Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 107: Partikelforurening og helbredseffekter i Roskilde Kommune

Jensen, S.S., Ketzel, M. & Brandt, J. 2014. Partikelforurening og helbredseffekter i Roskilde Kommune. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 60 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 107. http://dce2.au.dk/pub/SR107.pdf

Sammenfatning

Formål og baggrund

Formålet med rapporten er at beskrive luftforureningen og dens sundhedsbelastning i Roskilde Kommune med vægt på partikelforurening. Rapporten bygger på en sammenstilling af eksisterende viden og tilgængelige data for Roskilde Kommune, som DCE råder over i form af luftkvalitetsberegninger, luftkvalitetsmålinger, og beregninger af helbredseffekter og tilhørende samfundsøkonomiske omkostninger. Der er således ikke gennemført nye målinger eller beregninger i forbindelse med projektet.

Rapporten indledes med en overordnet beskrivelse af, hvad der bestemmer luftforureningen, dens helbredseffekter, og de grænseværdier, som er opstillet for at beskytte folkesundheden. Der gives en luftkvalitetsvurdering for Roskilde Kommune som med udgangspunkt i modelberegninger viser den geografiske variation af luftkvaliteten i kommunen, og luftkvaliteten beskrives også ud fra forskellige statistiske parametre. Luftkvalitetsvurderingen viser endvidere, hvor stor en del af luftforureningen i Roskilde Kommune, som skyldes udefra kommende luftforurening, hvad der skyldes kilderne i kommunen, og hvad der skyldes bidrag i de enkelte gader. De totale emissioner for emissionskilder inden for Roskilde Kommune beskrives, og emissionernes geografiske fordeling på 1x1 km2 gitternet vises. Emissionskilder omfatter bl.a. trafik, brændeovne, industri, boligopvarmning mv. Trafikkens emissioner opdeles på køretøjstyper, Euroemissionsklasser og brændstoftype med udgangspunkt i undersøgelser fra København. Helbredseffekter i form af for tidlige dødsfald som følge af al luftforurening i Roskilde Kommune, og de samfundsøkonomiske omkostninger forbundet hermed beskrives med udgangspunkt i modelberegninger.

Baggrund for projektet er at partikelforurening fra alle kilder i Danmark og udlandet bidrager til omkring 1.500 for tidlige dødsfald om året i Hovedstadsområdet herunder Roskilde Kommune (Jensen et al. 2013). Der er ikke tidligere lavet undersøgelser af problemets omfang for Roskilde Kommune, og af hvilke lokale kilder, der bidrager mest. Roskilde Kommune ønsker på denne baggrund at få gennemført en luftkvalitets- og sundhedsvurdering baseret på eksisterende data, som er målrettet Roskilde Kommune.

Undersøgelsen vil muliggøre en efterfølgende udarbejdelse af et indsatskatalog, og en kvantificering af effekten af forskellige tiltag, men dette er ikke en del af nærværende rapport.

Undersøgelsen

Der er forskellige bidrag til luftforurening. Luftforureningen i den regionale baggrund er bestemt af kilder i Danmark og i udlandet. Bybaggrundsforureningen er bestemt af kilder i byen – i dette tilfælde Roskilde Kommune, samt det regionale bidrag. Luftforureningen i en gade er bestemt af trafikkilderne i gaden samt bidraget fra bybaggrundsforureningen. Disse bidrag kan beregnes med luftkvalitetsmodeller.

Luftkvalitetsvurderingen for Roskilde Kommune er baseret på udtræk af data fra ”Luften på din vej” (LPDV), som er et nyudviklet luftforureningskort med modelleret gade- og bybaggrundskoncentrationsdata for alle adresser i Danmark. Data forventes i slutningen af 2014 at blive offentlig tilgængelig som en hjemmeside, hvor brugeren kan zoome rundt i kortet, og det er også muligt at søge på en specifik adresse. Årsmiddelkoncentrationer for 2012 for NO2 (kvælstofdioxid), PM2.5 og PM10 præsenteres (partikler under hhv. 2,5 og 10 mikrometer i diameter). NO2 er valgt, da der er problemer med overskridelse af grænseværdien ved målestationen på H.C. Andersens Boulevard i København, og da der i henhold til modelberegninger optræder en række overskridelser i København. PM2.5 og PM10 er valgt, da partikler anses for at udgøre det største sundhedsproblem. Koncentrationerne er beregnet med en kobling af luftkvalitetsmodeller: DEHM (en regional kemisk-transportmodel dækkende den nordlige halvkugle), UBM (bybaggrundsmodel), og OSPM (gademodel) med tilhørende input data omkring emission, meteorologi mv. For gadekoncentrationer repræsenterer beregningerne koncentrationsniveauer ved facaden af bygninger ved adresser i gadeniveau (2 m). Systemet AirGIS genererer input vedrørende trafik og gadekonfiguration for beregningspunkter.

