Trafikemissioner & atmosfæriske processer samt effekter på natur og sundhed

Transkript

1 Trafikemissioner & atmosfæriske processer samt effekter på natur og sundhed Ole Hertel, Sektionsleder og Seniorforsker Afdeling for Atmosfærisk Miljø Danmarks Miljøundersøgelser Århus Universitet Foredrag ved

2 Trafikemissioner & atmosfæriske processer samt effekter på natur og sundhed Udslip fra transportsektoren bidrager til: - luftforurening & klimagasser Følgevirkninger: påvirkning af klimaet via partikler og gasser forsuring og eutrofiering -> tabt biodiversitet kort- og langtids helbredseffekter

3 Andelen af samlet Europæisk udslip i 2006 som er relateret til transport SO x NO x VOC CO NH 3 PM 2.5 PM 10 Vejtrafik Skibe Andre mobile Sum transport Andre kilder

4 Udslip af kvælstofoxider i Europa i 1999 Data: EMEP, Stuttgart Uni. & DMU

5 Kvælstofoxider fra dansk vejtrafik i 2004

6 Residential Off-road Industry 25 Power plants Road transport Tg NO 2

7 Eksempler på trajektorier i nordvest Europa

8 Mixing height (m) Grænselagshøjde

9 Stabil undertrykker spredning Neutral uændret spredning (~1 grad/100m) Ustabil forstærker spredning z U N S S S Ustabil A Stabil T

10 Vind Baggrunds forurening Recirkuleret forurening Læside Direkte udslip Vindside

11 målt beregnet vindretning

12 Højde over gaden (m) % af gadeforurening Ingen væsentlig forskel i i de nederste 5 m af by gaden Børn og voksne udsættes for samme niveau

13 Kvælstofoxider i bygade og bybaggrund Vind NO + O + NO O NO + ( hν NO O P O ( P) O + M O + Baggrunds forurening 80 ) M Læside Recirkuleret forurening Direkte udslip Vindside NO2 calculated (ppb) NO 2 observed (ppb)

14 Størstedelen af atmosfærekemien er drevet af OH radikaler i dagtimerne: O 3 + hν -> O( 1 D) + O 2 O( 1 D) + H 2 O -> 2OH OH + VOC -> RO 2 + RH RO 2 + NO -> NO 2 + RO NO 2 + hν -> O( 3 P) + NO O( 3 P) + O 2 -> O 3 Om natten har NO 3 radikalet en noget tilsvarende rolle

15 Atmosfærisk NO og NO 2 Atmosfærisk HNO 3 Tør NO 2 land NO x emission Tør Våd Atmosfærisk NO 3- i partikler Tør Våd

16 Partikler i bygade arbitrær akse Antal Masse Sekundære partikler lang-transport Kondensater og andre primære partikler især trafik Sod (trafik) Støv fra bremser (trafik) Grove slid fra dæk, bremser & vejbelægning Naturlige kilder Nano µm Ultrafine PM 10

17 Opsamlede partikler på filter Kugleformede legemer fra forbrænding Små legemer fra diesel sod Mineraler Salt PM stærkt variabel Hvad er relevant? masse, antal, sammensætning? Svært at måle og kontrollere.

18 NO OH HNO Typisk rate 5% i timen NH + HNO NH NO NaCl HNO NaNO HCl Partikeldannelse

19 Nødvendige input til gadeluft modellering: Meteorologiske data (målte eller beregnet) Emission data (opgørelser eller faktorer) Gade konfiguration Trafik data Bybaggrund (målt eller beregnet) Bybaggrund modellering: Meteorologiske data (beregnet) Emission data (opgørelser) Topografiske data Land use data

20 Børnekræftprojektet 50 Seks måneders NO2 målinger ved 200 adresser. 14 dages passive målinger (Palm tubes) NO 2 (nmol/mol(air)) NO 2 (ppb) Beregnet - modelled NO 2 (nmol/mol(air)) NO - measured 2 (ppb) Målt

21 1994 Jakob Haugaard i Folketinget med sloganet medvind på cykelstierne Glimrende forslag: Mere vind hurtigere frem mindre luftforurening Måske fordi han var ganske alene lykkedes det ikke helt!?

