Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 471: Atmosfærisk deposition 2020

Ellermann, T., Bossi, R., Sørensen, M.O.B., Christensen, J., Løfstrøm, P., Lansø, A. S., Monies, C., Geels, C., & Poulsen, M. B., 202x: Atmosfærisk deposition 2020. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi. 95s. – Videnskabelig rapport fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 471. http://dce2.au.dk/pub/SR471.pdf

Sammenfatning

Rapporten sammenfatter de vigtigste konklusioner fra overvågning af luftkvalitet og atmosfærisk deposition i danske land- og farvandsområder i 2020. Overvågningen indgår som en del af det Nationale Program for Overvågning af Vandmiljøet og Naturen (NOVANA). Rapporten opsummerer hovedresultaterne vedrørende måling og beregning af atmosfæriske koncentrationer og depositioner af kvælstof- og svovlforbindelser, udvalgte tungmetaller og miljøfremmede organiske forbindelser samt koncentrationer af ozon.

I forbindelse med den nye programperiode for NOVANA er der i 2017 foretaget nogle justeringer af delprogrammet, som dels har medført ændringer i naturdelprogrammet og beregningerne af depositionen til naturområderne og dels har betydet en opstart af målinger af luftkoncentrationerne af en række udvalgte pesticider ved målestationen ved Risø. Disse aktiviteter er videreført i 2020, hvor målingerne af pesticider er foretaget med døgnmiddelmålinger fra sidste halvdel af september til slutningen af november.

Kvælstofdepositionen til danske farvandsområder (105.000 km2) er for 2020 beregnet med luftforureningsmodellen DEHM (Dansk Eulersk Hemispherisk Model) til 60 ktons N (5,7 kg N/ha) og til landområderne (areal 43.000 km2) til 51 ktons N (12 kg N/ha). Den samlede kvælstofdeposition til vand- og landområderne er på basis af overvågningsresultaterne vurderet til at være faldet med ca. 40 % i perioden 1990-2020. Faldet i kvælstofdepositionen er størst i den første del af perioden, mens den målte deposition har ligget på omtrent samme niveau i de sidste knap ti år. Dog ses variationer fra år til år på grund af ændringer i de meteorologiske forhold. Årsagen til faldet er reduktion i emissionerne på europæisk plan, herunder i Danmark.

Ændringerne i kvælstofdepositionen fra 2019 til 2020 er også påvirket af COVID-19-restriktionerne, som i 2020 satte væsentlige begrænsninger for mange samfundsaktiviteter i Danmark og de øvrige europæiske lande. Transportsektoren blev ramt hårdt af restriktionerne, hvor der navnlig i det sene forår observeredes stor reduktion i vejtrafikken og dermed væsentlig reduktion i udledningerne af kvælstofoxider. Udledninger af kvælstofoxider fra landbruget undergik kun i mindre grad reduktioner på trods af aflivning af minkbestanden i november-december. Det hænger sammen med, at hovedparten af mink normalt aflives på samme tidspunkt så kun avlsdyr er tilbage. For at vurdere effekten af COVID-19-restriktionerne er der blevet gennemført en analyse af den månedlige variation i kvælstofafsætningen i 2020 sammenlignet med de foregående fem år. Reduktionen af udledningerne som følge af COVID-19-restriktionerne vil give et fald i kvælstofdepositionen fra 2019 til 2020, men det var ikke muligt at adskille effekten af COVID-19-restriktionerne fra de øvrige ændringer i udledningerne (de ændringer som ville være sket uden COVID-19-restriktionerne) og ændringer som følge af de naturlige variationerne fra år til år i de meteorologiske forhold.

I 2021 er der blevet gennemført modelberegninger af kvælstofafsætningen i 2020 til samtlige naturområder i hele Danmark med lokalskala-modellen OML-DEP. Denne model har en høj geografisk opløsning (400 m x 400 m), således at der kan tages højde for kvælstofudledningerne fra lokalt landbrug. Rapporten præsenterer resultaterne i form af kort over den samlede afsætning til de danske landområder og kort som illustrerer afsætningen til udvalgte naturtyper som for eksempel skov og lav vegetation. Disse beregninger giver end væsentlig bedre overensstemmelse med måleresultaterne fra målestationerne en den grovere regionalskalamodel DEHM (geografisk opløsning på 5,6 km x 5,6 km). Disse beregninger er tidligere blevet gennemført for 2017.

Depositionen af svovlforbindelserne til danske landområder er for 2020 beregnet med DEHM til ca. 5,7 ktons S. Baseret på signifikante fald i koncentrationer og våddeposition vurderes det, at svovldepositionen er faldet med ca. 75 % siden 1990. Faldet i svovldepositionen er fortrinsvist sket i perioden frem til 2001, hvorefter depositionen har været forholdsvis konstant indtil 2007, hvorefter der igen observeres en tendens til en faldende svovldeposition. Faldet i depositionen følger udviklingstendensen for de europæiske emissioner af svovl. Faldet siden 2007 er dog primært forårsaget af den faldende udledning af svovl fra skibstrafik i danske farvande og et mindre fald i udledningerne fra de landbaserede kilder.

