Malmö Stad Miljöförvaltningen Miljöförvaltningen Dnr 29.36.1 Mätning av luftföroreningar på två platser i Lund under perioden 28-4-24 till 28-9-9 Rapporten är framtagen av: Miljöförvaltningen Malmö Stad Miljöingenjör Susanna Gustafsson 4 34237 susanna.gustfasson@malmo.se 28-1-3
Innehållsförteckning INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING KAP 1 INLEDNING SID 4 KAP 2 MILJÖKVALITETSNORMERNA SID KAP 3 MÄTPLATS.. SID 6 3.1 LOKALISERING. SID 6 3.2 EMISSIONSKÄLLOR.. SID 8 KAP 4 METEOROLOGI.. SID 9 KAP MÄTNING AV LUFTFÖRORENINGAR.. SID 1.1 INLEDNING.. SID 1.2 KOLMONOXID.. SID 1.3 PARTIKLAR (PM 1 OCH PM 2. ). SID 12.4 KOLVÄTEN... SID 14. BENSEN SID 14.6 TOLUEN... SID 16.7 MP-XYLEN SID 17.8 KVÄVEOXIDER ALLMÄNT. SID 18.9 KVÄVEOXIDER (NO X ).. SID 18.1 KVÄVEMONOXID (NO).. SID 2.11 KVÄVEDIOXID (NO 2 ).. SID 22 KAP 6 SIMULERINGAR.. SID 2 6.1 ALLMÄNT. SID 2 6.2 SPRIDNINGSBERÄKNINGAR KVÄVEDIOXID (NO 2 ) SID 2 6.3 SPRIDNINGSBERÄKNINGAR PARTIKLAR (PM 1 ) SID 27 TERMER OCH UTRYCK. SID 29 1
Sammanfattning Inledning Syftet med mätningarna är att kartlägga luftföroreningssituationen i alldeles vid korsningen E22 (Autostradan) och Dalbyvägen (väg 16), samt vid järnvägen nära. Detaljer vid denna kartläggning var att utreda hur halterna är i närheten av den starkt trafikerade E22:an och hur höga halter det är vid järnvägen, samt jämföra de uppmätta halterna med miljökvalitetsnormen. Mätvagn 4 från Miljöförvaltningen i Malmö stad, med tillhörande mätutrustning LUND användes vid mätningen, som pågick mellan den 26 april till den 11 juni i och från den 11 juni till och med den 9 september 28 vid järnvägen intill. Meteorologiska data hämtas från meteorologimasten vid Heleneholm i Malmö, samt statistik från SMHI. Mätning gjordes av kvävemonoxid, kvävedioxid, kolmonoxid, bensen, toluen och partiklar i två storlekar, 1 µm och mindre (PM 1 ) samt Karta över Lund, med mätplatserna inringade 2, µm och mindre (PM 2, ). De meteorologiska förutsättningarna under mätperioden var att temperaturen var i genomsnitt 2 C högre än normalt. Nederbörden var knappt 7 % av den normala. Det var främst försommaren som var torr. Det var också få perioder med stabilt väder, d.v.s. med liten turbulens, samt att den dominerande vindriktningen var från syd till väst. Resultat En sammanfattning av mätresultaten är att luftkvaliteten var god i jämförelse med gällande miljökvalitetsnormer för båda mätplatserna. Vid en jämförelse mellan mätplatserna kan det konstateras att halterna vid järnvägen () var i stort sett % lägre än halterna vid E22/Dalbyvägen (). I nedanstående sammanfattande tabell redovisas uppmätta halter vid de två mätplatserna i förhållande till respektive miljökvalitetsnorm. Det kan konstateras att halterna var långt under miljökvalitetsnormen. 2
Mätparametrer Uppmätt halt I relation till miljökvalitetsnorm (%) (MP1) (MP3) (MP1) (MP3) Kolmonoxid (CO) mg/m 3,,4 % 4 % (Normen 1 mg/m 3 och avser maxvärdet för 8 timmars glidande medelvärde under ett kalenderår) Partiklar (PM 1 ) μg/m 3 2 17 % 42 % (Normen 4 μg/m 3 och aritmetiska medelvärdet under ett kalenderår) Partiklar (PM 2, ) μg/m 3 12 1 48 % 4 % (Normen 2 μg/m 3 och aritmetiska medelvärdet under ett kalenderår. OBS: bara föreslagen norm) Bensen (C 6 H 6 ) μg/m 3,6,3 12 % 6 % (Normen 4 μg/m 3 och aritmetiska medelvärdet under ett kalenderår) Kvävedioxid (NO 2 ) μg/m 3 16 7 4 % 18 % (Normen 4 μg/m 3 och aritmetiska medelvärdet under ett kalenderår) Simuleringar Vid simuleringar av luftföroreningshalter, kan det konstateras att simuleringarna stämmer väl överens med uppmätta halter, av kvävedioxid (NO 2 ) och partiklar (PM 1 ). Inför beräkningarna uppdaterades databasen med främst färskare trafikinformation från vägnätet lokalt kring mätplatserna. I nedanstående figur redovisas uppmätta och beräknade kvävedioxidhalter från (MP1). 14 12 1 8 6 4 2 μg/m 3 beräknat MP1 uppmätt MP1 24 apr 28 apr 21 7 maj 11 maj 1 maj 19 maj 23 maj 27 maj 1 juni juni 9 juni Figur. Jämförelse mellan beräknade och uppmätta kvävedioxidhalter vid. Enhet μg/m 3. För partikelsimuleringarna har en ny beräkningsmetodik påbörjats. Projektet är i sin linda och det finns en hel del parametrar som måste ställas in rätt i modellen. Några av de viktigare är att beskriva kopplingen mellan klimatet och utsläppen av partiklar. Under mätperioden uppmättes 11-12 μg/m 3 som bakgrundshalt. Från beräkningarna kan konstateras att de lokala halterna från Lund bidrar med ca 2 μg/m 3 för båda mätplatserna. Till detta tillkommer lokal påverkan från trafiken/järnvägen vid mätplatserna. Bedömt lokal påverkan är ca 1 μg/m 3 respektive 3 μg/m 3. Beräknad totalhalt för båda mätplatserna blir därmed några μg/m 3 lägre än motsvarande uppmätta halter, skillnaden är 2-2 %. 3
