Luftmätningar i Blekinge län. Delrapport RAPPORT. För Blekinge läns luftvårdsförbund. Karin Persson Lin Tang Arkivnummer:

Transkript

1 RAPPORT Luftmätningar i Blekinge län Delrapport För Blekinge läns luftvårdsförbund Karin Persson Lin Tang Arkivnummer:. Box 21060, SE Stockholm Box 53021, SE Göteborg Valhallavägen 81, Stockholm Aschebergsgatan 44, Göteborg Tel: +46 (0) Tel: +46 (0) Fax: +46(0) Fax: + 46 (0)

2 Innehållsförteckning 1 Inledning Mätplats- och metodbeskrivning Resultat Mätdatatillgänglighet Partiklar VOC Kväveoxider Ozon...8 Bilaga 1 Bilaga 2 Metodbeskrivning Mätdata 1

3 1 Inledning Blekinge läns luftvårdsförbund gav 2011 IVL Svenska miljöinstitutet i uppdrag att göra en samlad bedömning av luftkvaliteten i länets kommuner samt att ta fram förslag på samordnade luftkvalitetsmätningar för länet. Utifrån den samlade bedömningen och övervakningsförslagen tog luftvårdsförbundet fram en mätstrategi och april 2012 startades samordnade luftkvalitetsmätningar i länet. Mätningarna ska fortgå till och med mars 2013 med möjlig förlängning ytterligare ett år. Denna rapport är en delrapport där preliminära resultat från mätningarna presenteras för perioden april december Mätplats- och metodbeskrivning Samtliga mätningar och analyser presenteras i Tabell 1. Mer utförliga metodbeskrivningar återfinns i Bilaga 1. Mätningar av kväveoxider (NOx (NO+NO 2 )) på timbas utförs i Karlskrona med ett kemiluminiscensinstrument, vilket motsvarar referensinstrument för NO 2. I Karlskrona mäts även veckovis lättflyktiga kolväten (VOC) med diffusionsprovtagare samt partiklar i form av PM 10 med en intermittent provtagning. PM 10- filtren ska efter mätningarnas avslut analyseras med avseende på polyaromatiska kolväten (PAH) samt metallerna arsenik (As), bly (Pb), kadmium (Cd) och nickel (Ni). Intermittent provtagning av partiklar sker även månadsvis av PM 2.5 i Karlshamn samt av såväl PM 10 som PM 2.5 i Ronneby och Olofström. I dessa kommuner sker även mätningar med diffusionsprovtagare av VOC, veckovis under 20 veckor/12 månader, och NO 2 månadsvis. I Ronneby mäts även ozon månadsvis med diffusionsprovtagare. Merparten av mätningarna utförs i gaturum i respektive tätort, se Figur 1, undantaget Ronneby där VOC mäts i urban bakgrund samt ozon och partiklar på landsbygd (bakgrund). 2

4 Tabell 1 Mätprogram i Blekinge län april 2012-mars Parameter Mätplats Upplösning NO 2 PM 10 Karlskrona Timmedel Gaturum Ronneby, Kungsgatan Månadsmedel Gaturum Olofström, Ö. Storgatan Månadsmedel Gaturum Karlskrona, N. Smedjegatan Veckomedel Gaturum PM 2.5 Karlshamn, Rådhuset Månadsmedel Gaturum PM 10 +PM 2.5 Bensen (VOC) Ronneby, Kärragården Månadsmedel Bakgrund Olofström, Ö. Storgatan Månadsmedel Gaturum Karlskrona Veckomedel Gaturum Ronneby Veckomedel Urban bakgrund Olofström, Ö. Storgatan Veckomedel Gaturum Pb, A, Cd, Ni Karlskrona Månadsmedel från PM10-filter PAH Karlskrona Månadsmedel från PM 10-filter Gaturum Gaturum Marknära ozon Ronneby, Trolleboda Månadsmedel Bakgrund Olofström Karlshamn Karlskrona Figur 1 Mätplatserna i gaturum i Olofström, Karlshamn och Karlskrona. 3

