Både i denna studie och i en parallell studie [24] har det framkommit att företagen upplever att damningsproblemen är mindre då marken är frusen eller snötäckt, än under resten av året.
Exempelvis registrerade företag inom metallbranschen fler klagomål under vår, sommar och höst än under vintern [24]. Utöver den eventuella effekten av is och snö kan säsongsvariation i
upplevelsen av damning påverkas av att förekomsten av varma och torra dagar är större under sommarhalvåret.
Vi har dock inte hittat några vetenskapliga studier som bekräftar att emissionerna från specifika damningskällor är lägre vid vinterförhållanden. I denna studie hade vi för avsikt att undersöka effekten av vinterväder (dvs frusen mark och snö) på den diffusa damningen, tyvärr uteblev vintervädret i större delen av landet 2019/2020 vilket gjorde dessa mätningar omöjliga att genomföra.
Figur 17 Månadsmedelhalt av PM10 för alla urbana och regionala mätplatser i Sverige 2000 - 2018.
I allmänhet är lufthalterna av partiklar inte lägre under vintermånaderna i Sverige (Figur 16). Även om snö kanske minskar diffusa partikelemissioner lokalt, kan inte åtgärder som vattenbegjutning av vägar användas på grund av halkrisk. Istället sandas och grusas vägar för att minska halkrisken.
Sand och grus ackumuleras i is och snö på och runt vägar och bidra till att damningen ökar när det smälter bort på våren. Även användning av dubbdäck bidrar till ökad ackumulation av partiklar under vintern. Under våren är luftfuktigheten låg, solinstrålningen hög och vindarna ofta friska vilket kan leda till kraftig damning när snön smälter. Denna vårpik i partikelhalter kan tydligt ses i mätdata från landets stationer (Figur 17).
5 Vilka åtgärder ska sättas in och när?
Vilka åtgärder som ska sättas in beror på verksamheten, anläggningens läge och utformning samt de lokala meteorologiska förhållandena. Exempelvis om anläggningen ligger i norra Sverige kan förutsättningarna för åtgärder se helt annorlunda ut än om den ligger i södra delarna av landet.
Det är därför viktigt att förstå hur det fungerar vid varje anläggning. För att hitta de mest effektiva åtgärderna, både avseende minskning av damningsintensitet och spridning samt
investeringskostnader i förhållande till den damningsreduktion man kan uppnå, bör nedanstående steg följas.
0 5 10 15 20 25 30
jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec
PM10 µg/m3
Månad
I denna studie har vi främst utvärderat damningsreducerande åtgärder för transporter samt krossning och siktning. För transporter bör målet vara att minimera mängden löst material på hårda ytor. Istället för att titta på vilka partikelfraktioner som ligger på vägytan bör vi titta på hela vägens egenskaper. Exempelvis, avseende en grusväg hur torr är vägen på djupet, hur välpackad är den, eller hur mycket löst material ligger på vägen?
Städning av asfaltsväg visade sig var en relativt ineffektiv åtgärd på kort sikt. Dock om en asfalterad väg på en bergtäkt eller liknande verksamhet inte städas alls riskerar den att så
småningom förvandlas till en grusväg med en hård underliggande yta. Städning kan också ha sina fördelar i att minska spridning av damm till andra vägar. Det är viktigt att kontrollera att de åtgärder man genomför faktiskt ger verkan. Möjligheterna ökar då till att ställa rätt krav på
leverantörer om tjänsten köps in alternativt investera i bättre maskiner. Dammbindningsmedel kan användas på asfaltsvägar och har visats ha viss effekt [22].
Att använda skum för att reducera damning från krossning och siktning visade sig mycket effektivt. Skumteknik är temperaturkänslig men kan med rätt arrangemang fungera ner till -12 grader [8]. Detta innebär att i södra och mellersta Sverige bör skumteknik kunna användas för att reducera damning större delen av året. Baserat på det som framkommit i denna studie är
skumbehandling av material vid krossning att rekommendera framförallt då vädret är torrt och blåsigt.
Det finns ytterligare åtgärder som inte undersökts i denna studie, vissa handlar om arbetssätt och rutiner, medan andra handlar om att exempelvis köpa in utrustning som kan hjälpa till att reducera damning från en viss källa. Bra arbetsrutiner och sänkta fordonshastigheter kan utan någon större investering minska den diffusa damningen. Ett viktigt steg i att reducera damning
•Hur effektiv är åtgärden?
•Hur länge varar effekten av åtgärden?
•Vad kostar insatsen?
•Hur ofta behöver åtgärden genomföras?
•Vilken källa orsakar mest damm totalt?
