Mätning av partiklar (PM10) Bergslagsvägen/Rv 51 i Finspång

Mätning av partiklar (PM10) Bergslagsvägen/Rv 51 i Finspång Foto: Jonny Sävenhed 2 november 2013 21 oktober 2014

Luftmätningen är utförd av miljöenheten i Finspångs kommun och miljökontoret i Norrköpings kommun, på uppdrag av Östergötlands luftvårdsförbund. Ansvariga för denna rapport är Jonny Sävenhed, Helen Bergman Fransson miljöenheten i Finspångs Kommun, och Pontus Edqvist, Bygg- och miljökontoret i Norrköpings kommun. Vid frågor angående innehållet, ring 0122-852 37, eller 011-15 14 86

Innehållsförteckning 1 Sammanfattning 2 2 Inledning 2 2.1 Begreppsförklaring 3 2.2 Partiklar, PM10 3 2.3 Hälsoeffekter 4 3 Metod 5 3.1 Partiklar 5 3.2 Meteorologi 5 3.3 Datainsamling/presentation 5 4 Mätplats 6 5 Resultat 6 5.1 Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärde 7 5.2 Sammanställning av dygnsmedelvärden under mätperioden 7 5.3 Meteorologi 8 5.4 Trafik 9 5.5 Jämförelse beräkning i Simair och mätning 9 6 Dataåterbäring och datakvalitet 9 6.1 Mätosäkerhet, TEOM 10 7 Diskussion och slutsatser 10 8 Litteratur 11 1

1 Sammanfattning Mätningen av partiklar i Finspång 2013/2014 visar att PM10-halten har överskridit miljökvalitetsnormen (MKN) vad gäller dygnsmedelvärde (dvs 50 g/m 3 ) 2 gånger under perioden. Enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) får halten 50 g/m 3 överskridas som högst 35 gånger under ett år för att klara MKN. Det högsta dygnsmedelvärde som uppmättes hamnade på 52,9 µg/m 3. Uppmätt årsmedelvärde under mätperioden uppgick till 13,2 g/m 3 och hamnar därmed under miljökvalitetsnormen (40 g/m 3 ), under övre utvärderingströskeln (28 g/m 3 ) samt under den nedre utvärderingströskeln (20 g/m 3 ). Dataåterbäringen under mätperioden är något under den godtagbara nivån på minst 90%, vilket beror på problem med mätutrustningen. På grund av bortfall av mätvärden ger denna rapport inte en helt korrekt bild av PM10-partiklarna för mätperioden. 2 Inledning Samverkansområde Luft Östergötland (SLÖ) bildades våren 2008. Av länets 13 kommuner medverkar 12 kommuner samt Länsstyrelsen. SLÖ ingår som en del av Östergötlands Luftvårdsförbund (ÖLUF), som är en sammanslutning av företag, kommuner, myndigheter och andra intressenter som påverkar luftmiljön eller har intressen i luftvårdsfrågor. Förbundet bedriver övervakning av luftföroreningar och hur de påverkar miljön. Inom SLÖ:s område bor ca 430 000 invånare, vilket medför att det krävs två provtagningsplatser för kontinuerliga mätningar i samverkansområdet (enligt Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet). Den ena utrustningen bör placeras i urban bakgrund i den värst belastade tätorten medan den andra utrustningen ska placeras i gaturum i samma tätort. Östergötlands luftvårdsförbund införskaffade en utrustning för mätning av partiklar (PM10) under våren 2008. Denna placerades i bakgrundsnivå i Norrköping. Den andra utrustningen som är placerad på Kungsgatan (gaturum) i Norrköping förfogar Norrköpings kommun över men samverkansområdet kan nyttja mätresultaten. Bakgrundsmätningen i Norrköping avslutades sommaren 2009. Därefter har mätutrustningen varit placerad i de kommuner (undantag Norrköping och Linköping) inom Samverkansområdet som genom beräkningar haft högst halter av PM10 i gaturum. Utrustningen har därefter varit placerad i: - Valdemarsvik (2009/10) - Vadstena (2010/11) - Mjölby (2011/12) - Motala (2012/2013) - Finspång (2013/2014) Det pågår även andra indikativa och kontinuerliga mätningar av luftföroreningar i Norrköping, Linköping och Motala kommuner. Därutöver kompletteras kontrollen inom samverkansområdet med beräkningar av föroreningshalter avseende PM10 och NO 2 i gaturum i samtliga medverkande kommuner. 2

