Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 410: Luftkvalitet 2019

Thomas Ellermann, Claus Nordstrøm, Jørgen Brandt, Jesper Christensen, Matthias Ketzel, Andreas Massling, Rossana Bossi, Lise Marie Frohn, Camilla Geels, Steen Solvang Jensen, Ole-Kenneth Nielsen, Morten Winther, Maria Bech Poulsen, Jesper Nygaard og Jacob Klenø Nøjgaard. 2020. Luftkvalitet 2019. Status for den nationale luftkvalitetsovervågning. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 128 s. - Videnskabelig rapport nr. 410
http://dce2.au.dk/pub/SR410.pdf

Sammenfatning

 

Rapporten præsenterer resultater for 2019 fra den nationale overvågning af luftkvalitet med særligt fokus på den helbredsskadelige effekt af luftforureningen. Overvågningsprogrammet dækker hele Danmark, men der er særligt fokus på forholdene i byerne, hvor luftforureningen er højest, og hvor der bor flest mennesker. DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi (DCE) ved Aarhus Universitet gennemfører overvågningen af luftkvalitet for Miljøministeriet i samarbejde med kommunerne i København, Odense, Aarhus og Aalborg.

Formålet med overvågningsprogrammet er at:

  • dokumentere status for luftkvaliteten og vurdere status i forhold til EU’s grænse- og målværdier for luftkvaliteten,
  • bestemme udviklingstendensen for luftkvaliteten for dermed at kunne vurdere effekten af de nationale og internationale tiltag der er gennemført for at reducere udledningerne,
  • varsle befolkningen ved overskridelse af EU’s varslingstærskler (i Danmark relevant for ozon), og
  • opgøre helbredseffekterne og de økonomiske omkostninger, som følge af luftforureningen i Danmark. I år omfatter denne del også en detaljeret opgørelse over kilderne til helbredseffekterne, som er finansieret særskilt af Miljøministeriet.

Overvågningen af luftkvalitet baseres på en kombination af målinger og modelberegninger. Målingerne foretages ved ni målestationer placeret i de fire største danske byer, en forstadsmålestation i Hvidovre og ved fire baggrundsmålestationer uden for byerne. Modelberegninger af luftkvaliteten udføres ved hjælp af DCE’s internationalt anerkendte luftkvalitetsmodeller.

Målingerne udføres i overensstemmelse med EU’s luftkvalitetsdirektiver. I henhold til disse og under hensyntagen til øvrige danske behov måles koncentrationer af kvælstofdioxid og kvælstofoxider (NO2/NOx), svovldioxid (SO2), massen af partikler med diametre mindre end 10 og 2,5 mikrometer (hhv. PM10 og PM2,5), partikelantal, benzen (C6H6), toluen (C7H8), kulmonoxid (CO), ozon (O3), elementært kulstof (EC), organisk kulstof (OC), udvalgte tungmetaller (fx bly (Pb), arsen (As), cadmium (Cd), kviksølv (Hg), nikkel (Ni)) og polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH’er) samt udvalgte flygtige organiske kulbrinter (VOC’er), der kan føre til dannelse af O3. Alle disse luftforureningskomponenter kan give anledning til negative helbredseffekter.

Opgørelse over udledninger af luftforurening

Som noget nyt giver rapporten en oversigt over udledning af luftforurening fra danske og europæiske kilder. Dels gives en status for de vigtigste kilders bidrag til udledningerne i 2018, som er de seneste opdaterede opgørelser. Dels præsenteres udviklingstendensen for udledningen af de forskellige luftforureningskomponenter. Viden om kilderne og udviklingstendensen for udledningerne giver en god baggrund for at forstå årsagerne til den geografiske fordeling af og udviklingstendenserne for luftforureningskomponenterne. Data om de danske udledninger er baseret på de nationale opgørelser over udledningerne, som udarbejdes af DCE for Miljøministeriet (Nielsen et al., 2020) og fra den fælleseuropæiske database over udledningerne fra medlemslandene i EU (CEIP, 2020).

