VT 1 notat
Nr: 13-1997 Utgivningsår: 1997
Titel: Kvantitativ modell för trafikens utsläpp av cancer-framkallande ämnen - Steg I
Författare: Magnus Lenner
Verksamhetsgren: Transportsystem Projektnummer: _50074
Projektets namn: Kvantitativ modell för trafikens utsläpp av cancer-framkallande ämnen - Steg I
Uppdragsgivare: Naturvårdsverket
-Distribution: Fri
Innehållsförteckning
3.1 3.2 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 Bilaga: Inledning Uppdraget Resultat Naturvårdsverkets bilavgasmodell Befintliga emissionsdataBehov av ytterligare information Kvantitativ modell, Steg II Tidsplan Delmoment Deltagande personer
Kostnader
'
Referenser Projektbeskrivning VTI notat 13-1997Sid
0 1 0 1 4 3 0 ) 15 15 15 16 16 171 Inledning
Det första svenska regelverket rörande vägtrafikens utsläpp av luftföroreningar kom till stånd omkring 1970. De tidiga avgasförordningarna berörde enbart lätta fordon (personbilar, lätta lastbilar) och utformades primärt med tanke på sådana effekter som försurning (kväveoxider) och bildning av fotokemiska oxidanter som peroxoacetylnitrat (FAN) och ozon (kolväten och kväveoxider), snarare än direkta hälsoyttringar. Samlingsbeteckningen kolväten (HC) inbegriper i själva verket tusentals ämnen och ämnesgrupper, och trots att de är kemiskt besläktade varierar olika kolvätens hälsovådlighet, flyktighet, förekomst, reaktionsbenägenhet, livs-längd i luft etc. inom mycket vida gränser. Viktiga grupper av kolväten, med avseende bland annat på cancerrisk, är de omättade (alkener eller olefiner), bensenkolväten (aromater) samt polyaromatiska kolväten (PAH). Dagens arbete med avgasutsläppens betydelse för hälsa och miljö tar i beaktande inte bara olika klasser av HC, utan även viktiga enskilda ämnen. Som exempel kan nämnas butadien och andra alkener samt benso(a)pyren, B(a)P.
Avgaser från dieseldrift intar en nyckelställning i fråga om cancerrisk på grund av den betydande mängd partiklar som emitteras. Dessa dieselpartiklar är agglomerat av små platta kolfragment med grafitartad struktur. En betydande del av dieselpartiklarna faller i det storleksintervall (PMIO) som stannar i människo-kroppen vid inandning. Dieselsotet har mycket stor aktiv yta där svårflyktiga avgaskomponenter lätt adsorberas, så att upp till 30 vikts% av partiklarna, den så kallade soluble organic fraction (SOF), kan lösas i organiska lösningsmedel av typ metylenklorid. Av PAH är det främst de tyngre som är associerade med partikelfasen, medan polyaromater med lägre molekylvikt emitteras i gasfas.
2 Uppdraget
Naturvårdsverket uppdrog i maj 1996 åt VTI, att bedöma möjligheten för att ta fram en kvantitativ modell för trafikensutsläpp av cancerframkallande ämnen i tätortsluft. Behovet av ett sådant beräkningsverktyg grundas till betydande del på
nödvändigheten att följa upp samhälleliga miljömål. Sålunda har riksdagen
fast-ställt att årliga mängden cancerogena ämnen som emitteras i svenska tätorter skall halveras under perioden 1990-2005 och skall på sikt reduceras med 90%.
Projektet i sin första fas innebär alltså analys av förutsättningarna att skapa en sådan beräkningsmodell för cancerogena ämnen, vilken till sin struktur i möjli-gaste mån bör anpassas till de program som i nuläget nyttjas för att beskriva regle-rade emissioner. Ett viktigt krav är således att befintliga basdata över fordons-parkens uppdelning på kravnivåer/tekniksteg, trafikarbete och körsätt i tätort, omfattning av kallstarter och avdunstning samt utveckling och betydelse av miljöklassning av fordon och bränslen, skall kunna utnyttjas. Den planerade beräkningsmodellen för cancerogena ämnen bör därför, i fråga om bland annat de uppräknade parametrarna, anpassas till den beräkningsmodell för reglerade ämnen i bilavgaser, som tagits fram vid VTI på uppdrag av Naturvårdsverket.
Det amerikanska naturvårdsverket EPA publicerade 1993 en Air toxics report där utredning av toxiciteten hos 189 oreglerade ämnen rapporterades. Bland i det aktuella uppdraget namngivna cancerframkallande ämnen som skall kartläggas, finns fyra substanser från denna lista.
bensen C6H6 1,3-butadien C4H6
forrnaldehyd HCHO acetaldehyd CH3CHO
Vidare ingår polyaromater totalt, såväl i gasfas som partikelbundna (SOF), och benso(a)pyren, C20H12, ofta använd signalsubstans för PAH
samt alkenerna eten C2H4
propen C3H6
Utredningsuppdraget, projektbeskrivning (enligt kontrakt) finns i Bilaga 1, omfattade främst identifiering och genomgång av källor ur vilka emissionsfaktorer för ovan nämnda cancerogena ämnen kan utläsas. Vidare efterfrågades bedömning av hur dessa data kan anpassas till den avsedda modellen samt av osäkerhetsmått för härledda emissionsfaktorer och beräkningsresultat.