Kapitel 1 Inledning Syftet med mätningarna är att kartlägga luftföroreningssituationen i alldeles vid korsningen E22 (Autostradan) och Dalbyvägen (väg 16), samt vid järnvägen nära. Detaljer vid denna kartläggning är att utreda hur halterna är i närheten av den starkt trafikerade E22:an och hur höga halter det är vid järnvägen, samt jämföra de uppmätta halterna med miljökvalitetsnormen. Dessutom kommer det insamlade datamaterialet att användas för att ytterligare förfina beräkningsmodellen i EnviMan för Lunds kommun. Mätvagn 4 från Miljöförvaltningen i Malmö stad, med tillhörande mätutrustning 1, användes vid mätningen, som pågick mellan den 26 april och den 11 juni i och från den 11 juni till och med den 9 september 28 vid järnvägen intill. Meteorologiska data hämtas från meteorologimasten vid Heleneholm i Malmö, samt statistik från SMHI. Spridningsberäkningar samt simuleringar är gjorda i EnviMan, vilket är ett system för insamling och bearbetning av mätdata. Emissionsdatabasen i EnviMan är framtagen av Miljöförvaltningen i Malmö, OPSIS AB samt GIS- Centrum vid Lunds Universitet. Figur 1. Översikt och mer detaljerade vy av var de två mätningarna med mätvagn 4 gjordes, under perioden 24 april till och med 9 september 28. 1 Instrumentens olika mätmetoder finns redovisade i rapporten Luftföroreningsmätning vid korsningen Fågelbacksgatan - Mariedalsvägen (Rapport 2/2 ISSN 14-469), med undantag av kolmonoxidmätningen där mätmetoden finns beskriven i rapporten Luftföroreningsmätning vid Dalaplan oktober 1999 april 2 (Rapport 18/2 ISSN 14-469). 4
Kapitel 2 Miljökvalitetsnormerna Miljökvalitetsnormen (MKN) är en föreskrift om lägsta tolererbara miljökvalitet för bl.a. vatten, mark och luft. Fastställandet av en MKN görs utifrån kunskaper om vad människan och naturen tål. Halterna för luft är avsedda att skydda befolkningen mot ohälsoeffekter samt i viss mån korrosion av material. Speciell hänsyn är tagen till personer med olika typer av överkänslighet, t.ex. astma och allergier. Halterna skall uppfyllas på platser där människor regelbundet uppehåller sig. Mätningen är utförd i gatumiljö. Halterna skall i de hänseendena vara uppfyllda vid trottoarer samt övriga platser där det kan förväntas att allmänheten vistas längre perioder. I tabell 1 redovisas miljökvalitetsnormer för de ämnen som mäts med mätvagnen. Miljökvalitetsnorm Halt Träder i kraft Beskrivning Bensen µg/m 3 1 januari 21 Årsmedelvärde Kolmonoxid (CO) 1 µg/m 3 1 januari 2 Max 8-timmars glidande medelvärde Kvävedioxid (NO 2 ) 4 µg/m 3 1 januari 26 Årsmedelvärde Kvävedioxid (NO 2 ) 6 µg/m 3 1 januari 26 98-percentil baserad på dygnsvärden Kvävedioxid (NO 2 ) 9 µg/m 3 1 januari 26 98-percentil baserad på timvärden Partiklar (PM 1 ) 4 µg/m 3 1 januari 2 Årsmedelvärde Partiklar (PM 1 ) µg/m 3 1 januari 2 98-percentil baserad på dygnsvärden Svaveldioxid (SO 2 ) 2 µg/ m3 1 januari 1999 Årsmedelvärde Svaveldioxid (SO 2 ) 1 µg/m 3 1 januari 1999 98-percentil baserad på dygnsvärden Svaveldioxid (SO 2 ) 2 µg/m 3 1 januari 1999 98-percentil baserad på timvärden Tabell 1. Sammanställning över aktuella miljökvalitetsnormer för luftkvalitet, som mäts med mätvagnen. 1999 beslutades om en miljökvalitetsnorm för partiklar (PM 1 ). Normen består av ett årsmedelvärde på 4 µg/m 3 samt ett dygnsmedelvärde på µg/m 3 som får överskridas 3 dygn per år. Normen för partiklar trädde i kraft den 1 januari 2. År 23 beslutades om miljökvalitetsnorm för kolmonoxid och bensen som skall uppfyllas senast den 1 januari 2 respektive 21. 1998 infördes en miljökvalitetsnorm för kvävedioxid som skall vara uppfylld senast år 26. Normen består av ett årsmedelvärde på 4 µg/m 3, ett timmedelvärde på 9 µg/m 3, som får överskridas 17 timmar per år, samt ett dygnsmedelvärde på 6 µg/m 3 som får överskridas 7 dygn per år. Normvärdena var kopplade till toleransmarginaler som avtog med 2 % årligen tills det att normen trädde i kraft den 1 januari 26. På gång är miljökvalitetsnorm för PM 2.. Detaljerna i normen är ännu inte klara, men troligen kommer målnivån vara 2 μg/m 3 som årsmedelvärde.
