Mätning av partiklar (PM10)
Birgittas väg (del av riksväg 50)
Vadstena
Bild: Vadstena kommun
28 juni 2010 – 1 augusti 2011
Innehållsförteckning
1
Sammanfattning ________________________________________________________ 1
2
Inledning _____________________________________________________________ 1
3
4
2.1
Begreppsförklaring _________________________________________________ 1
2.2
Partiklar, PM10 _____________________________________________________ 2
2.3
Hälsoeffekter ______________________________________________________ 3
Metod ________________________________________________________________ 3
3.1
Partiklar __________________________________________________________ 3
3.2
Meteorologi _______________________________________________________ 4
3.3
Datainsamling/presentation __________________________________________ 4
Resultat _______________________________________________________________ 4
4.1
Månadsmedelvärden 28 juni 2010 – 1 augusti 2011 ________________________ 5
4.2
Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärden ____________________ 5
4.3
Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden __________________ 6
4.4
Meteorologi _______________________________________________________ 7
4.5
Trafik ____________________________________________________________ 7
Dataåterbäring och datakvalitet _______________________________________________ 7
4.6
Mätosäkerhet, TEOM _______________________________________________ 8
5
Diskussion och slutsatser ________________________________________________ 8
6
Bilagor _______________________________________________________________ 9
6.1
Diagramredovisning meteorologi ______________________________________ 9
Luftmätningen är utförd av Miljö- och hälsoskyddsenheten i Vadstena och miljökontoret i
Norrköpings kommun, på uppdrag av Östergötlands luftvårdsförbund. Ansvariga för denna
rapport är Birgitta Wennerbo, Veronica Cederlund och Ola Lindén. Vid frågor angående
innehållet, ring 0143-150 00, 011- 15 63 82 eller 013-19 62 07.
1 Sammanfattning
Mätningen av partiklar i Vadstena visar att PM10-halten inte har överskridit miljökvalitetsnormen
(MKN) vad gäller dygnsmedelvärde, dvs 50 g/ m3, någon gång under perioden. Enligt Luftkvalitetsförordningen (SFS 2010:477) får halten 50 g/m3 överskridas som högst 35 gånger under
ett år. Det högsta dygnsmedelvärdet under mätperioden hamnade på 49,4 µg/m3 och 90percentilen blev 23,9 µg/m3.
MKN avseende årsmedelvärde är 40 g/m3. Medelvärdet under mätperioden var 13,4 g/m3 och
hamnar därmed klart 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 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 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 och utrustningen flyttades till
Valdemarsvik och därefter till Vadstena sommaren 2010. Motivet till varför flytten gick till
Valdemarsvik var 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 Birgittas väg i Vadstena. Insamlingen av
data startade den 28 juni 2010. I rapporten redovisas mätresultatet från 28 juni 2010 till 1 augusti
2011. 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. Kravet på åtgärder varierar beroende på vilket
tröskelvärde som överskrids. För PM10 får både normvärde och utvärderingströsklarna för
dygnsmedelvärdet överskridas 35 gånger under ett år (90-percentil). Med 90-percentil menas den
halt som underskrids 90 % och överskrids 10 % av medelvärdestiden. När 90-percentilen för
dygnsmedelvärdet redovisas så innebär det medelvärdet under det 36:e ”värsta” dygnet under
året. En mätperiod kan vara längre eller kortare än ett år och det har betydelse för vilket dygn
som blir det ”värsta”.
Resultaten från mätningarna redovisas i enheten g/m3. Med detta menas mikrogram per
kubikmeter luft, där ett mikrogram betyder 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, 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 ingående partiklars 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
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.
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 500 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 vid riksväg 50 genom Vadstena. Intagssonden satt
ca 2 meter ovan marknivå.
3
Figur 1. Karta över riksväg 50 genom Vadstena 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 28 juni 2010 – 1 augusti 2011 visar att miljökvalitetsnormen underskreds
både när det gäller dygns- och årsmedelvärde. Även utvärderingströsklarna för både årsmedeloch dygnsmedelvärdet underskreds under mätperioden.
Under vintern 2010/2011 var det mer snö än normalt i Götaland. 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.
Högst halter uppmättes i maj med högsta dygnsmedelvärde den 24 maj (49,4 µg/m3) och högsta
timmedelvärde den 9 februari (212,7 µg/m3).
4
Av figur 2 framgår att halterna av partiklar var som högst under månaderna februari till maj.
Samma fenomen kan konstateras på samtliga mätstationer i gaturum i bland annat Norrköping.
4.1
Månadsmedelvärden 28 juni 2010 – 1 augusti 2011
25
20
ug/m3
15
10
5
ju
l
au i
gu
st
i
ju
ni
aj
m
ap
ril
ju
l
au i
gu
se
st
i
pt
em
be
ok r
to
no ber
ve
m
de ber
ce
m
be
r
ja
nu
ar
i
fe
br
ua
ri
m
ar
s
ju
ni
0
Månad
Figur 2. Månadsmedelvärden juni 2010 – augusti 2011. Observera att mätningen startade den 28 juni 2010 och att den
avslutades 1 augusti, 2011. Månadsmedelvärdet för juni 2010 grundas på ett fåtal värden och för augusti 2011 på endast
ett värde.
4.2
Periodens medelvärde samt högsta dygnsmedelvärden
Tabell 1. Jämförande tabell där uppmätta halter jämförs med miljökvalitetsnorm och utvärderingströsklar.
