Luftutredning
Partille
Februari-juni 2004
Jonny Andersson Linus Theorin Miljöförvaltningen Göteborg Rapport 136 16 september 2004Förord
Rapporten ”Luftutredning Partille” har tagits fram av Göteborgs Miljöförvaltning, på uppdrag av Göteborgsregionens luftvårdsprogram. I rapporten beskrivs mätningar av kvävedioxid (NO2) och partiklar (PM10) som utförts vid Postgången i Partille.
Bilagda och kommenterade beräkningar av kvävedioxidhalter i Partille kommun har genomförts på uppdrag av stadsbyggnadskontoret samt bygg- och miljökontoret i Partille kommun.
Syftet med rapporten är att bedöma hur luftkvalitén är vid bostadsbebyggelse närmast E20 och Slottsmotet utifrån angivna nivåer i respektive miljökvalitetsnorm (MKN). Mätningar har gjorts med mobil mätutrustning som varit placerad vid Postgången 4A i centrala Partille.
Innehållsförteckning
1. Sammanfattning ...5
2. Bakgrund ...7
2.1 Uppdraget ...7
2.2 Miljökvalitetsnormer ...7
2.3 Miljömål Frisk Luft ...9
2.4 Hälso- och miljöeffekter av luftföroreningar ...9
3. Metoder ...11
3.1 Mätplats och mätmetod ...11
3.2 Emissionsinventering ...12 3.3 Tidigare mätningar ...12 4. Resultat...13 4.1 Väderförhållanden ...13 4.2 NO2-mätning ...13 4.3 PM10-mätning...15 4.4 Beräkningar ...16
5. Slutsatser och diskussion...20
Bilaga 1. Atmosfärskemisk omvandling av kväveoxid-emissioner ...22
Bilaga 2. Mätmetoder och instrument ...23
Bilaga 3. Beräknade halter av kvävedioxid...24
Bilaga 4. Meteorologi...25
1. Sammanfattning
Miljöförvaltningen har fått i uppdrag att utreda luftkvalitetsförhållandena i centrala Partille där det finns risk för att miljökvalitetsnormerna (MKN) överskrids för kvävedioxid (NO2)
och partiklar (PM10). Mätningarna har skett vid bostadsbebyggelse vid Postgången, närmast E20 och Slottsmotet. Tidigare mätningar med diffusiva provtagare i Partille (1999) visade på risk för överskridande av MKN, framförallt vid bostadsbebyggelsen vid Postgången.
Mätningar och beräkningar
Mätningar av NO2 och PM10 har skett med en mobil mätstation vid Postgången.
Mätningarna har genomförts under perioden 25 februari-30 juni 2004. För att få en översiktlig bild över NO2 i området har mätningarna kompletterats med beräkningar.
Beräkningarna har validerats med hjälp av mätningarna. Beräkningarna har utförts i Miljöförvaltningens Envimansystem.
Tabell 1:Uppmätta och beräknade NO2-halter samt MKN-överskridanden under mätperioden.
Uppmätta värden Beräknade värden
Timmedelvärde 36 µg/m3 -
98-percentil timme 81,5 µg/m3 84,7 µg/m3
Antal timmar över MKN (90 µg/m3) 28 (får överskridas högst 175 timmar/år) - Dygnsmedelvärde 37 µg/m3 - 98-percentil dygn 61,1 µg/m3 60,6 µg/m3
Antal dygn över MKN (60 µg/m3) 3 (får överskridas högst 7
dygn/år) -
Årsmedelvärde - 35 µg/m3
Det föreligger stor risk att MKN för NO2 överskrids då det gäller dygnsmedelvärdet. MKN
för timmedelvärde och årsmedelvärde klaras sannolikt (tabell 1).
Tabell 2: PM10-halter och MKN-överskridanden under mätperioden
Dygnsmedelvärde 20 µg/m3
90-percentil 30 µg/m3
Antal dygn över MKN (50 µg/m3) 2 (får överskridas högst 35 dygn/år) Mätperiodens dygnsmedelvärde av partiklar (PM10) ligger under gränserna i MKN (tabell 2). Mätningarna genomfördes under den del av året då partikelhalterna vanligtvis är högst och det är därför sannolikt att MKN klaras för såväl dygnsmedelvärde som årsmedelvärde.
