Översynen av EU direktivet – Nya rön om hälsoeffekterna - NO 2 ett problem? -

Christer Johansson, SLB-analys, Miljöförvaltningen Stockholm

Översynen av EU direktivet – Nya rön om hälsoeffekterna

-NO2 ett problem?

-Förbifart Stockholm –

konsekvenser för exponering o hälsa

Christer JohanssonMiljöutredare, SLB analys, Miljöförvaltningen, Stockholm

ävenProfessor vid Institutionen för tillämpad miljövetenskap, Stockholms

universitet

Miljö- och hälsoskyddsnämnden, 12 mars 2013


Frågor• Nya rön om hälsoeffekter

• Partiklars ursprung och sammansättning?– Motiverat med gränsvärde för både PM2.5 & PM10?

» Några betydande effekter av grova partiklar?

• Motiverat med norm för kvävedioxid (NO2)? – NO2 Ingen bra indikator på det som är farligt i avgaserna?

• Problem med NO2 normen

• Förbifart Stockholm• Hur påverkas befolkningens exponering/hälsa?• Hur påverkas trafikanters exponering/hälsa?• Riktvärde för tunnelluften?


EU direktiv PMVärde (µg/m3) Medelvärdestid

PM10 40 År

50 Dygn Max 35 dygn

PM2.5 25 År Från 2015

Bly 0,5 År Från 2005

Arsenik 0,006 År Från 2013 mål

Kadmium 0,005 År Från 2013 mål

Nickel 0,020 År Från 2013 mål

Benso(a)pyren 0,001 År Från 2013 mål

Inga gränsvärden för avgaspartiklar – PM10 beror mest på icke avgaspart.!


Fina partiklar, PM2.5

• Mer stöd för effekter• Akuta effekter• Långtidseffekter

• Fler typer av effekter dokumenterade• Kardiovaskulära effekter erkända av experter

• Ökad insikt om mekanismerna


Partikelfraktioner o källor• Black Carbon (sot)

• Fler studier finner samband• uttryck för effekten av primära förbränningspartiklar

• Nitrat o sulfat• Inga toxikologiska effekter• Men epidemiologiska studier finner samband

• Grova partiklar• Har effekter även på mortalitet

• Ultrafina partiklar• Begränsat underlag om effekterna

• Källor• Vägtrafik (avgaser, vägdamm)• Koleldning (sulfat)• Fartygsmotorer• Vedrök• Metallindustri• Ökensand


PM2.5 & PM10behövs både dygns- o årsnorm

• PM2.5 – JA, motiv för både dygn och år• Olika grupper o olika mekanismer för kort- resp

långtidseffekter• Områden med måttliga långtidshalter kan ändå ha

episoder med ganska höga halter• PM10 - JA, motiv för både dygn och år

• oberoende kort- och långtidseffekter under nuvarande gränsvärden


Kvävedioxid, NO2

EU direktiv och MKN

Värde (µg/m3) MedelvärdestidNO2 40 År

200 Timme Max 18 timmar

60 Dygn Endast SverigeMax 7 dygn

90 Timme Endast SverigeMax 175 timmar


Kvävedioxid• Nya studier har kommit

• Samband mellan kort- och långtidseffekter på sjuklighet och dödlighet vid halter under/nära gränsvärden

• Korttidseffekterna • Består vid samtidig kontroll för andra föroreningar (PM10,

PM2.5), dvs NO2 i sig har effekter • Visst (some) mekanistiskt stöd för att respiratoriska

(=korttids)effekter är kausala• En-timmesvärde mest lämpligt – behövs ej dygnsvärde

– eftersom vissa kammarstudier med korta höga exponeringar styrker kausala samband

• Långtidsefekter• Svårt bedöma NO2’s betydelse. Effekterna kan bero på andra

ämnen.


Svårt att välja formuleringar• Förslaget: ”There is weak, if inconsistent,

evidence of inflammation and increased airway hyperresponsiveness with NO2 per se in the range 380-1880 µg/m3 from chamber studies…”

• Beslutet: ”There is evidence of small effects on inflammation and increased airway hyperresponsiveness with NO2 per se in the range 380-1880 µg/m3 from chamber studies…”


Andra slutsatser

• Närhet till betydande trafikflöden• Ger långtidseffekter

• Långtidshalter av ozon • Dödlighet & graviditetsutfall


Policy rekommendationer

• Stärkta indikationer/bevis för negativa effekter av

• PM2.5, PM10, NO2 och ozon– WHO:

