www.vti.se/publikationer
Mats Gustafsson Göran Blomqvist Christer Johansson
Michael Norman
Driftåtgärder mot PM10 på Hornsgatan
och Sveavägen i Stockholm
VTI rapport 767 Utgivningsår 2012
Utgivare: Publikation: VTI rapport 767 Utgivningsår: 2013 Projektnummer: 50489 Dnr: 2011/0515-24 581 95 Linköping Projektnamn:
Uppföljning av åtgärder mot PM10 i Stockholm
Författare: Uppdragsgivare:
Mats Gustafsson, Göran Blomqvist, Christer Johansson och Michael Norman
Trafikkontoret Stockholms stad
Titel:
Driftåtgärder mot PM10 på Hornsgatan och Sveavägen i Stockholm - utvärdering av vintersäsongen 2011–2012
Referat
I flera tätorter i Sverige finns problem med att uppfylla miljökvalitetsnormen för inandningsbara
partiklar (PM10) i omgivningsluften. Stockholm har flera utsatta miljöer där partikelhalterna överskrider gränsen för dygnsmedelvärdet. Källan till partiklarna är främst vägdamm som i huvudsak orsakas av dubbdäcksslitage och sandning vintertid. Flera åtgärder har provats för att sänka partikelhalterna, men det har visat sig att enskilda åtgärder inte är tillräckliga utan att flera åtgärder behöver kombineras. Under vinterhalvåret 2011–2012 provade därför Stockholms stad ett åtgärdspaket bestående av
dammbindning med CMA, städning med kraftfull städmaskin och spolning av gator för att, om möjligt sänka PM10-halterna på Hornsgatan och Sveavägen.
Under säsongen utfördes 31 spridningar av CMA, 25 städinsatser och 42 gatuspolningar. Resultaten visar att antalet överskridanden av PM10 på båda gatorna är betydligt färre än på referensgatorna under den behandlade perioden. Den enda åtgärden som hade en signifikant effekt var dock dammbindning, medan varken städningen eller spolningen medförde någon direkt sänkning av PM10-halterna.
Vägdammförrådet byggdes upp under vintersäsongen på försöksgatorna med maximum i mars, då dammbindningsinsatserna var som intensivast. Ett tydligt samband mellan vägytornas makrotextur och mängden vägdamm kunde konstateras. Jonmängderna på ytorna avspeglade väl jonerna i vägsalt och CMA.
Publisher: Publication: VTI rapport 767 Published: 2013 Project code: 50489 Dnr: 2011/0515-24
SE-581 95 Linköping Sweden Project:
Measures against PM10 in Stockholm
Author: Sponsor:
Mats Gustafsson, Göran Blomqvist, Christer Johansson and Michael Norman
City of Stockholm, Traffic
Title:
Operational measures against PM10 pollution on Hornsgatan and Sveavägen in Stockholm - evaluation of winter season 2011–2012
Abstract
Several Swedish cities have problems with complying with the environmental quality standard for inhalable particulate matter in air (PM10). Stockholm has a number of problematic traffic environments with narrow street canyons and high traffic flows, where the limit values are exceeded practically every year. An important source for PM10 is road dust forming from wear of road pavements and use of winter sanding. Different measures have been tested to mitigate the particle concentrations but to reach the limit values, no single measure is enough, but needs to be combined.
During the winter 2011–2012, the city of Stockholm has tested a combination of measures, including dust binding with CMA, powerful street sweeping and street flushing with water to, if possible, reach the PM10 limit values.
During the season, 31 applications of CMA, 25 road sweepings and 42 road flushes, were conducted. The results show that the number of PM10 directive exceedances on both streets were considerably fewer than on the reference streets. The single measure having a significant effect, though, was dust binding with CMA, while sweeping and flushing did not reduce PM10 concentrations. The road dust depot increased during the winter months on the test streets and reached a maximum in March, during the most intense dust binding efforts. An obvious relationship between road surface texture and road dust depot could be identified. The ion content on the street surfaces reflected the use of road salt (NaCl) and CMA.
Keywords:
Förord
Denna rapport har tillkommit som resultat av ett gemensamt uppdrag till VTI och SLB-analys vid Miljöförvaltningen, Stockholms stad, beställt av Tord Larsson på
Trafikkontoret, Stockholms stad. Rapporten beskriver resultaten av uppföljningen av de åtgärder som vidtogs under 2011–2012 mot höga partikelhalter i Stockholm, men har även resulterat i unika data rörande vägdammssystemets dynamik och sammansättning, som vi hoppas kommer att kunna bidra till bättre emissionsmodellering.
Författarna vill rikta ett stort tack till Tord Larsson, Trafikkontoret, som förutom intresserat huvudmannaskap även bidragit med friktionsmätningar. Tack också till Jens Nilsson på PEAB, som ställt upp med skyltvagn under mätnätterna och sett till att insatserna loggats. Slutligen vill vi även tacka Karin Edvardsson, VTI, för goda synpunkter på manuskriptet.
Linköping, 13 november 2012
Mats Gustafsson Projektledare
Kvalitetsgranskning
Intern peer review har genomförts 2012-11-08 av Karin Edvardsson. Mats Gustafsson har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus 2012-11-12. Projektledarens närmaste chef Kerstin Robertson har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering (2012-11-23).
Quality review
Internal peer review was performed on 8 November 2012 by Karin Edvardsson. Mats Gustafsson has made alterations to the final manuscript of the report. The research director of the project manager Kerstin Robertson examined and approved the report for publication on 23 November 2012.
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... 5 Summary ... 7 1 Bakgrund ... 9 2 Utförda åtgärder ... 10 2.1 Gator ... 102.2 Dammbindning med CMA ... 13
2.3 Bredsug ... 13
2.4 Spolning ... 13
2.5 Ordinarie driftsåtgärder med inverkan på PM10– emissioner ... 13
3 Metodik för utvärdering ... 14
3.1 Mätningar av PM10, vägbanans fuktighet, NOX,trafik och dubbdäcksandel 14 3.2 Vägdammsförrådet och joner på vägytan ... 14
3.3 Uppvirvlingspotential ... 16 3.4 Makrotextur ... 18 3.5 Friktion ... 19 4 Resultat ... 20 4.1 Textur ... 20 4.2 Dammförråd på vägytan ... 21 4.3 Uppvirvlingspotential ... 27 4.4 Joner på vägytan ... 28 4.5 PM10 – halter ... 32
4.6 Trafikmängd och antal fordon med dubbdäck ... 38
4.7 Kemiska analyser av PM10 ... 39
5 Utvärdering av de olika åtgärdernas effekter ... 42
5.1 Effekt på vägytan ... 42
5.2 Friktion ... 46
5.3 Effekter av åtgärderna på totala PM10 halterna ... 46
5.4 Syntes ... 59
6 Diskussion ... 60
7 Slutsatser ... 62
Driftåtgärder mot PM10 på Hornsgatan och Sveavägen i Stockholm - utvärdering av vintersäsongen 2011–2012
av Mats Gustafsson, Göran Blomqvist, Christer Johansson och Michael Norman VTI
581 91 Linköping
Sammanfattning
I flera tätorter i Sverige finns problem med att uppfylla miljökvalitetsnormen för inandningsbara partiklar (PM10) i omgivningsluften. Normen grundar sig ett EG-direktiv och Sverige har blivit dömt i EU-domstolen för att överskrida EG-direktivets gränsvärden. Stockholm har flera utsatta miljöer med trånga gaturum och höga
trafikflöden, där partikelhalterna överskrider gränsen för dygnsmedelvärdet. Källan till partiklarna är i huvudsak vägdamm som i huvudsak orsakas av dubbdäcksslitage och sandning vintertid. Flera åtgärder har provats för att sänka partikelhalterna, bland annat dammbindning med CMA (kalciummagnesiumacetat) och magnesiumklorid, extra städning och sedan 2010 även dubbdäcksförbud på Hornsgatan. För att klara normerna har det dock visat sig att enskilda åtgärder inte är tillräckliga utan att flera åtgärder behöver kombineras.
Under vinterhalvåret 2011–2012 har därför Stockholms stad provat ett åtgärdspaket, bestående av dammbindning med CMA, städning med kraftfull städmaskin och spolning av gator för att, om möjligt sänka PM10-halterna på Hornsgatan och
Sveavägen. Referensgator, där normal drift använts har varit Folkungagatan respektive Norrlandsgatan.
