|
Luftforurening med partikler i Danmark 3 Partikelbidrag fra trafikken
Det følgende er en kort beskrivelse af aktiviteter under projektet i relation til trafikkens forurening med partikler. Forurening fra vejtrafikken Trafikken bidrager til luftforureningen ved at udsende partikler samt forskellige luftarter, hvoraf de væsentligste er kulilte (CO), kvælstofoxider (NO og NO2, under ét kaldet NOX) og kulbrinter (VOC). Kvælstofoxiderne omdannes langsomt i atmosfæren til salpetersyre (HNO3), der ved reaktion med ammoniak danner ammoniumnitrat (NH4NO3) i form af sekundære partikler. De sekundære partikler fra den danske trafik blandes med lignende partikler fra udenlandske kilder i baggrundsluften, i hvilken de kun bidrager med en lille andel af partikelforureningen. Når der i det følgende tales om partiklerne fra trafikken i Danmark, er det underforstået, at det drejer sig om de direkte udsendte (primære) partikler, der især har betydning for luftkvaliteten tæt på trafikken. Sod Den sorte røg, som undertiden ses fra udstødningen på store dieselkøretøjer eller fra dårligt vedligeholdte benzinbiler, er nok det fænomen, man først tænker på i forbindelse med partikler fra trafikken. Målinger viser imidlertid, at også dieselkøretøjer uden synlig røg udsender partikler fra udstødningen. Urenset dieseludstødning kan lugtes ('dieselos'), fordi udstødningen udover elementært kulstof indeholder forskellige aromatiske organiske forbindelser. En forbedret motorteknologi og partikelfiltre har i de senere år ført til formindskede emissioner af elementært kulstof, og anvendelsen af oxiderende katalysatorer har formindsket emissionen af de organiske forbindelser. Benzinbiler udsender kun meget lidt sod, men især ældre biler uden katalysator kan udsende organiske forbindelser i form af ultrafine partikler.
PM10/PM2.5 PM10-værdien vil altid være større end PM2.5 værdien, fordi PM10 indeholder et ekstra bidrag af grove partikler i størrelsesintervallet fra 2,5 µm til 10 µm. De fine partikler fra udstødningen bidrager lige meget til PM2.5 og PM10 (da de er under 2,5 µm) men trafikken producerer også partikler på andre måder. Der dannes partikler som følge af slid på vejbane, dæk og bremser. Også vejsalt og grus om vinteren ophvirvles og bidrager til koncentrationen af partikler i luften. De fleste af disse partikler findes i den grove fraktion. De påvirker PM10 mere end PM2.5, bl.a. fordi de kan genophvirvles og derfor bidrager til partikelkoncentrationen i gaden i længere tid end de fine partikler, som hurtig føres bort med vinden. Slidrelaterede partikler Sliddet på bremser udsender partikler, som bidrager nogenlunde lige meget til den fine fraktion (under 2,5 µm) og den grove fraktion (mellem 2,5 og 10 µm). Bidragene er forholdsvist små, men den sundhedsmæssige betydning af disse partikler er ikke nøjere kendt. Partikler med en størrelse omkring 2,5 µm har en særlig høj sandsynlighed for at blive afsat dybt i lungerne (op til ca. 20% afsættes i alveolerne). Dertil kommer, at partikler fra bremser har et højt indhold af metaller. Det er især jern fra bremseskiver, men også mere eller mindre toksiske metaller som kobber, molybdæn, antimon og bly fra bremsebelægninger (ca. 10% af moderne bremsebelægningers masse er kobber). En oversigt over partikler fra trafikken og deres samspil med andre partikler er vist i Figur 3-1 
