Ellermann, T., Massling, A., Bossi, R., & Nordstrøm, C. 2022. The Particle Project 2021. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 38 pp. Scientific Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy No. 500. http://dce2.au.dk/pub/SR500.pdf
I The Particle Project 2021 rapporteres resultater af målinger af partikelstørrelsesfordelingen fra 11 nm op til 478/550 nm, partikelantal samt elementært kulstof i Københavns bybaggrund. Disse målinger er et supplement til luftovervågningsprogrammet under NOVANA og bidrager med forskning omkring kilderne til partikelforureningen i Danmark. Resultaterne for bybaggrund sammenholdes med tilsvarende resultater fra en landligt baseret station nord for Roskilde (RISØ), en station i den Københavnske forstad Hvidovre (HVID), samt fra en station i en trafikeret gade i København (HCAB). I rapporten præsenteres resultater for niveauer og udviklingstendenser for partikelantal og elementært kulstof sammen med en analyse af sæson- og døgnvariation af disse partikelkomponenter. Analysen af den tidsmæssige variation suppleres med resultaterne fra analyse af døgnvariation i PM2,5 og PM10 baseret på målinger af PM med høj tidsopløsning via TEOM-metoden (Tapered Element Oscillating Microbalance).
Partikelantal
Langtransporterede partikler og deres gasformige forstadier bidrager til partikelantal for partikler med en diameter mindre end 1 µm. Langtransporterede partikler udgør den største andel på de landlige stationer og en mindre andel på stationerne i bybaggrund og forstad, hvor lokale kilder spiller en relativt større rolle. Mindst er andelen af langtransporterede partikler målt på gadestationerne, hvor den største andel udgør bidraget fra lokal trafik. Det relativt største bidrag fra langtransporterede partikler ser man i landlig baggrund på målestationen RISØ. Det næststørste relative bidrag fra langtransporterede partikler finder man på HCØ (bybaggrund), dernæst kommer HVID (forstad), mens dette bidrag udgør den mindste relative andel på HCAB (trafikeret gade).
Set over lang tid er der målt et fald i partikelantal ved alle målestationerne, men der er forskel i udviklingstendensen for de forskellige partikelstørrelsesfraktioner og målestationer. Der er også forskel på dataseriernes længde, hvor målingerne på målestationerne HCØ og HCAB begyndte i 2002, RISØ i 2005 og HVID først i 2015. Dataserien for forstadsmålestationen HVID er for kort til at kunne vurdere udviklingstendenserne. Grundet tekniske problemer med udstyret er der endvidere huller i tidsserierne fra 2016-2019, som varierer fra målestation til målestation. Disse huller gælder for den mindste partikelfraktion (11-41 nm), hvilket også medfører huller i tidsserien for måleområdet 11 – 478/550nm.
Partikler mellem 11 og 41 nm: For de seneste 10 til 15 år ses en tendens til, at partikelantallet ligger på et relativt stabilt niveau ved bybaggrundsmålestationen HCØ og landbaggrundsmålestationen RISØ. Ved gademålestationen HCAB ses et betydeligt fald i partikelantallet, som dog også flader ud inden for de seneste år. Ved gademålestationen kommer den største andel af partiklerne i denne fraktion fra udstødning og det store fald hænger sammen med den øgede brug af partikelfiltre på køretøjerne.
Partikler mellem 41 og 110 nm og partikler mellem 110 og 478/550 nm: Ved bybaggrundsmålestationen HCØ, landbaggrundsmålestationen RISØ og gademålestationen HCAB måles et generelt fald i partikelantal for partikler med diameter mellem 41 og 110 nm og partikler mellem 110 og 478/550 nm i løbet af de seneste 15-20 år. Ved bybaggrundsmålestationen HCØ og landbaggrundsmålestationen (RISØ) har der dog været et nogenlunde stabilt niveau gennem de seneste fem år. I 2018 blev der målt en noget højere værdi sammenlignet med de omkringliggende år, hvilket formentligt skyldes, at 2018 var et usædvanligt tørt år, hvor sommernedbøren var 40% lavere end for de tilsvarende perioder i 2017 og 2019. Ved gademålestationen HCAB måles fortsat et fald i partikelantal gennem de seneste fem år, hvilket skyldes, at det løbende fald i udledningerne som følge af forbedring af vognparken slår tydeligere igennem på gademålestationen end ved baggrundsmålestationerne.
Partikler mellem 11 – 478/550nm: Når partikelantallet for det samlede måleområde vurderes, ses der et mindre fald i partikelantallet for bybaggrundsmålestationen (HCØ) og landbaggrundsmålestationen (RISØ), mens der for gademålestationen (HCAB) ses et betydeligt fald i partikelantallet – navnlig i den første del af måleserien (2002-2012), hvorefter faldet flader ud.
Elementært kulstof, EC
Årsmiddelkoncentrationer for EC blev i 2021 målt til 0,24 µg/m3 ved bybaggrundsmålestationen HCØ, hvilket er omkring 10% lavere end målt i 2020. Ved den landlige målestation RISØ var faldet mindre (3%), mens faldet var markant højere ved gademålestationen HCAB (18%). Da forstadsmålestationen HVID skulle flyttes i sommeren 2021, var der kun data for omkring 6,5 måneder og dermed ikke data til beregning årsmiddelværdier.