Under perioden från oktober 2011 till maj 2012 mättes förutom PM10 i luften på gatorna även vägdammsmängden och lösta joner på vägytan. Under säsongen utfördes 31 spridningar av CMA, 25 städinsatser och 42 gatuspolningar på Hornsgatan och Sveavägen. Resultaten visar att antalet överskridanden av PM10 på båda gatorna är betydligt färre än på referensgatorna under den behandlade perioden. Den enda åtgärden som hade en signifikant effekt var dock dammbindning, medan varken städningen eller spolningen medförde någon direkt sänkning av PM10-halterna. Det är dock möjligt att effekterna av städning och spolning är av mer långsiktig karaktär, vilket inte kunnat studeras i föreliggande studie. Möjligheten att klara normens gränsvärde bedöms som god, men beror dels på meteorologin under resten av 2012 och de insatser som
fortsättningsvis utförs under året. Vägdammförrådet byggdes upp under vintersäsongen på försöksgatorna med maximum i mars, då dammbindningsinsatserna var som
intensivast. Ett tydligt samband mellan vägytornas makrotextur och mängden vägdamm kunde konstateras. Jonmängderna på ytorna avspeglade väl jonerna i salt (NaCl) och
säsongen 2012–2013 för att utvärdera en effektivare städmaskin i kombination med dammbindning.
Operational measures against PM10 pollution on Hornsgatan and Sveavägen in
Stockholm - evaluation of winter season 2011–2012
by Mats Gustafsson, Göran Blomqvist, Christer Johansson and Michael Norman VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute)
SE – 581 96 Linköping Sweden
Summary
Several Swedish cities have problems with complying with the environmental quality standard for inhalable particulate matter in air (PM10). The standard is based on an EG directive and Sweden has been judged in the EU court for exceeding the limit values. Stockholm has a number of problematic traffic environments with narrow street canyons and high traffic flows, where the limit values are exceeded practically every year. The source for PM10 is road dust forming from wear of road pavements and use of winter sanding. Different measures have been tested to mitigate the particle
concentrations, including dust binding with CMA (calcium magnesium acetate) and magnesium chloride, extra road cleaning and, since 2010, banned use of studded tyres in one of the most polluted streets Hornsgatan. It turns out though, that to reach the limit values, no single measure is enough, but needs to be combined.
During the winter 2011–2012, the city of Stockholm has tested a combination of measures, including dust binding with CMA, powerful street sweeping and street
flushing with water to, if possible, reach the PM10 limit values on the streets Hornsgatan and Sveavägen. Reference streets have been Folkungagatan and Norrlandsgatan where normal street operation was used.
During October 2011 to March 2012 PM10 as well as the road dust depot was sampled and analyzed. During the season, 31 applications of CMA, 25 road sweepings and 42 road flushes, were conducted on Hornsgatan and Sveavägen. The results show that the number of PM10 directive exceedances on both streets was considerably fewer than on the reference streets. The single measure having a significant effect, though, was dust binding with CMA, while sweeping and flushing did not reduce PM10 concentrations. It is possible that the effects of sweeping and flushing have a more long term character, which has not been possible to investigate in this study. The possibilities to be able to comply with the directive limit value are promising, but depend upon measures and meteorology during the remaining 2012. The road dust depot increased during the winter months on the test streets and reached a maximum in March, during the most intense dust binding efforts. An obvious relationship between road surface texture and road dust depot could be identified. The ion content on the street surfaces reflected the use of road salt (NaCl) and CMA, demonstrating the possibility to follow up how doses
1
Bakgrund
Trots att Sverige generellt har god luftkvalitet, finns många trafikmiljöer där
miljökvalitetsnormen för inandningsbara partiklar (PM10) överskrids. Normen innebär att dygnsmedelkoncentrationen 50 µg/m3 inte får överskridas fler än 35 dygn om året och att årsmedelvärdet inte får överskrid 40 µg/m3.
Problemen är tydligast i större städer och bland annat i Stockholm har problemet föranlett att ett antal olika åtgärder provats för att sänka halterna. Då partikelproblemen till stor del beror på bidrag från slitage av vägbeläggning och uppvirvling av vägdamm, har insatserna dels fokuserat på att minska slitaget genom att minska
dubbdäcks-användningen och sänka hastigheten och dels genom att förhindra att vägdammet virvlar upp. Såväl utökad och förbättrad städning av gator som dammbindning har testats i ett flertal försök (Johansson m. fl., 2005; Johansson m. fl., 2006; Norman, 2008; Norman och Johansson, 2007). Dubbdäcksförbudet på Hornsgatan och dammbindning har visat sig vara relativt effektiva för att sänka partikelhalterna, men åtgärderna har inte varit tillräckliga för att miljökvalitetsnormen ska kunna nås(Johansson m. fl., 2011). Då Sverige på grund av dessa problem har fällts i EU-domstolen för att inte göra tillräckligt för att förbättra luftkvaliteten, behöver åtgärderna intensifieras för att sänka halterna. Stockholm stad har därför initierat en utvärdering av ett utökat åtgärdsarbete, med Hornsgatan och Sveavägen (två gator med höga partikelhalter) som försöksgator. Förutom dubbdäcksförbudet på Hornsgatan testas även utökad och förbättrad städning, spolning och dammbindning med kalciummagnesiumacetat (CMA).
2
Utförda åtgärder
2.1
Gator
Hornsgatan och Sveavägen i Stockholm användes som försöksgator, där extra städning och dammbindning utfördes under säsongen (Figur 1). Som referensgata till Hornsgatan valdes Folkungagatan och till Sveavägen valdes Norrlandsgatan. Dessa gator har parvis väl överensstämmande PM10-halter. Hornsgatan har, sedan 2010, dubbdäcksförbud, vilket inte är fallet på Sveavägen. Förbudet innebär att ca 30 % av fordonen använder dubbdäck på gatan i jämförelse med ca 50 % på övriga gator(Johansson m.fl., 2011).
Figur 1. Gatorna i centrala Stockholm som ingår i studien.
Beläggningarna på gatorna skiljer sig åt i fråga om skick, konstruktion och material. Även på en och samma gata förekommer oftast flera olika beläggningar. Informationen om exakt vilka beläggningar som ligger var är inte fullständig, men följande informa-tion har kunnat inhämtas från Trafikkontoret i Stockholm.
Hornsgatan har på kvarteret med mätstationen en ABS 16 med kvartsit från Dalbo och bindemedel 50/701. Troligen har Folkungagatan en ABT 16/B 70/100. Sveavägen har från Sveaplan till Surbrunnsgatan en ABS 16 med Leptit. I Figur 2, Figur 3, Figur 4 och Figur 5 visas fotografier av beläggningarna på mätplatserna. Beläggningarna på Horns-gatan och FolkungaHorns-gatan är i sämre skick, med mer sprickor och stensläpp än övriga gator.
Figur 4. Beläggningen på Hornsgatan. I överkanten ses den delvis skadade ytan mellan hjulspår.
2.2
Dammbindning med CMA
För dammbindning användes 25-procentig CMA från Nordisk Aluminat AS, som spreds med hjälp av en ramp med spraydysor för att spridningen skulle bli så jämn som
möjligt. Dosen som användes var 10 g lösning/m2 väg.
Spridningen utfördes nattetid vid totalt 31 tillfällen (1 tillfälle per natt) mellan oktober och mars, då behandlingen avslutades på grund av risk för eventuell halka.
2.3
Bredsug
En avancerad städmaskin, kallad ”bredsug”, användes på Hornsgatan och Sveavägen vid 25 tillfällen, i huvudsak under mars-maj 2012. Städtekniken omfattar högtrycks-spolning följd av vakuumsugning av vägytan. Borstar kompletterar på sidorna för att komma åt invid kantstenen (Figur 6).
Figur 6. Städmaskin med högtryckstvätt, borstar och vakuumsug, som använts på försöksgatorna.
2.4
Spolning
Försöksgatorna har spolats med högtryckstvätt från vägmitt mot vägkant vid 42
tillfällen, i huvudsak under april-maj, då CMA inte användes och temperaturer över noll grader förelåg.
2.5
Ordinarie driftsåtgärder med inverkan på PM
10– emissioner
Sandning med saltinblandad sand (s.k. ”Huddingeblandning”) utfördes vid 5 tillfällen i februari på Hornsgatan. Blandningen består av ca 1/3 sand och 2/3 flis med totalt 1% saltinblandning.
3
Metodik för utvärdering
3.1
Mätningar av PM
10, vägbanans fuktighet, NO
X,trafik och
dubbdäcksandel
PM10 mättes på samtliga fyra gator med Thermo Fischer TEOM. Som komplement mättes även NOx (inklusive NO och NO2) med Environment AC31 M. I anslutning till mätstationerna finns även sensorer för att mäta fuktigheten i vägytan (elektrisk
resistansmätning mellan elledningar nedfrästa i ytan). Vid kontinuerlig drift användes 15 minuters tidsupplösning som sedan beräknades till både timmedelvärden och dygnsvärden. Mätstationerna finns beskrivna på www.slb.nu/lvf.
