Miljøprojekt, 1003 – The indoor and outdoor concentrations of particulate air-pollution and PAHs in different size fractions and assessment of exposure and health impacts in the Copenhagen population

The indoor and outdoor concentrations of particulate air-pollution and PAHs in different size fractions and assessment of exposure and health impacts in the Copenhagen population

Sundhedsskadelige partikler og tjærestoffer fra biltrafikken trænger ind i selv husenes øverste etager langs trafikerede gader i København. Forureningen med fine partikler er mindre end grænseværdien foreslået af EU, men kan alligevel betyde ca. 780 for tidlige dødsfald om året i Storkøbenhavn. Koncentrationen af de målte kræftfremkaldende tjærestoffer er lav og ser ud til kun at have ringe betydning for udvikling af lungekræft. Dette er nogle af resultaterne fra en undersøgelse af partikler og tjærestoffer i luften indenfor og udenfor en ubeboet 3. sals lejlighed på Jagtvej i København. I undersøgelsen blev der fokuseret på indtrængning af udendørsforureningen ind i lejligheden og vurdering af helbredseffekter.

Baggrund og formål

Videnskabelige undersøgelser har vist, at jo højere luftforureningen med små partikler er i byerne, desto flere dødsfald og hospitalsindlæggelser er der pga. især hjertekarsygdomme, luftvejsproblemer og kræft. Imidlertid ved man, at det ikke partiklerne alene der er årsag til de flere dødsfald. Nogle af indholdsstofferne er skadelige i sig selv. Blandt de mest omtalte indholdsstoffer er de kræftfremkaldende tjærestoffer. Disse stoffer dannes ved forbrænding af organisk materiale. Forbrænding af fossile brændstoffer som kul, olie, diesel og benzin er formodentlig den vigtigste kilde til tjærestoffer i luften i Danmark. Indendørs er rygning og madlavning vigtige kilder til luftforureningen med tjærestoffer.

Partiklernes evne til at trænge ind i bygninger og deres biologiske effekter varierer med partiklernes størrelse. Små partikler med en diameter på under én mikrometer kan let trænge ind i en bygning og kan inhaleres langt ned i menneskers lunger. Tjærestofferne findes hovedsageligt i disse små partikler. Imidlertid kan partikler med tiden enten optage eller afgive gasser til omgivelserne og klumpe sammen, hvorved deres masse og størrelse ændres. Derfor er det uklart hvor meget af udendørs partikelforureningen der faktisk trænger ind i bygninger. Formålet med projektet var at måle koncentrationen af partikler og tjærestoffer i luften udenfor og indenfor i en lejlighed, for at kunne vurdere den faktiske indtrængning af disse trafikforureninger i bygninger.

Undersøgelsen

Undersøgelsen, der blev foretaget af Arbejdsmiljøinstituttet, blev baseret på luftprøver opsamlet indenfor og udenfor en ubeboet tredje-sals-lejlighed på en trafikeret gade (Jagtvej) i København i løbet vinter, forår og sommer 2002. Der blev opsamlet i alt 15 én-uges luftprøver af tre forskellige partikelstørrelser i de tre kampagner af hver fem ugers varighed. Prøverne skulle bruges til bestemmelse af luftforureningen med partikler og 16 forskellige tjærestoffer (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: PAHer). Tilsvarende prøver af bybaggrundsluften blev indsamlet i tredje sals højde på Arbejdsmiljøinstituttets tag, ca. 2 km fra lejligheden. Meget fine partikler (PM₁; partikler mindre end 1 mikrometer), fine (PM_2.5; partikler mindre end 2,5 mikrometer) og inhalerbare partikler (PM_inh; partikler op til ca. 100 mikrometer) blev opsamlet på filtre. Gasformige PAHer blev desuden opsamlet på et specielt gasfilter monteret efter partikelfiltret til indsamling af PM_2.5. Koncentrationen af de opsamlede partikler blev målt ved vejning af filtrene. PAH'erne blev målt ved at udtrække dem fra partikel- og gas-filtre med et opløsningsmiddel og efterfølgende analysere udtrækket med specialinstrumenter.

