Mätning av partiklar (PM10) Drottninggatan/Rv 50 i Motala

Transkript

1 Mätning av partiklar (PM10) Drottninggatan/Rv 50 i Motala Foto: Cajsa Eriksson 19 oktober oktober 2013 Dnr 2012-MH1155-3

2 Luftmätningen är utförd av miljö- och hälsoskyddsenheten i Motala kommun och miljökontoret i Norrköpings kommun, på uppdrag av Östergötlands luftvårdsförbund. Ansvariga för denna rapport är Cajsa Eriksson, miljö- och hälsoskyddsenheten i Motala kommun, och Pontus Edqvist, Bygg- och miljökontoret i Norrköpings kommun. Vid frågor angående innehållet, ring , eller

3 Innehållsförteckning 1 Sammanfattning 3 2 Inledning Begreppsförklaring Partiklar, PM Hälsoeffekter 5 3 Metod Partiklar i gaturum Partiklar i bakgrund Meteorologi Datainsamling/presentation 6 4 Mätplats 7 5 Resultat Diagram som visar jämförelse med andra mätresultat under mätperioden Meteorologi Trafik Jämförelse beräkning i Simair och mätning 11 6 Dataåterbäring och datakvalitet Mätosäkerhet, TEOM 12 7 Diskussion och slutsatser 12 8 Litteratur 12 1

4 2

5 1 Sammanfattning Mätningen av partiklar i Motala 2012/13 visar att PM10-halten har överskridit miljökvalitetsnormen (MKN) vad gäller dygnsmedelvärde (dvs 50 g/m 3 ) 40 gånger under perioden. Enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) får halten 50 g/m 3 överskridas som högst 35 gånger under ett år för att klara MKN. Det högsta dygnsmedelvärde som uppmättes hamnade på 192,25 µg/m 3. Motala kommun har underrättat Naturvårdsverket om att MKN har överskridits. Fortsatt mätning av partiklar (PM10) kommer att ske under år 2014 i Motala kommuns regi. Den 9 oktober 2013 ändrades vägsträckningen av genomfarten av Rv 50. Ansvaret för underhåll av Drottninggatan övergick då från Trafikverket till kommunen. Uppmätt årsmedelvärde under mätperioden uppgick till 25,3 g/m 3 och hamnar därmed under miljökvalitetsnormen (40 g/m 3 ), under övre utvärderingströskeln (28 g/m 3 ) men över den nedre utvärderingströskeln (20 g/m 3 ). 2 Inledning Samverkansområde Luft Östergötland (SLÖ) bildades våren Av länets 13 kommuner medverkar 12 kommuner samt Länsstyrelsen. SLÖ ingår som en del av Östergötlands Luftvårdsförbund (ÖLUF), som är en sammanslutning av företag, kommuner, myndigheter och andra intressenter som påverkar luftmiljön eller har intressen i luftvårdsfrågor. Förbundet bedriver övervakning av luftföroreningar och hur de påverkar miljön. Inom SLÖ:s område bor ca invånare, vilket medför att det krävs två provtagningsplatser för kontinuerliga mätningar i samverkansområdet (enligt Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet). Den ena utrustningen bör placeras i urban bakgrund i den värst belastade tätorten medan den andra utrustningen ska placeras i gaturum i samma tätort. Östergötlands luftvårdsförbund införskaffade en utrustning för mätning av partiklar (PM10) under våren Denna placerades i bakgrundsnivå i Norrköping. Den andra utrustningen som är placerad på Kungsgatan (gaturum) i Norrköping förfogar Norrköpings kommun över men samverkansområdet kan nyttja mätresultaten. Bakgrundsmätningen i Norrköping avslutades sommaren Därefter har mätutrustningen varit placerad i de kommuner (undantag Norrköping och Linköping) inom Samverkansområdet som genom beräkningar haft högst halter av PM10 i gaturum. Utrustningen har därefter varit placerad i: - Valdemarsvik (2009/10) - Vadstena (2010/11) - Mjölby (2011/12) - Motala. (2012/2013) Det pågår även andra indikativa och kontinuerliga mätningar av luftföroreningar i Norrköping, Linköping och Motala kommuner. Därutöver kompletteras kontrollen inom samverkansområdet med beräkningar av föroreningshalter avseende PM 10 och NO 2 i gaturum i samtliga medverkande kommuner. 3