Trafiken mäts på under hela året på Hornsgatan och dubbdäcksandelen mäts akustiskt veckovis under vinterdäckssäsongen.
3.2
Vägdammsförrådet och joner på vägytan
Vägdammsförrådet har provtagits med hjälp av VTI:s wet dust sampler (WDS). WDS tvättar upp och provtar damm på en liten yta av vägen med hjälp av en högtryckstvätt, som kopplats till en provtagningsenhet (Figur 7). Sprutbilden, det vill säga formen på den yta som tvättas av strålen, är en fylld cirkel (41 cm2). Tvättvolymen (ca 400 ml) i varje ”skott” styrs av en kontrollenhet, som även startar luftkompressorn en viss tid efter tvättens start, för att trycka ut provet från provtagningsenheten till provflaskan.
Figur 7. Provtagningsenheten på Wet Dust Sampler (WDS).
Prover togs i vänster hjulspår och mellan hjulspår (Figur 8). Då ytan som tvättas är liten, tas flera prover i samma provflaska för att få ett sammanläggningsprov. I dessa försök användes sex skott i varje prov och i varje provyta (hjulspår och mellan hjulspår) insamlades tre flaskor, resulterande i totalt 18 skott per provyta.
Justeringsskruv Läckagespärr Fotplatta Provtagningskolv Tryckluft in Provflaska Slang för provtransport till flaska
Dysa (fylld kon) Vatten in Provtagningsenhet från sidan Justeringsskruv Läckagespärr Fotplatta Provtagningskolv Tryckluft in Provflaska Slang för provtransport till flaska
Dysa (fylld kon) Vatten in
Figur 8 Provtagning med WDS och rentvättade provtagningspunkter på vägytan (Sveavägen).
Proverna från WDS siktades med 180 µm-sikt, då detta är den största storlek som kan användas för bestämning av storleksfördelning i lasergranulometer. Den dammängd som beräknas per m2kallar vi DL<180 (dust load mindre än 180 µm). Ur provflaskor från provytor mellan hjulspår på respektive gata togs prov på 50 ml ut för storleksanalys med en CILAS lasergranulometer 715. Genom att kombinera DL<180 med den
kumulativa fördelningen beräknas DL<10, det vill säga dust load mindre än 10 µm. Övrigt provvatten filtrerades genom filter av typen Munktell 001. Ett filtratprov togs ut för jonanalys. Filtren placerades i invägda deglar och brändes vid 800°C varefter mängden inorganiskt material kunde beräknas.
Jonanalysen genomfördes av IVL Svenska miljöinstitutet AB med hjälp av
jonkromatografi avseendekalcium (Ca2+), kalium (K+), natrium (Na+), klorid (Cl-), sulfat (SO4-), nitrat (NO3-), acetat (Ac) och formiat (Fo).
Mätningar med WDS genomfördes vid 6 tillfällen under oktober 2011 till maj 2012 (Tabell 1). Vid två tillfällen (i oktober och mars) utvärderades effekten av städning med bredsugen. Vid ett tillfälle togs prover även före och efter utläggning av CMA (i mars).
Tabell 1 Mätningar med WDS utförda i projektet.
Datum Mätning
2011-10-21 WDS före och efter städning 2011-12-20 WDS
2012-03-02 WDS före och efter CMA-utlägg 2012-03-16 WDS före och efter städning 2012-04-13 WDS
2012-05-25 WDS
2012-05-29 Makrotextur, Duster II
3.3
Uppvirvlingspotential
Mätapparaten Duster II (Figur 9) syftar till att kunna bestämma vilken mängd damm som finns tillgängligt för damning i dammförrådet och hur lättillgängligt detta är för damning (damningspotential och damningsbenägenhet, se Tabell 2). Duster II mäter koncentrationen PM10 (med hjälp av en DustTrak, TSI Inc, beskriven i Blomqvist m.fl.(2012)) i en kammare ovanpå den undersökta beläggningen. Under mätningen roteras en ring ovanför beläggningen med hjälp av en elektrisk motor och en
varvtalsregulator som styrs av en tillkopplad dator. Vilka varvtal och vilken mätlängd som är optimal för mätning på belagd vägyta är under utvärdering. Mättekniken bygger på den av Desert Research Institute utvecklade PI-SWIRL (Etyemezian m. fl., 2007).
Tabell 2 Några definitioner angående damning
Damm/vägdamm De partiklar som är så små att de kan virvla
upp (från vägytan och hållas svävande i luften genom yttre faktorer)
Dammförråd Den totala mängd vägdamm som finns på till
exempel vägytan
Damning Den process som leder till uppvirvling av
partiklar till luften. Kan också gälla flödet av damm från dammförrådet till luften = dammemission.
Damningspotential Den mängd damm som finns tillgängligt i
dammförrådet för damning (påverkas av dammets damningsbenägenhet).
Damningsbenägenhet Hur lättillgängligt dammet i dammförrådet är
Figur 9 Bestämning av damningsbenägenheten med Duster II
I samband med texturmätningar på fyra gator i Stockholm (2012-05-29) som följs upp med avseende på städåtgärders inverkan på luftkvaliteten genomfördes även försök med bestämning av damningspotentialen med Duster II. De fyra gatorna som undersöktes var Sveavägen, Norrlandsgatan, Folkungagatan och Hornsgatan.
I fältmätningarna (Figur 10) bestod mätserierna av fyra sekunder stilla följt av 45 sekunder med antingen 960 eller 1600 varv per minut. Därefter följde 120 sekunder stilla igen (Figur 11).
Figur 10 Duster II-mätning vid mätstationen på Norrlandsgatan.
Figur 11 Fältupplägget för bestämning av damningspotentialen med Duster II, varvtal (rpm).
3.4
Makrotextur
Makrotextur på samtliga ytor mättes med hjälp av sandpatch-metoden (ASTM, E965, 2001). Metoden bygger på att en bestämd volym glaspärlor med en bestämd diameter sprids ut med en puck till en cirkelrund yta till maximal storlek. Diametern på ytan mäts på fyra ledder och ett mått på MTD (mean texture depth) kan beräknas (Figur 12).
Figur 12. Mätning av makrotextur på Norrlandsgatan med sandpatch-metoden. Till höger färdiga sandpatch-ytor med mindre diameter i den grövre texturen i hjulspåret till höger (från Hornsgatan).
3.5
Friktion
För att främst följa upp eventuella minskningar i friktionen av CMA-användning har Trafikkontoret i Stockholms stad utfört friktionsmätningar med en Coralba-utrustning, med följande tillvägagångssätt:
• Instrumentet förbereds
• Hastigheten anpassas till 70 km/h +/- 20 km/h
• Därefter sker frikoppling och efter 2 sek bromsar man kraftigt med konstant tryck i 2 sek
• Sedan släpper man bromspedalen och låter bilen rulla fritt tills friktionsvärdet visar sig i displayen.
4
Resultat
4.1
Textur
Då skillnader i ytornas textur har betydelse för förståelsen av skillnader i ytornas dammförråd redovisas dessa mätningar först. I Figur 13 redovisas de makrotextur-mätningar som genomförts med sand patch – metoden som MTD (mean texture depth).
Figur 13. Makrotextur uttryckt som MTD (mean texture depth) på de olika mätytorna. Värdena är medelvärden av fyra mätningar med sand patch-metoden.
I genomsnitt ordnar sig texturvärdena som följer:
Hornsgatan > Folkungagatan > Sveavägen > Norrlandsgatan.
Gatorna på Norrmalm har alltså lägre textur än de på Södermalm och referensgatorna har lägre textur än försöksgatorna. På Norrmalm och på Folkungatan är texturen högre i hjulspår, medan den är högre mellan hjulspår på Hornsgatan.
Det noterades vid mätningarna att texturen på Norrlandsgatan föreföll mer ”öppen/gles” än på övriga gator, vilket bedömdes bero på att porfyren (röda stenar i Figur 14) i beläggningen slitits betydligt mindre än övrig ballasten.
1.5 2.0 1.7 1.0 1.3 1.1 1.2 0.9 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Hornsgatan hjulspår Hornsgatan mellan hjulspår Folkungagatan hjulspår Folkungagatan mellan hjulspår Sveavägen hjulspår Sveavägen mellan hjulspår Norrlandsgatan hjulspår Norrlandsgatan mellan hjulspår
Figur 14. Öppen textur på Norrlandsgatan.
4.2
Dammförråd på vägytan
4.2.1 Variation av DL<180 i vägdamm över vintersäsongen 2011-2012
I Figur 15 redovisas medelvärden av dammängderna som uppmättes på ytorna under de sex mättillfällena. På samtliga gator och ytor ökar dammängderna från oktober till mars och avtar sedan fram till slutet på maj, då sista mätningen görs.
