06.6. 10. Spridningsmodellering för luft

SPRIDNINGSMODELLERING FÖR LUFT AV KVÄVEOXIDER OCH PARTIKLAR FÖR

EKSTOCKENS KVARTER SOLLENTUNA

RAPPORT

ADRESS COWI AB Skärgårdsgatan 1 Box 12076 402 41 Göteborg

TEL 010 850 10 00

FAX 010 850 10 10

WWW cowi.se

PROJEKTNR. DOKUMENTNR.

VERSION UTGIVNINGSDATUM BESKRIVNING UTARBETAD GRANSKAD GODKÄND 0.1 2017-04-XX Luftutredning Christine Achberger

Anna Bjurbäck Marian Ramos García

XXXXX XXXXXX

INNEHÅLL

1 Sammanfattning 6

2 Inledning 7

2.1 Syfte 7

2.2 Luftkvaliteten i Sollentuna 7 2.3 Utsläpp och halter av NO₂ och PM

8 2.4 Miljökvalitetsnormer 9

2.5 Miljömål 9

3 Underlag för beräkningarna 10

3.1 Framtida utformning av området 10 3.2 Utsläpp från trafiken 11 3.2.1 Trafikflödesvariation 12 3.3 Spridningsmodellering 13 3.3.1 Uppskattning av urban bakgrundshalt 13

3.3.2 Vind 15

4 Resultat 16

4.1 NO₂ 16

4.1.1 Jämförelse med MKN för NO₂ 18 4.1.2 Jämförelse med miljökvalitetsmålet för NO₂ 18

4.2 PM

18

4.2.1 Jämförelse med MKN för PM

19

4.2.2 Jämförelse med miljökvalitetsmålet för PM

19

Bilaga A Sammanställning trafikuppgifter 22

Bilaga B Beskrivning TAPM-modellen 23

Bilaga C Beskrivning MISKAM-modellen 26

Bilaga D Miljökvalitetsnormer och nationella miljömål 27

1 Sammanfattning

Inledning

Sollentunahem planerar att bygga ca 100 nya bostäder vid kvarteret Ekstocken fram till år 2021. COWI har tidigare genomfört en övergripande utvärdering av luftkvaliteten för Sollentuna kommun vid Väsjön området som för 2016 och 2030 visade att den ökade trafiken som uppstår i närområdet på grund av utbyggnader vid Väsjön området, kan resultera i risk för höga halter av föroreningar (Haeger- Eugensson m.fl.2017). Där framgick att halten NO₂ och PM10 både i dagsläget och i framtiden var höga vid kvarteret Ekstocken varför en luftutredning vid aktu- ellt planområde efterfrågades.

Syfte

Luftkvalitetsutredningen omfattar emissionsberäkningar och spridningsberäk- ningar av partiklar (PM10) samt kvävedioxid (NO₂). Syftet är att utvärdera resulta- ten i förhållande till miljökvalitetsnormer (MKN) och miljökvalitetsmål.

Metod

Uppgifter om trafikmängder för 2016 och 2030 har erhållits från Sollentuna kom- mun. Emissionsberäkningar har gjorts med modellerna HBEFA och Nortrip. För meteorologisk indata har TAPM-modellen använts, och spridningsberäkningar genomfördes med CFD-modellen Miskam. Lokala urbana bakgrundshalter har beräknats baserat på tidigare utförd spridningsmodellering kombinerat med fak- tiska mätningar vid Torkel Knutssonsgatan för år 2013-2015.

Resultat

För NO₂ överskrids MKN för 98-percentilen för både dygns- och timmedelvärdet i beräkningarna för år 2016 längs Danderydsvägen och in på Yxvägen, men inga överskridanden av MKN förväntas ske år 2030.

Miljökvalitetsmålet för årsmedelvärdet år 2016 överskrids längs Danderydsvägen, medan det klaras år 2030. Miljökvalitetsmålet för 98-percentilen av dygnsmedel- värdet överskrids dock år 2030 längs Danderydsvägen, Yxvägen och en mindre del av Ribbings väg.

Gällande PM10 överskrids inte MKN varken i beräkningarna för år 2016 eller år 2030. Miljökvalitetsmålet överskrids dock runt Danderydsvägen och in på Rib- bings väg både år 2016 och år 2030. År 2030 förväntas området där överskridan- den av miljökvalitetsmålet sker vara något större än idag.

Inne bland de nya kvarteren är halterna av både NO₂ och PM10 låga, och varken MKN eller miljömålen riskerar att överskridas här under något av beräkningsåren.

Diskussion

Över lag sjunker halterna av NO₂ från 2016 till 2030, medan halterna av PM10

ökar något. NO₂-halterna sjunker trots ökande trafikmängder tack vare teknikut- vecklingen som leder till lägre utsläpp/fordon 2030 jämfört med år 2016. Den ökade trafikmängden i området är anledningen till att partikelhalterna ökar, ef- tersom PM10-emissionerna är proportionella mot antalet fordon och deras hastig- heter.

2 Inledning

Sollentunahem planerar att bygga ca 100 nya bostäder vid Ekstocken i Sollen- tuna i form av flervåningshus. Baserat på tidigare genomförd spridningsmodelle- ring av COWI för Väsjön-området (Haeger-Eugensson, m.fl. 2017) har det visat sig att höga halter av partiklar och kvävedioxid kan förekomma och att överskri- danden av miljökvalitetsnormer (MKN) på platsen utanför projektet Ekstocken inte kan uteslutas. Det är anledningen till att Sollentunahem vill undersöka om luftkva- liteten i det aktuella området och vilka åtgärder som behöver vidtas i så fall för att skydda bostadsbebyggelse från luftföroreningar. Kvarteret är beläget i ett mycket trafikutsatt läge precis intill Danderydsvägen, se Figur 1.

Figur 1 Planområdets lokalisering (rött),Danderydsvägen (lila).