Kildeopgørelsen for Roskilde Kommune er baseret på udtræk af data fra SPREAD modellen for Danmark. I SPREAD modellen er emissioner fra den nationale emissionsopgørelse for Danmark fordelt på et 1x1 km2 gitternet ud fra forskellige geografiske fordelingsnøgler relateret til de forskellige emissionskilder. Det muliggør opgørelse af de totale emissioner for emissionskilder inden for Roskilde Kommune og deres geografiske fordeling på gitternet.

Vurderingen af helbredseffekter i form af for tidlige dødsfald som følge af al luftforurening i Roskilde Kommune, og de samfundsøkonomiske omkostninger forbundet hermed er baseret på udtræk af data fra beregninger med EVA-modelsystemet. EVA (Economic Valuation of Air pollution) tager udgangspunkt i danske værdisætninger af helbredseffekterne, og systemet kan beregne de samfundsøkonomiske omkostninger relateret til de enkelte emissioner under hensyntagen til, hvor den geografiske placering af emissionerne er i forhold til, hvor befolkningen befinder sig. Beregninger for København anvendes til at vurdere, hvor stor en del af de for tidlige dødsfald og relaterede samfundsøkonomiske omkostninger, der skyldes emissioner inden for Roskilde Kommune.

Hovedkonklusioner

Bybaggrundskoncentrationer

De højeste NO2-bybaggrundskoncentrationer er omkring dobbelt så høje som den regionale baggrundsforurening. Bidraget fra kilder i Roskilde Kommune er op til omkring 7 µg/m3. En væsentlig kilde til NO2 er trafik, og koncentrationerne er som forventet højest i Roskilde, men der er også relativt høje koncentrationer i den nordøstlige del af kommunen, som skyldes højt bidrag fra brændeovne ifølge modelforudsætningerne.

Bybaggrundskoncentrationen af PM2.5 og PM10 har en anden geografisk fordeling end NO2, da den ikke er domineret af trafik. Endvidere er det regionale baggrundsniveau relativt højt, og de lokale kilder i kommunen bidrager kun med nogle få mikrogram. Den geografiske fordeling af PM2.5 og PM10, er stort set ens, da kilderne et langt stykke af vejen er de samme. De lokale kilder er primært brændeovne og trafik. På landet i mindre byer er koncentrationerne stedvis lige så høje eller højere end bybaggrundskoncentrationerne i Roskilde.

Gadekoncentrationer

Som forventet er NO2-gadekoncentrationerne størst langs med de største veje, da trafik er en væsentlig kilde. Det gælder indfaldsvejene, indre ringvej og de større fordelingsveje i Roskilde. Det højeste gadebidrag fra trafikken, som er forskellen mellem gadekoncentration og bybaggrundskoncentration, er omkring 23 µg/m3. Den højeste NO2-koncentration på omkring 38 µg/m3 i 2012 modelleres på Jernbanegade i Roskilde, og er under grænseværdien på 40 µg/m3. Der er således ikke modelleret nogen overskridelser af grænseværdien for NO2 i Roskilde Kommune i 2012 med det foreliggende input data.

Den geografiske fordeling af PM2.5- og PM10-gadekoncentrationer er i vidt omfang ens, da kilderne et langt stykke af vejen er de samme. De lokale kilder er primært trafik og brændeovne, men det regionale bidrag er væsentligt dvs. bidrag fra Danmark og udlandet. De højeste koncentrationer er fordelt på samme måde som NO2, da trafik er en væsentlig kilde til gadekoncentrationerne. I det nuværende modelsetup modelleres bidraget fra brændeovne ikke så detaljeret som bidraget fra trafikken, hvor bidraget f

ra trafikken på den enkelte vej har indflydelse på gadekoncentrationen i den pågældende vej. Bidraget fra brændeovne modelleres på 1x1 km2 opløsning og har dermed lav geografisk opløsning i sammenligning med trafikken, og niveau og geografisk fordeling er usikker pga. manglende videngrundlag. Der er således ikke viden om, hvor de enkelte brændeovne befinder sig, og hvornår og hvor meget de bruges, så bidraget fra den enkelte brændeovn til omgivelserne kan ikke detaljeret bestemmes. Resultater fra tidligere målekampagner i landsbyer på Sjælland herunder i Roskilde Kommune viser, at i områder med moderat brændefyring kan brænderøg udgøre i størrelsesordenen 4-5% af partikelkoncentrationen, og i områder med høj brændefyringsaktivitet omkring 14-18%.