6 Mätningarna med Luftvårdsförbundets utrustning genomförs främst med syftet att validera beräkningsresultaten samt preliminärundersökning (screening) av halterna av partiklar inom samverkansområdet. Denna rapport redovisar mätning av partiklar (PM10) på Drottninggatan/Rv 50 i Motala. Insamling av data startade den 17 oktober I rapporten redovisas mätresultat från den 19 oktober till och med den 14 oktober Resultaten jämförs med miljökvalitetsnormen och utvärderingströsklarna för PM Begreppsförklaring För att underlätta läsningen och förståelsen av rapporten ges här en sammanfattande begreppsförklaring samt en introduktion i ämnet. Miljökvalitetsnormer (MKN) är lagstadgade halter för till exempel olika föroreningar i utomhusluften som enligt miljöbalken inte får överskridas. Utgångspunkten för en norm är kunskapen om vad människan och naturen tål. 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. Förutom ett högsta normvärde som inte får överskridas, finns även nedre och övre utvärderingströsklar. Mätvärden finns kopplade till utvärderingströsklarna och även när dessa överskrids är man skyldig att utföra vissa kontrollåtgärder. Dessa varierar beroende på vilket tröskelvärde som överskrids. För partiklar PM10 får både normvärde och utvärderingströsklarna för dygnsmedelvärdet överskridas 35 gånger under ett år. Resultaten från mätningarna redovisas i enheten g/m 3. Med detta menas mikrogram per kubikmeter luft, där ett mikrogram motsvarar en miljondels gram. 2.2 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 m ( m = tusendels millimeter) anses hälsovådliga och högsta tillåtna halt regleras därför i lagstiftning. Partiklar som är mindre än 10 µm brukar benämnas som PM10. 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, 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, när gatorna senast städades, 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 4

7 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. 2.3 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 daghem och i skolor. En studie från Svenska miljöinstitutet (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 m i diameter medför allvarliga hälsorisker. Något tröskelvärde under vilket partikelhalten inte medför några hälsorisker har inte kunnat konstateras. Effekterna till följd av partikelexponeringen kan skilja sig beroende på om man utsätts under lång eller kort tid. Forskningen avseende långtidsexponering är dock mindre omfattande och kunskapen därför begränsad. 3 Metod 3.1 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 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). 1 Ca 0,1 % av den totala mängden arbetade dagar i Sverige 5

8 PM10-huvud Uppvärmd filterhållare Oscillerande glaskropp Utrustningen som används i denna undersökning är en av de mest använda på marknaden. 3.2 Partiklar i bakgrund Motala kommun mäter i egen regi vissa luftföroreningar i urban bakgrund vartannat vinterhalvår och de senaste mätsäsongerna inkluderat partiklar PM 10. Mätning har skett under tiden november 2012 till och med 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 Meteorologi Nederbörds- och temperaturdata hämtas från Sveriges meteorologiska och hydrologiska instituts (SMHI) mätstation i Norrköping. 3.4 Datainsamling/presentation För beräkningar och illustrationer har SMHI:s webbaserade datasystem Airviro använts. Systemet är ett verktyg för att kvalitetssäkra och presentera inkomna data i realtid. Under perioden har data kontinuerligt samlats in och granskats. 6

