Kilder til luftforurensning

Her finner du en generell beskrivelse av ulike kilder til luftforurensning, og hva man bør ta hensyn til i beregninger av luftforurensning fra disse kildene. Det er vist beregningseksempler for flere av kildetypene.

I tillegg er det beskrevet en spesiell type spredningssituasjon der fortetting kan ha potensial for å påvirke luftkvaliteten ved å bidra til dårligere utluftning. For havneområder og kombinasjon av flere kilder er det kun gitt en generell beskrivelse av problemet.

Mer spesifikk beskrivelse av hver enkelt kildetype er gjennomgått i eksemplene.

 

Generelt om modellberegninger
Veier
Industri
Vedfyring
Bygg- og anleggsvirksomhet
Havneområder
Flyplass
Komplekst terreng og stagnasjon
Byforurensning
Kombinasjon av flere kilder

Generelt om modellberegninger

Vurderinger av beregningsmetoder og usikkerheter er knyttet til kapittel 3.4 og 3.5 i retningslinje T-1520 om kartets innhold og oppdateringer, og metode.

For å lage luftsonekart er det som regel behov for modellberegninger. Retningslinje T-1520 inneholder en entydig grense mellom de ulike sonene, noe som målinger og modeller som regel ikke kan skille like klart på grunn av usikkerheter i inngangsdata, måledata og i modellenes metode.

Informasjon om usikkerhet og antakelser må være tilgjengelig sammen med kartene

Man må alltid må vurdere grunnlaget for beregningene og ta hensyn til metodeusikkerhet når man benytter kartframstillingene i videre arbeid. Retningslinje T-1520 påpeker at slik grunnlagsinformasjon skal være tilgjengelig sammen med kartene.

Det en god regel å være konservativ i antakelser, i den forstand at man ikke underestimerer forholdene. Viser beregninger at området man vurderer planaktivitet for for eksempel er i øvre sjikt i gul sone, kan det også bety at området egentlig er i rød sone.

Luftsonekartet må utarbeides med en romlig oppløsning som gjenspeiler formålet med kartet. Som regel er arealene som vurderes av begrenset størrelse, og nær forurensningskilder som veger vil konsentrasjonene endres raskt med avstanden fra utslippskilden. Disse egenskapene ved utbredelsen av forurensning må reflekteres i modellbruken.

Meteorologiske variasjoner

Meteorologiske variasjoner kan gi relativt store endringer i konsentrasjon fra år til år. I utgangspunktet er det ønskelig å vise slike variasjoner i kartframstillinger ved å gjøre modellberegninger med samme utslipp for ulike meteorologiske år. Hvis man allikevel kun fremviser ett kart bør man vurdere hvordan det modellerte året reflekterer den situasjonen man vurderer.

Hvis man gjør vurderinger for spesielle klasser av spredningsforhold, gjør man dette slik at anslaget blir konservativt. Dette innebærer å overestimere heller enn å underestimere hyppighet av forekomst av de mest ugunstige spredningssituasjonene. Utslipp av veistøv og fra vedfyring vil også være avhengig av meteorologiske forhold. Eksosutslipp varierer derimot lite fra år til år.

I byområder er det som regel behov for å oppdatere kartene hvert tredje til fjerde år

Er det gjort større endringer siden de siste beregningene og utarbeidelse av luftsonekart ble gjennomført? Dette kan blant annet være endringer i bilpark, trafikkmengde og veier. I retningslinjen påpekes det at sonekartet bør oppdateres ved vesentlige økninger. Hva som regnes som vesentlig økning, er avhengig av det eksisterende forurensningsnivået.

Som en veiledning kan følgende anses som vesentlig økning:

  • Dersom forurensningen er lavere enn nedre grense for gul sone, ansees en økning på 20 % å være vesentlig. Det vil si at planen faller inn under kriteriet som utløser konsekvensutredning etter plan- og bygningsloven.
  • I gul sone ansees en økning på 5 % for å være vesentlig.
  • I rød sone vil alt som bidrar til å øke forurensningsnivået ytterligere kunne ansees som en vesentlig økning.