Två ytor skiljer ut sig kraftigt från övriga genom betydligt högre dammängd, nämligen Hornsgatan, mellan hjulspår och Folkungagatan, hjulspår. Detta är kopplat till att dessa ytor båda har grov textur och är i ganska dåligt skick jämfört med övriga ytor. Bortsett från dessa två ytor är dammängderna likartade på ytorna och varierar mellan ca 5 g/m2 höst och vår till 30–40 g/m2 i mars. Om de två extrema ytorna utesluts och övriga återges i samma diagram, visar sig de båda CMA-behandlade gatorna Hornsgatan och Sveavägen ha högre värden i mars, då CMA-behandlingen var som intensivast, men övriga tider mycket lika de obehandlade gatorna (Figur 16). I slutet på mätperioden är nivåerna lika på samtliga gator. Detta ska ses i ljuset av att Hornsgatan och Sveavägen spolats 37 gånger och bredsugits 16 gånger under april – maj.
I figuren visas även enskilda provvärden. För ytorna med särskilt mycket damm, speciellt Folkungagatan mellan hjulspår, är variationen stor. Variationen på övriga ytor är liten, vilket tyder på att variationen över ytan faktiskt är större mellan hjulspår på Folkungagatan än i övriga ytor.
Observera att detta endast är partiklar mindre än 180 µm. Då storleken på materialet som WDS:en samlar upp inte är definierad kan enskilda större stenar spela stor roll för den grövre dammassan vilket gör att representativiteten av proverna på en viss gata och därmed jämförbarheten mellan proverna är mycket mer osäker jämfört med de siktade
Figur 15. Medelvärden av DL<180 (mängden damm<180 µm) (g/m2) på de olika ytorna under säsongen. De grå romberna visar enskilda provvärden. Heldragna linjer med punkter avser hjulspår och streckade linjer med kors avser mellan hjulspår.
Figur 16. DL<180 på samtliga ytor utom de extrema ytorna Hornsgatan, mellan hjulspår och Folkungagatan, hjulspår.
4.2.2 Storleksfördelningar hos material < 180 µm
I Figur 17 och Figur 18visas de kumulativa storleksfördelningarna för material mindre än 180 µm för material insamlat mellan hjulspår på gatorna vid samtliga mättillfällen. Fördelningarna är generellt lika för gatorna, men några undantag finns.
Sveavägen utmärker sig genom att uppvisa en betydligt större andel grovt material vid första och sista mätningarna under säsongen. De totala materialmängderna DL180 som insamlats är då cirka 5 g/m2 på både Sveavägen och Norrlandsgatan. Norrlandsgatan
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 40 80 120 160 DL<180 µm (g/m 2) DL<180 µm hjulspår DL<180 µm mellan hjulspår Folkungagatan (ref)
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 40 80 120 160 200 DL<180 µm (g/m 2) DL<180 µm hjulspår DL<180 µm mellan hjulspår Hornsgatan
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 10 20 30 40 50 DL<180 µm (g/m 2) DL<180 µm hjulspår DL<180 µm mellan hjulspår Norrlandsgatan (ref)
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 10 20 30 40 50 DL<180 µm (g/m 2) DL<180 µm hjulspår DL<180 µm mellan hjulspår Sveavägen
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
0 10 20 30 40 50 DL<180 µm (g/m 2) Hornsg. hjulspår Sveav. mellan hjulspår Sveav. hjulspår Folkungag. mellan hjulspår Norrlandsg. hjulspår Norrlandsg. mellan hjulspår
andra parametrar torde förklara denna skillnad. En möjlighet är att den långsamma trafiken på Norrlandsgatan inte förmår virvla upp finmaterialet lika effektivt som den på Sveavägen.
Figur 17. Kumulativa storleksfördelningar av DL180 under mättillfällena 111021, 111220 och 120302.
4.2.3 Variation av DL<10 i vägdamm över vintersäsong
Med hjälp av storleksfördelningarna i föregående avsnitt kan mängden partiklar mindre än 10 µm (DL<10) beräknas. DL<10 är som högst under mätningarna i mars och lägst i oktober och maj på alla gator utom på Folkungagatan, där ingen tydlig variation över säsongen finns (Figur 19). Andelen DL<10 av DL<180 verkar också ha en
säsongsvariation på Sveavägen och Norrlandsgatan, medan Hornsgatan och Folkungagatan inte uppvisar något tydligt mönster (Figur 20).
Figur 19Mängd partiklar mindre än 10 µm i ytorna mellan hjulspår under säsongen.
Figur 20 Andelen partiklar mindre än 10 µm av partiklar mindre än 180 µm.
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
0 20 40 60 DL<10 µm (g/m 2) Hornsgatan Folkungagatan
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
0 4 8 12 16 DL<10 µm (g/m 2) Sveavägen Norrlandsgatan
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
0 20 40 60 DL<10 (% av DL180) Hornsgatan Folkungagatan
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
0 20 40 60 DL<10 (% av DL180) Sveavägen Norrlandsgatan
4.3
Uppvirvlingspotential
På Sveavägen och Norrlandsgatan uppnåddes inga mätbara PM10-halter, vare sig i hjulspår eller mellan hjulspår. Däremot kunde vägdammet längs med kantstenen vid mätstationen på Norrlandsgatan (Figur 10) tydligt registreras med Duster
II-utrustningen (Figur 21). Med instrumentet placerat intill kantstenen uppnåddes 7–9 mg/m3PM10i mätkammaren (blå och röd mätserie i Figur 21). Mängden PM10minskade tydligt med avståndet från kantstenen, (Figur 21). Grön linje visar resultatet 50 cm från kanstenen och svart linje visar en ytterst blygsam dammängd när mätinstrumentet flyttats ut till 100 cm från kantstenen. Samtliga mätningar på Sveavägen och Norrlandsgatan genomfördes med varvtalet 960 varv per minut.
Figur 21 Duster II-mätning på Norrlandsgatan
För mätningarna på Folkungagatan och Hornsgatan ökades varvtalet till 1600 rpm då inga mätbara resultat uppnåddes vid ett varvtal av 960 rpm. Efter höjningen av varvtalet uppnåddes mätbara halter i mätkammaren (Figur 22 och Figur 23) även om de var betydligt mer skakiga än mätserierna från vägkanten på Norrlandsgatan.
PM 1 0 (m g /m 3 )
Figur 22. Duster II-resultat från Folkungagatan
Figur 23. Duster II-resultat från Hornsgatan
Resultaten från Folkungagatan (Figur 22) visar att hjulspåren (röd linje) har större dammförråd (alternativt mer lättillgängligt) än vad som finns mellan hjulspåren (blå linje). Detta ligger i linje med WDS-mätningar som visar på större dammförråd i hjulspåren (Figur 15) och texturmätningar som visar på högre MTD-värde i hjulspåren jämfört med mellan hjulspåren.
4.4
Joner på vägytan
4.4.1 Variation över mätperioden
Samtliga analyserade joner på Hornsgatans och Sveavägens vägytor redovisas i Figur 24 och Figur 25. Mängderna domineras helt av joner kopplade till vägsalt och CMA-behandling, medan sulfat (SO 2-) och nitrat (NO -) som kopplas till långtransporterade
PM 1 0 (m g /m 3 ) PM 1 0 (m g /m 3 )
Figur 24. Mängden joner på vägytan på Hornsgatan under de sex mättillfällena. Observera att två mätningar gjorts 2/3 (före och efter CMA-behandling) och 16/3 (före och efter städning).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2011-10-21 2011-12-20 2012-03-02 2012-03-02 2012-03-16 2012-03-16 2012-04-13 2012-05-25 Män gd (g /m 2) Cl NO3-N SO4-S Ca Mg Na K Fo Ac 0 2 4 6 8 10 12 14 16 2011-10-21 2011-12-20 2012-03-02 2012-03-02 2012-03-16 2012-03-16 2012-04-13 2012-05-25 Män gd (g /m 2) Cl NO3-N SO4-S Ca Mg Na K Fo Ac
försöksgatorna. På Hornsgatan finns förhållandevis mycket Ca redan i oktober, medan Mg-mängden är liten. I mars har CMA-utläggningen påbörjats och båda ämnen ökar i mängd, för att i april och maj sjunka till låga nivåer. Samma utveckling kan ses på Sveavägen, men med lägre mängder av Ca i oktober och december. En möjlig orsak till de högre värdena på Hornsgatan är den grova texturen som kan ha lagrat
Ca-innehållande salter. Den kraftiga spolningen och städningen i slutfasen av projektet sänker dock mängderna även på Horngatan. På referensgatan Norrlandsgatan ökar Ca-mängden något under vintersäsongen, medan trenden är otydligare på Folkungagatan. Mg varierar inte nämnvärt på referensgatorna, vilket tyder på att denna jon främst tillför från CMA. Lösligt Ca kan ha andra källor, till exempel cementdamm från
bygg-verksamhet.
