Partikeldämpandande åtgärder i Göteborg 2014

Partikeldämpandande åtgärder i Göteborg 2014 bild Foto: Jan barndberg

Förord I den här rapporten utvärderar miljöförvaltningens utredare effekterna av de partikeldämpande åtgärderna som utfördes i Göteborg under vårvintern 2014. Erik Svensson har handlagt åtgärderna, sammanställt och analyserat data samt skrivit rapporten. Erik Bäck har granskat rapporten. 2

Innehåll Förord... 2 Innehåll... 4 Sammanfattning... 6 Bakgrund... 8 Metod... 10 Prognosarbete... 10 Åtgärderna... 11 Mätningar av luftkvaliteten... 12 Resultat... 14 Partikelhalter och väder under åtgärdsperioden... 14 Överskridanden... 15 Tillfällen då partikelprognosmodellen rekommenderade åtgärd... 17 Utförda åtgärder... 17 Diskussion och slutsatser... 20 Referenser... 22 4

Sammanfattning Under perioden 3 februari till 25 april utfördes partikeldämpande åtgärder på utvalda gator i centrala Göteborg inför de dygn då miljöförvaltningens handläggare ansåg att det fanns risk för överskridanden av miljökvalitetsnormer för PM 10. Åtgärderna bestod i spridning av magnesiumklorid som håller vägbanorna fuktiga och städning av gator. Följande slutsatser kan dras av 2014 års åtgärdsperiod: Partikelhalterna var förhållandevis låga under perioden. Det var förhållandevis varmt vilket medförde att de för perioden vanliga förhållandena uteblev. Mindre halkbekämpning än vanligt utfördes och grundlig städning av gatorna utfördes redan i slutet av mars. Detta resulterade troligen i att mindre uppvirvlingsbart material fanns på vägarna. Totalt uppmättes nio dygn med medelvärde för PM10 över 50 µg/m 3, av vilka sju inföll under en episod med mycket höga fjärrtransporterade bakgrundshalter av PM 2.5. Fyra eller fem av dessa överskridanden skulle inte ägt rum med mer normala bakgrundshalter. Efter den 20 mars höll sig partikelhalterna konsekvent låga, trots att de meteorologiska förhållandena var gynnsamma för höga halter. Detta berodde troligen på låga emissioner vilket i sin tur berodde på den låga mängden uppvirvlingsbart material på vägarna. Åtgärder i form av både städning och spridning av magnesiumklorid utfördes 6 gånger. Enbart städning utfördes en gång då spridningen uteblev på grund av halkbekämpning. Partikelprognosmodellen lyckades inte alls med att träffa rätt i förutsägelserna när överskridanden skulle ske. o Partikelprognosen rekommenderade åtgärder inför 22 vardagsdygn under perioden. o Endast en gång följdes en åtgärdsrekommendation av ett uppmätt överskridande och beräknade värden för dygn med åtgärd kan inte tydligt påvisa att något överskridande undvikits med hjälp av åtgärderna. o Inför 8 av de 9 överskridandena rekommenderade modellen inte åtgärder. Vi har inte kunnat kvantifiera åtgärdernas effekt i år. Detta beror dels på de ovanliga och varierande förhållandena, dels på det låga antalet åtgärdstillfällen. 6

Handläggaren måste i sin bedömning utöver partikelprognosen även ta hänsyn till faktorer såsom PM 2.5 (i stor utsträckning fjärrtransporterad bakgrund) och PM 10 föregående dygn med likartade väderförhållanden. 7