Hvis større endringer skjer lokalt, som omlegging av en vei eller det bygges ny tunnel, vil dette kunne gi stort utslag i et enkelt område. Konsentrasjonene vil også kunne bli veldig annerledes hvis andre tiltak for eksempel gir stor endring i trafikktallene. Slike endringer gjør det sannsynlig at kartene ikke lenger er representative. Dette må vurderes i hvert enkelt tilfelle. For byområder vil det typisk være behov for oppdatere kartene hvert tredje til fjerde år for å fange opp ulike endringer i bilpark, trafikkmengder og veier.

Modellberegninger bør sammenlignes med observasjoner

For hver beregning med modeller bør man kontrollere resultatet ved å vurdere generelle nivå, feltverdier og punktverdier. Det bør gjøres en sammenligne med observerte konsentrasjoner for de stasjonene som er tilgjengelig. Sammenligningen av målt og modellert konsentrasjon er viktig der det er mulig, og det er som regel ulikt resultat for sammenligning av konsentrasjon for ulike midlingstider som pr time eller døgn, persentiler og gjennomsnittsverdier. Hvis modellberegningene konsekvent over- eller underestimerer for enkelte beregningspunkt bør dette tas med i betraktning som en usikkerhet når man vurderer resultatet. Dette gjelder i høy grad også for kartframstilling og bruk av disse.

Kjøp av modellberegninger kan gi informasjon om flere luftkvalitetskriterier samtidig

Arbeid med å lage modellbaserte plankart med utslippskartlegging, innhenting av spredningsdata og etablering av en spredningsmodell vil i mange tilfeller utføres av innleid ekspertise. For dem som bestiller utførelse av slikt arbeid er det viktig å huske på at det finnes andre kriterier, målverdier og grenseverdier for luftkvalitet enn dem som er beskrevet i retningslinjen, se oversikt for eksempel på nettstedet ModLUFT.

Modellberegningene kan som regel produsere resultater som belyser flere kriterier samtidig. Dersom det anvendes en modell der beregningene utføres time for time over ett år for å beregne årsmiddel og vintermiddel av NO2, vil det også være mulig å ta vare på data for enkelttimene, og benytte disse til vurderinger i forhold til de forskriftsfestede grenseverdiene for tiltak, nasjonale mål og anbefalte luftkvalitetskriterier. Merkostnad ved en slik tilleggsberegning er oftest liten i forhold til det øvrige arbeidet.

Veier

Luftforurensning fra vegtrafikk er ofte den største kilden til lokale luftforurensninger. Spesielt for NO2 er vegtrafikk som regel hovedkilden. Avhengig av trafikkmengde og bruk av piggdekk i vintersesongen kan vegtrafikk også være hovedkilden til høye døgnmiddelkonsentrasjoner av svevestøv (PM10).

Konsentrasjonsbidrag fra veier

Utslipp fra kjøretøy skjer nær bakken. Trafikk i bevegelse danner både turbulens og et lokalt vindfelt. Dette gjør at er forurensningskonsentrasjonen som følge av vegtrafikkutslipp karakteriseres av en gradvis reduksjon av konsentrasjonsbidraget med økende avstand fra vegen. I områder nærmere enn 50 m fra en rett vegstrekning vil de høyeste konsentrasjonsbidragene inntreffe ved vindretninger nær parallelt med vegen. Med økende avstand fra veien vil vindretningen for høyeste konsentrasjon nærme seg en retning som er vinkelrett på veien. Konsentrasjonsbidraget fra vegen vil være omvendt proporsjonalt med vindstyrken.

Større variasjon i utslippsmengde for PM10 enn NO2

Utslippsmengden fra kjøretøyene avhenger av følgende forhold:

  • Trafikkmengde
  • Trafikksammensetning
  • Kjørehastigheten
  • Variasjonen i hastighet (kjøremønster).

I tillegg til eksospartikler, er de største bidragene til utslipp av svevestøv fra trafikk i Norge piggdekkbruk og vegbaneforhold (som våthet, strøsand og salting). For en gitt vegstrekning blir derfor variasjonen i utslippsmengde større for svevestøv enn for NO2 - både fra dag til dag og for de ulike årstidene.

