Luftföroreningar Luftvård 2009 Del 1 http://www. cast. lu Erik Swietlicki Professor Avdelningen för Kärnfysik Lunds Tekniska Högskola Box 118, 22100 Lund e-post: Erik.Swietlicki@nuclear.lu.se

Luftvård - Avsnitt inom MVE T10 miljöskydd, 15 hp http://www.cast.lu.se/luftvard-2009.htm Kurslitteratur Endast kapitel 5 Endast Appendix 1

Bra referenslitteratur Luftvård - Avsnitt inom MVE T10 miljöskydd, 15 hp http://www.cast.lu.se/luftvard-2009.htm Bra referenslitteratur

Luftföreningar – Negativa effekter Luftkvalitets- mätningar Halter Emission Exponering Dos Effekt Spridnings- modellering Emissions- This study is part of a large program in Sweden that deals with the pollution from biomass burning due to the increased use as alternative fuel source. BHM – Biomass – health – environment. The BHM Emission cluster – the imission cluster, the healt cluster. We focus on the imission cluster, and also started to go into doses in respiratory tract, which is not done so far in this program. Luftförorening En förening som förekommer i såpass höga halter i atmosfären att en oönskad effekt uppstår

Luftföreningar Vilka luftföroreningar är hälsofarliga? Vilka luftföroreningar är farliga för miljön? This study is part of a large program in Sweden that deals with the pollution from biomass burning due to the increased use as alternative fuel source. BHM – Biomass – health – environment. The BHM Emission cluster – the imission cluster, the healt cluster. We focus on the imission cluster, and also started to go into doses in respiratory tract, which is not done so far in this program.

Ett ekologiskt hållbart Sverige 2020   Arbetet med de sexton miljökvalitetsmålen vilar på fem grundläggande värden. En ekologiskt hållbar utveckling ska främja människors hälsa, värna biologisk mångfald och andra naturvärden, ta tillvara de kulturhistoriska värdena, bevara ekosystemens långsiktiga produktionsförmåga, trygga en god hushållning med naturresurserna.

Långsiktigt hållbar utveckling Socialt Ekonomiskt Ekologiskt

De 16 miljökvalitetsmålen Frisk luft Bara naturlig försurning Ingen övergödning God bebyggd miljö Giftfri miljö Skyddande ozonskikt Begränsad klimatpåverkan Säker strålmiljö Grundvatten av god kvalitet Levande sjöar och vattendrag Hav i balans, levande kust och skärgård Myllrande våtmarker Levande skogar Ett rikt odlingslandskap Storslagen fjällmiljö Ett rikt växt- och djurliv

Gemensamma mål för Sveriges miljöarbete De sexton miljökvalitetsmålen är allmänt formulerade. För att kunna omsättas i praktiken måste de preciseras med hjälp av mer konkreta mål. Riksdagen: Fastställer ett antal detaljerade delmål Anger t.ex. vilka egenskaper en viss naturtyp bör ha, vilka enskilda föroreningar eller andra problem som behöver åtgärdas och vilka riktlinjer som ska gälla för sådana åtgärder. Myndigheter, organisationer och företag inom en viss sektor (till exempel transportsektorn, jordbruket eller industrin). Sektorsmål Länsstyrelserna: Kommunerna: Regionala mål Lokala mål

Miljökvalitetsmål: Frisk luft Luften skall vara så ren att människors hälsa samt djur, växter och kulturvärden inte skadas. Partiklar (PM10, PM2.5) Marknära ozon Kväveoxider Flyktiga organiska ämnen Svaveldioxid Benso(a)pyren År 2000 2005 2010 2015 2020

Miljömål – Frisk luft Trend för luftkvalitet i svenska tätorter under vinterhalvåret 1990/91 – 2006/07 Den tidigare trenden med sjunkande index och därmed förbättrad luftkvalitet i svenska tätorter har avtagit. Indexet är en sammanvägning av urbana bakgrundshalter viktat mot befolkningsmängd i cirka 30 kommuner. 11