5 3 Resultat I detta kapitel presenteras preliminärt validerade resultat från luftvårdsförbundets luftmätningar. Först när resultaten från 12 månader är avslutade görs den slutliga valideringen. I vissa fall presenteras därmed en del osäkra data. Samtliga mätdata presenteras i Bilaga 2. För de timvisa NO 2 -mätningarna presenteras dock dygnsdata av NO 2 som lägsta tidsmått Mätdatatillgänglighet Den totala mätdatatillgängligheten för partikelprovtagningen har under perioden april till och med december varit ca 85% och för VOC-provtagningen 93%. Dock varierar datatillgängligheten mellan de olika stationerna, se Tabell 2. För den diffusiva provtagningen av NO 2 i Olofström och Ronneby samt O 3 i Ronneby var datatäckningen 100%. Även för den timvisa NO x -provtagningen i Karlskrona har en 100%- ig datatäckning uppnåtts. Tabell 2 Datatillgängligheten av partikel- och bensen-provtagningen i respektive kommun. Karlskona Karlshamn Olofström Ronneby PM 100% 90% 70% 70% Bensen 87% - 93% 100% 3.2. Partiklar Periodmedelvärdena för såväl PM 10 som PM 2.5 ligger under miljökvalitetsnormerna (MKN), övre- (ÖUT) och nedre utvärderingströskeln (NUT) för årsmedelvärde samt även miljömålets preciseringar för PM 10 och PM 2.5, se Tabell 3. 4

6 Tabell 3 Uppmätta månadsmedelvärden av partiklar (PM 10 och PM 2.5) under perioden april till december Datum (ÅÅÅÅ-MM) Karlskrona PM 10 ( ) Olofström PM 10 ( ) Olofström PM 2.5 ( ) Ronneby PM 10 ( ) Ronneby PM 2.5 ( ) Karlshamn PM 2.5 ( ) * * * ** 9.0** ** 9.5** 9.4 periodmedelvärde MKN - årsmv ÖUT-årsmv NUT-årsmv miljömål *mätningarna ej intermittenta utan kontinuerligt under en månad. ** orimligt förhållande mellan PM 10 och PM 2.5 -utredning pågår 3.3. VOC Uppmätta veckomedelvärden av de olika VOC:erna presenteras i Bilaga 2. I detta kapitel presenteras endast vecko- och periodmedelvärden av bensen. Veckomedelvärdena av bensen i de tre orterna; Karlskrona, Olofström och Ronneby skiljer sig generellt inte så mycket åt, se Figur 2, men de högsta halterna förekommer vanligen i Olofström. Halterna är som lägst under sommarhalvåret och högst under vintermånaderna. Periodmedelvärdena ligger under MKN och utvärderingströsklarna för bensen, men i nivå med preciseringen för miljömålet, 1, se Tabell 4. 5

7 µg/m Karlskrona Olofström Ronneby Figur 2 Tabell 4 Veckomedelvärden av bensen i Karlskrona, Olofström och Ronneby under perioden april december Månadsmedelvärden av bensen i Karlskrona, Olofström och Ronneby under april december 2012 jämfört med MKN, utvärderingtrösklar samt miljömål. Datum (ÅÅÅÅ-MM) Karlskrona ( ) Olofström ( ) Ronneby ( ) Periodmedelvärde MKN ( ) 5 ÖUT ( ) 3.5 NUT ( ) 2 Miljömål ( ) Kväveoxider Periodmedelvärdet av NO 2 i de tre kommunerna, Karlskrona, Olofström och Ronneby var 10, 9 respektive 12, vilket är lägre än såväl MKN som årsmedelvärde, som 6

8 µg/m3 miljömålet, se Tabell 5. Månadsmedelvärdet av NO 2 i respektive kommun presenteras även i Figur 3. Tabell 5 Månadsmedelvärden av NO 2 i Karlskrona, Olofström och Ronneby under april december 2012 jämfört med MKN, utvärderingtrösklar samt miljömål. Datum (ÅÅÅÅ-MM) Karlskrona ( ) Olofström ( ) Ronneby ( ) periodmedelvärde MKN ( ) 40 ÖUT ( ) 32 NUT ( ) 26 Miljömål ( ) NO2 Olofström µg/m3 STP NO2 Ronneby, Kungsgatan µg/m3 STP NO2 Karlskrona µg/m3 STP Figur 3 Månadsmedelvärden av NO 2 i Karlskrona, Olofström och Ronneby under april december I Karlskrona har mätningarna utförts med en timvis upplösning. Resultaten från perioden april december 2012 tyder inte på att det föreligger någon risk för överskridande av MKN eller utvärderingströsklarna för dygns- eller timmedelvärde. Inget dygn överskreds 7