”Baserat på det som framkommit i denna studie är skumbehandling av material vid krossning att rekommendera”
minimera dammande aktiviteter när det är torrt och blåsigt. Vattenbegjutning är ofta en bra åtgärd om den inkluderas i arbetsrutinen, vatten finns oftast tillgängligt och effekten är direkt om ej så långvarig. Om en längre period med torrt väder väntas kan exempelvis rutiner där
dammbindningsmedel läggs ut/arbetas in i underlaget införas.
För aktiviteter såsom krossning och siktning där relativt stora mängder partiklar emitteras ett par meter över marken bör vattenbegjutning alternativt skumbehandling användas som standard.
Åtgärder såsom skumbegjutning är betydligt mer effektiva men har en högre kostnad.
Beroende på var verksamheten ligger kan olika typer av barriärer vara intressant för att reducera spridningen av damm. Exempelvis kan växtbarriärer minska både spridningen samt öka
depositionen av partiklar. I Tabell 4 sammanställs åtgärder som fungerar året om eller bara när det är plusgrader samt om de kräver liten eller stor ekonomisk insats.
Tabell 4 Exempel på åtgärder som fungerar året om eller bara när det är plusgrader samt om de kräver liten eller stor ekonomisk insats.
ÅTGÄRDER SOM FUNGERAR ÅRET OM ÅTGÄRDER SOM BARA FUNGERAR VID PLUSGRADER
LITEN EKONOMISK INSATS
• Hastighetsbegränsningar
• Anpassa arbete efter väderlek-minimera dammande aktiviteter vid torrt och blåsigt väder
• Arbetssätt - till exempel minimera tipphöjder från transportband och vid lastning och lossning
• Vattenbegjutning vägar, upplag och processer så som krossning och siktning
STÖRRE EKONOMISK INSATS
• Skumteknik (ner till -12°C) – fungerar för flera olika dammande aktiviteter såsom borrning och krossning.
• Dammbindningsmedel
• Gröngöring och vindskydd för att minska spridningen av damm
• Bygga in damningskällor-till exempel förvara material i tält
• Installera trattar och justerbara transportband för att minimera fallhöjder.
• Sugfläktar-punktfläktar-kräver dock mycket energi
• Städning av asfalterade ytor och vägar
• Dammbindningsmedel
• Vattenkanoner
• Däck- och fordonsrengöring
”För transporter bör målet vara att minimera mängden löst material på hårda ytor”
6 Slutsatser och framtida studier
Slutsatserna från denna studie sammanfattas i följande punkter:
● För att minska damning från transporter bör mängden löst material minimeras på hårda ytor. Detta kan göras genom att avlägsna eller binda dammet.
● Vid städning av asfaltsväg är det viktigt att även små partiklar (< PM10) samlas upp från ytan. Om de små partiklarna stannar kvar på ytan sker ingen reducering av damning genom städning av vägen. Alternativt kan städning kombineras med användning av
dammbindningsmedel.
● Vattenbegjutning av grusväg är mycket effektivt. Vid rådande förhållandena i denna studie tog det fem timmar innan effekten försvunnit helt. Hur lång tid det tar innan effekten försvinner beror på flera faktorer såsom mängden vatten som spridits ut över vägen, materialets kornstorleksfördelning, vind, lufttemperatur och luftfuktighet.
● Skumbegjutning visade sig i denna studie vara mycket effektivt för att begränsa damning från krossning och siktning, och gav en reduktion på mellan 78 och 99%. Skumbegjutning rekommenderas därför vid krossning och siktning under dammande förhållanden.
● Vattenbegjutning var inte lika effektivt som behandling med skum men halverade ändå de diffusa emissionerna.
● Anpassa verksamheten efter väderleken. Minimera antalet dammande aktiviteter när det är torrt och/eller blåsigt. Sätt in åtgärder när det behövs.
Mätningarna i denna studie genomfördes på befintlig trafik, vilket begränsade möjligheterna att säkerställa effekten av exempelvis fordonets utformning, längd, antal släp och antal hjulpar.
Vidare studier där kontrollerade mätningar av passager med olika fordonstyper, på olika underlag och i olika hastigheter skulle möjliggöra kartläggning av effekten från dessa faktorer. Även olika underlag, så som olika typer av grusvägar (till exempel hårdhet, materialtyp och mängd löst material på ytan) samt asfaltsvägar (till exempel asfaltsytans skrovlighet och mängd löst material på ytan) skulle ge viktig kunskap om damning från transporter.
Användning av inverterade spridningsberäkningar i kombination med mätningar visade sig vara effektivt för att beräkna de diffusa partikelemissionerna från krossen och sikten. I framtida studier bör dock motsvarande mätningar kompletteras med ytterligare mätpunkter på olika avstånd från källan för att öka förståelsen avseende om spridning av partiklarna påverkas av exempelvis partiklarnas densitet.
