Partiklar i Stockholmsluften

Transkript

1 Kungl. Tekniska Högskolan SCI Partiklar i Stockholmsluften (Particles in the Stockholmair) Miljöfysik SH1008 Fredrik Båberg (fbaberg@kth.se) Stefan Knutas (sknutas@kth.se) Handledare: Tomas Lindblad

2 Sammanfattning Målet med den här rapporten är att ta reda på varifrån PM10-partiklar kommer och i vilken utsträckning de påverkar människan. För att ta reda på detta har vi använt oss av en rapport samt mätdata från SLB analys. Resultaten som presenteras visar att halterna varierar över året, till stor del beroende av vädret och användningen av dubbdäck. Största problemet är att dubbade däck används på torr väglag och då uppvirvlas mycket partiklar. Andra bidrag kommer från förbränning för energi och uppvärmning, samt industrier. Rapporten kommer fram till att PM10-halterna är för höga idag de överskriver de satta miljönormerna. Det bästa sättet att sänka halterna är att minska användningen av dubbdäck vilket dock kan vara svårt utan att riskera säkerheten på vägarna. 2

3 Abstract The goal with this report is to find out where PM10-particles come from and to what extent they affect humans. To do so we have analyzed a report and data concerning the subject from SLB analys, a part of Stockholm Stad. The result we have received is that the level of particles varies with the year, depending on weather and time of year. The biggest problem is the use of studded tires on dry roads as it whirls up large quantities of particles. Other contributors are combustion from producing energy but also industries. The conclusions drawn in this report are that the levels of PM10 are too high today, the greatest solution would be to limit the use of studded tires but it is hard to do without compromising road safety. 3

4 Förord Denna rapport är skriven som en deluppgift i kursen SH1008, Miljöfysik och Miljökemi, 2007, på KTH. Den är avsedd att ta upp varifrån luftpartiklar (med fokus på PM10) kommer, samt hur de påverkar människan. För att genomföra detta har vi tagit del av mätdata som publiceras av Stockholms Stad från SLB analys. 4

5 Innehållsförteckning Sammanfattning...2 Abstract...3 Förord...4 Innehållsförteckning...5 Figur- och tabellförteckning...6 Problembeskrivning...7 Syfte...7 Bakgrund...7 Genomförande...9 Diskussion...12 Slutsatser...13 Notförteckning...14 Referenser...15 Appendix A

6 Figur- och tabellförteckning Figur 1, fördelning av bidrag till PM10-halter, Stockholms, Uppsala län och Gävle och Sandviken kommun....7 Figur 2, Partikelhalter under 2006, från SLB: s rapport Luften i Stockholm, Årsrapport Tabell 1, jämförelse med miljökvalitetsnorm för PM

7 Inledning Problembeskrivning När bilar körs uppstår slitage av olika delar, bland annat bromsskivor, och vart efter som de slits ner så frigörs partiklar ut i luften. På samma sätt slits vägen när man kör på den, speciellt om bilen är försedd med dubbdäck. Med den ökande mängd trafik i Stockholm ökar då också halter av små luftburna partiklar i luften? Hur höga halter av dessa finns det och hur påverkar de människan? Måste det vidtas några återgärder för att vi ska kunna fortsätta andas luften i Stockholm? Syfte Vårt mål med denna rapport är att undersöka påverkan av de partiklar som klassas som PM10 som finns i Stockholms luft, speciellt dess påverkan på människan. Vi vill också redogöra för deras uppkomst och vad som kan göras åt det. Bakgrund All trafik i städerna bidrar till luftens kvalitet, bland annat genom små partiklar som bildas genom nötning av vägar, främst vid användning av dubbdäck. 1 Den här rapporten fokuserar på de partiklar som klassas PM10. PM10-partiklar är små partiklar, mindre än en tusendels (1/1000) millimeter, det förekommer mycket fler partiklar av mindre storlek men då deras massa är så liten så utgörs majoriteten av PM10 och är därför rapportens fokus. Partiklar kan transporteras över långa avstånd och har dessutom en lång uppehållstid i atmosfären, vilket medför att det kan vara höga halter även där det inte rör sig speciellt mycket trafik, så även om de lokala utsläppen är måttliga så kan det komma in stora mänger utifrån. Partiklarna kommer främst från slitage av vägbanor, däck och bromsar men också fordonsmotorer och annan förbränning. De partiklar som uppstår vid förbränning är generellt mindre än de som uppstår från slitage och brukar hålla sig under en mikrometer (10 mikrometer = 1/1000 millimeter). Figur 1, fördelning av bidrag till PM10-halter 2, Stockholms, Uppsala län och Gävle och Sandviken kommun asp, , 14: , 16:37 7