Bykjøring vs. landeveiskjøring

Utslipp av nitrogenoksider er høyere for ”bykjøring” eller sentrumskjøring med saktegående trafikk eller kø, enn for ”landeveiskjøring” og fri flyt. For svevestøv er forholdet omvendt  når oppvirvling av veistøv dominerer konsentrasjonsbidraget. Dette medfører at for tettsteder og mindre byer der trafikk er hovedkilde og gjerne dominert av én større vei, vil sonegrenser for svevestøv gi mer omfattende utbredelse av gule / røde soner enn sonegrensene for nitrogendioksid. I sentrumsområdene i byene som har begrensinger i piggdekkbruk er forholdet omvendt.

For områder der en hovedvei er forurensningskilden og det er utarbeidet støysonekart og det ikke er gjennomført skjermingstiltak mot støy, vil utbredelsen av rød og gul støysone være mer omfattende enn rød og gul luftkvalitetssone i de områdene.

Se beregningseksempel for veier.

Industri

I dette kapitlet er det skissert framgangsmåte for beregning av effekt på luftkvalitet fra en industribedrift som har utslipp til luft i forbindelse med produksjon av varer eller produksjon av energi. Det vil si at det ikke inkluderer bedrifter som kun har utslipp knyttet til ”vanlig aktivitet”, for eksempel bilkjøring. Utslipp til luft fra oppvarming av bygninger er heller ikke tatt med. Disse kildene bør også vurderes hvis den planlagte virksomheten vil utgjøre en stor lokal kilde.

Med hensyn til luftsonekart er det maksimalt døgnmiddel av PM10 og langtidsmiddel (vintersesong/ årsmiddel) av NO2 som er relevante.

1) Kartlegge hvilke komponenter som slippes ut til luft.

Største kilde til nitrogenoksider NOx (NOx = NO + NO2)) er forbrenning (høy temperatur gjør at N-N-bindingen og O-O-bindingen i luft brytes opp og NOx dannes). Partikler/svevestøv (PM10, dvs. partikler med diameter mindre enn 10 µm), evt PM2.5 (det vil si partikler med diameter mindre enn 2.5 µm) dannes også ved forbrenning. Andre aktuelle komponenter som kan slippes ut fra industrivirksomhet er svoveldioksid (SO2, liten kilde i Norge i dag), tungmetaller, flyktige organiske forbindelser (VOC’er, bl.a. benzen), kvikksølv (Hg), PAH (polyaromatiske hydrokarboner, også kalt tjærestoffer). Avhengig av hva bedriften produserer kan det også vurderes om det vil være utslipp av dioksiner (kan dannes ved forbrenning med klor tilstede) eller andre persistente organiske miljøgifter.

2) Bakgrunnskonsentrasjoner

Bakgrunnskonsentrasjonen av NO2, PM10 og PM2,5 for Norge er gitt i MODLUFT  (bakgrunnsapplikasjoner). Her kan man for et utvalgt område finne bakgrunnskonsentrasjonen av forurensning i luften. Konsentrasjonen er et gjennomsnittsnivå for et større område basert på data fra bakgrunnsstasjoner. Bakgrunnsnivået har betydning for hvor stor innvirkning de lokale utslippene i område vil ha på luftkvaliteten. Andre kilder for bakgrunnskonsentrasjoner er Miljødirektoratets rapporter fra nasjonale overvåkingsprogrammer (utført av blant annet NILU) eller EMEP-modellberegninger for Europa .

3) Vurdering mot kravene i forurensningsforskriftens kapittel 27

Selv om grenseverdiene for gul sone i retningslinje T-1520 er overholdt, kan et industriutslipp medføre brudd på kravet til skorsteinhøyde i forurensningsforskriftens § 27-5. Om utslippet overholder dette kravet skal derfor vurderes. Kravet baseres på beregnet bidrag til konsentrasjonen i forhold til luftkvalitetskriteriene og bakgrunnskonsentrasjonen. Luftkvalitetskriteriene er faglige betraktninger om hvilke nivåer som er trygge for helse og vegetasjon og omfatter flere komponenter og tidsskalaer for eksponering.

4) Vurdere bidrag fra bedriftens utslipp sammenstilt med bakgrunnskonsentrasjoner

Til dette bør det brukes matematiske modeller som beregner utslipp, spredning og konsentrasjon av luftforurensning. Hvilken modell man bør bruke er avhengig av romlig skala på spredningen (lokal/regional) og tidsoppløsning for de ønskede beregningene (time/sesong/år). En god oppsummering over aktuelle modeller er gitt under MODLUFT, ”Utslippstillatelser Industri” . Også veiledningen til skorsteinsberegninger er relevant bakgrunnsinformasjon i vurdering av industriutslipp .