22 Katastrofen i London ekstra dødsfald under smog (smoke + fog) episode i perioden 4 12 December 1952 (Wilkins, 1954)

23 Fokus havde været på effekt af episoder Man troede regulering og centralisering af energi-produktion havde løst problemerne I begyndelsen af 1990erne så man i tidsserieanalyser af der var en effekt af langtidsudsættelse

24 Det amerikanske 6-byers studie i ændrede opfattelsen af effekterne Relativ dødsrate 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0, Fine partikler PM2.5 (µg/m3) Dockery et al. 1993, An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. The New England Journal of Medicine, 329, 24,

25 Trafikkens luftforurening har såvel kort- som langtidseffekter på befolkningens helbred: Luftvejssygdomme Hjerte-karsygdomme Kræft Allergi / astma Studier har vist at DNA skader kan ses efter blot 6 timers eksponering til byluft Man lever 1 år kortere i København pga luftforurening 6% af dødsfald i Østrig, Frankrig og Svejts tilskrives partikelforurening

26 Ved kø kørsel kan udstødning fra bilen foran suges direkte ind i ventilationen Van Wijnen et al 1995; Rank et al Samme rute giver samme udsættelse, men større dosis hos cyklist. Cyklisten kan vælge en renere rute og får samtidig motion

27 Beregninger med OSPM for 138 gader NO2 (μg/m 3 ) 2 (μg/m 3 ) Gade street level urban background Limit value By-baggrund

28 På cykel ml hjem & arbejde: korteste & reneste rute

29 Vores beregninger viser at man kan reducere sin udsættelse for forurening fra trafikken med ca. 30% ved at vælge en grøn rute gennem byens gader Folk udviser interesse for en grøn rutevælger gennem byen og der er noget at hente miljømæssigt

30 Udslip fra skibstrafik langt fra befolkningen Alligevel estimeres dødsfald af hjertekar & kræftsygdom relateret til skibstrafik Estimatet relaterer sekundær partikelforurening som stort problem

31 Udslip i lufthavne synes mest at være et problem i forhold til vejtrafik til og fra set i danske, tyske, hollandske og engelske studier Italiensk undersøgelse pegede på DNA skader hos lufthavnsarbejdere, men studiet er tvivlsomt Lufttrafik giver dog bidrag til samlet udslip

32 Kvælstof er det begrænsende næringsstof de fleste tempererede og polare økosystemer Reaktivt kvælstof input mindsker formentlig biodiversitet over hele range af afsætning

33 Øget algeproduktivitet Ændringer i arts struktur Episoder med skadelige alger Nedbrydning af søgræs og algekolonier Dannelse af generende algeformationer Nedbrydning af koralrev Øget iltforbrug & hypoxia Øget N 2 O produktion (drivhusgas)

34 International combustion International agricultur Limfjorden 41% 4% 24% 31% Danish combustion Danish agriculture North Sea 48% 30% 17% 5% Kattegat 35% 58% 2% 5% Jutland 41% 22% 5% 32% Sealand 25% 50% 16% 9% Baltic Sea

35 N deposition (kg N/ha/år) til danske landområder Kilde: DMU 2005

36 Sted Natur type Belastning (kg N/ha/år) NH3 (kg N/ha/år) Kritisk belastning (kg N/ha/år) Skals Ådal Rigkær 14 4 (2 lokale kilder) 5-10 Tuemosen højmose 11 2 (1 lokale kilder) 5-10 Overdrev ved Fussing sø Overdrev 12 3 (2 lokale kilder) Nipgård Sø sø 10 3 (2 lokale kilder) 5-10 Sømose i Løvenholm Skov højmose 10 1 (0.5 lokale kilder) 5 10 Færgemosen mose 11 2 ( 2 lokale kilder) 10 15/10 20 Rødesø sø 8 1( 0.5 lokale kilder) 5-10 Hængesæk ved Påruplund Overdrev 10 1( 0.5 lokale kilder) 5-10 Bavnhede Hede 13 3 (2 lokale kilder) Grane Langsø Sø 9 2( 0.5 lokale kilder) 5-10 Ved Røverstuen mose 12 3 ( 2 lokale kilder) 5-10 Spidsbjerg/Madbjerg hede 12 2 ( 1 lokale kilder) Ejer Skov løvskov 25 6 ( 4 lokale kilder) Uldrup Bakker løvskov 22 6 ( 3 lokale kilder) Gudenåens kilder mose 12 3 (2 lokale kilder) 5-10 Lyseskov Enslev Bjerge Dyrby Krat Stabelhøje Stenholt Mose Bjerre Skov Tåstrup Mose Bygholm Ådal løvskov mose løvskov højmose mose løvskov mose højmose (2 lokale kilder) 3 (2 lokale kilder) 8 ( 6 lokale kilder) 3 ( 2 lokale kilder) 2 ( 1 lokale kilder) 10 ( 8 lokale kilder) 3 ( 2 lokale kilder) 5 ( 4 lokale kilder)

37 Bidraget fra danske og udenlandske kilder til afsætningen af kvælstof i Denmark i 2004 Forbrænding udland 37% Landbrug udland 18% Forbrænding Danmark 5% Landbrug Danmark 40% Kilde: DMU 2005

38

39 De koblede modeller i THOR systemet Langtransport By skala Vejr Gadeniveau Roof level wind Background pollution Recirculating air Foretages 3-dages prognoser af luftkvaliteten 4 gange om dagen i THOR Leeward side Direct plume Windward side