Fortsatta mätningar
Halterna av NO2 och PM10 överskrider den övre utvärderingströskeln vilket i princip
innebär att fortsatt kontroll ska ske genom högkvalitativ mätning som kan kompletteras med beräkning. Mätningarna vid Postgången var en sådan mätning. Beräkningarna för området uppvisar stor träffsäkerhet mot uppmätta värden. Partille samvarierar dessutom med station Gårda då det gäller NO2-halter. Sammantaget kan man få en god bild över
luftsituationen i Partille genom beräkningar under nuvarande förhållanden. En ombyggnation av Partille centrum påverkar sannolikt luftsituationen i området.
2. Bakgrund
2.1 UPPDRAGET
Mätningarna i Partille är en uppföljning av de korridorsmätningar med bland annat diffusiva provtagare som Miljöförvaltningen i Göteborg genomfört på uppdrag
Göteborgsregionens luftvårdsprogram (1999). Den nu aktuella mätplatsen är ett av de prioriterade områdena för uppföljning med högkvalitativa mätningar. Mätningarna med diffusiva provtagare 1999 visade på risk för överskridande av MKN, framförallt vid bostadsbebyggelsen vid Postgången.
2.2 MILJÖKVALITETSNORMER
Den 1 januari 1999 infördes en miljökvalitetsnorm (MKN) i Sverige för kvävedioxid (NO2). Normerna gäller i gatunivå. Det har under år 2001 även införts en MKN för
partiklar i luften (PM10). De nivåer som fastställts i en MKN är juridiskt bindande, till skillnad från miljömålen. Förutom dessa parametrar finns det MKN för svaveldioxid (SO2), kolmonoxid (CO), bly, bensen och ozon (O3).
Kvävedioxid (NO2)
MKN för NO2 är 40 µg/m3 som årsmedelvärde, vilket inte får överskridas. Normen för
dygnsmedelvärde är 60 µg/m3 och får inte överskridas mer än 7 gånger per år (98 percentil). På motsvarande sätt är normen för timmedelvärde 90 µg/m3. Ett
timmedelvärde får inte överskridas mer än 175 gånger per år (98 percentil) (tabell 3).
Tabell 3: MKN för NO2.
MKN för NO2
Halt (µg/m3) Tid för medelvärde Får överskridas högst
90 1 timme 175 timmar/år
60 1 dygn 7 dygn/år
40 år Får ej överskridas
Det finns även övre och nedre utvärderingströsklar för NO2 både då det gäller tim-,
dygn- och årsmedelvärde (tabell 4). Beroende på om de uppmätta värdena ligger över eller under tröskelvärdena finns föreskrifter om hur, med mätningar och/eller
beräkningar, NO2-halterna i luft bör kontrolleras.
Tabell 4: Tröskelvärdena för NO2.
Kvävedioxider, NO2
Norm för timmedelvärde Övre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 72 µg/m
3 luft mer än
175 gånger per kalenderår (98-percentil) Nedre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 54 µg/m
3 luft mer än
175 gånger per kalenderår (98-percentil) Norm för
dygnsmedelvärde Övre tröskel Föroreningsnivån överskrider 48 µg/m
3luft mer än
7 gånger per kalenderår (98-percentil)
Nedre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 36 µg/m
3 luft mer än
7 gånger per kalenderår (98-percentil) Norm för årsmedelvärde Övre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 32 µg/m
3 luft
Nedre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 26 µg/m
3 luft
Partiklar (PM10)
För PM10 finns en MKN som innebär att dygnsmedelvärdet den 31 december 2004 högst ska vara 50 µg/m3, detta värde får överskridas 35 gånger per kalenderår (90-percentil). Dessutom får inte årsmedelvärdet vara över 40 µg/m3 (tabell 5).
Tabell 5: MKN för PM10.
MKN för PM10
Halt (µg/m
3
) Tid för medelvärde Får överskridas högst
50 1 dygn 35 dygn/år (90-percentil)
40 år Får ej överskridas
Det finns också en övre och en nedre utvärderingströskel (tabell 6). Tröskelvärdena talar om på vilket sätt, med mätningar och/eller beräkningar, partikelhalterna i luft vidare bör kontrolleras.
Tabell 6: Tröskelvärdena för PM10.
