Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln Miljöförvaltningen Upprättad Datum: Version: Ansvarig: Förvaltning: Enhet: 2011-11-14 1.1 Mårten Spanne Miljöförvaltningen på uppdrag av Gatukontoret MHS
Innehållsförteckning Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln... 1 Inledning... 3 Metod... 3 Resultat och diskussion... 3 Partikelantal... 4 Partikelmassa... 5 Mätning 2011-08-24... 5 Mätning 2011-09-13 2011-09-14... 6 Kemisk analys av luft och dammprover... 8 Ljudnivåmätningar... 8 Slutsats... 10 Referenser... 11 2 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
Inledning Med anledning av inkomna klagomål på luftkvaliteten på perrongen på tågsationen Triangeln har indikativa mätningar av luftburna partiklar gjorts av Miljöförvaltningen på uppdrag av Gatukontoret. Mätningarna har utförts vid två tillfällen: 2011-08-24 kl. 07 11 samt 2011-09-13 kl 07 till 2011-09-14 kl 10. Vid det första mättillfället gjordes även en ljudnivåmätning. Metod Mätinstrumenten placerades på perrongen mellan pelare 8 och 9 från norra sidan räknat. Mikrofonen på ljudnivåmätaren riktades mot spår 74 (tåg mot Malmö C). Instrumentens inlopp placerades ca 1,1 meter över perronggolvet. De använda instrumentens fabrikat anges i Figur 1. Tabell 1. Instrument använda vid mätningarna. Tillverkare och Mätprincip modell TSI, Dusttrak DRX Nefelometer med storleksklassificering TSI, CPC 3075 Kondensationskärneräknare Climet, CI-500 Optisk partikelräknare med storleksklassificering Norsonic, Nor-140 Integrerande ljudnivåmätare med tersbandsfilter Förutom att optiskt mäta patikelkoncentrationen samlar instrumentet Dusttrak DRX de provtagna partiklarna på ett filter, vilket efter mätningen kan analyseras med andra tekniker. Efter mätningen 2011-08-24 samlades damm in från ytor i rökgasevakueringskanalerna ovanför perrongen. Under mätningarnas gång noterades det i protokoll vid de tidpunkter då X2000-tåg passerade samt då man kunde känna lukt av bromsande tåg (skarp doft av upphettad metall). Resultaten från mätningarna med Climet CI-500 var svårtolkade då instrumentets koncentrationsmätområde överskreds vid upprepade tillfällen. Resultaten har därför inte tagits med i rapporten. Filter och dammprover skickades för elementanalys av metaller med ICP-MS till ALS Scandinavia AB i Luleå. Analysrapporterna bifogas i bilaga 1. Resultat och diskussion Under det första mättillfället (2011-08-24) passerade 79 tåg under 4 timmar. Vid tre tillfällen noterades en distinkt lukt av varma tågbromsar och vid tre tillfällen passerade X2000-tåg perrongen. Dessa tillfällen är markerade med punkter i vissa av resultatdiagrammen. Vid det andra mättillfället (2011-09-13) passerade 379 tåg under 27 timmar. Som vid den första mätningen markeras lukt och X2000 passager i vissa av diagrammen. Medelhalterna i utomhusluften under mätperioden 2011-09-13/14 vid Malmö stads mätstationer på Rådhuset (takhöjd) respektive Dalaplan (gatumiljö) visas i Tabell 2. En bedömning av halten vid Triangelns station har också gjorts. Klimatparametrar uppmätta vid den metereologiska masten på Heleneholm redovisas nederst i tabellen. 3 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