Figur 3-1 Illustration af de forskellige bidrag fra trafikken til partikelforureningen. 3.1 Beregnede emissioner fra vejtrafik og andre mobile kilderDatagrundlag Vejtrafikken udsender partikler både fra køretøjernes udstødning (partikler mindre end 2,5 µm) og fra dæk-, bremse- og vejslid (slidrelaterede partikler). Partikelemissionen fra udstødning beregnes med emissionsmodellen COPERT III (Computer Programme to calculate the Emissions from Road Transport) for køretøjer med driftsvarme motorer og for koldstart. Data for køretøjsbestand og årskørsler stammer fra Vejdirektoratet og køretøjerne grupperes efter anvendt brændstof, størrelse og emissionsklasse (EURO-normer). Koldstart giver et betydeligt bidrag til emissionerne i dag, da katalysatoren skal være varm, før den er effektiv. Desuden soder kolde motorer i almindelighed mere end varme motorer. I emissionsopgørelserne i det følgende er det antaget, at partikler fra udstødning er under 2,5 µm, dvs. det antages at TSP=PM10=PM2.5 (dette er anvendt i hele dette afsnit). Metode Emissionerne beregnes som produktet af antal køretøjer, årskørsler, emissionsfaktorer fra varme motorer og katalysatorer og en antaget andel af koldstarter. For de slidrelaterede partikler beregnes emissionerne som produktet af trafikarbejdet pr. køretøjskategori og emissionsfaktorer fra EMEP/CORINAIR (2003). Opgørelserne omfatter ikke genophvirvlede partikler (resuspension) eller partikler, der pga. størrelsen afsættes umiddelbart efter emissionen. Beregningerne er mere udførligt beskrevet i Winther (2004a, 2004b). For andre mobile kilder beregnes partikelemissionen ud fra energiforbruget og emissionsfaktorer for de enkelte type af maskiner (Winther, 2004a). Emissioner fra mobile kilderTSP, PM10 og PM2.5 emissionsresultaterne for vejtrafik og andre mobile kilder er vist i Tabel 3-1 for 2002. Vejtrafikkens andel af de samlede danske TSP, PM10 og PM2.5 emissioner er på hhv. 14, 17 og 20%. Fra 1985 til 2002 er vejtrafikkens partikelemissioner fra udstødning faldet med 30%, mens de slidrelaterede partikelemissioner er steget med 43% i samme periode. For andre mobile kilder er emissionsandelene i 2002 hhv. 9, 13 og 17 for TSP, PM10 og PM2.5. Tabel 3-1 TSP, PM10 og PM2.5 emissioner (tons) i 2002 fra vejtrafik og andre mobile kilder i Danmark. Vejsalt og -grus er ikke inkluderet.
3.1.1 Beregnede partikelemissioner fra udstødningVejtrafikken I emissionsopgørelserne er det som nævnt antaget at partikler fra udstødning er under 2,5 µm. Varebiler udsender den største andel (44% i 2002) af vejtrafikkens udstødningspartikler, fulgt af tunge køretøjer (lastbiler og busser), personbiler og 2-hjulede køretøjer (knallerter og motorcykler) med hhv. 33, 21 og 2% (Figur 3-2). Emissionerne fra varebiler og tunge køretøjer er faldet markant siden midten af 1990'erne pga. de gradvist skærpede emissionsnormer. De seneste års stigende salg af diesel personbiler har medført, at det samlede udslip af partikler fra personbiler er øget på trods af reduceret udslip fra den enkelte personbil. Andre mobile kilder Partikelemission fra