2.1 Syfte

Denna luftkvalitetsutredning omfattar emissionsberäkningar och spridningsberäk- ningar av partiklar (PM10) samt kvävedioxid (NO₂) för två scenarion:

› Nuläge beräknat för år 2016.

› Planerad bebyggelse för prognosår 2030.

Syftet är att utvärdera resultaten av spridningsberäkningarna i förhållande till gäl- lande miljökvalitetsnormer och miljökvalitetsmål för NO₂ och PM10.

2.2 Luftkvaliteten i Sollentuna

Luftkvaliteten inne i Sollentuna mäts kontinuerligt av kommunen. Kvävedioxid (NO₂) och partiklar (PM10) mäts på sju respektive fem platser. Gällande NO₂ kla- rades MKN för årsmedelvärdet (40 µg/m³) i hela kommunen år 2015, medan mil- jökvalitetsmålet för årsmedelvärdet (20 µg/m³) överskreds vid Eriksbergsskolan.

Avseende PM10 så klarades både MKN och miljökvalitetsmålet för årsmedelvär- det (40 µg/m³ respektive 15 µg/m³) år 2015. Dygnsmedelvärdet (50 µg/m³) får överskridas 35 gånger per år, men överskreds bara fem respektive fyra gånger vid två mätstationer, E4 Häggvik respektive Ekmans väg (Sollentuna kommun, 2016).

2.3 Utsläpp och halter av NO₂ och PM

Enligt Naturvårdsverket härrör en stor andel av NO₂ och PM10 i Sverige från väg- transporter, se Figur 2. Av de totala emissionerna av kväveoxider i Sverige står, i dagsläget (2014), transportsektorn (bussar, lastbilar och personbilar) för 40 % jämfört med 1990 då den utgjorde ca 55 %.

a)

b)

Figur 2 Källor för a) kväveoxider och b) partiklar i Sverige, figurer från Naturvårdsver- ket.

Den stora minskningen av fordonsemissionerna beror på en mycket positiv tek- nikutveckling, men denna har delvis "ätits upp" av att mängden fordon har ökat.

Trots att fordonen inte står för majoriteten av emissionerna så är haltandelen från dem ofta mycket stor i urbana områden. Detta beror på att emissionerna sker i markplan där spridningen är sämst jämfört med emissioner från upphöjda källor (t.ex. skorstenar). Haltandelen beror även av lokalisering i staden. Enligt en tidi- gare genomförd utredning (Haeger-Eugensson m.fl. 2010) är andelen kväveoxid- utsläpp från fordon vid en större genomfartsled i Göteborg ca 60 % vid hög- haltstillfällen och drygt 50 % för årsmedelvärdet. Vid större trafikleder kan halter- na bli mycket höga nära vägen men avklingar ofta relativt snabbt. Hur snabbt be-

ror dock på emissionens storlek och de lokala spridningsförutsättningarna, vilka i sin tur beror på bebyggelsen, markanvändningen (t.ex. vegetation), topografin och den lokala meteorologin.

Prognosen för PM10-emissioner från trafik är att dessa kommer öka på grund av att den största delen av emissioner inte härrör från avgaser, utan från s.k. resus- pension (uppvirvling av ackumulerade partiklar på vägbanan). En ökad trafik- mängd ger en ökad mängd uppvirvlade partiklar.

2.4 Miljökvalitetsnormer

I samband med att Miljöbalken trädde i kraft den 1 januari 1999 infördes miljökva- litetsnormer (MKN) som ett nytt styrmedel i svensk miljörätt. Systemet med miljö- kvalitetsnormer regleras framförallt i Miljöbalkens 5:e kapitel. Till skillnad mot gränsvärden och riktvärden skall miljökvalitetsnormerna enbart ta fasta på vad människan och naturen tål utan hänsyn till ekonomiska intressen eller tekniska förhållanden. En norm kan meddelas om det behövs för att i förebyggande syfte eller varaktigt skydda människors hälsa eller miljön. De kan även användas för att återställa redan uppkomna skador på miljön. Gällande miljökvalitetsnormer för NO₂ och PM10 i utomhusluft redovisas i Tabell 1 (SFS 2010:477).

Enligt Naturvårdsverkets föreskrifter avseende MKN för luftkvalitet (NFS 2013:11) anges att MKN inte får överskridas någonstans, med undantag för bland annat större vägar och i korsningar.

Tabell 1 Miljökvalitetsnormer för utomhusluft enligt Luftkvalitetsförordningen SFS 2010:477.

Förorening Medelvärdesperiod MKN-värde (µg/m³) Antal tillåtna över- skridanden per år

PM10 Dygn

År

50 40

35 dygn - NO₂

Timme Dygn År

90 60 40

175 timmar ¹⁾ 7 dygn

-

1) Förutsatt att föroreningsnivån aldrig överstiger 200 μg/m³ under en timme mer än 18 gånger per kalenderår.

Kommuner och myndigheter bär huvudansvaret för att miljökvalitetsnormerna följs, men verksamhetsutövare har också ett visst ansvar. Ansvaret ökar med verksamhetens storlek och miljöpåverkan. MKN ska följas när kommuner och myndigheter planlägger, bedriver tillsyn och ger tillstånd till att driva anläggningar (Naturvårdsverket).

2.5 Miljömål

Det svenska miljöarbetet styrs även av miljömålssystemet, där det övergripande målet är att lösa större miljöproblem till år 2020. Miljömålen är uppdelade i tre olika slags mål: ett generationsmål, 16 miljökvalitetsmål och 24 etappmål. Gene- rationsmålet anger inriktningen för den samhällsomställning som behöver ske inom en generation för att miljömålen ska nås. Miljökvalitetsmålen beskriver det tillstånd i den svenska miljön som miljöarbetet ska leda fram till. Etappmålen är steg på vägen för att nå generationsmålet och ett eller flera miljökvalitetsmål.