Se beregningseksempel for industri.

Vedfyring

Vedfyring er en viktig lokal kilde til konsentrasjoner av svevestøv. I byskalamodeller beregnes konsentrasjonsbidraget som regel som et arealutslipp. Som nøkkel for romlig fordeling av utslippet benyttes befolkningsfordelingen, dersom man ikke har spesifikke data som tilsier en annen fordeling.

På grunn av utslippets sammensetning har vedfyring stor relevans for konsentrasjonsnivået av PM10, men liten relevans for konsentrasjonsnivået av NO2.

For vedfyring er det etter hvert kommet forbedrede estimater for partikkelutslipp for innfyrt mengde av ved. De nyeste estimatene for vanlige norske ovnstyper ligger fra 15 til 20 g PM10 pr kg ved. Selve vedforbruket, og variasjonen i vedforbruk over tid er det imidlertid knyttet stor usikkerhet til. Statistisk sentralbyrå har data for fylkesvis forbruk av ved til boligoppvarming som kan anvendes som grunnlag for utslippsestimat. Det finnes imidlertid ikke enkle modeller av typen nomogram for Vegforurensning på ModLUFT, for spredning av utslipp fra vedfyring. De fleste steder finnes det heller ikke relevante meteorologiske data til bruk i spredningsmodellering.

Se beregningseksempel for vedfyring.

Bygg- og anleggsvirksomhet

Bygg- og anleggsvirksomhet er beskrevet i kapittel 6 i retningslinje T-1520. Det er gitt en egen veiledende konsentrasjonsverdi for timemiddel av PM10 i forbindelse med bygg- og anleggsvirksomhet: maksimal konsentrasjonsverdi bør ikke overstige 200 µg/m3 i områder der folk bor eller oppholder seg.

Massetransport knyttet til bygg- og anleggsvirksomhet kan også gi signifikant tilleggsbelastning til konsentrasjoner av NO2 og PM10  langs de anvendte transportrutene så lenge virksomheten varer.

Retningslinje T-1520 inneholder en konkret liste av ulike aspekter som tiltakshaver bør vurdere:

  • Omfang av støvgenererende aktiviteter
  • Lokalisering av byggeplass og transportveier-nærhet til følsom arealbruk
  • Omfang av kjøretøy og anleggsmaskiner (til/fra og på byggeplass)
  • Omfanget på rivearbeider
  • Behov for knusearbeid eller lignende på byggeplassen
  • Potensialet for at skitt og støv kan frigjøres til luft på byggeplassen
  • Lokalklimatologiske forhold

Ved større arbeid av lang varighet bør retningslinje for støy og retningslinje for luftkvalitet sees i sammenheng.

Bygg- og anleggsvirksomhet kan generere store lokale utslipp av svevestøv. I tillegg har dieseldrevne anleggsmaskiner og tyngre kjøretøy anvendt i transport til/fra anleggsområdet høye utslippsfaktorer for nitrøse gasser. I beregningseksempelet er det gitt kildehenvisninger for utslippsfaktorer for bygg- og anleggsvirksomhet. De to eksemplene tar for seg beregning av konsentrasjoner i luft som følge av virksomheten.

Se beregningseksempel for bygg- og anleggsvirksomhet.

Havneområder

I havneområder vil det forekomme utslipp fra skip og båter, både de som er på vei inn og ut av havn og de som ligger til kai. Typisk vil utslippene være store for perioden ved kai og tiltak som tilrettelegging for landstrøm vil være viktig å kartlegge. Det logges mye informasjon om skip gjennom AIS data (automatisk identifikasjonsystem) og man kan få detaljert informasjon om skipene. Dette er informasjon som kan benyttes i utslippsmodeller. For å beregne utslippene trenger man også informasjon om drivstoff.