Tabell 2. Medelvärden under mätperioden 2011-09-13/14 för luftkoncentrationer av partiklar respektive en bedömning av halten utanför Triangelns station. Klimatparametrar är hämtade från Heleneholms vädermast. PM10 PM2.5 Rådhuset 21,6 10,3 Dalaplan 20,3 11,7 Bedömning, Triangeln 21 11 Temperatur 15 C Luftfuktighet 70 % RH Vindhastighet 7,1 m/s Vindriktning 240 fr. sydväst Triangelns Station 2011-08-24 Relativ luftfuktighet (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 Temperatur ( C) RH Temp X2000 Lukt 50 12 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 Figur 1. Temperatur och luftfuktighet under den första mätningen. Medelvärdet för mätperioden var 66 % RH respektive 19,4 C. Partikelantal Koncentrationen av ultrafina partiklar (sk nanopartiklar) i storleksintervallet 0,01 µm till strax över 1 µm mättes med en kondensationskärneräknare vid det senare mättillfället. Instrumentet visar i praktiken hur mycket luftburnapartiklar det finns som har bildats från varma processer, t ex friktion mellan bromsar, hjul och skenor. Man kan notera att de störst halterna uppkommer under natten då fler tåg än under dagtid passerar perrongen utan att stanna. Möjligen har reparationsarbeten som involverar svetsning utförts någonstans i Citytunneln, vilket kan ge upphov till mycket höga halter av ultrafina partiklar. 4 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
140000 2011-09-13 -- 2011-09-14 120000 Partikelkoncentration (partiklar/cm3) 100000 80000 60000 40000 20000 Figur 2. 0 06 08 10 12 14 16 18 20 22 00 02 04 06 08 10 Antalet partiklar per cm 3 (0,01 µm - >1 µm). Medelkoncentrationen under mätperioden är 9100 partiklar/cm 3. Partikelmassa Massan av partiklar i luften mättes med ett optiskt partikelinstrument, Dusttrak DRX. Instrumentet ger värden för masskoncentrationen i olika storleksfraktioner (till skillnad från antalskoncentrationen i Figur 2). Mätning 2011-08-24 Partikelhalterna under morgonrusningen (07:11 11:10) visas i Tabell 3 och Figur 3. Inga tydliga återkommande mönster mellan partikelhalter och lukt respektive passerande X2000-tåg kan ses. Tabell 3. Partikelkoncentrationer 2011-08-24 uppmätta med Dusttrak DRX i µg/m³ PM1 PM2.5 RESP PM10 Total Medel: 88 93 97 105 114 Maximum: 813 818 823 836 863 Tid för max: 09:45:03 09:45:03 09:45:03 09:45:03 09:45:03 Dag för max: 2011-08-24 2011-08-24 2011-08-24 2011-08-24 2011-08-24 Start Date: 2011-08-24 Start Time: 07:10:55 Duration (dd:hh:mm:ss): 0:03:59:00 Log Interval (mm:ss): 00:01 Number of points: 14348 5 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
TSI Dusttrak, Triangeln 110824 0,3 0,25 0,2 mg/m 3 0,15 0,1 PM1 >1 2,5-10 X2000 Lukt 0,05 0 07:00 07:20 07:40 08:00 08:20 08:40 09:00 09:20 09:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 Figur 3. Ett urval av olika storleksfraktioner av partiklar visas i diagrammet. Samma data som i Tabell 3. Mätning 2011-09-13 2011-09-14 Man kan jämföra t ex dygnsmedelhalten av PM10 på Triangeln (66 µg/m 3 ) med PM 10 -halter uppmätta på Arlanda C (237 ± 75 µg/m 3 ), Arlanda S (88 ± 22 µg/m 3 ), Stockholms tunnelbana (367 μg/m 3 ), Helsingfors (47-60 μg/m 3 ) Taipei (10-100 µg/m 3 ), London (270-480 μg/m 3 ), New York (62 μg/m 3 ). Koncentrationerna på Triangelns station tycks alltså ligga i det undre spannet i jämförelse med liknande miljöer. Tabell 4. Partikelkoncentrationer 2011-09-13/14 uppmätta med Dusttrak DRX i µg/m³ PM1 PM2.5 RESP PM10 Total Medel: 56 60 62 66 71 Maximum: 274 278 281 294 413 Tid för max: 21:58:29 21:58:29 21:58:29 21:58:29 09:10:19 Dag för max: 2011-09-13 2011-09-13 2011-09-13 2011-09-13 2011-09-14 Start Date: 2011-09-13 Start Time: 07:05:53 Duration (dd:hh:mm:ss): 1:03:00:00 Log Interval (mm:ss): 00:02 Number of points: 48600 6 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
