Innehållsförteckning
SAMMANFATTNING... 2
PROJEKTET... 3
BAKGRUND... 3
MOTIV FÖR MÄTNING AV LUFTFÖRORENINGAR... 3
LUFTEN VI ANDAS... 4
SPRIDNING AV LUFTFÖRORENINGAR... 4
KVÄVEOXIDERNAS ATMOSFÄRSKEMI... 5
LUFTMILJÖEFFEKTER PÅ OLIKA AVSTÅND FRÅN EN TRAFIKLED... 5
HÄLSOEFFEKTER AV KVÄVEOXIDER... 6
HÄLSOEFFEKTER AV BENSEN OCH TOLUEN... 6
BEDÖMNING AV LUFTFÖRORENINGSHALTER ... 8
GRÄNSVÄRDEN OCH UTVÄRDERINGSTRÖSKLAR... 8
EU-direktiv... 8 Toleransmarginal ... 8 Tröskelvärde ... 8 Val av provtagningsplats... 8 Utvärderingströsklar ... 9 Miljökvalitetsnorm för kväveoxider ... 9
Riktvärden och rekommendationer för kolväten ... 10
MÄTNINGEN MED MOBIL LUFTSTATION ... 11
VÄDERFÖRHÅLLANDEN UNDER MÄTPERIODEN... 11
MÄTNING MED DOAS ... 11
MÄTPERIOD... 12
MÄTPLATS... 12
UPPMÄTTA LUFTFÖRORENINGSHALTER... 14
REGRESSIONSANALYS AV UPPMÄTTA HALTER... 17
METODBESKRIVNING... 17
RESULTAT... 17
MÄTKAMPANJ MED PASSIVAPROVTAGARE ... 19
METODBESKRIVNING... 19
RESULTAT FRÅN MÄTKAMPANJEN MED PASSIVAPROVTAGARE I LILLA EDET... 19
SAMMANFATTNING
Mätningarna i Lilla Edet har ursprungligen initierats inom ramen för Göteborgsregionens information om den aktuella luftsituationen i medlemskommunernas tätorter. En mätning med en mobil DOAS-station genomfördes i Lilla Edets centrum under mars - april 1997.
Uppmätta kvävedioxidhalter har värderats i jämförelse med naturvårdsverkets nya
miljökvalitetsnorm för kvävedioxid. Normen som träder i kraft den 1 januari 1999 innebär att angivna gränsvärden för kvävedioxid inte får överskridas i utomhusluften efter den 31 december 2005. Normen bygger på de nya EU-direktiven för luft som innebär en generell mätskyldighet för tätorter med mer än 250 000 innevånare eller där det kan antas att normen kan komma att överskridas. Varje kommun skall dock kontrollera att miljökvalitetsnormen uppfylls inom kommunen. Kontrollen kan ske genom mätningar och beräkningar. För
kvävedioxid skall mätning även utföras när närmast föregående mätning eller beräkning visar att timmedelvärdet eller dygnsmedelvärdet är högre än 80 procent av de angivna gränsvärdena eller när årsmedelvärdet är högre än 70 procent av det angivna gränsvärdet för kallenderår. I tätorter av Lilla Edets storlek, färre än 50 000 invånare, behöver dock ingen mätning av timmedelvärdet ske.
EU-kommissionens direktiv för luft och den anslutande svenska miljökvalitetsnormens krav på kontroll innebär för Lilla Edets kommun att den typ av mätningar och beräkningar som utförts inom detta projekt är tillräckliga, eftersom halterna ligger under de lägre
utvärderingströsklarna för kvävedioxid i EU-direktivet och miljökvalitetsnormens utvärderingströskel.
Förutom kväveoxider har även vissa lättflyktiga kolväten, som ingår i bensin, samt ozon och svaveldioxid mätts. Uppmätta kolvätehalter är normala för denna typ av trafikmiljö.
Ozonhalten i centrala lerum ligger på samma nivå som parallellt uppmäta halter på
höjdsträckan över Göteborg. Man kan därför anta att halten av ozon i bakgrundsmiljöer i Lilla Edets kommun ligger på en något högre nivå när inte förhöjda halter av kväveoxider negativt påverkar ozonhalten. Svaveldioxiden låg under mätperioden på en genomgående låg nivå.
PROJEKTET
Bakgrund
Mätningarna i Lilla Edet har ursprungligen initierats inom ramen för Göteborgsregionens information om den aktuella luftsituationen i medlemskommunernas tätorter. En mätning med en mobil luftstation genomfördes i Lilla Edets centrum under perioden 970311 - 970424. En skärmutställning har visats med temat ”luften du andas” på biblioteket i Lilla Edets centrum. I utställningen presenterades bl a aktuella halter från mätsträckorna parallellt med gågatan och tvärs över busshållplatsen. Dessa resultat jämfördes sedan med mätdata från regionens fasta mätplats vid Järntorget i Göteborg.