Slutligen skall den information och den forskningsinsats, som krävs för att kvantifiera utsläppen i tätorter, inklusive kostnadsuppskattningar för detta arbete, identifieras. Sålunda inbegriper uppdraget att upprätta en projektplan för Steg II, dvs. själva arbetet med att färdigställa en kvantitativ modell för trafikens luft-utsläpp av cancerframkallande ämnen i tätort. Projektplanen skall redovisa tids-plan, delprojekt, deltagande personer och kostnader.
Efterfrågad noggrannhet och precision i slutliga beräkningsresultat för utsläpp av cancerframkallande ämnen är 20% respektive 10%. VTI har uttryckt tveksam-het rörande möjligtveksam-heten att uppfylla dessa krav.
3 Resultat
Resultatdelen behandlar uppdragets fyra huvudpunkter, i samma ordning som projektbeskrivningen i föregående avsnitt.
3.1 Naturvårdsverkets bilavgasmodell
VTI har nyligen, på uppdrag från Naturvårdsverkets, färdigställt en beräknings-modelll*2 för bilavgaser. En utsläppsberäkning innebär förenklat multiplikation av en emissionsfaktor, ofta uttryckt i gram per fordonskilometer (g/fkm), med trafikarbetet i fkm, vilket ger utsläppsmängden i gram. Uppgiften kompliceras genom behovet av detaljerad information om fordon, bränslen, klimat, körrnönster etc. Ytterligare måste relevanta avgränsningar beträffande tid, t.ex. avseende dag/natt eller vinter/sommar, och rum t.ex. i fråga om tätort eller landsbygd anges. NV-modellens utdata inbegriper de reglerade ämnena kolväten (HC), kolmo-noxid (CO) och kväveoxider (NOx) samt bränsleförbrukning. Detaljerade bakgrundsdata av i föregående sektion uppräknade typer och på olika nivåer möjliggör noggranna beräkningar med stor valfrihet beträffande beräknings-förutsättningar.
Fordonsdata täcker olika typer av personbil, lastbil och buss med uppdelning på kravnivåer, ålder samt årliga körsträckor för alla fordonstyper och årsmodeller. Bränsleanvändning beskrivs detaljerat över tiden med avseende på standarder och (för senare år) miljöklasser. Sålunda kan fordonsparken, med urskiljning av driv-system, kravnivå, ålder etc., brytas ned i ett stort antal kategorier på olika nivåer. Till varje fordonskategori finns eller beräknas emissionsfaktorer för reglerade ämnen med differentiering för varrnutsläpp, kallstart och avdunstning.
Det aktuella arbetets huvuduppgift har varit att finna emissionsdata som beskriver vägtrafikens utsläpp av cancerogena ämnen. Det visade sig därvid att de utsläppsvärden för dessa ämnen, som kan återfinnas i litteraturen, i många fall är ganska fragmentariska samt saknar NV-modellens detaljerade beskrivning, varför man kan förutse nödvändigheten av vissa förenklingar och generaliseringar när emissionsfaktorer anpassade för NV-modellen skall härledas.
3.2 Befintliga emissionsdata
Frågeställningarna
Vilka emissionsfaktorer kan kvantifieras i dag med tillgänglig information? Hur kan de anpassas till befintliga/kommande beräkningsmodeller?
Vilka osäkerheter vidlåder dessa faktorer samt beräknade utsläpp?
uppställdes som utgångspunkt för arbetet med att räkna fram emissionsfaktorer i tätort för cancerframkallande ämnen. Emissionsdata för de aktuella ämnena insamlades från sökning av nedanstående databaser, centrala inom transportforsk-ning:
Roadline. VTIs transportdatabas
International Road Research Documentation, IRRD. Viktig del av OECDs vägtransportprogram
SAE Mobility. Society of Automotive Engineers, Inc.
Genomgång av ca 500 abstracts och som andra steg läsning av 150 artiklar utkristalliserade fyrtiofem källor3 47, vilka framgår ur referenslistan. Ur dessa artiklar/rapporter inhämtades information om vägtrafikens utsläpp av cancerogena substanser. Tillgången på data är ojämn och de ämnen, för vilka flest källor till emissionsdata kunde återfinnas, var bensen, formaldehyd, eten, propen och acetaldehyd. Data som beskriver 'emissioner av övriga aktuella ämnen, visade sig vara mer sporadiskt förekommande.