landbrug/skovbrug/fiskeri udgør 57% af totalen for andre mobile kilder, mens emissionen fra industri og søfart er på 23 og 15% (Figur 3-3). De øvrige sektorers emissioner er små. Emissionen for landbrug/skovbrug/fiskeri er sammensat af varierende emissioner i fiskerisektoren (på grund af varierende aktivitet) og et konstant fald i emissionerne fra landbrugets maskiner, som skyldes aftagende energiforbrug fra 1990 til 2000 samt skærpede emissionsnormer for nye motorer siden slutningen af 1990'erne. 3.1.2 Slidrelaterede partikelemissionerOver halvdelen af partiklerne fra bremse- og dækslid udsendes fra personbiler, fulgt af varebiler, lastbiler, busser og 2-hjulede køretøjer i faldende størrelsesorden (Figur 3-4). For vejslid kommer flere partikler fra lastbiler end varebiler. TSP-, PM10- og PM2.5 fordelingen pr. køretøjskategori er den samme for de slidrelaterede emissioner, og derfor er fordelingen kun vist for PM10 på Figur 3-4. Udvikling Stigningen i de slidrelaterede partiklers emissioner følger trafikarbejdet. Stigningerne i emissionen for bremse-, dæk- og vejslid i perioden 1985-2002 er hhv. 37, 44 og 48%, uanset partikelstørrelse (Figur 3-5). For de enkelte køretøjskategorier er stigningen af de samlede slidrelaterede emissioner for personbiler, varebiler, lastbiler og busser hhv. 43, 73, 26 og 15% (kun vist for PM10) i den nævnte periode. Ifølge CORINAIR er vejslid den største kilde til samlet slidrelateret TSP, herefter kommer dæk- og bremseslid med faldende emissionsandele. I de mindre partikelfraktioner er bremse- og dækslid relativt større kilder. Bremsesliddet er således den største PM10 kilde, mens dæk- og vejbidragene er lidt mindre. For PM2.5 giver dækslid den største emission, fulgt af vej- og bremseslid. Dette er imidlertid ikke i fuld overensstemmelse med de eksperimentelle undersøgelser i Danmark, se afsnit 3.2.1. 3.1.3 Forholdet mellem partikler fra udstødning og slidrelaterede partiklerI 2002 udgjorde de slidrelaterede partikelemissioner (ikke genophvirvlede eller umiddelbart afsatte partikler pga. størrelse) hhv. 40, 30 og 19% af vejtrafikkens samlede TSP, PM10 og PM2.5 emissioner (Figur 3-6). For dæk-, bremse- og vejslid er emissionsandelene 9, 14 og 16% for TSP; 11, 10, og 10% for PM10; og 5, 8 og 6% for PM2.5. For alle tre partikelstørrelser steg de totale slidrelaterede emissioner med 43% fra 1985 og frem til 2002. Partikelemissionerne for udstødning faldt med 40% i samme periode. De slidrelaterede partiklers andel forventes at stige i fremtiden grundet stigende trafikarbejde og indførelse af skærpede emissionskrav for partikeludstødning. 3.2 Målinger af trafikkens bidrag til partikelforureningen3.2.1 PM10 og PM2.5Den danske trafiks bidrag til luftens indhold af PM2.5 og PM10 er ud fra en relativ betragtning ringe, med mindre der måles meget tæt på trafikken. I den Københavnske bybaggrund (målt over hustagene) er trafikkens bidrag i gennemsnit 8 % af PM10 (se Figur 3-7) og 4 % af PM2.5. De største PM-værdier er målt på H.C. Andersens Boulevard i København, hvor PM2.5 og PM10 i perioden juli 2002 – juni 2003 i gennemsnit var henholdsvis 26,7 µgm-3 og 43,7 µgm-3. Heraf udgjorde trafikkens bidrag henholdsvis 26 % og 44 % (Wåhlin & Palmgren, 2004). 
