Luftforurening. Lise Marie Frohn Seniorforsker, Fysiker, Ph.D. Danmarks Miljøundersøgelser. Danmarks Miljøundersøgelser Aarhus Universitet

Transkript

1 Luftforurening Lise Marie Frohn Seniorforsker, Fysiker, Ph.D. Danmarks Miljøundersøgelser

2 Oversigt Hvad er luftforurening? Hvordan kvantificeres luftforurening? - målinger - modeller Grænseværdier for luftforurening kort strække-ben pause Luftforurening og helbredseffekter Dosis-respons funktioner Proxy for eksponering

3 Hvad er luftforurening? En definition: En situation hvor stoffer, komponenter eller andet er til stede i en mængde der signifikant overstiger det normale niveau og hvor målbare effekter optræder i mennesker, dyr, vegetation eller materiel (Oversat fra Seinfeld og Pandis, 1998) Typiske komponenter: Svovl, kvælstof, kulstof, tungmetaller

4 Hvordan kvantificeres luftforurening? Kilder til luftforurening er mangfoldige:

5 Målinger og modeller Målinger: Aktuelle koncentrationsniveauer på målestationer Aktuelle depositionsniveauer på målestationer Sæsonvariationer Udvikling af koncentration og deposition over længere tidsperioder Modeller: Geografisk fordeling i koncentrationsniveauer Geografisk fordeling af depositionsmængder Bidrag fra lokale kilder og andre kildeområder Scenariestudier - prognoser, reduktionstiltag, påvirkning fra nye kilder osv.

6 Målinger af luftforurening a) Landbaggrund b) Bybaggrund c) Gade

7 Målinger i byområder Jagtvej (gade) HCØ (bybaggrund) C(gade) = C(gade_bidrag) + C(bybaggrund) C(bybaggrund) = C(by_bidrag) + C(landbaggrund)

8 Modellering af luftforurening Start koncentration i luften Udslip (emission) Kemisk omdannelse Spredning i luften Anderledes koncentration og sammensætning Afsætning (deposition)

9 Modellering - emissioner

10 Modellering - dynamik Dag Nat

11 Modellering - dynamik

12 Modellering dynamik og kemi NH 3 - koncentration april, timers middelværdier

13 Modellering dynamik og kemi NO 2 - koncentration april, timers middelværdier

14 Modellering dynamik og kemi NH 4 NO 3 - koncentration april, timers middelværdi

15 Modellering flere modeller koblet Vejr Byskala Langtransport Roof level wind Leeward side Background pollution Recirculating air Direct plume Windward side Gaderum

16 Modellering af bybaggrund Luftforurening beregnet med bybaggrundsmodellen UBM NOX (µg/m 3 ) H.C.Ø Institut Jagtvej 14 to to to to to to to H.C.A. Boulevard

17 Modellering af gadeniveau NO 2 (µg/m 3 ) 80 NO2 (µg/m 3 ) Street Urban background street level urban background Limit value

18 AirGIS systemet Width of carriageway De unikke databaser der er tilgængelige i Danmark gør det muligt at beregne eksponering på meget detaljeret niveau. Dette udnyttes fx i AirGIS systemet, som kobler gaderums-modellen med cpr data og bygningsinformationer Building & Dwelling (BBR) Property limits (MR) Distance from facade to road centre line Perpendicular Receptor point Address National and local databases Wind sector Population (CPR) Street orientation Business (CER) Address point Road centre line Building Road and Traffic

19 Grænseværdier for luftforurening nuværende (2005) Stof Grænse Højeste målte (2006) SO 2 (hr) SO 2 (d) PM 10 (d) Bly (y) CO (8-hr max) 350 g/m 3 (24/år) 125 g/m 3 (3/år) 50 g/m 3 (35/år) 500 ng/m 3 10 mg/m 3 57 g/m 3 5 g/m 3 64 g/m 3 (fx 80 i Odense) 9 ng/m 3 2,7 mg/m 3

20 Grænseværdier for luftforurening fremtidige (2010 og 2015) Stof Grænse Højeste målte (2006) NO 2 (hr) NO 2 (y) PM 2.5 (y) Benzen (y) 200 g/m 3 (18/år) 40 g/m 3 25 g/m 3 5 g/m g/m 3 53 g/m 3 15 g/m 3 2,3 g/m 3

21 5 minutters pause

22 Luftforurening og helbredseffekter ekstra dødsfald under smog (smoke + fog) episoden som varede fra den 4 12 December 1952 (Wilkins, 1954).