En kortfattad siffermässing presentation av de emissionsdata, vilka bedömdes kunna tjäna som grund för härledning av emissionsfaktorer, ges i tabellform på de följ ande sidorna. I tabellerna ingår beteckningar på bland annat körcykler, delkör-cykler och avgasreglementen:
A10 avgasreglemente före 1989. Bilar utan katalysator
A12 kravspecifikation från och med 1989. Katalysatorrenade bilar
FTP Federal Test Procedure. Den amerikanska certifieringskörcykeln, sammansatt av de tre delmomenten ct (cold transient), s (stabilized) och ht (hot transient)
Tabell 1 Utsläpp av PAH
Ref(3) Ahlbom och Duus. Nya hju/spår
Utsläpp av PAH (mikrogram/km)
Personbil Lastbil m släp
Via avgas 28 Via avgas (MK) 70 Från däck 5 Via avgas (MK 3) 700 Från däck 140
Tabell 2 Belydelse av katalysatoråldring.
Ref(4) Andersson, Frestad m.fl. The effect of Gata/yst ageing
Utsläpp (mg/mile) över FTP-cykeln
Volvo 2.3 I
bensen eten propen 1,3-butadien
Kat. 34 12 7 1
Gammal kat. 47 29 12 0.9
Ingen kat. 155 142 77 13
Bensen (mg/mile) över delcykler
ct s ht
Kat. 57 7 18
Gammal kat. 80 33 39
Tabell 3 Resultatfrån det amerikanska Auto/Oil-programmet.
Ref(5) Auto/Oil 5
Utsläpp (mg/mile) av air toxics över FTP-cykeln
Nya bilar (1989) 20 st Äldre bilar (1983-1985) 14 st
bensen 1,3-but. formald. acetald. bensen 1,3-but. formald. acetald. Bränsle
konv. 10.8 0.8 1.8' 1.2 16.0 1.8 7.2 3.5 cert. 6.8 0.7 1.5 0.8 12.5 1.0 11.4 2.8 Ref(6) Auto/Oil 6
10.3 1.1 ' 1.4 1.3
Tabell 4 Analys av enskilda kolväten i olika trafkmiljöer.
Ref(8) Bailey, Gunary mfl. Speciated hydrocarbon emissions...
Utsläpp (mg/km) av kolväten on-the-road Nya bilar, ej kat.
THC eten propen bensen
Tätort 3409 212 95 196
Ytteromr. 1941 123 61 100
Landsväg 1 149 93 47 66
Motorväg 1 707 83 44 46
Motorväg 2 775 102 50 51
Tabell 5 Analys av enskilda kolväten, personbilar.
Ref(9) Bailey mfl. Hydrocarbon speciation... Utsläpp (mg/km) av enskilda kolväten on-the-road
Bil 1 (Förgasare) Bil 2 (Insprutn.)
THC eten propen bensen THC eten propen bensen
Tätort 1800 133 63 120 1900 133 59 85
Tabell 6 Emissionsa'ata, kunskapsammanställning.
Ref(11) Barrefors Emissionsdata och relativa.. Emissionsfaktorer (mg/km) kortväga transporter
THC eten propen butadien bensen formald.
A10 3900 216 84 22 280 84 A12 850 34 19 3.6 590 9.4 Tung tr. 1900 48 11.6 4 10.5 154
Tabell 7 Flyktiga kalväten z' Omgivningsluft.
Ref(12) Barrefors Volatile hydrocarbons...
Vikts°/o av THC från trafik för enskilda ämnen
eten propen butadien bensen
7.8 2.8 0.7 9.1
Tabell 8 Bensenutslapp, personbilar.
Ref(14) Williams Benzene exhaust emission...
Bensen (mg/km) under körcykelfaser
ct s ht THC 810 1 10 200 Bensen 27 3.9 6.6
ZPAH
B(a)P
(rig/Km) (Hg/Km)
160 3.1 16.2 0.7 640 5.8Tabell 9
Ref(16)
Utan kat., Diesel, 1 2 Tabell 10Ref(1 7)
Bränsle nr -l >-CJ Dl '\ D--L Bränsle nr -l ÄC J D R D -L Naturvårdsverket Rapport 1 635.Egebäck och Bertilsson Chemical and Bio/ogical..
PAH B(a)P eten propen bensen formald. acetald.
(ng/km) (pg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) två bilar 96.0 1.7 85.6 33.7 110.0 23.4 nd 35.0 0.5 67.8 27.1 92.1 36.8 nd två bilar 4.0 0.1 6.1 3.8 9.0 1.8 11.0 3.1 0.1 9.3 4.5 13.1 2.4 14.0 två bilar _ 960.0 ' 11.0 90.7 27.0 18.1 20.7 36.0 505.0 8.4 25.6 6.8 19.5 7.9 nd
Inverkan av bränsle på utsläppfrån dieselfordon.
Egebäck och Grägg Impact of fuels...