8 Det största bidraget kommer från vägtrafiken och därefter energisektorn, det vill säga bland annat panncentraler, energianläggningar och enskild uppvärmning. Detta leder till att halterna blir högst i städer under torra perioder på vintern, när dubbdäck används, då de ger ett ökat slitage på vägbanan men också då det behövs mer energi och värme vilket ökar förbränningen. Dessa små partiklar följer med inandningsluften bär vi andas och kan orsaka besvär, speciellt för människor med känsliga luftvägar. 3 Av alla luftföroreningar betraktas partiklar som den farligaste och bidrar i medeltal till en förkortad livslängd på ett år. 4 För att försöka begränsa utsläppen av partiklar så har det införts i förordning (2001:527) om miljökvalitetsnormen en del angående partiklar som lyder: 9 Till skydd för människors hälsa får partiklar efter den 31 december 2004 inte förekomma i utomhusluft med mer än 1. i genomsnitt 50 mikrogram per kubikmeter luft under ett dygn (dygnsmedelvärde), och 2. i genomsnitt 40 mikrogram per kubikmeter luft under ett kalenderår (årsmedelvärde). Det värde som anges i första stycket 1 får överskridas 35 gånger per kalenderår (90-percentil) : :30 8

9 Genomförande I vår undersökning har vi använt mätdata från SLB analys 5, som är en del av Stockholms Stad. Mätningen görs med ett TEOM-instrument, se Appendix B. Mätdata har sedan främst använts för att se hur halterna av PM10 varierar under året, och söka förklaringar till nivåerna. Felkällor i data vi använt har vi svårt att analysera, då vi inte själva gjort mätningarna. Däremot är SLB analys, de som gjort mätningarna, anställda av staten och bör då har blivit granskade innan deras anställning. SLB analys sysslar enbart med att analysera luftkvalitet och har varit aktiva länge inom området vilket gör att vi anser mätdata pålitlig :25 9

10 Resultat All mätdata kommer från diagram från andra rapporter. Figur 2, Partikelhalter under 2006, från SLB: s rapport Luften i Stockholm, Årsrapport 2006 Halterna är enligt figur 2 som högst under mitten av april, vilket rapporten som figuren kommer från förklarar med att det var torra vägbanor under den perioden, tillsammans med användandet av dubbdäck. Lagen om dubbdäck gäller perioden 1 december 31 mars, men man får använda dubbdäck 1 oktober 30 april, om man anser att det behövs. Då allmänheten för det mesta gillar att vara på den säkra sidan så behålls gärna dubbdäcken den längre perioden. 6 Man kan också avläsa en stadig ökning från oktober till november vilket direkt kan kopplas till att den första snön kom och många började byta till dubbdäck redan då. Att halterna ökade så markant under denna period och med hänsyn till tidpunkten så kan man också notera att snön smält bort fort och att det inte blev några överfrusna vägar, annars hade halterna behållit en lägre nivå. Början av året hade normal nederbörd men också en sen snösmältning som bidrar till ett blötare väglag som minskar uppvirvling av partiklar. Miljökvalitetsnorm till skydd för hälsa (µg/m 3 ) Medelvärdestid 50 1 dygn Anmärkning Värdet får inte överskridas mer än 35 dygn per år Hornsgatan (gatunivå) Antal överskridanden år 2006 Sveavägen (gatunivå) Norrlandsg. (gatunivå) Tabell 1, jämförelse med miljökvalitetsnorm för PM :25 10

