Mätning av partiklar (PM10) Kungsvägen i Mjölby Bild: Mjölby kommun 26 augusti 2011 9 oktober 2012
Luftmätningen är utförd av miljökontoret i Mjölby och Boxholms kommun och miljökontoret i Norrköpings kommun, på uppdrag av Östergötlands luftvårdsförbund. Ansvariga för denna rapport är David Hansevi, Veronica Cederlund och Pontus Edqvist. Vid frågor angående innehållet, ring 0142-859 58, 011-15 63 82 eller 011-15 14 86
Innehållsförteckning 1 Sammanfattning 3 2 Inledning 3 2.1 Begreppsförklaring 4 2.2 Partiklar, PM10 4 2.3 Hälsoeffekter 5 3 Metod 5 3.1 Partiklar 5 3.2 Meteorologi 6 3.3 Datainsamling/presentation 6 4 Resultat 6 4.1 Månadsmedelvärden 26 augusti 2011 9 oktober 2012 7 4.2 Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärden 7 4.3 Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden 8 4.4 Meteorologi 9 4.5 Trafik 9 5 Dataåterbäring och datakvalitet 10 5.1 Mätosäkerhet, TEOM 10 6 Diskussion och slutsatser 10 7 Litteratur 11 8 Bilagor 12 8.1 Diagramredovisning meteorologi 12 1
2
1 Sammanfattning Mätningen av partiklar vid Kungsvägen i Mjölby visar att partikelhalten (PM10) har överskridit miljökvalitetsnormens (MKN) gränsvärde vad gäller dygnsmedelvärde, d.v.s. 50 g/m 3, 15 gånger under perioden. Enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) får halten 50 g/m 3 överskridas som högst 35 gånger under ett år. Det högsta dygnsmedelvärde som uppmättes hamnade på 118,3 µg/m 3. MKN avseende årsmedelvärde är 40 g/m 3. Uppmätt medelvärde under mätperioden var 17,8 g/m 3 och hamnar därmed under miljökvalitetsnormen. Även nedre och övre utvärderingströsklarna underskreds. 2 Inledning Samverkansområde Luft Östergötland (SLÖ) bildades våren 2008. Av länets 13 kommuner medverkar 12 kommuner samt Länsstyrelsen. Östergötlands Luftvårdsförbund (ÖLUF) 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. Verksamheten finansieras genom avgifter från medlemmarna, vilka för närvarande är ca 50 stycken. Inom Samverkansområde Luft Östergötlands område bor ca 430 000 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 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. 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. Därefter har mätutrustningen varit placerad i de kommuner i Östergötland som beräknat fram högst halter av PM10, undantaget Linköping och Norrköping, jämfört med övriga kommuner i länet. Utrustningen har varit placerad i Valdemarsvik och Vadstena 1 före det att den placerades i Mjölby. Mätningarna med Luftvårdsförbundets utrustning genomförs främst med syftet att validera beräkningsresultaten samt preliminärundersökning (screening) av halterna av partiklar inom samverkansområdet. Denna rapport avser mätning av PM10 vid Kungsvägen i Mjölby. Insamlingen av data startade den 26 augusti 2011. I rapporten redovisas mätresultatet från 26 augusti 2011 till och med 9 oktober 2012. Resultaten jämförs med miljökvalitetsnormen och utvärderingströsklarna för PM10. 1 Mjölby uppvisade högre beräknade halter av PM10 än Vadstena. Mätutrustningen placerades dock i Vadstena före det att den placerades i Mjölby på grund av en planerad ombyggnation av den gata i Mjölby där mätningen skulle genomföras. 3
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 för utomhusluft 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 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 m brukar benämnas som PM10. Partiklar mindre än 10 m 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 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. 4
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 2 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. 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 på grund av 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 2 Ca 0,1 % av den totala mängden arbetade dagar i Sverige. 5