Partikelutsläpp från en buss (Scania 113) och en lastbil (Volvo FL10)
Bränslekvalitet Utsläpp
S (°/ow) Ar (°/ov) Olef. (°/ov) Part. buss (g/km) Part. lb (g/km)
Braunsch. US trans Braunsch US trans 0.02 25.1 1.6 0.46 0.34 0.55 0.37 0.16 26.1 1.0 0.51 0.38 0.58 0.42 0.02 20.0 0.9 0.43 0.30 0.40 0.28 0.01 20.5 0.2 0.46 0.34 0.47 0.32 SOF och aldehyder, buss och lastbil
Buss, Braunschwig Lastbil, Braunschwig SOF Formald. Acetald. SOF Formald. Acetald. (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) 124.3 92 58 59.6 92 75 131.2 68 19 64.6 119 100 128.0 258 50 44.1 134 128 97.9 127 85 47.9 74 106 VTI nOtat 13-1997 9
Sex personbilar. USA -73
ZPAH B(a)P
(mg/km) (mg/km) (lig/km) (Hg/km)
10.4 18.3 8.2 24.1 19.2 10.6 88 49 49 216 125 57 Acetald. (mg/km) 266 THC 3.1 1.9 0.9 8.4 7.2 1.3 Part. (Braunschweig) 0.25 0.46 0.41 Tabell 1] Reglerade och ickereglerade utsläpp.Ref(18) Egebäck m fl. Undersökning av reglerade..
Formald Part.
Bil
SAAB 900 GL -82 15.3 SAAB 900 EMS (kat.) -84 14.2 SAAB 900 S -83 36.6
Volvo 245 -81 28.9
VW Golf C -83 14.7
Toyota Corolla -83 14.0
Tabell 12 Utsläpp från tätortsbuss.
Ref(19) Grägg Lågemitterande (LETT)...
Buss Volvo B 10 M. Busscykeln Part. Formald.
(g/km) (mg/km) 0.65 192
Tabell 13 Utsläpp tunga lastbilar. Ref(20) Grägg Emissions from four...
Partiklar (glkm, 4 tunga fordon) THC Part. (US transient) Scania buss 0.27 0.20 Volvo lb 0.40 0.16 MB Ib 0.37 0.14 Tristar lb 0.32 0.03 0.50 0.16 0.18 0.15 0.05
Tabell 14 Inverkan av dieselkvalitet på partikelutslápp. Ref(21) Grägg The effects...
Partiklar (glkm, 2 bussar, 2 lastbilar)
Bränsle MK3 MK2 MK1
Fordon
Scania buss DSC 1104 0.51 0.45 0.40 Scania buss DSC 1127 0.21 0.20 Volvo lastb. TD 101F 0.58 0.55 0.50 Volvo lastb D12A420 0.34 0.30
Tabell 15 Partikelemissioner.
Ref(27) Lang m fl. Characterization... Partiklar mm FTP
Part. SOF B(a)P (mg/mile) (mg/mile) (pg/mile)
Pb bensin 31.7 14.4 3.3
Pb diesel 607 124 4.5
Tung diesel 1950 384 2.3
Tabell 16 Betydelse av yttertemperatur. Ref(29) Naturvårdsv. Luftföroreningar...
Starttemperatur inverkan, personbilar
Part. PAH B(a)P Temp. (mg/km) (lig/km) (ng/km)
22 22 200 5.3
0 36 675 20.0
-6 58 1 150 34.0
Tabell 1 7 FTP katbilar.
Ref(32) Smith mfl. Characterization of...
Fyra katbilar, FTP
eten propen bensen formald. acetald.
Bil nr (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) 1 11.56 4.12 9.34 0.99 0.18 2 23.37 11.08 23.4 0.68 0.29 3 9.08 4.65 8.70 0.19 0.40 4 4.97 1.66 6.53 3.44 0.40 MEDEL 12.25 * 5.38 11.99 1.33 0.32 STDAV 7.90 4.02 7.70 1.45 0.11
Tabell 18 Inblandning av oxygenater.
Ref(34)
Stump mfl. Seasonal impact...
GM 2.0 I Corsica -88, FTP
THC eten propen bensen acetald. formald. 1,3-but.
Temp. (g/mile) °/o(w) °/o(w) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile)
32 0.56 7.74 2.51 22.20 2.15 2.74 0.80 24 0.36 6.28 2.95 13.70 1.30 3.18 0.60 4.4 0.32 6.42 3.22 6.80 1.00 2.40 0.30
Tabell 19 Inverkan av sommartemperatur I.
Ref(35) Stump mfl. The oomposition...
Sju USA-bilar (87-90) sex- och 8-cyl., FTP
THC eten propen bensen acetald. formald. 1,3-but.
Temp. (g/mile) °/o(w) °/o(w) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile) 41 0.58 5.52 2.85 15.80 2.15 6.53 1.75 32 0.55 5.49 3.18 16.78 1.94 6.50 2.04 24 0.58 5.29 2.33 16.78 2.03 6.50 2.05
Tabell 20 Inverkan av sommartemperatur II. Ref(36) Stump mfl. The composition ll...