De 16 miljökvalitetsmålen har en eller flera preciseringar, vilka förtydligar målen och används i det löpande uppföljningsarbetet. Ett av miljökvalitetsmålen, Frisk luft, berör direkt halter i luft av olika föroreningar. Målet Frisk luft definieras enligt följande: "Luften ska vara så ren att människors hälsa samt djur, växter och kul- turvärden inte skadas" och har preciseringar i form av halter av luftföroreningar som inte ska överskridas, se Tabell 2 för preciseringar för NO₂ och PM10 (Miljö- målsportalen).

Tabell 2 Preciseringar avseende kvävedioxid och partiklar för miljökvalitetsmålet Frisk luft.

Förorening Medelvärdesperiod Miljökvalitetsmål (µg/m³)

Antal tillåtna över- skridanden per år

PM10 Dygn

År 30

15 -

-

NO₂ Timme

År 60

20 175 timmar

-

Regeringen har det övergripande ansvaret för de svenska miljömålen, och 26 olika myndigheter har ett utpekat ansvar för att nå miljömålen. De ska inom sina respektive verksamhetsområden bidra till att miljömålen nås.

Varje år görs en uppföljning av miljökvalitets- och etappmålen, med avseende på huruvida befintliga styrmedel och åtgärder som görs är tillräckliga för att miljökva- litetsmålen ska kunna nås till 2020. Uppföljningen sammanfattas med betygen ja, nära eller nej för vart och ett av miljökvalitetsmålen (Naturvårdsverket).

3 Underlag för beräkningarna

3.1 Framtida utformning av området

I kvarteret Ekstocken i Sollentuna planeras ca 100 bostäder i form av flerbo- stadshus lokaliserade längs med Danderydsvägen och Knallhattsvägen. Se Figur 3 och 3 för illustration av den planerade byggnationen.

Figur 3 Planerad nybyggnation längs med Danderydsvägen visas i det rödmarkerade området.

Figur 3 Planerad nybyggnation längs med Danderydsvägen visas i det rödmarkerade området.

3.2 Utsläpp från trafiken

Uppgifter om trafikmängder för 2016 och 2030 har dels hämtats från den tidigare utredningen som genomförts av COWI vid Väsjön området (Haeger-Eugensson, m.fl. 2017); resterande trafikmängderna har erhållits från Sollentunahem (se vi- dare information i Bilaga A).

Utsläppen från trafiken har beräknats med emissionsmodellerna HBEFA (version 3.2) och Nortrip. Avgasemissioner har beräknats med HBEFA, som tar hänsyn till hur fordonsflottans sammansättning förväntas förändras i framtiden och beräknar olika emissionsfaktorer för olika år m.m. I HBEFA antas att det kommer att fort- sätta ske förbättringar avseende avgasutsläppen, samt att en större andel av for- donsflottan i framtiden kommer att bestå av fordon med god avgasrening och ef- fektivitet. Detta innebär att avgasemissionerna (utsläpp per km) för ett normalfor- don förväntas bli lägre i framtiden. I emissionsberäkningarna har emissionsfak- torer för år 2016 respektive år 2030 använts. För att beräkna emissionerna från parkeringen vid slalombacken har emissionsfaktorer för kallstarter använts, också från HBEFA.

Resuspension, d v s uppvirvling av på vägbanan tidigare ackumulerade slitage- partiklar, har beräknats med Nortrip. Nortrip är en emissionsmodell som utveck- lats för nordiska förhållanden där mängden resuspension beror bland annat på meteorologiska indata, trafikmängden (ÅDT), andel tung trafik, dubbdäcksandel och hastigheten fordonen kör i. Den tekniska utveckling och förnyelsen av for-

donsflottan som förväntas leda till lägre avgasemissioner kommer inte att påverka emissionen av uppvirvlat material, så en liknande minskning av denna typ av emissioner förväntas inte ske. En dubbdäcksandel på 60 % har antagits för be- räkningarna (Sollentuna kommun 2016).

3.2.1 Trafikflödesvariation

Trafikflödet varierar mycket över dygnet, över veckan och över månaderna, vilket gör att det vid vissa tillfällen kan vara mycket mer/mindre trafik än genomsnittet.

VTI har tagit fram hastighets/flödessamband på ÅDT-basis för olika typer av vägar för både personbilar och lastbilar vilket resulterade i indexvärden som kan användas för att relatera flödet vid en viss tidpunkt till ÅDT (Björketun och Carls- son, VTI notat 31-2005). För att bättre kunna identifiera situationer med höga emissioner och påföljande höghaltstillfällen har dessa samband använts för att skapa en variation av trafiken över året.

VTI:s månadsindex visar att trafikflödet är störst under sommarmånaderna, fram- för allt för personbilar, (Figur 4a). Vad gäller veckovariationen så är det stor skill- nad mellan personbilar och lastbilar, lastbilar kör framför allt på vardagarna, me- dan skillnaden mellan vardags- och helgtrafik är mindre för personbilarna (Figur 4b). Fördelningen av trafik över dygnet är ganska lika för personbilar och lastbilar, med majoriteten av trafiken är under dagtid (Figur 4c).

a) b)

c)

Figur 4 Variation av trafikflödet över a) året, b) veckans olika dagar och c) dygnet.

Alla figurerna är baserade på data från Björketun och Carlsson (2005). Vär- dena på y-axeln visar förhållandet till medelvärdet, (d. v. s. vid värden > 1 är antal fordon > genomsnittet).

I HBEFA-modellen beräknas olika emissionsfaktorer för olika trafikflöden vilka har integrerats med de ovan beskrivna hastighets/flödessambanden framtagna av VTI för att skapa ett index som anger hur mycket emissionen för varje timme på året skiljer sig från medelemissionen. Detta kan variera från plats till plats bero- ende på de specifika trafikflödena, hastighetsbegränsningar mm. Indexet har an- vänts för att bättre kunna identifiera situationer med höga emissioner och påföl- jande höghaltstillfällen.