Hovedkonklusioner

Biltrafikken forurener luften med partikler og tjærestoffer på Jagtvej i København. Denne forurening trænger ind i den undersøgte tredje-sals-lejlighed på Jagtvej. I lejligheden var der også andre kilder til luftforurening med partikler og tjærestoffer. Denne forurening kunne være indtrængning af udendørsforurening igennem nabolejligheder eller forurening fra nabo-lejlighederne, hvor der f.eks. blev lavet mad eller røget. Den gennemsnitlige koncentration af fine partikler (PM_2.5) på Jagtvej (19.80 mikrogram per m³) og i bybaggrunden (14.85 mikrogram per m³) lå i grænseområdet sammenlignet med de årlige middelkoncentrationer på 12 til 20 mikrogram per kubikmeter, som diskuteres i den såkaldte CAFE arbejdsgruppe i EU. Baseret på PM_2.5 ser den fine partikelforurening ud til at kunne betyde ca. 780 (95CI: 260 – 1300) for tidlige dødsfald om året i Storkøbenhavn. Alle målinger af tjærestoffet benzo(a)pyren var under den nyligt vedtagne EU-målværdi på 1 nanogram benzo(a)pyren per kubikmeter. De målte koncentrationer af tjærestoffer ser da heller ikke ud til at kunne betyde mere end ti kræftdødsfald i hele Storkøbenhavn over en 70-årig periode. Benzo(a)pyren er måske ikke tilstrækkelig til at vurdere kræftrisikoen ved den atmosfæriske luftforurening. Det kan skyldes at sammensætningen af tjærestoffer i de forskellige miljøer varierer for meget. Desuden kan partikler indeholde andre kræftfremkaldende stoffer og evt. i sig selv forstærke den kræftfremkaldende effekt. Det tager den velaccepterede benzo(a)pyren model ikke højde for.

Projektresultater

Den københavnske luftforurening viste sig at være domineret af fine partikler. Cirka 70% af PM_2.5 bestod af PM₁. Det gennemsnitlige indhold af PM_2.5 i PM_inh var henholdsvis 54% og 69% udendørs på Jagtvej og i bybaggrunden. PM_inh i den ubeboede lejlighed bestod næsten udelukkende af PM_2.5. Der var en stærk sammenhæng mellem PM₁, PM_2.5 og PM_inh på Jagtvej og i bybaggrunden. Partikelkoncentrationen på Jagtvej var dog højere end i bybaggrunden og forskellen tyder på at trafikken i gennemsnit bidrog med 3.5±1.9, 5.0±2.7 og 14.6±4.0 mikrogram per kubikmeter til henholdsvis PM₁, PM_2.5 and PM_inh.

Forholdet mellem partikler indendørs og udendørs

Indendørs partikelforureningen varierede klart med udendørs-koncentrationerne både på Jagtvej og i bybaggrundsluften. Imidlertid var de gennemsnitlige indendørs/udendørs-forhold for PM₁ (0.77±0.21) og PM_2.5 (0.77±0.24) kun mindre end én, når indendørskoncentrationerne blev sammenlignet med partikel-koncentrationerne på Jagtvej. Inde-ude forholdet var derimod tæt på én for både PM₁ (1.120.34) og PM_2.5 (1.050.35), når man sammenlignede med ders koncentrationen i bybaggrundsluften. Da mennesker mest opholder sig indendørs kan den sammenhæng måske forklare, hvorfor data for forureningen i bybaggrunden kan anvendes i epidemiologiske studier af helbredseffekter forårsaget af luftforurening.

