VOC-mätningar på Sprängkullsgatan i Göteborg vinterhalvåret 1999/00 Karin Persson Per-Arne Svanberg IVL Svenska Miljöinstitutet AB rapport 124 22 augusti 2000
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Sammanfattning... 1 2. Bakgrund... 2 3. Mätmetod... 2 4. Mätplats... 3 5. Resultat... 3 5.1. Datatillgänglighet... 3 5.2. Väder... 3 5.3. Vinterhalvårsmedelvärden... 3 5.4. Jämförelse med urban bakgrund... 4 5.5. Kvotförhållanden mellan VOC-komponenter... 5 6. Diskussion... 6 Bilaga 1 Beskrivning av mätmetod Bilaga 2 Veckomedelvärden av VOC Sprängkullsgatan 1999/00
1. Sammanfattning På uppdrag av Göteborgsregionens Luftvårdsprogram har IVL genomfört mätningar under vinterhalvåret 1999/00 av lättflyktiga kolväten (VOC) i ett gaturum vid Sprängkullsgatan i centrala Göteborg. Mätningarna är en uppföljning av tidigare mätningar vinterhalvåren 1997/98 och 1998/99 vid samma mätplats. Vinterhalvårsmedelvärdet för bensen 99/00 var ca 8 µg/m 3, för toluen 23.5 µg/m 3 och för summa xylen ca 17 µg/m 3. Jämfört med vinterhalvåret 98/99 är halten för bensen ca 15% lägre, för toluen ca 10% lägre och för summa xylen ca 6% lägre. För bensen är kvoten mellan gaturum och urban bakgrund i Göteborg 3.5. För jämförelse med Naturvårdsverkets föreslagna miljökvalitetsnorm (2.5 µg/m 3 ) samt EU gränsvärdet (5 µg/m 3 ) för bensen, erfodras årsmedelvärden. En förenklad beräkning, utifrån haltkvoter mellan mätningar under vinter- och sommarhalvår, av årsmedelvärden har utförts. Sprängkullsgatans uppskattade årsmedelvärde blev ca 7 µg/m 3, vilket innebär att varken gränsvärdet eller miljökvalitetsnormen är uppfyllt i nuläget. 2. Bakgrund Enligt det förslag på miljökvalitetsnormer (MKN) för luft som Naturvårdsverket har lagt fram samt EUs förslag på gränsvärden gäller att de ska vara uppfyllt i miljöer där människor vistas. Mätningar av luftföroreningar i gaturum har härmed blivit ännu viktigare för landets kommuner. Högst halter och därmed störst risk för överskridande av gränsvärden är i gaturummen. Under 1997 utfördes en kartläggning av hårt trafikbelastade gaturum i Göteborg för att erhålla det ur luftkvalitets hänseende mest belastade gaturummet. Sprängkullsgatan valdes att representera de mest belastade gaturummen i centrala Göteborg. På uppdrag av Göteborgsregionens Luftvårdsprogram har IVL genomfört mätningar av bensen i ett gaturum på Sprängkullsgatan sedan vinterhalvåret 1997/98. I denna rapport sammanställs mätningarna för vinterhalvår 1999/00. Jämförelse görs med tidigare års mätningar samt mätningar i urban bakgrund inom Urban mätnätet i Kungälv och i Göteborg (Kungsportsplatsen). 3. Mätmetod Mätningarna sker veckovis med diffusionsprovtagning och veckomedelvärde för åtta olika VOC - komponenter, bensen, toluen, oktan, butylacetat, etylbensen, m+p-xylen, o-xylen, nonan, erhålls. Diffusionsprovtagare kallas även passiva provtagare på grund av att de inte kräver elektrisk ström vid provtagning utan metoden bygger på gasers naturliga rörelser i luft genom molekylär diffusion. En utförlig beskrivning ges i Bilaga 1. VOC-provtagaren består av ett rör i rostfritt stål som är fyllt med ett adsorptionsmaterial (Tenax - TA) på vilket kolväten adsorberas. Provtagningsflödet bestäms av sträckan mellan inloppet på röret och adsorbenten. Varje VOC- provtagare åtföljs av en fältblank som behandlas på samma sätt som provet, förutom att
