Mätning av partiklar (PM10) Storgatan i Valdemarsvik Bild: Valdemarsviks kommun 10 september 2009 14 juni 2010
Innehållsförteckning 1 Sammanfattning 1 2 Inledning 1 2.1 Begreppsförklaring 1 2.2 Partiklar, PM10 2 2.3 Hälsoeffekter 2 3 Metod 3 3.1 Partiklar 3 3.2 Meteorologi 4 3.3 Datainsamling/presentation 4 4 Resultat 4 4.1 Månadsmedelvärden 10 sept 2009 14 juni 2010 5 4.2 Periodens medelvärde samt dygnsmedelvärden 5 4.3 Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden 6 4.4 Meteorologi 7 4.5 Trafik 7 5 Dataåterbäring och datakvalitet 7 5.1 Mätosäkerhet, TEOM 8 6 Diskussion och slutsatser 8 7 Bilagor 9 7.1 Diagramredovisning meteorologi 9
Luftmätningarna är utförda av av Tekniska förvaltningen i Valdemarsvik i samverkan med bygg och miljökontoret i Norrköpings kommun, på uppdrag av Östergötlands luftvårdsförbund. Ansvariga för denna rapport är Daniel Andersson och Ola Lindén. Vid frågor angående innehållet, ring 011-15 14 74 eller 013-19 62 07
1 Sammanfattning Mätningen av partiklar i Valdemarsvik visar att PM10-halten överskridit miljökvalitetsnormen (MKN) vad gäller dygnsmedelvärde, dvs 50 µg/ m 3, en gång under perioden. Enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) får halten 50 µg/m 3 överskridas som högst 35 gånger under ett år. Det högsta dygnsmedelvärdet som uppmättes hamnade på 63 µg/m 3. MKN avseende årsmedelvärde är 40 µg/m 3. Uppmätt medelvärde under året är 12,7 µg/m 3 och hamnar därmed under miljökvalitetsnormen. Även nedre och övre utvärderingströsklarna underskrids. Jämförs resultaten från denna mätning med andra gaturumsmätningar i Sverige så ligger halterna mycket lågt. 2 Inledning Samverkansområde Luft Östergötland (SLÖ) bildades våren 2008. Av länets 13 kommuner medverkar 12 kommuner samt Länsstyrelsen. Inom området bor ca 425 000 invånare, vilket medför att det krävs två provtagningsplatser för kontinuerliga mätningar i samverkansområdet. 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 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 utnyttja mätresultaten. Det pågår även andra indikativa och kontinuerliga mätningar av olika luftföroreningar i Norrköping, Linköping och Motala. Därutöver kompletteras kontrollen inom samverkansområdet med beräkningar av föroreningshalter i samtliga medverkande kommuner. Bakgrundsmätningen i Norrköping avslutades sommaren 2009 och utrustningen flyttades till Valdemarsvik. Motivet till varför flytten gick till Valdemarsvik var för att de, förutom Linköping och Norrköping, beräknat fram högst halter av partiklar (PM10) jämfört med övriga kommuner i länet. Mätningarna med Luftvårdsförbundets utrustning genomförs främst med syftet att validera beräkningsresultaten samt screening av halterna av partiklar inom samverkansområdet. Denna rapport avser mätning av partiklar (PM10) på Storgatan i Valdemarsvik. Insamlingen av data startade den 10 september 2009. I rapporten redovisas mätresultatet från 10 september 2009 till 14 juni 2010. 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. 1
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 utvärderingströsklar - nedre och övre. Likaså finns det mätvärden kopplade till utvärderingströsklarna och även när dessa överskrids är man skyldig att utföra vissa åtgärder. Dessa varierar beroende på vilket tröskelvärde som överskrids. För PM10 får utvärderingströsklarna för dygnsmedelvärdet överskridas 35 gånger under ett år. Alla mätningar har skett i enheten µg/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 µm (µm = 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, 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 och körsätt, andelen dubbdäck, friktionsmaterial och när gatorna senast städades. 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 sitt ursprung från utsläpp i andra länder. Den tredje källan är de ultrafina partiklarna som kan härröras till avgasutsläpp från den lokala trafiken, 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. 2