9 4 Mätplats Mätutrustningen var placerad i gaturumsmiljö utmed Drottninggatan/Riksväg 50 vid Drottningplan genom Motala. Intagssonden satt ca 2 meter ovan marknivå. Mätplats urban bakgrund Gamla Stan Mätplats Gaturum, Drottninggatan Figur 1. Karta över Motala med markering för mätplats i gaturum Drottningplan, Drottninggatan/Rv 50 samt Mätplats i urban bakgrund, Gamla Stan Motala I urban bakgrundsnivå vid Gamla Stan är luftintaget placerad ca 3,5 meter ovan marknivå. 5 Resultat Resultaten för perioden 19 oktober oktober 2013 visar att PM10-halten överskred miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 g/m3) som dygnsmedelvärde vid 40 tillfällen främst under tiden mars mitten av april Det innebär att Miljökvalitetsnormen har överskridits som dygnsmedelvärde, (gränsvärdet får överstigas vid 35 tillfällen under ett år). Överskridanden skedde främst under tiden mars till mitten av april Mars månad var kall, torrare än normalt, blåsig och solig. Detta bidrog sannolikt till att partikelhalterna blev höga under den perioden. Dessutom skedde inget upptag av sand och övriga partiklar på Drottninggatan förens i början av april månad. Upptag av sand skedde den 5, 8 10 april. Motala kommun har underrättat Naturvårdsverket att MKN har överskridits. Mätning av partiklar i gaturum kommer att fortsätta år 2014 av Motala kommun. Beroende på 2014-års resultat beslutas hur fortsatt kontroll kommer att ske. 7

10 MKN PM10 Periodens medelvärde MKN, årsmedelvärde 40 25,3 Uppmätta PM10- halter (µg/m3) Högsta dygnsmedelvärde Dygnsmedelvärde 90 percentil Antal överskridanden MKN, dygnsmedelvärde 50* 192, Övre utvärderingströskel 35* 49 Nedre utvärderingströskel 25* 75 * Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår. Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar. Högsta dygnsmedelvärdet uppmättes den 25 mars 2013 och uppgick till 192,3 µg/m 3. Miljökvalitetsnormen avseende årsmedelvärde klarades, se tabell 1 ovan 5.1 Diagram som visar jämförelse med andra mätresultat under mätperioden Mätresultaten från Motala kommuns partikelmätning har sammanställts i olika diagram och jämförts med andra mätningar under perioden. I figur 2 visas dygnsmedelvärdet under perioden där man tydligt ser hur halterna varierat under året och att mars- april bestod av högre nivåer. Figur 2. Dygnsmedelvärden för PM10 (µg/m 3 ) under perioden 19 oktober oktober 2013 Motala kommun genomför i egen regi mätningar vartannat vinterhalvår och har under tiden november 2012 till och med april 2013 mätt PM 10 som dygnsmedelvärde i urban bakgrund. Mätningar har skett med IVL:s mätutrustning. PM10-mätningen i urban bakgrund är placerad på Nedre Kaptensgatan i Gamla stan, Motala (mätplats - se figur 1). Figur 3, nedan, visar en jämförelse mellan partikelhalter (PM10) i gaturum och urban bakgrund under perioden 6 november april

11 Jämförelse PM10, dygnsmedelvärde gaturum (Drottninggatan) och urban bakgrund. Motala ug/m3 100 Bakgrund Gaturum datum Figur 3. Jämförelse Partikelhalt PM10, i gaturum (Drottninggatan) och Urban bakgrund (Gamla Stan), Motala, under perioden I länet genomförs kontinuerliga partikelmätningar i Norrköping och Linköpings kommuner. Inom SLÖ används även mätresultat från Kungsgatan (gaturum) i Norrköping. I figur 4 visas en jämförelse med mätresultat från Kungsgatan i Norrköping respektive mätresultat från Drottninggatan i Motala under mätperioden oktober 2012 och oktober Figur 4. Diagram där dygnsmedelvärden för partikelhalter (PM10) jämförs mellandrottninggatan Motala, ( blå linje) och Norrköpings mätstation på Kungsgatan (röd linje) 9

12 5.2 Meteorologi Nedanstående diagram visar nederbördsmängder per månad jämfört med månadsmedelvärden för PM10 (figur 5) och dygnsmedeltemperatur (figur 6) under mätperioden. Nederbördsdata och temperaturmätningar har inte genomförts på plats. Alla meteorologiska resultat hämtas från SMHI:s data över Norrköping mm ug/m okt nov dec jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt 10 0 PM10 Nederbörd Figur 5. Diagram där månadsvärden över uppmätta nederbördsmängder (mm) och månadsmedelvärden för partikelhalter (ug/m3)jämförs. Observera att inga särskilda nederbördsdata eller temperaturmätningar genomförts på plats. Det kan konstateras att under de månader där höga partikelhalter uppmättes var nederbördsmängden liten. Höga partikelhalter i gatumiljön, som även påverkar halterna i bakgrundsluften, uppmäts i regel de dagar då det är klart, vindstilla och torrt väder. I figur 6 redovisas dygnsmedeltemperaturen under mätperioden. Figur 6. Diagram över dygnsmedelvärden av temperatur under perioden 19 oktober oktober Enhet: 0 C. 10