Norm för
dygnsmedelvärde Övre tröskel Föroreningsnivån överskrider 30 µg/m
3 luft
mer än 7 gånger per kalenderår (98-percentil)
Nedre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 20 µg/m
3 luft
mer än 7 gånger per kalenderår (98-percentil)
Norm för årsmedelvärde Övre tröskel Föroreningsnivån överskrider 14 µg/m3 luft
Nedre
tröskel Föroreningsnivån överskrider 10 µg/m
3 luft
2.3 MILJÖMÅL FRISK LUFT
Det nationella miljömålet för frisk luft innehåller bland annat ett delmål för kvävedioxid. Delmålet är att halterna av kvävedioxid är 20 µg/m3 som årsmedelvärde och 100 µg/m3 som timmedelvärde år 2010. Generationsmålet för partiklar är 30 µg/m3 för
dygnsmedelvärde.
2.4 HÄLSO- OCH MILJÖEFFEKTER AV LUFTFÖRORENINGAR
Hälsoriskerna med luftföroreningar är främst ett tätortsproblem, eftersom den största källan generellt sett är trafiken.
Kväveoxider (NOx)
NOx utgörs av NO och NO2. NO är en färglös, luktfri gas. NO2 är gulbrun och har en
irriterande lukt. Största delen av NO2 härstammar från trafiken. Andra viktiga källor är
oljeeldning och olika industriprocesser. NOx bildas vid all förbränning genom att luftens
syre och kväve vid hög temperatur reagerar med varandra. Vid nybildning av NOx består
den största delen av NO men även en viss del NO2. All NO kommer att förr eller senare
oxideras till NO2. Detta sker framför allt genom reaktion med ozon. Vid bildande av
fotokemisk smog är utgångsprodukten NOx. Det är framför allt NO2 som är hälsofarlig.
Gasen kan bl a leda till vävnadsskador i lungorna eller bidra till att lungornas förmåga att försvara sig mot luftföroreningar minskar. NO2 kan alltså bidra till ökad frekvens av
luftvägsinfektioner och till uppkomst av lungcancer. Hur känslig man är mot NO2 varierar
mycket från person till person, astmatiker är särskilt känsliga. NO2 kan öka
astmareaktionen hos folk som är allergiska mot t ex pollen. Principen för den atmosfärskemiska omvandlingen av NOx-emissioner redovisas i bilaga 1.
Partiklar (PM10)
Partiklarna kan antingen vara primära (mekaniska) eller sekundära (kemiska). De primära bildas vid förbränning men kan också utgöras av t ex uppvirvlat damm, små sotflagor, pollen. Höga dygnsvärden av PM10 förorsakas till stor del av slitagepartiklar från vägbana och däck. En dag i mars med torr vägbana kan förhöjda PM10-halter bestå av mer än 80 % slitagepartiklar. Årsmedelvärdet däremot är till ca 50 % beroende av de långdistanstransporterade, sekundärt bildade partiklarna. De sekundära partiklarna bildas i luften och består framförallt av sulfat- och nitratsalter som bildas från
svaveldioxid respektive kväveoxider. De sekundära partiklarna är små och kan hålla sig svävande i luften under lång tid. Ett stort antal olika studier från USA och Europa visar att när halten små partiklar i luften stiger ökar dödligheten i luftvägs- samt hjärt- och kärlsjukdomar och fler söker sjukhusvård för bronkit och astma. Troligen skapar och förvärrar partiklarna inflammationer i luftvägarna. De allra minsta partiklarna anses vara skadligast. Det beror främst på att de vid inandning kan följa med långt ner i lungorna. Partiklarnas form och kemiska sammansättning antas också ha betydelse för
farligheten.
3. Metoder
3.1 MÄTPLATS OCH MÄTMETOD
Syftet med mätningarna var att se hur höga koncentrationerna av luftföroreningar var vid den bebyggelse som låg närmast E20 och Slottsmotet. Med utgångspunkt från det placerades mätutrustningen i anslutning till Postgången 4, som ligger strax SV Slottsmotet cirka 50 meter från E20 (se figur 1, 2). NO2-mätningen utfördes med
timregistrerande DOAS-teknik och PM10-mätningen utfördes med en faktorfri
betaprovtagare, SM200 dygnsprovtagare. En utförligare beskrivning av mätmetoder och mätinstrument redovisas i bilaga 2.