Beskrivelse av utslipp fra skipsmotorer

Utslipp fra skipsmotorer vil foregå gjennom skipets skorstein og dersom skipet ligger til kai vil utslippet ha nær samme karakter som utslipp fra industriskorsteiner, det som i modellterminologi kalles en punktkilde. Dersom skipet er i bevegelse (til eller fra kai) vil middelutslippet over tid ha form som en linjekilde med en høyde over sjøen tilsvarende toppen av skorsteinen. For større områder er det naturlig at kilden blir beskrevet under en felles arealkilde.

Beskrivelse av utslipp fra andre kilder enn skip og båt

Det kan i forbindelse med havner også være større utslipp fra andre kilder enn skipene og båtene. Dette kan for eksempel være knyttet til:

  • Omlastning ved bruk av lasteredskap drevet med forbrenningsmotorer
  • At havna har lokalt framstilt energi til oppvarming eller landstrøm
  • Biltrafikk

Disse ekstra utslippene kan ha svært annen karakter enn utslipp fra skips- og båttrafikken. Videre distribusjon av gods med bil vil medføre utslipp som linjekilde, på samme måte som normal vegtrafikk, men innslag av tyngre kjøretøyer vil være nær 100 %, og utslippet per utkjørt distanse vil være høyt på grunn av lav hastighet. Lokal energiproduksjon vil antagelig skje gjennom skorsteiner (punktkilder). Lasteredskap med forbrenningsmotor vil ha såpass variabelt kjøremønster at utslippet vil være en arealkilde (utslipp fordelt over et område).

Beregning av forurensningsbidrag fra havneområder

Når en beregning av forurensningsbidrag fra et havneområde skal utføres må det nødvendigvis benyttes ulike spredningsmodeller for de ulike kildetypene, eller et modellsystem som inneholder moduler der de ulike utslippene behandles på sin karakteristiske måte. Det er også viktig å presisere hvilke avgrensninger av aktivitetene som er gjort før de overføres til en annen kildegruppe. Godstransport med bil fra havn vil vanligvis gå over til kildegruppen ”vegtrafikk” når transporten når vegnett åpent for alminnelig ferdsel. Bidrag fra skipstrafikken i et modelleringsområde vil gå over til å bli et ”bakgrunnsbidrag” når båtene forlater modellområdet.

Dersom ”havnevirksomhet” defineres som en egen utslippssektor i et modellsystem for byskala er det viktig å gjøre disse avgrensningene og å unngå at den samme aktiviteten defineres i flere kildegrupper.

Flyplass

Den viktigste informasjonen for å framskaffe inngangsdata til beregninger av forurensningsbidraget fra flyplasser er:

  • Utslippsfaktorer for flyene
  • Tidsforbruk/drivstofforbruk for flyene
  • Ukevariasjon i regulær flytrafikk

Andre kilder enn flytrafikk må også vurderes

I tillegg til selve flytrafikken vil det også være behov for å vurdere andre kilder. Dette kan være annen mobil transport inne på flyplassens område, effekt av trafikk til området og evt. utslipp fra bygningenes oppvarmingskilder. Modellering av spredning for de ulike kildene bør inkludere en kombinasjon av areal- og linjekilder. Utslipp fra eventuelle varme/energisentraler bør behandles som punktkilder.

Kun to flyplasser i Norge har blitt utredet tidligere

Utredninger i Norge har ut i fra tilgjengelig litteratur vært gjennomført for bare to flyplasser (Fornebu og Gardermoen). Vurdering av luftforurensing for Fornebu flyplass ble gjennomført på 80-tallet (Knudsen, 1990).

Luftforurensningsmålinger og -beregninger har blitt gjennomført for Oslo Lufthavn Gardermoen (OSL) i følgende sammenhenger:

  • Planlegging av flyplassen (Grønskei, 1986)
  • Alternative utbyggingsplaner (Grønskei, et al., 1992)
  • Mulig forurensningsbidrag fra flyplassen før bygning (Knudsen, et al., 1995)
  • Forurensningsbidrag fra flyplassen etter den ble satt i drift (Slørdal, et al., 1999; Hagen og Anda, 2001)
  • Bakgrunn for utarbeidelse av et overvåkningsprogram på flyplassen (Gram og Walker, 2002).

Siden 2001 har OSL gjennomført egne beregninger av luftkvalitet.

Beregningseksempel for flyplass

Detaljert framgangsmåte for framstilling og karteksempler (fra Slørdal, et al., 1999; Hagen og Anda, 2001) finnes i dette beregningseksempelet.