Miljömål – Frisk luft Delmål 1, 2005 – SO2 Delmål 2, 2010 – NO2 Halten 5 mikrogram/m³ för svaveldioxid som årsmedelvärde skall vara uppnådd i samtliga kommuner år 2005. Delmål 2, 2010 – NO2 Halterna 60 mikrogram/m³ som timmedelvärde och 20 mikrogram/m³ som årsmedelvärde för kvävedioxid skall i huvudsak underskridas år 2010. Timmedelvärdet får överskridas högst 175 timmar per år. Delmål 3, 2010 – O3 Halten marknära ozon skall inte överskrida 120 mikrogram/m³ som åtta timmars medelvärde år 2010. Delmål 4, 2010 – VOC År 2010 skall utsläppen av flyktiga organiska ämnen (VOC) i Sverige, exklusive metan, ha minskat till 241 000 ton. Delmål 5, 2010 - Partiklar Halterna 35 mikrogram/m³ som dygnsmedelvärde och 20 mikrogram/m³ som årsmedelvärde för partiklar (PM10) skall underskridas år 2010. Dygnsmedelvärdet får överskridas högst 37 dygn per år. Halterna 20 mikrogram/m³ som dygnsmedelvärde och 12 mikrogram/m³ som årsmedelvärde för partiklar (PM2,5) skall underskridas år 2010. Dygnsmedelvärdet får överskridas högst 37 dygn per år. Delmål 6, 2015 - Benso(a)pyren Halten 0,3 nanogram/m³ som årsmedelvärde för benso(a)pyren skall i huvudsak underskridas år 2015.

DPSIR: förkortning av engelskans ”Driving forces” (Drivkraft), ”Pressures” (Belastning), ”State” (Tillstånd), ”Impact” (Effekt) och ”Response” (Respons).

Sveriges miljökvalitetsmål http://www.naturvardsverket.se/sv/Sveriges-miljomal--for-ett-hallbart-samhalle/

Miljömålsportalen http://www.miljomal.se/Om-miljomalen/

Naturvårdsverket – Miljömål (Status 2009) http://www.miljomal.se/Undre-meny/Publikationer-och-bilder/Rapporter/Miljomalsradet/Miljomalen--i-halvtid/ http://www.naturvardsverket.se/sv/Nedre-meny/Webbokhandeln/ISBN/1200/978-91-620-1272-4/ 16

Naturvårdsverket – Miljömål (Status 2009) http://www.miljomal.se/Undre-meny/Publikationer-och-bilder/Rapporter/Miljomalsradet/Miljomalen--i-halvtid/ http://www.naturvardsverket.se/sv/Nedre-meny/Webbokhandeln/ISBN/1200/978-91-620-1272-4/

Miljömålrådets utvärdering av Sveriges miljömål (2008) http://www

Miljömålrådets utvärdering av Sveriges miljömål (2008) http://www

Miljökvalitetsmål: Begränsad klimatpåverkan Halten av växthusgaser i atmosfären skall i enligt med FN:s ramkonventionen för klimatförändringar stabiliseras på en nivå som innebär att människans påverkan på klimatsystemet inte blir farlig. Koldioxid, övriga växthusgaser -4% från 1990 CO2 stabiliseras på 550 ppm År 2000 2005 2010 2015 2020

Intergovernmental Panel on Climate Change 4th Assessment Report 2007 Eleven of the last twelve years (1995–2006) rank among the 12 warmest years in the instrumental record of global surface temperature (since 1850). +0.76 C +0.17 m during 20th century

Intergovernmental Panel on Climate Change 4th Assessment Report 2007

WMO statement on the status of the global climate in 2007 http://www.wmo.int/pages/prog/wcp/wcdmp/documents/WMO1031_EN_web.pdf Global ranked surface temperatures for the warmest 50 years. Inset shows global ranked surface temperatures from 1850. The size of the bars indicates the 95 % confidence limits associated with each year.