Fig 1: Mätsträcka i Partille (prickad sträcka)
3.2 EMISSIONSINVENTERING
De källor som finns upptagna i emissionsdatabasen (EDB) och som tillhör Partille kommun har uppdaterats med tillgängliga värden från 2003. Beräkningarna utfördes i programmet Enviman 2.0, med väderstatistik från 1998-2003.
3.3 TIDIGARE MÄTNINGAR
Under 1999 genomförde miljöförvaltningen mätningar av NO2 på uppdrag av
Göteborgsregionen.
Mätningarna gjordes dels med DOAS, dels med diffusionsprovtagare (se bilaga 2). DOAS-mätningen gjordes i två sträckor på Galoppvägen vid E20, ca 600 meter öster om Postgången under perioden 990101-990601. Mätningar med diffusionsprovtagare
placerade vid Postgången 4D utfördes under perioden 990315-990329 samt under perioden 990411-990426.
Under december 1995-januari 1996 genomförde miljöförvaltningen mätningar av bland annat NO2 på uppdrag av Göteborgsregionen och Partille kommun. Liksom mätningen
1999 var detta en DOAS-mätning i två sträckor på Galoppvägen vid E20, ca 600 meter öster om Postgången.
Under vintern 1989-1990 genomfördes DOAS-mätningar i taknivå vid Slottsmotet. DOAS-stationen var placerad vid slottet. En sträcka gick SO över E20, en sträcka gick SV över E20 och en sträcka gick i nordlig riktning.
Tabell 7: Tidigare mätningar av NO2 i Partille
År Mätning Uppmätt medelvärde Beräknat medelvärde 1989 DOAS taknivå Slottsmotet 28-36µg/m3 -
1995 DOAS E20 Galoppvägen 41-49 µg/m3 -
1999 DOAS E20 Galoppvägen 24-43 µg/m3 24-39
1999 Diffusionsprovtagare
Postgången 38-43 µg/m
3 30-38
Mätningarna från 1995 är i taknivå och därför inte riktigt jämförbara med övriga
mätningar. Det är svårt att se någon trend i de tidigare mätningarna, halterna har legat på ungefär samma värden.
4. Resultat
4.1 VÄDERFÖRHÅLLANDEN
Medelvinden för perioden mars till och med juni 2001-2003 var 2,7 m/s. Motsvarande vindhastighet för mätperioden var 3,0 m/s. Den dominerande vindriktningen under perioden mars till och med juni 2001-2003 har varit sydvästlig. Under mätperioden var den huvudsakliga vindriktningen något mer västsydvästlig och det förekom dessutom något mer nordostliga vindar (se figur 3, 4). Medeltemperaturen var under mars, april och maj något högre och under juni något lägre än för motsvarande månader 2001-2003. Utförligare uppgifter om väderförhållanden under mätperioden redovisas i bilaga 4.
Fig. 3: Medelvärde vindriktning mars-juni 2001-2003
Fig. 4: Medelvärde vindriktning mars-juni 2004
4.2 NO2-MÄTNING
NO2 - timmedelvärden
Timmedelvärdet för mätperioden uppmättes till 36 µg/m3. MKN för timmedelvärdet (90 µg/m3) överskreds vid 28 tillfällen under mätperioden. Timmedelvärdet för NO2
överskrider den övre utvärderingströskeln vid 138 tillfällen (se tabell 8 och figur 5). Täckningsgraden för mätningarna var 95 %, bortfallet berodde på tekniska fel på mätutrustningen och att lövsprickningen skymde DOAS-sträckan.
Tabell 8: Sammanfattning av timmedelvärden för NO2.
PERIODMEDELVÄRDE 36 µG/M3
Maxvärde 137,0 µg/m3
Min värde 4 µg/m3
98-percentil under mätperioden 81,5 µg/m3
Antal överskridanden av MKN (>90µg/m3) 28 (får överskridas högst 175 timmar/år)
Antal överskridanden av övre
utvärderingströskeln ( >72 µg/m3) 141 Antal överskridanden av nedre
utvärderingströskeln ( >54 µg/m3) 481
Täckningsgrad under mätperioden 95 %
NO2-halter vid ljusintensitet under 45 % har utelämnats.
Fig. 5: Timmedelvärden och MKN för NO2.