3.3 Spridningsmodellering

För att beräkna haltnivåer ner till markplan (där människor vistas) inne i tätbe- byggt område behövs en tredimensionell modell som kan beräkna spridningen av föroreningshalter med hög detaljeringsgrad. För översiktliga beräkningar i urbana miljöer kan till exempel så kallade Gaussiska modeller användas men eftersom dessa inte kan ta hänsyn till effekten av byggnader blir inte resultatet rättvisande för gaturumsberäkningar, vilket ska utföras här. Resultat från Gaussiska modeller är däremot relevanta för modellering av haltnivån i takhöjd.

Spridningen av luftföroreningar styrs av många processer och faktorer som ver- kar i olika geografiska skalor. Området har komplicerade spridningsförutsättning- ar både i regional, lokal och i mikroskala, spännvidden i de geografiska skalor som är involverade i föroreningars spridning är därmed för stora för att kunna täckas in av endast en modell. För att beräkna de meteorologiska förutsättning- arna i regional till lokal skala (exempelvis sjö- och landbris sommartid, topografisk påverkan på vinden samt frekventa inversioner) har en dynamisk prognosmodell använts (TAPM-modellen, se vidare information i Bilaga B). I dessa beräkningar inkluderas de lokala förutsättningarna (topografi, vegetation, havstemperatur m.m.) som styr det lokala vädret och därmed spridningen. I nästa steg, för beräk- ningen av de tredimensionella strömningsförhållandena mellan huskropparna, har en CFD-modell använts (i detta fall Miskam, se vidare Bilaga C). Resultatet från TAPM-modelleringen används som indata till Miskam. För att återskapa ett real- istiskt vindfält som representerar strömningsförhållandena i tre dimensioner för de aktuella kvarteren har ett mycket större område inkluderats i CFD-beräkningarna.

Även för beräkningar av halterna i luft har Miskam-modellen använts.

Meteorologin som används som indata till CFD-modellen bör vara representativ för de lokala väderförhållandena. I detta fall fanns inga lokala meteorologiska mätningar i närområdet, vilket gjorde det nödvändigt att modellera områdets lo- kala meteorologi med TAPM-modellen. Denna lokala meteorologi blir indata till de efterföljande vindfälts- och haltberäkningarna i Miskam. Förutom meteorologin behöver Miskam även tredimensionell information om både de planerade bygg- naderna och den omgivande bebyggelsen.

3.3.1 Uppskattning av urban bakgrundshalt

För att kunna jämföra beräknade haltnivåer av NO₂ och PM10 med MKN (för års-, dygns- respektive timmedelvärde) måste även en relevant urban bakgrundshalt för området kring Väsjön adderas, d.v.s. till den halten som beräknats vid det pla- nerade området krävs ett tilläggsbidrag från övriga källor i området samt långdi-

stanstransporterat haltbidrag. I Figur 5 nedan visas hur halten av luftföroreningar fördelas i en stad samt Väsjöns lokalisering.

Figur 5 Schematisk bild av föroreningshalter i en stad (Lenschow m.fl. 2001) samt illustration av Väsjöområdets lokalisering.

Punkt 1 i Figur 5 representerar föroreningshalten i markplan vid en trafikerad gata. Förutom de föroreningar som fångas in i mätningar av den urbana bak- grundshalten uppmäts här även de mycket lokalt producerade utsläppen längs specifika gator, detta benämns som gaturumshalt. Punkt 2 representerar centrala delar av städer, ofta (men inte alltid) i taknivå, en så kallad urban bakgrundshalt.

Dessa mätningar fångar in både långdistanstransporterade föroreningar och de som genererats i regionen samt emissioner från staden. Punkt 3 till höger i figu- ren symboliserar den halt som uppmätts på rurala platser. Detta är den så kallade regionala bakgrundshalten, som ej är påverkad av föroreningar från städer eller närliggande vägar och därmed visar långdistanstransporterade luftföroreningar.

Den urbana bakgrundshalten varierar mellan olika platser i staden. Högst är hal- ten oftast i de centrala delarna. Längre från centrum minskar generellt halten till följd av mindre mängd emissioner och ofta längre avstånd från källorna, vilket leder till lägre nivåer. En gata i de yttre delarna av en stad kan därmed ha en lägre halt än en gata med lika mycket trafik men som är belägen i de centrala delarna, eftersom den urbana bakgrundshalten är högre i centrum.

Lokaliseringen av Väsjön illustreras i Figur 5 och visar att det urbana bakgrunds- bidraget här är något lägre än vad som uppmäts i centrala Stockholm. Väsjön ligger inte heller i direkt anslutning till en större väg, utan påverkan från större vägar inkluderas i den urbana bakgrundshalten. För att uppskatta den lokala bak- grundshalten krävs antingen spridningsmodellering eller långvariga mätningar.

Uppskattningen av bakgrundshalterna av NO₂ och PM10 vid Väsjön har baserats på relationen mellan uppmätta halter på Torkel Knutssonsgatan (mätstation i tak- nivå för urban bakgrund i centrala Stockholm) och beräknade dygnsmedelvärden vid Väsjön ur spridningsberäkningar utförda av SLB Analys (2015), se Figur 6. De uppskattade bakgrundshalterna har använts för beräkning av totalhalter även för år 2030.

a) b)

Ekstocken

Figur 6 Beräknad halt år 2015 av a) kvävedioxid 2 meter ovan mark för det 8:e värsta dygnet (98-percentil) och b) partiklar 2 meter ovan mark för det 36:e värsta dygnet (90-percentil). Kartorna är framtagna av SLB-analys på uppdrag av Östra Sveriges Luftvårdsförbund. Planerat byggområde är inringat.