Figur 3-7 Den gennemsnitlige sammensætning af PM10 i den Københavnske bybaggrund, bestemt på baggrund af kemisk analyse af prøver fra perioden maj 2002 – december 2003. Den gennemsnitlige værdi af PM10 var i denne periode 23,3 µg/m³. Målekampagner i København To målekampagner på H.C. Andersens Boulevard og på H.C. Ørsted Instituttets tag (bybaggrund) i eftersommeren 2003 og vinteren 2004 blev tilrettelagt med særligt henblik på en bestemmelse af de forskellige trafikrelaterede lokale kilders bidrag til luftens indhold af PM (Wåhlin et al, 2005). PM10 blev under opsamlingen opdelt i en fin fraktion, der nogenlunde svarer til partikler under 2,5 µm, og en grov fraktion, der svarer nogenlunde til partikler i intervallet 2,5-10 µm Af tekniske årsager kunne adskillelsen mellem de to fraktioner ikke blive helt så skarp som normalt ved opsamling af PM10 og PM2.5 hver for sig. Udover PM blev der også målt gasser og grundstoffer, der er karakteristiske for de forskellige kilder. De vigtigste kilder er udstødning, bremser og vejstøv, der ophvirvles af trafikken. Vejstøvet kan være trafikrelateret (saltning, vej- og dækslid), men også nedfalden materiale fra andre kilder kan tænkes at bidrage. Måleresultaterne fra de to målesteder blev subtraheret, således at kun det lokale trafikbidrag på H.C. Andersens Boulevard indgik i den efterfølgende data analyse ved hjælp af COPREM-modellen (Wåhlin, 2003). Resultatet af analysen er vist i Figur 3-8 og Figur 3-9. Det fremgår af figurerne, at vejstøv og vejsalt (om vinteren) bidrager med langt over halvdelen af den trafikskabte PM10, mens udstødningen bidrager mest til PM2.5. Bidraget til PM10 på grund af vejslid, dækslid og saltning/grusning er formodentligt stærkt afhængigt af de lokale forhold, herunder også arten af asfaltbelægning. En sammenlignende undersøgelse viser således, at de grove partikler spiller en større rolle på H.C. Andersens Boulevard end på Jagtvej. Årsagen til denne forskel er endnu ikke klarlagt, men en af årsagerne kan være, at køretøjerne har højere gennemsnitsfart på H.C. Andersens Boulevard. Der er også muligt, at der kan komme et bidrag til vejstøvet fra nedfaldne blade og lignende fra Tivoli og vejtræerne langs H.C. Andersens Boulevard. 
Figur 3-9 Samme kildeanalyse af den lokale trafiks bidrag som i Figur 3-8, men her vist som middelværdier for hele måleperioden (både sommer- og vinterkampagne). Den lyse gråtone viser PM2.5, mens lys+mørk viser PM10. De samlede trafikbidrag i perioden til PM2.5 og PM10 var henholdsvis 7,3 µg/m³ og 18,7 µg/m³. 3.2.2 Trafikkens bidrag til partikelantalletPartiklerne størrelsesfordeling i den fine fraktion kan bestemmes ved hjælp af et instrument, der løbende sorterer partiklerne efter deres størrelse (angivet som en diameter, der bestemmes på grundlag af luftmodstanden), og samtidigt måles antallet ved hjælp af en partikeltæller (Wåhlin et al., 2001a). De gennemsnitlige størrelsesfordelinger af partikelkoncentrationerne på H.C. Andersens Boulevard (HCAB) og H.C. Ørsted Instituttets tag (HCØ), bestemt ved samtidige målinger i perioden september 2003 – februar 2004, er vist i Figur 3-10. Til venstre ses de egentlige målinger (partikel antal pr. størrelsesdekade), og til højre er antallet omregnet til rumfang (partikelvolumen pr. størrelsesdekade). Skalaen, der angiver partiklernes diameter, er logaritmisk, således at en størrelsesdekade (dvs. et forhold mellem diametrene, der er lig med 10) har en bestemt bredde. På figuren er der afsat 3 størrelsesdekader fra 1 nm (0,001 µm) til 1000 nm (1 µm). Da partiklernes rumfang vokser med diameteren i tredje potens, svarer hver størrelsesdekade til en forskel i partikelrumfang på 1000 gange. Dette er forklaringen på, at de to figurer, som i virkeligheden viser det samme, ser så forskellige ud. Figuren til højre giver et indtryk af, hvordan partikelmassen fordeler sig, fordi man kan regne med, at partiklernes massefylde kun ændrer sig lidt med størrelsen. Hvis man tænker sig, at partiklerne alle har densiteten 1 g/cm³ ligesom vand (hvilket ikke er helt forkert), kan man skifte enheden µm³/cm³ ud med enheden