Kapitel 3 Mätplats 3.1 Lokalisering Mätvagnen var placerad på två platser under hela mätperioden. Första mätperioden var den placerad i nära Dalbyvägen och E22:an, se figur 3. Under den senare delen av mätperioden var mätvagnen placerad intill järnvägen vid parkering till, se figur 4. Vid är trafiken på vägarna den stora lokala källan. Främst trafiken från E22:an och Dalbyvägen. Vid Högvallsbadet finns det däremot inga stora lokala källor för gasluftföroreningar, däremot skulle järnvägstrafiken vara en källa till partikulära luftföroreningar. För båda mätplatserna gjordes partikelmätningen på mätvagnens tak, ca 4 meters höjd ovan mark. Vid gjordes gasmätningarna i två mätpunkter (mätpunkt 1 =MP1 och mätpunkt 2 = MP2). I mätpunkt 1 gjordes också VOC-mätningar. Vid gjordes endast mätning i en punkt (mätpunkt 3 = MP3). Höjden på mätpunkterna var ca 3, m ovan mark. I figur 2 redovisas mer exakt den geografiska placeringen av mätpunkterna vid de två mätplatserna. Figur 2. Översikt och mer detaljerade vy av var de två mätningarna med mätvagn 4 gjordes, samt var mätpunkterna 1-2 (MP1 och MP2) var placerade vid och mätpunkt 3 (MP3) vid. 6
Figur 3. Fotografi från med mätvagnen i förgrunden och Dalbyvägen i bakgrunden. Figur 4. Fotografi från parkeringen till vid järnvägen. Notera den förskönade målningen på mätvagnen och det passerande pågatåget. 7
3.2 Emissionskällor Den största lokala emissionskällan i Lund för kväveoxider är trafiken (ca 46 %). För partiklar delas de största utsläppen mellan trafiken (ca 4 %) och småskaliguppvärmning (ca 4 %). I tabell 2 redovisas hur stora utsläppen är av några luftföroreningar från emissionsdatabasen 28C i luftövervakningssystemet ENVIMAN, samt i figur beskrivs utsläppen av kväveoxider areellt i LUND, som årsutsläpp. SO2 NOx VOC PM1 CO CO2 Emissioner från år 28 (ton/år) 64 88 17 4 1 226 Tabell 2. Totala utsläpp av några olika luftföroreningar i Lunds centralort. Enhet är utsläpp i ton per år. Figur. Areellt utsläpp av kväveoxider (NO x ) i huvudsak i centrala Lund. 8
Kapitel 4 Meteorologi Temperaturen över mätperioden var i genomsnitt 2 C högre än normalt, vilket får anses som ett stort temperaturöverskott. Nederbörden var mindre än normalt, eller knappt 7 % av den normala. Det var främst försommaren som var torr. Det var få perioder med stabilt väder, d.v.s. med liten turbulens, utan större delen av månaden blåste det en hel del. I diagrammet till höger i figur 6 syns tydligt att den dominerande vindriktningen var från syd till väst. Nordväst Väs ter väst 1 8 6 4 2 Nordost ost Figur 6. Uppmätt vindriktningsfördelning i procent över mätperioden (28-4-24 28-9-1) 3 3 2 C eller mm Uppmätt dygnsmedeltemperatur Normaltemperatur Dygnsnederbörd 2 1 1 28-4-24 28--1 28--8 28--1 28--22 28--29 28-6- 28-6-12 28-6-19 28-6-26 28-7-3 28-7-1 28-7-17 28-7-24 28-7-31 28-8-7 28-8-14 28-8-21 28-8-28 28-9-4 Figur 7. Uppmätt dygnsmedeltemperatur och dygnsnederbörd under mätperioden, samt den normala temperaturkurvan för perioden. 9
Kapitel Mätning av luftföroreningar.1 Inledning Under mätperioden uppmättes kvävemonoxid, kvävedioxid, kolmonoxid, bensen, toluen och partiklar i två storlekar, 1 µm och mindre (PM 1 ) samt 2, µm och mindre (PM 2, ). Partikelmätningen sker endast på mätvagnens tak. Från mätpunkten/erna sugs luft via slangar in till analysatorerna i mätvagnen. Mätpunkterna kopplas in med ett intervall av 18 sekunder. De första 4 sekunderna används för att spola rent mätcellerna. Mätvärdena samlas in av mätprogrammet, där de lagras som minutmedelvärden. Värdena överförs till EnviMan, där de lagras i en databas. Dessa två mätningar pågick under 1, + 3 månader eller totalt drygt 4 månader, vilket trots allt är relativt kort tid. Detta får konsekvenser för utvärdering av luftföroreningshalter, främst möjligheten att med säkerhet fastställa 98-percentiler för dygnsvärden, då det bara finns ca 4 + 9 st dygnsvärden, vilket är ett statistiskt för litet material. Dessutom finns det risk att generella företeelser blir svåra att uttala sig om, då enstaka situationer/tillfällen med extrema luftföroreningshalter kan komma att dominera resultaten..2 Kolmonoxid (CO) Höga halter av kolmonoxid indikerar dålig förbränning. I stadsmiljö är biltrafiken den största lokala källan. Utsläppen ger mest upphov till lokala miljöproblem. Kolmonoxiden försämrar bl.a. syreupptagningen, vilket gör att hjärt- och kärlsjuka personer blir extra utsatta. Att förbränningsmotorerna är den dominerande utsläppskällan beror bl.a. på motorernas dåliga verkningsgrad. Förbränningsmotorn måste även uppnå korrekt arbetstemperatur för en god förbränning, detsamma gäller för motorer med katalysator. Efter införandet av katalytisk avgasrening på förbränningsmotorer har kolmonoxidhalterna kraftigt minskat. Katalysatorn kan reducera de skadliga emissionerna CO, HC och NO x med 9-99,98 %. Vid kallstart är utsläppen de första 3-4 minuterna jämförbara med bilar utan katalysator. Instrumentet som användes vid mätningen var en UNOR 61 som arbetar efter NDIR 2 -tekniken. Vid mätningen användes en perma tube vars uppgift var att torka inkommande mätgas. Fuktproblematiken vid låga koncentrationer av kolmonoxid minskas således. Uppmätta halter på båda mätplatserna var mycket låga eller knappt % av miljökvalitetsnormen. Därmed var halten även lägre än den undre 2 Non Dispersive Infra Red. 1
