Jensen, S.S. Faglig rapport nr. 522, 2004
Sammenfatning
Denne rapport belyser luftkvaliteten langs Køge Bugt motorvejen ved Greve i Roskilde Amt, som er en af de mest trafikerede strækninger i Danmark.
Der er gennemført en målekampagne ved Køge Bugt motorvejen ved Greve for en 3 måneders periode i efteråret 2003 fra 17. september til 18. december, hvor der blev målt NOx (NO og NO2) med høj tidsopløsning i forskellige afstande af motorvejen. Endvidere blev en række meteorologiske parametre målt for at repræsentere de lokale meteorologiske forhold. Det er første gang, at der i Danmark er blevet gennemført målinger med høj tidsopløsning af NOx langs en motorvej.
Målingerne viste som forventet, at NOx koncentrationen hurtigt aftager med afstanden fra motorvejen. NO2 koncentrationen aftager derimod langsommere, fordi NO2 dannes i reaktion mellem NO fra trafikemissionen og ozon i luften. Af den NOx emission, som bilerne udsender er omkring 10-15% direkte emitteret NO2 og 85-90% er NO.
Målingerne viste, at koncentrationen aftager ud til 259 m, som er afstanden til den "lokale" baggrundsmålestation, som er placeret længst væk fra motorvejen. Sammenligninger med en regional baggrundsstation (Lille Valby ved Roskilde) viste, at koncentrationsniveauet på kampagnens baggrundsstation lå over den regionale station, så koncentrationen må forventes at falde yderligere efter 259 m indtil det regionale baggrundsniveau nås.
Måleresultaterne for de 3 måneders kampagne blev indikativt sammenlignet med grænseværdierne for NO2 og NOx selvom dette ikke er formelt korrekt, idet der skal foreligge en tidsserie, som dækker en større del af året (mindst 90% eller 10,8 måneder). NO2 koncentrationen i kampagneperioden i 2003 overskred netop værdien for grænseværdien på 40 µg/m3 relateret til sundhed for 2010 i en afstand af 1 m, mens der ikke er overskridelser i øvrige afstande. Grænseværdien vurderes dog ikke at gælde i 1 meters afstand fra vejen, men kun hvor mennesker bor. Efterfølgende beregninger for hele 2003 viste dog, at grænseværdien for NO2 ikke var overskredet, heller ikke i en meters afstand.
Grænseværdien for NOx er 30 µg/m3 som årsmiddelværdi for beskyttelse af vegetation (økosystem). Den er gældende fra 19. juli 2001, og der er ingen tolerancemargin. NOx målingerne ligger over niveauet for grænseværdien selv i en afstand af 259 m. fra motorvejen, men selve grænseværdien er ikke overskredet, idet den ikke skal være overholdt langs motorveje. Grænseværdien er ikke overskredet på baggrundsstationen Lille Valby ved Roskilde, som er repræsentativ for et større område.
Måleresultaterne er sammenlignet med NO2 niveauet på Jagtvej i København, hvor DMU foretager løbende luftkvalitetsmålinger. Jagtvej har en årsdøgntrafik på kun 25.000 men koncentrationsniveauet svarer omtrent til forholdene i en afstand af 1 m fra Køge Bugt motorvejen med en årsdøgntrafik på omkring 100.000. Til forskel fra Jagtvej i København er der på Køge Bugt motorvejen tale om et åbent landskab, hvor emissionen fra trafikken spredes uhindret uden den hæmmende effekt, som et lukket gaderum giver anledning til.
Der er opstillet en luftkvalitetsmodel, som beskriver spredning og omdannelse med udgangspunkt i OML modellen. OML modellen er modificeret, således at den tager hensyn til forholdene på en motorvej ved at integrere en beskrivelse af trafikskabt turbulens.
Modellen er evalueret ved sammenligning mellem målinger og modelberegninger. Denne analyse viste, at modellen for alle vindretninger under kampagneperioden bestemmer NO2 med stor sikkerhed, idet afvigelser mellem målt og beregnet gennemsnitsværdier af NO2 i forskellige afstande ligger fra nogle få procent til 10%.