300 2011-09-13 -- 2011-09-14 Masskoncentration PM10 (µg/m 3 ) 250 200 150 100 PM10 Fläktar X2000 Lukt 10-min medelv Tågaktivitet 50 0 06 08 10 12 14 16 18 20 22 00 02 04 06 08 10 12 Figur 4. PM10-halter uppmätta med Dusttrak DRX. Stationens ventilationsfläktar var påslagna under ca 15 minuter mellan de ljusblå linjerna kl 11 respektive kl 15. I Figur 4 kan man konstatera att det inte finns något tydligt samband mellan halten av PM10 och vare sig lukt, passager av X2000-tåg eller påslagna ventilationsfläktar. Däremot är det tydligt att en högre tågaktivitet (svarta kryss i nedre delen av diagrammet) ger högre halter av luftburna partiklar. 7 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
Kemisk analys av luft och dammprover Koncentrationen av metaller i luften på perrongen redovisas i Tabell 5. De luftburna metallerna föreligger normalt sett som oxider men analysmetoden ger ingen information om exakt metalloxidkomposition. Därför redovisas resultatet omräknat till ren metall. Järn dominerar naturligtvis starkt, men även koppar och zink återfinns i luften. Halterna ligger långt under de hygieniska gränsvärdena för arbetsplatser (AFS 2005:17). Personer med luftvägssjukdom kan dock uppleva besvär vid betydligt lägre halter än de hygieniska gränsvärdena (Sehlstedt 2011). Tabell 5. Metallkoncentrationer i luften på perrongen i µg/m 3. Ett streck i tabellen anger att halten ligger under rapporteringsgränsen för ämnet i fråga. Prov As Ca Cd Co Cr Cu Fe 1 - - 0,008 0,010 0,78 12 105 2 - - 0,002 0,005 0,35 8,0 69 Prov Mn Mo Ni Pb V Zn 1 0,92 0,22 0,09 0,65-8,0 2 0,54 0,15 0,06 0,20-5,5 1: Mätning 2011-08-24 2: Mätning 2011-09-13/14 De betydligt högre halterna av metaller i det uppsamlade dammet (Tabell 6) från perrongområdet jämfört med damm vid ingången till rulltrapporna indikerar att metallerna är genererade nere i tunneln och inte har transporterats ned från omgivningen ovan mark. Tabell 6. Metallkoncentrationer i uppsamlade dammprover i mg/kg. Prov As Ba Be Cd Co Cr Cu Fe Hg 1 <40 3140 <1 <1 29,4 1380 22000 295000 <10 2 <60 2330 <2 <2 28,8 913 14100 232000 <20 3 <30 621 <0,9 <0,9 13,1 237 3040 70400 <9 Prov Li Mn Mo Ni P Pb Sr V Zn 1 <10 2740 384 282 720 64,4 159 163 11800 2 <20 2270 290 221 696 55,5 199 118 11000 3 12,6 846 69,2 94,7 773 46,8 170 52,9 3160 1: Provet taget i fönserkarmen i en av öppningarna mot tågtunneln i den norra ventilationsgången. 2: Provet taget på golvet i den norra ventilationsgången. 3: Provet taget på en avsats i midjehöjd i den norra kupolen ovanför rulltrapporna. Ljudnivåmätningar I nedanstående figurer visas resultaten från ljudnivåmätningen 2011-08-24. Då tåg är inne vid perrongen ligger den ekvivalenta ljudnivån ca 25 db högre än bakgrundsnivån. Den ekvivalenta ljudnivån för hela mätperioden var 74 dba och ligger väl under gällande normer för arbetsplatser, men kan likväl vara tröttande vid heldagsexponeringar. Då X2000-tåg passerar ser man de högsta topparna men korrelationen till bromslukt är inte så tydlig. I Figur 6 visas frekvensspektra vid ett par av de högst uppmätta ljudnivåerna samt för bakgrundsljudet. 8 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