utvärderingströskeln. Detta innebär att mätning inte behöver göras för denna parameter, utan enklare skattningar kan göras. Vid var kolmonoxidhalten dubbelt så hög som vid, trots de låga halterna. Däremot var det ingen skillnad i halt mellan mätplatserna vid jämförelse mot miljökvalitetsnormen, som beskriver den maximala halten för ett glidande 8 timmarsmedelvärde. I diagrammen kan det utläsas att medelhalten (se figur 8) var något förhöjd när det blåste ostliga och västliga vindar, vid. Vid var halterna ungefär lika höga oavsett vindriktning. I figur 9 redovisas genomsnittlig dygnsprofil för bägge mätplatserna. Även om halterna är totalt sett mycket låga kan det noteras en tydlig influens från trafiken och all annan aktivitet som genererar kolmonoxid, med i stort sett 2 ggr högre halter på dagtid än under nattetid. Vid syns tendens till en morgontopp, vilken saknas helt vid. Enhet miljökvalitetsnorm Mätpunkt 1 Mätpunkt 2 Mätpunkt 3 Medelvärde mg/m 3 -,2,2,1 Max glidande 8- timmarsmedelvärde Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) mg/m 3 1,,4,4 % - 99 99 98 Tabell 3. Uppmätta kolmonoxidhalter för de två mätplatserna MP1 och MP2 =, MP3 =.. Väst MP1(),,4,3,2,1 Väst MP3 (),,4,3,2,1 Figur 8. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av kolmonoxid (CO) mätpunkt 1 () och mätpunkt 3 (). Enhet mg/m 3.,3,2 mg/m 3,2,1,1, MP1 () MP3 () : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: Figur 9. Genomsnittlig dygnsprofil av kolmonoxid (CO) mätpunkt 1() och mätpunkt 3 (). Enhet mg/m 3. 11
.3 Partiklar (PM 1 och PM 2. ) I stadsmiljö uppkommer de flesta stoftpartiklarna (PM1) från biltrafiken, huvudsakligen från slitage av däck och vägbanor. Förbränning ger också upphov till partiklar i form av oförbränt bränsle och sot. En stor del av uppmätta partikelhalter är intransporterade från främst kontinenten och bakgrundshalten varierar med var luftmassan har sitt ursprung. Partiklar mindre än 4 - μm kan tränga hela vägen ner i lungblåsorna och vidare ut i blodet. De är utmärkta transportörer av bl.a. toxiska ämnen. Partiklar ökar risken för luftvägssjukdomar samt hjärt- och kärlsjukdomar. I dagsläget råder det delade meningar om hälsorisker förknippade med partiklar. Den aktuella mätningen säger inget om vad stoftet består av utan endast mängden i respektive klass (PM 1 / PM 2. ). Instrumentet som användes vid mätningen av PM 1 var TEOM Series 14a. Analystemperaturen för instrumentet är C. Instrumentet har under parallelldrift mot referensmetoden uppvisat något för låga halter, felet är dock väldigt varierande. I Malmö multipliceras PM 1 -halter med en faktor på 1,1. Denna korrigering görs utöver instrumentets inbyggda korrigeringsfaktorer. Stoftmätningen för PM 2. gjordes med TEOM/FDMS Series 14a. Analystemperaturen för instrumentet är 3 grader Celsius och ingen korrigeringsfaktor nödvändig. Stoftmätningen utfördes under perioden 28-4-24 till 28-6-11 vid och under perioden 28-6-11 till 28-9-9 vid. Uppmätta PM 1 - och PM 2. -halter var generellt låga. Jämfört med miljökvalitetsnormen var PM 1 -halterna vid ca % av normen och vid ca 3 % av normen. För PM2. finns ingen fastslagen norm än, men jämfört med den föreslagna miljökvalitetsnormen ligger halterna mellan 3 och % av normen. PM 1 -halterna vid var klart förhöjda i början av mätperioden (se figur 1), vilket beror på upptorkningseffekter under våren, där stoftet under vintern, som ackumuleras kring vägarna ännu inte tvättats och/eller städats bort. Noterbart är att PM 1 -halterna på taket till Miljöförvaltningen nära Botulfsplatsen var betydligt lägre, ca 6 % lägre än uppmätta dygnshalter med mätvagnen för de två mätplatserna. Dessutom var uppmätta halter under första perioden 2 μg/m 3 högre den första perioden (24 april till 11 juni) än under den andra perioden (11 juni till 9 september). 4 4 3 3 2 2 1 1 8-4-24 8--4 μg/m 3 8--14 8--24 8-6-3 8-6-13 8-6-23 8-7-3 8-7-13 och Botulfsplatsen Figur 1. Uppmätta dygnshalter vid dels och och dels på Miljöförvaltningens tak nära Botulfsplatsen. Enhet μg/m 3 8-7-23 8-8-2 8-8-12 8-8-22 8-9-1 12