Mängderna av Na och Cl stiger i december på Hornsgatan och Sveavägen, är fortsatt höga i mars på Hornsgatan, medan mängderna på Sveavägen är betydligt lägre och sjunker i april och maj till lika låga nivåer som vid oktobermätningen. Hornsgatan saltas oftare än Sveavägen (och övriga gator) på grund av dubbdäcksförbudet på denna gata och även på grund av att Sveavägen är varmare beroende på tunnelbanesträckningen under denna. Intressant är att saltmängderna på referensgatorna visserligen uppvisar samma trend som försöksgatorna med större mängder i december och mars än i oktober, april och maj, men nivåerna är avsevärt lägre. Om detta är ett resultat av mindre
användning av vägsalt på referensgatorna eller om det finns någon annan förklaring är oklart.
Acetat (Ac) från CMA uppmättes i detekterbara halter endast vid mätningarna i mars på försöksgatorna, men då i avsevärt högre nivåer än övriga uppmätta joner. Dessa värden redovisas i 5.1.2.
Figur 26. Mängden lösta joner på vägytorna under mätperioden. Ca och Mg (som påverkas av CMA-utläggning) och Na och Cl (som huvudsakligen härrör från vägsalt). Observera skalskillnaderna på y-axlarna.
Kvoterna mellan Na och CL respektive Mg och Ca visar att dessa är lämpliga spårämnen för vägsalt respektive CMA. Cl/Na är i stort sett konstant under hela mätperioden. Mg/Ca är konstant under perioder och gator där CMA inte används, men stiger påtagligt och till samma nivåer på Hornsgatan och Sveavägen då CMA används (Figur 27).
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 0.2 0.4 0.6 Upplöst mängd (g/m 2) Ca Mg Na Cl Norrlandsgatan (ref)
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 1 2 3 4 Upplöst mängd (g/m 2) Ca Mg Na Cl Sveavägen
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 0.2 0.4 0.6 Upplöst mängd (g/m 2) Ca Mg Na Cl Folkungagatan (ref)
Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul
0 1 2 3 4 Upplöst mängd (g/m 2) Ca Mg Na Cl Hornsgatan 0.8 1.2 1.6 2 Kvot Hornsgatan Folkungagatan Sveavägen Norrlandsgatan
Cl/Na
4.5
PM
10– halter
4.5.1 Många faktorer påverkar halterna av PM10
Att det kan vara svårt att avgöra betydelsen av en enskild åtgärd för partikelhalterna inser man lätt när man ser hur halterna kan variera. Meteorologin påverkar både luftomblandningen och vägbaneförhållandena vilket kan leda till stora variationer i 1) mängden partiklar som bildas, 2) mängden partiklar som suspenderas till luften från vägbanan, och 3) hur effektivt partiklarna späds ut i luften. Kalla och snörika vintrar leder till minskad suspension från våta/frusna vägbanor, vilket bidrar till lägre halter, men samtidigt ökar vägbaneslitaget med dubbdäck om vägbanorna är våta. Det senare kan bidra till högre halter då väl vägarna torkar upp. Samtidigt är ofta luftombland-ningen sämre då det är kallt, vilket bidrar till att minska utspädluftombland-ningen och leder till ökade halter. En annan viktig faktor att ta hänsyn till när man jämför halterna mellan olika år är förändringen i trafikmängden och antalet fordon med dubbade vinterdäck.
4.5.2 Överskridanden i år jämfört med de senaste åren
Graferna i Figur 28 nedan visar antal dygn med PM10-halter över 50 µg/m3 (miljö-kvalitetsnormens gränsvärde för dygnsmedelkoncentration), ackumulerat antal dygn från 1 januari, för de senaste 4 åren. Figurerna visar att antal dygn är lägre på de behandlade gatorna Hornsgatan och Sveavägen jämfört med tidigare år, medan
motsvarande referensgator, Folkungagatan respektive Norrlandsgatan, inte visar samma tendenser. Detta indikerar att behandlingarna på Hornsgatan och Sveavägen medfört att antal överskridanden reducerats.
Figur 28. Utveckling av antalet dygn över miljökvalitetsnormen för PM10 (50µg/m3)
under de senaste 4 åren.
Utvecklingen av antalet dygn med PM10-halter över 50 µg/m3 under perioden januari till maj visas i Figur 29. Även denna figur visar, precis som Figur 28, att antalet
överskridanden på de båda testgatorna Hornsgatan och Sveavägen har varit lägre än tidigare år, vilket inte har varit fallet för Folkungagatan och Norrlandsgatan. För Hornsgatan finns en tydlig minskning mellan 2009 till 2010 vilket till en stor del kan tillskrivas dubbdäcksförbudet (SLB rapport 2011:2). Till 2012 kompletterades sedan förbudet med intensiva städ- och dammbindningsåtgärder vilket har bidragit till ytterligare sänkning av antalet överskridanden. Beroende på vädret och eventuella åtgärder under hösten 2012 finns en klar möjlighet att miljökvalitetsnormen för PM10 kan klaras både på Hornsgatan och på Sveavägen.
Figur 29. Antalet dygn med halter över miljökvalitetsnormen för PM10 (50 µg/m3) under
perioden 1 januari tom 31 maj på gatorna i Stockholm.
4.5.3 Bara de lokala bidragen till vägdamm kan åtgärdas med driftsåtgärder Samtliga åtgärders syfte är att minska mängden vägdamm som virvlas upp från vägytan på gatorna. Mängden vägdamm i PM10 på de enskilda gatorna kan bestämmas genom att från den uppmätta PM10-halten på gatan subtrahera PM10 i den urbana bakgrundsmiljön (i vårt fall taknivå på Södermalm) samt att dra bort delen som kommer från avgas-utsläppen. Den partikelmassa som avgaserna ger upphov till är liten men för att helt utesluta bidrag till halterna från avgaserna drar vi bort bidraget från partiklar med en diameter mindre än 2,5 µm, det vill säga vi beräknar endast bidraget till den grova partikelfraktionen (PM10-PM2,5). Vi kallar detta för det lokala bidraget till PM10 från vägdamm:
PM10_Vägdammgata = PM10gata – PM10urban bakgrund – PM10”avgas”, där PM10”avgas” = PM2,5gata – PM2,5urban bakgrund
Det är alltså endast mängden PM10 som utgörs av vägdamm som kan påverkas med de driftsåtgärder som utförts på gatorna.
I Figur 30 visas dygnsmedelvärden för total PM10 (blå ytor) och det lokala bidraget till PM10 (svarta ytor) på Hornsgatan och Folkungagatan. Av figuren framgår att det lokala bidraget är högre på Folkungagatan där ordinarie drift använts, vilket indikerar att åtgärderna (CMA, städning etc.) på Hornsgatan har haft effekt. Under många dagar är det lokala bidraget på Hornsgatan mindre än 10 µg/m3.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Ant al dy gn öv er 5 0µ g/ m 3ja n-m aj
PM10, Antal dygn över 50 µg/m3, jan-maj
Folkungagatan Hornsgatan Norrlandsgatan Sveavägen Miljökvalitetsnorm
Figur 30. Dygnsmedelvärden av PM10 på Hornsgatan (övre diagrammet) och
Folkungagatan under januari-maj 2012. Blå ytorna är totala halter och de svarta ytorna är lokala bidrag. Röda linjen anger miljökvalitetsnormen som inte får överskridas under fler än 35 dygn (50 µg/m3).
Också då Sveavägen jämförs med Norrlandsgatan ser man att de lokala bidragen är högre på Norrlandsgatan, som inte behandlats med CMA (Figur 31).
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
01-jan 15-jan 29-jan 12-feb 26-feb 11-mar 25-mar 08-apr 22-apr 06-maj 20-maj
PM 10 (µ g/ m 3) HO HO-TK MKN 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
01-jan 15-jan 29-jan 12-feb 26-feb 11-mar 25-mar 08-apr 22-apr 06-maj 20-maj
PM 10 (µ g/ m 3) FO FO-TK MKN
Figur 31. Dygnsmedelvärden av PM10 på Sveavägen (övre diagrammet) och
Norrlandsgatan under januari-maj 2012. Blå ytorna är totala halter och de svarta ytorna är lokala bidrag. Röda linjen anger miljökvalitetsnormen som inte får överskridas under fler än 35 dygn (50 µg/m3).