Modellen underestimerer systematisk NOx med op til 15% i 259 m’s afstand, hvilket muligvis kan forklares ved at baggrundsstationen Lille Valby har lavere koncentrationer end baggrundsstationen (station 1) ved motorvejen. Derudover kan det skyldes, at motorvejen kun repræsenteres af arealkilder med en samlet begrænset længde, hvorved koncentrationsbidrag ved vindretninger, som er næsten parallelle med motorvejen, ikke beregningsmæssigt spredes ud til beregningspunktet. Modellen overestimerer ved vejkanten med ca. 5 %. Det kan skyldes, at der i modellen ikke er taget hensyn til den øgede påvirkning fra den trafikskabte turbulens, når vinden kommer på langs af vejen, idet luften da opholder sig i længere tid over vejbanen.
Der var endvidere god overenstemmelse mellem målte og beregnede timeværdier.
Modelberegninger og målinger er endvidere sammenlignet for forskellige vindretninger og vindhastigheder samt døgnvariationen for hverdage, lørdage og søndage. Denne validering viste ligeledes god overenstemmelse mellem modelresultater og målinger.
På trods af at modellen giver gode resultater i sammenligning med målinger er der stadigvæk en række forhold i modellen, som kunne forbedres, hvilket både vil kræve forbedrede input data og ændringer i selve modellen. Det gælder usikkerheder omkring den direkte andel af emitteret NO2, døgnvariation af emission især i natte og tidlige morgentimer samt i weekenden, samt den horisontale spredningsbeskrivelse i modellen
Beregninger for hele 2003 viser, at NO2 koncentrationen aftager hurtigst i afstande tæt på motorvejen og at reduktionen herefter går langsommere. Fra et niveau på 30 µg/m3 ved motorvejen aftager NO2 til ca. 15 µg/m3 på de første 100 m, til ca. 10 µg/m3 på de første 400 m og til ca. 9 µg/m3 på de første 600 m.
Grænseværdierne for NO2 for 2010 er ikke overskredet i nogen afstand fra motorvejen. Den højeste årsmiddel er 30,9 m g/m3 mod grænseværdiens 40 m g/m3, og den 19. største timeværdi beregnes til 139 m g/m3 mod grænseværdiens 200 m g/m3. Det er sandsynligt, at der ikke finder overskridelser af grænseværdien sted langs motorvejsnettet i Roskilde Amt, når kun trafikken inddrages som kilde. Forholdene på Køge Bugt motorvejen ved målestedet må betegnes som en værst tænkelig situation, forbi årsdøgntrafikken er en af de aller højeste i Danmark med en årsdøgntrafik på op til 100.000. Andre lokale kilder til NO2 fx boligopvarmning og industri er ikke inddraget i analysen, men vurderes ikke umiddelbart at give høje bidrag.
Endvidere må der forventes en reduktion in NOx emission fra trafikken fra 2003 til 2010 pga. stigende katalysatorandel på benzindrevne biler samt skærpede krav til NOx emissionen, hvilket alt andet lige vil reducere NO2. Forventet stigende trafik og stigende andel af dieseldrevne personbiler vil alt andet lige øge NOx emissionen og dermed NO2. Den samlede effekt heraf er ikke søgt kvantificeret i nærværende projekt.
Beregninger blev også gennemført for en direkte emitteret NO2 andel på 10%, hvor ovenstående vurderinger er baseret på 15%. Dette betød som forventet endnu lavere NO2-niveauer.
For NOx ligger beregnede værdier over værdien for grænseværdien på 30 m g/m3 for vegetation ud til ca. 170 m fra vejmidte. Ved vejkant er værdien 119 m g/m3. Grænseværdien er dog ikke overskredet, idet receptorpunkterne ikke er repræsentative for et område, hvor grænseværdien skal overholdes, idet målepunktet skal være placeret mere end 5 km væk fra en motorvej.
Hele rapporten i PDF format (2.638 kB)