I diagrammet (figur 11 och figur 12) kan det utläsas att PM 1 - och PM 2. - halterna är högre när det blåser från väst till sydost vid mätning i, medan vid fanns det en tendens till något högre PM 1 -halter när det blåser från norr, medan för PM 2. var halterna något högre när det blåser från söder. Enhet MKN MKN PM1 PM1 PM2. PM2. för PM1 för PM2. Medelvärde μg/m 3 4 2** 2 (12)*** 17 (1)*** 14 9 9%-il dygn* μg/m 3 3** 33 21 19 12 98%-il tim μg/m 3 - - 2 2 3 13 Maxvärde tim μg/m 3 - - 122 8 72 2 Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) % - - 97 99 97 98 *Dygnsmedelvärdet får överskridas upp till 3 ggr per år innan normen överskrids. Detta motsvarar 9- percentilen. ** Föreslagen miljökvalitetsnorm för PM2. *** värdet inom parantes avser uppmätta PM1-halter vid Miljöförvaltningens egna mätutrustning på kontorets tak vid Botulfsplatsen i centrala Lund Tabell 4. Uppmätta partikelhalter (PM 1 och PM 2. ) för och. Vikinga- PM 1 Högevalls- PM 1 3 3 parken badet 2 2 2 2 1 1 1 1 Väst Väst Figur 11. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av PM 1 vid respektive i 1 graders vindriktningsintervall. Enhet μg/m 3. Vikinga- 3 PM 2. 3 parken 2 badet 2 2 2 1 1 1 1 Väst Väst Högevalls- PM 2. Figur 12. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av PM 2. vid respektive i 1 graders vindriktningsintervall. Enhet μg/m 3. 13
Den genomsnittliga dygnsprofilen för PM 1 -halterna (se figur 13), visar på samstämmiga halter under nätterna, medan under dagtid accelerade halterna vid jämfört med. Någon motsvarande dygnsprofil för miljöförvaltningens mätutrustning finns inte, då tidsupplösningen är som lägst dygn. Dygnsprofilen för PM 2. -halterna vid har inte den tydliga dygnsprofil som vore förväntat. 3 2 2 1 μg/m 3 PM 1 μg/m 3 PM 2. 16 14 12 1 8 1 : 2: 4: ) 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: 6 4 2 : 2: 4: ) 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: Figur 13. Uppmätta PM 1 - och PM 2. -halter, som genomsnittlig dygnsprofil för och. Enhet μg/m 3. Övre och undre utvärderingströsklarna för PM 1 är 14 respektive 1 μg/m 3. Detta innebär att uppmätta PM 1 -halter överskrider den övre utvärderingströskeln och utifrån detta förhållande borde partiklar mätas kontinuerligt. Nu är det så att trösklarna för partiklar infördes vid en tidpunkt då det fanns för avsikt att sänka miljökvalitetsnormen för PM 1 till 2 μg/m 3 som årsmedelvärde. Då de absoluta bakgrundshalterna ligger kring 1 μg/m 3 i Skåne, så blir problematiken kring partiklar mer av en europeisk angelägenhet än ett lokalt problem..4 Kolväten VOC är ett samlingsnamn för en mängd flyktiga organiska ämnen med negativa miljö- och hälsoeffekter. Vid förbränning av bl.a. petroleumprodukter följer en del ofullständigt förbrända kolväten ut med avgaserna. Vid ofullständig förbränning bildas bl.a. polyaromatiska kolväten (PAH). Kolväten sprids till luft, men deponeras dessutom på åkermark och tillförs människor via födan. Kolväten kan ge irritation i ögon och hals. Vissa är direkt cancerframkallande, bl.a. PAH och bensen. Bensen är ett av de kolväten som ingår i VOC- begreppet. Mätningar av bensen, toluen och xylen utfördes under perioden 28-4-24 till 28-6-11 vid och under perioden 28-6-11 till 28-9-4 vid. Instrumentet som användes vid mätningen var en Syntech Spectras GC 9.. Bensen För bensen finns det sedan några år en miljökvalitetsnorm på μg/m 3 som årsmedelvärde. För de övriga kolvätena finns det ingen miljökvalitetsnorm, däremot finns det s.k. lågrisknivåer för toluen och xylen. 14
Generellt är de flesta kolvätehalter låga i Sverige ur ett miljökvalitetsnormperspektiv. Dessa två mätningar är inget undantag. Bensenhalterna vid var ca 1 % av normen och vid var halterna ca % av normen, samt att halterna var lägre än nedre utvärderingströskeln (NUT). I tabell och i figur 14 redovisas dygnsvärden av bensen under mätperioden. I Breuerdiagrammet (figur 1) kan det utläsas att bensenhalterna var relativt jämnt fördelade, d.v.s. halterna var nästan lika höga oavsett var det blåste ifrån. Bensen Enhet MKN Lågrisknivå (ÖUT/NUT)* Medelvärde μg/m 3 (3,/2,) 1,3,6,3 98%-il tim μg/m 3 - - 1,3,9 Maxvärde tim μg/m 3 - - 2,2 6, Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) % - - 9 94 Tabell. Uppmätta bensenhalter under mätperioden för och. *) ÖUT = övre utvärderingströskel och NUT = nedre utvärderingströskeln 1,2 1,8 μg/m 3,6,4,2 28-4-24 28--1 28--8 28--1 28--22 28--29 28-6- 28-6-12 28-6-19 28-6-26 28-7-3 28-7-1 28-7-17 28-7-24 28-7-31 28-8-7 28-8-14 28-8-21 28-8-28 28-9-4 Figur 14. Uppmätta dygnshalter av bensen vid och. Enhet μg/m 3.,8,6,4,2 1 Väst Väst,8,6,4,2 1 Figur 1. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av bensen vid respektive i 1 graders vindriktningsintervall. Enhet μg/m 3. 1