NO2 - Dygnsmedelvärde
Dygnsmedelvärdet för mätperioden uppmättes till 37 µg/m3. MKN för dygnsmedelvärdet
(60 µg/m3) överskreds vid 3 tillfällen under mätperioden. Dygnsmedelvärdet för NO2
överskrider den övre utvärderingströskeln vid 21 tillfällen (se tabell 9 och figur 6). Täckningsgraden för mätningarna var 98 %, bortfallet berodde på tekniska fel på mätutrustningen och att lövsprickningen skymde DOAS-sträckan.
Tabell 9: Sammanfattning av dygnsmedelvärden för NO2.
Periodmedelvärde 37 µg/m3
Maxvärde 78 µg/m3
Min värde 11 µg/m3
98-percentil under mätperioden 61,1 µg/m3
Antal överskridanden av MKN (>60 µg/m3) 3 (får överskridas högst 7 gånger/år)
Antal överskridanden av övre
utvärderingströskeln ( > 48 µg/m3) 21 Täckningsgrad under mätperioden 98 %
NO2-halter vid ljusintensitet under 45 % har utelämnats
Fig. 6: Dygnsmedelvärden och MKN för NO2.
4.3 PM10-MÄTNING
PM10 - dygnsmedelvärde
Dygnsmedelvärdet för mätperioden uppmättes till 20 µg/m3. Täckningsgraden för mätningarna var 76 % på grund av att mätvärdena från maj föll bort. MKN för dygnsmedelvärde (50 µg/m3) överskreds vi två tillfällen under mätperioden.
Dygnsmedelvärdet för PM10 överskred den övre utvärderingströskeln 10 gånger under mätperioden (se tabell 10 och figur 7).
Tabell 10: Sammanfattning av dygnsmedelvärden för PM10.
Periodmedelvärde 20 µg/m3
Maxvärde 67 µg/m3
Min värde 5 µg/m3
90-percentil under mätperioden 29,6 µg/m3
Antal överskridanden av MKN (>50 µg/m3) 2 (får överskridas högst 35 gånger/år)
Antal överskridanden av övre
utvärderingströskeln ( > 30 µg/m3) 10 Täckningsgrad under mätperioden 76 %
Fig 7: Dygnsmedelvärde och MKN förPM10.
4.4 BERÄKNINGAR
Beräkningar av NO2-halter har gjorts dels på hela kommunen i upplösningen 50 x 50
meter, dels på Partille centrum i upplösningen 10 x 10 meter. Beräkningarna beskrivs närmre i bilaga 3. För att validera beräkningarna har beräknade halter i mätpunkten tagits fram (tabell 11).
Tabell 11: Beräknade halter NO2 i mätpunkten
Timvärde 98-percentil 84,7 µg/m3
Dygnsvärde 98-percentil 60,6 µg/m3
Timmedelvärde
Fig. 8: Timmedelvärde NO2 Partille kommun
Beräkningarna för timmedelvärdet visar att MKN överskrids inom vägområdet på E20 (rött område). Orange område ligger över den övre utvärderingströskeln men under MKN. Gula områden ligger mellan övre och nedre
utvärderingströskeln och blåa områden uppfyller delmålet Frisk luft, >20 µg/m3 (se fig. 8, 9).
Dygnsmedelvärde
Fig. 10: Dygnsmedelvärde NO2 Partille kommun
Beräkningarna för
dygnsmedelvärdet visar att MKN överskrids inom vägområdet på E20 och även inom mätsträckan (rött område). Orange område ligger över den övre
utvärderingströskeln men under MKN. Gula områden ligger mellan övre och nedre
utvärderingströskeln och blåa områden uppfyller delmålet Frisk luft, >20 µg/m3 (se fig. 10, 11).
Årsmedelvärde
Fig 12: Årsmedelvärde NO2 Partille kommun
Beräkningarna för årsmedelvärdet visar att MKN överskrids inom vägområdet på E20 (rött område). Orange område ligger över den övre utvärderingströskeln men under MKN. Gula områden ligger mellan övre och nedre
utvärderingströskeln och blåa områden uppfyller delmålet Frisk luft, >20 µg/m3 (se fig. 12, 13)
5. Slutsatser och diskussion
Kvävedioxid
Mätningarna av kvävedioxidhalterna (NO2) visar att normen för dygnsmedelvärde
tangeras. Normen för timmedelvärde och årsmedelvärde underskrids emellertid, dock med relativt knappa marginaler. De uppmätta halterna ligger i nivå med tidigare uppmätt medelvärde (1999).
