Vurdering af krydstogtskibes bidrag til luftforurening
5 Basisberegning
Der er udført en "basisberegning" med OML-modellen baseret på een konkret kombination af data og forudsætninger. Basisberegningen alene giver ikke noget fyldestgørende billede af forholdene, så en række problemstillinger vil blive uddybet i det følgende kapitel. Imidlertid giver basisberegningen et praktisk udgangspunkt. I kapitlet her præsenteres og forklares resultater af basisberegningen.
Basisberegningen er udført med følgende forudsætninger:
- De meteorologiske data er i hovedsagen baseret på målte data fra HC Ørsted Instituttet for året 2003, som beskrevet i foregående kapitel.
- Baggrundsdata er fra HCØ (2003), dog er ozondata taget fra Lille Valby.
- Skibsemissionerne og skibenes fysiske data er baseret på data fra FORCE Technology, som beskrevet i foregående kapitel.
- Andelen af direkte emitteret NO2 er sat til 10%.
- Receptornettet er et net med kvadrater på 200 x 200 meter, som beskrevet i foregående kapitel. Udstrækningen af nettet er 1800 m x 4800 m.
Det område, der er dækket af receptornettet, er markeret med en ramme på kortet Figur 12.
Resultatet af denne og de efterfølgende beregninger er vist på figurer i stil med Figur 13. Figuren skal opfattes som et kort over receptornettet; hvert kvadrat repræsenterer et beregningspunkt. Kilderne (kajpladserne) er markeret med hvide cirkler.
Figur 12 Rammen viser det område, receptornettet dækker.
Figur 13 Denne figur er et kortudsnit, der svarer til rammen i Figur 12. De enkelte firkanter er 200 x 200 m. Farven i felterne angiver størrelsen af koncentrationer. Figuren viser resultater fra en beregning, hvor der ikke er taget hensyn til baggrundsforurening og kemi – det er således ikke en egentlig "basisberegning". Yderligere diskussion i teksten.
5.1 Basisberegning for NOX
Figur 13 er ment som en optakt til diskussionen af basisberegningen; den viser således ikke et resultat fra den egentlige basisberegning, men derimod fra en beregning, hvor der ikke er taget hensyn til baggrundskoncentrationer og kemi – krydstogtskibene er "alene i verden". Figuren er medtaget, fordi den overskueligt indikerer, hvor man skal søge efter eventuelle problemer.
Man skal først gøre sig klart, at figuren er baseret på et års data og viser maksimale timeværdier af NOX: I hvert eneste beregningspunkt har vi plukket den største koncentration, der indtræffer på noget tidspunkt i årets løb og ladet den bestemme farven i det tilsvarende felt på kortet. Det ses, at de største koncentrationer optræder i tre områder (Orientbassinet, Langelinie og Larsens plads) ganske tæt ved kajpladserne.
Den største koncentration er 465 μg/m3 i området ved Langelinie, og lidt mindre de to andre steder. Bemærk at tallet angår NOX og derfor ikke kan sammenlignes med grænseværdier for NO2. Der er et kryds i punktet med den største koncentration (kaldet "Punkt 87").
De følgende figurer viser resultater fra en egentlig basisberegning, hvor der tages hensyn til baggrundskoncentrationer og kemiske reaktioner.
Figur 14 viser maksimale timeværdier for NOX, og svarer altså til den foregående figur, blot i dette tilfælde med hensyntagen til baggrundsforureningen. Bemærk at et stort område på kortet er sort. Det skyldes, at de beregnede maksimale timeværdier for NOX i det sorte område intet har med krydstogtskibene at gøre, men er forårsaget af baggrundsforurening. Værdien i det sorte område er 311 μg/m3.
Koncentrationen i det punkt, hvor skibsemissionerne alene giver den højeste værdi på 465 μg/m3 får nu en værdi på 485 μg/m3. Dette viser, at baggrundsbidraget for den ene time, hvor maksimum indtraf, blot var 20 μg/m3. Dette illustrerer, at maksimale værdier fra baggrund og bidrag fra kildeemissioner ikke kan adderes!
Figur 14 Maksimale timeværdier for NOX i henhold til basisberegningen. Der tages således hensyn til baggrundsforureningen.
Figur 15 Maksimale timeværdier for NO2 i henhold til basisberegningen.
I relation til sundhed og grænseværdier er det imidlertid ikke NOX, men NO2, der er interessant. Figur 15 viser de maksimale timeværdier for NO2. Det fremgår, at værdierne er en god del lavere end for NOX. De største værdier i området er 148 μg/m3.
For at få et resultat frem, som kan sammenlignes med grænseværdier, betragter vi den 19. højeste koncentration af NO2. Fordelingen af denne er afbildet i Figur 16 .