Genom Lilla Edets kommun går riksväg 45 mellan Karlstad och Göteborg. 45:an är kommunens största och viktigaste tillfarts- och genomfarts led. Leden går utanför
centralortens kärna och påverkar mätplatsen endast i mindre utsträckning. För att med hjälp av mätresultaten kunna beskriva utomhusluftens kvalité i kommunen som helhet, genomfördes en mätkampanj med passivaprovtagare. Mätningarna har skett i samarbete med och med hjälp av Miljö- förvaltningen i Lilla Edet.
Motiv för mätning av luftföroreningar
För att kunna lösa aktuella miljöproblem krävs att man först gör någon form av mätning och sedan vidtar olika åtgärder utifrån mätresultaten. Mätningen i Lilla Edet har ingått i Regionala luftkontrollprogrammets informationsprojekt med en central mätning i varje kommuns
centralort. Till detta har en kampanjmätning på flera platser i Lilla Edet genomförts med syftet att få en helhetsbild av luftföroreningssituationen i hela kommunen. Mätresultaten har
jämförts med de gränsvärden som antagits och ingår i de luftkvalitetsnormer som kommer att gälla från och med 1 januari 1999. I ett vidare sammanhang kan flera motiv för mätningar av luftföroreningar nämnas:
• Bedömningen av expositionsnivåer för befolkningen - varna för akuta risksituationer.
• Följa långsiktiga trender i luftföroreningssituationen (totalhalten och relativa halter).
• Vara till hjälp vid stads- och trafikplanering för att effektivt kunna genomföra åtgärder.
LUFTEN VI ANDAS
Luften vi andas består till 99% av kväve (N2) och syre (O2).
Utöver dessa gaser förekommer andra ämnen i små mängder t. ex vattenånga, koldioxid och ozon. Många av de senare gaserna har trots sin ringa halt en väsentlig betydelse för klimatet och livsformerna på jorden. Under senare tid har mänskliga aktiviteter bidragit till att nya ämnen och kemiska föreningar kommit ut i atmosfären dessa har på olika sätt påverkat eller misstänks påverka livet på jorden.
Spridning av luftföroreningar
Luftförorenings halterna i ett visst område beror främst på utsläppen av föroreningar samt avståndet till den plats där utsläppet har skett. Varje åtgärd för minskade utsläpp av luftföroreningar kommer i regel att lindra de lufthygieniska konsekvenserna proportionellt mot minskningen.
Sveriges klimat karaktäriseras av vandrande lågtryck vilket ger att västliga vindar dominerar. Utspädning av luftföroreningar är ofta mycket effektiv vid måttliga (4-5 m/s) till starka vindar vilket karaktäriserar västvindarna. För att illustrera denna effekt kan vi tänka oss en liten luftvolym på 1 m3 nära en källa. Om föroreningarna i denna volym omblandas till en volym med sidorna 10 m så sjunker koncentrationen till en tusendel av den ursprungliga
koncentrationen.
Svag vind i kombination med topografi som försvårar ventilationen brukar medföra situationer med ökade luftföroreningskoncentrationer i områden med föroreningskällor. I Göteborg förekommer detta oftast i samband med högtryckssituationer när vinden kommer från nord till nordost och med en hastighet under 2 m/s.
Luftens temperatur påverkas till stor del av underlaget. En kraftig solinstrålning kommer i första hand att värma upp marken, som i sin tur värmer upp luften. Uppvärmningen av atmosfären sker nerifrån och vi får ”bubblor” av varm, lättare luft som ligger under kall och tyngre luft. Atmosfären är labil och kommer att skapa en vertikal omblandning genom termik. Dessa förhållanden är vanligast under våren och sommaren och innebär att föroreningar som släpps ut nära marken blandas effektivt. Under vinterdagar med klart väder under nätterna är utstrålningen från marken större än instrålningen. Marken kyls av och kyler därefter av luften närmast ovanför. Atmosfären kyls underifrån dvs kall och tung luft ligger under varmare och lättare luft. Detta är en stabil atmosfär och varje vertikalrörelse undertrycks av denna s k inversion då temperaturen ökar med höjden.
Inversioner kan bildas på andra sätt och på olika nivåer. Gemensamt är att den hämmar
effekten på vertikalrörelsen. Inversioner utgör ett lock på atmosfären. Beroende på vilken nivå den ligger på och hur kraftig inversionen är så kommer de lufthygieniska konsekvenserna att variera. Är topografin ofördelaktig som den är i Göteborgs dalgångar kan inversionen effektivt förhindra omblandning och utspädning av luftföroreningar i atmosfären.
Kväveoxidernas atmosfärskemi.
Kvävemonoxid (NO) bildas vid förbränning av luft/bränsleblandning i t ex bilmotorer p g a att luften innehåller kväve. NO är en gas som redan efter ett par minuter i regel oxideras till NO2 under närvaro av ozon. NO2 kan också bildas ur NO utan hjälp av ozon. Detta sker med hjälp av kolväten. Under inverkan av solljus (UV) återbildas NO och den frigjorda syreatomen reagerar med luftens syrgas (O2) under bildning av O3 (ozon). I samband med dessa fotokemiska föroreningsepisoder uppstår ett överskott av ozon och ett underskott av NO2. Kretsloppet mellan ozon och NO2 är i balans och summan kan uttryckas som konstant. Detta kretslopp innebär att kvävedioxid i vissa situationer är ett mindre lämpligt mått på lokala emissioner från trafik i anslutning till eller inom ett avgränsat område.