Nio USA-bilar (87-89) 4-cyl., FTP
THC eten pr0pen bensen acetald. formald. 1,3-but.
Temp. (g/mlle) °/o(W) oA (w) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile) (mg/mile) 41 0.33 6.36 2.98 9.80 1.25 3.16 1.29 32 0.35 6.10 2.74 10.19 1.35 3.21 1.47 24 0.38 5.51 3.02 11.37 1.32 3.08 1.65
Tabell 2] Litteraturöversikt, diesel.
Ref(39) Westerholm lnorganic and...
Tung lastbil, Braunschw.
Part. Formald. Acetald. B(a)P (g/km) (mg/km) (mg/km) (pg/km)
1.0 150 40 2.2
Tabell 22 Samband bränsle-PAH med utsläpp av PAH. Ref(43) Westerholm, Alsberg mfl. Effect offuel polycyclic.
Volvo 240 -84
part. eten pr0pen bensen formald. acetald. PAH p/g Bränsle PAH(mg/l) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (mg/km) (pg/km)
1 0.1 3.8 135 78 81 29 3.6 14/110
2 8.4 4.1 115 80 22 35 6.1 25/130
3 20 4.7 125 55 62 36 5.6 46/240
4 54 5.5 108 45 90 25 4.6 44/21 0
Tabell 23 Utsläpp av B(a)P.
Ref(47) Williams and Swarin Benzo(a)pyrene...
Personbilar, B(a)P (ng/km) under FTP
ct ht
Bensin kat (4) 0.2 0.1
Bensin utkat (7) 5.1 0.6
Diesel (2) 4.4 2.6
Tabell 24 sammanfattar antalet källor, med förekomst av emissionsdata för vart och ett av de efterfrågade cancerframkallande ämnena, som återfunnits.
Tabell 24 Emissionsdata olika ämnen.
Ämne
Antal källor
bensen 12 butadien 7 formaldehyd 12 acetaldehyd lO eten 1 l propen 1 1 benso(a)pyren 7 polyaromater 5 partiklar 8
Det befintliga materialet bedöms i dagsläget att i bästa fall räcka till som underlag för att ta fram emissionsfaktorer för de tidigare nämnda fem ämnena: bensen, formaldehyd, acetaldehyd, eten och propen. Den för ändamålet bäst lämpade typen av data är uppgifter massemission (g/km) av de olika ämnena, vid den i USA och Sverige använda certifieringskörcykeln FTP med uppdelning på de tre delfaserna. Ytterligare är det vitalt att analysera huruvida det förekommer sam-variation i utsläppen mellan bensen etc. och något/några av dereglerade ämnen, för vilka parallella emissionsdata oftast finns tillgängliga.
Från ovanstående överväganden kan emissionsfaktorer för cancerframkallande ämnen tas fram för att därefter infogas i NV-modellen. Åtminstone inledningsvis kan effekter av åldring Lex. hos emissionsbegränsande utrustning knappast beskrivas med tillgängliga data. Däremot kan möjligen betydelsen av kallstart och avdunstning redan nu undersökas. Allteftersom mätning av air toxics , PAH etc. görs mer eller mindre standardmässigt i allt fler avgaslaboratorier världen runt, kommer ökad tillgång på utsläppsdata att möjliggöra lika detaljerad modell-behandling av dessa ämnen som i dagsläget är fallet för de reglerade emissionerna HC, CO och NOX. \
3.3 Behov av ytterligare information
För beräkning av totalutsläpp från trafik av vissa ämnen, i någon given trafik-situation erfordras två huvudtyper av information, för beskrivning av
1 Trafiken 2 Utsläpp
a) fordon a) massemission (g/km) b) trafikarbete b) kallstart
c) körsätt c) avdunstning
d) bränslen d) reglerade/oreglerade ämnen e) etc. e) etc.
Upplösningen i alla ingående data skall tillåta kvantitativ beräkning på lokal, regional och nationell nivå.
Trafikdata enligt ovan finns att tillgå vid VTI i befintliga beräkningmodeller alternativt från pågående arbete vid resursgrupperna miljö/energi och transport-ekonomi. Dessa delar av den planerade kvantitativa modellen kan relativt enkelt slutföras.
Som nämnts har åtskilliga källor för emissionsdata rörande oreglerade ämnen utvärderats. För att skapa underlag för härledning av emissionsfaktorer för samt-liga efterfrågade ämnen planeras bland annat följ ande kompletteringar:
Genomgång av ytterligare litteratur, bland annat ett antal referenser ur de redan lästa artiklarna.
Resultaten från en aktuell studie vid MTC i vilken sex bilar undersöks, med avseende på utsläpp av cancerogena ämnen, under olika körförhållanden. Information om partiklar och associerade cancerogena substanser från bilavgaser i stadsluft48 samt PAH-utsläpp via högaromatiska oljor i däckgummi3.