Mätningarna med Luftvårdsförbundets utrustning genomförs främst med syftet att validera beräkningsresultaten samt preliminärundersökning (screening) av halterna av partiklar inom samverkansområdet. Denna rapport redovisar mätning av partiklar (PM10) på Bergslagsvägen/Rv 51 i Finspång. Insamling av data startade den 2 november 2013. I rapporten redovisas mätresultat från den 2 november till och med den 21 oktober 2014. Resultaten jämförs med miljökvalitetsnormen och utvärderingströsklarna för PM10. 2.1 Begreppsförklaring För att underlätta läsningen och förståelsen av rapporten ges här en sammanfattande begreppsförklaring samt en introduktion i ämnet. Miljökvalitetsnormer (MKN) är lagstadgade halter för till exempel olika föroreningar i utomhusluften som enligt miljöbalken inte får överskridas. Utgångspunkten för en norm är kunskapen om vad människan och naturen tål. Miljökvalitetsnormer måste även iakttas vid planering och planläggning. I vissa fall kan det vara nödvändigt att upprätta åtgärdsprogram eller åtgärdsplaner för att uppfylla en meddelad miljökvalitetsnorm. Förutom ett högsta normvärde som inte får överskridas, finns även nedre och övre utvärderingströsklar. Mätvärden finns kopplade till utvärderingströsklarna och även när dessa överskrids är man skyldig att utföra vissa kontrollåtgärder. Dessa varierar beroende på vilket tröskelvärde som överskrids. För partiklar PM10 får både normvärde och utvärderingströsklarna för dygnsmedelvärdet överskridas 35 gånger under ett år. Resultaten från mätningarna redovisas i enheten g/m 3. Med detta menas mikrogram per kubikmeter luft, där ett mikrogram motsvarar en miljondels gram. 2.2 Partiklar, PM10 Luften innehåller mängder av partiklar med olika storlek. De som går att andas in, det vill säga de som är mindre än 10 m ( m = tusendels millimeter) anses hälsovådliga och högsta tillåtna halt regleras därför i lagstiftning. Partiklar som är mindre än 10 µm brukar benämnas som PM10. Partiklar mindre än 10 µm kommer till allra största delen från vägslitage (framför allt från dubbdäck), uppvirvlat vägdamm, slitage från bromsar och avgaser. Under vinterhalvåret, då problemet med höga partikelhalter är som störst, utgör slitagepartiklar 70-80 % av den totala halten PM10 i gatumiljön. Under sommarhalvåret är andelen slitagerelaterade partiklar lägre, ca 50-60 %, av den totala PM10-halten. I gatumiljön styrs halten partiklar av trafikmängd, trafiksammansättning, hastighet, körsätt, andelen dubbdäck, friktionsmaterial, när gatorna senast städades, städfrekvens mm. Dessutom påverkar vägbanans fuktighet, vindhastighet och vindriktning samt gaturummens utformning partikelhalterna. Gator med höga hus längs båda sidor har högre halter än då det är öppen terräng runt vägen. I den urbana miljön har partiklarna framförallt tre källor. Den ena källan är det som skapas i gaturummet och består till största delen av grövre partiklar. En annan viktig källa är mindre partiklar som framförallt har transporterats mer långväga (andra delar i Sverige, från andra länder). Den tredje källan är de ultrafina partiklarna som kan härröras till avgasutsläpp från den lokala trafiken, 3