Tabell 1 Mätning av kväveoxider
Variabel Syfte
• Kvävedioxid NO2 Toxisk kväveförorening som kan relateras till Naturvårdsverkets gränsvärdeslista.
• Kvävemonoxid NO NO bildas av luftens innehåll kväve vid förbränning av luft/bränsleblandningen i t ex bilmotorer.
• Kväveoxider NO + NO2 = NOx
Påvisa lokala emissioners från trafik i anslutning eller inom ett avgränsat område.
Luftmiljöeffekter på olika avstånd från en trafikled
På lokal nivå, inom någon mils avstånd från en föroreningskälla, är det främst effekten på människors hälsa genom inandning av kolväten, kolmonoxid och kvävedioxider/ozon som är intressant. Direkta effekter på växter av förhöjda halter av t ex eten och kväveoxider är också lokala effekter som kan komma ifråga. På längre avstånd från en källa är hälsoeffekterna av mindre betydelse. Effekter som sammanhänger med den fotokemiska bildningen av ozon och depositionen av framförallt kväve är av vikt för mark och växter upp till 100-tals km från källan.
Figur 1 Eventuella effekter av olika ämnen beroende på avståndet till källan
Effekt Avstånd från källan
10m 100 m 1 km 1 mil 10 mil effekter av NO2 deposition av kväve eventuella effekter av lätta kolväten deposition av PAH effekter av ozon
Hälsoeffekter av kväveoxider
Vid all förbränning bildas kväveoxider, dels utifrån luftens innehåll av kväve och dels från kväveinnehållet i bränslet. Primärt bildas kvävemonoxid, som i uteluften oxideras till kvävedioxid genom reaktion med ozon. Det finns få rapporter om ogynnsamma effekter av kvävemonoxid. Det har därför inte ansetts meningsfullt att rekommendera något gränsvärde för kvävemonoxid i omgivningsluften. För att särskilja den lokala luftföroreningsbelastningen är kvävemonoxiden viktig att ha med i mätprogrammet. Likaså för att kunna utföra
simuleringar med beräkning av kvävedioxidhalten.
Tabell 2 Halter av kvävedioxid i svenska tätorter, µµµµg/m3
Högsta timmedelvärden ovan tak 60-220 Högsta timmedelvärden i gaturum 70-450
98 percentil av timvärden ovan tak i Göteborg, Femman 81 vintern 1995-96 Vinterhalvårsvärde ovan tak i Göteborg, Femman 31 vintern 1995-96 Högsta timvärde i gaturum i Göteborg, Gårda 345 december 1996 Högsta dygnsvärde i gaturum i Göteborg, Gårda 162 december 1996 Det finns ett fåtal studier om symptom och sjukdomar i andningsorganen relaterat till
exponering utomhus. Studierna ger ett visst stöd för ökad förekomst av luftvägssjukdomar hos barn och icke-rökande vuxna i områden med medelkoncentrationer på 30-100 µg/m3. Den specifika betydelsen av kvävedioxid är dock oklar. IMM har därför inte ansett att det
epidimiologiska underlaget ger tillräckligt stöd för att rekommendera ett långtidsmedelvärde för kvävedioxid utomhus. Man konstaterar dock att 100 ug/m3 som timmedelvärde (99 percentil) motsvarar ca 40 ug/m3 som halvårsmedelvärde.
• Kritisk effekt av kvävedioxid ger ökad risk för luftvägsinfektioner
• Känsliga grupper är framför allt astmatiker och barn
• Högexponerade grupper är boende vid starkt trafikerade gator
Hälsoeffekter av bensen och toluen
Biltrafiken är den största källan till bensen- och toluenutsläppen. Bensin innehåller upp till 40% aromatiska kolväten varav bensen och toluen är två komponenter. Bensin innehåller max 3% bensen enligt lag och 10-15% toluen. Den högst tillåtna halten av bensen kommer att sänkas till 1% fram till år 20001. Bensen och toluen släpps ut dels som oförbrända avgaser, dels vid avdunstning från bensintank, motorrum och tankning. Det bildas också bensen vid vedförbränning och i glödande cigaretter. Rökning är den största källan till intag av bensen. Halterna av bensen inomhus i hem där det finns rökare är generellt högre än utomhus. Övriga aromater som finns i höga halter är xylen och etylbensen. Dieselolja innehåller endast små mängder bensen och toluen.