Beräkningarna visar att normen för årsmedelvärdet överskrids i anslutning till vägområdet (inom ca 30 meter). Den undre utvärderingströskeln för årsmedelvärde underskrids ca 100 meter från vägkant. Större delen av bostäderna vid Postgången ligger mellan nedre och övre utvärderingströskeln för såväl timmedelvärde som
årsmedelvärde. Det föreligger dessutom risk för att dygnsmedelvärdet överskrids i större delen av området. Delmålet för frisk luft klaras ännu inte inom mätområdet.
Utsläppen av NO2 är dels långväga, dels regionala men framförallt lokala. Den största
källan är vägtrafiken. Överskridande av dygnsmedelvärden sker oftast under inversionsepisoder vintertid.
NO2 – årsmedelvärde
Fig. 14: Dygnsprofiler för NO2 vid mätstationerna Partille, Gårda, Femman och Mölndal 040225-040630
En jämförelse mellan dygnsprofiler under mätperioden visar att Partille och Gårda är jämförbara (se figur 14). Korrelationen är relativt god, r = 0,691 (se figur 15). Av
korrelationen kan man dra försiktiga slutsatser för årsmedelvärdet i Partille. Medelvärdet av NO2-halten under perioden mars till och med juni ligger vanligtvis något högre än
årsmedelvärdet på grund av att det under denna period inträffar en hel del inversioner. Periodmedelvärdet för Partille var 36 µg/m3, motsvarande årsmedelvärde ligger
sannolikt lägre. Det beräknade årsmedelvärdet i mätpunkten var 35 µg/m3.
Sammantaget är det sannolikt att MKN för årsmedelvärde (>40 µg/m3) klaras med viss marginal.
Fig. 15: Korrelation NO2 Partille-Gårda 040225-040630
PM10
Mätningen av PM10 partiklar visar att normen för dygnsmedelvärde klaras med viss marginal. Under mätperioden överskreds den övre utvärderingströskeln för PM10. PM10-årsmedelvärde
Periodmedelvärdet för PM10 var 20 µg/m3. Partikelhalterna är vanligtvis högst under våren, då mätningarna skedde, eftersom dubbdäcksanvändningen medför ett ökat vägslitage och därmed också mer partiklar i luften. Årsmedelvärdet blir sannolikt lägre än periodmedelvärdet vilket innebär att MKN för årsmedelvärdet (>40 µg/m3) klaras med
marginal.
Fortsatta mätningar
Halterna av NO2 och PM10 överskrider den övre utvärderingströskeln vilket i princip
innebär att fortsatt kontroll ska ske genom högkvalitativ mätning som kan kompletteras med beräkning. Mätningarna vid Postgången var en sådan mätning. Beräkningarna för området uppvisar stor träffsäkerhet mot uppmätta värden. Partille samvarierar dessutom med station Gårda då det gäller NO2-halter. Sammantaget kan man få en god bild över
luftsituationen i Partille genom beräkningar under nuvarande förhållanden. En ombyggnation av Partille centrum påverkar sannolikt luftsituationen i området.
Väderförhållanden
Under mätperioden blåste det ca 10 % mer än genomsnittsperioden 2001-2003. När ventilationen är bättre blir de uppmätta halterna sannolikt något lägre än normalt.
BILAGA 1
Atmosfärskemisk omvandling av kväveoxid-emissioner
Kväveoxider (NOx) består av kväveoxid (NO) och kvävedioxid (NO2) och bildas som
tidigare nämnts vid all slags förbränning. Dels kommer kväve från kväveföreningar i bränslet och dels från luftens kväve. Kväveoxidbildningen påverkas starkt av
förbränningsförhållandena. Bildningen gynnas av hög temperatur, en annan faktor som också påverkar är syrgashalten i lågan.
NOx-utsläppen består till största delen av NO. I atmosfären sker sen en oxidation av NO till NO2 enligt flera mekanismer t ex direkt oxidation med syre (O2) (1) eller direkt
reaktion med ozon (O3) (2).