Kilderne til udledningerne af luftforureningen varierer mellem de forskellige luftforureningskomponenter. Figur 1 og 2 viser bidraget til udledningerne opdelt i de hovedkategorier, som anvendes i forbindelse med den internationale indrapportering af udledningerne. For partiklerne dækker opgørelserne kun over de partikler, der udledes direkte fra kilderne. De partikler, som dannes via de kemiske reaktioner i luften, er derfor ikke dækket af opgørelserne.

For langt de fleste luftforureningskomponenter er der sket en væsentlig reduktion i udledninger siden 1990. Størst fald har der været for udledningerne af bly, svovldioxid og arsen, hvor udledningerne er reduceret med omkring 90%. Nikkel og krom er reduceret med omkring 70-80%. Kvælstofoxiderne, black carbon og kulmonooxid er reduceret med omkring 60%, mens de fine partikler (PM2,5), benz[a]pyren, flygtige organiske forbindelse (uden metan) og cadmium er reduceret med 40-50%. De grove partikler (partikler mellem 2,5 og 10 µm) og zink er kun blevet reduceret ganske lidt, og for kobber er der sket en stigning på omkring 30%. Ændringerne i udledningerne afspejler de tiltag, der er implementeret for at reducere udledningerne i de seneste årtier, og at der gennem de seneste 30 år er sket ændringer i de aktiviteter, som forårsager udledningerne.

Status og udvikling for luftkvalitet

Der er fastsat grænse- og målværdier for hovedparten af de målte stoffer i EU’s luftkvalitetsdirektiver (EU, 2008; EU, 2004). En detaljeret beskrivelse af gældende mål- og grænseværdier og deres gennemførelse i dansk lov findes i en bekendtgørelse fra Miljø- og Fødevareministeriet (2016). Bekendtgørelsen er baseret på EU’s 4. datterdirektiv (EU 2004) og EU’s luftkvalitetsdirektiv fra 2008 (EU, 2008).

I 2019 blev grænseværdierne for kvælstofdioxid ikke overskredet. Koncentrationerne af kvælstofdioxid ved gademålestationerne faldt med omkring 15% fra 2018 til 2019, og dermed ligger luftkoncentrationerne nu tydeligt under grænseværdien. Endvidere viser modelberegningerne for 98 udvalgte gadestrækninger i København og 26 udvalgte gadestrækninger i Aalborg, at der ikke er overskridelse af grænseværdierne i 2019. Luftkoncentrationerne for kvælstofdioxid er faldet med omkring 50% på gademålestationerne siden 2005.

Luftkoncentrationerne for de fine partikler (PM2,5) overholdt grænseværdien på 25 µg/m3 som årsmiddelværdi på alle målestationer. AEI-værdien (average exposure indicator, som er defineret som middel af tre års gennemsnit af årsgennemsnittet af PM2,5 i bybaggrund) er faldet med omkring 30 % siden 2010. Dermed er det nationale reduktionsmål (15 % reduktion fra 2010 til 2020; EU, 2008) nået. Luftkoncentrationerne er faldet med 20-40% siden opstart af målingerne i henholdsvis 2007/2008.

PM10 overholdt grænseværdien på 40 µg/m3 som årsmiddelværdi på alle målestationer. Ligeledes var der ingen målestationer i måleprogrammet, hvor det tilladte antal overskridelser af den daglige middelværdi for PM10 (50 µg/m3 må ikke overskrides mere end 35 gange årligt) blev overskredet. PM10 er faldet med 35 - 45% siden opstart af målingerne i 2001.

Modelberegninger af den luftbårne partikelforurening (PM2,5 og PM10) ved udvalgte gadestrækninger i København og Aalborg viste i overensstemmelse med målingerne heller ingen overskridelse af grænseværdierne.

Målingerne af partikelantal har i 2019 fortsat været påvirket af de tekniske vanskeligheder med de nye måleinstrumenter (problemet er løst i 2020). Derfor har det ikke været muligt at udføre målinger af de helt små nanopartikler i området fra 11 – 41 nm. Målingerne i 2019 dækker derfor antallet af partikler i intervallet fra 41 – 478/550 nm (øvre grænse afhænger af instrumenttype, men forskellen er ubetydelig). Antallet af partikler var omkring 3.400 partikler per cm3 på gademålestationen H. C. Andersens Boulevard, hvilket er en faktor to højere end ved forstadsstationen i Hvidovre og ved by- og landbaggrundsstationen ved henholdsvis H. C. Ørsted Instituttet og Risø. Siden 2002 har der været et fald på ca. 65 % i antal partikler med diameter mellem 41 – 478/550 nm på gademålestationen på H.C. Andersens Boulevard. Faldet er blandt andet sket som følge af skærpede udledningskrav, som har medført brug af partikelfiltre på alle nye dieselkøretøjer.

