Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Uteluft - luftkvalitetskriterier

Kilder og nivåer av svevestøv

Viktige kilder for svevestøv er veitrafikk, vedfyring og langtransportert svevestøv fra andre land.

Hopp til innhold

Hovedpunkter - svevestøv

  • Menneskeskapte kilder til svevestøv kan deles inn i stasjonære­ og mobile kilder.
  • Stasjonære kilder inkluderer ulike forbrenningsanlegg for energiproduksjon, ulike industrier, avfallsbehandling, byggeplasser, erosjons-­ og veistøv.
  • I en del norske byer og tettsteder kan også vedfyring under spesielle forhold bidra vesentlig til svevestøvnivåene.
  • Mobile kilder bidrar vanligvis mest, særlig dieselkjøretøyer uten partikkelfilter.
  • Langtransportert støv vil kunne bidra betydelig til lokal forurensning. Ved regionale bakgrunnsstasjoner bidrar langtransportert luftforurensning til de målte nivåene av svevestøv. Her ligger konsentrasjonene gjennomsnittlig på 3­4 µg/m3 for PM2,5 i årsmiddel. Dette gir et langtransportbidrag på 30­-40 % ved typiske veinære målestasjoner for årsmiddel. Langtransportert svevestøv gir et vesentlig lavere bidrag til kortvarige høye topper i byene. 

Kilder til svevestøv

Ettersom svevestøv består av både primære og sekun­dære partikler, må begge typer utslipp vurderes [4]. De viktigste kildene er oppsummert i tabell 1 og 2 under Partikkelegenskaper. Menneskeskapte kilder kan videre deles inn i stasjo­nære og mobile kilder. Stasjonære kilder inkluderer ulike forbrenningsanlegg for energiproduksjon, industri eller avfallsbehandling, oppvarming, metall-­, mineral-,­ petrokjemisk­ og treforedlingsindustri, byggeplasser, erosjons-­ og veistøv. Mobile kilder er i all hovedsak motorkjøretøyer som danner primærpartikler og slipper ut forløpergasser som kan danne sekundær­ partikler i atmosfæren. Svevestøv kan også deles inn i lokalt generert støv og langtransportert støv. Lang­transportert støv kan bidra betydelig til lokal forurens­ning, 30­-40 % av årsmidlet for PM2,5 er langtransportert ved typiske veinære målestasjoner, mens ved kortvarige høye topper i byene er bidraget vesentlig lavere. I årene 2006-­2010 er det vist at 57 % av langtransportert PM2,5 kommer fra kilder utenfor Norge (figur 3).

Figur 3. Ulike kilder til nedfall av svevestøv (PM2,5) i Norge vist som gjennomsnittlig prosentvis bidrag fra ulike kilder i årene 2006-­2010
Figur 3. Ulike kilder til nedfall av svevestøv (PM2,5) i Norge vist som gjennomsnittlig prosentvis bidrag fra ulike kilder i årene 2006-­2010. (Kilde: Meteorologisk institutt).

Trafikk

Forbrenningsmotorer i biler, motorsykler, lastebiler osv. utgjør i dag den viktigste kilden til PM2,5  i de fleste tettbefolkede områder. Dieselmotorer står igjen for størsteparten av disse partikkelutslippene. Ifølge US Environmental Protection Agency (EPA) inneholder dieseleksos over 20 000 kjemiske stoffer, der bare rundt 500 er identifisert, bl.a. CO, CO2, svovel­- og nitrogenforbindelser, og en rekke lavmolekylære hydrokarboner som aldehyder, benzen, PAH, nitro­-PAH og ulike partikler. Dieseleksospartikler (DEP) består av partikler med en kjerne av elementært karbon og adsorberte hydrokarboner, samt små mengder sulfat, nitrat og metaller. Størrelsesmessig består DEP av fine partikler inkludert store mengder ultrafine partikler (figur 4).