– Riktvärden för PM10, PM2.5, NO2, O3 bör revideras– Riktvärde för vägtrafikens PM (sot)

– Takdirektivet (utsläpp):– Lägg till PM2.5 (fordon och förbränning)

– EU:– Icke-avgasutsläpp bör regleras


För normerna förskjuts fokus från PM10 mot NO2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

PM10 µg/m³

år

Partiklar (PM10) 36:e värsta dygnsmedelvärdet årsvis (90-percentil)

Hornsgatan 108 gatunivå E4:an Lilla Essingen gatunivå Folkungagatan 53 gatunivå Sveavägen 59 gatunivå

Kungsgatan Uppsala gatunivå Norrlandsgatan 29 gatunivå E4:an Häggvik Sollentuna gatunivå Turingegatan Södertälje gatunivå

Kungsgatan 42 Uppsala gatunivå Torkel Knutssonsgatan tak

miljökvalitetsnorm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012

NO2 µg/m³

år

Kvävedioxid (NO2) 8:de värsta dygnsmedelvärdet årsvis (98-percentil)

Hornsgatan 108 gatunivå Sveavägen 59 gatunivå Norrlandsgatan 29 gatunivå E4:an Lilla Essingen gatunivå

Hornsgatan 85 gatunivå Sveavägen 88 gatunivå Kungsgatan 42 Uppsala gatunivå Folkungagatan 53 gatunivå

Torkel Knutssonsgatan tak Norr Malma regional bakgrund

miljökvalitetsnorm

NO2 PM10

1982 2000 2012 1994 2000 2012

Klaras nästan i Sverige 2012!Normerna klaras inte!

Stockholm


Avgaspartikelhalterna sjunker snabbare än NOx o NO2

Stockholm, Hornsgatan

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Antal partiklar

NOX

NO2 x 4

-77%

-44%

-20%


Kombinationer av efterbehandlingkrävs för att reducera både NOx & PM

NO2 utsläppen regleras inteFrån Erlandsson, MTC


Ökande NO2 andel från nya dieselbilar

Jerksjö & Sjödin

Personbil, diesel


Kvävedioxid (NO2)

utsläppen ökar p g a fler

dieselfordon0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

2010 2015 2020

Personbil bensin

Lätt lastbil bensin

Personbil etanol

Personbil gas

Lätt lastbil diesel

Personbil diesel

Bens

in

Bens

in

Bens

inEtan

ol

Etan

ol

Etan

ol

Gas

Gas

Gas

Dies

el Dies

el

Dies

elDi

esel

Dies

elDi

esel

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

2010 2015 2020

NO

2 (g

/fkm

)

NO

x (g

/fkm

)

NOx g/kmNO2 g/km

Andel NO2 av Nox i olika fordonstyper

NO2

NOx

Ännu svårare klara MKN före 2015!


NOx halterna beror på dieselutsläppexempel Hornsgatan, Stockholm

0

20

40

60

80

100

120

140

År 2010 År 2013 År 2015 År 2020

NO

x (µg

/m3)

Bidrag till NOx halterna från olika fordon på Hornsgatan

Buss etanolBuss dieselTung lastbil dieselLätt lastbil dieselLätt lastbil bensinPersonbil gasPersonbil etanolPersonbil dieselPersonbil bensinUrban bakgrundshalt:

0

20

40

60

80

100

120

140

År 2010 År 2013 År 2015 År 2020

NO

x (µg

/m3)

27%

26%

15%

>70% från dieselfordon


Rekord för miljö- och dieselbilar

2012

BIL SwedenNyregistreringar:

70% nya dieselbilar 2012 i Stockholms län!


De verkliga utsläppenhögre än

vad lagkraven

säger

Prognoserna för

optimistiskaJerksjö & Sjödin

NOx Pb diesel

NOx Lb dieselEuro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4

Euro I Euro II Euro III Euro IV


Ombord-mätning visar

högre utsläpp än

kravenEx Buss

>Kravnivån (3,5)SCR falerar i stadsmiljö pga förlåg temp.