Bakgrund Luftburna partiklar med diameter mindre än 10 µm, vars massa per volymenhet luft betecknas PM 10, utgör ett hälsoproblem i tätbefolkade områden runt om i världen. PM 10 kopplas bland annat ihop med hjärt-, kärl- och lungsjukdomar samt cancer (Johansson, 2007). I Göteborg och andra nordiska städer är vägtrafik den största källan till PM 10. Det är i huvudsak inte förbränningsprocesser i fordonens motorer som bidrar utan slitage och uppvirvling från vägytan när fordonen framförs. I Göteborg är problemen med förhöjda partikelhalter i regel störst under vinter och tidig vår. Detta beror på flera samverkande faktorer. Dels förekommer inversioner ofta under perioden, vilka medför att utsläppta luftföroreningar ansamlas i stället för att transporteras bort. Dels genereras mer partiklar än exempelvis på sommaren av två anledningar. Dubbdäck river upp betydligt mycket mer partiklar än vad odubbade däck gör. Dessutom finns det mycket löst material på vägarna. Materialet är bland annat rester från halkbekämpning såsom salt och grus eller sand. Förutom det PM 10 som skapas lokalt på vägarna finns det bakgrundshalter från källor i och utanför staden. Bakgrundshalterna utgörs ofta till stor del av partiklar som är mindre än 2,5 µm, vars massa per volymenhet benämns PM 2.5. Dessa halter ingår som en del av PM 10. På grund av de negativa hälsoeffekterna har miljökvalitetsnormer på PM 10 införts. Haltens dygnmedelvärde får överstiga 50 µg/m 3 högst 35 gånger per år. För att klara detta utförs partikeldämpande åtgärder i Göteborg på vårvintern. 8

Metod Prognosarbete En handläggare på miljöförvaltningen har årligen i uppdrag att inför varje vardag i februari till och med april göra en bedömning om det föreligger risk för höga partikelhalter och att i så fall begära att partikeldämpande åtgärder vidtas. I det här avsnittet beskrivs hur detta arbete sker. För att försöka förutse kommande dags partikelhalter kommer bli höga använder vi väderprognosen från vinterhalka.se, se exempel i figur 1. Figur 1. Del av en väderprognos som använts i vårt arbete. Där presenteras prognoser för ett antal variabler som är relevanta för förhållandena på vägen i huvudsyfte att varna för eventuell halka, och de vanliga väderförhållandena. Vi kopierar in värdena från väderprognosen i vår prognosmodell där åtta olika kriterier testas. Kriterierna kan klassificeras i två olika kategorier. En grupp beskriver förhållandena på vägbanan och syftar på att reda ut om vägbanan kommer vara torr eller inte. En torr vägbana ger upphov till mycket större partikelemissioner än en våt. Den andra gruppen av kriterier försöker ta hänsyn till spridningsförhållandena och där är vindsituationen (medelhastighet, byighet och stabilitet hos vindriktningen) avgörande. Miljöförvaltningens handläggare gör därefter en bedömning med prognosmodellens utfall som underlag. Hen kan utifrån sina erfarenheter och andra faktorer som inte ingår i prognosmodellen (bakgrundshalter, halter 10

föregående dagar med mera) välja att inte följa utfallet. Då kallas det en subjektiv bedömning och kan ske åt båda håll (åtgärd när prognosmodellen inte rekommenderar det och vice versa). Åtgärderna Figur 2. Karta som visar var dammbindning tillämpades och var miljöförvaltningen mätte luftkvaliteten. Röda streck visar spridning med partikeldämpande medel, gröna visar städning med sopmaskiner. Om bedömningen blir att åtgärder bör utföras, informeras de utförare som beställarna utsett. En rad andra instanser och personer kontaktas samtidigt per e-post och sms, och allmänheten informeras via webbsidor och annonser. Att miljöförvaltningen rekommenderar åtgärd innebär inte att åtgärden säkert kommer att utföras, då detta kan krocka med andra vägbehandlingsåtgärder som kan ha högre prioritet, eller av annan orsak inte bli av. Om åtgärden utförs sker denna nattetid kommande natt efter rekommendation, ca mellan kl. 22:00 och 03:00. Under 2014 var det Svevia samt park- och naturförvaltningen som utförde åtgärderna. Svevia spred magnesiumklorid på de gator som är markerade med röda streck i figur 2. Magnesiumkloriden håller gatorna fuktiga, vilket gör att 11