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. 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 µm 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. 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. Mätutrustningen var placerad i gaturumsmiljö i centrala Valdemarsvik. Intagssonden satt ca 2 meter ovan marknivå. 3
Figur 1. Karta över centrala Valdemarsvik där den röda punkten markerar partikelmätarens placering. 3.2 Meteorologi Nederbörds- och temperaturdata hämtas från SMHIs 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. 4 Resultat Resultaten för perioden 10 september 2009 14 juni 2010 visar att miljökvalitetsnormen underskrids både när det gäller dygns- och årsmedelvärde. Utvärderingströsklarna för både årsmedel- och dygnsmedelvärdet underskrids under perioden. Under vintern 2009/2010 var det mer snö än normalt i Götaland och östra Svealand. På grund av detta var vägbanan snötäckt eller våt under större delen av vintern vilket skulle kunna betyda att bidraget av slitagepartiklar från vägbanorna var mindre än normalt. Högsta halter uppmättes i april med högsta dygnsmedelvärde den 15 april (63 µg/m 3 ) och högsta timmedel den 15 april (260 µg/m 3 ). 4
Av figur 2 framgår att halterna av partiklar var som högst under månaderna januari till maj. Samma fenomen kan konstateras på samtliga mätstationer i gaturum i bland annat Norrköping. 4.1 Månadsmedelvärden 10 sept 2009 14 juni 2010 35 30 25 ug/m3 20 15 10 5 0 september oktober november december januari februari Månad mars april maj juni Figur 2. Månadsmedelvärden september 2009 juni 2010. Observera att mätningen startade den 10 september 2009 och att den avslutades 14 juni, 2010. Dessa månader har alltså inte fullständiga månadsmedelvärden. 4.2 Periodens medelvärde samt dygnsmedelvärden Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar. Periodens medelvärde (ug/m3) Dygnsmedelvärde (ug/m3) Partiklar (PM10) 12,7 23 Miljökvalitetsnorm 40 50* Övre utvärderingströskel 28 35* Nedre utvärderingströskel 20 25* * Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår. 5
4.3 Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 2009-09-11 2009-09-25 2009-10-09 2009-10-23 2009-11-06 2009-11-20 2009-12-04 2009-12-18 2010-01-01 2010-01-15 2010-01-29 2010-02-12 2010-02-26 2010-03-12 2010-03-26 2010-04-09 2010-04-23 2010-05-07 2010-05-21 2010-06-04 Figur 3. Dygnsmedelvärden för PM10 under perioden 10 september 2009 14 juni 2010. Under mätperioden överskreds miljökvalitetsnormen (50 µg/m 3 ) 1 gång. Övre utvärderingströskeln (35 µg/m 3 ) överskreds 5 gånger under april och maj. Halter mellan den övre utvärderingströskeln och den nedre utvärderingströskeln (25 35 µg/m 3 ) uppmättes under 14 tillfällen. Utvärderingströsklarna, både den övre och den nedre, får dock överskridas 35 gånger på ett år. Resultaten visar således att Valdemarsviks kommun, för att uppfylla kraven enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477), behöver göra återkommande beräkningar alternativt objektiva skattningar. 6
4.4 Meteorologi För att se dygnsmedelvärden över temperatur under perioden, se bilaga 7.1. ug/m3 35 30 25 20 15 10 5 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 Nederbörd, mm 0 0,00 september oktober november december januari februari Månad mars april maj juni Figur 4. Diagram där månadsmedelvärden över uppmätta nederbördsmängder och partikelhalter jämförs. Observera att inga särskilda nederbördsdata eller temperaturmätningar genomförts på plats. Alla meteorologiska resultat hämtas från SMHI:s data över Norrköping. Det kan konstateras att under de månader där höga partikelhalter uppmätts är nederbördsmängden liten. Höga partikelhalter i gatumiljön, som även påverkar halterna i bakgrundsluften, uppmäts i regel de dagar då det är klart, vindstilla och torrt väder. 4.5 Trafik Storgatan trafikeras av ca 4300 fordon per dygn. Den skyltade hastigheten är 30 km/h. I övrigt är innerstadstrafiken i Valdemarsvik generellt sett liten. Vägen sandas vid behov. 5 Dataåterbäring och datakvalitet Bortfallet av data kan förutom service och underhåll av mätapparatur ha sin orsak i rent tekniska orsaker, t e x strömavbrott. Inkommande data har också 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 godkänt av kvalitetskontrollen. 7