SWECLIM Klimatmodell

Source: EEA, ”Air pollution in Europe 1990–2004” Percentage of the urban population in EEA‑32 potentially exposed to pollutant concentrations over selected limit/target values Source: EEA, ”Air pollution in Europe 1990–2004” % of urban population http://reports.eea.europa.eu/eea_report_2007_2/en/Air_pollution_in_Europe_1990_2004.pdf

Värmeböljan i centraleuropa sommaren 2003 Schweiz Sommartemperaturer (månadsvis) 1864–2003 Avvikelser från medeltemperaturer 1961-90 (Juni, Juli, Augusti) Färgskalan: Temperaturavvikelser i oC Konturer: Standardavvikelser

Baseline Scenarios for the CAFE Programme Final Report, February 2005 Meteorology 2000 Meteorology 2003 Loss in statistical life expectancy that can be attributed to the identified anthropogenic contributions to PM2.5 (in months), for the emissions of the year 2000.

Naturvårdsverkets hemsida om Miljökvalitetsnormer (MKN) http://www.naturvardsverket.se/sv/ Lagar-och-andra-styrmedel/ Miljokvalitetsnormer/ Juridiskt styrmedel (5 kap.miljöbalken) i förebyggande syfte åtgärda befintliga miljöproblem uppnå svenska miljökvalitetsmål genomföra EG-direktiv Idag Miljökvalitetsnormer i utomhusluft (SFS 2001:527) kvävedioxid, kväveoxider, svaveldioxid, kolmonoxid, bly, bensen, partiklar (PM10) och ozon

Viktigaste luftföroreningarna ur hälsosynpunkt Partiklar, PM10 Finns norm (fr 2005) Ozon, O3 Nytt mål 2010 Kvävedioxid, NO2 Finns norm (fr 2006) Bensen, C6H6 Finns norm (fr 2010) Benso[a]pyren, BaP (från 2013) PAH (från 2013) Tungmetaller (Cd, Pb, Cu, Hg, As, Cr) (från 2013) (Pb norm) Flyktiga kolväten, VOC Mål för utsläppen Kolmonoxid, CO Finns norm Svaveldioxid, SO2 Finns norm Viktigaste ur hälsosynpunkt

Halter - Miljökvalitetsnormer PM10 Stort problem på många platser - Oförändrade Långdistanstransport Lokalt genererade slitagepartiklar (trafik) Lokal vedeldning NO2 Överskridanden på vissa platser – sjunkande(?) Lokal vägtrafik (avgaser) Troligtvis fortfarande problem 2010 Bensen Troligen inget problem(?) - sjunkande Vägtrafik Vedeldning Benso[a]pyren Begränsat problem(?) - sjunkande Vägtrafik, avgaser Industrier

Kvävedioxid i svenska stadsmiljöer En stor del av tätorterna i Sverige har halter som överskrider delmålet vid starkt trafikerade gator. NO2 Årsmedelvärde av kvävedioxid 2006. Mätningar i urban bakgrund visas med mörka staplar och mätningar i gaturum med ljusa staplar. Den röda linjen visar delmålet.

http://www.itm.su.se/reflab/index.html Luftguiden Handbok med allmänna råd om miljökvalitetsnormer för utomhusluft http://www.naturvardsverket.se/Documents/bokhandeln/620-0141-8.htm

Kontroll av miljökvalitetsnormerna Exemplet avser miljökvalitetsnormen för kvävedioxid som årsmedelvärde. (MKN = miljökvalitetsnorm, ÖUT = övre utvärderingströskeln, NUT = nedre utvärderingströskeln).