3.3.2 Vind

Som bakgrund till resultaten från spridningsberäkningarna visas i Figur 7 vindsta- tistik för ett typår i Sollentuna. Det är dessa data som använts som ingångsdata till beräkningarna med Miskam.

Vindriktningsfördelningen för typåret visar att västliga och sydvästliga vindar do- minerar, vilket är det vanliga mönstret i Sverige. De högsta vindhastigheterna är förknippade med sydvästliga vindar. De mest frekventa riktningarna vid låga vindhastigheter är också sydvästliga, men vid många tillfällen även nord- till nord- västliga. Tillfällen med nordliga vindar sammanfaller inte sällan med dåliga sprid- ningsförutsättningar varför höga halter av luftföroreningar ofta uppträder under dessa meteorologiska situationer.

Den regionala, storskaliga vindriktningen påverkas i olika omfattning av den lo- kala topografin. Generellt sker en styrning vindar upp till ca 4-5 m/s av topografin.

Eftersom det inte finns någon lokal mätning av meteorologin inom beräkningsom- rådet har en prognosmodell (TAPM-modellen, se vidare Bilaga 2) används för att beräkna vind (se kap. 3.3). Denna modell tar hänsyn till bl.a. lokal topografi.

Vindriktningarna som presenteras i Figur 7 är en effekt av den lokala topografin.

Figur 7 Fördelning av vindriktning och vindhastighet under typåret. Färgerna represen- terar olika vindhastighetsklasser och riktningen på staplarna motsvarar vind- riktningen, dvs varifrån det blåser. Stapelns längd anger hur frekvent denna vindriktning är.

4 Resultat

I detta avsnitt redovisas resultaten av spridningsberäkningarna. Resultaten pre- senteras som kartor där den beräknade halten av NO₂ respektive PM10 i en viss punkt framgår av områdets färg på kartan. För alla haltkartor gäller att klarröda områden innebär överskridande av miljökvalitetsnormen (MKN) medan ljusrosa områden innebär överskridande av miljökvalitetsmålet "Frisk luft". För 98- percentilen av dygnsmedelvärdet av NO₂ finns ingen precisering av miljökvali- tetsmålet, därför saknas rosa haltgräns för dessa kartor.

4.1 NO₂

Resultaten för NO₂ presenteras i Figur 8. Haltkartorna för år 2016 och år 2030 visas jämte varandra för att jämförelse mellan scenariona lätt ska kunna göras. I figurerna visas gränserna för respektive MKN med rött och gränser för respektive miljökvalitetsmålen med rosa.

a) Årsmedelvärde NO₂ 2016 a) Årsmedelvärde NO₂ 2030

b) 98-percentil dygn NO₂ 2016 b) 98-percentil dygn NO₂ 2030

c) 98-percentil timme NO₂ 2016 c) 98-percentil timme NO₂ 2030

Figur 8 Resultatkartor för NO₂ (µg/m³) år 2016 och 2030, där a) visar årsmedelvärdet, b) 98-percentilen av dygnsmedelvärdet och c) 98-percentilen av timmedelvär- det. Röd haltgräns visar gränsen för MKN och ljusrosa visar gränsen för miljö- kvalitetsmålet.

Generellt minskar haltnivån relativt mycket mellan 2016 och 2030, främst till följd av teknikförbättringar. Detta innebär att MKN kommer att klaras i hela planområ- det 2030, se vidare detaljer nedan.

4.1.1 Jämförelse med MKN för NO₂

I ovanstående figurer så framgår att MKN kan överskridas på vissa gator men enligt definitionen i lagstiftningen för MKN är denna typ av områden undantagen och kommer därför inte omnämnas som överskridanden.

I Figur 8a framgår att MKN för årsmedelvärdet (40 µg/m³) klaras överallt både för 2016 och 2030.

I Figur 8b visas 98-percentilen för dygnsmedelvärdet. I dagsläget (2016) över- skrids MKN (60 µg/m³) längs Danderydsvägen och in på Yxvägen. År 2030 är dock halterna vid husfronten mot Danderydsvägen under 55 µg/m³ varpå MKN inte längre överskrids inom beräkningsområdet.

I Figur 8c visas 98-percentilen för timmedelvärdet för de två beräkningsåren.

Även här ses överskridanden av MKN (90 µg/m³) längs Danderydsvägen år 2016 medan det år 2030 inte längre sker något överskridande av MKN inom vare sig plan- eller beräkningsområdet.

4.1.2 Jämförelse med miljökvalitetsmålet för NO₂

Av Figur 8a framgår att miljökvalitetsmålet för årsmedelvärdet för NO₂ (20 µg/m³) klaras för de två beräkningsåren inom planområdet. Däremot överskrids det år 2016 (den vänstra bilden) i beräkningsområdet längs Danderydsvägen i södra delen av bilden och på Yxvägen. År 2030 (den högra bilden) klaras miljö- kvalitetsmålet i hela beräkningsområdet. Generellt ses en förbättring av halterna 2030, trots en ökad trafikmängd orsakad av framtida lägre utsläpp/fordon. Inne bland de nya kvarteren är halterna låga, som mest 15 µg/m³ längs Edbergs allé.

Det finns inget miljökvalitetsmål för 98-percentilen för dygnsmedelvärdet för NO₂.

I Figur 8c visas 98-percentilen för timmedelvärdet för NO₂ (60 µg/m³) för de två beräkningsåren. Här framgår att miljökvalitetsmålet överskrids 2016 på en stor del av Ribbings väg. År 2030 överskrids miljökvalitetsmålet fortfarande längs Danderydsvägen, Yxvägen, en mindre del av Ribbings väg samt längs Frestavä- gen. För det sistnämnda orsakas sannolikt detta av det trängre gaturummet efter byggnation (se Fel! Hittar inte referenskälla.). Inne i de nybyggda kvarteren är halterna för 98-percentilen för timmedelvärdet låga även år 2030.