Halten i svenska tätorter varierar kraftigt beroende på när och var i tätorten mätningarna utförs. De meteorologiska förhållandena bestämmer hur snabbt utsläppen blandas ut och blåser bort. Halterna i gatunivå vid trafikerade gator kan för toluen och bensen variera från några µg/m3 vid blåsigt väder med god omblandning upp till flera hundra µg/m3 vid stabilt väder och kraftig trafik. Halterna av bensen i svenska tätorter har under tre vintrar mätts i
takhöjd inom det s.k. urbanmätnätet. Halterna varierar under denna period mellan 3-10 µg/m3. Halten av bensen och toluen i ”ren luft”, t.ex. mitt ute i Atlanten, är normalt lägre än 1 mg/m3 Den mest hälsoskadande effekten av bensen är dess förmåga att framkalla leukemi. I
djurförsök har man också visat att bensen kan framkalla andra cancerformer. Institutet för miljömedicin (IMM) har rekommenderat en lågrisknivå på 1,3 µg/m3 som långtidsmedelvärde, vilket motsvarar den halt som teoretiskt medför livstidsrisken 1 cancerfall på 100 000
exponerade individer.
Toluen och xylen påverkar det centrala nervsystemet (CNS). Typiska effekter är huvudvärk, koncentrationssvårigheter, nedsatt reaktionsförmåga, trötthet mm. World Health Organisation (WHO) rekommenderade gränsvärde för toluen är 260 µg/m3 som veckomedelvärde.
Gränsvärdet erhölls genom att dividera den lägsta halt som klart har givit upphov till påverkan på centrala nervsystemet med en säkerhetsfaktor på 300. IMM har rekommenderat ett
långtidsmedelvärde för xylen och toluen sammantaget på 40 µg/m3
De mer flyktiga mättade kolvätena som ingår i bensin är så pass ogiftiga att de halter som kan finnas i utomhusluften är ointressanta ur hälsosynpunkt i sig själva. Det hindrar dock inte att de är av betydelse ur miljömedicinsk synpunkt, eftersom de deltar i atmosfärskemiska
reaktioner och därmed ger upphov till mer toxiska föreningar som aldehyder, ozon och andra fotokemiska oxidanter
BEDÖMNING AV LUFTFÖRORENINGSHALTER
Gränsvärden och utvärderingströsklar
EU-direktiv
I och med Sveriges avtal med EU och senare fullvärdiga medlemskap har svensk lagstiftning måst anpassas till EU-direktiven för luftkvalitet i bebyggda områden. Europeiska
kommissionen har hösten 1997 lämnat förslag till direktiv om gränsvärden för svaveldioxid, kvävedioxider, partiklar och bly. Detta förslag är en del av ett samlat paket med åtgärder mot luftföroreningar. Ytterligare förslag, avseende bensen, koloxid, ozon och ozongenererande ämnen, är under utarbetande. Förslaget fastställer allmänna luftkvalitetsmål inom
gemenskapen samtidigt som ansvaret för att bestämma lämpliga åtgärder och verkställa dessa stannar hos medllemsländerna.
Toleransmarginal
Toleransmarginal är en nivå som är högre än gränsvärdet vid lagstiftningens ikraftträdande och som når noll då gränsvärdet skall klaras. Denna nivå är till för att hitta de områden som har sämst luftkvalitet idag och ska inte ses som ett tillfälligt gränsvärde. För de områden där gränsvärde plus toleransmarginal överskrids ska handlingsplaner upprättas som visar hur gränsvärdet ska nås. Dessa ska sedan skickas till kommissionen. Överskrids gränsvärdet men inte summan av gränsvärdet plus toleransmarginalen behöver ingen handlingsplan upprättas utan det räcker med att en årlig rapport av föroreningshalterna lämnas till kommissionen. Tröskelvärde
Ett tröskelvärde är en föroreningsnivå över vilken en kortvarig exponering utgör en risk för människors hälsa och där åtgärder omedelbart ska vidtas. I förslaget finns endast ett
tröskelvärde, för svaveldioxid. Den information som ska meddelas allmänheten vid ett överskridande ska innehålla minst följande uppgifter:
* datum, tidpunkt berört geografiskt område och orsak till överskridandet. * prognoser som anger förändringar i halter och varaktighet
* vilken känslig befolkningsgrupp som eventuellt kan påverkas av det inträffade * vilka försiktighetsåtgärder som den känsliga befolkningsgruppen ska vidta Om ett tröskelvärde finns angivet för en förorening måste mätningar göras. Val av provtagningsplats
En provtagningsplats "till skydd för människors hälsa" bör väljas där föroreningshalterna är högst och representativa för den exponering som befolkningen i allmänhet utsätts för. Vidare skall en plats "till skydd för ekosystem" väljas som är representativ för luftkvaliteten i
områden som inte ligger i direkt anslutning till tätbebyggelse, industrier och vägar. Lägsta antalet provtagningsplatser i en zon har fastställts. Antalet utgår ifrån vilken nivå
Utvärderingströsklar
För respektive förorening finns fastställda utvärderingströsklar. Syftet med
utvärderingströsklarna är att de mest omfattande kraven på utvärdering, mätning, ska ställas där risken för att gränsvärdet ska överskridas är störst. De minst omfattande kraven ska endast gälla där det praktiskt taget inte finns någon risk för överskridande.
Miljökvalitetsnorm för kväveoxider
Naturvårdsverket har tagit fram miljökvalitetsnormer för svaveldioxid, kvävedioxid och bly i utomhusluft. Normerna anger högsta tillåtna halter i luft och skall i enlighet med EUs
ramdirektiv gälla för hela landet. Normerna har antagits av Sveriges riksdag i juni 1998 och har finns i Förordningen (1998:897) om miljökvalitetsnormer. Förordningen träder i kraft i januari 1999.