Den viktigste kilden til DEP er veitrafikk. Tidligere var det stort sett lastebiler og busser som var utstyrt med dieselmotorer, men med utviklingen av stadig bedre og mer drivstoffgjerrige dieselmotorer har andelen personbiler med dieselmotor økt mye i europeiske land. DEP kan også stamme fra andre kilder som skip, dieseldrevne lokomotiver og ulike tunge maskiner. Sammenlignet med bensinmotorer er forbrennings­reaksjonene i dieselmotorer langt mer ufullstendige, noe som resulterer i betydelig større utslipp av sotpar­tikler. Forbedrete forbrenningsprosesser i nyere diesel­motorer og bruk av dieselpartikkelfiltre har imidlertid redusert utslippene fra moderne dieselbiler betydelig.

Figur 4. Dieseleksospartikler. Figuren er modifisert fra U.S. EPA ”Health effects assessment document for diesel engine exhaust” [11].
Figur 4. Dieseleksospartikler. Figuren er modifisert fra U.S. EPA ”Health effects assessment document for diesel engine exhaust” [11].

Biltrafikk er også den viktigste kilden til grove partikler, hovedsakelig dannet ved slitasje på veidekket og på bildeler som bremser og dekk. Bruken av piggdekk vinterstid, gjør at Norge og andre tilsvarende områder har et betydelig høyere innslag av mineralpartikler i uteluften enn i andre deler av verden. Målinger blant annet fra Elgeseter gate i Trondheim har vist at over 90 % av veistøvet kan bestå av mineralpar­tikler fra veidekke [12]. Videre er det blitt undersøkt hvilke evner ulike dekktyper har til å slite veidekket i lukkede omgivelser (ringbaneforsøk). Disse forsøkene viste at piggdekk ga størst slitasje på veidekke og også økte nivåer av støv (spesielt mineralstøv) [13].

Studier fra Sverige har vist at slitasje av vei belagt med granittholdig eller kvartsittholdig asfalt, hovedsakelig ga opphav til grove mineralpartikler bestående av silisium, oksygen, aluminium og kalsium [14]. Slitasje på bremseklosser og bremseskiver førte til dannelse av en betydelig andel metallholdige partikler. Mer enn en tredjedel av den massen som slites av fra bremseklosser ble frigjort i form av svevestøv. Gjennomsnittsstørrelsen til disse partiklene lå på rundt 1­2 µm, og de besto blant annet av jern, barium og kobber [15]. Bildekkpartikler er en av de viktigste kildene til sink og kadmium i sveve­støvet, og kan også inneholde betydelige mengder PAH [16, 17]. En svensk undersøkelse har nylig vist at slitasje av bildekk mot asfalt kan danne ultrafine partikler.

Slitasje på metallpiggene i piggdekk vil trolig også føre til dannelse av metallpartikler, men det foreligger per i dag ingen studier av dette. Videre er det i tunneler med togtrafikk funnet høye nivåer av metallrike partikler [18].

Vedfyring

I Norge er det et betydelig innslag av vedfyrings­partikler vinterstid. Det dannes også store mengder «vedfyringspartikler» og forbrenningsgasser under skogbranner. Studier utført ved Folkehelseinstituttet viser at de fysiske og kjemiske egenskapene til vedfyringspartikler skiller seg klart fra forbrennings­partikler fra bilmotorer. Vedfyringspartikler inne­holdt bl.a. over hundre ganger høyere nivåer av PAH sammenlignet med dieseleksospartikler og veistøv [19, 20]. Ulike forbrenningsforhold vil kunne påvirke sammensetningen av vedfyringspartiklene [21].

Industri

Selv om det er lite tungindustri igjen i Norge, finnes det fremdeles enkelte områder der industrielle utslipp er hovedkilden til svevestøvforekomster. Eksempelvis har Mo i Rana hatt svært høye nivåer av svevestøv som følge av utslipp fra den metallurgiske industrien [22].