Siden 2015 er koncentrationerne af EC faldet med omkring 35% ved baggrundsmålestationen HCØ. Den vigtigste årsag til faldet i koncentrationerne er de generelle reduktioner i udledningerne af EC på både nationalt og internationalt plan. Ved gademålestationen HCAB er der målt et stort fald på omkring 76% i perioden fra 2010 til 2021, hvilket hovedsageligt skyldes fald i udledningerne fra vejtrafik.
EC er faldet med omkring 45% ved den landlige målestation RISØ i perioden fra 2010 til 2021. Ved forstadsmålestationen HVID er der målt et fald på omkring 29% siden 2016. Faldet i koncentrationerne af EC har siden 2016 forløbet meget ensartet ved bybaggrundsmålestationen, landmålestationen og målestationen i forstad, hvilket indikerer, at det er de generelle reduktioner af udledningerne på nationalt og internationalt niveau, som er årsag til hovedparten af faldet i koncentrationerne.
Tidsmæssige variationer
Denne årsrapport præsenterer resultater fra analyse af de tidsmæssige variationer i luftforureningen med partikler. Døgnvariationen i partikelmassen er undersøgt ud fra målinger af PM2,5 og PM10 med TEOM-metoden, som måler partikelmassen på timemiddelniveau ved den landlige målestation RISØ (PM10) og ved gademålestation HCAB (PM2,5 og PM10). Målingerne af EC udføres som døgnmiddelmålinger, og disse er anvendt til fastlæggelse af månedsvariationen af EC ved alle fire målestationer. Partikelantal måles på timemiddelniveau, og disse data er anvendt til både at bestemme måneds- og døgnvariationen.
Analysen af månedsvariationen af EC viser, at EC har de højeste koncentrationer om vinteren og de laveste koncentrationer om sommeren. Dette hænger sammen med, at EC hovedsageligt stammer fra udledninger fra vejtrafik og boligopvarmning baseret på brændefyring. Månedsvariationen er mindst ved gademålestationen HCAB og højest ved forstadsmålestationen HVID, hvorefter følger bybaggrundsmålestationen HCØ og den landlige målestation RISØ.
I modsætning til dette, så er partikelantal højere om sommeren end om vinteren ved bybaggrundsmålestationen HCØ og den landlige målestation RISØ. Ved gademålestationen HCAB ses omtrent ens partikelantal sommer og vinter. Årsagen til disse månedsvariationer er, at partikler med diameter mellem 11 og 478 nm stammer fra udledninger fra vejtrafik og boligopvarmning med brændefyring samt fotokemiske reaktioner i atmosfæren. De fotokemiske reaktioner forløber kun, når der er sollys, og derfor ses et relativt stort bidrag fra de fotokemiske reaktioner om sommeren. Ved gademålestationen HCAB er partikelantallet stærkt domineret af udledninger fra vejtrafikken, og bidraget fra de fotokemiske reaktioner er derfor formentligt for lille til at kunne blive observeret.
Døgnvariationen af PM10 ved gademålestationen HCAB viste det forventede mønster præget af udledningerne fra vejtrafikken, men der blev også observeret en uventet bred top fra sent på formiddagen til midt på eftermiddagen i den årlige gennemsnitlige døgnvariation. Analyserne viste, at denne brede top stammede fra vintersaltning af vejen i den første del af februar, hvor der var en periode med frostvejr og ringe nedbør. PM2,5 ved gademålestationen HCAB viste en mindre tydelig døgnvariation i overensstemmelse med, at størstedelen af PM2,5 stammer fra langtransporterede luftforurening og kun en mindre del stammer fra vejtrafik. Ved den landlige målestation RISØ blev der ikke observeret en klar døgnvariation, hvilket hænger sammen med, at langt hovedparten af PM2,5 stammer fra langtransporteret luftforurening.
Døgnvariationen i partikelantal viste mange interessante mønstre som for en stor del kan tilskrives de forskellige kilder til partikelantal. Eksempler på dette ses på døgnvariationen ved gademålestationen HCAB, hvor der tydeligt kan identificeres toppe relateret til myldretid, og toppe der kan tilskrives udledninger i forbindelse med de sociale aktiviteter lørdag aften. Ved bybaggrundsmålestationen HCØ, ses en tydelig top i partikel antal fra sidst på formiddag til ud på eftermiddagen om sommeren (april-september). En lignende top kan ikke ses om vinteren (januar-marts og oktober-december). Denne top kan bedst forklares ved de fotokemiske reaktioner i atmosfæren, som fører til dannelse af partikler, når solen skinner om sommeren. Ved forstadsmålestationen HVID blev der observeret relativt højt partikelantal på vinteraftner, hvilket formentligt skal tilskrives boligopvarmning med brændefyring. Da forstadsmålestationen HVID blev flyttet i sommeren 2021, var det ikke muligt at analysere forskellen mellem sommer og vinter ved denne målestation. Analysen af døgnvariationen af partikelantal vil blive gentaget, når der foreligger data fra hele 2022for alle fire målestationer for på den måde at forbedre datagrundlaget for analysen.