MKN
PM10
Uppmätta PM10- halter (µg/m3)
Periodens
Högsta
Dygnsmedelvärde
dygnsmedelvärde
medelvärde 90 –percentil2
Antal överskridanden
MKN, årsmedelvärde
40
13,4
MKN, dygnsmedelvärde
501
Övre utvärderingströskel
351
7
Nedre utvärderingströskel
251
32
49,4
23,9
0
Halten får överskridas 35 gånger på ett kalenderår.
Med 90-percentil menas den halt som underskrids 90 % och överskrids 10 % av medelvärdestiden. När 90-percentilen för
dygnsmedelvärdet redovisas för ett år så innebär det medelvärdet under det 36:e ”värsta” dygnet under året. Här redovisas
hela mätperioden, vilken var 13 månader, då blir det 38:e dygnet det ”värsta” (värdet det 36:e dygnet var 24,2).
1
2
5
4.3
Sammanställning dygnsmedelvärden under mätperioden
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
2011-07-28
2011-06-28
2011-05-28
2011-04-28
2011-03-28
2011-02-28
2011-01-28
2010-12-28
2010-11-28
2010-10-28
2010-09-28
2010-08-28
2010-07-28
2010-06-28
0,00
Figur 3. Dygnsmedelvärden för PM10 under perioden 28 juni 2010 – 1 augusti 2011.
Under mätperioden överskreds inte miljökvalitetsnormen (50 µg/m3) någon gång. Övre
utvärderingströskeln (35 µg/m3) överskreds 7 gånger, vilket inträffade från februari till och med
maj. Antalet dygnsmedelvärden mellan den övre utvärderingströskeln och den nedre
utvärderingströskeln (25 – 35 µg/m3) var 25. Utvärderingströsklarna, både den övre och den
nedre, får dock överskridas 35 gånger på ett år. Resultaten visar således att Vadstena 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.
PM10
mm
60
140
120
50
100
PM10
40
80
30
60
20
40
10
20
0
0
jun
jul
aug
sep
okt
nov
dec
jan
feb
mar
apr
maj
jun
jul
aug
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. Nederbördsdata från mars har endast 4 % tidstäckning, där av det
låga värdet.
Av Figur 4 framgår 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
Birgittas väg (del av riksväg 50) trafikeras av ca 7775 fordon per dygn. Den skyltade hastigheten
är 40 km/h. I övrigt är innerstadstrafiken i Vadstena generellt sett liten. Vägen saltas vid behov.
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 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.
7
Tabell 2. Dataåterbäring under mätperioden 28 juni 2010 – 24 augusti 2011 har varit följande:
Mätperiod
Godkända värden
Återbäring
Timmedelvärden
2010-06-28- 2011-08-01
8974 h
94 %
Dygnsmedelvärden
2010-06-28- 2011-08-01
370 dygn
93 %
Nederbörd
2010-06-28- 2011-08-01
363 dygn
91 %
Temperatur
2010-06-28- 2011-08-01
399 dygn
100 %
Parameter
Partiklar (PM10)
Meteorologi
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 100 % för hela mätperioden (drygt 13 månader). Underlaget i
rapporten ger därför en bra bild av hur föroreningssituationen varit under mätperioden.
4.6
Mätosäkerhet, TEOM
Utrustningen har en precision på 1,5 g när det gäller timmedelvärdet. För dygnsmedelvärdet
är noggrannheten något större, 0,5 g.
5 Diskussion och slutsatser
Under mätperioden överskreds inte vid något tillfälle miljökvalitetsnormen (50 µg/m3) 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/m3 som årsmedelvärde 2006, Burlöv hamnade
på 20 µg/m3 och Ingelsta i Norrköping hamnade strax under 20 µg/m3. Periodens medelvärde i
Vadstena hamnade på 13,4 µg/m3 vilket är lågt. Dock var vintern 2010/2011 mycket kall 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 högre halter av partiklar uppmättes från februari till och med maj, de absolut
högsta dygnsmedelvärdena uppmättes från slutet av april till slutet av maj. Detta kan förklaras
genom låg nederbörd och att vägbanan under den senare tiden hade torkat upp och emitterade
partiklar.
Mätningen i Vadstena genomfördes som följd av att beräkningarna vid Birgittas väg (del av
riksväg 50) uppvisade, efter Linköping, Norrköping och Mjölby, högst halter av partiklar i länet.
Jämförs beräkningsresultat med mätresultat avseende årsmedelvärde kan man konstatera att
beräkningarna stämmer till ca 86 %, SimAir ger något högre halter än de uppmätta. Beräknat
årsmedelvärde blev 15,6 µg/m3 och uppmätt medelvärde under mätperioden blev 13,4 µg/m3.
Extremvärden för 90-percentil av dygnsvärden enligt SimAir var 25,4 µg/m3 och motsvarande
värde enligt resultaten från mätperioden var 23,9 µg/m3, ca 94 % överensstämmelse, vilket måste
betraktas som mycket god överensstämmelse.
8
Skillnaden mellan beräkningar och mätning skulle kunna förklaras av att för beräkningarna
användes 2007 års meteorologi och trafikemissionsdata medan mätningen genomfördes
2010/2011. Som påpekats tidigare var vintern 2010/2011 kall och mycket snö på vägen långt
fram på våren. 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.
6 Bilagor
6.1
Diagramredovisning meteorologi
Figur 5. Diagram över dygnsmedelvärden av temperatur under perioden 28 juni 2010 – 1 augusti 2011. Enhet: 0C.
9
