Trafikkens bidrag til fine og ultrafine partikler

Resultatet af undersøgelsen

Resultatet af analysen for Albanigade, hvad angår de tre kilders bidrag til NO_x-, CO- og partikelkoncentrationerne, kan ses grafisk i Figur 7, Figur 9 og Figur 11.

Figur 7. Gennemsnitsværdier af NO_x-koncentrationen i Albanigade over identiske ugedage modelleret med summen af bidrag fra de to trafikkilder. Forskellene på de enkelte hverdage skyldes især forskellige meteorologisk forhold, men også at Kristi himmelfartsdag (torsdag den 13. Maj 1999) indgår i måleserien (se Figur 2).

Figur 8. Gennemsnitsværdier af NO_x-koncentrationen på Jagtvej over identiske ugedage modelleret med summen af bidrag fra de to trafikkilder.

Figur 9. Gennemsnitsværdier af CO-koncentrationen i Albanigade over identiske ugedage modelleret med summen af bidrag fra de to trafikkilder.

Figur 10. Gennemsnitsværdier af CO-koncentrationen på Jagtvej over identiske ugedage modelleret med summen af bidrag fra de to trafikkilder.

Figur 11. Gennemsnitsværdier af partikelkoncentrationen i Albanigade over identiske ugedage modelleret med summen af bidrag fra de to trafikkilder samt et lille bidrag fra den ikke-trafik relaterede kilde.

Figur 12. Gennemsnitsværdier af partikelkoncentrationen og de beregnede bidrag fra kilderne på Jagtvej i København i perioden 19. januar - 8. Marts 1999.

Af Figur 11 og af de beregnede kildeprofiler i Tabel 3 ses, at dieselkøretøjernes emissioner af partikler dominerer over benzinbilernes emissioner i Albanigade. Benzinbilerne dominerer i antal, men emissionen fra den enkelte bil er så lille, at det samlede bidrag kun spiller en mindre rolle for forureningen med partikler.

Som tidligere nævnt, forholder det sig ikke sådan, at dieselpartiklerne dominerer overalt i danske byer. De beregninger, der i det ovenstående er beskrevet for Albanigade, er ligeledes blevet foretaget for Jagtvej. Beregningen kræver kendskab til NO_x/CO-emissionsforholdet for de benzindrevne køretøjer, men da dette ikke er blevet målt på Jagtvej, er værdien fra Albanigade blev brugt. Der ligger en principielt problem i dette, fordi NO_x/CO-emissionsforholdet ikke er en konstant. Især CO-emissionen er stærkt afhængig af køremønsteret (hastighed, acceleration) og biltypen (alder). Trafikforholdene på Jagtvej og Albanigade, hvad angår hastighed og acceleration, ligner imidlertid hinanden meget, og sammensætningen og alderen af personbilerne er næppe særligt forskellige de to steder, så det anvendte forhold er formodentligt tæt på det korrekte. Resultatet af beregningerne for Jagtvej er vist i Figur 8, Figur 10 og Figur 12, samt i Tabel 4. Af Tabel 4 ses, at benzin- og dieseltrafikken bidrager med stort set samme mængde partikler. Massemæssigt (vurderet ud fra volumen) dominerer benzintrafikken på Jagtvej.

Tabel 3. Profilerne for de tre kilder til CO, NO_x og partikler på Albanigade, normeret som gennemsnitskoncentrationerne ved målestationen i perioden 5.-20. Maj 1999.

Tabel 4. Profilerne for de tre kilder til CO, NO_x og partikler på Jagtvej, normeret som gennemsnitskoncentrationerne ved målestationen i perioden 19. januar -8. marts 1999.

