Dagens och framtidens partikelhalter i Sverige Utredning av exponeringsminskningsmål för PM2.5 enligt nytt luftdirektiv

Typ: Rapport
Serie: Meteorologi 133
Författare: Stefan Andersson, Robert Bergström, Gunnar Omstedt och Magnuz Engardt
Publicerad:

Sammanfattning

I det nya EU-direktivet för luftkvalitet definieras ett exponeringskoncentrationstak för PM2.5. Detta takvärde, som inte får överskridas efter år 2015, är satt till 20 μg/m3 som årsmedelvärde. Eftersom även lägre halter påverkar människors hälsa negativt införs även ett exponeringsminskningsmål av partikelhalter i urban bakgrund. Hur stort exponeringsminskningsmålet blir för en viss plats beror på PM2.5-halterna vid referensåret 2010. Högre halt kräver högre relativ reducering till år 2020. I denna studie utreds det nya direktivets betydelse för Sverige. Utgångsläget kartläggs genom analys av mätdata av PM2.5 för ett antal platser runt om i Sverige. Olika emissionsscenarier tillämpas för att undersöka hur den regionala PM2.5-halten och långdistansbidraget kan komma att ändras från nuläget till år 2020 genom simuleringar med spridningsmodellen MATCH. Då det gäller det lokala haltbidragets betydelse för totalhalten av PM2.5 i nuläget respektive för år 2020, undersöks detta genom beräkningar i SIMAIR, för olika emissionsscenarier som innefattar dubbdäcksanvändning, teknikutveckling och trafikökning. Mätdata har sammanställts och analyserats för 25 mätplatser, varav 4 regionala bakgrundsstationer, 8 urbana bakgrundsstationer samt 13 mätstationer i gaturum. Uppmätta årsmedelvärden av PM2.5 ligger i gaturum generellt i intervallet 10-18 μg/m3 medan motsvarande värden för urban bakgrund och regional bakgrund är 9-12 μg/m3 respektive 6-12 μg/m3. Halterna av PM2.5 underskrider 20 μg/m3 för samtliga platser och år, vilket betyder att exponeringskoncentrationstaket redan i dagsläget är uppfyllt. Den relativa skillnaden mellan halter i gaturum och regional bakgrundsluft är betydligt mindre för PM2.5 än för PM10, vilket indikerar att merparten av de fina partiklarna i gaturum härstammar från långdistanskällor. Liksom för PM10 observeras också för PM2.5 ett maximum på våren, vilket tyder på att en del av partiklarna från vägslitage och uppvirvling är fina. Långdistanstransporten från kontinentaleuropa leder till en nord-sydlig gradient av PM2.5 i regionala bakgrundsluften. Däremot kan inte något entydigt latitudberoende observeras för gaturum. För att uppskatta möjliga reduceringar av årsmedelhalten av PM2.5 från år 2010 till år 2020 har modellsimuleringar utförts med den regionala spridningsmodellen MATCH. Tre olika europeiska emissionsscenarier för 2020 har studerats (CLECLIM, D23LOW och MFRDEEP). Beräkningsresultaten ger reduceringar som uppgår till 1.0-2.5 μg/m3 i södra Sverige och 0.1-0.5 μg/m3 i norra Sverige, för ett troligt emissionsscenario (D23LOW). Utsikterna att uppnå målet 10% minskning av PM2.5-halterna i södra Sverige bedöms därför som goda. Beräkningarna visar också att långdistanstransporten är det dominerande bidraget till PM2.5 i regional bakgrundsluft i Sverige. Slutligen konstateras att för regionala bakgrundshalter av PM2.5 är påverkan från vägtrafikens slitagepartiklar liten. Bibehållen dubbdäcksanvänding år 2020 beräknas ge en obetydlig ökning av fina slitagepartiklar i den regionala bakgrundsluften (maximalt ca 0.02 μg/m3) pga ökat trafikarbete, medan minskad användning av dubbdäck kan leda till en liten reducering av halterna till år 2020 (upp till ca 0.1 μg/m3 för scenariot utan dubbdäck). För halter i urban bakgrundsluft förväntas påverkan vara något större än den som beräknats här. För att beräkna det lokala bidraget till PM2.5 har uppskattningar av totala emissionsfaktorer för PM2.5 gjorts. Uppskattningarna baserades på tidigare studier med mätdata av hög kvalitet från gaturum i Sverige, Danmark och Tyskland samt modellberäkningar med hjälp av SIMAIRs emissionsmodell för slitagepartiklar. Utgående ifrån emissionsfaktorerna beräknades lokala haltbidrag i gaturummen med SIMAIR för 4 olika emissionsscenarier; (1) nuläge motsvarande år 2004, (2) år 2020 utan förändringar vad gäller dubbdäcksanvändning, (3) år 2020 andelar dubbdäck i hela landet är 30 % samt (4) år 2020 utan dubbdäck. Beräkningarna för dessa scenarier indikerar att under nuvarande förhållanden är det lokala haltbidraget av PM2.5 ca 6 μg/m3 i Stockholm/Hornsgatan, ca 4 μg/m3 i Umeå/Västra Esplanaden och ca 2.5-3 μg/m3 för Göteborg/Gårda och Malmö/Amiralsgatan. Teknikutveckling till år 2020 (scenario 2) minskar lokala haltbidrag med 1.3-2.3 μg/m3 och mindre dubbdäcksanvändning (scenario 3) reducerar halterna med ytterligare 1-3 μg/m3 i främst Stockholm och Umeå. Däremot blir de beräknade halterna bara marginellt lägre i scenariot helt utan dubbdäck jämfört med 30% dubbdäcksanvändning. Detta kan förklaras med att en gata, HC Andersens Boulevard i Köpenhamn, med hög emissionsfaktor för uppvirvlingen av vägdamm, har använts som referensgata.