13 5.3 Trafik Drottninggatan/Rv 50 trafikeras av drygt fordon per dygn varav 7,5 % avser tunga fordon. Uppgifterna kommer från trafikverkets mätning år Den skyltade hastigheten är 50 km/timme. Vägen sandas och saltas vid behov. 5.4 Jämförelse beräkning i Simair och mätning PM 10 ug/m3 Enligt beräkning år 2013 Mätning år 2013 % beräkning/mätning (Mätning/beräkning) Årsmedelvärde 20,1 25,3 80 % (125 %) Dygnsmedelvärde, 90-33,6 51,15 66 % (152 %) percentil (extremvärde) Tabell 2: Jämförelse beräkning i Simair och mätresultat vad gäller PM 10 Beräkning av partiklar sker en gång per år i varje kommun inom SLÖ. Beräkningar vid Drottninggatan, Motala avseende år 2013 (beräkningsår 2010), jämförs med genomförda mätningar 2012/2013 i tabell 2 ovan. Till skillnad mot jämförande mätningar och beräkningar som tidigare år genomförts i Mjölby och Vadstena kommuner, var uppmätta resultat i Motala avseende PM10 högre än de beräknade. 6 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 ,6% Dygnsmedelvärden % Meteorologi Nederbörd ,6% Temperatur ,2% Tabell 3. Dataåterbäring under mätperioden 19 oktober oktober 2013: 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 11

14 hög. Underlaget i rapporten ger därför en bra bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden. 6.1 Mätosäkerhet, TEOM Utrustningen har en precision när det gäller timmedelvärdet på 1,5 g. För dygnsmedelvärdet är noggrannheten något större, 0,5 g. 7 Diskussion och slutsatser Under mätperioden överskreds miljökvalitetsnormen vad gäller dygnsmedelvärde (50 µg/m 3 ) vid 40 tillfällen (gränsvärde35) under mätperioden. Överskridanden skedde framförallt under mars och april månad då det var mycket torrt, liten nederbörd, och blåsigt. Detta medför att mycket slitagepartiklar bildas och virvlar runt tillsammans med sand etc. som tidigare används som halkbekämpningsmedel. Miljökvalitetsnormen (40 µg/m 3 ) för årsmedelvärde överskreds inte, däremot överskreds både nedre och övre utvärderingströskeln. Mätningen i Motala genomfördes på grund av att beräkningar (avseende år 2012) vid Drottninggatan/Rv 50 uppvisade högst halter av partiklar PM10 i länet efter Linköping, Norrköping och tidigare mätta kommuner. I Motala var mätresultaten högre än de beräknade nivåerna i Simair. Beräkningen när det gäller årsmedelvärde var någorlunda jämförlig med mätresultatet men sämre när det gäller jämförelse med dygnsmedelvärdets 90-percentil (se tabell 2 i kap 5.4) Skillnaden mellan beräkningar och mätning skulle delvis kunna förklaras av att i beräkningarna användes 2010 års meteorologi och trafikemissionsdata, uppgift om trafikmängder avsåg trafikverkets mätning Under mars och april 2013 uppmättes de högsta halterna av partiklar och dessa månader hade lägre nederbörd, var torrare och blåsigare än ett normalår. Motala kommun har underrättat Naturvårdsverket att MKN avseende dygnsmedelvärde för partiklar PM 10 har överskridits. Mätning av partiklar i gaturum kommer att fortsätta år 2014 av Motala kommun. Beroende på 2014-års resultat beslutas hur fortsatt kontroll kommer att ske under kommande år. 8 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) 12