Kildernes partikelstørrelsesfordelinger er vist i Figur 13, hvor et tilfældigt valgt partikelspektrum fra Albanigade ses sammen med det beregnede fit. Det ses, at partiklerne fra dieselkøretøjerne har en lidt mindre middeldiameter end partiklerne fra benzinbilerne. Partiklerne fra den ikke-trafik relaterede kilde har en væsentlig større middeldiameter. Størrelsesfordelingen svarer til, hvad man vil forvente af langtransporterede partikler, der er omdannede og forøgede i størrelse ved kemiske og fysiske processer i atmosfæren, typisk partikler med et stort indhold af ammoniumsulfat og ammoniumnitrat.

Figur 13. Det gennemsnitlige partikelspektrum i Albanigade på hverdage kl. 13.30-14.00 modelleret med bidrag fra de tre kilder med hver sin partikelstørrelsesfordeling.

Partikelkoncentrationerne er målt som antal (pr. kubikcentimeter). Idet det forudsættes, at partiklerne er kugleformede, kan der omregnes til volumenkoncentration ved at multiplicere størrelsesfordelingen med den enkelte partikels rumfang (p /6× d³). Størrelsesfordelingen for rumfanget får et helt andet udseende end størrelsesfordelingen for antallet, idet de forholdsvis få større partikler (d > 100 nm) dominerer. De omregnede fordelinger for de tre kilder kan ses i Figur 14, der bortset fra omregningen svarer helt til Figur 13. Kildernes gennemsnitlige bidrag til volumenkoncentrationen i Albanigade er angivet i nederste række i Tabel 3. Volumenkoncentrationen kan bruges som et (groft) skøn på massekoncentrationen. Enheden (µm³cm^-3) er valgt, fordi talværdierne ikke ændres ved omregning til massekoncentration i µg/m3, når partiklernes densitet (massefylde) skønsmæssigt sættes til at være 1 g/cm³ (vands massefylde). Under denne (groft skønnede) forudsætning bidrog de tre kilder i måleperioden med henholdsvis 19.7 µg/m³ (ikke-trafik), 6.0 µg/m³ (benzin), 17.4 µg/m³ (diesel) til den totale koncentration af svævestøv (TSP). Summen af disse bidrag (43.1 µg/m³) er mindre end den gennemsnitlige koncentration af TSP i Albanigade, der i 1997 blev målt til 61 µg/m³. Dette stemmer med det forventede, idet kun halen af den grove partikelfraktion (de mekanisk dannede partikler) er indeholdt i måleområdet. Det skal understreges, at tallene er problematiske at sammenligne uden et præcist kendskab til partikelmassefylden. Det bør desuden nævnes, at den meget lille partikelkoncentrationen i området 350-700 nm er overvurderet med en ukendt faktor (dog ikke højere end 2). Dette skyldes, at nogle partikler med to eller flere elektronladninger lidt uden for måleområdet (d >700 nm) bliver talt med i de første mobilitetskanaler, hvor de ikke kan skelnes fra partikler med netop én elektronladning. Størrelsesområdet 350-700 nm har så godt som ingen betydning for det samlede antal partikler, men, som det fremgår af Figur 14, ligger en væsentlig (og altså overvurderet) del af det beregnede rumfang helt til højre i fordelingen.

Figur 14. Det gennemsnitlige partikelspektrum i Albanigade på hverdage kl. 13.30-14.00 omregnet fra antal til volumen ved multiplikation med p /6× d³.

Den tydeligste forskel på trafikkildernes partikelstørrelsesfordelinger (pr. antal) ses i den venstre side af spektrene (Figur 13), idet dieselkilden emitterer forholdsmæssigt mange ultrafine partikler. Når antallet omregnes til volumen (Figur 14), er det stort set kun de fine partikler i halerne til højre, der bidrager til voluminet (og hermed til massen). Volumenfordelingerne fra de to kilder ligner i højere grad hinanden, idet de begge har et toppunkt ved ca. 200 nm. De relativt få, men store, partikler fra ikke-trafikkilden får ved omregningen til masse en langt større betydning, men trafikkilderne bidrager alligevel mest til den samlede masse.