Eksponering og forurensningsnivåer for svevestøv i Norge

Eksponering

Reelle personlige eksponeringsnivåer for svevestøv er vanskelig å beregne. Svevestøvmålinger fra et lite antall målestasjoner brukes ofte for å beskrive situa­sjonen i et område, og bostedsadresser benyttes som grunnlag for beregning av eksponeringsnivåer. Slike data kan være svært unøyaktige, da den enkeltes aktivitet og oppholdstid i forurensede områder vil variere. Særlig for personer som tilbringer mye tid i rushtrafikken vil denne eksponeringen ha stor betydning for den totale svevestøveksponeringen, rundt 30 til 50 %, beregnet ut fra en irsk undersøkelse [23]. For personer som derimot oppholder seg mye i nærmiljøet vil en lokal målestasjon være et bedre mål på eksponeringen. Dette er for eksempel vist ved studier av eldre i aldershjem hvor det var en høy korrelasjon mellom personbårne målinger, målinger utenfor hjemmet og en sentral målestasjon i nærheten [24].

Mye tyder nå på at svarte karbonpartikler viser større korrelasjon enn PM2,5 for individuell eksponering når faste målestasjoner brukes, og er et bedre mål for forbrenningspartikler enn PM2,5. Partikkelstørrelsen av de svarte karbonpartiklene kan variere, og er avhengig av avstanden til utslippskilden. For eksempel vil svarte karbonpartikler nær en hovedvei inkludere mye ultrafine partikler. Daglig variasjon i svarte karbonpartikler i byer og tettsteder assosieres sterkest med utslipp fra lokal trafikk.

I tillegg til svevstøvkonsentrasjonen i luften vil også deponeringseffektivitet i luftveiene og retensjonstid ha stor betydning for inhalerte partiklers evne til å forårsake helseskade.

Svevestøvnivåer i Norge

Svevestøv er både internasjonalt og i Norge målt ved PM10. Målinger av PM2,5 er nå også innført de fleste steder. Ultrafine partikler (PM0,1) måles ikke rutinemessig, men er forsøksvis blitt målt. Likeledes er måling av svarte karbonpartikler blitt aktualisert i den senere tid.

Konsentrasjonene av svevestøv i byer og tettsteder i Norge varierer med utslipp fra ulike kilder, topografiske og klimatiske forhold. Nivåene av svevestøv (PM10) har falt siden 1970­-årene, men i mindre grad enn enkelte andre komponenter, som SO2 (se figur 5 fra Oslo). Fra 1990-­tallet har PM10­-nivåene holdt seg relativt stabile med en svak reduksjon.

Figur 5. Vintermiddelkonsentrasjoner for ulike luftforurensningskomponenter i Oslo.
Figur 5. Vintermiddelkonsentrasjoner for ulike luftforurensningskomponenter i Oslo.

I de største byene i Norge er konsentrasjonene fortsatt relativt høye, spesielt på grunn av veitrafikken. De høyeste konsentrasjonene forekommer på kalde dager med tørt vær og tørr veibane i piggdekksesongen. På slike dager er det også liten luftutskiftning, og det kan da forekomme episoder med konsentrasjoner av partikler (PM10) på mellom 100 og 300 μg/m i døgnmiddelkonsentrasjon. For PM2,5 kan det fore­ komme episoder med konsentrasjoner mellom 50 og 70 µg/m3. PM2,5-­konsentrasjonene  har enkelte år blitt målt spesielt høye på nyttårsaften, hvor konsentrasjoner over 100 µg/m3 har forekommet. Det er naturlig å tenke seg fyrverkeri som kilde.

Antall overskridelser av døgnmiddelkonsentrasjonene ved utvalgte veinære stasjoner i Oslo, Bergen, Trondheim og Lillehammer viser opp i mot hundre dager med nivåer over luftkvalitetskriteriene på 30 µg/m3 PM10 og 15 µg/m3 PM2,5 (figur 6A og B).