Komplekst terreng og stagnasjon

Lokal topografi, bebyggelse og jordoverflate har stor innvirkning på lokale vind- og temperaturforhold.

Typiske forhold som er avgjørende for spredning av luftforurensning

Form på dalfører og hvilket underlag som er framherskende både i dalbunnen og langs dalsider kan være avgjørende for lokale spredningsforhold som vindstyrke, vindretning og luftas vertikale blandingsevne.  Oppføring av ny bebyggelse eller erstatning av porøse flater som eng eller myr med asfalt eller betong vil kunne påvirke både den lokale luftgjennomstrømningen og den lokale temperaturen. I områder der det i utgangspunktet er fare for stagnerende luftbevegelse kan bygningsstrukturer føre til dårligere gjennomstrømning. Oppbygging av større overflater med høy grad av varmetap om natten kan bidra til å danne lokale bakkeinversjoner. Utbygging av en parkeringsplass der det tidligere var vegetasjon er et eksempel på dette.

Dårlig spredning av forurensning fører til høyere konsentrasjon

Kombinasjonen av svakere gjennomstrømming av luft koblet til økning av lokale bakkeinversjoner vil medføre dårligere spredning av forurensende utslipp og høyere konsentrasjon av forurensning i lufta, selv om utslippene av forurensning ikke har blitt høyere. Samtidig vil den lokale luftforurensningen i liten grad bli påvirket av utslipp som skjer utenfor sonen med stagnerende luftbevegelse.
Fenomenet med stagnasjonssoner kan oppstå på en romlig skala med utstrekning på titalls kilometer (byskala) ned til en skala på under 100 m.

Under følger et eksempel på nødvendige betraktninger når man må ta hensyn til komplekst terreng og stagnasjon. Eksempelet tar utgangspunktet i et fenomen med romlig skala på omtrent 100m. De generelle værforholdene er svak vind og inversjoner (kaldere luft ved bakken enn høyere oppe). Under slike forhold er spredning av forurensende utslipp dårlige i utgangspunktet. Figuren nedenfor viser normal årsmiddeltemperatur i Norge (kilde: met.no). I tillegg er det skissert 3 soner; en ytre sone, en midtre sone og en indre sone. Inndelingen bygger på en kombinasjon av temperatur og middelvindstyrke. I den indre sonen vil forekomst av stabile vintersituasjoner med bakkeinversjoner forekomme ofte, og i den ytre sonen vil slike situasjoner forekomme svært sjelden. For områder langs den ytre delen av kysten er det vanligvis ikke nødvendig å ta hensyn til stagnasjon i planlegging.
I den indre sonen med høy hyppighet av inversjonsforhold bør vurdering av stagnasjonssoner gjennomføres i planleggingsarbeid.

Figuren viser normal årsmiddeltemperatur i Norge og grovinndeling for forekomst av bakkeinversjoner (Kilde: met.no)

1) Identifisering av mulig problem

Ofte er kartlegging av luftbevegelse på lokal skala mangelfull, men for noen få områder finnes det lokalklimatiske undersøkelser (se eksempel her). Kunnskap om de lokale forholdene er en viktig forutsetning for å kunne identifisere et mulig problem. De topografiske forholdene som kan gi naturlig stagnasjon av luftbevegelse kan beskrives slik: Naturlig innsnevring av en dalbunn med større flate partier på oversiden av innsnevringen.

2) Evaluering av effekt

Modellberegninger av type km-skala gridmodeller med ”subgrid skala” kildebidrag (som for eksempel AirQUIS) har ikke god nok romlig oppløsning til å modellere effekt av småskala innvirkning av typen beskrevet ovenfor. Det er derfor nødvendig å sette opp en modell som kan brukes på det bestemte finskalafenomenet i det bestemte området.

Å gjøre modellberegninger av vindfelt i den finskala som er nødvendig for å beskrive de mulige effektene av fenomenene, vil kreve svært store ressurser og meget detaljert tredimensjonal terrengbeskrivelse i digital form. I tillegg vil finskalamodellen kreve inngangsdata fra meteorologimodeller med større skala eller nærliggende målinger med høy tidsoppløsning.