Provtagning i gaturum Provtagningsutrustningen skall placeras minst 4 meter från mitten av det närmaste körfältet ca 1 meter från fasaden vid närliggande bebyggelse intaget bör placeras högst 5 meter från trottoarkanten

Andel av stadsbefolkningen i Europa som exponeras för korta perioder över gränsvärdena för luftkvalitet

Halter som ej skall överskridas p.g.a. risk för skador på vegetation Sveriges och EUs tröskelvärden för halten av marknära ozon http://www.itm.su.se/reflab/gransvarden/norm_ozon.html 1 ppb ozon = 2 µg/m3 Halter som ej skall överskridas p.g.a. risk för skador på vegetation AOT40 (över 5 år) 18000 (µg/m3)h Ackumulerad “dos” av ozon räknat som antal timmar med ozonhalt > 40 ppb. Överskrids i stora delar av Europa. Halt som ej skall överskridas p.g.a. risk för hälsoeffekter 120 µg/m3 (2010) 8 timmars medel Överskrids flera gånger om året i Syd- och Mellansverige Halt som innebär skyldighet att informera allmänheten 180 µg/m3 timmedelvärde Uppnås enstaka gånger i Sydsverige Halt som innebär skyldighet att varna allmänheten 240 µg/m3 timmedelvärde Uppnås aldrig i Sverige Uppdaterat 2007

Marknära ozon – bakgrundshalter i Skåne Dygnsmedelvärde och högsta timmedelvärde i södra Sverige Vavihill (Söderåsen) 2006 Informera allmänheten Högsta tim- Medelvärde Hälso- effekter Dygnsmedelvärde Grödor skadas http://www.ivl.se/vanstermeny/miljodatadatavardskap/datavardskapluft.4.360a0d56117c51a2d30800064417.html

Trends in ground-level ozone in Swedish background air

Data från mätstationen Mace Head på Irlands västkust. Bakgrundshalterna av marknära ozon har ökat med ca 5 ppb per årtionde de senaste 20-30 åren. Data från mätstationen Mace Head på Irlands västkust.

Ozonskador på grödor Skördeutfallet minskar vid ökande exponering av ozon över 40 ppb (AOT40). AOT40 bör vara < 3000 ppbh (5% skördebortfall).

Miljökvalitetsmål: Bara naturlig försurning Trots omfattande utsläppsminskningar kommer miljökvalitetsmålet inte att nås till år 2020. utsläpp 148 000 ton Kväveoxid Svaveldioxid utsläpp 50 000 ton Skogsmark försurningstrend bruten Sjöar, rinnande vatten högst 5% försurade högst 15% försurade År 2000 2005 2010 2015 2020

Kritisk belastning Den kritiska belastningen för försurning angett som 2- percentilen (skyddar 98% av ekosystemen) (ekvivalenter / ha/ år)

Överskridande av den kritiska belastningen (Enhet: % av ekosystemen, Skala: 0-100%) för 1990 års emissioner för emissioner enligt Göteborgs-protokollet

EMEP Eulerian Acid Deposition model - Svavel Deposition av oxiderat svavel från engelska källor 1997 Enhet: (g-S / m2)

Spridningsmodellering Europa-skala (DMU Roskilde)

Spridningsmodellering, Sverige- och Europa-skala (SMHI Norrköping) MATCH Sverige NO2 - EMEP-Europa emissionsdata - MATCH-Europa (44x44 km) - MATCH-Sverige (11x11 km) - Dataassimilation i MATCH-Sverige av nordiska luft- och nederbördskemiska mätvärden - SMED (emissionsdata Sverige 1x1 km)

Spridningsmodellering, Malmö Miljöförvaltning Exempel, kvävedioxid 2006 trädde Naturvårdsverkets miljökvalitetsnorm för kvävedioxid i kraft. På ett flertal platser i Malmö kommer normen överskridas eller tangeras år 2006. Spridningsberäkningen visar dagsläget Malmö. Kvävedioxidhalterna i figuren avser årsmedelvärden i µg/m3 för gatunivå. Amiralsgatan

Amiralsgatan, Malmö (slutet gaturum, ”street canyon”)

Spridning av luftföroreningar i ett slutet gaturum Spridningsmodell för gaturum: Operational Street Pollution Model (OSPM) Berkowicz et al. Danmarks Miljøundersøgelser, Risø, Danmark

Rådhuset, Malmö (mätningar i taknivå)

Mätvagn, Malmö Miljöförvaltning