För vissa luftföroreningar har ett flertal medicinska undersökningar legat till grund för fastställande av högsta tillåtna värden i omgivningsluften för respektive ämnen.
Främst har detta lett till en begreppsförändring. Planeringsmål och riktlinjer har ersatts med gränsvärden och tröskelvärden. Betydelsefullt är också att det har införts en skyldighet för Sveriges kommunerna att mäta och redovisa luftkvaliteten om det föreligger risk för överskridande av fastställda gränsvärden i något område. För städer med mer än 250 000 innevånare föreligger en generell mätskyldighet.
Timmedelvärdet 90 µg/m3 uttryckt som 98-percentil för år skall gälla som normvärde för kvävedioxid. 98-percentilen motsvarar i stort sett EU;s direktiv för timmvärde på 200 µg/m3, som 99.9 percentil (får överskridas 8 ggr/år). Den svenska normen utgår dock från att WHO;s riktvärde på 200 µg/m3 som är ett takvärde som inte bör överskridas. Som årsmedelvärde skall 40 µg/m3 gälla vilket motsvarar EU direktivet. Normen skall enligt förslaget uppfyllas senast vid utgången för år 2005. Förändringen från vinterhalvår till helhalvår och sänkningen från 50 till 40 utgör tillsammans en skärpning som innebär att årsmedelvärdet för kvävedioxid kan komma att blir dimensionerande för bedömningen av föroreningar p.g.a. bilavgaser i tätortsmiljöer.
EU-kommisionens förslag innebär även att specifika miljökvalitetsnormer för bl.a. kvävedioxid föreslås för luftkvaliteten utanför våra tätorter. Syftet är att skydda
vegetation/ekosystem. Ett särskilt normvärde för skydd av vegetation utanför tätort och trafikområde har därför även föreslagits som miljökvalitetsnorm. Detta anges som årsmedelvärde och ligger på 30 µg/m3. Syftet med denna norm är att bibehålla en god miljökvalitet i dessa områden. Normen har alltså inte till syfte att indikera att det är acceptabelt om halterna närmar sig 30 µg/m3, så länge de stannar under värdet.
De gränsvärden och utvärderingströsklar som föreslås till skydd för ekosystemet klarar vi i Göteborgregionen med god marginal. En särskild mätpunkt för detta behövs därför inte utan det räcker med modellering.
När förekomsten av ett ämne i omgivningsluften mäts kallas detta för en recipientmätning. Recipienten är mediet där ämnena blandas och förflyttas, atmosfären. De uppmätta ämnena i atmosfären kan vara resultatet från flera utsläpp (emissioner). En m3 av luft väger vid
markytan 1.3 kg. När vi mäter förekomsten av en förorening anger vi den i µg/m3 . Med detta avses en miljontedels gram för varje m3 luft.
Tabell 3 Förordning om miljökvalitetsnorm för kvävedioxid. Träder i kraft 990101 Får inte överskridas efter den 31 december 2005
NO2
Period Gränsvärde Antal tillåtna överskridande
Mätningar skall göras när föregående mätning eller beräkning visar att värdet överskrider angivna halter 1 timme 90 µg/m3. 175 timmar/år 72 µg/m3 Högre än 80 % av gränsvärdet 1 dygn 60 µg/m3 7 dygn/år 72 µg/m3 Högre än 80 % av gränsvärdet 1 år 40 µg/m3 Får ej överskridas 28 µg/m3 Högre än 70 % av gränsvärdet Kväveoxid - NOx
1 år 30 µg/m3 Gäller enbart för ekosystem
Riktvärden och rekommendationer för kolväten
Riktvärden för kolväten i utomhusluft saknas. Mätdata saknas i stor utsträckning för flertalet av de kolväten som ur hälsosynpunkt är intressanta t ex eten och butadien. Närmast att fastställa ett riktvärde för är bensen. IMM förslag till lågrisknivå överskrids generellt i svenska tätorter.
Tabell 4 Av IMM rekommenderade riktvärden för några kolväten, µµµµg/m3
Toluen +xylen Bensen
Kritisk effekt CNS* Leukemi
Lågrisknivå WHO 260
IMM 40 1.3
Halter i tätorter 7-30 3-10
MÄTNINGEN MED MOBIL LUFTSTATION
Väderförhållanden under mätperioden
Vädret är av stor betydelse för luftföroreningarnas spridning och därmed koncentrationer. Den enskilt viktigaste meteorologiska parameter som i stor utsträckning avgör nivån av
luftföroreningar är vindhastigheten. Höga luftföroreningshalter förekommer i Göteborg när vinden kommer från nord till nordost vid högtryckssituationer och med vindhastigheter under 2 m/s.
Vädret under mars var tämligen normalt med ganska måttliga nederbördsmängder och måttliga inversioner. De kraftigaste förekom den 22:e och den 30:e.
April blev kyligare än normalt. Vädret var däremot jämt under hela månaden.
