Ellermann, T., Massling, A., Løfstrøm, P, Winther, M., Nøjgaard, J. K. & Ketzel. M. 2011. Undersøgelse af luftforureningen på forpladsen i Københavns Lufthavn Kastrup i relation til arbejdsmiljø. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi. 148 s. – Teknisk rapport fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 5. http://www2.dmu.dk/Pub/TR5.pdf

Sammenfatning

Nærværende rapport er udarbejdet til Københavns Lufthavne A/S af DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi, Aarhus Universitet (DCE). Rapporten præsenterer resultaterne af DCE’s undersøgelse af luftforureningen på forpladsen[1] i Københavns Lufthavn Kastrup i relation til arbejdsmiljø. Undersøgelsen er udført i perioden 2009 til 2011.

Formålet med undersøgelsen er at kortlægge luftforureningen på forpladsen på lufthavnen og bestemme kilderne til luftforureningen. Undersøgelsen har fokus på arbejdsmiljøet. Derfor er der lagt vægt på at bestemme luftforureningen i de områder, hvor personalet på forpladsen arbejder.

Undersøgelsen omfatter de luftforureningskomponenter, som mistænkes for at kunne give anledning til arbejdsmiljøproblemer på forpladsen. Det drejer sig om følgende: Kvælstofoxider (NO og NO₂), svovldioxid (SO₂), massen af partikler med diameter under 2,5 µm (PM_2,5), partikelantal[2] og deres størrelsesfordeling, elementært kulstof (sod), polycykliske aromatiske hydrocarboner (PAH) og udvalgte flygtige organiske stoffer (VOC).

Undersøgelsen er baseret på en kombination af målinger, opgørelse af udledninger og modelberegninger. De væsentligste delelementer er følgende:

• Måling af kvælstofoxider og PM_2,5 på forpladsen ved Gate B4 (Station B4). Målingerne af disse stoffer ved udkanten af Københavns Lufthavn (Station Øst og Vest) inkluderes også i undersøgelsen. Disse målinger foretages af DCE for Københavns Lufthavne A/S i forbindelse med overvågningen af luftkvaliteten ved udkanten af Københavns Lufthavn.
• Måling af partikelantal (6 – 700 nm i diameter)[3] og størrelsesfordeling af partiklerne ved Gate B4 og ved de to stationer i udkanten af lufthavnen (Station Øst og Vest).
• Målekampagne med måling af den geografiske fordeling af luftforureningen på forpladsen.
• Målekampagne med måling af PAH og udvalgte VOC samt partikelbundet organisk kulstof og elementært kulstof (sod),
• Målekampagne med måling af svovldioxid ved Gate B4.
• Opgørelse over udledninger fra kilder i lufthavnen. Opgørelsen omfatter udledninger af kvælstofoxider, PM_2,5, VOC, carbonmonoxid (CO) og det samlede brændselsforbrug (jet fuel, diesel mm.).
• Modelberegninger af niveauerne og kilderne til luftforureningen. Modelberegningerne omfatter kun kvælstofoxider og PM_2,5. Modelberegningerne for selve forpladsen er udført med en geografisk opløsning på 5 m x 5 m for bedst muligt at kunne tage højde for placering af kilder i forhold til arbejdsområderne og bygningernes indvirkning på spredning af luftforureningen.

 

Undersøgelsen har ført til følgende hovedkonklusioner:

Koncentrationerne af kvælstofoxider og svovldioxid på forpladsen ligger under de niveauer, som måles på H.C. Andersens Boulevard (HCAB) i forbindelse med den danske overvågning af luftkvalitet. HCAB er en af de mest trafikerede bygader i København (omkring 60.000 køretøjer dagligt). Koncentrationerne ligger også under EU’s grænseværdier for luftkvalitet for disse to stoffer.

Målingerne af VOC omfatter stoffer, der dels findes i baggrundsluften og dels forventes at komme fra kilderne på forpladsen (køretøjer og fly) og som kan give effekter på helbredet. Koncentrationerne af de målte VOC ligger på niveau med bybaggrunden i København. N-octan og trimethylbenzenerne, der kan relateres til jet fuel, ligger på et niveau på 2-6 gange niveauerne målt i bybaggrund, men der er dog tale om lave koncentrationer. Målingerne af VOC bliver ikke foretaget på HCAB, så der kan ikke laves en sammenligning med niveauerne på en stærkt trafikeret gade. Undtagen benzen, hvor resultaterne viser, at koncentrationen af benzen på forpladsen ligger under såvel niveauet på HCAB som under EU’s grænseværdi.

Målingerne omfatter også aldehyder, som kan give irritation af øjne, næse og hals og som kan stamme fra afbrænding af jet fuel. De gennemsnitlige koncentrationer (8 timers middelværdier) af aldehyder på forpladsen ligger betydeligt under de niveauer, som forventes at give irritation. Dog kendes koncentrationsniveauerne ikke for spidsbelastninger i kortere tidsrum.

Undersøgelsen har omfattet en række aspekter af partikelforureningen i lufthavnen. Resultaterne viser, at partikelantallet er omkring to til tre gange større på forpladsen end på HCAB. De meget små partikler med diameter mellem 6 og 40 nm udgør omkring 85 - 90% af det samlede partikelantal på forpladsen. Det er netop for denne partikelfraktion, der er stor forskel mellem forpladsen og HCAB. Disse partikler stammer hovedsageligt fra forbrænding af jet fuel og diesel på forpladsen. Ved udkanten af lufthavnen (Station Øst og Vest) ligger partikelantal 20 – 40 % under niveauet på HCAB.