vedeldning och energianläggningar. Den ultrafina fraktionen bidrar ytterst litet till den totala halten av PM10 på grund av deras låga vikt. Halten partiklar på landsbygden består till största delen av långväga transporter (framförallt vindrelaterat) som i stor utsträckning bestäms av den storskaliga meteorologin. 2.3 Hälsoeffekter Att just PM10 används som miljökvalitetsnorm beror på att dessa partiklar följer med inandningsluften ner i luftvägar och lungor. Ju mindre partiklarna är desto lättare följer de med ner i lungorna. Man vet idag att exponering av partiklar orsakar ökad dödlighet i hjärt- och kärlsjukdomar och i lungcancer. Andra effekter på människors hälsa är förändringar i lungfunktionen, ökat behov av akutbesök och medicinering hos astmatiker, ökade sjukhusintagningar bland barn med lungsjukdom samt av äldre med lunginflammation, ökad sjukfrånvaro hos barn på daghem och i skolor. En studie från Svenska miljöinstitutet (IVL) och Umeås universitet visar att partiklar i utomhusluften orsakar omkring 3 400 förtida dödsfall, 1 300-1 400 fall av kronisk bronkit, omkring 1 400 inläggningar på sjukhus på grund av andnings- och hjärtbesvär, omkring 4,5-5 miljoner persondagar 1 då känsliga personer får olika slags besvär som leder till arbetsbortfall. Hälsoeffekterna av partiklar i utomhusluften beräknas kosta samhället ca 26 miljarder kronor årligen. Tidigare har man ansett att de allra minsta partiklarna utgjort den största hälsorisken vid långtidsexponering. Av forskning framgår dock att även de större partiklarna upp till 10 m i diameter medför allvarliga hälsorisker. Något tröskelvärde under vilket partikelhalten inte medför några hälsorisker har inte kunnat konstateras. Effekterna till följd av partikelexponeringen kan skilja sig beroende på om man utsätts under lång eller kort tid. Forskningen avseende långtidsexponering är dock mindre omfattande och kunskapen därför begränsad. 1 Ca 0,1 % av den totala mängden arbetade dagar i Sverige 4

3 Metod 3.1 Partiklar Mätningarna har utförts med TEOM-utrustning (TEOM Tapered Element Oscillating Microbalance). Tekniken bygger på att partiklarna avskiljs på ett filter placerad på toppen av en oscillerande glaskropp. Provluften värms och temperaturen över filtret hålls konstant vid 50 0 C för att undvika variationer p g a varierande vatteninnehåll. Frekvensen hos den ihåliga glaskroppen och filtret förändras proportionellt med massförändringen på filtret. Ändringen i frekvens över en given tid kan omräknas till partikelhalt (massa per volymenhet). PM10-huvud Uppvärmd filterhållare Oscillerande glaskropp Utrustningen som används i denna undersökning är en av de mest använda på marknaden. 3.2 Meteorologi Nederbörds- och temperaturdata hämtas från Sveriges meteorologiska och hydrologiska instituts (SMHI) mätstation i Norrköping. 3.3 Datainsamling/presentation För beräkningar och illustrationer har SMHI:s webbaserade datasystem Airviro använts. Systemet är ett verktyg för att kvalitetssäkra och presentera inkomna data i realtid. Under perioden har data kontinuerligt samlats in och granskats. 5

4 Mätplats Mätutrustningen var placerad i gaturumsmiljö utmed Bergslagsvägen/Riksväg 51 vid Bergska skolan genom Finspång. Intagssonden satt ca 2 meter ovan marknivå. Copyright Lantmäteriet Figur 1. Karta över Finspång med markering för mätplats i gaturum, Bergslagsvägen/Rv 51 5 Resultat Resultaten för perioden 2 november 2013-21 oktober 2014 visar att PM10-halten överskred miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 g/m 3 ) som dygnsmedelvärde vid 2 tillfällen 5 och 7 mars 2014. Antalet gånger som gränsvärdet överskreds är färre än 35 gånger vilket innebär att normen inte anses överskriden. När det gäller utvärderingströsklarna för dygnsmedelvärdet överskreds den övre utvärderingströskeln (35 g/m 3 ) 10 gånger och den nedre utvärderingströskeln (25 g/m 3 ) 30 gånger. Utvärderingströsklarna får överskridas 35 gånger under ett år, vilket innebär att ingen av utvärderingströsklarna anses överskridna. Högsta dygnsmedelvärdet uppmättes den 7 mars 2014och uppgick till 52,9 µg/m 3. Under mätperioden förekom inga överskridanden av miljökvalitetsnormen när det gäller årsmedelvärdet. Inte heller utvärderingströsklarna för årsmedelvärdet överskreds under perioden. Resultaten visar att Finspångs kommun, för att uppfylla kraven enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477), behöver göra återkommande beräkningar alternativt objektiva skattningar av PM10-halterna i utomhusluften. 6