Indendørs og udendørs grænseværdier for partikler

I relation til grænseværdier og vejledninger for partikulære luftforureninger, så overskred den gennemsnitlige indendørskoncentration af PM_2.5 (15.2±5.0 mikrogram per kubikmeter) amerikanske anbefalinger for en årlig middelværdi for PM_2.5 på 15.0 mikrogram per kubikmeter i indeklimaet. Det skal her bemærkes, at vi må antage at gennemsnittet af de 15 én-ugers målinger kan ekstrapoleres til årsgennemsnit. Den gennemsnitlige udendørskoncentration i bybaggrunden (14.9±6.0 mikrogram per kubikmeter) og på Jagtvej (19.8±7.7 mikrogram per kubikmeter) var under den maksimale årlig gennemsnits målværdi på 20 mikrogram per kubikmeter, som er foreslået af CAFE arbejdsgruppen i EU. Koncentrationerne oversteg dog alle steder klart CAFE-gruppens laveste foreslåede årlige gennemsnits målværdi på 12 mikrogram per kubikmeter.

Vurdering af de fine partiklers helbredseffekter

Selvom luftforeningen i gennemsnit ligger på den rigtige side af den foreslåede grænseværdi, så viser en vurdering af helbredseffekterne som funktion af PM_2.5, at luftforureningen stadig medfører adskillelige tidlige dødsfald og indlæggelser. Beregninger vha. dosis-respons forhold fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO) og førende amerikanske forskere viser, at der for hver million indbyggere årligt kan være 780 (95CI: 250 – 1300) for tidlige dødsfald i alt og ca. 1560 (95CI: 860 – 2260) ekstra indlæggelser på grund af hjertekarsygdomme og luftvejsproblemer baseret på koncentrationerne i bybaggrunden. De fleste af indlæggelserne (1006; 95CI: 305-1707) er forventet at skyldes hjertekarsygdomme.

Koncentrationen af PAHer i luften

Den totale koncentration af de 16 undersøgte PAH'er (ΣPAH) i PM_2.5-prøverne var 15-284 nanogram per kubikmeter indendørs, 46-235 nanogram per kubikmeter udendørs på Jagtvej, og 2-105 nanogram per kubikmeter i bybaggrunden. Koncentrationerne skal sandsynligvis betragtes som minimumsværdier, da man sjældent kan udtrække PAHerne 100% fra prøverne. Desuden kan der ske nedbrydning af PAHerne ved reaktion med nitrogenoxider og ozon under prøvetagningen. De virkelige koncentrationer kan være op til 2 gange højere.

Hvor kommer PAHerne i indeklimaet fra?

Både bybaggrunden, trafik på Jagtvej og indendørs kilder bidrog til PAH forureningen i den ubeboede lejlighed. De to sidstnævnte kilder var de vigtigste. Specielt var der en klar lineær sammenhæng mellem indendørskoncentrationen af tre partikelbundne PAHer (chrysene+benzo(b)fluoranthene+benzo(k)flouranthene), som er sporstoffer fra diesel, og udendørskoncentrationen på Jagtvej. Denne sammenhæng var der ikke, når deres koncentration i bybaggrundsluften blev brugt og viser at trafikken på Jagtvej spiller en væsentlig rolle for PAH og partikelforureningen inde i den undersøgte lejlighed. Indendørskilderne viste størst udslag for de gasformige PAHer, som evt. stammer fra rygning og madlavning i andre lejligheder i bygningen.

Kræftrisikoen fra PAH

Kræftrisikoen fra PAHer bliver normalt vurderet udfra koncentrationen af benzo(a)pyren. WHO's værdi på 8.7 10^-5 per nanogram per kubikmeter benzo(a)pyren for risiko for udvikling af kræft antyder, at der kan opstå ~10 kræfttilfælde for hver million indbyggere ved livstidseksponering for PAH-koncentrationerne målt i lejligheden. Tilsvarende kan ca. 8 og 5 kræfttilfælde forventes for hver million indbyggere fra gade og bybaggrunds-koncentrationerne. Benzo(a)pyren er måske uegnet til at vurdere den samlede kræftrisiko ved udsættelse for den atmosfæriske luftforurening. Det kan skyldes udsættelse for andre kræftfremkaldende stoffer og medhjælpende irritation fra partikler i lungen.