Kännedom om trafikdata och emissionsdata innebär i princip att totala utsläpp kan beräknas. Totalutsläppen inbegriper varmutsläpp, kallstartsemissioner och olika typer av avdunstning. Då kvantifieringen berör enskilda kolväten behövs en detaljerad beskrivning av evaporativa emissioner, eftersom ångfas och vätskefas vid avdunstning normalt inte har samma sammansättning.
Vid härledning av emissionsfaktorer för bensen etc. är det viktigt att undersöka om kopplingar finns mellan utsläppen av något/några oreglerade ämnen och de reglerade HC, CO och NOx eller ämnen undersökta i det amerikanska Auto/Oil programmet t.ex. svavel.
Statistisk analys av ingående data och alla beräkningsled kommer att vara nöd-vändig för att osäkerhetsmått beträffande emissionsfaktorer och beräkningsresultat skall kunna anges.
3.4 Kvantitativ modell, Steg Il
3.4.1 Tidsplan
Tidsåtgången för VTI att ta fram en kvantitativ beräkningsmodell för utsläpp av cancerframkallande ämnen i svenska tätorter (Steg II) är ett år från projektstart.
3.4.2 Delmoment
Projektet omfattar (i ungefärlig tidsordning) följande arbetsuppgifter: 1. Sammanställning av trafikdata inklusive relevanta körmönster. 2. Sökning/genomgång av ytterligare emissionsdata
3. Existerar samvariation mellan emission av cancerframkallande ämnen och emission av reglerade ämnen, eller bränsleparametrar som halterna av svavel, olefiner, aromater eller oxygenater?
4. Härledning av emissionsfaktorer, inklusive statistisk bedömning av osäkerhetsgrad.
. Samråd/konsultation med KTH, CTH, MTC...
Programmering/utprovning av menybaserad beräkningsmodell för PC. 7. Dokumentering (VTI Meddelande).
_O
NL
II
3.4.3 Deltagande personer
Följ ande personer(minst) vid VTI kommer att deltaga i ett Steg II
Magnus Lenner projektansvarig
Ulf Hammarström modeller, emissioner, trafik
Bo Karlsson programmering
Mats Wiklund statistik Samråd/samarbete
Jacob Almén, Anders Laveskog, MTC mätning av emissioner
Roger Westerholm, KTH utvärdering av mätningar
Göran Peterson, CTH ,_ flyktiga kolväten, avdunstning
3.4.4 Kostnader
Den beräknade totala arbetsinsatsen beräknas till tio manmånader enligt VTIs forskartaxa.
10 manmånader a 90 kkr 900 kkr
Detta belopp inkluderar litteratursökning, dokumentation, resor samt kostnader som uppstår vid samarbete/konsultationer.
4 Referenser
1 10 11 12 13 VTI notat 13-1997Hammarström, U. och Henriksson, P. Indata till Naturvårdsverkets nya modell för avgasemissioner från vägtrafik. Källredovisning. PM VTI 1996-04-03
Hammarström, U. och Karlsson, B. Manual Beräkningsmodell - Bilavgaser. PM VTI 1996-04-04
Ahlbom, J. och Duus, U. Nya hjulspår - en produktstudie av gummidäck. Kemikalieinspektionen. Rapport 6/94 (1994).
Andersson, S., Frestad, A., Dempster, N. M. and Shore, P. R. The effect of catalyst ageing on the composition of gasoline engine hyrocarbon emissions. SAE Paper 9910174 (1991).
Auto/Oil Air Quality Improvement Research Program. Exhaust emissions of toxic air pollutants using reformulated gasolines. Technical Bulletin No. 5 (1991).
Air Quality Improvement Research Program. Emissions results of oxygenated gasolines and changes in RVP. Auto/Oil Technical Bulletin No. 6 (1991). Auto/Oil Air Quality Improvement Research Program. Effects of fuel sulphur on mass exhaust emissions, air toxics and reactivity. Technical Bulletin No. 8 (1992).
Bailey, I. C., Gunary, K., Schmidl, B. and Williams, M. L. Speciated hydrocarbon emissions from a sample of UK vehicles on the road over a range of speeds. Sci. Total Environ. 93, 199-206 (1990).
Bailey, J. C., Schmidl, B. and Williams, M. L. Vehicle emissions and their impact on European air quality. Proceedings of the institution of mechanical engineers C327/87, 177-185 (1987).
Bailey, J. C., Schmidl, B. and Williams, M. L. Speciated hydrocarbon emissions from vehicles operated over the normal speed range on the road. Atm. Env. 24Azl, 43-52 (1990).
Barrefors, G. Emissionsdata och relativa cancerrisker för fordonavgaser. En kunskapssammanställning. Kemisk miljövetenskap CTH (1994).
Barrefors, G. Volatile hydrocarbons in ambient air. Thesis. Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden (1996).