Figur 32 visar medelvärdet av det lokala bidraget till PM10 som vägdamm under perioden januari till maj. Det är tydligt att mängden vägdamm har minskat på Hornsgatan och Sveavägen under 2012, men att motsvarande inte skett på referensgatorna Folkungagatan och Norrlandsgatan. På Hornsgatan har mängden vägdamm mer än halverats sedan 2007 och 2008.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
01-jan 15-jan 29-jan 12-feb 26-feb 11-mar 25-mar 08-apr 22-apr 06-maj 20-maj
PM 10 (µ g/ m 3) SV SV-TK MKN 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
01-jan 15-jan 29-jan 12-feb 26-feb 11-mar 25-mar 08-apr 22-apr 06-maj 20-maj
PM 10 (µ g/ m 3) NO NO-TK MKN
Figur 32. Medelvärdet av det lokala bidraget till PM10-PM2,5 under perioden
januari-maj på gatorna i Stockholm.(För Norrlandsgatan saknas PM2,5 mätningar och värden
från Sveavägen har används)
I Figur 33 jämförs de genomsnittliga kvoterna mellan de lokala bidragen till halterna av grova partiklar (PM10-PM2,5 som i huvudsak består av vägdamm) på
Hornsgatan/Folkungagatan respektive Sveavägen/Norrlandsgatan för januari till maj år 2010, 2011 och 2012. Figuren visar att de lokala bidragen till grova partiklar är lägre på de gator som behandlats under 2012 (Hornsgatan och Sveavägen) jämfört med de obehandlade referensgatorna (Folkungagatan respektive Norrlandsgatan). Detta visar att behandlingarna haft en betydande effekt på de lokala bidragen till partikelhalterna från trafiken. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 2007 2008 2009 2010 2011 2012 PM 10 -PM 2. 5 Lokalt bidrag PM10-PM2.5 Hornsgatan Folkungagatan Sveavägen Norrlandsgatan µg/m3
Figur 33. Genomsnittliga kvoter mellan de lokala bidragen till halterna av grova partiklar (PM10-PM2,5) på Hornsgatan/Folkungagatan (övre)
Sveavägen/Norrlandsgatan (nedre) för januari-maj 2010, 2011 och 2012.
4.6
Trafikmängd och antal fordon med dubbdäck
Figur 34 visar att både det totala antalet fordon och antalet fordon med dubbdäck på Hornsgatan har sjunkit under de senaste 6 åren. Före förbudet som infördes från och med 1 januari 2010 låg det totala antalet fordon på mellan 25 000 och 30 000 per dygn. Under 2012 var intervallet 20 000 – 25 000 fordon.
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
Jan - maj 2010 Jan - maj 2011 Jan - maj 2012
Hornsgatan/Folkungagatan 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
Jan - maj 2010 Jan - maj 2011 Jan - maj 2012
Antalet fordon med dubbdäck per dygn var ca 18 000 under vintrarna 2008 och 2009. Senaste vintern 2011/2012 var antalet fordon med dubbdäck endast 5 000 fordon per dygn. Vintern 2010/2011 var antalet fordon med dubbdäck knappt 6 500 per dygn. Figuren visar också att bidraget till PM10-halterna från trafiken på Hornsgatan har sjunkit kraftigt sedan förbudet mot dubbdäck infördes, den 1 januari 2010. För perioden november-april var medelvärdet 30 µg/m3 år 2008/2009 att jämföra med ca 15 µg/m3 senaste säsongen 2011/2012.
Figur 34. Månadsmedelvärden av totalt antal fordon per dygn och antal med dubbdäck på Hornsgatan under 2007-2012 samt det genomsnittliga bidraget från trafiken på Hornsgatan till de grova partikelhalterna (PM10-PM2,5) under perioden november-april. (Bidraget har beräknats som skillnaden mellan halten på Hornsgatan och halten i taknivå på Torkel Knutssonsgatan).
4.7
Kemiska analyser av PM
10En viktig fråga är om vägsalt (natriumklorid) och/eller CMA (kalcium magnesium acetat) som läggs ut på vägbanan påverkar PM10-halterna. För att studera detta
analyserades filterprover från Hornsgatan med insamlade partiklar <10 µm i diameter. Partiklarna samlades in dygnsvis under ett antal dagar i mars, april och maj 2012.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 2007 2008 2009 2010 2011 2012 PM1 0-PM 2. 5 µ g/ m 3 Fo rdo n pe r dy gn
Totala antalet fordon Antal med dubbdäck
PM10 - PM2.5 bidrag, medelvärde Nov-Apr
Figur 35 Mängden av olika ämnen i PM10 under några dagar i mars, april och maj
2012. Dygnsprover. Högra axeln är PM10 och PM2,5 (linjer), vänstra axeln övriga
ämnen (staplar).
I genomsnitt för alla dagar utgjorde summan av de analyserade ämnena endast knappt 13 % av den totala PM10-halten. Tidigare studier har visat att resten av PM10 utgörs till största delen av mineraler och metaller/metalloxider från stenmaterial i vägbanan och sandningssanden, bromsslitage samt av olika organiska ämnen och en liten del sot (elementärt kol).
Figur 36 visar att den genomsnittliga andelen av PM10 som består av vägsalt är ca 3 % för de dagar då prover togs. CMA utgör mindre än 0,2 % av PM10-halten.
Slutsatsen är att vägsalt kan bidra med enstaka procent till PM10 (som mest ca 5 % under de dagar som prover togs i denna studie). För CMA är bidraget försumbart. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
08-mar 09-mar 10-mar 11-mar 12-mar 13-mar 14-mar 15-mar 16-mar 17-mar 18-mar 19-mar 20-mar 21-mar
µg P M 10 o ch P M 2. 5/ m 3 µg /m 3 Klorid Nitrat Sulfat Kalcium Magnesium Natrium Kalium Acetat PM10 PM2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11-apr 12-apr 13-apr 14-apr 15-apr 16-apr 17-apr
µg P M 10 o ch P M 2. 5/ m 3 µg /m 3 Klorid Nitrat Sulfat Kalcium Magnesium Natrium Kalium Acetat PM10 PM2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
23-maj 24-maj 25-maj 26-maj 27-maj 28-maj 29-maj
µg P M 10 o ch P M 2. 5/ m 3 µg /m 3 Klorid Nitrat Sulfat Kalcium Magnesium Natrium Kalium Acetat PM10 PM2.5
Figur 36. Genomsnittliga mängder vägsalt och CMA i PM10 under ett antal dagar i
mars, april, och maj 2012. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
Natriumklorid om all klorid är NaCl
Resten NaNO3 CMA om all acetatär CMA
µg
/m3
2,9% av PM10
5
Utvärdering av de olika åtgärdernas effekter
5.1
Effekt på vägytan
5.1.1 Effekt av städning på vägdammsförrådet
Vid mättillfällena 21 oktober och 2 mars provtogs vägdammsmängderna före och efter att ytorna på Hornsgatan och Sveavägen städats med bredsugen.
Resultaten (Figur 37 och Figur 38) visar att en positiv effekt inte är självklar. Endast i hjulspår kan en positiv effekt ses vid första städtillfället i oktober. Vid det andra mät-tillfället, då betydligt högre dammängder uppmättes, ökade mängden partiklar under 180 µm på samtliga ytor efter städningen.
Orsakerna kan vara flera. En hypotes är att städmaskinen visserligen tar upp damm men också omfördelar ansamlat damm från vägkant och vägmitt över vägytan.
Figur 37 Dammängden (<180 µm) före (mörkblå) och efter (ljusblå) städning med bredsug vid städtillfället 2011-10-21. Nedre diagrammet visar den absoluta
förändringen i de olika ytorna. De grå romberna visar max och min differens mellan prover.
Vid mättillfället 2011-10-21 lades även ut 500 g filler (stenmjöl från granittäkten i
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Hornsgatan hjulspår före Hornsgatan hjulspår efter Hornsgatan mellan hjulspår före Hornsgatan mellan hjulspår efter Sveavägen hjulspår före Sveavägen hjulspår efter Sveavägen mellan hjulspår före Sveavägen mellan hjulspår efter
DL180 (g/m2)
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30
Hornsgatan hjulspår före
Hornsgatan hjulspår efter
Hornsgatan mellan hjulspår före
Hornsgatan mellan hjulspår efter
90 % av fillern är mindre än 180 µm, vilket alltså motsvarar ca 450 g/m2 DL<180 µm. Mätningen med WDS efter städningen visade att ytan hade 13,8 g/m2 av DL<180, vilket tyder på att ca 97 % av den utlagda fillern städades bort av bredsugen.