färre partiklar virvlas upp. Åtgärden utförs genom att lastbil med en tank innehållande färdigblandad saltlösning (30 % MgCl) kör på aktuella sträckor och sprayar vägbanan med en saltlösningsspridare. Dysorna sprider lösningen med 15 g/m 2 nära vägbanan, en fil i taget. Ca 8 m 3 lösning går åt per spridning. Park- och naturförvaltningens åtgärder var att städa gatorna runt miljöförvaltningens mätstation i Haga, se de gröna strecken i figur 2. Städningen utfördes med PM 10 -certifierade mekaniska sopmaskiner. Avsikten är att städningen ska ta bort uppvirvlingsbart material från gatorna. För en genomgång av städmaskiner och deras effekter på partikelhalter har miljöförvaltningen sammanställt rapporter från bland annat Stockholm i en rapport (Svensson, 2014). När utringning skett tar utförarna ställning till om de har möjlighet att vidta de rekommenderade åtgärderna. Ibland sammanfaller spridningsrekommendationer med behov av halkbekämpning och då prioriteras denna. Mätningar av luftkvaliteten Miljöförvaltningen har hand om tre fasta mätstationer och tre mobila mätstationer som mäter PM 10 -halter. Information om dessa finns samlad i tabell 1. I Haga och på Mobil 1 mättes också PM 2.5. Tabell 1. Miljöförvaltningens mätplatser under åtgärdsperioden. Platserna visas på karta i figur 2. Mätplats (nummer på kartan) Typ av miljö Påverkad av partikelåtgärd Femman (1) Urban bakgrund, taknivå Oklar påverkan Gårda (2) Huvudled, stadsmiljö ja Haga (3) Stadsgata, halvöppet. ja Blidvädersplan, Biskopsgården (4) Ytterstad, öppen yta, cirka 150 från Lundbytunnelns västra mynning. nej Lundbybadet (5) Ytterstad, öppen yta bredvid trafikled. ja Bohus Centrum, Ale kommun Öppen yta i mindre ort, 16 km från centrala Göteborg. Cirka 100 m från E45. nej Mätningarna i Gårda och vid Lundbybadet låg i direkt anslutning till trafikleder där partikeldämpande medel spreds. De gator som städades istället för att partikeldämpas med magnesiumklorid ligger vid mätstationen i Haga. Mätstationen i Femmanhuset ligger på ungefär 30 meters höjd i centrala Göteborg, varför den betraktas som en urban bakgrundsstation. Luftföroreningarna där har ingen enskild huvudsaklig källa utan flera gator, av vilka vissa omfattas av de partikeldämpande åtgärderna och andra inte. 12

Partikeldämpningens effekt där är därför oklar, vilket också visas i tidigare utvärderingar. Mätningarna på Blidvädersplan och i Ale är opåverkade av partikeldämpningen. 13

Resultat Partikelhalter och väder under åtgärdsperioden Halterna av PM 10 vid de fasta mätstationerna visas i figur 3. Sett över hela perioden februari till och med april 2014 var partikelhalterna relativt låga jämfört med föregående år. Vid 9 tillfällen översteg dygnsmedelvärdet uppmätt i Gårda 50 µg/m 3, vilket enligt miljökvalitetsnormen får inträffa maximalt 35 gånger per år. (Vi kallar dessa tillfällen överskridanden, trots att de i sig inte innebär att miljökvalitetsnormen överskrids.) Detta antal kan jämföras med i snitt 11 för de fyra föregående åren (2010-2013). I Haga uppmättes enbart ett överskridande (7 mars), vilket är ett mycket lägre antal än tidigare år. Detta beror troligen huvudsakligen på trafikomläggningar och andra ändringar i den fysiska miljön, snarare än på generellt bättre luftkvalitet i staden eller partikeldämpande åtgärder. Vid några dygn saknas tillförlitliga dygnsmedelvärden, vilket syns som avbrott i linjerna i figur 3. Det finns inget som tyder på att partikelhalterna varit hög under dessa dygn. 80 70 PM 10 vid de fasta mätstationerna PM 10 (µg/m 3 ) 60 50 40 30 20 10 0 2014-02-01 2014-03-02 2014-03-31 2014-04-29 datum Figur 3. Halterna av PM 10 som dygnsmedelvärden. Röd linje visar Gårda, grön linje Haga och blålinje visar Femman. 14