Det er også overskridelser av  forskriftsfestede grenseverdier for døgnmiddel PM10 (figur 6 C). Forurensningsforskriftens kapittel 7 om lokal luft­ kvalitet har grenseverdier for årsmiddel både for PM10 og PM2,5. Årsmiddelverdien for PM10 skal ikke overskride 40 µg/m3, mens døgnmiddelverdien ikke skal over­skride 50 µg/m3 mer enn 35 ganger i et kalenderår for PM10. Grenseverdien for PM2,5 er 25 µg/m i årsmiddel.

Figur 6. Antall overskridelser av luftkvalitetskriteriene for døgnmiddelskonsentrasjon PM10 (A) og PM2,5 (B) ved utvalgte veinære målestasjoner
Figur 6. Antall overskridelser av luftkvalitetskriteriene for døgnmiddelskonsentrasjon PM10 (A) og PM2,5 (B) ved utvalgte veinære målestasjoner i Oslo PM10 (Alnabru målestasjon) Oslo PM2,5 (Alnabru og Kirkeveien målestasjon), Bergen (Danmarksplass målestasjon), Trondheim (Elgeseter målestasjon) og Lillehammer (Bankplassen målestasjon) fra 2006 til 2012. Grønn linje viser luftkvalitetskriteriene. C, viser antall over overskridelser av grenseverdien for døgn­middel PM10 gitt i forurensningsforskriften kapittel 7 i årene 2004­-2012 i ulike norske byer. Rød linje viser forskriftens krav til antall tillatte overskridelser. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.

Tidlig på 2000-­tallet var det overskridelser av gren­severdiene for døgnmiddel i flere norske byer, men siden har antall overskridelser gått ned. I 2012 hadde Trondheim og Mo i Rana mer enn 35 døgnmidler over 50 µg/m3. Beregninger for 2007, utført av Norsk  institutt for luftforskning (NILU), viser at mange mennesker er utsatt for helseskadelig luftforurensning i Oslo og Trondheim.

I de fleste byer i Norge er det et mindre problem med å oppfylle grenseverdiene for årsgjennomsnittet for PM10 (figur 7A) og PM2,5 (figur 7B), mens luftkvalitetskriterienes årsmiddelverdi for begge komponentene overskrides i de fleste byene. PM2,5­-konsentrasjonene kan også være høye på kalde, tørre vinterdager, med liten luftutskiftning. Siden PM2,5­ ble inkludert på et senere tidspunkt i forskriftene for lokal luftkvalitet, er det foretatt langt færre rutinemessige målinger av denne størrelsesfraksjonen.

Figur 7. Høyeste målte årsmiddelverdi (μg/m3) av PM10 (A) og PM2,5 (B) ved målestasjoner i norske byer. Rød linje viser forurensningsforskriftens grenseverdi for årsmiddelkonsentrasjon. Grønn linje viser luftkvalitetskriteriene. Kilde: Sentral database for luftovervåkning. 2013..
Figur 7. Høyeste målte årsmiddelverdi (μg/m3) av PM10 (A) og PM2,5 (B) ved målestasjoner i norske byer. Rød linje viser forurensningsforskriftens grenseverdi for årsmiddelkonsentrasjon. Grønn linje viser luftkvalitetskriteriene. Kilde: Sentral database for luftovervåkning. 2013..

Det er gjort enkelte målinger på partikler med aero­ dynamisk diameter lik og under 1 µm (PM1) i Norge. Årsmiddelkonsentrasjonen av PM1 var 10 µg/m3 i Oslo i 2011, dette nivået er tilsvarende som for PM2,5. Maksimum døgnmiddelkonsentrasjon av PM1 i Oslo lå mellom 40 og 60 µg/m3 i perioden 2008 til 2012, som vist i figur 8.

Figur 8. Døgnmiddelverdier (µg/m3) av PM målt i Oslo i perio­den 2008­-2012. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.
Figur 8. Døgnmiddelverdier (µg/m3) av PM målt i Oslo i perio­den 2008­-2012. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.