Brev från Danmarks

miljöminister till EUs

miljökommissionär


0.3% 0.1% 0.1%1.2% 0.2% 0.1%7% 1% 0%

13%

4% 2%

79%

33%

17%

0%

61%

47%

0% 1%

34%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

2010 2015 2020

NOx PBD

PC-D-Euro-6

PC-D-Euro-5

PC-D-Euro-4

PC-D-Euro-3

PC-D-Euro-2

PC-D-Euro-1

PC-D-Euro-0

1.5% 2.3% 2.6%5.5% 2.7% 1.8%

20.6%11.6%

4.0%

16.8%

14.1%

7.6%

55.6%

53.6%

33.9%

0%15%

17%

0% 1%

34%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

2010 2015 2020

Avgaspartiklar PBD

PC-D-Euro-6

PC-D-Euro-5

PC-D-Euro-4

PC-D-Euro-3

PC-D-Euro-2

PC-D-Euro-1

PC-D-Euro-0

NOx vs Avgas PM:

Olika fordon har olika betydelse

0.3% 0.1% 0.1%1.2% 0.2% 0.1%7% 1% 0%

13%

4% 2%

79%

33%

17%

0%

61%

47%

0% 1%

34%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

2010 2015 2020

NOx PBD

PC-D-Euro-6

PC-D-Euro-5

PC-D-Euro-4

PC-D-Euro-3

PC-D-Euro-2

PC-D-Euro-1

PC-D-Euro-0

Personbilar


Hur klara NO2?• Öka efterlevnad av emissionslagstiftningen i

verklig trafik• Gäller speciellt nya dieselfordon inkl tunga i stadstrafik

• Reglera NO2 utsläppen

• Differentierade avgifter/strängare miljözon• Olika fordon beroende på om NO2 eller PM – hur prioritera?• Tunga fordon allt större del av utsläppen

• Med mera … Kollektivtrafik, parkeringsavgifter, cykelfrämjande… etc


Framtida PM10?

• Dubbandelen sjunker– Polistillsyn?

• Dammbindning

• Fortsatt information till allmänheten– Mota den felaktiga påståenden från

motorbransch, vissa politiker etc.– SLB’s hemsida


Hälsokonsekvensbedömning av luftföroreningsexponering för olika transportlösningar

Exponeringsberäkningar

SLB: Christer Johansson, Boel Lövenheim, Lars Burman

UmU: Bertil Forsberg, Hans OrruWSP: Anders Markstedt m fl.


Tre scenarier år 2030

• Förbifart Stockholm (FS) med avgift på Essingeleden

• Nollalternativ med avgift på Essingeleden

• Nollalternativ utan avgift på Essingeleden

• Förutsättningar:– 90 km /h för Förbifarten– Emissionsfaktorer för år 2020– 50 % dubbade vinterdäck– 18 h ventilation i Förbifartens tunnlar (5:30 -23:30)– Max 800 µg/m3 PM10 i tunnelluften (uppnås gm ventilation, betongbeläggning, övr åtgärder)


Trafik nollalt. jämfört med utb.

• FS (Förbifart Sthlm) – 120 tusen fo/dy

• E4 Sollentuna– FS: 104 tf/d– 0alt avg: 147 tf/d– 0alt uavg: 149 tf/d

• E4 Essingeleden– FS: 113 tf/d– 0alt avg: 168 tf/d– 0alt uavg: 178 tf/d

FSEss.led

Sollentuna


Haltbidrag NOx från ytvägnät och tunnelmynningar

Förbifart Stockholm utbyggd

0-alternativNOx µg/m3 haltbidrag årsmedelvärde

0.02 - 11 - 22 - 33 - 55 - 77 - 1010 - 1515 - 2525 - 70>70


Befolkningsexponeringskillnad i halt av NOx där människor bor (utb-

noll)Neg värde (grön färg) halten lägre år 2030 om FS är byggd

Befolkningsviktad skillnad:-0,21 µg/m3 utan avg Ess. leden

-0,26 µg/m3 med avg Ess. leden


Trafikanters exponeringResrutt 1: E4/E20 ca 28 km

Resrutt 2: Förbifarten ca 21,5 km

Exponeringsdos (halt*restid)

Lindvreten tpl - Häggvik tpl - via E4/E20 - via Förbifarten

-FS-0alt med avg-0alt utan avg

-Fritt flöde-Morgonrusning-Eftermiddagsrusning


NOx och PM10 vid fritt flöde (vmd)Häggvik tpl till Lindvreten tpl (södergående)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

080

016

0019

9526

4034

9542

9550

4558

4566

4574

3081

8689

5897

4510

522

1129

512

092

1287

713

661

1444

615

195

1599

516

795

1759

518

395

1917

719

934

2070

921

495

NOx

PM10

µg/m3

m

Tunnel Akalla-Hjulsta

myn Hjulsta

Vinsta tpl

Lovön luftutbyte

K ungens kurva

myn Akalla


Restider

Häggvik tpl till Lindvreten tpl (södergående)