fältblanken hela tiden är försluten. Efter exponering försluts provtagaren och skickas tillsammans med fältblanken tillbaka till IVL s laboratorium för analys på gaskromatograf. Analysen av VOC är godkänd för ackreditering av SWEDAC (Styrelsen för teknisk ackreditering). 4. Mätplats Sprängkullsgatan (gaturum): Utmärkande för mätplatsen är att det i närområdet dagligen vistas många människor, på trottoarer, i bostäder, kontor och skolor. Mätsonden är placerad 2.5 m över marken på en kombinerad cykel/gångbana, cirka 1.5 m från en dubbelriktad gata med två filer i varje riktning, och cirka 2.5 m från mätsonden är en husfasad. Cirka 10 meter från mätpunkten finns en korsning mellan 2 stora leder (Södra Allégatan och Sprängkullsgatan). Sprängkullsgatan trafikeras dagligen av cirka 20000 fordon. I samband med vägarbeten på Vasagatan under perioden september till december 1999 var köbildningarna på Sprängkullsgatan mer vanliga än i vanliga fall. Till följd av detta kan antalet fordon som trafikerade Sprängkullsgatan möjligen har minskat något på grund av att bilisterna valt andra vägar. Inga trafikmätningar gjordes under perioden och trafikkontorets uppfattning är att minskningarna var marginella. Urban bakgrund: En urban bakgrundsstation är avsedd att ge en integrerad medelbelastning av luftföroreningssituationen i en tätort. Luftintaget ska vara skild från direktpåverkan av närliggande källor, cirka 3-10 m ovan marken, vanligtvis ovan tak. 5. Resultat 5.1. Datatillgänglighet Vinterhalvårsmätningarna påbörjades vecka 40, 1999-10-04, och avslutades vecka 13, 2000-04-03. Mätdata finns för samtliga 26 veckor. 5.2. Väder Sammanfattningsvis kan man säga att vinterhalvåret 1999/00 har varit regnigt och blåsigt med ovanligt höga medeltemperaturer. I Sydsverige var november och början på december mycket blåsiga och innehöll tre stormar. 5.3. Vinterhalvårsmedelvärden Vinterhalvåret 99/00 hade något lägre halter än föregående vinterhalvår, se Tabell 1. Samtliga veckomedelvärden för Sprängkullsgatan under vinterhalvåret 1999/00 finns redovisade i Bilaga 2. Vinterhalvårsmedelvärdet för bensen var 8.4 µg/m 3, vilket är ca 15% lägre än vinterhalvåret 98/99. Toluen halten har minskat med ca 10% till 23.5 µg/m 3 och xylen halten har minskat med ca 6% till ca 17 µg/m 3. 3
Minskningen av bensen har varit ca 35% sedan första vinterhalvåret 1997/98. Den stora haltminskningen av bensen kan dels förklaras av minskade bensen emissioner från biltrafiken till följd av katalysator och minskat benseninnehåll i bensin. Meteorologin har också en inverkan på haltnivåerna. Tabell 1 Vinterhalvårsmedelvärden vid Sprängkullsgatan för åren 1999/00, 1998/99 och 1997/98 Butyl- Etyl- M,P- O- Bensen Toluen Oktan acetat bensen Xylen Xylen Nonan 99/00 8.4 23.5 0.6 <0,20 3.7 12.6 4.6 0.4 98/99 10.0 26.1 0.6 0.5 3.7 13.6 4.8 0.4 97/98 13.0 39.0 0.6 0.2 4.7 20.4 6.1 0.3 5.4. Jämförelse med urban bakgrund Halterna av lättflyktiga kolväten i gaturummet är högre än i urban bakgrund på grund av närheten till källorna samt spridningsförhållanden. I Tabell 2 presenteras vinterhalvårsmedelvärden för Sprängkullsgatans gaturumsmätning och den urbana bakgrundsstationen i Göteborg (Kungsportsplatsen) och Kungälv. För bensen, toluen och summa xylen är halterna i gaturum ca 3.5-4.5 gånger så höga som i urban bakgrund i Göteborg, se Tabell 3. Kvoten mellan mellan gaturum och urban bakgrund för bensen, toluen och xylen var vinterhalvåret 1999/00 högre än 1998/99. Skillnader i halter mellan gata och urban bakgrund för olika år är främst beroende på meteorologi och ventilation. I Figur 1 illustreras förändringen av bensen i urban bakgrund i Göteborg vid Kungsportsplatsen respektive i gaturummet vid Sprängkullsgatan de tre vinterhalvåren 97/98, 98/99 och 99/00 samt kvoten mellan gata och urban bakgrund för bensen. Tabell 2 Jämförelse av vinterhalvårsmedelvärden 1999/00 mellan gaturumsmätning vid Sprängkullsgatan och urbana bakgrundsmätningar i Göteborg och Kungälv etyl- butylbensen toluen oktan bensen mp-xylen o-xylen nonan acetat Sprängkullsg 8.41 23.55 0.62 3.73 12.62 4.64 0.37 <0,20 Kungsportspl 2.43 5.68 0.22 0.20 0.86 2.85 1.03 0.26 Kungälv 2.38 6.07 0.22 0.34 0.81 2.61 0.98 0.22 Tabell 3 Kvoterna för bensen, toluen och xylen mellan gaturum och urban bakgrund, vinterhalvåren 99/00, 98/99 och 97/98 gata/urban 97/98 98/99 99/00 bensen 3.9 2.7 3.5 toluen 4.5 3.1 4.1 xylen 4.4 3 4.7 4