Luftkoncentrationerne af elementært kulstof (EC) ligger på omkring 1 µg/m3 ved gademålestationen på H.C. Andersens Boulevard, mens der er væsentligt lavere koncentrationer i bybaggrund og landbaggrundsmålestationen (omkring 0,3 µg/m3). Der er sket et stort fald i luftkoncentrationerne af elementært kulstof. Størst fald ses ved gademålestationen på H.C. Andersens Boulevard, hvor luftkoncentrationerne er faldet med omkring 60% siden 2010, hvilket er i overensstemmelse med faldet i udledningerne af black carbon (det svarer i store træk til elementært kulstof).

Ozonkoncentrationerne i 2019 var på niveau med tidligere år. Der er ikke fastsat egentlige grænseværdier for ozon, men kun "målværdier" og ”langsigtede mål” (hensigtsværdier). Målværdien for ozon angiver at 8-timersmåleværdierne ikke må overskrides mere end 25 gang som gennemsnit for tre år. I 2019 var der ingen overskridelser af målværdien for beskyttelse af sundhed. Det planlagte langsigtede mål (8-timersmiddelværdi på 120 µg/m3) er endnu ikke trådt i kraft, og der er ikke taget beslutning om hvornår, dette skal ske. Såfremt det langsigtede mål havde været gældende, så ville det have været overskredet på alle målestationerne i 2019. Tærsklen for information af befolkningen om høje ozonniveauer (timemiddel 180 µg/m3) blev overskredet én gang i sommeren 2019 på Sjælland og Fyn. I den anledning blev befolkningen informeret om episoden. Ozonkoncentrationen har ligget på stort set samme niveau den seneste årrække.

Årsmiddelkoncentrationerne for benz[a]pyren i 2019 var 0,29 ng/m3 og 0,38 ng/m3 på henholdsvis H. C. Andersens Boulevard og ved målestationen i Hvidovre. Målværdien på 1 ng/m3 blev således ikke overskredet i 2019. Luftkoncentrationerne på H.C. Andersens Boulevard er faldet med 40 % siden 2008.

Målinger af 17 udvalgte flygtige organiske forbindelser i bybaggrund i København viser koncentrationsniveauer, som spænder fra 0,02 µg/m3 til 0,7 µg/m3 i 2019. Disse flygtige organiske forbindelser bidrager til den kemiske dannelse af ozon på europæisk plan, og målingerne skal først og fremmest understøtte den generelle forståelse af ozondannelsen i Europa. I Danmark er størstedelen af de målte ozonniveauer hovedsageligt resultat af langtransport af luftforurening fra centrale og sydlige dele af Europa. Der er sket et stor fald i luftkoncentrationerne for langt hovedparten af de menneskeskabte udledte flygtige organiske forbindelser.

Figur 3 giver en sammenfatning af status for luftkvalitet i relation til grænse- og målværdier for ovennævnte luftforeningskomponenter og de øvrige luftforureningskomponenter omfattet af EU’s luftkvalitetsdirektiver. Som det fremgår, var der ingen overskridelser af grænse- og målværdierne. For langt hovedparten ses fald i luftkoncentrationerne, hvilket generelt set er i overensstemmelse med udviklingen i udledningerne. For et fåtal af luftforureningskomponenterne er der dog ikke sket et fald, hvilket for eksempel gælder for ozon og kobber.

Som noget nyt i denne rapport er der foretaget en detaljeret analyse af den kemiske sammensætning af de fine partikler i landbaggrund ved Risø, bybaggrund ved H.C. Ørsted Institut og ved gademålestationen på H.C. Andersens Boulevard. Analysen viser, at selv ved den mest forurenede målestation på H.C. Andersens Boulevard, så kommer omkring 25% af forureningen med fine partikler fra kilder i København, mens omkring 75% af forureningen med fine partikler kommer fra udenlandske kilder og kilder i det øvrige Danmark.