Da det har vært økende interesse for PM0,1-­fraksjonen, har det forsøksvis vært foretatt målinger ved enkelte målestasjoner i Oslo. Disse viser at målestasjonen med mye biltrafikk ga høyere nivåer av PM0,1 (både for masse og antall partikler) enn bybakgrunn (figur 9).

Figur 9. Vintermiddelkonsentrasjon av PM0,1 målt som μg/m3 og antall partikler/cm3 ved målestasjonene Sofienbergparken og Smestad i løpet av vinteren 2007-2008
Figur 9. Vintermiddelkonsentrasjon av PM0,1 målt som μg/m3 og antall partikler/cm3 ved målestasjonene Sofienbergparken og Smestad i løpet av vinteren 2007-2008. Kilde: Oslo kommune, bymiljøetaten.

Før man innførte målinger av PM10 og PM2,5 var det konsentrasjonen av sot som ble målt i Norge. Derfor viser målingene på partikler i Norge fra 1950-­tallet og frem til 1990-­tallet sotnivåene. Vintermiddelkonsentra­sjonene viser en kraftig reduksjon i nivåene fra slutten av 1950-­tallet til starten av 1960-­tallet (figur 10). Disse reduksjonene skyldes overgang fra bruk av koks og kull til bruk av fyringsoljer og elektrisitet til boligoppvarming. Det var også reduserte utslipp fra industrien i denne perioden. Sotnivåene viste videre en jevn nedgang fra 1977 til 1983. Årsaken til denne reduksjonen er mest sannsynlig redusert bruk av fyringsoljer. Fra 1983 har det vært en stabilisering av nivåene [25].

Figur 10. Historisk utvikling av vintermiddelkonsentrasjoner av sot fra 1958/59­1996/97. Figuren er hentet fra en NILU­-rapport (OR 69/98) publisert i 1998. Grenseverdien som det henvises til er luftkvalitetskriteriene for PM10 fra 1992.
Figur 10. Historisk utvikling av vintermiddelkonsentrasjoner av sot fra 1958/59­1996/97. Figuren er hentet fra en NILU­-rapport (OR 69/98) publisert i 1998. Grenseverdien som det henvises til er luftkvalitetskriteriene for PM10 fra 1992.

I en ny stor europeisk studie (ESCAPE) ble svevestøv­nivåene i Oslo og en rekke andre byer sammenlignet i perioden 2008­-2011. Et stort antall målesteder, som inkluderte både gate ­og bakgrunnsstasjoner, ble brukt i hver by. For å sikre mest mulig sammenlignbare målinger i de ulike byene ble det benyttet standard­iserte metoder for måling, og analysene ble foretatt i et laboratorium. PM10­, PM2,5­ og grovfraksjonen ble beregnet ut i fra målinger fra flere årstider og vil ikke være representative for årsmidlene ved de ulike måle­stasjonene som har kontinuerlige målinger over hele året. Målingene viste store variasjoner mellom ulike byer i Europa, og også store variasjoner innen byene. Konsentrasjonene i Oslo for alle PM-­fraksjonene var på omtrent samme nivå som i andre nordiske hoved­ steder, men lavere enn i de fleste større byer ellers i Europa [26]. For PM10 var de beregnede gjennomsnittlige årsverdiene i Oslo på 14,8 µg/m3, for PM2,5  8,6 µg/m3 og for grovfraksjonen på 6,1 µg/m3. Det er viktig å merke seg at de beregnende gjennomsnitts­konsentrasjonene for Oslo var vesentlig lavere enn årsmiddelkonsentrasjon målt for tilsvarende år (figur 7). Dette kan skyldes at i figurene er bare den måle­stasjonen med høyest årsmiddel angitt, mens målin­gene i ESCAPE­-studien også inkluderte bakgrunnsstasjoner. I tillegg ble målingene i ESCAPE foretatt over kortere perioder, og årsmidlet ble beregnet ut fra dette.