14 12 Gbgurban gbggata kvot 10 µg/m 3 8 6 4 2 0 96/97 97/98 98/99 99/00 Figur 1 Jämförelse mellan halten av bensen i urban bakgrund och gaturum samt kvoten mellan dessa under vinterhalvåren 97/98-99/00. 5.5. Kvotförhållanden mellan VOC-komponenter Kvoterna mellan toluen/bensen samt xylen/bensen är tydliga indikationer på källan till de uppmätta halterna av VOC. Biltrafiken är den klart dominerande källan till VOC - halterna i tätorter. Kvoterna varierar mellan olika tätorter och beror främst på fordonsparkens sammansättning, bränsletyp, körsätt, frekvensen kallstarter, andelen katalysatorbilar och deras effektivitet. I Tabell 4 presenteras kvoterna mellan toluen/bensen samt xylen/bensen för Sprängkullsgatan och den urbana bakgrundsstationen på Kungsportsplatsen. Aromatkvoterna är högre i gaturummet än i den urbana bakgrunden. I den urbana bakgrunden sker en större inblandning av bakgrundsluft med högre andel bensen till följd av dess högre stabilitet i atmosfären jämfört med toluen och xylen. Kvoterna under vinterhalvåret 1999/00 i gaturummet vid Sprängkullsgatan var något högre än kvoterna 1998/99. Det kan bland annat förklaras av att bensen minskat kraftigare än toluen och xylen till följd av den minskade bensenhalten i bensin, men även till följd av meteorologin. Tabell 4 Kvoterna mellan toluen och bensen samt xylen och bensen vid Sprängkullsgatan och Kungsportsplatsen 1999/00, 1998/99 samt 1997/98 Sprängkullsgatan Kungsportsplatsen toluen/bensen xylen/bensen toluen/bensen xylen/bensen 99/00 2.8 2.1 2.3 1.5 98/99 2.6 1.8 2.4 1.7 97/98 3.0 2.0 2.6 1.8 5
6. Diskussion Ett av syftena med att mäta luftföroreningshalter i gaturummet är att ha möjlighet att jämföra sina mätdata med föreslagna miljökvalitetsnormer och EU gränsvärden. För städer som Göteborg med ett invånarantal fler än 250 000 kommer mätningar att vara tvingande. I Tabell 5 presenteras den föreslagna MKN för bensen samt EUs förslag på gränsvärde. Dessa kommer att baseras på årsmedelvärden. Tabell 5 Naturvårdsverkets förslag till normer för bensen samt EUs förslag till gränsvärde för bensen. Medelvärdestid Värde Anmärkning Värde + toleransmarginal Miljökvalitetsnorm (NV) 1 år 2.5 µg/m 3 aritmetiskt medelvärde Gränsvärde (EU) 1 år 5 µg/m 3 5.0 µg/m 3 den 1/1 år 2000, reducerat den 1/1 2001 och därefter med lika årlig procentandel för att ej överskrida 2.5 µg/m 3 2010 För att kunna jämföra med föreslagna miljökvalitetsnorm och EU-gränsvärde för bensen får de erhållna vinterhalvårsmedelvärdena omräknas till årsmedelvärden. Med hjälp av IVLs URBAN-modell har årsmedelvärden beräknast och risken för överskridanden av MKN och gränsvärdet har bedömts. I Tabell 6 presenteras de beräknade årsmedelvärdena för 2000. Det bör betonas att de haltjämförelser som gjorts mellan sommar och vinterhalvår, som ligger till grund för omvandlingen från vinterhalvårsmedelvärde till årsmedelvärde, bygger på tidigare mätningar i urban bakgrund. Motsvarande jämförelser genom mätningar under sommarhalvåret borde även utföras i gaturumsmiljöer. Tabell 6 Uppskattade årsmedelvärden (µg/m 3 ) för Sprängkullsgatan och Kungsportsplatsen. Bensen 1999/2000 vinterhalvårsmv årsmv (beräknat) Sprängkullsgatan 8.4 6.7 Kungsportsplatsen 2.4 1.9 6
Enligt URBAN-modellen, som baseras på långa mätserier inom Urban mätnätet samt utsläppsprognoser för bensen från vägtrafik enligt VTIs TCT-modell, kan EUs gränsvärde sannolikt vara uppnått år 2005. Däremot kommer den föreslagna miljökvalitetsnormen (2.5 µg/m 3 ) sannolikt inte uppfyllas förrän efter 2010. 7