Utrustningen som används i denna undersökning är en av de mest använda på marknaden. Mätutrustningen var placerad i gaturumsmiljö på Kungsvägen i Mjölby. Intagssonden satt ca 2 meter ovan marknivå. Figur 1. Karta över Kungsvägen där den röda punkten markerar partikelmätarens placering. 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. 4 Resultat Resultaten för perioden 26 augusti 2011 9 oktober 2012 visar att PM10-halten överskred miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 µg/m 3 ) 15 gånger när det gäller dygnsmedelvärde. Antalet gånger då gränsvärdet överskreds är dock färre än 35 gånger, vilket innebär att normen inte anses överskriden. När det gäller utvärderingströsklarna för dygnsmedelvärdet så överskreds den övre utvärderingströskeln (35 µg/m 3 ) 33 gånger och den nedre utvärderingströskeln (25 µg/m 3 ) 65 gånger. Utvärderingströsklarna får överskridas 35 gånger under ett år, vilket innebär att endast den nedre utvärderingströskeln anses överskriden. Högsta dygnsmedelvärdet uppmättes den 7 mars 2012 och låg på 118,3 µg/m 3. 6
Under mätperioden förekom inga överskridanden av miljökvalitetsnormen när det gäller årsmedelvärdet. Inte heller utvärderingströsklarna för årsmedelvärdet överskreds under perioden. Resultaten visar således att Mjölby kommun, för att uppfylla kraven enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477), behöver göra återkommande beräkningar alternativt objektiva skattningar av PM10-halterna i utomhusluften. Det bör dock tilläggas att det under vintern 2011/2012 var mindre snö än normalt i Götaland. På grund av detta var vägbanan torr under större delen av vintern vilket skulle kunna betyda att bidraget av slitagepartiklar från vägbanorna var större än normalt. Av figur 2 framgår att halterna av partiklar var som högst under mars. Samma fenomen kan konstateras på samtliga mätstationer i gaturum i bland annat Norrköping. 4.1 Månadsmedelvärden 26 augusti 2011 9 oktober 2012 60 50 40 ug/m3 30 20 10 0 augusti septemner oktober november december januari februari mars Månad april maj juni juli augusti septemner oktober Figur 2. Månadsmedelvärden augusti 2011 oktober 2012. Observera att mätningen startade den 26 augusti 2011 och att den avslutades 9 oktober, 2012. Augusti 2011 och oktober 2012 har alltså inte fullständiga månadsmedelvärden. 4.2 Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärden Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar. Uppmätta PM10- halter (µg/m3) MKN Periodens PM10 medelvärde MKN, årsmedelvärde 40 17,8 Högsta dygnsmedelvärde Dygnsmedelvärde 90 percentil Antal överskridanden MKN, dygnsmedelvärde 50* 118,3 30,9 15 Övre utvärderingströskel 35* 33 Nedre utvärderingströskel 25* 65 * Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår. 7
4.3 Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 2011-08-26 2011-09-26 2011-10-26 2011-11-26 2011-12-26 2012-01-26 2012-02-26 2012-03-26 2012-04-26 2012-05-26 2012-06-26 2012-07-26 2012-08-26 2012-09-26 Figur 3. Dygnsmedelvärden för PM10 under perioden 26 augusti 2011 9 oktober 2012. Under mätperioden överskreds miljökvalitetsnormens gränsvärde (50 µg/m 3 ) 15 gånger. Övre utvärderingströskeln (35 µg/m 3 ) överskreds 33 gånger, vilket i huvudsak inträffade i mars. Antalet dygnsmedelvärden mellan den övre utvärderingströskeln och den nedre utvärderingströskeln (25 35 µg/m 3 ) var 32. Utvärderingströsklarna, både den övre och den nedre, får dock överskridas 35 gånger på ett år. Resultaten visar således att Mjölby kommun, för att uppfylla kraven enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477), behöver göra återkommande beräkningar alternativt objektiva skattningar. 8