Dersom en slik modell lar seg etablere for området kan effekten av innsnevringen i dalbunnen f.eks. kvantifiseres ved å kjøre modellen for to scenarioer: én kjøring med, og én kjøring uten den planlagte endringen. Sammen med spredningsbeskrivelse og utslippsdata vil resultatene fra modellen kunne benyttes som en direkte kvantifisering av effekt.

Problemstillingen kan også belyses på en helt annen måte, ved å se på effekten av selve problemet med hindret luftgjennomstrømning separat. Man kan da for eksempel komme fram til en reduksjon i midlere vindstyrke i perioder med kritisk dårlige spredningsforhold eller en forlengelse av tiden slike forhold forekommer. Disse resultatene kan deretter benyttes som inngangsdata til byskala-spredningsmodeller eller enkeltkildemodeller. Modellene kan da beregne økt konsentrasjon som følge av endringen i spredningsforhold.

Se bergningseksempel for komplekst terreng og stagnasjon.

Byforurensning

Beregningsmetoder for byområder er komplisert fordi det er mange forskjellige kilder og det er viktig med gode inngangsdata for utslipp så vel som for meteorologi.

Hovedkildene for beregninger er:

  • Linjekilder
  • Punktkilder
  • Arealkilder

PM10 har et komplisert forhold mellom utslipp og konsentrasjon

Samlet forurensningsbelastning av NO2 er som regel knyttet til linjekildeutslipp (trafikk). Samlet belastning av PM10 har et mer komplisert forhold mellom utslipp og konsentrasjon siden arealkilder i form av utslipp knyttet til boligoppvarming i perioder kan gi større bidrag til samlet konsentrasjon enn vegtrafikk.

Veitrafikk er den største linjekilden

Linjekilder inkluderer hovedsakelig veitrafikk men også dieseltog, fergeruter og fly kan være viktige linjekilder. Nasjonal vegdatabank (NVDB) har veidata for riks- og fylkesveier, mens kommunene selv må fremskaffe data for kommunale veier. Opplysningskontoret for veitrafikken AS (OFV) utarbeider årlig statistikk om kjøretøyssammensetning som kan benyttes. For punktkilder, som større industriutslipp, vil informasjon komme fra bedriftene.

Vedfyringsutslipp og skipsutslipp er store arealkilder

Arealkilder inkluderer ulike kilder men en stor kilde for norske kommuner i denne kategorien er vedfyringsutslipp og skipsutslipp. Et problem for å fremskaffe utslipp til bruk i modellering er at det ofte er mangelfulle forbruksdata på kommunenivå. SSB leverer ikke lenger kommunefordelte utslipp. Det er også usikkerheter knyttet til utslippsfaktorer og tidsvariasjoner.

Nødvendig inngangsdata til modellering

Den viktigste informasjon for å opprette inngangsdata til modellen for alle kildene i byområder er:

  • Geografisk informasjon som topografi og plassering av veier og større kilder
  • Utslippsfaktorer for alle kilder/drivstoff
  • Time/daglig/sesong-variasjon av utslippsmengden
  • Forbruksdata for energibærere knyttet til oppvarming
  • Kjøretøyssammensetning
  • ÅDT på veinettet

Eksempler

Detaljert framgangsmåte for framstilling og karteksempler finnes i beregningseksempel for byluft, og ligger også på ModLUFT-sidene.

NILU har bruk verktøyet AirQUIS til å vurdere luftforurensning i byområdet. Noen eksempler er:

  • Sprednings- og eksponeringsberegninger for PM10, NO2 og benzen for Oslo, Trondheim og Bergen for 2007; antall personer utsatt for overskridelser av nasjonalt mål av PM10, NO2 og benzen ble beregnet i bygningspunkter og i ruter (Sundvor et al., 2009).
    NO2-beregninger for 2010 og 2025 i Oslo og Bærum å finne bidraget fra dieselbiler og mulige tiltak (Sundvor et al., 2011).
  • Sprednings- og eksponeringsberegninger for PM10 og PM2,5 i Oslo og for PM10 i Trondheim for 2020 (Slørdal og Sundvor, 2010).
  • Konsentrasjonsutbredelser i Oslo, Trondheim og Bergen basert på beregninger av komponentene PM10, PM2,5 og NO2 for Oslo, og PM10 og NO2 for Trondheim og Bergen (Slørdal et al., 2007a; Slørdal et al., 2007b).
  • Konsentrasjonsbidrag til PM10 og NO2 fra utfasing av oljefyring i Oslo (Tønnesen og Høiskar, 2013).

