammans med sand etc. som tidigare används som halkbekämpningsmedel. Mätresultatet visar dock att nivån för ÖUT tangeras och att nivån för NUT överskrids. Det innebär enligt 27 Luftkvalitetsförordningen (2010:477) att kontroll ska ske genom en kombination av mätning och beräkning. Miljökvalitetsnormen om 40 µg/m 3 som årsmedelvärde överskreds inte. Motala kommun underrättade, i enlighet med 30 Naturvårdsverkets föreskrifter NFS 2013:11 om kontroll av luftkvalitet, i augusti 2013 Naturvårdsverket att MKN avseende dygnsmedelvärde för partiklar PM 10 hade överskridits för år Eftersom att överskridande skett har mätningar avseende partiklar (PM10) i gaturum även skett år 2014 och Naturvårdsverket meddelade i yttrande Bedömning av behov av åtgärdsprogram för att klara miljökvalitetsnormen för partiklar (PM 10) i Motala att åtgärdsprogram inte behöver upprättas. Med hänsyn till de uppmätta halterna av partiklar (PM10) bör Motala kommun fortsätta med partikelmätningar. Enligt samråd med Naturvårdsverket rekommenderas att Motala kommun fortsätter mätningarna under år 2015 och år Mätunderlaget från första halvåret 2016 bör ge en bra indikation om risken för överskridande av MKN och utvärderingströsklarna. Detta underlag kan då användas för att bedöma behovet av fortsatta mätningar även under följande år. Eftersom ombyggnad påbörjades under hösten 2015 av Drottningplan/Drottninggatan har partikelmätaren flyttats till Östermalmsgatan. Ombyggnationen beräknas ske under större delen av Efter det att mätningarna skett för år 2016 får diskuteras utifrån mätresultaten hur kommande kontroll av luftkvaliteten avseende partiklar ska ske framöver. 13

14 Litteratur - Miljöbalken (SFS 1998:808) - Luftkvalitetsförordning (SFS 2010:477) - Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet (NFS 2010:8) - IVL & Umeå Unviersitet (2009): Quantification of population exposure to PM 2,5 and PM 10 in Sweden Naturvårdsverket: Luftguiden Handbok om miljökvalitetsnormer för utomhusluft, Handbok 2011:1 - IVL Svenska miljöinstitutet Luftkvaliteten i Sverige 2012 och vintern 2012/13 resultat från ätningar inom Urbanmätnätet (B 2126 september 2013) - Uppgifter om väder, nederbördsmängder etc från SMHI:s hemsida 14