Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 53: Scenarieberegninger til brug for ny lugtvejledning for virksomheder

Løfstrøm, P. & Olesen, H.R. 2015. Scenarieberegninger til brug for ny lugtvejledning for virksomheder. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 68 s. - Teknisk rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 53. dce2.au.dk/pub/TR53.pdf

Sammenfatning

I relation til Miljøstyrelsens forestående revision af Lugtvejledningen for virksomheder beskriver denne rapport modelberegninger af lugteksponering af naboer til lugtemitterende virksomheder og mulige supplerende sprednings­meteorologiske beregnings-statistikker, som kan forbedre vurderingen af lugteksponeringen.

Den nuværende grænseværdi for lugt er knyttet til en beregningsmetode, som er baseret på spredningsmodellen OML, og som fokuserer udelukkende på de største spidsværdier i lugtkoncentrationen. Således håndteres ikke de mere vedvarende lavere lugtkoncentrationer, som også bidrager til den samlede lugtoplevelse. Metoden vurderer kun de 7-8 største timeværdier inden for en måned, den såkaldte månedlige 99%-fraktil. Den største af de 12 månedlige fraktiler beregnet for et år vurderes i forhold til grænseværdien.

Rapporten dokumenterer den vigtige pointe, at når der således stilles krav til spidsværdier indebærer det ikke, at der automatisk sikres lav hyppighed af mindre men relativt store lugtkoncentrationer.

Problemer med den nuværende metode

Det dokumenteres for en række forskellige typer af kilder, at kilder, som giver anledning til samme niveau af 99%-fraktilen (grænseværdien), giver anledning til vidt forskellige hyppigheder af lugtkoncentrationer, som ligger lige under grænseværdien og dermed giver meget forskellige oplevelser af lugteksponering.

Disse forskelle i lugteksponeringen (ved samme grænseværdi) skyldes forskel i spredningsforholdene på grund af forskelle i skorstenshøjder, afstanden fra kilde til nabo og/eller tilstedeværelsen af bygninger. Figur 0.1 i rapporten viser et eksempel på denne forskel i lugteksponering for en høj og en lav skorsten. Kildernes styrke er afpasset således, at hver kilde lige netop overholder et krav knyttet til den nuværende grænseværdi. I det mest belastede receptorpunkt er den største månedlige 99%-fraktil i henhold til OML-beregninger 10 LE/m3 (LE står for ”lugtenheder”). Figuren viser hyppighedsfordelingen af lugtkoncentrationen for timerne gennem det ’værste’ år valgt inden for en periode for 10 år. Koncentrationer er korrigeret til maksimal 1 minutmiddel, som foreskrevet i den nuværende metode.

Det fremgår, at der er stor forskel på lugtbelastningen fra de to kilder. Eksempelvis optræder der en lugtkoncentration på over 5 LE/m3 i over ca. 6 % af tiden for den lave skorsten, men kun i ca. 1 % af tiden for den høje.

Det skal bemærkes om den nuværende grænseværdi, at den ikke er defineret som et bestemt tal. Grænseværdien er knyttet til parameteren ”den største månedlige 99%-fraktil”, og Lugtvejledningen angiver, at denne parameter ikke må overstige 5-10 LE/m3. For at opnå sammenlignelighed mellem rapportens figurer er der som hovedregel benyttet værdien 10 LE/m3 i forbindelse med beregningseksemplerne, men desuden diskuteret konsekvenserne af at benytte 5 LE/m3.

Et andet beregningseksempel for en skorsten på 60 m er vist i Figur 0.2 i rapporten. Her befinder de nærmeste naboer sig i en afstand af enten 200 m eller 600 m, men kildestyrkerne er afpasset så den månedlige 99%-fraktil hos naboerne i begge tilfælde er 10 LE/m3 (grænseværdien). Figuren sammenligner hyppighedsfordelinger i de to situationer. Det ses, at lugteksponeringen er langt større, når de nærmeste naboer bor langt fra kilden og emissionen samtidig er dimensioneret til at tangere grænseværdien netop dér. I kortere afstande vil grænseværdien selvfølgelig være langt overskredet. Det kan eksempelvis aflæses af figuren, at en lugtkoncentration på 5 LE/m3 overskrides i ca. 5 % af tiden for naboen, der befinder sig i en afstand af 600 meter, mod ca. 0,5 % af tiden for naboen i 200 meters afstand. Rapporten indeholder mange flere eksempler.