I denna studie var avsikten att bland annat genomföra mätningar under vinterförhållanden. Detta kunde dock inte genomföras på grund av den milda vintern 2019/2020, och vi skulle gärna se att detta möjliggjordes i en framtida studie.
Referenser
00
[1] R. A. Bagnold, The physics of blown sand and desert dunes. Courier Dover Publications, 1940.
[2] F. Bisal and K. Nielsen, "Movement of soil particles in saltation," Canadian Journal of Soil Science, vol. 42, no.
1, pp. 81-86, 1962.
[3] W. Chepil, "Influence of moisture on erodibility of soil by wind," Soil Science Society of America Journal, vol.
20, no. 2, pp. 288-292, 1956.
[4] T. Badr and J.-L. Harion, "Effect of aggregate storage piles configuration on dust emissions," Atmospheric Environment, vol. 41, no. 2, pp. 360-368, 2007.
[5] S. Chaulya et al., "Development of empirical formulae to determine emission rate from various opencast coal mining operations," Water, Air, and Soil Pollution, vol. 140, no. 1-4, pp. 21-55, 2002.
[6] K. Saxton, D. Chandler, L. Stetler, B. Lamb, C. Claiborn, and B.-H. Lee, "Wind erosion and fugitive dust fluxes on agricultural lands in the Pacific Northwest," Transactions of the ASAE, vol. 43, no. 3, pp. 623-630, 2000.
[7] C. Cowherd, "Background document for revisions to fine fraction ratios used for AP-42 fugitive dust emission factors," Prepared by Midwest Research Institute for Western Governors Association, Western Regional Air Partnership, Denver, CO, 2006.
[8] A. Lindahl, "Åtgärder mot damning vid produktion av bergmaterial och industrimineral," MinFo rapport nr P2000-13:4, p. 134, 2005.
[9] R. Sivacoumar, S. M. Raj, S. J. Chinnadurai, and R. Jayabalou, "Modeling of fugitive dust emission and control measures in stone crushing industry," Journal of Environmental Monitoring, vol. 11, no. 5, pp. 987-997, 2009.
[10] M. Gustafsson and K. Peterson, "Diffusa partikelemissioner från Vargön Alloys," IVL Report B 2275, 2016.
[11] D. Grantz, J. Garner, and D. Johnson, "Ecological effects of particulate matter," Environment International, vol.
29, no. 2, pp. 213-239, 2003.
[12] D. Segersson et al., "Health Impact of PM10, PM2. 5 and Black Carbon Exposure Due to Different Source Sectors in Stockholm, Gothenburg and Umea, Sweden," International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 14, no. 7, p. 742, 2017.
[13] R. Sivacoumar, R. Jayabalou, S. Swarnalatha, and K. Balakrishnan, "Particulate matter from stone crushing industry: size distribution and health effects," Journal of Environmental Engineering, vol. 132, no. 3, pp. 405-414, 2006.
[14] J. Gillies, V. Etyemezian, H. Kuhns, D. Nikolic, and D. Gillette, "Effect of vehicle characteristics on unpaved road dust emissions," Atmospheric Environment, vol. 39, no. 13, pp. 2341-2347, 2005.
[15] D. Goossens and B. Buck, "Dust emission by off-road driving: Experiments on 17 arid soil types, Nevada, USA,"
Geomorphology, vol. 107, no. 3, pp. 118-138, 2009.
[16] Q. Jia, Y. Huang, N. Al-Ansari, and S. Knutsson, "Dust emission from unpaved roads in Luleå, Sweden," Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, vol. 3, no. 1, pp. 1-13, 2013.
[17] L. O. Hagen, S. Larssen, and J. Schaug, "Environmental speed limit in Oslo. Effects on air quality of reduced speed limit on rv 4. (In Norwegian)," 2005.
[18] V. Etyemezian et al., "Vehicle-based road dust emission measurement (III):: effect of speed, traffic volume, location, and season on PM10 road dust emissions in the Treasure Valley, ID," Atmospheric Environment, vol.
37, no. 32, pp. 4583-4593, 2003.
[19] M. Norman and C. Johansson, "Studies of some measures to reduce road dust emissions from paved roads in Scandinavia," Atmospheric Environment, vol. 40, no. 32, pp. 6154-6164, 2006.
[20] M. Norin, Grandin, G. R, and J. L, "Hjultvätt:Tillgänglig teknik och möjlighter för svenska byggentreprenader,"
SBUF report: 13217, 2017.
[21] F. Amato et al., "Effects of road dust suppressants on PM levels in a Mediterranean urban area,"
Environmental science & technology, vol. 48, no. 14, pp. 8069-8077, 2014.