.6 Toluen Uppmätta toluenhalter var under mätperioderna mycket låga, se tabell 6. Någon miljökvalitetsnorm finns inte men det finns däremot en lågrisknivå. Det kan konstateras att halterna var något högre vid än vid, vilket till största del beror på närheten till trafiken, se figur 16. I figur 17 redovisas s.k. Breuerdiagram. I dessa diagram kan det konstateras att vid nordostliga och västliga vindar är uppmätta halter något högre vid, samt något högre halter för nordliga och sydliga vindar vid. Toluen Enhet MKN Lågrisknivå Medelvärde μg/m 3-43 1,9 1,3 98%-il tim μg/m 3 - -,7 4,7 Maxvärde tim μg/m 3 - - 1,7 2,7 Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) % - - 94 94 Tabell 6. Uppmätta toluenhalter under mätperioden för och. 6 4 μg/m 3 3 2 1 28-4-24 28--1 28--8 28--1 28--22 28--29 28-6- 28-6-12 28-6-19 28-6-26 28-7-3 28-7-1 28-7-17 28-7-24 28-7-31 28-8-7 28-8-14 28-8-21 28-8-28 28-9-4 Figur 16. Uppmätta dygnshalter av toluen vid och. Enhet μg/m 3. 4 3 2 3 2 1 1 Väst Väst Figur 17. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av bensen vid respektive i 1 graders vindriktningsintervall. Enhet μg/m 3. 16
.7 Mp-xylen Uppmätta mp-xylenhalter var jämfört med lågrisknivån mycket låga, se tabell 7. Något oväntat var halterna vid högre än halterna vid. Det är främst en vecka efter midsommar som orsakar dessa förhöjda halter vid, se figur 18. Studeras vindriktningsdiagrammet i figur 19, kan det konstateras att höga xylenhalter uppmättes när det blåste från syd och väst. Då xylen är ett lösningsmedel, torde dessa halter kommit från något målningsarbete i närheten. Mp-xylen Enhet MKN Lågrisknivå * Medelvärde μg/m 3-37 1,9 2,3 98%-il tim μg/m 3 - - 6,1 16, Maxvärde tim μg/m 3 - - 13,2 67, Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) % - - 9 94 Tabell 7. Uppmätta mp-xylenhalter under mätperioden för och. *) gäller egentligen för summa av mp- och o-xylen. Väst 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 28-4-24 28--1 4 3 2 1 28--8 28--1 28--22 28--29 28-6- 28-6-12 28-6-19 28-6-26 28-7-3 Väst 28-7-1 28-7-17 28-7-24 28-7-31 28-8-7 28-8-14 28-8-21 28-8-28 28-9-4 Figur 18. Uppmätta dygnshalter av mp-xylen vid och. Enhet μg/m 3. μg/m 3 4 3 2 1 Figur 19. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av mp-xylen från mätningen i respektive. Enhet μg/m 3. 17
.8 Kväveoxider allmänt Kväveoxiderna orsakar försurning av mark, sjöar och vattendrag. Det oxiderade kvävet ger tillsammans med andra kväve- och fosforutsläpp upphov till övergödning av sjöar, vattendrag och närliggande hav samt bidrar till bildningen av marknära ozon. Oxidationen av kvävemonoxid i atmosfären sker främst med ozon som oxidant. Med inverkan av UV-ljus kan reaktionen ske baklänges. Kväveutsläppen bidrar också i viss mån till växthuseffekten samt har skadlig inverkan på människors hälsa. Kväveoxider påverkar andningssystemet, bl.a. reducerar de flimmerhårens aktivitet. När damm, partiklar och bakterier tillåts uppehålla sig långa tider i lungorna ökar risken för irritationer och sjukdomar. Kvävemonoxid (NO), kvävedioxid (NO 2 ) brukar benämnas kväveoxider 3 (NO X ). Oxidationen av kvävemonoxid i atmosfären sker främst med ozon som oxidant, enligt ekvation 2.1. Med inverkan av UV-ljus kan reaktionen ske baklänges. NO + O + (1) 3 NO 2 O 2 Kväveoxidmätningen utfördes under perioden 28-4-24 till 28-6-11 vid och under perioden 28-6-11 till 28-9-9 vid. Instrumentet som användes vid mätningen är ett kemiluminiscensinstrument av typen CLD 7 AL med hög känslighet, vilket gör den väl anpassad för mätning av kväveoxider i den yttre miljön..9 Kväveoxidhalter (NO x ) Uppmätta kväveoxidhalter (NO x ) var högre för mätplats än mätplats. De högre halterna vid orsakas av den intensiva trafiken i området. Det finns en miljökvalitetsnorm för rural miljö (landsbygden) på 3 μg/m 3 som årsmedelvärde. För båda mätplatserna klarades denna norm, även om den inte gäller för denna miljö. I tabell 8, figur 2 och 21 redovisas uppmätta halter för de två mätplatserna. Noterbart är att halterna vid MP2 vid är ca 7 % av uppmätta halter för MP1, vilket orsakas av att mätplats MP2 är belägen längre från trafiken. Enhet MKN MP1 MP2 MP3 Medelvärde μg/m 3 3* 26 19 1 Max timvärde μg/m 3-28 161 8 98-precentil tim μg/m 3-88 6 27 Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) % - 97 97 97 Tabell 8. Uppmätta kväveoxidhalter (NO x ). *) miljökvalitetsnorm för rural miljö. 3 I kväveoxiderna, NO x, ingår förutom NO och NO 2 ytterligare kväveoxider men de är försumbara i det aktuella mätsammanhanget. Lustgas (N 2 O) inkluderas inte i NO x -begreppet beroende på sina avvikande egenskaper. 18
6 μg/m 3 4 3 MP1 MP2 MP3 2 1 28-4-24 28--8 28--22 28-6- 28-6-19 28-7-3 28-7-17 28-7-31 28-8-14 Figur 2. Uppmätta dygnsmedelhalter av kväveoxider (NO x ) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 4 4 3 3 2 2 1 1 μg/m 3 MP1 MP2 MP3 : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: Figur 21. Genomsnittlig dygnsprofil av uppmätta kväveoxider (NO x ) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 19