Det bör tilläggas att det var problem med mätutrustningen med stora bortfall av mätdata tidvis. Under januari och februari 2014 finns endast ett fåtal mätvärden. 5.1 Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärde Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar. Uppmätta PM10- halter (µg/m3) MKN Periodens PM10 medelvärde MKN, årsmedelvärde 40 13,2 Övre utvärderingströskel, årsmedelvärde Nedre utvärderingströskel, årsmedelvärde 28 13,2 20 13,2 Högsta dygnsmedelvärde Dygnsmedelvärde 90 percentil Antal överskridanden MKN, dygnsmedelvärde 50* 52,9 23,2 2 Övre utvärderingströskel, dygnsmedelvärde Nedre utvärderingströskel, dygsnmedelvärde * Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår. 35* 10 25* 30 5.2 Sammanställning av dygnsmedelvärden under mätperioden Figur 2. Dygnsmedelvärden för PM10 (µg/m 3 ) under perioden 2 november 2013 21 oktober 2014. 7

PM10-halten överskred miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 g/m 3 ) som dygnsmedelvärde vid 2 tillfällen 5 och 7 mars 2014. 5.3 Meteorologi Nedanstående diagram visar nederbördsmängder per månad (figur 3) och dygnsmedeltemperatur (figur 4) under mätperioden. Nederbördsdata och temperaturmätningar har inte genomförts på plats. Alla meteorologiska resultat hämtas från SMHI:s data över Norrköping. Figur 3. Diagram över timmedelvärden av nederbörd under perioden 2 november 2013 21 oktober 2014. Enhet: mm Det kan konstateras att under de månader där höga partikelhalter uppmättes var nederbördsmängden förhållandevis liten. Höga partikelhalter i gatumiljön, som även påverkar halterna i bakgrundsluften, uppmäts i regel de dagar då det är klart, vindstilla och torrt väder. 8

Figur 4. Diagram över dygnsmedelvärden av temperatur under perioden 2 november 2013 21 oktober 2014. Enhet: Celciusgrader. 5.4 Trafik Bergslagsvägen/Rv 51 trafikeras av drygt 7519 fordon per dygn varav 8 % avser tunga fordon. Uppgifterna kommer från trafikverket. Den skyltade hastigheten är 40 km/timme. Vägen sandas och saltas vid behov. 5.5 Jämförelse beräkning i Simair och mätning Tabell 2: Jämförelse beräkning i Simair och mätresultat vad gäller PM 10 PM 10 ug/m3 Enligt beräkning år 2014 Mätning år 2014 % beräkning/mätning (Mätning/beräkning) Årsmedelvärde 15,9 13,2 120 % (83 %) Dygnsmedelvärde, 90- percentil (extremvärde) 27 23,2 116 % (86 %) Beräkning av partiklar sker en gång per år i varje kommun inom SLÖ. Beräkningar vid Bergslagsvägen, Finspång avseende år 2014, jämförs med genomförda mätningar 2013/2014 i tabell 2 ovan. 6 Dataåterbäring och datakvalitet Bortfallet av data har förutom service och underhåll av mätapparatur sin orsak i rent tekniska orsaker. Inkommande data har genomgått en kvalitetskontroll, där felaktiga och osäkra värden sållats bort utifrån de toleransgränser som är definierade. Med dataåterbäring menas hur stor andel av inkommande data som blivit godkända vid kvalitetskontrollen. 9