2NO+O2→2NO2 (1) NO+O3 →NO2+O2 (2)
Oxidationen sker till största delen med hjälp av hydroxylradikaler (i dagsljus) och via omvandling till NO3 (3) och N2O5 (främst i mörker) (4). NO2 oxideras sedan vidare till salpetersyra (HNO3) (5). NO2+O3→NO3+O2 (3) NO3+ NO2→N2O5 (4) N2O5+H2O → 2HNO3 (5)
Salpetersyran kan på samma sätt som svavelsyran verka försurande. Kväveföreningarna kan transporteras långa sträckor, detta beror t ex på att
kväveoxiderna måste omvandlas till i första hand salpetersyra för att kunna deponeras. Detta tar tid och innebär att depositionen av kväveoxider i första hand sker på långt avstånd från källan.
BILAGA 2
Mätmetoder och instrument
Diffusiv mätning av kvävedioxid och kväveoxid
Diffusiv mätning av kvävedioxid (NO2) och kväveoxid (NO) har skett genomanrikning av
provet på ett impregnerat filter. Provet analyseras i en gaskromatograf (GC) som möjliggör mätning av flera vanliga ämnen som ingår i den förorenade stadsluften. Principen bakom metoden är enkel och bygger på att luft med känd konstant hastighet diffunderar in i en provhållare med det impregnerade filtret i botten
(diffusionsprovtagare). Luftföroreningen reagerar med impregneringen, vilken är specifik för varje provtaget ämne, och bildar en fast vattenlöslig förening som efter avslutad mätning tvättas ur och analyseras på laboratorium.
Kontinuerliga mätningar
De ämnen som mätts under perioden är NO2 och PM10. NO2-mätningen utfördes med
timregistrerande DOAS-teknik och PM10-mätningen utfördes med en faktorfri betaprovtagare, SM200 dygnsprovtagare.
DOAS
DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) är en fjärranalysteknik som finns kommersiellt tillgänglig för mätningar av kväveoxider, främst NO2, men även NO kan
mätas. Tekniken bygger på principen att molekylerna absorberar ljus i UV-området. Systemet består av en ljuskälla (vanligen xenon) och i motsatta ändan av mätsträckan en mottagare, alternativt att ljuskällan sitter vid mätutrustningen och reflekteras till mätutrustningen via en reflektor i motsatta ändan av mätsträckan.
I analysatorns spektra delas ljuset upp med hjälp av gitter. Dessa spektra omvandlas till digitala signaler. Datorn jämför efter mätperiodens slut det integrerade spektret med s.k. referensspektrum eller kalibrerspektrum för NO2 respektive NO.
SM200
SM200 är en partikelmätare som mäter koncentrationen av partiklar <10µm.
Luftenprovet passerar ett filter och därefter mäts masskoncentration av PM10 med hjälp av en Geigertub.
BILAGA 3
Beräknade halter av kvävedioxid (NO2)
Gränsvärden för luftföroreningar är baserade på årsvisa mätningar. Många gånger är det inte möjligt eller kostnadseffektivt att mäta under så långa tidsserier på en och samma mätplats. Man är då hänvisad till att göra uppskattningar baserade på jämförelser mellan den begränsade mätserien och de trendstationer som är centralt belägna i regionen och som mäter luftföroreningar kontinuerligt. Ett annat sätt att
beskriva luftkvaliteten är att med hjälp av datorer beräkna halten av luftföroreningar över ett större område eller för ett flertal förutbestämda platser. Detta kan bland annat göras i Enviman, Göteborgs miljöförvaltnings datorprogram som används vid simuleringar för att se hur luftsituationen ser ut idag och även få en prognos för framtiden.
Beräkningarna görs för ett normalår baserat på de senaste fem årens väderdata (1998-2003). Beräkningarna tar hänsyn till olika variationer som trafikens dygnsrytm och olika företags processer. I simuleringarna ingår samtliga kända utsläppskällor i regionen, dock kan bara de som ryms inom beräkningsområdet tas med vid beräkningarna. Mätvärdena i ytterkanterna kan därför bli lite för låga om det finns stora utsläppskällor precis utanför beräkningsområdet.
Databasen uppdateras årligen, dock inte fullständigt och inte för hela regionen. Årligen uppdateras dock de större punktutsläppen och riksvägarna i hela regionen. Arbetsfordon och arbetsmaskiner uppdaterades år 2000. Småskalig uppvärmning uppdaterades 2004.