4.2 PM

Beräknade haltkartor för PM10 ses i Figur 9. Kartorna för de båda beräkningsåren 2016 och 2030 visas bredvid varandra. Till skillnad från NO₂‐halterna ses ingen generell minskning av haltnivån för partiklar från 2016 till 2030, istället ses en li- ten ökning. Uppvivlingen (resuspensionen) står i relation till antalet bilar. Vad man vet i dagsläget så kommer det inte ske någon minskning av dessa utsläpp varför PM10-halten förväntas fortsätta öka främst till följd av ökade trafikmängder.

a) Årsmedelvärde PM10 2016 a) Årsmedelvärde PM10 2030

b) 90-percentil dygn PM10 2016 b) 90-percentil dygn PM10 2030

b) 90-percentil dygn PM10 2016 b) 90-percentil dygn PM10 2030

Figur 9 Resultatkartor för PM10 (µg/m³) för 2016 och 2030, där a) visar årsmedelvärdet och b) 90-percentilen av dygnsmedelvärdet. Röd haltgräns visar gränsen för MKN och ljusrosa visar gränsen för miljökvalitetsmålet.

4.2.1 Jämförelse med MKN för PM

I Figur 9a framgår att årsmedelvärdet för PM10 (40 µg/m³) klaras för de båda beräkningsåren inom hela beräkningsområdet.

I Figur 9b visas 90-percentilen av dygnsmedelvärdet för PM10. Här framgår att MKN (50 µg/m³) inte överskrids någon stans inom beräkningsområdet.

4.2.2 Jämförelse med miljökvalitetsmålet för PM

Miljökvalitetsmålet för årsmedelvärdet för PM10 (20 µg/m³) överskrids år 2016 runt Danderydsvägen, Yxvägen och Skyttevägen. År 2030 har området som överskrids utvidgats något till sydvästra delen av Ribbings väg, från Yxvägen förbi Skyttevägen.

I Figur 9b visas 90-percentilen av dygnsmedelvärdet för PM10 för 2016 och 2030. År 2016 sker överskridanden av miljökvalitetsmålet (30 µg/m³) vid fronten på bebyggelsen närmast Danderydsvägen. År 2030 ses en generell haltökning till över 35 µg/m³ på grund av ökade trafik och försämrad spridning i det trängre ga- turummet.

5 Diskussion

I Väsjöområdet planeras ca 3 800 nya bostäder fram till år 2040, och utbyggna- den kommer att medföra ökad trafik i närområdet bland annat på Ribbings väg och Frestavägen. På Frestavägen mer än tredubblas trafiken, och på Ribbings väg förväntas trafiken öka med ungefär 60%. Å andra sidan förväntas stora för- bättringar avseende utsläppen per fordon i framtiden på grund av förbättrad av- gasrening och effektivitet i motorerna i och med nya reningskrav (Euroklasser) för både personbilar och lastbilar. Dessa förbättringar baseras på de i dagsläget tagna framtida regelverk för bl.a. framtida emissionskrav på fordon samt även prognosticerade framtida trafikflöden.

För NO₂ sker i dagsläget 2016, överskridanden av MKN för 98-percentilen för både dygns- och timmedelvärdet längs Danderydsvägen och Yxvägen. Även mil- jökvalitetsmålemålen överskrids inom samma område och in på Ribbings väg.

I framtiden, år 2030 överskrids inte längre MKN för 98-percentilen för varken dygns- eller timmedelvärdet, och området där miljökvalitetsmålet överskrids har minskat betydligt. Den ökade trafikmängden kompenseras därmed av att utsläp- pen per fordon förväntas bli lägre på grund av bättre avgasrening i framtiden. To- talutsläppen och halterna kommer alltså minska trots att trafikmängderna ökar.

För PM10 kommer inte samma positiva utveckling att ske, eftersom majoriteten av partikelemissionerna beror på slitagepartiklar från vägbana, däck och bromsar samt resuspension av slitagepartiklar och damm från vägbanan. Emissioner av PM10 är alltså inte kopplade till fordons avgasrening, utan beror framför allt på antalet fordon och deras hastighet, dubbdäcksanvändning mm. För PM¹⁰ infaller de högsta halterna främst under senvinter och vår då tidigare ackumulerade par- tiklar virvlas upp då vägbanorna torkar. Detta sker ofta samtidigt med förekomst av stabila högtryck som för med sig luft från mer kontaminerade delar av Europa.

Bidraget från långdistanstransport kan då bli högt, vilket även ger en hög bak- grundshalt.

I och med att trafikmängderna förväntas öka i framtiden kommer partikelemiss- ionerna från resuspension och slitage att öka, med något högre partikelhalter i området år 2030 som följd. Spridningsberäkningarna visar dock att MKN för PM10

inte överskrids varken i dagsläget eller i framtiden i området. Miljökvalitetsmålet överskrids dock vid de större vägarna, exempelvis Danderydsvägen, och år 2030 förväntas överskridanden ske för ett lite större område än idag. För partiklar står det urbana bakgrundsbidraget, som även innehåller bidrag från långdistanstrans- porterade partiklar, för en stor del av totalhalten. En minskning av både bak- grundshalterna och de lokala bidraget behövs för att miljömålen ska klaras i om- rådet.

6 Referenser

Björketun, U. & Carlsson, A. (2005). Trafikvariation över året Trafikindex och rangkurvor beräknade från mätdata. VTI notat 31-2005.

Brydolf och Johansson (2011). Avståndets betydelse för luftföroreningshalter vid vägar och tunnelmynningar. Jämförelser mellan uppmätta och beräknade halter av kväveoxider (NOx). SLB-analys, Stockholm och Uppsala läns luftvårdsförbund.