Nederbördsmängderna var måttliga. Måttliga inversioner förekom under de kalla nätterna. De kraftigaste den 6-7:e och den 15-16:e.
Tabell 5 Meteorologisk mätdata från stationen Lejonet 10 meter ovan mark
Tidsperiod Temp. Vindh. Vindriktning Nedb.* Inversion*
medel min max medel Förhärskande Antal Max Antal
°C °C °C m/s <2 m/s >2 m/s timmar °C timmar Mars 1997 3 -9 11 3 NO SV 38 1 337 April 1997 6 -4 17 3 NO SV 56 1 254 11 mars-24 april 2 -9 9 2 NO SV 47 1 390 17 mars-24 mars -1 -9 4 2 NO SO 0 1 89 1997 8 -16 31 3 NO SV 861 3 3979 Okt-mars 96-97 3 -17 15 3 NO SSV 526 5 2342
Meteorologisk mätdata från perioden 17-24 mars sammanfaller med kampanjmätningen med passivaprovtagare.
Mätning med DOAS
Luften i våra tätorter innehåller ett stort antal föroreningar från främst trafik. I traditionella mätstationer har ett fåtal ämnen mätts kontinuerligt såsom NO2, CO, SO2, sot och O3.
På senare år har framförallt kväveoxider använts för att spegla belastningen av fordonsavgaser parallellt med att utsläppen av kolmonoxid minskat i betydelse för luftkvaliteten.
Göteborgsregionens luftvårdsprogram och Miljöförvaltningen i Göteborg utnyttjar gemensamt sedan 1980-talet fyra DOAS mätsystem tillverkade av Opsis AB. Dessa mäter dels de
traditionella ämnena SO2, NO2 och O3 men även kolväten såsom bensen, toluen, xylen och formaldehyd. Mätningarna i Lilla Edet har utförts med Miljöförvaltningens Doas mätsystem modell AR500 på två mätsträckor.
Mätdatan lagras som halt, deviation och ljusnivå. Detta möjliggör en kvalitetskontroll av mätdata. Vid validering av mätdata kontrolleras varje enskild mätning med avseende på ljusnivå och brusnivå innan ett timmedelvärde beräknas. Om t ex ljusstrålen varit bruten på
grund av ett fysiskt hinder blir mätresultatet inte korrekt och dessa enskilda mätresultat skall inte tas med i timmedelvärdet. I praktiken görs valideringen genom att ange maximal
deviation eller brusnivå för att det enskilda mätresultatet skall godkännas.
Mätperiod
Doas-stationen placerades i Lilla Edet den 11mars 1997. Mätningen pågick kontinuerligt fram till den 24 april. På grund av tekniska störningar omfattar analyserad mätdata i denna rapport omfattar tiden från den 19 mars till den 24 april.
Mätplats
Mätningen har utförts på två sträckor varav sträcka 1 var placerad parallellt med gågatan fram till torget. Sträcka 2 var placerad diagonalt över Göteborgsvägen och busshållplatsen fram till Fuxernaskolan. Mätningarna har varit inriktade på kväveoxider och kolväten som bensen och toluen. Undersökningen har gjorts med utgångspunkt från att mätningen ska representera luftkvaliteten där folk i allmänhet vistas i Lilla Edets centrum.
1 Sträcka 1 parallell med gångbanan fram till torget
2 Sträcka 2 i riktning över Göteborgsvägen och busshållplatsen
Uppmätta luftföroreningshalter
Luftföroreningshalterna är för flera av de ämnen som har mätts in genomsnitt något förhöjda på den sträcka som passerar Göteborgsvägen och busshållplatsen. Mätresultat har alltid en viss osäkerhet beroende på kallibreringar, inställningar mm. Särskilt vad gäller
kolvätemätningarna måste uppmärksamhet riktas mot mätningar nära mätteknikens
detektionsgräns. Redovisade halter av bensen, toluen och formaldehyd måste därför betraktas som indikativa resultat än absoluta halter. Att kolvätehalterna relativt ligger på samma nivå eller högre än den jämförda mätningen i Göteborg beror på att mätningen vid Järntorget sker i taknivå.