De højeste PM2.5- og PM10-koncentrationer på hhv. på omkring 17 µg/m3 og 22 µg/m3 i 2012, er modelleret på Jernbanegade i Roskilde, og de er under grænseværdien på 25 µg/m3 for PM2.5 og 40 µg/m3 for PM10. Der er således ikke modelleret nogen overskridelser af grænseværdien for partikler i Roskilde Kommune. Bybaggrundsniveauet er relativt højt, og gadebidraget fra trafikken bidrager med relativt få mikrogram. For PM2.5 er det omkring 5 µg/m3 og for PM10 omkring 8 µg/m3. Bidraget er større for PM10, da den grovere del af partiklerne også indgår heri, fx ikke-udstødning fra trafikken i form af vej-, dæk- og bremseslid og ophvirvling heraf.

Der er 31.100 adresser i Roskilde Kommune. For NO2-gadekoncentrationer er 90% af alle adresser under 14 µg/m3 eller 10% er over 14 µg/m3. Det er kun 1,3% af alle adresser der er over 20 µg/m3, og 0,25% der er over 30 µg/m3. Fordelingen af PM2.5- og PM10-gadekoncentrationer er domineret af det regionale bidrag, som er stort, og bidraget fra lokale kilder er mindre end for NO2. 90% af alle adresser er tæt på det regionale bidrag for PM2.5- og PM10-gadekoncentrationer.

Resultater af kildeopgørelsen for alle kilder

Der er præsenteret totale emissioner for i alt ni stoffer, og der er gennemført underopdeling på kildetyper for NOx og PM2.5. Kildeopgørelsen for Roskilde Kommune viser, at den største kilde til NOx er vejtrafik efterfulgt af andre mobile kilder (industri, landbrug, jernbane mv.) og energiproduktion. Den største kilde til PM2.5 er brændeovne og –kedler, efterfulgt af vejtrafik og andre mobile kilder (industri, landbrug, jernbane mv.). Andre kilder bidrager marginalt.

Den geografiske variation i emissioner i Roskilde Kommune er undersøgt for udvalgte stoffer, som varierer geografisk forskelligt, fordi de har forskellige kilder. Der er udvalgt NOx, hvor trafik er en væsentlig kilde, og som varierer stort set som CO (kulilte). NMVOC (ikke-metan flygtige kulbrinter) er valgt som indikator for luftforurening fra opløsningsmidler, produkter, men dannes også ved forbrænding fx fra trafik og brændeovne. PM2.5 er valgt som indikator for partikler, og har flere kilder fx brændeovne, trafik, industri mv. PM2.5 varierer geografisk stort set som PM10 og TSP (svævestøv). SO2 (svovldioxid) er med som indikator for forbrænding af svovlholdige brændsler. CH4 (metan) er valgt som indikator for landbrug og spildevands- og affaldshåndtering, og NH3 (ammoniak) repræsenterer landsbrugsemissioner.

Resultater af kildeopgørelse for trafikken

Det har ikke været muligt inden for rammerne af nærværende projekt at foretage en detaljeret kildeopgørelse af trafikken på vejstrækninger i Roskilde Kommune. Derfor er resultater fra kildeopgørelser fra København, som tilnærmelsesvis vil svare til situationen i Roskilde Kommune, anvendt til at belyse emissionens fordeling på køretøjskategorier, Euroemissionsklasser og brændstoftyper.

Køretøjsfordelingen på H.C. Andersens Boulevard er omkring 76,4 % personbiler, 7,5 % taxier, 11,4 % varebiler og 4,7 % tunge køretøjer. Køretøjskategoriernes bidrag til NOx-emissionen er omkring 40 % for personbiler, 4 % for taxier, 18 % for varebiler og 38 % for de tunge køretøjer. For de tunge køretøjer står lastbiler for omkring 24 % og busser for 14 %. Bidraget fra den tunge trafik formodes at være højere i Roskilde Kommune, da der ikke er miljøzone i Roskilde Kommune. Miljøzonen i Københavns Kommune reducerer emissionen fra busser og lastbiler. Bidraget er taxier er givet også mindre in Roskilde Kommune, da der er færre taxier.