9 halten 36 (NUT för dygnsmedelvärde) och endast under 11 timmar överskreds NUT för timmedelvärde (54 ), vilken får överskridas max 175 timmar under ett kalenderår, se Tabell 6. Tabell 6 Antalet dygn respektive timmar som MKN, ÖUT och NUT för NO 2 överskreds i Karlskrona under perioden april december 2012 jämfört med tillåtna antal dygn respektive timmar enligt MKN och dess utvärderingtrösklar. Karlskrona Antal timmar > 90 Antal timmar > 72 Antal timmar > 54 Antal dygn > 60 Antal dygn > 48 Antal dygn > MKN ÖUT NUT Ozon Halter av ozon mäts i landsbygdsluft i Ronneby kommun. Periodmedelvärde april december 2012 var 57. Det finns inte någon MKN eller miljömål för årsmedelvärde av ozon utan endast som timmedelvärde och glidande 8-timmarsvärde. Årstidsvariationen av ozon är stor med normalt högst halter under sommarhalvåret, se Figur 4. Tabell 5 Månadsmedelvärde av ozon i Ronneby kommun. Datum Ronneby ozon ( ) periodmedelvärde 57 8

10 µg/m Ozon, Ronneby, Trolleboda Figur 4 Månadsmedelvärde av ozon i Ronneby kommun april december

11 Mätmetodbeskrivning Bilaga 1 Timmedelvärden av kväveoxider (NO x ) Det instrument som analyserar NO och NO x är ett realtidsinstrument som arbetar genom chemiluminiscensteknik (Thermo model 42 C). Nedan föjer en beskrivning av hur chemiluminiscenstekniken fungerar. En ozongenerator i instrumentet gör att den NO som finns i den insugna luften reagerar med det bildade ozonet varvid NO 2 bildas. NO + O 3 NO * 2 + O 2 [1] NO + O 3 NO 2 + O 2 [2] Ca 20% av denna NO 2 är i exiterat tillstånd, och sänder ut elekromagnetisk strålning när de de-exciteras ner till grundtillståndet. * NO 2 NO 2 + hv [3] NO 2* + M NO 2 + M [4] Den strålning som därvid sänds ut detekteras fotoelektriskt och utgör ett mått på NOkoncentrationen i luften. För att också detektera NO 2 i luften måste denna först konverteras till NO. Detta görs i en termisk konverter som innehåller molybden och som reducerar NO 2 till NO. NO 2 + C NO + CO [5] En två-kammarkonstruktion gör det möjligt att både detektera NO och NO x. Koncentrationsskillnaden mellan NO x och NO utgör NO 2 -koncentrationen. Detektionsgränsen för båda gaserna är 1 ppb och responstiden är 70 sekunder. 10

12 Provtagning av partiklar i utomhusluft på filter Tillämpningsområde Provtagningsmetoden används för bestämning av partikelhalt (PM 10 och PM 2.5 ) i luft. Syftet med provtagningen är att ge en god uppfattning om koncentrationen av partiklar i luft. Provtagarna har genomgått tester i enlighet med de krav som ställs inom EUs standardiseringskommitté. Jämförande mätningar har gjorts mellan IVLs PM 10 och PM 2.5 provtagare och den EU-godkända lågvolymprovtagaren, Kleinfiltergerät. Princip Luft sugs med konstant flöde igenom ett provtagningshuvud, där ett filter är monterat, se Figur B 1.1. Filtret samlar upp partiklarna. Huvudets inlopp, luftflödet samt en impaktor, monterad före filtret, ger den bestämda partikelfraktionen, PM 10 eller PM 2.5 distansring inlopp ringspalt fett impaktor distansring PM 2.5 filter filterplatta PM 10 IVLs PM respektive PM 10 -provtagare utlopp Sprängskiss av en PM 10 -provtagare Figur B1.1 Provtagare för PM 2,5 och PM 10. Provtagning sker vanligen dygnsvis, men även intermittent veckovis eller månadsvis. Den intermittent provtagning innebär att med regelbundna intervall tas luftprov som skall vara representativa för en längre period, t ex en månad. IVLs intermittenta provtagare består av ett eller två provtagningshuvuden för PM 10, PM 2.5 och/eller PM 1 på en arm 11