De større partikler med diameter op til 2,5 µm måles ved deres masse og betegnes PM_2,5. Niveauet for PM_2,5 på forpladsen svarer omtrent til HCAB, mens PM_2,5 ved Station Øst og Vest ligger på et niveau mellem HCAB og bybaggrund i København. Disse partikler stammer hovedsageligt fra kilder uden for lufthavnen.

Indholdet af PAH i partiklerne på forpladsen ligger på omkring en tredjedel eller mindre i forhold til de koncentrationer, som måles på HCAB. Ligeledes ligger niveauet under de niveauer, der blev målt på forpladsen på Leonardo Da Vinci Lufthavn i Rom. Der skal dog tages forbehold for at betingelserne for prøveopsamlingen varierede en del mellem undersøgelserne på lufthavnene i København og Rom (Cavallo et al., 2006) . EU har fastlagt en grænseværdi for luftkvalitet af benzo[a]pyren, der anses for at repræsentere luftforureningen med de kræftfremkaldende PAH’er. Målingerne på forpladsen viser, at målværdien ikke overskrides.

Målingerne har også omfattet mængden af elementært kulstof (EC; også kaldet sod) i partiklerne, som i lufthavnen ligger på lidt under halvdelen af niveauet på HCAB. Til gengæld ligger mængden af organisk bundet kulstof (OC) på niveau med HCAB, hvilket viser, at der må være en kilde til disse stoffer på eller tæt ved lufthavnen. Dette er ikke undersøgt nærmere.

Det er udarbejdet en geografisk detaljeret opgørelse over udledninger af kvælstofoxider, partikler, flygtige organiske stoffer og carbonmonoxid (CO). Usikkerheden på opgørelsen er relativt stor grundet de mange hundrede forskellige kilder til luftforureningen på forpladsen.

For kvælstofoxider og partikler kommer den største andel af udledningerne på forpladsen fra handlingskøretøjerne[4] efterfulgt af flyenes APU (hjælpemotor), flyenes hovedmotorer og den mindste andel fra almindelig trafik på forpladsen. For de flygtige organiske forbindelser og CO stammer hovedparten af udledningerne fra flyenes hovedmotorer.

Opgørelsen af udledningerne har endvidere peget på, at op mod halvdelen af partikeludledningerne fra flyenes hovedmotorer skyldes svovlindholdet på omkring 900 ppm i jetfuel fra lufthavnen. Ved afbrænding af svovlholdigt brændsel dannes sulfatholdige ultrafine partikler. Målinger af svovldioxid peger ligeledes på en kobling mellem svovl og det store antal ultrafine partikler.

Modelberegningerne viste for høje koncentrationer af kvælstofoxiderne på forpladsen set i forhold til målingerne. En detaljeret sammenligning mellem modelresultater og målinger peger på, at det primært er opgørelsen af udledningerne på forpladsen, der giver anledning til forskellen mellem målingerne og modellen. På basis af denne viden er det derfor ønskeligt at genvurdere de grundlæggende data bag opgørelsen af udledningerne. Dette har desværre ikke været muligt inden for rammerne af nærværende undersøgelse. I stedet er de foretaget estimater, hvor den samlede information fra modelberegninger og målinger er udnyttet bedst muligt, idet modelresultaterne er justeret på grundlag af målinger. Hermed kan man bruge de informationer modelberegningerne giver om den rumlige fordeling af forureningen og om kildernes relative bidrag.

Beregningerne viser at kvælstofoxiderne (NO_x) på forpladsen primært kommer fra baggrund (44 %) og handling (41 %) med mindre bidrag fra APU (7 %), hovedmotorer (7 %) og trafik på forpladsen (1 %). De angivne tal gælder for Station B4, som er placeret ved Gate B4.

Modelberegningerne viser, at PM_2,5 på forpladsen primært kommer fra baggrund (91 %) med mindre bidrag fra handling (5,5 %), APU (3,4 %), hovedmotorer (0,4 %) og trafik på forpladsen (0,1 %).

Modelberegningerne viser endvidere, at forpladsen er det sted i lufthavnen, hvor personel er mest udsat for forhøjede niveauer af kvælstofoxider og PM_2,5.  

Som det er nævnt ovenfor har projektet ikke omfattet opgørelse over udledninger af partikler på forpladsen når det drejer sig om partikelantallet. Det har derfor ikke været muligt at lave en egentlig vurdering af kilderne til partikelantal på basis af modelberegningerne. Det forventes dog, at handling, APU og hovedmotorer er de væsentligste kilder til partikelantallet, mens baggrunden spiller en mindre rolle. Det har ikke været muligt at foretage en vægtning af, hvor stor en andel af partikelantallet, som kommer fra handling, APU og hovedmotor. Tiltag til reduktion af det høje partikelantal på forpladsen bør derfor ske ved at sætte ind overfor alle disse kilder.

Sammenfattende kan det konkluderes, at for hovedparten af de undersøgte luftforureningskomponenter (kvælstofoxider, PM2,5, partikelbundet organisk kulstof og elementært kulstof, VOC og PAH) ligger niveauerne på forpladsen under de niveauer, som måles på HCAB. Endvidere gælder, at for de luftforureningskomponenter, hvor der eksisterer grænseværdier for luftkvalitet overholdes disse på forpladsen.

Partikelantallet er den væsentligste afvigelse fra dette billede, da partikelantallet målt på forpladsen ligger omkring to-tre gange højere end på HCAB. Der eksisterer ingen luftkvalitetsgrænseværdier for partikelantallet.