For partikler er fordelingen af emissionen på køretøjsgrupper ikke helt den samme som for NOX, men den følger dog i store træk samme mønster som NOx. For trafikken som helhed bidrager partikeludstødning (PM udstødning) med omkring 40% og ikke-udstødning med 60% for PM2.5. For PM10 er forholdet hhv. 17% og 83%, da andelen af ikke-udstødning udgør en større del af PM10 i forhold til PM2.5. Grunden til at den tunge trafik ikke bidrager så meget med PM-udstødning er pga. miljøzonen, som regulerer den tunge trafik.

For NOx er præsenteret emissionsfaktorer (emission per kørt km) for de enkelte køretøjskategorier, som viser at NOx-emissionen er omkring 10 gange så høj per kørt km for de tunge køretøjer i forhold til personbiler og taxier. Varebiler har omkring tre gange så høje emissionsfaktorer som personbiler og taxier. NOx-emissionsfaktorer for den tunge trafik må formodes at være endnu højere i Roskilde Kommune, da der ikke er miljøzone.

Alt i alt forventes 84 % af NOx-emissionen fra dieselkøretøjer i 2015 og resten for benzinbiler.

De ældste biler bidrager mest per køretøj. For eksempel kommer omkring 29% af NOx-emissionen fra ældre køretøjer til og med Euro 3. For personbiler, lastbiler og busser dækker det over køretøjer indregistreret fra 2001, og for varebiler fra 2002. Dvs. køretøjer til og med Euro 3 er omkring 14-15 år eller ældre i 2015.

Resultater for helbredseffekter pga. luftforurening

Antallet af for tidlige dødsfald i 2010 er brugt som indikator for alle de helbredseffekter, som indgår i EVA-systemet, da de udgør en væsentlig del af tilhørende samfundsøkonomiske omkostninger.

Antallet af for tidlige dødsfald i Roskilde Kommune er beregnet til omkring 64 i 2010, hvilket svarer til omkring 680 tabte leveår i 2010. Disse skyldes al luftforurening og befolkningens eksponering herfor ud fra emissioner inden for Roskilde Kommune og alle andre emissioner i Danmark og fra udlandet. Den geografiske fordeling af de for tidlige dødsfald viser som forventet, at der er flest for tidlige dødsfald i byområderne, og hvor befolkningstætheden er størst, dvs. i Roskilde. Til sammenligning bidrager al luftforurening i Danmark og befolkningens eksponering herfor til omkring 3.300 for tidlige dødsfald i 2011 (Ellermann et al. 2014).

Beregninger for København har vist, at de lokale emissionskilder i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune bidrager med omkring 12% af de samlede for tidlige dødsfald i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune. For Roskilde Kommune må den lokale andel formodes at være lavere. Det betyder tilsvarende at en meget høj procent del på mere end 88% af de for tidlige dødsfald i Roskilde Kommune skyldes øvrige emissioner i Danmark og udlandet.

Resultater for samfundsøkonomiske omkostninger pga. helbredseffekter fra luftforurening

De samfundsøkonomiske omkostninger relateret til helbredseffekter af al luftforurening i Roskilde Kommune, som skyldes emissioner inden for Roskilde Kommune og alle andre emissioner i Danmark og fra udlandet, er beregnet til omkring 500 mio. kr. i 2010. Til sammenligning er de samfundsøkonomiske omkostninger for al luftforurening i Danmark beregnet til omkring 28 milliarder kr. i 2011.

Beregninger for København viser, at lokale emissioner i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune kun bidrager med omkring 11% af de totale samfundsøkonomiske omkostninger. Det betyder omvendt, at omkring 89% af alle eksterne omkostninger relateret til luftforurening i København skyldes emissioner uden for København. Det er sandsynligvis endnu mere udtalt for Roskilde Kommune.

Den geografiske fordeling af de samfundsøkonomiske omkostninger følger antallet af for tidlige dødsfald, og er derfor størst i byområderne, og hvor befolkningstætheden er størst, dvs. i Roskilde.