µg/m³, der er den samme enhed som bruges til angivelse af PM2.5 og PM10. Figuren til højre giver således et godt billede af størrelsesfordelingen af PM i området d < 0,7 µm (PM0.7). Området d > 0,7 µm kan ikke undersøges med denne metode, da antallet af partikler, som det fremgår af figuren til venstre, her er helt forsvindende. Ved omregningen til rumfang vil små fejl i målingen af antallet i den højre hale af fordelingen slå kraftigt igennem, således at man ikke skal stole fuldt ud på volumenberegningen i størrelseområdet d > ca. 0,4 µm. Udover de målte størrelsesfordelinger på gaden og i bybaggrund er også vist deres differens ('HCAB minus HCØ'). Figuren til højre viser, at partikelmassen i bybaggrund har en størrelsesfordeling med en karakteristisk klokkelignende facon (A). Denne fordeling har et toppunkt ved 370 nm og repræsenterer først og fremmest de sekundære, fjerntransporterede partikler, idet trafikken kun bidrager meget lidt til partikelmassen i bybaggrund. I differensen 'HCAB minus HCØ' er disse partikler trukket fra, således at resten udgør partiklerne fra trafikken på H.C. Andersens Boulevard. Denne fordeling kan tilnærmes med en anden klokkeformet fordeling (B) med et toppunkt ved 120 nm. Dette er sodpartiklerne fra udstødningen, som er langt mindre end partiklerne fra bremser og vejbane, der ligger uden for måleområdet. Den ekstra top i fordelingen til højre for B skyldes den ovenfor omtalte meget usikre omregning til rumfang i fordelingens yderste højre hale. I figuren til venstre er A og B omregnet til antal i stedet for rumfang. Bredden af fordelingerne ændres ikke ved omregningen, men både beliggenhed og højde ændres væsentligt. De sekundære partikler i A kulminerer i denne fremstilling ved 230 nm, og deres antal er næsten forsvindende i sammenligning med partiklerne fra trafikken. Sodpartiklerne i B ses som en karakteristisk ”skulder” på trafikpartikelfordelingen ved 75 nm (venstre figur i Figur 3-10). Partiklerne til venstre for A og B kan tilnærmes med to andre klokkeformede fordelinger C og D ved henholdsvis 24 nm og 12 nm, der udviser en karakteristisk indbyrdes variation i løbet af en gennemsnitsuge. Den største afvigelse fra den gennemsnitlige størrelsesfordeling ses i de sene nattetimer mellem lørdag og søndag (se Figur 3-11). Bidragene til partikelkoncentrationen i løbet af en gennemsnitsuge er beregnet i Figur 3-12 både for partikelantal og partikelrumfang. Bidragene fra A, B, C og D er vist med forskellige farver. Der er en markant forskel på de relative bidrag i de to forskellige fremstillinger: De sekundære fjerntransporterede partikler spiller næsten ingen rolle for antallet, men bidrager med ca. halvdelen af massen. Det modsatte gælder for C og D, der dominerer antalsmæssigt, men næsten ingen betydning har for massen. Man bemærker også, at D er markant forøget i de sene nattetimer mellem fredag og lørdag, og mellem lørdag og søndag, således som det også fremgår af Figur 3-11. En trafikmåling på H.C. Andersens Boulevard natten mellem lørdag og søndag har vist, at op til 2/3 af trafikken på dette tidspunkt af ugen er taxier. På en almindelig hverdag udgør taxier kun ca. 7% af trafikken. En meget stor andel af taxierne i København er moderne dieselbiler, der er forsynet med oxiderende katalysator, som fjerner de organiske forbindelser fra udstødningen ('diesellugten'). Det vurderes derfor, at D især skyldes emissionen fra moderne dieselbiler, mens C især skyldes traditionel diesel. Dannelsen af partiklerne i C og D starter formentlig på samme måde i udstødningssystemet ved kondensation af forbindelser med meget lavt damptryk (f.eks. svovlsyre, se Figur 3-13). Herefter vokser partiklerne ved kondensation af halvflygtige organiske forbindelser (VOC'er). I dieselbiler med oxiderende katalysator bliver partiklerne ikke så store på grund af det formindskede indhold af VOC'er. Det er positivt, at emissionen af VOC'er fra moderne dieselbiler er formindsket, men forbedringen giver sig ikke til kende, hvis man ved målinger af luftkvaliteten kun interesserer sig for det totale partikelantal. Klik her for at se figur 3-12. 