Väs t 6 4 3 2 1 MP1 MP2 Väst 3 2 2 1 1 MP3 Figur 22. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av uppmätta kväveoxider (NO x ) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3..1 Kvävemonoxidhalter (NO) Uppmätta kvävemonoxidhalter var i genomsnitt låga. Halterna var något högre vid MP1 än MP2 (), vilket beror på att avståndet till trafiken har ökat vid MP2 än MP1. Dessutom var halterna vid MP3 () något lägre än MP2 vid. Hur höga halterna är avspeglar närheten till utsläppskällorna, då kvävemonoxiden omvandlas till kvävedioxid. Det finns ingen miljökvalitetsnorm eller gränsvärde för kvävemonoxid. I tabell 9 och i figur 23, 24 och 2 redovisas uppmätta halter från de två mätplatserna. Speciellt i figur 23 syns tydligt skillnaden i haltkaraktär mellan de två mätplatserna. Under nätterna kan man konstatera att kvävemonoxidhalterna sjunker till 1 till 2 μg/m 3 i genomsnitt. Enhet MKN MP1 MP2 MP3 Medelvärde μg/m 3-7 3 2 Max timvärde μg/m 3-1 73 24 98-precentil tim μg/m 3-3 16 7 Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) Tabell 9. Uppmätta kvävemonoxidhalter (NO). % - 97 97 97 2
2 18 μg/m 3 16 14 12 MP1 MP2 MP3 1 8 6 4 2 28-4-24 28--8 28--22 28-6- 28-6-19 28-7-3 28-7-17 28-7-31 28-8-14 Figur 23. Uppmätta dygnsmedelhalter av kvävemonoxidhalter (NO) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 μg/m 3 MP1 MP2 MP3 : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: Figur 24. Genomsnittlig dygnsprofil av uppmätta kvävemonoxidhalter (NO) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 21
2 1 1 MP1 MP2 4 3 2 1 MP3 Väs t Väst Figur 2. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av uppmätta kvävemonoxidhalter (NO) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3..11 Kvävedioxidhalter (NO 2 ) Uppmätta kvävedioxidhalter var i genomsnitt mycket låga vid, medan vid var halterna något högre, då närheten till främst trafiken var större. Jämfört med normerna var uppmätta halter i storleksordningen ändå bara 4 till % av denna. Halterna nådde inte på någon av mätplatserna upp till den nedre utvärderingströskeln (NUT), vilket innebär att mätningar inte behöver göras, utan istället räcker det med enklare beräkningar eller indikativa mätningar. Intressant är att notera vid mätningarna är att det finns en extra topp vid 22-tiden på kvällen, se figur 27. I tabell 1 och i figur 26, 27 och 28 redovisas uppmätta halter från de två mätplatserna. Jämförelse görs också med kommunens egen mätutrustning, vilken mäter över en sträcka mellan Grand Hotell och Spyken. Denna jämförelse visar att halterna för båda mätplatserna överstämmer väl med uppmätta halter på kommunens egen utrustning. Mätningarna indikerar också att halterna för den första mätperioden var 2 % högre än under den senare mätperioden. Enhet MKN ÖUT/NUT MP1 MP2 MP3 Medelvärde μg/m 3 4 32/26 16 (1) 14 (1) 7 (8) Max timvärde μg/m 3 - - 84 (64) 71 (64) 31 (2) 98-percentil dygn μg/m 3 6 48/36 32 (26) 26 (26) 12 (14) 98-percentil tim μg/m 3 9 72/4 49 (44) 42 (44) 19 (27) Täckningsgrad (baserat på antal uppmätta timvärden) Tabell 1. Uppmätta kvävedioxidhalter (NO 2 ). % - - 97 (99) 97 (99) 97 (97) 22
4 3 3 2 2 1 1 μg/m 3 MP1 MP2 MP3 DOAS Lund 28-4-24 28--8 28--22 28-6- 28-6-19 28-7-3 28-7-17 28-7-31 28-8-14 Figur 26. Uppmätta dygnsmedelhalter av kvävedioxidhalter (NO 2 ) för mätningen vid (MP1 och MP2), (MP3) och kommuns egen mätutrustning i centrala Lund (DOAS Lund). Enhet μg/m 3. 2 2 μg/m 3 MP1 MP2 MP3 1 1 : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: Figur 27. Genomsnittlig dygnsprofil av uppmätta kvävedioxidhalter (NO 2 ) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 23
Väs t 3 2 2 1 1 MP1 MP2 Väst 1 12 9 6 3 MP3 Figur 28. Vindriktningsfördelningsdiagram (Breuer) för medelvärdet av uppmätta kvävedioxidhalter (NO 2 ) för mätningen vid (MP1 och MP2) och (MP3). Enhet μg/m 3. 24
Simuleringar Kapitel 6 6.1 Allmänt I datasystemet EnviMan finns det möjligheter att simulera luftföroreningshalter. Simuleringen baseras på utsläppskällor, trafikflöden, den lokala geografin samt meteorologiska variationer. Emissionsdatabasen i EnviMan är ursprungligen från 22, men är uppdaterad och kompletterad i omgångar. För Lunds del har framförallt trafikdata kring mätplatserna uppdateras med aktuell trafikstatistik. Spridningsberäkningar har genomförts för kväveoxider (NOx) och partiklar (PM1) för motsvarande mätplatser under samma tidsperiod, d.v.s. 24 april till 11 juni för mätplats och 11 juni till 9 september vid. För kväveoxider har empirisk omräkning gjorts till kvävedioxid. Meteorologisk data kommer från mätmasten i Malmö, vilken är utrustad med meteorlogisk mätutrusning speciellt anpassad för spridningsmodellering. 6.2 Spridningsberäkningar - kvävedioxid (NO2) I figur 29 och 3 redovisas spridningsberäkningarna av kvävedioxid vid och på ca 3 m för respektive mätperiod, med alla emissionskällor inkluderade i beräkningen. Det långväga bidraget är bedömt till 3 μg/m3, som kväveoxider. Omräkning till kvävedioxid har gjort med den empiriska formeln: NO2 = NOx ^(174+(28/(NOx +13))). 1 Mätplatsen för Mätvagn 4 3 6 Figur 29. Beräknade medelkvävedioxidhalter (NO2) vid östra Lund för tidsperioden 24 april till 11 juni 28. Enhet μg/m3. 2