13 avsedd att monteras utomhus på en byggnad eller liknande. Inomhus sitter en styrenhet till provväxlaren samt en pump. Vid pumpens utgång sitter en gasmätare för bestämning av passerad luftvolym. Pumpen är igång och provtagning sker två minuter per timme för månadsprovtagning samt 15 minuter per timme för veckoprovtagning. Varje provtagningshuvud innehåller ett filter som samlar upp respektive partikelfraktion. Vägning och utskick av provtagningsfilter Vägning av provtagningsfilter sker vid IVL's laboratorium, före och efter provtagning. Vägningen utförs i ett konditionerat vågrum och på en våg med en upplösning på 1 µg. Filtren läggs i en tät plastask samt märks med etikett med stationskod och nummer före utskick till mätstationen. Proverna skickas till och från mätstationerna med post. 12

14 Veckovis bestämning av flyktiga kolväten (VOC) i tätort Vid provtagningen används diffusionsprovtagare i rostfritt stål från Perkin Elmer. Dessa består av ett rör innehållande en adsorbent (här Tenax-TA), som hålls på plats av stålnät i falsade skåror. Vid lagring och transport är rören förslutna i båda ändarna och provtagningen startas genom att den ena förslutningen ersätts av en diffusionstillsats. Denna tillsats ger provtagaren en fast, förutbestämd diffusions- sträcka samtidigt som den har ett stålnät ytterst för att motverka problem med turbulens och fukt. Eftersom provtagaren i första hand är utvecklad för provtagning inomhus, har IVL låtit tillverka en speciell diffusionstillsats med bräm (se Figur B1.2) för att förhindra att vattendroppar vandrar in i röret. Under provtagning hänger provtagarna lodrätt med öppningen nedåt. En fältblank bestående av ett adsorbentrör, vars förslutningar ej tas bort, är monterat parallellt med diffusionsprovtagaren (se Figur B1.3). Provtagningen avslutas genom att röret försluts på nytt. Adsorbentrören renas före användandet genom avvärmning med heliumgasgenomströmning. Renheten kontrolleras genom att rören analyseras omedelbart innan de sänds ut till mätstationerna. Figur B1.2. Diffusiv provtagare för kolväten: 1) låsring, 2) rostfritt stålnät, 3) specialkonstruerad diffusionstillsats, 4) rostfria stålnät, 5) adsorbent, 6) provtagningsrör, 7) fasthållande fjäder och 8) förslutning. Analysen utförs med en automatinjektor, ATD-400 från Perkin Elmer, kopplad till en högupplösande gaskromatograf med flamjonisationsdetektor. Halterna beräknas utifrån de analyserade mängderna med hjälp av en för metoden given formel innehållande diffusionskonstanten för ämnet, diffusionssträckan, arean och exponeringstiden. För etylbensen saknas uppgift om diffusionskonstant varför halten beräknas med diffusionskonstanten för m,p-xylen. 13

15 För kalibrering används standardrör från TNO i Holland. Dessa standardrör har i sin tur kontrollerats genom jämförelse med en certifierade referensstandard från BCR (European Community Bureau of Reference), bestående av Tenax-rör innehållande 1 µg av vardera bensen, toluen och m-xylen. Vid varje analystillfälle analyseras ett oexponerat rör som instrumentblank. Figur B1.3. Montage av provtagare under exponeringstiden. De mätresultat som redovisas i denna rapport har korrigerats för blankvärden. I de fall koncentrationerna varit lägre än detektionsgränsen har denna angivits. På resultaten från alla fältblanksanalyserna beräknades medianvärden för alla komponenterna. Medianvärdet användes som blankvärde för korrektion av resultaten från analysen av proverna. På resultaten från alla instrumentblanksanalyserna beräknades medelvärde och standardavvikelse för alla komponenterna. Som detektionsgräns används ett värde 3 gånger standardavvikelsen. 14