Normale OML-beregninger er baseret på et års meteorologiske data for en bestemt lokalitet (Kastrup). Den relative korte periode indebærer en stor usikkerhed på bestemmelse af retningen til den maksimale 99%-fraktil. Man kan derfor ikke uden videre tage beregningsværdien for pålydende, hvis man søger lugtbelastningen i et bestemt punkt. Det rejser det problem, at der kan være behov for en tolkning af beregningsresultaterne.

Ved tolkning af OML-modellens resultater kan man benytte en såkaldt ”skarp tolkning” på retninger, eller alternativt en ”konservativ retningstolkning”. Ved ”skarp tolkning” tages resultaterne for pålydende i den givne retning (og afstand), mens der ved ”konservativ tolkning” tages højde for usikkerheder i retningen, og der søges et resultat ”på den sikre side”, som ser bort fra retningen, men anvender største værdi i den givne afstand. DCE anbefaler, at der ved brug af et enkelt års meteorologiske data som udgangspunkt benyttes konservativ tolkning, når man søger forholdene belyst i et enkelt punkt.

Mulige alternativer til den nuværende beregningsmetode

Rapporten foreslår, at den nuværende beregningsmetode suppleres med en beregning af en årlig 97%-fraktil, som vil kunne udpege og skelne mellem de ovenfor nævnte ’forskelsbehandling’ af naboer med ens grænseværdi. Den årlige 97%-fraktil foreslås baseret på data fra 10 enkeltår. Størrelsen af en tilhørende grænseværdi vil afhænge af hvilke kriterier, der opsættes for acceptable forhold, og rapporten angiver værdier i intervallet 3,5-4,8 LE/m3.

Det foreslås endvidere, at den nuværende maksimale månedlige 99%-fraktil, som beregnes for et års meteorologiske data fra Kastrup 1976, i stedet udregnes på grundlag af 10 års data fra Aalborg, ligesom ved den foreslåede årlige 97%-fraktil. Herved opnås en mere sikker retnings­bestemmelse for lugteksponeringen. Derved kan man undgå nogle af de fortolkningsspørgsmål af resultaterne, som den nuværende metode giver anledning til.

Sammenligning mellem den nuværende og alternative metoder

Når den nuværende metode skal sammenlignes med en mulig fremtidig metode, er der to forhold, der kræver præcisering:

  • Hvilken talværdi er benyttet som grænseværdi i den nuværende regulering? Der kan være tale om 5 LE/m3 eller 10 LE/m3 – eller eventuelt andre værdier, herunder om grænseværdien er overholdt i skel eller ved nærmeste nabo.
  • Er der ved tolkning af resultaterne brugt ”skarp tolkning” på retninger eller ”konservativ retningstolkning”? DCE og luftvejledningen anbefaler, at der ved brug af et enkelt års meteorologiske data som udgangspunkt benyttes konservativ tolkning. Denne praksis har dog ikke altid været fulgt.

 Herunder beskrives resultater af nogle sammenligninger med udgangspunkt i beregningseksempler. Der er gennemregnet eksempler dels for 11 konkrete virksomheder, dels for konstruerede punktkilder, og endelig for konstruerede arealkilder. De konstruerede eksempler dækker et bredt spektrum af kildetyper.

I forhold til den nuværende metode (maksimal månedlig 99%-fraktil) med en fast høj grænseværdi (omkring 10 LE/m3), så vil en metode med brug af 97%-fraktilen være mest restriktiv overfor lave skorstene, ved relativt høje nærliggende bygninger (’bygningseffekt’) og/eller når nærmeste naboer bor relativt langt væk. For de undersøgte konstruerede punktkilder med en grænseværdi på 10 LE/m3 for den nuværende metode, vil 97%-fraktilen med en grænseværdi på 3,5 LE/m3 give skærpede krav for de fleste kilder, og specielt for de lave skorstene og ved bygningseffekter.