4.4 Meteorologi För att se dygnsmedelvärden över temperatur under perioden, se bilaga. PM10 mm 60 120 50 100 40 80 PM10 30 20 60 40 10 20 0 aug sep okt nov dec jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt Månad 0 Figur 4. Diagram där månadsvärden över uppmätta nederbördsmängder och månadsmedelvärden för 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 uppmättes var 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 Kungsvägen trafikeras av ca 9010 fordon per dygn varav 626 tunga fordon. Den skyltade hastigheten är 30 km/h. Uppmätt medelhastighet var 28,1 km/h. Vägen saltas och sandas vid behov. 9
5 Dataåterbäring och datakvalitet Bortfallet av data kan förutom service och underhåll av mätapparatur ha sin orsak i rent tekniska orsaker, t.ex. strömavbrott. 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. Tabell 2. Dataåterbäring under mätperioden 26 augusti 2011 9 oktober 2012 har varit följande: Parameter Mätperiod Godkända värden Återbäring Partiklar (PM10) Timmedelvärden 2011-08-26-2012-10-09 9636 timmar 98 % Dygnsmedelvärden 2011-08-26-2012-10-09 405 dygn 99 % Meteorologi Nederbörd 2011-08-26-2012-10-09 404 dygn 98 % Temperatur 2011-08-26-2012-10-09 411 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 därför mycket hög. Tidstäckningen är på 100 % för hela mätperioden, d.v.s. knappt 15 månader. Underlaget i rapporten ger därför en bra bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden. 5.1 Mätosäkerhet, TEOM Utrustningen har en precision när det gäller timmedelvärdet på 1,5 g. För dygnsmedelvärdet är noggrannheten något större, 0,5 g. 6 Diskussion och slutsatser Under mätperioden överskreds gränsvärdet (50 µg/m 3 ) i miljökvalitetsnormen för dygnsmedelvärde 15 gånger under mätperioden. Miljökvalitetsnormen innebär att halten 50 μg/m 3 får överskridas 35 dygn under ett kalenderår. Detta innebär att Kungsvägen klarar normen under aktuell mätperiod. Generellt uppmättes tämligen låga dygnsmedelvärden. Resultaten visar att högre halter av partiklar uppmättes under november samt från slutet av februari till och med maj, de absolut högsta dygnsmedelvärdena uppmättes under februari och mars. Detta kan förklaras genom låg nederbörd och att vägbanan från och med slutet av februari hade torkat upp (snöfri) och emitterade partiklar (se figur 4). Mätningen i Mjölby genomfördes på grund av att beräkningarna vid Kungsvägen uppvisade, efter Linköping, Norrköping och Valdemarsvik, högst halter av partiklar i länet. Jämförs beräkningsresultat med mätresultat avseende på årsmedelvärde kan man konstatera att beräkningarna stämmer till ca 79 % och att SimAir ger något högre halter än de uppmätta. Beräknat årsmedelvärde blev 22,5 µg/m 3 och uppmätt medelvärde under mätperioden blev 10
17,8 µg/m 3. Extremvärden för 90-percentil av dygnsvärden enligt SimAir var 41,7 µg/m 3 och motsvarande värde enligt resultaten från mätperioden var 30,9 µg/m 3, vilket ger ca 74 % överensstämmelse, vilket måste betraktas som godkänd överensstämmelse. Skillnaden mellan beräkningar och mätning skulle kunna förklaras av att för beräkningarna användes 2008 års meteorologi och trafikemissionsdata medan mätningen genomfördes 2011/2012. Mätperioden var också längre, knappt 15 månader istället för 12, och det var sommarmånaderna (juli och augusti) som mätningen pågick båda åren. Detta kan också ha påverkat resultatet något då det normalt brukar vara relativt låga halter av partiklar under denna tid på året. 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 Litteratur - Luftkvalitetsförordning (SFS 2010:477). - Naturvårdsverket. Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet (NFS 2010:8). - Miljöbalken (SFS 1998:808). - IVL & Umeå Universitet (2009). Quantification of population exposure to PM2.5 and PM10 in Sweden 2005. - Naturvårdsverket (2011). Luftguiden Handbok om miljökvalitetsnormer för utomhusluft. 11
8 Bilagor 8.1 Diagramredovisning meteorologi Figur 5. Diagram över dygnsmedelvärden av temperatur under perioden 26 augusti 2011 9 oktober 2012. Enhet: 0C. 12
13
Adress: c/o Länsstyrelsen, 581 86 Linköping Telefon: 013-19 60 00 14