23 Luftforurening og helbredseffekter - Luftforurening og KOL (Schwartz, 1994; Anderson, 1997; Sunyer, 1997) - Luftforurening og forskellige kræftformer (Hemminki & Pershagen, 1994;Know & Gilman, 1997) - Reduktion i forventet levetid ~ 1 år på grund af PMniveauer svarende til dem i København (Brunekreef, 1997) - 6% af alle dødsfald i Østrig, Frankrig og Schweitz er relateret til PM eksponering (Künzli et al., 2000). - Studier i Oslo indikerer en sammenhæng mellem astma medicin indtag og PM eksponering

24 Partikler i gaderummet Antal Masse Kondensater og andre primære partikler, mest fra trafik Nano µm Ultrafine PM 10 Sekundære partikler langtransport Sod (trafik) Støv fra bremser (trafik) Store partikler fra dæk og vejkonstruktion Naturlige kilder

25 Dosis-respons funktioner Definition: En dosis-respons funktion angiver sammenhængen mellem eksponering for et specifikt stof og ændringen i et defineret slutpunkt* for hvilket der foreligger videnskabeligt funderet indikation for en sammenhæng til eksponeringen * fx en specifik sygdom eller et dødsfald, enten akut eller som følge af lang tids eksponering

26 Dosis-respons funktioner Relative death rate 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 y = 0.015x R 2 = Fine particles PM 2.5 (µg/m 3 ) Dockery et al. 1993: An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. The New England Journal of Medicine, 329, 24,

27 Dosis-respons funktioner Antages ofte at være lineære, men er det formentlig ikke Afhænger højst sandsynligt af alder, køn, eksponeringsmæssig forhistorie og generel helbredstilstand Kan have en tærskelværdi under hvilken der ikke er noget målbart respons Relateres ofte til årsmiddelværdier, men det er formentlig også korte episoder der er væsentlige

28 Dosis-respons funktioner Slutpunkter for hvilke der pt foreligger veldokumenterede dosis-respons funktioner: Congestive heart failure (over 65) Restricted activity days (voksne) Bronchodilator usage Cough Lower respiratory symptoms Respiratory hospital admissions Cerebrovascular hospiral admissions Chronic bronchitis (voksne) Chronic cough (børn) Lung cancer Acute and chronic mortality

29 Dosis-respons funktioner Pope et al., 1995: Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of US adults. Am J Respir Crit Care Med, 151, Pope et al., 2002: Lung cancer, cardiopulmonary mortality and long-term exposure to fine particulate air pollution. J Am Med Assoc, 287, 9, Pope and Dockery, 2006: Health effects of fine particulate air pollution: lines that connect. J Air Waste Man Assoc, 56,

30 Dosis-respons funktioner Popes resultater er baseret på en amerikansk kohorte på personer som er fulgt fra 1979 til Sammenhængen mellem partikel-koncentration og dødelighed er tydelig: 10 g/m 3 stigning i PM2.5 giver en øget dødelighed på 3,9% Der er også klar sammenhæng mellem lungekræft og partikelkoncentration: 10 g/m 3 stigning i PM2.5 giver 8% øget risiko for lungekræft

31 Dosis-respons funktioner Der er ingen europæiske kohorte studier i samme størrelsesorden Dosis-respons funktioner for de øvrige slutpunkter er ofte baseret på meget mindre befolkningsudsnit, fx er funktionen for RAD defineret ud fra personer som er fulgt i perioden Ikke alle befolkningsgrupper er lige egnet fx på grund af rygning...

32 Modelleret eksponering

33 Vestforbrændingen i Glostrup, koncentration og eksponering lokalt

34 Befolkningsdata, Europa

35 Vestforbrændingen, regional koncentration og eksponering, SO 2

36 Vestforbrændingen, regional koncentration og eksponering, CO

37 Vestforbrændingen, regional koncentration og eksponering, PM 2.5

38 Vestforbrændingen, regional koncentration og eksponering, NO3-

39 Vestforbrændingen, regional koncentration og eksponering, SO 2+ 4

40 Hvad er en god proxy for eksponering? Bopæl (indenfor/udenfor)? Arbejdsadresse / skole? Afstand fra bopæl til trafikeret vej? Afstand fra bopæl til kraftværk eller anden stor kilde? Fysisk aktivitetsniveau?

41 Proxy for eksponering

42 Det er nemmere at modellere end at måle...