Figur 16 nittende højeste timeværdi af NO2 i henhold til basisberegningen. Denne figur er central, fordi værdierne her kan sammenlignes med grænseværdien 200 μg/m3. Bemærk skalaen: Koncentrationen i størstedelen af området er på 98 μg/m3, mens den maksimale koncentration er 101 μg/m3.
Som tidligere nævnt må denne værdi ikke overskride 200 μg/m3 (i år 2010). Det fremgår, at vi er meget langt fra grænseværdien – i størstedelen af området har vi et niveau på 98 μg/m3, der skyldes baggrundskoncentrationen, mens krydstogtskibenes tilstedeværelse blot formår at trække niveauet op på 101 μg/m3 på det mest kritiske sted.
Der findes en anden grænseværdi for NO2, som gælder årsmiddelværdien på 40 μg/m3. Uden hensyntagen til krydstogtsskibene er årsmiddelværdien 22,49 μg/m3 overalt i området. Med hensyntagen til krydstogtskibene fås resultater som vist på Figur 17 . I størstedelen af området er koncentrationerne hævet en smule i forhold til baggrunden (fra 22,5 til 23 μg/m3). Den største værdi på 23,3 μg/m3 forekommer ca. 600 m øst for skibene, hvor deres bidrag således beløber sig til ca. 0,8 μg/m3.
Man kan vælge mellem adskillige forskellige målestokke, når man vil vurdere krydstogtskibes bidrag til luftforureningen. Med grænseværdierne som målestok, og med udgangspunkt i basisberegningen, kan man sige, at krydstogtskibenes bidrag til forureningen drukner i forhold til bidrag fra andre kilder.
Figur 17 Årsmiddelværdier for NO2, når krydstogtskibene er til stede. Bemærk enhederne og skalaen. Uden krydstogtskibene vil niveauet være 22,5 μg/m3; med krydstogtskibe fås det viste mønster, hvor den største værdi på 23,3 μg/m3 findes 600 m vest for skibene. krydstogtskibenes bidrag i dette punkt er altså 0,8 μg/m3. Grænseværdien er 40 μg/m3.
En anden angrebsvinkel er at se i detaljer på, hvad der sker helt lokalt ved krydstogtskibene. Rent lokalt har krydstogtskibe en vis betydning, uagtet at grænseværdierne ikke er overskredet, og det er naturligt at spørge til denne betydning. Det vil vi belyse med et eksempel. Eksemplet er ganske instruktivt, hvis man vil forstå, hvorfor resultaterne kommer ud som de gør.
Lad os betragte forholdene i beregningspunktet "87" ganske tæt ved kajplads 198 på Langelinje – det er det punkt, hvor vi beregner den største indflydelse fra skibene på NOX-niveauet, jvnf. Figur 14 . Figur 18 viser hvordan niveauet af NO2 varierer time for time i løbet af året. Figur 19 viser det samme – blot med den forskel, at krydstogtskibenes bidrag er fjernet.
Forskellen på de to figurer syner ikke af meget. I Figur 20 har vi trukket klart frem, hvad forskellen på de to figurer er. Det ses, at krydstogtskibene selvfølgelig bidrager noget i et begrænset antal timer – men i helhedsbilledet betyder det meget lidt. Såfremt krydstogtskibene havde ligget ved kaj året rundt ville de have haft en mere markant virkning på de 19 højeste koncentrationer – men dog ikke nok til, at den ville overstige tærsklen på 200 μg/m3. For de givne forhold er den 19. højeste koncentration uden krydstogtskibe 98 μg/m3; med krydstogtskibe er den 101.
Figur 18 Koncentrationer af NO2 igennem året i "punkt 87" ved Langelinje – det punkt, hvor man i henhold til basisberegningen oplever den største påvirkning fra krydstogtskibe.
Figur 19 Tilsvarende figur, hvor krydstogtskibenes påvirkning er fjernet.
Figur 20 Her er vist den forskel, krydstogtskibene bevirker i det pågældende punkt – altså differencen mellem tallene i de to forrige figurer ( Figur 18 og Figur 19 .). I middel over året udgør denne forskel 0,5 mikrogram/m3 i det pågældende punkt.
I eksemplet valgte vi at betragte et punkt helt tæt ved kajpladsen, hvor indflydelsen fra krydstogtskibene er maksimal. Hvis vi betragter et punkt på større afstand af kajen kan vi danne et tilsvarende sæt figurer. Vi kan f.eks. betragte det beregningspunkt, der ligger tættest ved Oslo-færgernes nuværende kajplads i Søndre Frihavn. Resultatet er vist i Figur 21 . Dette punkt er under en vis påvirkning fra krydstogtskibe ved både Orientkajen og Langelinje, og der er derfor flere timer, hvor krydstogtskibenes tilstedeværelse betyder en øget NO2-koncentrationen. Til gengæld er bidraget i de enkelte timer ikke så stort. I gennemsnit over hele året betyder krydstogtskibenes tilstedeværelse for dette punkt, at NO2-niveauet hæves med 0,6 μg/m3.