Luftföroreningshalterna i ett visst område beror främst på utsläppen av föroreningar samt avståndet till den plats där utsläppet har skett. Beräkningarna i Enviman har utförts med en för systemet anpassad Gauss modell (Aermod). Viss hänsyn i beräkningarna tas till topografi och bebyggelse. Det är dock inte möjligt att med den valda modellen både beräkna halten över öppna ytor och i trånga gaturum. I de flesta fall ligger projektets mätplatser i en omgivning av öppen karaktär som överensstämmer med de krav som kan ställas på beräkningspunkterna i simuleringsprogrammet. Den här typen av spridningsberäkning tar inte hänsyn till gasernas kemi utan de betraktas som inerta. Simuleringsprogrammet räknar ut NOx-halten. Det finns dock inget enkelt statistiskt
samband mellan NO2 och NOx utan andelen varierar ganska mycket från den ena
episoden till den andra. Vid låga NOx–halter är andelen NO2 mycket hög och minskar
sen vid tillfällen med höga halter av NOx. Miljöförvaltningen använder en empirisk formel
som tagits fram från de långa mätdataserierna vid station Femman.
Resultaten av beräkningarna kan presenteras som medelvärden eller percentiler av beräknade timvärden. Tidigare mätningar och beräkningar visar att MKN för NO2 mätt
som dygnsmedelvärde är dimensionerande. Det vill säga att det blir svårare att klara dygnsnormen, 60 µg/m3, för NO
2 än vad det blir att klara normen för år, 40 µg/m3 och
BILAGA 4
Meteorologi
Väderförhållanden under perioden 1 mars 2004 till den 30 juni 2004. Vädret är av stor betydelse för luftföroreningarnas spridning och därmed
koncentrationer. Den enskilt viktigaste metereologiska parametern som påverkar koncentrationen av luftföroreningar är vindhastigheten. Ju mer det blåser, desto mer späds koncentrationen av luftföroreningar ut. För PM10 är luftfuktighet och nederbörd också intressant då det binder partiklarna. Här följer en översiktlig bild över
väderförhållandet i Göteborg under den aktuella mätperioden.
Under mars månad låg medeltemperaturen på + 2,9ºC. Temperaturen pendlade mellan +17,5ºC och -8,5ºC och under de kalla perioderna förekom ett flertal inversionsepisoder. Det var ganska blåsigt, 20 gånger överskred vindhastigheten 10 m/s.
Nederbördsmängderna var normala, 65 mm, men all nederbörd kom under månadens senare del. Under månadens första hälft var det relativt torrt, under 50 % luftfuktighet. Under april månad låg medeltemperaturen på + 8,5ºC. Temperaturen pendlade mellan +19,4ºC och -1,4ºC. Under månaden har det förekommit ett par inversionsepisoder. Det blåste mestadels svaga vindar. Nederbördsmängderna var relativt små, 40 mm. Under större delen av månaden låg luftfuktigheten på eller under 50%.
Under maj månad låg medeltemperaturen på + 12,9ºC. Temperaturen pendlade mellan +23,3ºC och +1ºC och under de kalla perioderna förekom ett par inversionsepisoder. Det var ganska blåsigt, 20 gånger överskred vindhastigheten 10 m/s.
Nederbördsmängderna var mindre än normalt, knappt 30 mm. Luftfuktigheten låg under de torra dagarna ofta på 40% eller lägre.
Under juni månad låg medeltemperaturen på + 13,9ºC. Temperaturen pendlade mellan +23,6ºC och +5ºC.Under perioden förekom ett par korta inversionsepisoder, mest nattetid. Det var ganska blåsigt, flera gånger överskred vindhastigheten 10 m/s. Nederbördsmängderna var större än normalt, ca 90 mm. Luftfuktigheten låg ofta på uppemot 90 %.
BILAGA 5
Databearbetning av rådata
Uppmätta NO2-halter vid ljusintensitet under 45 % har utelämnats.
PM10-mätningen havererade under maj månad. Alla värden från den månaden har tagits bort.
Den 11 juni utfördes en referenskalibrering av DOAS-utrustningen. Rådata för perioden 12-30 juni påverkades av kalibreringen och mätvärdena för denna period justerades med hjälp av korrelationen med station Gårda.