Figur 38 Dammängden (<180 µm) före (mörkblå) och efter (ljusblå) städning med bredsug vid städtillfället 2012-03-16. Nedre diagrammet visar den absoluta
förändringen i de olika ytorna. De grå romberna visar max och min differens mellan prover.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Hornsgatan hjulspår före Hornsgatan hjulspår efter Hornsgatan mellan hjulspår före Hornsgatan mellan hjulspår efter Sveavägen hjulspår före Sveavägen hjulspår efter Sveavägen mellan hjulspår före Sveavägen mellan hjulspår efter
DL180 (g/m2)
-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70
Hornsgatan hjulspår före
Hornsgatan hjulspår efter
Hornsgatan mellan hjulspår före
Hornsgatan mellan hjulspår efter
En observation är att även Cl och Na ökar efter CMA-utläggning på Hornsgatan, medan dessa sjunker något på Sveavägen. Då fordonet som lägger ut CMA även används för salt, kan möjligen rester av saltlösning i början på utläggningen bidragit till att även NaCl spridits på Hornsgatan, medan endast CMA fanns i tanken då bilen kom till Sveavägen. En annan möjlighet är att den grova texturen på Hornsgatan lagrat salt, som löses upp av den utspridda CMA-lösningen och blir lättare att provta.
Figur 39 Joner på vägytan före och efter CMA-utläggning på Hornsgatan.
Figur 40Joner på vägytan före och efter CMA-utläggning på Sveavägen.
Kvoter mellan Ac/Mg (knuten till CMA), Mg/Ca (knuten till CMA, men med eventuellt andra källor för Ca) och Cl/Na (knuten till vägsalt) är mycket lika före och efter CMA-utläggningen (Figur 40). CMA-spridningen föregicks av sex dygn med CMA-spridning utan nederbörd, varför ackumulerad CMA redan finns på vägytan. Cl/Na-kvoten och Ac/Mg-kvoten är mycket lika kvoterna i NaCl- respektive CMA-lösning, vilket visar att vägsalt och CMA är de huvudsakliga källorna till dessa joner. Mg/Ca-kvoten är lägre än
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cl NO3-N SO4-S Ca Mg Na K Fo Ac Lö st mä ng d ( g/ m 2) Före CMA Efter CMA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cl NO3-N SO4-S Ca Mg Na K Fo Ac Lö st mä ng d ( g/ m 2) Före CMA Efter CMA
den i CMA-lösningen, vilket beror på att det finns andra källor till Ca på vägytan än CMA.
Figur 41 Jonkvoter före och efter CMA-spridning på försöksgatorna, samt kvoterna i utlagd NaCl- respektive CMA-lösning.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl/Na Mg/Ca Ac/Mg Cl/Na Mg/Ca Ac/Mg
Kv
ot Före CMA
Efter CMA
Salt- och CMA-lösningar
5.2
Friktion
Huvudsyftet med uppföljningen av friktion var att kontrollera om den förhållandevis omfattande CMA-behandlingen av försöksgatorna påverkade friktionen negativt. I Figur 42 visas medelvärden av friktion under de tre huvudsakliga perioder då CMA använts. Vid CMA-utläggningarna på hösten och i januari tenderar friktionen att vara lägre på de behandlade gatorna än på Folkungagatan. Västra delen av Hornsgatan har lägst friktion i januari, då friktionssänkning också kan relateras till låg temperatur. Under den intensiva CMA-behandlingen i februari-mars är friktionen generellt högre och endast västra delen av Hornsgatan ligger något lägre än Folkungagatan. Under obehandlade perioder ligger friktionsvärdet runt 0,5 och de behandlade gatorna har inte lägre friktion än Folkunga-gatan. I appendix A visas samtliga mätdata tillsammans med åtgärder utförda på Hornsgatan och Sveavägen. I tidserierna kan man se att då saltning startar i större omfattning på Hornsgatan i december verkar friktionen stiga, medan den ännu osaltade Sveavägen emellanåt fortfarande har en del låga friktionsvärden.
Figur 42. Medelvärden för friktion under perioder med CMA-behandling jämfört obehandlad period. Observera att hänsyn inte tagits till väglag och meteorologi
5.3
Effekter av åtgärderna på totala PM
10halterna
För att statistiskt utvärdera effekten av de olika åtgärderna har endast de dagar då vägdamm bidrar till PM10 använts. Dagar med vägdamm är då körbanan är torr och vägdamm har möjlighet att virvla upp i luften. I detta avsnitt har det definierats som dagar då PM10-halten på referensgatan (Folkungagatan eller Norrlandsgatan), som medelvärde under dagtid (07:00-19:00), varit mer än 10 µg/m3 högre än den urbana bakgrundsstationen (taknivå på Södermalm). Observera att vi nu analyserar hur den totala PM10 halten påverkats, det vill säga inte endast det lokala bidraget. Medelvärdet under de 12 timmarna dagtid på Hornsgatan divideras med motsvarande värde för Folkungagatan under förutsättning att medelvärdet för Folkungagatan är minst 10µg/m3 högre än urbana bakgrunden. Motsvarande har gjort för Sveavägen och Norrlandsgatan och då ska Norrlandsgatan vara mer än 10 µg/m3 högre än den urbana bakgrunden. Likadan analys har även gjorts för säsongerna 2009/2010 och 2010/2011 och används som referens. Perioderna som använts är 1 oktober till 31 maj, bortsett från
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 CMA
111025-111207 120105-120113CMA 120224-120310CMA obehandladperiod
fr ik tio ns ko ef fic ien t µ Sveavägen Hornsgatan V Hornsgatan Ö Folkungagatan
I Figur 43 visas medelvärdet av kvoten mellan Hornsgatan och Folkungagatan. Dels presenteras de två säsongerna innan försöken inleddes och sedan uppdelat på de olika åtgärderna. Det var så pass få dagar som bredsugen enbart använts så inräknat i städning är även de dagar som både spolning och städning med bredsugen gjorts. Inräknat i spolning är däremot endast de dagar då enbart spolning gjorts.
Figur 43. Medelvärdet av förhållandet mellan PM10-halten på Hornsgatan och
Folkungagatan. Osäkerhetsintervallet anger 95 % konfidensintervall.
Resultaten i Figur 43 visar att Hornsgatan i snitt har ca 15 % högre halter än Folkungagatan (kvoten ~1.15) under åren innan försöken. Förhållandet under
vägdammsdagar för säsongen 2011/2012 har varit statistiskt signifikant lägre jämfört med de två tidigare säsongerna och är nära 1,0. För både städning och spolning kan ingen signifikant skillnad ses från de tidigare säsongerna vilket visar att dessa åtgärder inte på ett signifikant sätt har sänkt PM10-halten på Hornsgatan jämfört med Folkunga-gatan. Dagar med CMA-behandling har däremot en tydligt signifikant skillnad med ett sänkt förhållande mellan Hornsgatan och Folkungagatan.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2009/2010 2010/2011 2011/2012 2011/2012
städning 2011/2012 spolning 2011/2012 CMA
Vägdammsdagar
Figur 44. Medelvärdet av förhållandet mellan PM10-halten på Sveavägen och
Norrlandsgatan. Osäkerhetsintervallet anger 95 % konfidensintervall.
Motsvarande analys av förhållandet mellan Sveavägen och Norrlandsgatan har gjorts och visas i Figur 44. Tidigare säsongerna visar att halterna på Sveavägen normalt är ca 15 % högre än på Norrlandsgatan. Resultaten för säsongen 2011/2012 är snarlika som för Hornsgatan. Säsongen har en statistiskt signifikant lägre kvot mellan Sveavägen och Norrlandsgatan jämfört med de tidigare säsongerna. Spolning har ingen visad effekt på halterna. Städningen ser ut att ha en liten effekt då kvoten är sänkt, men förändringen är inte signifikant. Dagar med CMA-behandling visar på tydlig sänkning på Sveavägen och skillnaden är tydligt signifikant.
5.3.1 Effekten av CMA behandling
Den beräknade sänkningen av PM10-halten under de 12 timmarna dagtid med hjälp av CMA-behandlingen enligt ovan var 33 % för Hornsgatan jämfört med Folkungagatan. Förhållandet mellan Sveavägen och Norrlandsgatan sänktes med 27 %. Om endast det lokala bidraget (PM10gata – PMbakgrund) studeras så är sänkningen med CMA istället 42 % för Hornsgatan respektive 38 % för Sveavägen.
Effekten av CMA-behandlingen efter det första dygnet har inte kunnat studeras under denna försöksperiod. Orsaken är att det i de allra flesta fall har gjort ytterligare en CMA behandling eller någon annan åtgärd under det följande dygnet vilket skulle kunna ha haft större påverkan på halterna än CMA-utläggningen från dygnet innan.