[22] M. Gustafsson, G. Blomqvist, P. Jonsson, and M. Ferm, Effekter av dammbindning av belagda vägar. Statens väg-och transportforskningsinstitut, 2010.
[23] A. Karanasiou et al., "Road dust contribution to PM levels–Evaluation of the effectiveness of street washing activities by means of Positive Matrix Factorization," Atmospheric Environment, vol. 45, no. 13, pp. 2193-2201, 2011.
[24] M. Gustafsson, G. Villamor Saucedo, S. Rosendahl, and J. Lindén, "Guide för Damningsreducerade åtgärder,"
IVL Reprot C500, 2020.
[25] F. Amato et al., "Effects of water and CMA in mitigating industrial road dust resuspension," Atmospheric environment, vol. 131, pp. 334-340, 2016.
[26] A. Karanasiou et al., "Road dust emission sources and assessment of street washing effect," Aerosol Air Qual.
Res, vol. 14, no. 3, pp. 734-743, 2014.
[27] M. Gustafsson et al., "Optidrift: optimerad vinter-och barmarksdrift för bättre luftkvalitet," ed: Statens väg-och transportforskningsinstitut, 2019.
[28] B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, and A. Tremper, "Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London, King’s College London," Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd, p. 56, 2012.
[29] M. Sairanen and M. Rinne, "Dust emission from crushing of hard rock aggregates," Atmospheric Pollution Research, vol. 10, no. 2, pp. 656-664, 2019.
[30] M. Sairanen, M. Rinne, and O. Selonen, "A review of dust emission dispersions in rock aggregate and natural stone quarries," International Journal of Mining, Reclamation and Environment, vol. 32, no. 3, pp. 196-220, 2018.
[31] J. Faschingleitner and W. Höflinger, "Evaluation of primary and secondary fugitive dust suppression methods using enclosed water spraying systems at bulk solids handling," Advanced Powder Technology, vol. 22, pp.
236-244, 2011.
[32] M. S. M. Gustafsson, K. Peterson, K. Persson, G. Blomqvist, M. Gustafsson, and S. Janhäll, "Diffusa partikelemissioner från trafik i bygg-och industriverksamhet," IVL Report C 153, 2016.
[33] M. Gustafsson, K. Persson, H. Fallgren, and K. Peterson, "Partikelemissioner från byggarbetsplatser - emissionsfaktorer, spridning och halter," IVL Report C 62, 2014.
[34] X. Cong, S. Yang, S. Cao, Z. Chen, M. Dai, and S. Peng, "Effect of aggregate stockpile configuration and layout on dust emissions in an open yard," Applied Mathematical Modelling, vol. 36, no. 11, pp. 5482-5491, 2012.
[35] C. Turpin and J. Harion, "Effects of flattening the stockpile crest and of the presence of buildings on dust emissions from industrial open storage systems," WIT Transactions on Ecology and the Environment, vol. 123, pp. 419-430, 2009.
[36] S. Janhäll, "Review on urban vegetation and particle air pollution–Deposition and dispersion," Atmospheric environment, vol. 105, pp. 130-137, 2015.
[37] B. J. Billman Stunder and S. P. S. Arya, "Windbreak Effectiveness for Storage Pile Fugitive Dust Control: A Wind Tunnel Study," JAPCA, vol. 38, pp. 135-143, 1988.
[38] Z. Dong, W. Luo, G. Qian, and H. Wang, "A wind tunnel simulation of the mean velocity fields behind upright porous fences," Agricultural and Forest Meteorology, vol. 146, pp. 82-93, 2007.
[39] J. Toraño, S. Torno, I. Diego, M. Menendez, and M. Gent, "Dust emission calculations in open storage piles protected by means of barriers, CFD and experimental tests," Environmental Fluid Mechanics, vol. 9, pp. 493-507, 2009.
[40] S. Torno, R. Rodriguez, C. Allende, and J. Toraño, "Dust emission reduction for open storage mineral piles by fences: CFD modelling," WIT Transactions on Ecology and the Environment, vol. 136, pp. 121-128, 2010.
[41] J. F. Kok, E. J. Parteli, T. I. Michaels, and D. B. Karam, "The physics of wind-blown sand and dust," Reports on Progress in Physics, vol. 75, no. 10, p. 106901, 2012.
[42] M. Ishizuka et al., "Effects of soil moisture and dried raindroplet crust on saltation and dust emission," Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), vol. 113, no. D24, 2008.
[43] C. S. Zender, H. Bian, and D. Newman, "Mineral Dust Entrainment and Deposition (DEAD) model: Description and 1990s dust climatology," Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), vol. 108, no. D14, 2003.