Figur 21 Svarer til forrige figur, men for et punkt ved Oslo-færgernes nuværende anløbsplads.
5.2 Basisberegning for SO2
Som nævnt i afsnit 2.4 er emissionen af svovldioxid betydeligt større (49 gange større) end det blev antaget i den tidligere undersøgelse (Boje et al., 2003). Koncentrationerne er derfor forholdsvis store, uden dog at nå op i nærheden af grænseværdierne.
Svovldioxid og partikler er beregningsmæssigt lettere at håndtere end NOX, fordi man ikke nødvendigvis behøver at tage hensyn til baggrundskoncentration og kemisk omdannelse under beregningerne. Vi har således for disse forureningskomponenter gennemført beregninger for krydstogtskibene alene, uden hensyntagen til baggrunden og andre kilder.
For SO2 gælder en grænseværdi, hvor den 25. højeste timeværdi ikke må overskride 350 μg/m3. De tilsvarende beregningsresultater er vist i Figur 22 ; det fremgår, at den største beregnede værdi er 99 μg/m3. For en fyldestgørende sammenligning med grænseværdien skal man kende bidraget fra andre kilder, jævnfør diskussionen kapitel 3. Til sammenligning er den 25. højeste timeværdi på HC Andersens Boulevard ca. 40 μg/m3.
En anden grænseværdi for SO2 gælder den 4. højeste døgnmiddelværdi, der ikke må overskride 125 μg/m3. De tilsvarende beregningsresultater er vist i Figur 25 , og den største værdi er på 39 μg/m3. Dertil kommer bidraget fra andre kilder. Til sammenligning er den 4. højeste døgnværdi på HC Andersens Boulevard ca. 15 μg/m3.
En tredje grænseværdi gælder årsmiddelværdien, som ikke må overskride 20 μg/m3. De tilsvarende beregningsresultater er vist i Figur 24 . Bidraget fra krydstogtskibene er 1.5 μg/m3, hvor det er størst. Til sammenligning er årsmiddelværdien ved HC Andersens Boulevard omkring 5 μg/m3.
Figur 22 Femogtyvende højeste timeværdi for SO2 i henhold til basisberegningen.
Figur 23 Fjerde højeste døgnmiddelværdi for SO2 i henhold til basisberegningen.
Figur 24 Årsmiddelværdien for SO2. bemærk at enheden på figuren er Nanogram/m3, så den maksimale koncentration regnet i μg/m3 er 1,5 (hvilket kan sammenholdes med en grænseværdi på 20 μg/m3).
5.3 Basisberegning for partikler
Beregningerne for partikler er – ligesom for SO2 – udført uden at tage hensyn til baggrundskoncentrationerne.
For partikler regnet som PM10 gælder en grænseværdi, hvor den 36. højeste døgnmiddelværdi ikke må overskride 50 μg/m3. Den største beregnede værdi er 0,098 μg/m3. For en helt korrekt sammenligning med grænseværdien skal man kende bidraget fra andre kilder, jævnfør diskussionen i kapitel 3 – men vægtmæssigt drukner krydstogtsskibenes bidrag helt. Til sammenligning var den 36. højeste døgnmiddelværdi på HC Andersens Boulevard ca. 39 μg/m3 i 2003.
En anden grænseværdi for PM10 gælder årsgennemsnittet, der højst må være 40 μg/m3 (i 2005, grænseværdien skærpes til 20 i år 2010). Den største beregnede værdi er 0,035 μg/m3.
Figur 25 Årsmiddelværdi for PM10 udsendt fra krydstogtskibe.
Det generelle baggrundsniveau i København (målt på HC Ørsted Instituttet) er på ca. 24 μg/m3 som årsgennemsnit.
Holdt op imod såvel grænseværdierne som imod det generelle baggrundsniveau i København er krydstogtskibenes bidrag til partikelforurening altså særdeles beskedent.
Sammenholdes krydstogtskibenes bidrag af PM10 med bidraget fra trafikken i København, udgør deres bidrag stadig kun en lille del af partikelforureningen. Bidraget fra trafik i bybaggrunden er ca. 1-2 μg/m3 som årsmiddelværdi, mens bidraget fra krydstogtskibe i havneområdet lokalt er op til 0,035 μg/m3.
De seneste undersøgelser tyder på, at den helbredsmæssige betydning af partikler er afhængig af indholdet af de såkaldte ultrafine partikler. Deres antal er stort, mens de kun udgør en ganske lille del af partiklernes masse. M. h. t ultrafine partikler ved vi, at der kommer flere fra dieselmotorer end fra benzinmotorer, men vi kender ikke indholdet i skibes emission, sådan som vi til en vis grad gør det for tunge dieselkøretøjer. En sundhedsskadelig effekt af skibenes partikulære emission kan derfor ikke helt afvises.
Version 1.0 Januar 2005, © Miljøstyrelsen.