Figur 3-13 Model for dannelsen af partikler fra dieseltrafik. 1. Sodpartikler dannes i motorcylinderen. 2. Svovlforbindelser (og eventuelt andre forbindelser med meget lavt damptryk) kondenserer, dels på overfladen af de eksisterende sodpartikler, dels som nye partikler (nukleation). 3. Halvflygtige organiske forbindelser ('VOC'er) kondenserer på overfladen af de eksisterende sodpartikler og svovlholdige partikler, eller eventuelt som nye partikler (nukleation). Formodningen om at partiklerne i C og D er dannet ved en proces, der involverer kondensation af svovlforbindelser, bekræftes ved en sammenligning mellem størrelsesfordelinger målt på Jagtvej i henholdsvis januar-marts 1999 og januar-marts 2000. Svovlindholdet i dieselbrændstof i Danmark blev nedsat fra ca. 500 ppm til ca. 50 ppm i juli 1999, hvilket medførte et markant fald (i forhold til NOX) i partikelkoncentration af de allermindste partikler, som vist i Figur 3-14. Målekampagnerne, som er blevet gennemført efter 2000, har vist at dette fald er permanent. 
Figur 3-14 Partikel-NOX forholdet på Jagtvej i København bestemt i forbindelse med to kampagner i henholdsvis januar-marts 1999 og januar-marts 2000. Den angivne temperatur (C = °C) er middeltemteraturen i måleperioden. Emissionen af partikler afhænger i nogen grad af temperaturen, men temperaturforskellen er alt for lille til at kunne forklare den store forskel mellem de to kurver. En nøjere analyse, hvori også afhængigheden af kulilte (CO) undersøges, viser at forskellen alene skyldes færre partikler fra dieseltrafik (Wåhlin et al., 2001). Svovlindholdet i dieselbrændstof i Danmark blev nedsat i juli 1999 fra ca. 500 ppm til ca. 50 ppm. 3.2.3 Vurdering af emissionsfaktorer ud fra luftkvalitetsmålingerEmissionsfaktorer for PM10 og PM2.5 er beregnet udfra luftkvalitetsmålinger foretaget i 2003 på H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej i København (Kemp & Palmgren, 2004). For Jagtvej foreligger der dog kun målinger af PM10. Trafikkens bidrag til koncentrationen i luften er bestemt som differencen mellem gade- og baggrundskoncentrationen. Baggrundskoncentrationer stammer fra målingerne på taget af H.C. Ørsted Institut. Emissionen fra trafikken i gaden er beregnet ved hjælp af gadeluftsmodellen OSPM (Berkowicz, 2000), som beskriver emissionernes fortydning i gaderummet. Denne metode kaldes den ”inverse metode”. De gennemsnitlige emissionsfaktorer per køretøj er efterfølgende bestemt som forholdet mellem emissionen og den aktuelle trafikmængde. Den gennemsnitlige døgnvariation for en arbejdsdag er vist i Figur 3-15. Emissionsfaktorerne bestemt ud fra gadeluftsmålinger kan sammenholdes med emissionsfaktorerne, som anvendes nu i forbindelse med modelberegninger (se Tabel 5-2). Disse data er ligeledes afbildet i Figur 3-15. Sammen med de totale emissioner er her desuden vist det bidrag til emissionerne, som tilskrives ikke-udstødnings partikler (non-exhaust). Det ses, at overensstemmelsen for PM2.5 er ganske god, dog er sammenligningen kun mulig for H.C. Andersens Boulevard. Anderledes forholder det sig med PM10. En rimelig god overensstemmelse ses for Jagtvej men en væsentlig undervurdering ses på H.C. Andersens Boulevard. Forklaringen på dette må formodes at være en undervurdering af ikke-udstødnings bidraget for trafikken på H.C. Andersens Boulevard. Som allerede nævnt i kapitel 3.2.1 foreligger der på nuværende tidspunkt ikke nogen god forklaring på, hvorfor dette bidrag er væsentligt større på H.C. Andersens Boulevard sammenlignet med f.eks. Jagtvej. Klik her for at se figur 3-15. 