11 Som ses i tabell 1 så överskrids miljönormen i innerstaden vid gatunivå med nästan dubbla antalet det tillåtna antalet gånger (35) och därmed blev inte miljönormen uppfylld Under mätåret 2006 var alla mätningar normala så de höga värdena kan inte heller skyllas på abnormaliteter vid just de tillfällena. Dock så ligger normvärdet för årsmedelvärdet strax under det tillåtna (40 µg/m 3 ) och är då uppfyllt. Anledningen till att miljökvalitetsnormen uppfylls för året men inte dygnen är på grund av den stora variationen som kan ses i figur 2. Överskrivdnigen är vid alla tre stationer och också längs andra gator i Stockholm som har undersökts av SLB analys. 11

12 Diskussion En sak som skulle förbättra situationen med partiklar är att minska användandet av dubbdäck, men det får däremot inte bli så att man går ner i säkerhet. Ett av de större problemen är när det är skiftande väderlek, det vill säga när det är snö och halkigt ena dagen och torrt nästa dag. För att vara på den säkra sidan, men också på grund av bekvämlighet, så behåller då många bilister sina dubbdäck på vilket leder till stora slitningar på vägbanan och frigör också mycket partiklar. När vinterlaget väl har upphört så tar det också en viss tid innan alla bilister har bytt till odubbade däck. För att motverka detta skulle man kunna halkbekämpa vägbanorna i större utsträckning så att bilisterna känner sig mer bekväma att tidigare byta till sommardäck. Det har genomförts en del åtgärder för att minska halterna 7, bland annat försök med att spola gatorna, använda hårdare asfalt, undvika sandning, minskad användning av dubbdäck, kemisk bindning av damm, sänkta hastigheter och trängselskatt. Det som har varit mest effektivt för att sänka halterna är dels att minska mängden trafik, minskad användning av dubbdäck och kemisk dammbindning. Spolning och sopning av gatorna har inte gett någon större effekt, och att sanda ger en ökad halt PM10-partiklar, men det görs inte i så stor utsträckning på. Att använda hårdare asfalt är inte aktuellt i Sverige, då vi redan använder en mycket hård asfalt. Den kemiska dammbindningen kunde reducera mängden PM10 med upp till 50-60%. 8. Man var däremot tvungen att avbryta försöken då det påverkade friktionen på vägen. Utsläppen från förbränning kan minskas genom att använda finare filter men det blir dyrare och då vägtrafikslitage ger ett mycket större bidrag fokuserar man hellre där. 7 Åtgärder, Partiklar PM10, Försök med dammbindning längs E4/E20 vid L:a Essingen 2007, SLB analys, , 14:54 12

13 Slutsatser Partiklar är en hälsofara och halterna i Stockholmsområdet är idag för höga och uppfyller inte miljökvalitetsnormen. Största problemet är dubbdäck då de körs på torr väg men det är svårt att återgärda. Att inte överstiga gränsvärdet mer än 35 gånger per år är svårt och en enskild åtgärd som kemisk dammbindning räcker inte i sig. Problemet är allvarligt men det pågår flera försök att minska nivåerna. 13

14 Notförteckning Källor: aspx - Dubbdäck (s.25) PM10 (och PM2.5) - PM10-rapport (s.4) - Partiklar Vinterdäck och Partiklar - SLB om luften i Stockholm (och Uppsala?) Stockholms luft - Stockholms luft asp - Partiklar. 14

15 Referenser Miljöfysik Mats Aareskog, 1999 SLB - slb.nu 15

16 Appendix A Mätningarna görs med ett TEOM-instrumet, vilket står för Tapered Element Oscillating Microbalance. Det fungerar så att man har ett filter placerat på en glaskropp som oscillerar. Filtret avskiljer partiklarna. Man värmer provluften, och ser till att hålla en temperatur på 50 grader Celsius ovanför filtret, vilket hjälper till att undvika variationer under mätningen. Frekvensen för glaskroppen ändras sedan efter hur massan är fördelad på filtret, och man kan med hjälpa av det beräkna partikelhalten. Genom att använda annat intag för provluften kan man mäta olika saker, exempelvis PM10 och PM Beskrivning av instrumentet finns på: , 22: , 13:12 16