Cadle, S., Nebel, G. J. and Williams, R. L. Measurements of unregulated emissions from General Motors' Light-duty vehicles. SAE Paper 790694 (1979).
14
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28Dasch, J. M. and Williams, R. L. Benzene exhaust emission from in-use General Motors Vehicles. Environ. Sci. Technol. 25, 853-857 (1991).
Egebäck, K.-E. Föroreningsutsläpp från bilar genom avdunstat bränsle. MTC Rapport 9104 (1991).
Egebäck, K.-E. and Bertilsson, B.-M. (Editors). Chemical and biological Characterization of exhaust emissions from vehicles fueled with gasoline, alcohol, LPG and diesel. National Swedish Environment Protection Board. Report 1635.
Egebäck, K.-E. and Grägg, K. Impact of fuels on diesel exhaust emissions. MTC Rapport 9010A (1990).
Egebäck, K.-E., Tejle, G. och Laveskog, A. Undersökning av reglerade och icke reglerade föroreningar vid olika bränsle/motorkombinationer och olika temperaturer. Swedish environmental protection agency. Report 1812 (1988). Grägg, K. Lågemitterande tätorts(LETT)-fordon. MTC Rapport 9006B (1990).
Grägg, K. Emissions from four heavy duty vehicles. MTC Rapport 9406 A (1995).
Grägg, K. The effects on the exhaust emissions of changing to a low aromatic, low PAC and low sulphur diesel fuel. MTC Rapport 9517 (1995). Hammarström, U. Bränsle- och emissionsfaktorer för kallstart och varmkörda motorer. Statens väg- och transportforskningsinstitut. Notat T 119 (1992). Hammarström, U. Bränsleavdunstning från vägtrafik. Statens väg- och transportforskningsinstitut. Notat T 120 (1992).
Hare, C. T. and Black, F. M. Motor vehicle particulate emission levels. APCA Paper 81-56.5 (1981).
Kraft, J. and Kuhler, M. Aldehyde toxicity and immission levels caused by motor vehicles. Volkswagenwerk AG, Report No. FMT 8501V/5 (1985). Kurtul, S. and Graham, M. A. Exhaust emission tests on ten heavy duty diesel engines. TRRL Contractor report CR 275 (1992).
Lang, J. M., Snow, L., Carlson, R., Black, F., Zweidinger, R. and Tejada, S. Characterization of particulate emissions from in-use gasoline-fueled motor vehicles. SAE Paper 811186 (1981).
Lewtas, J. (Editor). Toxicological effects of emissions from diesel engines. Elsevier Biomedical. New York/Amsterdanileford (1982).
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 VTI notat 13-1997
Luftföroreningar i tätorter. Naturvårdsverket ( 1984).
Pettersson M. Drivmedelsammansättning bensin. Swedish environmental protection agency. Report 3531 (1988).
Sigsby, J. E. Jr., Tejada, S. and Ray, W. Volatile organic compound emissions from 46 in-use passenger cars. Environ. Sci. Technol. 21:5, 466-475 (1987). Smith, L. R. and Black, F. M. Characterization of exhaust emissions from passenger cars equipped with three-way catalyst control systems. SAE Paper 800822 (1980).
Springer, K. J. and Baines, T. M. Emissions from diesel versions of
production passenger cars. SAE Paper 770818 (1977).
Stump, F. D., Knapp, K. T. and Day, W. D. Seasonal impact of blending oxygenated organics with gasoline on motor vehicle tailpipe and evaporative emissions. J. Air Waste Manage. Assoc. 40, 872-880 (1990).
Stump, F. D., Knapp, K. T., Ray, W. D., Snow, R. and Burton, C. The composition of motor vehicle organic emissions under elevated temperature summer driving conditions (75 to 105 0F) J. Air Waste Manage. Assoc. 42,
152-158 (1992).
Stump, F. D., Knapp, K. T., Ray, W. D., Snow, R. and Eudy, L. The composition of motor vehicle organic emissions under elevated temperature summer driving conditions (75 to 105 c)F) - Part H. J. Air Waste Manage. Assoc. 42, 1328-1335 (1992).
Stump, F., Tejada, S., Ray, W., Dropkin, D. and Black, F. The influence of ambient temperature on tailpipe emissions from 1984-1987 model year light-duty gasoline motor vehicles. Atm. Env. 23:2, 307-320 (1989).
Warner-Selph, M. A. Measurements of toxic exhaust emissions from gasoline-powered light-duty vehicles. Southwest Research Institute Report ARB/R-90/445 (1989).
Westerholm, R. Inorganic and organic compounds in emissions from diesel powered vehicles. A literature survey. Swedish environmental protection agency. Report 3389 (1987).
Westerholm, R., Almén, J. and Li, H. Exhaust emissions from gasoline-fuelled light duty vehicles operated in different driving conditions. A chemical and biological Characterization. Atm. Env. 26B, 79-90 (1992).