For de 11 konkrete virksomheder i rapporten ligger de fleste langt under 10 LE/m3 som 99%-fraktil hos naboer, men såfremt kilderne havde udfyldt emissionerne (proportionalt) til en grænseværdi på 10 LE/m3, så ville de alle have problemer med 97%-fraktilen selv for en værdi på 4,8 LE/m3.

Havde virksomhederne derimod udfyldt emissionerne til en grænseværdi på 5 LE/m3 som 99%-fraktil hos naboer, så ville kun en enkelt have et mindre problem med 97%-fraktilen med en grænseværdi på 3,5 LE/m3, og ingen ville have problemer ved 4,2 LE/m3.

Generelt gælder – også for de undersøgte konstruerede punktkilder – at i forhold til den nuværende metode med en grænseværdi på 5 LE/m3, så vil 97%-fraktilen kun i den nedre grænse på 3,5 LE/m3 være mere restriktiv for ganske få af de undersøgte kilder, og slet ikke restriktiv i forhold til den øvre grænse på 4,8 LE/m3.

Ved indførelse af en 97%-fraktil som supplerende parameter, vil der ikke være behov for at opretholde den nuværende uklare definition af grænseværdien for 99%-fraktilen som et interval, idet man ville kunne definere en specifik værdi i omegnen af den nuværende øvre grænse af intervallet (10 LE/m3). Dermed kunne mange overvejelser og diskussioner undgås om hvorvidt, der i en konkret sag skulle anvendes 5 eller 10 LE/m3 som grænseværdi for 99%-fraktilen, idet 97%-fraktilen svarer til et variabelt krav til 99%-fraktilen, som i sig selv sikrer mod sjældnere høje koncentrationer. Ekstraarbejdet med at forholde sig til to fraktiler er ikke større end at forholde sig til emission af to stoffer fra luftvejledningen med hver deres B-værdi.

Det skal bemærkes, at det ikke vides, hvor godt data for undersøgelsens 11 virksomheder, som der er stillet til rådighed, repræsenterer danske virksomheder generelt. Det kan derfor heller ikke siges præcist, hvilken indflydelse anvendelse af to fraktiler generelt vil have på danske virksomheder.

Der har hidtil i reguleringen af lugt været anvendt forskellig praksis med hensyn til at bruge konservativ eller skarp tolkning på retningen for OML-beregninger. Hvis en grænseværdi på 10 LE/m3 er anvendt med skarp tolkning kan det svare til en overholdelse af en grænseværdi op til 12 LE/m3 ved konservativ tolkning.

Hvad angår arealkilder, vil de undersøgte kvadratiske arealkilder kunne overholde 3,5 LE/m3 som maksimal årlig 97%-fraktil i en afstand på fem gange sidelængden på arealet hvis de dér tidligere har været reguleret med en 99%-fraktil på 5 LE/m3. I øvrigt viser beregninger, at hvis man for arealkilderne benytter 10 års data i stedet for 1 års data (med konservativ retningstolkning) til at beregne den maksimale månedlige 99%-fraktil, så vil fraktilen i gennemsnit stige 15 %.

De angivne grænseværdier i LE/m3 er baseret på, at de bagvedliggende timemiddelværdier for lugtkoncentrationen er korrigeret til tilhørende (større) maksimale 1-minutmiddelværdier. For punktkilder anvender lugtvejledningen korrektionsfaktoren 7,8. I forhold til arealkilder er der fra myndighedernes side ikke nogen officiel faktor for arealkilder, men DCE har tidligere anført faktoren 2,8 (kvadratrod 7,8) som en mere korrekt værdi end 7,8. Hvis en ny grænseværdi skal referere til timemiddelværdier (i stedet for maksimal 1-minutværdi), vil de forskellige faktorer medføre forskellige krav til punkt- og arealkilder, hvis de tidligere har været reguleret med samme grænseværdi, men også hvis kilderne tidligere havde krav på henholdsvis 10 og 5 LE/m3.