Depositioner og koncentrationer af ni tungmetaller (krom (Cr), mangan (Mn), jern (Fe), nikkel (Ni), kobber (Cu), zink (Zn), arsen (As), cadmium (Cd), og bly (Pb)) i 2020 adskiller sig ikke væsentligt fra de seneste år. Over de seneste 27 år er der sket et fald i tungmetalniveauerne til mellem 15 og 60 % af niveauet i 1990. Størst fald ses for bly og cadmium. For de fleste af tungmetallerne har faldet været størst i perioden frem til sidste halvdel af 1990’erne, hvorefter ændringerne har været forholdsvis små.

Ozonkoncentrationerne i baggrundsområderne har ligget på omtrent samme niveau siden slutningen af 1980’erne. Middel af AOT40 (Accumulated Ozone exposure over a Threshold of 40 ppbv; mål for beskyttelse af vegetation mod skader fra ozon) for perioden fra 2016-2020 ligger under 4.300 ppb∙timer på alle baggrundsmålestationer (Ulborg, Keldsnor, Risø). I 2020 er der dermed ingen overskridelse af EU’s målværdi (9.000 ppb∙timer som middel af fem år) for beskyttelse af vegetation mod skader forårsaget af ozon. EU’s langsigtede mål for beskyttelse af vegetation (3.000 ppb∙timer) er dog overskredet ved Risø men ikke ved Ulborg og Keldsnor. Den langsigtede målsætning er endnu ikke trådt i kraft, og skal derfor endnu ikke overholdes. Rapporten inkluderer endvidere modelberegning af ozonflux, som indgår i forbindelse med overvågning af ozons påvirkning af vegetation. Ozonflux er en bedre indikator end AOT40, fordi ozonfluxen tager højde for at planterne for eksempel ikke påvirkes af ozon under tørke. I forbindelse med konventionen om langtransporteret grænseoverskridende luftforurening (CLRTAP) under UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) er der vedtaget kritiske niveauer (Critical levels) for PODγ (Phytotoxic Ozone Dose above a threshold γ), hvorover ozonskader på vegetation er uacceptabelt store. Det kritiske niveau for skov var overskredet i hele landet i 2020, mens der for korn (hvede) ikke var overskridelser i Danmark.

Måling af våddeposition af miljøfremmede organiske stoffer ved Sepstrup Sande og Risø viser, at depositionen af nitrophenoler (6 stoffer) lå på hhv. 746 µg/m2 og 748µg/m2. Depositionen af PAH’er (Polycykliske Aromatiske Hydrocarboner, 18 stoffer) lå på hhv. 24 µg/m2 og 28 µg/m2, hvor der grundet kontamineringsproblemer indgår færre stoffer end tidligere år. Våddeposition af pesticider i 2020 lå på omkring henholdsvis 134 µg/m2 og 145 µg/m2 (19 udvalgte stoffer), hvoraf 75-90 % alene stammer fra prosulfocarb, som anvendes på vintersæd i efterårsmånederne. Våddepositionen af prosulfocarb i 2020 lå væsentligt højere end i 2019. Der kan ikke observeres en udviklingstendens for våddepositionen af prosulfocarb i perioden siden 2007.

I perioden fra sidste del af september til og med november blev der foretaget døgnmålinger af luftkoncentrationerne af prosulfocarb. Disse målinger viste dage med betydelige koncentrationer for den periode, hvor prosulfocarb typisk udbringes på marker med vintersæd. Resultaterne fra analysen indikerer, at størstedelen af den målte prosulfocarb i luften kan stamme fra udbringning af prosulfocarb på danske marker med vintersæd. Denne vurdering baseres på følgende:

  • Tidsperioden med høje luftkoncentrationer af prosulfocarb i efteråret 2019 svarer til tidsperioden for anvendelse af prosulfocarb i landovervågningsoplandene. For 2020 ses høje luftkoncentrationer fra slut september til sidst i oktober, hvilket svarer til observationerne for 2019.
  • Dage med høje luftkoncentrationer er i stor grad sammenfaldende med dage med gode betingelser for udbringning af prosulfocarb på marker med vintersæd.
  • Prosulfocarb kan nedbrydes relativt hurtigt om dagen i sollys. Om morgenen og sen eftermiddag er mængden af sollys væsentligt mindre og nedbrydningen væsentligt langsommere. Om natten er nedbrydningen ligeledes meget langsom.
  • Undersøgelserne baseret på såkaldte trajektorieberegningerne godtgør, at det for en række dage stort set kan udelukkes, at prosulfocarb stammer fra andet end dansk anvendelse.

Undersøgelserne har også vist, at der formentligt kan komme bidrag fra prosulfocarb anvendt i Danmarks nabolande. Ovenstående eksempler har peget på bidrag fra Tyskland og Skåne. Trajektorieberegninger for andre dage viser, at også Storbritannien og Polen kan være en mulig kilde til den målte prosulfocarb.

Endvidere ses sammenhæng mellem nedbørsmængden, våddepositionen og luftkoncentrationen af prosulfocarb, hvor høj våddeposition observeres for perioder med høje luftkoncentrationer. Dette giver et fingerpeg om, at våddepositionen stammer fra de samme kilder, som giver anledning til de målte luftkoncentrationer. Det foreliggende datamateriale giver imidlertid ikke mulighed for en endelig konklusion omkring kilderne til våddepositionen.

Ovenstående konklusioner skal læses med det forbehold, at vi kun har informationer om den faktiske anvendelse af prosulfocarb i Landovervågningsoplandene i 2019 og for eksempel mangler informationer om anvendelsen på store dele af Sjælland.