Lindvreten tpl till Häggvik tpl (norrgående)

min


Ackumulerad dos NOx (fritt flöde Häggvik tpl till Lindvreten tpl (södergående)Jmf resrutt 1 (E4/E20) och resrutt 2 (Förbifart Sthlm)

DOS, NOx µg/m3*restid i seksummerad för resanorr till söder

0 - 3 0003 000 - 6 0006 000 - 9 0009 000 - 12 00012 000 - 15 00015 000 - 18 00018 000 - 21 00021 000 - 24 00024000 - 27 00027 000 - 30 00030 000 - 33 00033 000 - 36 000

36 000 - 39 00039 000 - 42 00042 000 - 120 000120 000 - 160 000160 000 - 253 000253 000 - 325 000


Exponering (för trafikanter) i tunnlar: Halter i fordon i relation till

tunnelluftens halter

Christer Johansson, Michael Norman, Billy Sjövall, Lars Törnqvist

Hans Karlsson, Kai Rosman, Johan Ström


Fordon

Volvo V70 (2011) SAAB 95 (2004)

Ford Focus (2005)

Volkswagen LT TDI Van (2001)

SL Buss Scania (2007)


Insug utanför Volvon


Instrument inne i fordon- PM10, PM5, PM2,5, PM1 with

Lighthouse- Particle number with Ptrak- BC with min aethelometers

- All instruments simoultaneous inside and outside ( 2 instrument of each)

SL-buss


Halter i Södra länken tunneln

NOx

NOx

BC (sot)

Antal partiklar >7nmr2=

r2=


Halt i fordon o utanför

Avgaspartiklar(antalskoncen-trationer)

r2 = 0,72

r2 = 0,96

r2 = 0,98

r2 = 0,006

r2 = 0,56

r2 = 0,49

r2 = 0,50

Volvo

SAAB

Ford

Buss

Ventilation

Ventilation

Ventilation

Ventilation

Recirkulation

Recirkulation

Recirkulation


Halt i fordon o utanförVolvo

Buss

Sotpartiklarr2 = 0,58

r2 = 0,006

r2 = 0,56


Filtreringseffektivitet o undertryck påverkar

Undertrycket i kupén viktigtökar med fo hast.+filterålder

Vanligt förekommande pappersfilter:A: Microguard 3012B: GKI part 3008C: Microguard 23592Partiklar från dieselmotor + Arizona test dust.

Filteringseffektivitet (1=allt fastnar)

Volvofiltret enl Volvos test

Filtrets ålder: äldre mer effektiva

Ökandeålder


Halt i fordon o utanför


Slutsatser• Re-cirkulation

– Mckt liten påverkan på halterna inuti fordonen– Interna källor kan ha viss betydelse

• Med ventilationen (ca 75% av max)– Partikelstorleksberoende– PM10

• <10 % då PM10 domineras av grova partiklar

– PM2,5 • < 25 %

– Sot• 41 %

– Antal (>20 nm)• Mellan 40 % och 50 % av halterna utanför fordonen.

– NOx o NO2• ~100 % (Ej Volvon)


Riktvärde för tunnelluft?• Vilken hälsopåverkan kan accepteras?

– Tveksamt att använda samma resonemang som MKN eftersom hälsoaspekten inte var en tungt vägande faktor när de definierades. Det var mer ett resonemang om vilka nivåer som var rimliga att nå.

– Lågrisknivå är inte realistiskt med tanke på att vi inte har lågrisknivåer för utomhusluften.

• Utgå från MKN för NO2, timmedelvärdet, 90 mikrogram vilket får överskridas max 175 timmar.

– X antal veckors arbetspendling 5 dagar i veckan kan en nivå definieras. – Justera för att det inte är hela befolkningen utan den arbetsföra delen som gör ett aktivt val att fördas i tunnel kan

nivån höjas något.

• Utgå från 6 mikrogram sot/avgaspartiklar• Möjligheten till recirkulation behöver vi mer information om hur den fungerar.

– Finns det någon sensor som öppnar ventilationen efter ett tag? Risken för att vindrutan dimmar igen vid hög fuktighet? En annan sak som måste undersökas är utvecklingen inom energieffektivitet som innebär att intaget av luft minimeras. Martin pratar med fordonsexperterna på Trafikverket i Borlänge.

• Michelle, Marianne och Martin har huvudansvaret för att ta fram beslutsunderlaget.

– Christer, Tom och Bertil kommer behöva bistå med synpunkter och annan input. Beslutsunderlaget ska finnas framme i konceptform till nästa workshop.


Film

Documents

Översynen av EU direktivet – Nya rön om hälsoeffekterna - NO 2 ett problem? -