3.3 Kulstofholdige partikler fra fossilt brændselBaggrund Som beskrevet i kapitel 2 skyldes partikler både naturlige og menneskeskabte processer, men der findes kun få metoder til at bestemme forholdet mellem de to kilder. Da langtransporteret luftforurening også er en blanding af partikler fra begge kilder, kan man ikke bare måle samtidigt i by og på land for at finde det samlede bidrag fra menneskers aktiviteter.
Kulstof-14 analyse Analyse af kulstof-isotoper i partikler kan give yderligere information om kilderne. Den radioaktive isotop, kulstof-14, er henfaldet i fossile brændsler, og er derfor ikke til stede i en stor del af de menneskeskabte udledninger, mens kulstof-14 indholdet i partikler dannet ud fra nutidigt biologisk materiale (biogene) svarer til indholdet i nutidigt carbondioxid i luft. 60% fossilt kulstof i partikler Resultaterne (se Figur 3-16) viser at omtrent 40% af partikelmassens kulstof er af biogen oprindelse og omkring 60% stammer fra fossilt brændsel. Dette gælder også i byerne om vinteren, hvor man ellers ville forvente, at der var et højere menneskeskabt bidrag. Højere koncentrationer i byer Der observeres også generelt højere koncentrationer af biogent kulstof i byernes centrum relateret til trafikken. Mulige forklaringer på dette er slid af dæk, der indeholder naturgummi, kondensation af halvflygtige naturlige organiske forbindelser og genophvirvling af vejstøv med indhold af biologisk materiale. 3.4 Konklusion Især dieselbiler bidrager med sodpartikler Trafikkens bidrag til PM2.5 skyldes først og fremmest sodpartiklerne i udstødningen fra dieselbiler. En speciel type benzinbiler, hvis antal i bilparken er stigende, anvender en særlig brændstofbesparende teknologi (”lean burning”), som også udsender sodpartikler i et vist omfang. Målinger af partikelstørrelsesfordelinger på Jagtvej og H.C. Andersens Boulevard viser, at sodpartiklernes masse fordeler sig med et maksimum ved en partikelstørrelse på 0,12 µm. Både benzinbiler og dieselbiler bidrager med sundhedsskadelige bremsepartikler Almindelige benzinbiler bidrager også til PM2.5 med partikler fra bremseslid, samt fra dæk- og vejslid. Målingerne viser, at partiklerne fra bremserne har en størrelse omkring 2,5 µm, således at bidraget til PM2.5 er ca. halvt så stort som bidraget til PM10. Dette er i overensstemmelse med tabelværdierne i emissionsmodellen EMEP/CORINAIR. Selvom bremsepartiklerne er væsentligt større end sodpartiklerne, er deres sandsynlighed for at blive afsat dybt i lungerne (i alveolerne) omtrent den samme. Dertil kommer, at partikler fra bremser har et højt indhold af mere eller mindre toksiske metaller.