Mätplatsen för Mätvagn 4 Figur 3. Beräknade medelkvävedioxidhalter (NO2) i sydvästra centrala delarna av Lund för tidsperioden 11 juni till 9 september 28. Enhet μg/m 3. I nedanstående figurer (figur 31) redovisas en jämförelse mellan beräknade och uppmätta kvävedioxidhalter timme för timme under respektive mätperiod för dels MP1 vid och dels MP3 vid. Noterbart är hur väl uppmätta mot beräknade halter stämmer överens vid, medan överstämmelsen är sämre vid. En trolig förklaring till skillnaden mellan uppmätta och beräknade halter vid är att emissionsmodellen för dieselgodstågen är överdriven. 14 12 1 8 6 4 2 μg/m 3 beräknat MP1 uppmätt MP1 24 apr 28 apr 21 7 maj 11 maj 1 maj 19 maj 23 maj 27 maj 1 juni juni 9 juni 8 μg/m 3 7 beräknat MP3 6 uppmätt MP3 4 3 2 1 12 juni 2 juni 7 juli 2 juli 1 aug 14 aug 26 aug 8 sept Figur 31. Beräknade och uppmätta kvävedioxidhalter (NO2) vid (MP1) och vid (MP3) timme för timme under respektive mätperiod. Enhet μg/m 3. 26
Jämförelsen mellan uppmätta och beräknade kvävedioxidhalter visar på en mycket god överensstämmelse för mätplats, medan för mätplats är överensstämmelsen något sämre. Uppmätta kvävedioxidhalter Simulerade kvävedioxidhalter MP1 - MP3 - MP1 - MP3 - Medelvärde μg/m 3 16 7 16 1 98%-il (tim) μg/m 3 49 19 1 2 Tabell 11. Uppmätta och beräknade kvävedioxidhalter (NO 2 ) under respektive mätperiod för mätplats och. 6.3 Spridningsberäkningar - partiklar (PM 1 ) Partiklarhalterna har en geografisk mer utslätad karaktär, d.v.s. halterna i rummet skiljer sig inte åt så mycket mellan olika platser. Under senaste året har det påbörjats ett projekt, med att utnyttja spridningsmodellen i EnviMan för att beräkna PM 1 i atmosfären. Projektet är i sin linda och det finns en hel del parametrar som måste ställas in rätt i modellen. Några av de viktigare är att beskriva kopplingen mellan klimatet och utsläppen av partiklar. Ett exempel är att beskriva hur temperaturen, nederbörden, fuktigheten och instrålningen samverkar/motverkar hur mycket partiklar som finns i närheten av vägbanan, samt om dessa partiklar har potential att uppvirvlas av dels trafiken i sig själv och dels den rådande vindstyrkan. Detta tankesätt skiljer sig från traditionell beräkningsmetodik. Från bakgrundsmätningar i Vavihill på Söderåsen utförda av Lunds universitet konstateras att de generella bakgrundshalterna PM 1 är ca 13-1 μg/m 3 som årsmedelvärde. Hur hög aktuell bakgrundshalt beror på vilken luftmassa som täcker södra Sverige. I urban miljö accederar alla utsläppskällor som finns i ett samhälle halterna med 3- μg/m 3. Till detta ökar halterna ytterligare med 3-1 μg/m 3 i gatumiljön, beroende på trafiken och hur instängt gaturummet är. Från beräkningarna kan konstateras att de lokala halterna från Lund bidrar med ca 2 μg/m 3 vid båda mätplatserna. Till detta tillkommer lokal påverkan från trafiken/järnvägen vid mätplatserna. Bedömt lokal påverkan är ca 1 μg/m 3 respektive 3 μg/m 3. Under mätperioden uppmättes 11-12 μg/m 3 som bakgrundshalt, d.v.s. totalhalt vid blir därmed ca 17 μg/m 3 och vid blir totalhalten ca 14 μg/m 3. Detta skall jämföras med uppmätta halter som är ca 2 μg/m 3 vid respektive 17 μg/m 3 vid. Konstateras kan då göras att beräknade halter saknas med 2-2 % i modellen. I nedanstående figur syns detta tydligt då jämförelse timme för timme görs mellan uppmätta och beräknade halter för en kortare period under mätningen vid. 27
Trots skillnaden mellan uppmätta och beräknade halter finns det ändå en god dynamik i beräkningen. 7 6 μg/m 3 Beräknade PM1-halter Uppmätta PM1-halter 4 3 2 1 17 juli 13 juli 2 juli 26 juli 1 aug Figur 32. Beräknade och uppmätta partikelhalter(pm 1 ) för delar av mätningen vid. Enhet μg/m 3. 28
Kapitel 7 Termer och uttryck Emission F/åmvd F/åmd IMM IVL Immission MKN ÖUT NUT mg/m 3 μg/m 3 Normalvecka Normalår NV ppb ppm Utsläpp Fordon per årsmedelvardagsdygn Fordon per årsmedeldygn Institutet för miljömedicin Svenska Miljöinstitutet Förekomsten av luftföroreningar i atmosfären Miljökvalitetsnorm Övre utvärderingströskel Nedre utvärderingströskeln Milligram per kubikmeter luft Mikrogram per kubikmeter luft Genomsnittlig vecka Genomsnittligt år Naturvårdsverket Miljarddel Miljondel Sommarsäsong 1 april t.o.m. 3 september Vintersäsong 1 oktober t.o.m. 31 mars X-Percentil Den högsta halt som uppnås i x procent av tiden Urban Rural I stadsmiljö I landsbygdsmiljö 29