Resultaten från mätningen av ozon måste också användas med försiktighet mot bakgrunden att stationsinstalationen inte varit optimerad för mätning av ozon i Lilla Edet. Ozonhalterna tenderar att bli lägre vid mätning i trafikmiljöer där kväveoxiderna har en negativ inverkan på ozonhalten. Tabell 6 Kvävedioxid, µµµµg/m3 Kvävedioxid Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 15 16 30 Max timvärde 78 131 107 Min timvärden <1 <1 3 98%-til 58 59 90 Standardavvikelse 15 16 21 Tillgänglighet % 96 98 100 Tabell 7 Kvävemonoxid, µµµµg/m3 Kvävemonoxid Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 9 11 31 Max timvärde 213 85 311 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 44 57 146 Standardavvikelse 11 13 39 Tillgänglighet % 98 98 82 Tabell 8 Svaveldioxid, µµµµg/m3 Svaveldioxid ug/m3 Torget
sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 3 3 3 Max timvärde 21 22 39 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 11 11 14 Standardavvikelse 2 3 4 Tillgänglighet % 100 100 100
Tabell 9 Bensen, µµµµg/m3 Bensen Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 2 5 3 Max timvärde 38 49 18 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 16 12 11 Standardavvikelse 4 3 3 Tillgänglighet % 100 100 100 Tabell 10 Toluen, µµµµg/m3 Toluen Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 23 17 13 Max timvärde 158 162 103 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 86 78 52 Standardavvikelse 20 20 12 Tillgänglighet % 100 100 99 Tabell 11 P-xylen, µµµµg/m3 P-xylen Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 3 4 6 Max timvärde 47 46 11 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 11 11 9 Standardavvikelse 3 3 2 Tillgänglighet % 97 100 100 Tabell 12 Formaldehyd, µµµµg/m3 Formaldehyd ug/m3 Torget
sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 3 Medelvärden 11 12 3 Max timvärde 57 86 11 Min timvärden <1 <1 <1 98%-til 34 25 8 Standardavvikelse 8 5 2 Tillgänglighet % 100 100 100 Tabell 13 Ozon, µµµµg/m3
Formaldehyd ug/m3 Torget sträcka 1 Göteborgsvägen sträcka 2 Järntorget sträcka 2 Medelvärden 78 77 78 Max timvärde 128 130 109 Min timvärden 6 2 5
98%-til 121 117 101 Standardavvikelse 27 25 20 Tillgänglighet % 100 100 98
Figur 4 Timvärden av NO2-halter i Lilla Edet, µµµµg/m3
Timserie av timmedelvärden från mätsträcka 1 från den 12 mars till den 24 april Figur 5 Medeldygn av timvisa NO2-halter i Lilla Edet, µµµµg/m3
Medelvärden av alla mätvärden för kl1, kl2 osv till kl. 24 ---Lilla Edet sträcka 1
REGRESSIONSANALYS AV UPPMÄTTA HALTER
Metodbeskrivning
Gränsvärden för luftföroreningar är baserade på halvårsvisa eller årsvisa mätningar. Många gånger är det inte möjligt eller kostnadseffektivt att mäta under så långa tidsserier på en mätplats. Man är då hänvisad till att göra uppskattningar baserade på jämförelser mellan den begränsade mätserien och de i regionen centralt belägna kontinuerligt registrerande
trendstationerna.
Ofta är vi intresserade av att beskriva ett särskilt ämne i luften genom att enkelt sätta upp en modell som beskriver ämnet koncentration som en funktion av ett annan ämne. Det är sällan möjligt att ha en modell som perfekt beskriver halten av det sökta ämnet. De flesta modeller är ungefärliga, då det i alla situationer finns felkällor. I Airvirosystemet, som används på
Göteborgs stads miljöförvaltning, finns möjligheter att sätta upp egna modeller och att testa dem och använda dem optimalt.
I den här rapporten har Airvirosystemets regressionsanalys använts för att testa i vilken utsträckning mätserien i Lilla Edet rör sig parallellt med mätserier i Göteborg under samma period. Den modell som på så sätt tas fram används i nästa steg för att beräkna
kvävedioxidhalten i Lilla Edet under åren 1995-1997.
Resultat
Korrelationen mellan mätserierna av kvävedioxidhalter mätta samtidigt i Lilla Edet och Järntorget sträcka 1 var under hela mätperioden 0.62 och under kampanjmätningen 0.82. (perfekt korrelation =1, ingen korrelation =0). God korrelation i den här studien kan anses föreligga vid resultat över 0.80. Resultat över 0.90 är mycket bra korrelation.
Tabell 14 Beräknade halter av kvävedioxid (µg/m3 ) år 1995-97 Uppmätt medelvärde Lilla Edet Uppmätt Järntorget sträcka 1** Korrelation Järntorget Lilla Edet Beräknad 98-procentil Lilla Edet Beräknat årsmedelv. Lilla Edet Hela mät- perioden 15 31 0.64 41 std 12 15 Mät- kampanjen 17-24 mars 29 (21*) 43 0.82 65 std 19 18
Figur 6 Regressionsanalys av NO2-halter, Lilla Edet sträcka 1-Järntorget sträcka 1 för perioden 19 mars till 24 april
Korrelationen mellan mätserierna av kvävedioxidhalter mätta samtidigt i Lilla Edet och Järntorget sträcka 1 var under hela mätperioden 0.62 och under kampanjmätningen 0.82.
MÄTKAMPANJ MED PASSIVAPROVTAGARE
Metodbeskrivning
Provtagning genom anrikning på ett impregnerat filter med efterföljande analys med i en gaskromatograf möjliggör mätning av ett antal vanliga ämnen som ingår förorenad tätortsluft. Principen bakom metoden är enkel och bygger på att en känd mängd förorening diffunderar in i en provhållare med det impregnerat filtret i botten. Vid lagring och transport är provet förslutet och mätningen startar så fort som det öppnas Luftföroreningen reagerar med impregneringen, specifik för varje provtaget ämne, och bildar en fast vattenlöslig förening som efter avslutad mätning tvättas ur och analyseras på laboratorium. Vid provtagningen i Lilla Edet har IVL tillhandahållit och analyserat de passiva provtagarna.