LVF 2010:22.

Haeger-Eugensson m.fl. (2010): Vägtrafikens bidrag till kvävedioxid- och partikel- halter vid Gårda. För Trafikverket Region Väst. IVL-rapport U2764.

Lenschow m. fl.. (2001). Some ideas about the sources of PM10. Atmospheric Environment 35 Supplement No. 1 (2001) S23–S33

Miljömålsportalen, Naturvårdsverket http://www.miljomal.se/

Sollentuna kommun (2016). Miljöredovisning i Sollentuna för 2015. Miljö- och byggnadsnämnden oktober 2016.

SLB-analys, Luftföroreningskartor (2015).

http://slb.nu/slbanalys/luftfororeningskartor/ hämtad 2016-10-25

Svensk Författningssamling, Luftkvalitetsförordning,SFS 2010:477

Naturvårdsverket, Utsläppsstatistik. http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar- miljon/Klimat-och-luft/Statistik-om-luft/Utslappsstatistik/ hämtad 2016-11-29 Naturvårdsverket, Miljökvalitetsnormer. http://www.naturvardsverket.se/Stod-i- miljoarbetet/Vagledningar/Miljokvalitetsnormer/ hämtad 2017-01-17

Naturvårdsverket, Sveriges miljömål. http://www.naturvardsverket.se/Miljoarbete- i-samhallet/Sveriges-miljomal/ hämtad 2017-01-17

Östra Sveriges luftvårdsförbund. Luftkvalitet inom Östra Sveriges luftvårdsför- bund (LVF 2015:1)

Bilaga A Sammanställning trafikuppgifter

Gatorna motsvarar de som ses i Fel! Hittar inte referenskälla., sidan Fel!

Bokmärket är inte definierat.. Ska uppdateras

Bilaga B Beskrivning TAPM-modellen

För spridningsberäkningarna har TAPM (The Air Pollution Model) används, vilket är en så kallad prognostisk modell, utvecklad av CSIRO i Australien. För beräk- ningarna i TAPM behövs indata i form av meteorologi från storskaliga synoptiska väderdata, topografi, markbeskaffenhet indelat i 31 olika klasser (t.ex. is/snö, hav olika tätortsklasser m.m.), jordart havstemperatur, markfuktighet mm. Topografi, jordart och markanvändning finns automatiskt inlagd i modellens databas med en upplösning av ca 1x1 km men kan förbättras ytterligare genom utbyte till lokala data. Utifrån den storskaliga synoptiska meteorologin simulerar TAPM den mark- nära lokalspecifika meteorologin ner till en skala av ca 1x1 km utan att behöva använda platsspecifika meteorologiska observationer. Modellen kan utifrån detta beräkna ett tredimensionellt vindflöde från marken upp till ca 8000 m höjd, lokala vindflöden så som sjö- och landbris, terränginducerade flöden (t.ex. runt berg), omlandsbris samt kalluftsflöden mot bakgrund av den storskaliga meteorologin.

Även luftens skiktning, temperatur, luftfuktighet, nederbörd mm beräknas horison- tellt och vertikalt.

Med utgångspunkt från den beräknade meteorologin beräknas halter för olika förorenings-parametrar timme för timme där första timmen även utgör indata till nästkommande timme o.s.v. I spridningsberäkningarna inkluderas, förutom dis- persion, även kemisk omvandling av SO₂ och partikelbildning, fotokemiska reakt- ioner där ibland NOX, O3 och kolväte i gasfas samt våt- och torrdeposition. Det finns även en beräkningsmodul där man själv kan definiera den kemiska nedbryt- nings- samt depositionshastigheter på ett eller flera ämnen, om parametrar som inte innefattas av den befintliga kemiska modellen, används.

Långdistanstransporterade luftföroreningar kan definieras genom att koppla tim- upplösta halter till modellkörningarna. Biogeniska ytemissioner (VOC) kan också inkluderas. Detta har visat sig vara viktigt för både ozon- och partikelbildningen (Pun, et al. Environ. Sci. Technol., 36 (2002).

I spridningsberäkningarna kan både punkt, linje- och areakällor behandlas. Re- sultatet av spridning av föroreningar såväl som meteorologin presenteras dels i form av kartor, dels i form av diagram och tabeller både som årsmedelvärden och olika percentiler (dygn respektive timmedelvärden).

Modellen har validerats i både Australien och USA, och IVL har också genomfört valideringar för svenska förhållanden dels i södra Sverige (Chen m.fl. 2002). Re- sultaten visar på mycket god överensstämmelse mellan modellerade och upp- mätta värden. Mer detaljer om modellen kan erhållas via

www.dar.csiro.au/TAPM.

I Chen m.fl, (2002) gjordes även en jämförelse mellan uppmätta (med TAPM) och beräknade parametrar. I figur A.1 presenteras jämförelsen av temperatur i olika tidsupplösning.

I figur A.2 presenteras en jämförelse mellan uppmätt och beräknad vindhastighet vid Säve.

Jämförelse mellan uppmätta och modellerade ozon- och NO2-halter har genom- förts i Australien (se figur A.3)

Figur A.1. Uppmätt och modellerad lufttemperatur i Göteborg för 1999 (a) timvariation; (b) sä- songsvariation; (c) dygnsvariation.

Figur A.2. Jämförelse mellan beräknad och uppmätt vindhastighet vid Säve 1999.

Figur 3. Jämförelse mellan uppmätta O3 och NO2 halter i Australien, gridupplösning 3x3km.