Partiklerne fra bremser og udstødning udgør tilsammen ca. 1/3 af PM10 fra trafikken på H.C. Andersens Boulevard, heraf ca. 3 gange så meget fra udstødningen som fra bremserne. Resten skyldes vejstøv (herunder også støv, der stammer fra dækslid) og vejsalt. Sammenligningen mellem beregninger på grundlag af COPERT III og målinger af den trafikskabte PM i København viser en rimelig god overensstemmelse for PM2.5, hvorimod den er dårlig for PM10. Årsagen til dette er, at emissionen af vejstøv, der har størst betydning for partiklerne i den grove PM-fraktion, er vanskelig at beskrive ved almindelige emissionsfaktorer, da reemission (genophvirvling) og lokale forhold har stor betydning. Udviklingen i emissionerne Fra 1985 til 2002 er vejtrafikkens partikelemissioner fra udstødning faldet med 30%, mens de slidrelaterede partikelemissioner er steget med 43% i samme periode. Stigningen i de slidrelaterede partiklers emissioner følger trafikarbejdet. Emissionerne fra varebiler og tunge køretøjer er faldet markant siden midten af 1990'erne pga. de gradvist skærpede emissionsnormer. De slidrelaterede partiklers andel forventes at stige i fremtiden grundet stigende trafikarbejde og indførelse af skærpede emissionskrav for partikeludstødning. De seneste års stigende salg af diesel personbiler har medført, at det samlede udslip af partikler fra personbiler er øget på trods af reduceret udslip fra den enkelte personbil. Måling af partikelantal Målinger af partikelantal (som alternativ til måling af massen, PM) viser, at partiklerne i størrelsesområdet < 0,1 µm (de såkaldte ultrafine partikler) er absolut dominerende. Nogle af partiklerne er sodpartikler, men de mindste, som også er de fleste, synes at være kondensater af svovlsyre og halvflygtige organiske forbindelser. De allermindste nanopartikler (< 0,03 µm), der udsendes fra både dieselkøretøjer og ældre benzinbiler, bidrager især meget til partikelantallet, men deres bidrag til PM er meget lille. For de moderne dieselbiler med oxiderende katalysator (f.eks. taxier) er PM bidraget fra disse partikler så godt som nul, fordi partiklerne er væsentligt mindre i størrelse end de tilsvarende fra dieselbiler uden katalysator. Antallet af nanopartikler synes at være afhængigt af svovlindholdet i brændstoffet, idet reduktionen af svovlkoncentrationen i diesel i juli 1999 fra ca. 500 ppm til ca. 50 ppm resulterede i et tydeligt fald i antallet af nanopartikler målt på Jagtvej i København i henholdsvis februar 1999 og februar 2000.
Verifikation af emissionsfaktorer Emissionsfaktorer for PM10 og PM2.5 (emitteret masse pr. kørt km) kan ved en ”invers” spredningsmodelberegning bestemmes for et gennemsnitskøretøj ud fra trafikmængden og de målte koncentrationer. Disse emissionsfaktorer kan sammenholdes med emissionsfaktorerne, som generelt anvendes i forbindelse med modelberegninger. Overensstemmelsen for PM2.5 er ganske god. Der er også rimelig god overensstemmelse for PM10 på Jagtvej, men en væsentlig undervurdering på H.C. Andersens Boulevard. Forklaringen på dette formodes at være en undervurdering af ikke-udstødningsbidraget for trafikken på H.C. Andersens Boulevard. Kulstofholdige partikler Det er muligt at bestemme forholdet mellem kulstof fra fossile kilder og naturligt kulstof ved måling af kulstof-14, idet denne isotop kun er til stede i kulstof fra nutidigt biologisk materiale. Der observeres generelt højere koncentrationer af biogent kulstof i byernes centrum relateret til trafikken. Dette tyder på, at kulstoffet ikke alene skyldes emissionen af sod fra ufuldstændig forbrænding af fossilt brændstof, men også slid af dæk, der indeholder naturgummi, og eventuelt genophvirvling af vejstøv med indhold af biologisk materiale, f.eks. nedfaldent løv.
|