41 42 43
44
4546
47 48Westerholm, R., Almén, J., Hang, L., Rannug, U. and Rosén, Å. Chemical analysis and biological testing of exhaust emissions from two catalyst equipped light duty vehicles operated at constant cruising speeds 70 and 90 km/h and during acceleration conditions from idling up to 70 and 90 km/h. Sci. Total Environ. 93, 191-198 (1990).
Westerholm, R. N., Almén, J., Li, H., Rannug, J. U., Egebäck, K.-E. and Grägg, K. Chemical and biological Characterization of particulate-, semivolatile-, and gas-phase-associated compounds in diluted heavy-duty diesel exhausts: A comparison of three different semivolatile-phase samplers. Environ. Sci. Technol. 25, 332-338 (1991). '
Westerholm, R., Alsberg, T. E., Frommelin. Å. B., Strandell, M. E., Rannug, U., Winquist, L., Grigoriadis, V. and Egebäck, K.-E. Effect of fuel polycyclic aromatic hydrocarbon content on the emissions of polycyclic aromatic hydrocarbons and other mutagenic substances from a gasoline-fueled automobile. Environ. Sci. Technol. 22, 925-930 (1988).
Westerholm, R. and Egebäck, K.-E. Exhaust emissions from light- and heavy-duty vehicles: Chemical composition. impact of exhaust after treatment, and fuel parameters. Environ. Health Perspect. 102, 13-23 (1994).
Westerholm, R. and Egebäck, K.-E. (Editors). Impact of fuel on diesel exhaust emissions. Swedish environmental protection agency. Report 3968 (1991).
Westerholm, R. and Wijk, A. Bilavgaser. Swedish environmental protection agency. Report 4528 (1991).
Williams, R. L. and Swarin, S. J. Benzo(a)pyrene emissions from gasoline and diesel automobiles. SAE Paper 790419 (1979).
Bilaga 1 Sid 1 (2)
Projektbeskrivning
Utredningsuppdrag: Kvantitativ modell för trafikens luftutsläpp av cancer-framkallande ämnen - Steg I.
Bakgrund:
Utsläpp i våra tätorter av cancerframkallande ämnen skall minska med 50% fram till år 2005 och på sikt minska med 90%. (Miljöpropositionen 1990/9lz9l). År 1990 är basår för utsläppsminskningen. Det finns eller är under utarbetande -metoder att kvantifiera utsläppen av VOC, NOx och flera andra nyckelkompo-nenter från vägtrafik, men saknas för att på ett kongruent vis kvantifiera utsläpp av cancerframkallande ämnen bundna till partiklar och i gasfas. Till en del kan indi-katorsubstanser användas som totalmått på cancerframkallande förmåga.
Mål:
Utredningen syftar till att analysera förutsättningarna för att kvantifiera trafikens utsläpp av cancerframkallande luftföroreningar i tätortsmiljö med hjälp av en mekanistisk modell. Ingångsparametrar till modellen bör vara desamma som används i befintliga eller kommande modeller beträffande t. ex. fordonsflottans sammansättning och reningsteknik, trafikarbete, körsätt, miljöklassning av fordon och bränsle. De utsläpp som berörs är cancerogena ämnen (PAH i gas- och parti-kelfas, B(a)P, formaldehyd, acetaldehyd, eten, propen, butadien, bensen) och indikatorsubstanser (PMlo, bensen, eten och formaldehyd) från fordon i vila och rörelse.
Projektet/utredningen kan senare komma att byggas ut med ett Steg H, vilket inne-bär själva framtagandet av en kvantitativ modell för utsläpp av cancerfram-kallande ämnen i tätorter.
Uppdraget i Steg I innebär att ni skall:
- kartlägga vilket underlag som finns som kan ligga till grund för parametrar
relaterade till fordonsflottan, trafikarbete, körmönster och emissionsfaktorer i
tät-orter.
- utreda vilka emissionsfaktorer som kan kvantifieras idag med tillgänglig infor-mation och hur dessa kan anpassas till existerande eller kommande modeller för kvantifiering av utsläpp. Utredningen ska också ge bedömningar på vilka osäker-heter som är behäftade med dessa faktorer och de beräknade utsläppen.
- identifiera vilken ytterligare information och forskning som krävs för att kvanti-fiera utsläppen i tätorter och ge kostnadsuppskattningar för detta.
- ge förslag till projektplan (delprojekt, kostnader, tidsplan etc) för utvecklingen av en sådan kvantitativ modell (dvs Steg II). Noggrannheten och precisionen i kvantifieringen av utsläppen skall därvid vara 20% resp 10%. Projektplanen kan ge förslag på andra krav på noggrannhet/precision. Projektplanen skall också redovisa vilka personer/grupper som ingår i genomförandet av Steg II.
Bilaga 1 Sid 2 (2)
- samråd ska ske med naturvårdsverket vid åtminstone ett tillfälle innan slut-rapport inlämnas
Utredningen skall redovisas till naturvårdsverket i form av en rapport senast den 1 november 1996.