Resultat från mätkampanjen med passivaprovtagare i Lilla Edet
Provtagningen med passivprovtagning genomfördes i Lilla Edets kommun på 17 platser under perioden 17 mars - 24 mars 1997 samtidigt som mätningarna med DOAS pågick i Lilla Edets centrum. Bortfall av DOAS-mätningen den 19 medför att värdena måste justeras utifrån resultaten från Järntorgsstationen. Resultaten den 19 mars var ca. 20% lägre än under resten av kampanjveckan varför DOAS- medelvärdena har korrigerats nedåt med 20% för att kunna jämföras med resultatet från mätningen med passivaprovtagare.Mätpunkterna har valts så att följande kategorier varit representerade i mätresultatet: B. Hårttrafikerad och välventilerad väg eller gata
C. Bostadsområde med lokaltrafik D. Grönområde.
Kategori A som är den mest belastade saknas helt i Lilla Edets kommun.
Tabell 15 Uppmätta kvävedioxidhalter (NO2) i µµµµg/m3 17 mars - 24 mars 1997
Nr Ort Plats Kategori Starttid
17 mars
Stopptid 24 mars
Halt (µg /m3) 1 Lilla Edet Göteborgsvägen /Boströms B 14.50 15.10 24 2 Göteborgsv. / Ledningsgatan B 10.15 10.15 24
3 Göteborgsvägen /Edsgatan B 13.45 14.20 21
4 Göteborgsvägen / Torsliden B 11.45 11.55 21 8 Götaslättsv. / Frälegårdsvägen C 11.30 - saknas
9 Riksväg 45 / Storgatan B 10.20 10.20 28
11 Busstationen B 13.40 14.15 24
12 Molinsgatan / Gärdehemsv. C 10.00 10.05 18
13 Lindkullen / Bystigen C 14.00 14.25 19
16 Älvgatan vid älven D 14.10 14.35 12
17 Gamla Götav. (elljusspåret) D 11.35 11.50 4 5 Lödöse Göteborgsv. /S. Hovingev. B 10.35 10.30 22
6 Klostergatan / Torget C 11.10 10.50 13
14 S:t Pedersvägen /Kvarnvägen C 10.50 10.35 8
15 Hedens idrottsplats D 11.00 10.45 5
7 Göta Göteborgsvägen / Svingeln B 11.20 11.30 17 Tabell 16 Uppmätta kvävedioxidhalter (NO2) i µµµµg/m3 17 mars - 24 mars 1997 Ort Trafikerat välventilerat gata (B) Bostadsområde med lokaltrafik (C ) Grönområde (D) Lilla Edet 21-28 18-19 4 -12* Lödöse 22 13 5-8 Ström - (14) ej bostadsområde - Göta - 17 - *Älvgatan
Tabell 17 Jämförelse mellan uppmätta kvävedioxidhalter (µµµµg/m3) med passiva- provtagare och DOAS, 17 mars - 24 mars
Plats Passiva DOAS Differens Göteborgsvägen/Edsgatan 21 Sträcka 1 27 (20*) 6 (-1)
Busshållplatsen 24 Sträcka 2 30 (22*) 6 (-2) Medelvärde 23 29 (21*) 6 (-2)
*Korrigerat för bortfall av mätdata den 17-19 mars utifrån mätresultaten från Järntorget. Mätdata saknas från DOAS-mätningen under de två inledande dygnen. Vid fasta mätstationer uppmättes under dessa dagar lägre halter än under mätkampanjetiden i övrigt. Tar man hänsyn till parallellt uppmätta halter vid de fasta stationerna i Göteborg och gör en proportionell omräkning av den uppmätta halten i Lilla Edet, borde resultatet blivit 7-8 µg/m3 lägre om det funnits mätdata från DOAS under de två första dygnen.
Slutsatser
Jämförs och korrigeras de uppmätta halterna av kvävedioxid från mätningen i Lilla Edets kommun med parallellt uppmätta halter från den kontinuerligt registrerande DOAS-mätstationen vid Järntorget i centrala Göteborg, ligger dessa korrigerade värden under Naturvårdsverkets gällande gränsvärden för kvävedioxid beräknade på årsbasis.
De uppmätta halterna av kvävedioxid i Lilla Edets kommun bedöms ligga under gällande gränsvärdet för kvävedioxid (timvärde 110 µg/m3 årsmedelvärde 50 µg/m3 ). Halterna beräknas ej heller överskrida angivna halter i den kommande miljökvalitetsnormen (timvärde 90 µg/m3 årsmedelvärde 40 µg/m3).
EU-kommissionens direktiv för luft och krav på mätningar innebär för Lilla Edets kommun att den typ av mätningar och beräkningar som utförts inom detta projekt är tillräckligt, eftersom halterna ligger under de lägre utvärderingströsklarna för kvävedioxid.
Uppmätta halter av kvävedioxid ligger lika så under de halter som enligt miljökvalitetsnormen kräver att mätningar utförs kontinuerligt (timvärde 72 µg/m3 och årsmedelvärde