Tabell 3. Dataåterbäring under mätperioden 2 november 2013 21 oktober 2014. Parameter Mätperiod Godkända värden Återbäring Partiklar (PM10) Timmedelvärden 2013-11-02-2014-10-21 7106 84% Dygnsmedelvärden 2013-11-02-2014-10-21 292 82% Meteorologi Nederbörd 2013-11-02-2014-10-21 7043 83% Temperatur 2013-11-02-2014-10-21 296 83% Datafångsten måste, för att vara godtagbar, vara minst 90 % vid kontinuerliga mätningar. Tidstäckningen måste vara 100%, vilket innebär att mätningen skett under årets alla månader men att stopp som skett genom kalibrering och kontroll accepteras. Datafångsten från mätstationen är inte så hög på grund av teknisk fel under ett par månader. Underlaget i rapporten ger därför bara en delvis korrekt bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden. 6.1 Mätosäkerhet, TEOM Utrustningen har en precision när det gäller timmedelvärdet på 1,5 g. För dygnsmedelvärdet är noggrannheten något större, 0,5 g. 7 Diskussion och slutsatser Under mätperioden överskreds miljökvalitetsnormen vad gäller dygnsmedelvärde (50 µg/m 3 ) vid 2 tillfällen (gränsvärde 35) under mätperioden. Överskridandena skedde under mars månad då det var mycket torrt och liten nederbörd. Som man kan se i figur 2 var de högsta mätvärdena under mars, april och maj. Den nedre utvärderingströskeln överskreds 30 gånger, dessa överskridanden var spridda över hela året även om majoriteten av dem skedde under mars, april och maj. Dataåterbäringen under mätperioden är något under den godtagbara nivån på minst 90%. För januari och februari finns endast ett fåtal mätvärden vilket beror på att det var problem med mätutrustningen under dessa månader. På grund av detta bortfall av mätvärden ger denna rapport endast en delvis korrekt bild av PM10-partiklarna för mätperioden. Antal överskridande dygnsmedelvärden var endast två men bortfallet av mätvärden gör detta väldigt osäkert, om mätutrustningen fungerat under hela perioden kan det mycket väl vara så att antalet överskridanden varit fler. Sannolikheten för att nedre utvärderingströskeln för dygnsmedelvärde skulle ha överskridits vid högre dataåterbäring bedöms som relativt stor. Om föroreningshalten överstiger den nedre utvärderingströskeln ska kontrollen ske genom till exempel en kombination av mätningar och beräkningar. I januari och februari 2014 var nederbördsmängden liten och under 2014 var det endast januari som hade minusgrader. En torr vägbana medför att mycket slitagepartiklar bildas och virvlar runt tillsammans med t.ex. sand. På vintern är det vanligt med dubbdäck i Finspångs kommun och detta bidrar till att vid torr vägbana rivs mer partiklar loss från vägen. Eftersom det var lite nederbörd och lite snö i januari och februari skulle det mycket väl kunna ha varit överskridanden av miljökvalitetsnormen under dessa månader. 10

Jämförs beräkningsresultat med mätresultat avseende årsmedelvärde kan man konstatera att beräkningarna stämmer till 83 % och att SimAir ger något högre halter än de uppmätta. Beräknat årsmedelvärde blev 15,9 g/m 3 och uppmätt medelvärde under mätperioden blev 13,2 g/m 3. För 90-percentil av dygnsvärden enligt SimAir var 27 g/m 3 och motsvarande värde enligt resultaten från mätperioden var 23,2 g/m 3, vilket ger 86 % överensstämmelse, vilket måste betraktas som en god överensstämmelse. Denna mätning, trots mätbortfall, var värdefull på så sätt att den kan användas för att verifiera beräkningsresultaten från SimAir. Finspång bedöms därför utföra tillräcklig kontroll genom mätning och beräkningar. Hela länet har genomfört beräkningar och mätningar kommer att genomföras i alla kommuner. 8 Litteratur - Miljöbalken (SFS 1998:808) - Luftkvalitetsförordning (SFS 2010:477) - Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet (NFS 2010:8) - IVL & Umeå Unviersitet (2009): Quantification of population exposure to PM 2,5 and PM 10 in Sweden 2005 - Naturvårdsverket: Luftguiden Handbok om miljökvalitetsnormer för utomhusluft, Handbok 2011:1 11