Även mätstationen på Femman och de mobila stationerna 1 (Biskopsgården) och 2 (Bohus) uppmätte periodens enda överskridande 7 mars. För mobil 3 (Lundbybadet) låg halterna precis under 50 µg/m 3 denna dag. Dygnsmedelvärdet vid Rambergsvallen överskred aldrig gränsvärdet under perioden. Det var under åtgärdsperioden varmare är normalt för samma period. Temperaturens dygnsmedelvärden understeg aldrig 0 ºC utan var som lägst 2 ºC 4 februari. Generellt var väder- och luftkvalitetsförhållandena perioden februari till och med april 2014 atypiska för perioden. Saltning i syfte att bekämpa halka behövde enbart utföras ett fåtal gånger. Grundlig vårstädning av gatorna, med upptagning av grus och sand, utfördes 23 mars. Efter detta datum var PM 10 - halterna genomgående låga, trots att vädret enligt prognosmodellen var gynnsamt för höga partikelhalter. Det är tydligt att partikelemissionerna var betydligt lägre än vad de brukar vara för årstiden. Under april utfördes inga åtgärder trots att prognosmodellen vid flera tillfällen indikerade att det fanns risk för överskridande och åtgärder borde utföras. Under slutet på februari och början på mars (25 februari till 10 mars) var det en episod när höga halter av fjärrtransporterat PM 2.5 gav ett stort bidrag till PM 10 - nivåerna. Dygnsmedelvärdet av PM 2.5 i Haga låg över 20 µg/m 3 hela perioden med undantag för 8 mars. Detta kan jämföras med att det högsta dygnsmedelvärde som uppmättes under hela det föregående året (2013) var 15.7 i Haga. Sju av överskridandena i Gårda inträffade under denna period. Det lokala bidrag från trafiken som krävs för ett överskridande är mindre när den fjärrtransporterade bakgrunden är hög. 28 februari var enbart PM 2.5 i Haga 41 µg/m 3, vilket lämnar litet utrymme för lokala emissioner om dygnsmedelvärdet av PM 10 inte ska överstiga 50 µg/m 3. Om PM 2.5 hade legat på normala nivåer hade enbart tre eller fyra av överskridandena i Gårda ägt rum. Till skillnad från föregående år har vi i år inte lyckats kvantifiera effekten av partikeldämpningen, vilket beror på de speciella omständigheter som rått under åtgärdsperioden och det låga antalet åtgärdstillfällen. Jämförelser av PM 10 - halter och haltkvoter som används tidigare år varierade för mycket mellan de olika delarna av åtgärdsperioden. Det är dock sedan tidigare säkerställt att spridning av partikeldämpande medel sänker partikelhalterna med 20-25 % under två dygn efter åtgärden. Effekten av städningen av gatorna är mer osäker enligt Svensson (2014) och vi har på grund av de ovanliga förhållandena inte lyckats se eller uppskatta storleken på denna effekt. Överskridanden Dygnsmedelvärdet för PM 10 i Gårda var högre än 50 µg/m 3 vid nio tillfällen under åtgärdsperioden. Information om dessa finns sammanfattad i tabell 2. 15

Tabell 2. Sammanställning av de överskridanden av dygnsmedelvärdet 50 µg/m 3 som ägde rum under perioden i Gårda. Inga åtgärder utfördes inför dessa dygn. Kolumnen "Felande faktor" berättar vad som orsakade att åtgärder inte utfördes. "Fallerande kriterium" berättar vilken/vilka parameter/-rar i prognosmodellen som orsakade att åtgärder inte rekommenderades. Datum Halt (µg/m 3 ) Felande faktor Fallerande kriterium Kommentar 2014-02-04 54 Prognosmodellen Vindriktning 2014-02-27 61 Handläggaren Högt PM 2.5 2014-02-28 57 Väderprognosen Vägstatus Högt PM 2.5 2014-03-05 50 Prognosmodellen Vindriktning Högt PM 2.5 2014-03-06 56 Väderprognosen Fuktighet Högt PM 2.5 2014-03-07 68 Prognosmodellen Nederbörd, vindhastighet, empirisk kvot 2014-03-09 53 Väderprognosen/Pr ognosmodellen Vindhastighet, kvot empirisk Högt PM 2.5 Högt PM 2.5, helg 2014-03-10 56 Prognosmodellen Vindriktning Högt PM 2.5 2014-03-11 58 Prognosmodellen/H alkbekämpning. Vindriktning Vid inget av de överskridande dygnen utfördes partikeldämpande åtgärder på natten. Vid ett tillfälle (27 februari) berodde detta på en felaktig subjektiv bedömning från handläggaren. I detta fall gav väderprognosens data inmatad i miljöförvaltningens prognosmodell besked om att åtgärder borde utföras, men handläggaren valde att avstå. 5 mars hade ett överskridande trots att åtgärder utförts inför föregående dygn. I övriga åtta fall var det antingen väderprognosen som slog fel eller att prognosmodellen misslyckades i bedömningen av situationen. Skillnaden mellan dessa situationer förklarar vi genom följande två exempel: 6 mars var fuktigheten lägre än vad som prognostiserats och om uppmätt fuktighet matas in i partikelprognosmodellen ändras utfallet till att åtgärd rekommenderas. Detta är ett exempel på när väderprognosen är den felande faktorn. 7 mars däremot ger det verkliga, uppmätta vädret i likhet med prognosens väder enligt partikelprognosen rekommendationen att åtgärd inte bör utföras. Trots detta överskrids dygnsnormen, och därför anser vi att denna felbedömning är på grund av brister i partikelprognosmodellen. Enligt tabell 2 kan fem av de felaktiga bedömningarna tydligt tillskrivas partikelprognosmodellen och två till väderprognosen. I ett fall är det oklart om 16