Tabell 2. Dataåterbäring under mätperioden 10 september 2009 14 juni 2010 har varit följande: Parameter Mätperiod Godkända värden Återbäring Partiklar (PM10) Timmedelvärden 2009-09-10-2010-06-14 6408 h 97 % Dygnsmedelvärden 2009-09-10-2010-06-14 265 dygn 97 % Meteorologi Nederbörd 2009-09-10-2010-06-14 366 dygn 100 % Temperatur 2009-09-10-2010-06-14 366 dygn 100 % 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 hög. Tidstäckningen är på 83 % på grund av att mätning ej skett under juli och augusti. Dock är dessa månader tämligen ointressanta ur föroreningsperspektiv i och med att dessa månader erfarenhetsmässigt har lägst halter på hela året. Underlaget i rapporten ger därför ändå en säker bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden. 5.1 Mätosäkerhet, TEOM Utrustningen har en precision när det gäller timmedelvärdet på ± 1,5 µg. För dygnsmedelvärdet är noggrannheten något större, ± 0,5 µg. 6 Diskussion och slutsatser Under mätperioden överskreds inte vid något tillfälle miljökvalitetsnormen (50 µg/m 3 ) för dygnsmedelvärde.. Generellt uppmättes låga dygnsmedelvärden. Jämförs resultaten från denna mätning med andra gaturumsmätningar i Sverige så ligger värdena jämförelsevis lågt. Som exempel hade Piteå 15 µg/m 3 som årsmedel 2006, Burlöv hamnade på 20 µg/m 3 och Ingelsta i Norrköping hamnade strax under 20 µg/m 3. Periodens medelvärde i Valdemarsvik hamnade på 12,7 µg/m 3 vilket är lågt. Dock var vintern 2009/2010 mycket kall och blöt med mycket nederbörd i form av snö. Vägbanorna var snötäckta under stor del av vintern vilket skulle kunna innebära ett mindre slitage på vägbanan än normalt. Det i sin tur leder till mindre partikelemissioner. Resultaten visar att de högsta halterna av partiklar uppmättes under april. Detta kan förklaras genom att vägbanan under senare delen av mars och i april torkade upp och emitterade partiklar. Mätningen i Valdemarsvik genomfördes på grund av att beräkningar visade att Storgatan uppvisade, efter Linköping och Norrköping, högsta halter av partiklar i länet. Jämförs beräkningsresultat med mätresultat kan man konstatera att beräkningarna stämmer till ca 75 %. SimAir ger något högre halter än de uppmätta. För årsmedelvärdet ger SimAir 17,5 µg/m 3 medan mätningen visar 12,7 µg/m 3. Dygnsmedelvärdet hamnade enligt beräkningarna på 30 µg/m 3 och mätningarna på 23 µg/m 3. Skillnaden mellan beräkningar och mätning skulle kunna förklaras av att för beräkningarna användes 2006 års meteorologi och trafikemissionsdata medan mätningen genomfördes 8
2009/2010. Som påpekats tidigare var vintern 2009/2010 kall och mycket snöig. Detta medförde med all säkerhet att halterna av partiklar under mätperioden var lägre än normalt. Denna mätning var värdefull på så sätt att den kan användas för att verifiera beräkningsresultaten från SimAir. Hela länet har genomfört beräkningar och mätningar kommer att genomföras i alla dessa kommuner. 7 Bilagor 7.1 Diagramredovisning meteorologi Temperatur Grader C 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-5,00-10,00-15,00-20,00-25,00 09-09-01 09-09-15 09-09-29 09-10-13 09-10-27 09-11-10 09-11-24 09-12-08 09-12-22 10-01-05 10-01-19 10-02-02 10-02-16 10-03-02 10-03-16 10-03-30 10-04-13 10-04-27 10-05-11 10-05-25 10-06-08 10-06-22 Datum Figur 5. Diagram över dygnsmedelvärden av temperatur under perioden 1 september 2009 30 juni 2010. Enhet: 0 C. 9