Att CMA behandlingen verkligen har hjälp till att sänka PM10-halterna kan även ses i Figur 45 och Figur 46. Dessa visar så kallade rullande medelvärden av PM10-halterna på testgatorna jämfört med referensgatorna. Bortsett från de inledande CMA behand-lingarna under hösten så är halterna lägre på testgatorna än på referensgatorna under perioden med CMA. Däremot har testgatorna högre PM10-halter än referensgatorna både före och efter perioden med CMA-behandling. Särskilt tydligt är att nästan direkt
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 2009/2010 2010/2011 2011/2012 2011/2012
städning 2011/2012 spolning 2011/2012 CMA
Vägdammsdagar
på testgatorna. Detta trots att såväl spolning och städning används frekvent under denna period.
Figur 45. Rullande timmedelvärden (100 timmar) av PM10 för Hornsgatan,
Folkungagatan och taknivå på Södermalm.
Figur 46. Rullande timmedelvärden (100 timmar) av PM för Sveavägen,
Period med CMA behandling
Sveavägen har 8 dagar över normvärdet uppmätts under CMA-dagar jämfört med 12 för Norrlandsgatan. Mätdata för säsongerna 2009/2010 och 2010/2011 visade att
Hornsgatan i snitt hade 9 % högre PM10-halter än på Fokungagatan och att Sveavägen i snitt hade 11 % högre PM10-haltern än Norrlandsgatan. Om även den skillnaden tas med i beräkningarna så skulle Hornsgatan haft 46 överskridanden, det vill säga 6 dygn mer än uppmätt om CMA inte lagts ut. Motsvarande för Sveavägen visade att 33 dygns-medelvärden skulle varit över normvärdet vilket är 6 stycken fler än om CMA inte skulle ha lagts ut
Tabell 3. Antalet dagar med PM10-halt över 50 µg/m3 på de olika gatorna med eller
utan CMA behandling. Antal dagar med PM10>50µg/m
3
Hornsg. Folkungag. Sveav. Norrlandsg.
Totalt 40 35 27 38
Dagar med CMA behandling 7 12 8 12
Dagar utan CMA behandling 33 23 19 26
Beräknat antal dagar om CMA inte hade lagts ut och förhållandet mellan PM10 på
behandlad gata och referensgata är konstant
46 33
Beräknat antalet dagar med CMA där normen
klarades på testgata, men inte referensgatan 6 6
Exempel på mätdata
Figur 47 visar den genomsnittliga dygnvariationen av PM10-halterna på Hornsgatan och Folkungagatan tillsammans med den urbana bakgrundshalten. Data är taget från mars och april 2011 som var en period med mycket stor andel torra vägbanor och därför mycket vägdamm. Denna figur används som referens.
Figur 47. Genomsnittliga dygnsvariationen av PM10-halterna på Hornsgatan och
Folkungagatan tillsammans med den urbana bakgrundshalten under mars och april 2011.
Fyra olika dygn med 15-minuters mätdata då CMA har använts på Hornsgatan visas i Figur 48. Samtliga 4 exempeldygn är från mars 2012. Det är dygn med mestadels torra vägbanor (låg signal på vägfukten) och förhöjda PM10-halter. För samtliga dygnen ses att Hornsgatan har lägre halter än Folkungagatan vilket inte varit fallet under 2011 (Figur 48). Under samtliga dygn har CMA lagts ut under de tidiga morgontimmarna. Tydligast skillnad mellan gatorna är att Hornsgatans PM10-halter inte stiger lika tidigt på morgonen som på Folkungagatan. Under 23 och 28 mars stiger halterna under dagen och under vissa perioden under eftermiddagen uppmäts högre PM10-halter på
Hornsgatan jämfört med Folkungagatan. Noterbart är också att under samtliga 4 dygn visar fuktsensorerna att vägbanan på Hornsgatan är fuktig under morgontimmarna, vilket kan bero på CMA-utläggningen. För den 2 mars var vägbanan redan fuktig, men CMA kan då ha hjälpt till att hålla vägbanan fuktigare under en längre tid.
igur 48 . P M1 0 hal te n på H or ns gat an, F ol kungagat an oc h ur ban bak gr und un de r f yr a e x em pe l på dy gn då C M A -ut läggni ng har ut för ts på or ns gat an. Si gnal en f rån v ägf uk ts se ns or n v is as i or ange f är g. D at a v is as f ör 2 m ar s, 13 m ar s, 23 m ar s oc h 28 m ar s 2012. 2 ma rs 13 m ar s 23 m ar s 28 m ar s
Figur 49 visar den genomsnittliga dygnvariationen av PM10-halterna på Sveavägen och Norrlandsgatan motsvarande som i Figur 47. Under tidigare säsongen var PM10-halterna högre på Sveavägen jämfört med Norrlandsgatan under hela dygnet.
Figur 49. Genomsnittliga dygnsvariationen av PM10-halterna på Sveavägen och
Norrlandsgatan tillsammans med den urbana bakgrundshalten under mars och april 2011.
Fyra olika dygn med 15-minuters mätdata över PM10-halter, då CMA har använts på Sveavägen visas i Figur 50. Första exemplet är från 2 november 2011. Ingen effekt kan ses på halterna på Sveavägen och inte heller något utslag på vägfuktsensorn. Den 5 december är PM10-halterna på Sveavägen tydligt lägre under förmiddagen och
fuktsensorn indikerar fuktig körbana fram till 12 på dagen då halterna stiger och blir i samma nivå som på Norrlandsgatan. Den 29 februari 2012 visar på en dag med mycket höga PM10-halter på Norrlandsgatan, men betydligt lägre halter på Sveavägen.
50 . PM 1 0 -hal te n på Sv eav äg en, N or rl ands gat an oc h ur ban bak gr und unde r f yr a dy gn då C M A -ut läggni ng har ut för ts p å Sv eav äg en. en f rån v ägf uk ts se ns or n v is as i or ange f är g. O bs er ve ra at t de t vå n ede rs ta f igur er na har annan s kal a på y -ax el n. D at a f rån 2 nov em be r ce m be r 2011, s a m t 29 f ebr uar i oc h 13 m ar s 2012. 2 nov 5 dec 29 f eb 13 m ar s
5.3.2 Effekten av spolning
Ingen statistik signifikant sänkning av PM10-halterna kunde observeras i samband med varken städning med bredsugen eller med spolning av gatorna. I Figur 51 visas fyra dygn med spolning på Hornsgatan. Under samtliga fyra dygn gjordes spolningen mellan 02:00 och 06:00 på Hornsgatan. Mellan dessa tidpunkter syns utslag på fuktsensorn endast den 18 april och den 3 maj. Däremot finns utslag på fuktsensorn mellan 08:00 och 12:00 samtliga dagar. Detta är förvånande då spolning med mycket vatten som det har beskrivits borde ge tydligt utslag. För samtliga dagar utom 3 maj syns att halterna på Hornsgatan sjunker så länge vägbanan är fuktig. Däremot återgår de till samma nivå som innan den fuktiga perioden så fort vägbanan torkat upp
51 . PM 1 0 hal te n på H or ns gat an, F ol kungagat an oc h ur ban bak gr und unde r f yr a e x em pe l på d ygn då s pol ni ng har ut för ts på H or ns gat an. en f rån v ägf uk ts se ns or n v is as i or ange f är g. D at a f rån 17 apr il , 18 a pr il , 24 apr il oc h 3 m aj 2 0 12. D en 3 m aj ut för de s äv en s tädni ng på ns gat an. 17 a pr il 18 ap ri l 24 ap ri l 3 m aj
I Figur 52 visas fyra dygn som exempel på spolning på Sveavägen. Enligt loggen utfördes spolningen tidigt på morgonen den 17 april, men ingen signal syns på
fuktsensorn. Däremot är vägbanan fuktig på Sveavägen mellan 07 och 09. Det gjorde att PM10-halterna på Sveavägen i början på morgonrusningen var lägre på Sveavägen jämfört med Norrlandsgatan, men det är osäkert om det beror på spolningen då tiderna inte stämmer med loggen. Den 27 april utfördes spolningen mellan 06:00 och 09:00 och fuktsensorn visar att vägbanan torkade upp runt 08:00 efter att ha varit fuktiga hela natten. Halterna var högre på Sveavägen än Norrlandsgatan under hela dagen. Den 27 april utfördes spolningen mellan 06:00 och 09:00. Ingen signal syns på fuktsensorn och ingen effekt av halterna kan ses. Däremot ger fuktsensorn utslag i samband med
städning med bredsugen under kvällen. Halterna på Sveavägen stiger däremot snabbt efter att vägbanan torkat upp och blir högre än på Norrlandsgatan. Den 14 maj skulle spolningen ha utförts mellan 09:00 och 11:00 enligt loggen. Fuktsensorn visar istället att vägen var fuktig runt 06:00 på morgonen. Ingen effekt på halterna kan ses.