det är väderprognosen eller partikelprognosen som är ansvarig för felbedömningen. Inför 11 mars gjorde miljöförvaltningens handläggare den subjektiva bedömningen att åtgärder borde utföras trots att partikelprognosmodellen inte rekommenderade åtgärder. Utförarna av åtgärderna bedömde dock att de behövde halkbekämpa istället. Sammanfattningsvis utfördes åtgärder inte vid något tillfälle inför dygn då överskridanden skedde. Detta berodde i fallande ordning på: 1 partikelprognosen, 2 väderprognosen, 3 halkbekämpning och subjektiv bedömning. Anledningen till partikelprognosens dåliga utfall var i huvudsak att bakgrundsnivåerna var höga vid sju av nio överskridanden. Vid dessa tillfällen är det troligt att överskridande skulle skett även om åtgärder satts in. Det kriterium som oftast orsakade att partikelprognosen inte rekommenderade åtgärd ("fallerande kriterium") var vindriktning. Det var i synnerhet det kriteriet som fallerade vid de två överskridanden som inte sammanföll med höga PM 2.5 - halter. Detta talar för att vindriktningskriteriet bör betraktas med viss skepsis och utvärderas noga under kommande år. Tillfällen då partikelprognosmodellen rekommenderade åtgärd Partikelprognosmodellen gav under perioden 3 februari till 25 april utslaget att partikeldämpande åtgärder rekommenderades inför 18 vardagar. Utav dessa tillfällen inföll fem i februari, sex i mars och sex i april. Endast en enda gång (27 februari) följdes ett sådant utfall av ett uppmätt överskridande i Gårda. I övrigt låg halterna lägre. Utförda åtgärder Under perioden städade park- och naturförvaltningen de för detta utvalda gatorna sju gånger och Svevia spred magnesiumklorid sex gånger på övriga vägar som omfattas av de partikeldämpande åtgärderna. Skillnaden i antal beror på att Svevia 5 februari avstod från spridning eftersom halkbekämpning prioriterades. Vid alla övriga åtgärdstillfällen utfördes både spridning och sopning. Det är mycket färre än antalet åtgärdsrekommendationer från partikelprognosmodellen och färre tillfällen än föregående år. Normalt blir det ungefär 10-15 åtgärdstillfällen varje vårvinter. Den huvudsakliga orsaken till att det blev så få åtgärdstillfällen var att halterna efter 20 mars konsekvent var låga. Handläggaren gjorde därför subjektiva bedömningar att åtgärder var onödiga. 17