Helbredseffekterne og de økonomiske omkostninger af luftforureningen

Modelberegningerne af helbredseffekterne viser, at luftforureningen i 2019 er skyld i omkring 4.600 for tidlige dødsfald og en lang række andre negative helbredseffekter. Antallet af for tidlige dødsfald er omkring 10% højere end angivet ved den seneste årsrapportering. Dette højere antal skyldes anvendelse af opdaterede opgørelser over udledningerne, ændring i de anvendte meteorologiske data og en forbedret kalibreringsmetode. Det højere antal er derfor ikke begrundet i højere luftforurening. Genberegning af hele tidsserien viser et fald i helbredseffekterne fra omkring 8.200 tilfælde af for tidlig død per år i 1990 til omkring 4.600 tilfælde per år i 2019. Dette svarer til en reduktion på omkring 43%.

De samlede eksterne omkostninger relateret til luftforurening i Danmark er estimeret til omkring 85 milliarder kr. (2016-priser) for år 2019. De samlede helbredsrelaterede eksterne omkostninger var omkring 115 milliarder kr. (2016-priser) som middel over årene 1988-1990, og den er faldet med omkring 25% siden da.

I forbindelse med denne rapportering er der foretaget omfattende beregninger af kilderne til helbredseffekterne og de eksterne omkostninger relateret til luftforureningen i Danmark. Disse beregninger viser, at omkring 1.100 tilfælde af for tidlige dødsfald kan tilskrives udledninger fra danske kilder, hvilket svarer til omkring 24% af det samlede antal for tidlige dødsfald, som følge af luftforureningen i Danmark. De resterende omkring 76% stammer fra udenlandske udledninger, herunder naturlige kilder. Tilsvarende fordeling mellem danske og udenlandske udledninger ses for de eksterne omkostninger som følge af luftforureningen. Beregningerne viser også, at danske udledninger er ansvarlig for omkring 2.000 for tidlige dødfald i udlandet.

Figur 4 viser de vigtigste kilders bidrag til antallet af for tidlige dødsfald i Danmark. De vigtigste danske kilder til for tidlige dødsfald er ikke-industriel forbrænding (navnlig boligopvarmning med brænde), som er ansvarlig for omkring 440 tilfælde svarende til omkring 39% af antal tilfælde af for tidlige dødsfald fra danske kilder. Landbrug og vejtransport bidrager med omkring 20% og 19% og er dermed de næst vigtigste danske kilder.

Hvis man kigger på de danske kilders andel set i forhold til antallet af for tidlige dødfald fra den samlede luftforurening, så bliver den procentvise andel fra danske kilder væsentligt mindre. I tabel 1 angives den procentvise andel til antallet af for tidlige dødsfald både set i forhold til de danske udledninger og set i forhold til den samlede luftforurening i Danmark.

Der er endvidere også lavet en særskilt opgørelse af helbredseffekterne som følge af udledninger fra krydstogtsskibe i København og Aarhus. Krydstogtsskibene bidrager med tre for tidlige dødsfald per år og eksterne omkostninger på omkring 50 millioner kr.

Usikkerhederne er betydelige på beregningerne af helbredseffekterne og de eksterne omkostninger fra luftforureningen. Førende internationale forskere på området har vurderet, at deres egne beregninger er behæftet med en usikkerhed på ±50% (Lelieveld et al., 2019). DCE vurderer, at usikkerhederne på beregningerne præsenteret i nærværende notat ligger på samme niveau.

Afslutningsvis skal det bemærkes, at Energistyrelsen den 9. december 2020 offentliggjorde deres opgørelse over energiforbrug i 2019 (https://ens.dk/-service/statistik-data-noegletal-og-kort/maanedlig-og-aarlig-energistatistik), hvoraf det fremgår, at brændeforbruget i Danmark er faldet med omkring 35% fra 2016 til 2019, hvilket er et væsentligt større fald end hidtidigt angivet. Da beregningerne var afsluttet, har det ikke været muligt at inddrage den nye viden i denne rapport. Det betyder, at resultaterne for udledningerne og helbredseffekterne fra anvendelse af brændefyring må forventes at være overestimeret. Ændringerne i brændeforbruget vil blive inddraget i forbindelse med den kommende rapportering for 2020.