120 110 100 90 db 80 70 Lukt X2000 LCpeak LAF(max) LAeq 60 50 40 30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 Figur 5. Ekvivalent ljudnivå (LAeq) samt impulsljudnivå (LCpeak). Tillfällen med lukt markeras med blå punkt och då ett X2000-tåg passerat markeras med röd punkt. Medelvärdet för ljudnivåerna under hela mätperioden var 74 db (LAeq) respektive db (LCpeak). Frekvensspektra, 1 minut 90 80 70 db 60 50 40 30 07:30 08:44 09:07 09:22 10:12 10:27 20 10 0 Figur 6. 1 10 100 1000 10000 100000 Frekvens (Hz) Frekvensspektra för ett antal olika minutintervall. De högre är valda då tåg passerar och de lägre kan ses som en bakgrundsnivå då inga tåg passerar. 9 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
Slutsats Det skulle kunna antas att två typer av partiklar genereras i tågtunnlar: mycket små partiklar från inbromsningen av tågen samt större partiklar som virvlas upp från ytor i tunneln av tågen som passerar. Mätresultaten indikerar att båda processerna sker, men att det är starkt beroende på hur luftflödena i tågtunneln går vilken partikeltyp som dominerar vid perrongen. Det är inte möjligt att med mätresultaten sluta sig till vilken process som kommer att dominera för ett givet tåg eller tidpunkt. De koncentrationer av partiklar som har uppmätts är inte anmärkningsvärt höga jämfört med studier av andra tågtunnelsystem (se referenslistan). Det kan spekuleras i om de anmälda besvären från ögon och hals orsakas eller förvärras av emissioner från byggnadsmaterial i den nybyggda tunneln i en kombinationsexponering med de partiklar som uppmätts. Om så är fallet kommer troligen besvären att avta med tiden då emissionerna vanligen minskar då byggnadsmaterialet åldras. Luftmätningar av ämnen som är kända för att emitteras från byggnadsmaterial behöver göras för att man skall kunna bekräfta detta resonemang. Ljudnivåmätnigarna visade att den ekvivalenta ljudnivån (74 dba) ligger väl under gällande normer för arbetsplatser, men kan likväl vara tröttande vid heldagsexponeringar. 10 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln
Referenser Andreas Dahl Aerosol Measurements as Applied for Exposure Charachterization Akademisk avhandling, Lunds universitet (2011) Mats Gustafsson et al. Inandningsbara partiklar i järnvägsmiljöer VTI rapport 538 (2006) (www.vti.se) Yu-Hsiang Cheng, Yi-Lun Lin Measurement of Particle Mass Concentrations and Size Distributions in an Underground Station Aerosol and Air Quality Research, 10: 22 29 (2010) A Seaton, J Cherrie, M Dennekamp, K Donaldson, J F Hurley, C L Tran The London Underground: dust and hazards to health Occup Environ Med, 62:355-362 (2005) Maria Sehlstedt Respiratory effects of particulate matter air pollution Akademisk avhandling, Umeå universitet (2011) Källor till partiklar i Stockholms tunnelbana SLB-analys, rapport 6:2005 (slb.nu) Arbetsmiljöverket Hygieniska gränsvärden och åtgärder mot luftföroreningar AFS 2005:17 (www.av.se) 11 Miljöförvaltningen Luftkvalitetsmätning på stationen Triangeln