Uppmätta och beräknade PM 10 i Gårda 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2014-02-01 2014-02-06 2014-02-11 2014-02-16 2014-02-21 PM 10 (µg/m 3 ) 2014-02-26 2014-03-03 2014-03-08 2014-03-13 2014-03-18 2014-03-23 2014-03-28 2014-04-02 2014-04-07 2014-04-12 2014-04-17 2014-04-22 2014-04-27 datum Figur 4. Uppmätta dygnsmedelvärden (blått) och simulerade värden (rött). För att undersöka om något överskridande undvikits med hjälp av åtgärderna försöker vi uppskatta vad halterna hade varit utan åtgärderna. Eftersom vi inte kunnat göra några uppskattningar av åtgärdernas effekt för 2014 räknar vi grundat i tidigare års resultat med att de uppmätta halterna är 80 % av vad de hade varit utan åtgärder de två dygn som följer efter utförda åtgärder. Enligt resultaten av denna beräkning, som visas i figur 4, är det enbart vi ett tillfälle (26 februari) då de uppmätta halterna är lägre än 50 µg/m 3, samtidigt som de simulerade halterna ligger över gränsvärdet. Detta kan tolkas som ett fall där ett överskridande undvikits, men det inföll under episoden med höga bakgrundshalter vilka inte påverkas av åtgärderna. Vi kan alltså inte med säkerhet säga att något överskridande undvikits på grund av de partikeldämpande åtgärderna under 2014. 18

Diskussion och slutsatser Sammanfattningsvis utmärktes åtgärdsperioden februari till april av förhållandevis låga PM 10 -halter, men också av ovanliga väder- och partikelbakgrundsförhållanden. Totalt blev det 9 dygn med PM 10 -medelvärden över 50 µg/m 3 (kallas överskridanden), vilket är förhållandevis lågt. Dygnen med de högsta halterna inföll i slutet av februari och början på mars när höga halter av fjärrtransporterat PM 2.5 dominerade PM 10 -halterna. Under andra halvan av åtgärdsperioden låg PM 10 genomgående lågt, vilket troligen berodde på låga emissioner från vägarna. En lång period utan behov av halkbekämpning resulterade antagligen i att mängderna uppvirvlingsbart material på vägarna blev litet. De ovanliga förhållandena under åtgärdsperioden medförde att miljöförvaltningens partikelprognos inte lyckades förutsäga när höga partikelhalter var att vänta och att effekten av åtgärderna var betydligt sämre än vad de var förgående år. De flesta dygn med höga PM 10 -halter inföll när bakgrundshalterna av fjärrtransporterat PM 2.5 var höga. Varken partikelprognosen eller åtgärderna klarar att hantera sådana situationer. Det finns inga tillgängliga prognoser över bakgrundshalter. Åtgärderna minskar enbart de lokala emissionerna som vanligtvis dominerar exempelvis i Gårda, men har ingen påverkan på bakgrundshalter. De partikeldämpande åtgärderna som utfördes under 2014 hade ingen avgörande påverkan på antalet överskridanden. Miljökvalitetsnormen på maximalt 35 överskridanden per år klarades trots detta med god marginal under 2014. För folkhälsan betraktas alla sänkningar av partikelhalten som positiva eftersom det inte verkar finnas någon tröskelnivå under vilken partiklarna är ofarliga (Johansson, 2007). Under 2014 utfördes partikelåtgärder vid få tillfällen jämfört med tidigare år, vilket är positivt ur ekonomisk synvinkel. På grund av de ovanliga förhållanden som rådde under åtgärdsperioden var partikeldämpningen under 2014 mindre framgångsrik vad gäller att undvika överskridanden än vad den varit tidigare år. Detta gäller både prognoserna och själva åtgärderna. De höga bakgrundshalter som i hög grad bidrog till många av överskridandena kan varken förutses eller åtgärdas med lokala medel. Att emissionerna under andra halvan av perioden var låga är positivt ur samhällssynpunkt, men det bidrog till många felaktiga partikelprognoser. Den lärdom som kan dras är att handläggaren bör ta hänsyn till fler faktorer än partikelprognosen, exempelvis PM 2.5 -halter och PM 10 -halter föregående dagar med liknande väder som prognostiserats för kommande dag. 20

Referenser Johansson, C., 2007. Hälsoeffekter av partiklar. SLB-Analys 2007-14. http://slb.nu/slb/rapporter/pdf8/lvf2007_014.pdf Svensson, E., 2014. Litteraturstudie om städmaskiners påverkan på partikelhalter. Utredningsrapport 2014:3. Miljöförvaltningen i Göteborg. 22