16 Kvävedioxid, NO2 - passiv mätning Användningsområden Den passiva (diffusiva) mätmetoden för NO 2 är utprovad och validerad för mätningar i ett flertal miljöer, vilket gör den lämplig som förstahandsmetod vid bestämning av långtidsmedelvärden för NO 2 i de flesta miljöer. Metoden kan också användas som personburen provtagare vid exponeringsmätningar. Metodbeskrivning Olika provtagare för passiv mätning av NO 2 i omgivningsluft har utvecklats sedan slutet av 80-talet. Provtagarna har använts rutinmässigt i stor skala inom såväl nationella som internationella luftövervakningsprogram. Provtagningsprincipen för diffusionsprovtagare baseras på molekylär termisk diffusion. Den drivande kraften är koncentrationsskillnaden mellan luften närmast adsorbenten och omgivande luft på så vis att masstransporten är proportionell mot antalet molekyler och diffusionen strävar efter att utjämna koncentrationsskillnaderna. Masstransportens storlek beror av rörets tvärsnittsarea, diffusionssträckan, omgivningshalten samt diffusionskonstanten, som är en teoretisk konstant specifik för varje luftförorening. För att skydda provet från vindförhållanden som skapar en turbulent diffusion inne i provet skyddas inloppet med ett tunt poröst membran. Den i Sverige mest använda passiva NO 2 -provtagaren baseras på samma kemiska princip som den aktiva provtagaren för NO 2. Figur B1.4 Diffusionsprovtagare med förvaringsburk. Analysmetod Filtret lakas med avjoniserat vatten. Analys av lösningen görs med FIA (Flow Injector Analysis) som är en automatiserad spektrofotometrisk metod. Innan proverna analyseras kalibreras instrumentet genom att en serie standarder analyseras och där 15

17 utvärderingsenheten använder resultaten för att räkna ut en kalibreringskurva. NO mängden i proverna räknas sedan ut enligt kalibreringen. Detektionsgränsen vid en provvolym på 600 l/dygn (0.4 l/min) är ca Mätosäkerhet för provtagning+analys Mätosäkerheten för provtagningsmetoden inklusive osäkerheter i analysen av proverna är 10% av rapporterat värde. 16

18 Mätdata Bilaga 2 Tabell 1.1. Dygnsmedvärder av NO 2 i Karlskrona april-juni Datum NO 2 Datum NO 2 Datum NO

19 Tabell 1.2. Dygnsmedvärder av NO 2 i Karlskrona juli september 2012 Datum NO 2 Datum NO 2 Datum NO

20 Tabell 1.3. Dygnsmedvärder av NO 2 i Karlskrona oktober-december Datum NO 2 Datum NO 2 Datum NO

21 Tabell 2. Månadsmedvärder av NO 2 och ozon i Ronneby och Olofström, oktoberdecember 2012 NO 2 Olofström Ö. Storgatan NO 2 Ronneby, Kungsgatan O 3 Ronneby, Trolleboda Månad

22 Tabell 3. Veckorsmedvärder av VOC i Karlskrona, Ronneby och Olofström n- butyl- etyl- m+p- o- n- Kommun vecka bensen toluen oktan acetat bensen xylen xylen nonan Karlskrona <0.13 < <0.12 Karlskrona <0.13 < <0.12 Karlskrona <0.13 < <0.12 Karlskrona <0.13 < <0.12 <0.12 Karlskrona < <0.12 Karlskrona <0.13 < <0.12 Karlskrona < Karlskrona <0.06 < <0.06 Karlskrona <0.15 <0.58 < Karlskrona <0.13 < <0.12 Karlskrona 1241 Karlskrona < Karlskrona < Karlskrona <0.39 Karlskrona < Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 <0.50 < <0.12 Olofström <0.13 < Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 < <0.12 Olofström < Olofström <0.13 < <0.12 Olofström <0.13 < <0.12 Olofström 1243 Olofström < Olofström < <0.44 Olofström < Ronneby < Ronneby <0.10 < <0.10 Ronneby <0.13 <0.50 < <0.12 <0.12 Ronneby <0.13 <0.50 < <0.12 <0.12 Ronneby <0.13 <0.50 < <0.12 <0.12 Ronneby <0.13 <0.50 < <0.12 Ronneby <0.13 <0.50 < <0.12 <0.12 Ronneby <0.13 < <0.12 Ronneby < Ronneby <0.10 < <0.10 Ronneby <0.13 < <0.12 <0.12 Ronneby < Ronneby < Ronneby <0.48 < <0.44 Ronneby

23 Tabell 4. Veckorsmedvärder av PM 10 i Karlskrona april - december Startdatum Stoppdatum PM

24 Tabell 5. Månadsmedelvärde av PM 10 och PM 2.5 i Olofström och Ronneby samt PM 2.5 i Karlshamn, april - december Olofström Ronneby Karlshamn PM 10 PM 2.5 PM 10 PM 2.5 PM