Kombinasjon av flere kilder

Når man skal beregne samlet forurensningskonsentrasjon, er det viktig å være klar over at én forurensningskilde alene aldri bidrar til hele den samlede belastningen.

Definere bakgrunnskonsentrasjon

Ved bruk av modeller som beskriver en enkeltkilde eller en kildetype, er det vanlig å definere en bakgrunnskonsentrasjon for alle utslipp som ikke er behandlet i modellen. Bruken av bakgrunnskonsentrasjon vil være svært forskjellig avhengig av hva slags utslipp man ønsker å kvantifisere konsentrasjon fra, og hvilken romlig utstrekning modellen benyttes for. For forurensningsberegning på byskala innenfor et definert modellområde, vil bakgrunnskonsentrasjonen som regel være det konsentrasjonsnivået lufta har når den beveger seg inn i modellområdet. Utslippsdataene innenfor modellområdet vil inneholde utslipp fra alle kjente forurensningskilder. Hvis man derimot utfører beregninger for å kvantifisere effekt av et enkeltutslipp som for eksempel en planlagt energisentral i en by, kan bakgrunnskonsentrasjonen bestemmes ved hjelp av en utført byskalaberegning. Dersom man også kan kvantifisere forventet reduksjon i ”byskala”-utslipp som følge av bygging av energisentralen, og kan gjøre nye byskalaberegninger med redusert utslipp, vil denne nye bakgrunnskonsentrasjonen være mest relevant å benytte.

Vanlige kildekombinasjoner

1. Utslipp fra vegtrafikk og vegfyring

Vegtrafikk og vedfyring er den vanligste kildekombinasjonen for kommuner som vil utarbeide et luftsonekart. Disse to kildegruppene er de viktigste lokale kildene til forhøyede lokale nivåer av PM10.

For vegtrafikk finnes det et godt utvalg av spredningsmodeller med ulik kompleksitet og vidt forskjellige krav til inngangsdata og modellkunnskap. Det finnes også rimelig gode modeller for utslipp fra vegtrafikk, og mye av grunnlagsdataene er tilgjengelig fra NVDB og OFV.

For utslipp fra vedfyring finnes det derimot ikke enkle spredningsmodeller. De fleste steder finnes det heller ikke relevante meteorologiske data til bruk i spredningsmodellering.

Den mest gjennomførbare, enkle metoden for kombinasjonen vedfyring – vegtrafikk, er for tiden å bruke bakgrunnskonsentrasjon fra ModLUFTs bakgrunnsapplikasjon, som inneholder vedfyringsbidrag sammen med Nomogram for vegtrafikk.

2. Utslipp fra skorsteiner og takslisser

Kombinasjonsutslipp fra industri kan være skorsteinsutslipp og diffuse utslipp fra haller gjennom takslisser. En slik kildekombinasjon kan forekomme ved større industribedrifter eller på industriområder som inneholder flere bedrifter. 

Dersom skorsteinene er tilstrekkelig høye i forhold til bygningsmassen, vil de høyeste konsentrasjonsbidragene fra disse to utslippsformene forekomme i ulik avstand fra utslippspunktene.

I en spredningsmodell bør skorsteiner modelleres med en punktkildemodell. Hallutslipp bør modelleres med en volumkildemodell eller en modell som tar hensyn til utslippshøyde og bygningsstrukturens innvirkning på spredningen.

For å modellere den samlede belastningen må de forskjellige kildetypene legges inn i samme modell og kjøres med kontinuerlige meteorologiske inngangsdata. Alternativt kan resultatene kan adderes for spesielle klasser av spredningsforhold. Summen av bidragene fra de to kildetypene må da adderes for flere klasser av spredningsforhold. Dette er fordi de forholdene som gir høyt konsentrasjonsbidrag fra den ene typen utslipp, ikke vil være sammenfallende med den klassen som gir høyest konsentrasjon for den andre typen utslipp.

Sist revidert: 17.12.2014
av: Miljødirektoratet