GÖTEBORG 1999

0 2 4 6 8 10 12 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hour (local time)

Surface temperature (°C)

Model Obs

a) GÖTEBORG 1999

0 4 8 12 16 20

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Month

Surface temperature (°C)

Model Obs b)

GÖTEBORG 1999

-10 -5 0 5 10 15 20 25 30

1 14 27 40 53 66 79 92 105 118 131 144 157 170 183 196 209 222 235 248 261 274 287 300 313 326 339 352 365

Day

Surface temperature(°C)

Model Obs c)

-15 -10 -5 0 5 10 15 20

-40 -30 -20 -10 0 10 20

Modeled surface wind (v component, m/s) Observed surface wind (v component, m/s)

Referenser

Chen m.fl. 2002, IVL-rapport L02/51 "Application of TAPM in Swedish West Coast: validation during 1999-2000"

Pun, B K. Wu S-Y and Seigneur C. 2002: "Contribution of Biogenic Emissions to the Formation of Ozone and Particulate Matter in the Eastern United States" En- viron. Sci. Technol., 36 (16), 3586 -3596, 2002.

Bilaga C Beskrivning MISKAM-modellen

MISKAM (Microscale Climate and Dispersion Model). MISKAM-modellen är en av de idag mest sofistikerade modellerna för beräkning av spridning avseende luft- föroreningar i mikroskala. Det är en tredimensionell dispersionsmodell som kan beräkna vind- och haltfördelningen med hög upplösning i allt från gaturum och vägavsnitt till kvarter eller i del av städer eller för mindre städer. Det tredimens- ionella strömningsmönstret runt bl.a. byggnader beräknas genom tre-

dimensionella rörelseekvationer. Modellen tar även hänsyn till horisontell trans- port (advektion), sedimentation och deposition samt effekten av vegetation och s.k. under flow d.v.s. effekten av vindmönster under t.ex. broar/viadukter. Förore- ningskällorna kan beskrivas som punkt eller linje- eller ytkällor.

Modellen simulerar ett tredimensionellt vindfält över beräkningsområdet varför t.ex. turbulens runt hus samt så kallad trafikinducerad turbulens och därmed marknära strömningsförhållanden återges på ett realistiskt sätt. Denna typ av modell lämpar sig därmed väl även för beräkningar inom tätbebyggda områden där beräkning av haltnivåer ner i markplan skall utföras.

MISKAM är speciellt anpassad för planering i planeringsprocesser av nya väg- dragningar eller nybyggnation i urbana områden. Modellen är utvecklad av The Institut für Physik der Atmosphäre of the University of Mainz.

MISKAM-modellen ingår i ett modellsystem s.k. SoundPLAN där även extern- buller kan beräknas. Programmet kan räkna i enlighet med alla större internation- ella standarder, inklusive nordiska beräkningsmetoder för buller från industri, väg- trafik och tågtrafik. Resultatet kan bestämmas i enskilda punkter eller skrivas ut som färgkartor för större ytor.

Bilaga D Miljökvalitetsnormer och nationella miljömål

Luftkvalitetsförordningen anger miljökvalitetsnormer (MKN) för utomhusluft för ett antal luftföroreningar. Nedan följer MKN för NO₂ och PM10.

Tabell D:1Miljökvalitetsnorm för NO2 i utomhusluft, värden som ej får överskridas.

För skydd av människors hälsa:

Medelvärdestid MKN Anmärkning

1 timme 90 µg/m³ Får överskridas högst 175 timmar per år (98- percentil) *

1 dygn 60 µg/m³ Får överskridas högst 7 dygn per år (98- percentil)

1 år 40 µg/m³ -

För skydd av växtlighet:

1 år 30 µg/m³ aritmetiskt medelvärde av NOx

* Förutsatt att föroreningsnivån aldrig överstiger 200 μg/m³ under en timme mer än 18 gånger per kalenderår.

Tabell D:2 Miljökvalitetsnorm PM10 i utomhusluft, värden som ej får överskridas.

Medelvärdestid MKN Anmärkning

1 dygn 50 µg/m³ Värdet får överskridas högst 35 dygn per år (90-percentil)

1 år 40 µg/m³ -

I Luftkvalitetsförordningen anges att varje kommun ska kontrollera att MKN följs i kommunen, och att kontrollerna får bedrivas i samverkan med andra kommuner.

Det finns en nedre och en övre utvärderingströskel för varje MKN, vilka tillsam- mans med kommunens befolkningsmängd samt huruvida kommunen samverkar eller ej anger kravet på kontrollernas omfattning.

Tabell D:3 Utvärderingströsklar för miljökvalitetsnormer, avser skydd av männi- skors hälsa om ej annat anges.

Förorening Medelvärdestid Utvärderingströsklar

Nedre (NUT) Övre (ÖUT)

NO₂ 1 timme ¹⁾

1 dygn ²⁾ 1 år

54 µg/m³ 36 µg/m³ 26 µg/m³

72 µg/m³ 48 µg/m³ 32 µg/m³ PM10 1 dygn ³⁾

1 år 25 µg/m³

20 µg/m³ 35 µg/m³

28 µg/m³ 1) Överskrids mer än 175 timmar under ett kalenderår

2) Överskrids mer än 7 dygn under ett kalenderår 3) Överskrids mer än 35 dygn under ett kalenderår

Det svenska miljöarbetet styrs även av miljömålssystemet, som omfattar ett ge- nerationsmål, 16 miljökvalitetsmål och 24 etappmål. Målet med systemet är att lösa de övergripande miljöproblemen till år 2020. Ett av de 16 miljökvalitetsmålen – Frisk luft – är preciserat med luftföroreningshalter som inte ska överskridas.

Tabell D:4 Preciseringar av miljökvalitetsmålet Frisk luft.

Referens: Luftkvalitetsförordning (SFS 2010:477)

Miljömålsportalen, Naturvårdsverket http://www.miljomal.se/

Förorening Medelvärdestid Miljökvalitetsmål Anmärkning NO2

1 timme 60 μg/m³ Får överskridas högst 175 timmar per år (98-percentil)

1 år 20 μg/m³ –

PM10

1 dygn 30 μg/m³ –

1 år 15 μg/m³ –