MILJØVENNLIGE VEGDEKKER Støv- og støyende egenskaper

Transkript

1 MILJØVENNLIGE VEGDEKKER Støv- og støyende egenskaper Nordisk fagseminar. Rica hotell. Hell. 14.september 2006 Status for støvproblematikk i Norge Tom Myran Institutt for geologi og bergteknikk NTNU 1

2 Tom Myran Professor ved Institutt for geologi og bergteknikk, NTNU Rådgiver ved SINTEF Bygg og miljøteknikk, avd. Bergteknikk Fagområde: Bergteknikk, med hovedvekt på HMS i indre og det ytre miljø 2

3 MINERALER OG BERGARTER Hele vår sivilisasjon startet med at menneskene begynte å grave hull i bakken. Her hentet man ut bergarter, metaller og mineraler. Mineraler og metaller griper inn på alle felt i hverdagen, og vi er totalt avhengige av dem. Uten at vi kan produsere og hente verdier ut av fast fjell vil det meste av vårt moderne og kompliserte samfunn stanse opp. Men nær sagt fortløpende fokuseres det på, og stilles spørsmål om: - det helsefarlige mineralstøvet 3 ARB.MILJØ-38

4 Vegslitasje og svevestøv Vegslitasje i Norge ca tonn/år (75 % i vinterhalvåret) % er PM10-fraksjon. Totalt utslipp av PM10 (2004) var tonn, herav vedfyring 70 % og fra veitrafikk 7 % (kan dominere på bakkenivå). Målinger av luftkvalitet i 11 byer/steder, med til sammen 36 målestasjoner på landsbasis pr i dag (23 stasjoner måler PM10). I vintersesongen inneholder svevestøvet % mineralpartikler, mot % om sommeren. Andre problemstillinger for helserisiko og svevestøv enn resten av Europa! (vinter og piggdekk). 4

5 5 Problemet

6 Svevestøv Veistøv bidrar til høye nivåer av svevestøv i byer. Hovedsakelig et vinterproblem (piggdekk). Folk opplever svevestøv som plagsomt, og støvet reduserer trivselen. Store deler av forurensningen stammer fra trafikkeksos, vedfyring og langtransportert forurensning. I perioder med høyt svevestøvnivå kan mineralpartikler fra veidekkeslitasje dominere i støvet. Opptil 90 % kan være mineralpartikler. Fuktig veibane (salting) øker veidekkeslitasjen. Sandstrøing bidrar til økning av svevestøvet i grovfraksjonen av PM10. 6

7 Svevestøv og tiltak Flere byer har overskridelser (2005) av grenseverdien for PM10 (over 50 µg/m3 mer enn 35 ganger pr kalenderår). (Trondheim 43 ganger til tross for salt og renhold). Forsøk med salt i Trondheim (2003): Reduksjon av PM10 på 17 % (effekt 2-3 døgn). Skyldes dette salt alene? Piggdekkgebyr i Trondheim 2001/2002: Fra 2001 til 2002 PM10 reduksjon fra 34 til 19 µg/m3. Høyeste verdi redusert fra 150 til 84 µg/m3. Skyldes dette gebyret alene? 20 % mindre svevestøv PM10 på strekning med jaspis enn med mylonitt. (to ulike vegstrekninger I Trondheim). 7

8 Svevestøvdannelse Ved høyt svevestøvnivå utgjør mineralpartikler opptil 90 %. Skyldes direkte slitasje av veidekket, eller oppvirvling av veistøvdepot (avhenger av mange faktorer). Steinmaterialet i asfalten, som bidrar med det meste av partiklene ved veislitasje, varierer mye i mineralsammensetning. Vesentlige forskjeller i hvor lett materialet knuses og danner støv av ulike størrelser. Har også betydning for mekaniske egenskaper som er viktige med hensyn til trafikksikkerhet. 8

9 Svevestøvkarakteristika Svevestøv karakteriseres ved ulike størrelsesfraksjoner. De vanligste er Particulate matter <10 µm (PM10), PM2,5 og PM0,1. De fleste mineralpartiklene finnes i fraksjon>pm2,5. (80-90 %) Forbrenningsproduktene i fraksjon <PM2,5. (50-90 % PM0,1) Svevestøvet inneholder komponenter som kan feste seg til ikke-løselige komponenter av svevestøvet (metaller og organiske forbindelser). Metaller er en viktig komponent i mineralpartikler som kan bidra til effekter. 9

10 Grenseverdier arbeid og fritid ARBEIDSMILJØ (8 timer eksponering): Grenseverdi luftkvalitet er nyanserte og bygger på godt dokumenterte undersøkelser av effekter og toleransegrenser i forhold til kjemisk og mineralogisk sammensetning. Respirabelt støv: 100 % kvarts: 0,05 mg/m3 (50 µg/m3) 0 % kvarts: 5,0 mg/m3 (5000 µg/m3) FRITID (24 timer eksponering): Grenseverdi ikke knyttet opp mot støvets sammensetning, kun på mengde! Skal ikke inneholde farlige komponenter!? Hva er farlig? 10

11 Svevestøv og helse I fastsettelse av grenseverdi skilles ikke mellom ulike partikler i svevestøv, og effekt på menneskers helse. WHO anbefaler bruk av ulike risikoestimat for forskjellige partikkelstørrelser, WHO ser ikke bort fra effekten av grovfraksjonen av PM10. Helseeffektene avhenger av hvor ofte og hvor store overskridelser av grenseverdier man har. Viktig å få kunnskap om ulike steintyper i asfalten som kan gi større helseskadelig effekt enn andre. Klassifisering av steintyper etter egenskaper (helseskadelig potensiale, mek. egenskaper) for bruk i byområder. 11

12 VEGDEKKER OG HELSE Det miljøvennlige vegdekke? Miljø / Helse MÅL Mekaniske egenskaper PSV friksjon 12 VEGSLIT-13

13 Effekt av mineralpartikkelstøv Inflammatoriske reaksjoner observert i en rekke dyre- og cellesystemer etter eksponering for partikler. Årsakssammenhengene er uklare. Eksperimentelle undersøkelser med mennesker og dyr har vist at svevestøv når ulike deler av luftveier og lunger avhengig av partiklenes egenskaper, f.eks størrelse, form og overflategenskaper/spesifikk overflate. Metallinnholdet i svevestøvet påvirker effekten. Samarbeidsprosjekter mellom Folkehelseinstituttet, NTNU/SINTEF, Franzefoss, med støtte fra Statens vegvesen Vegdirektoratet, enkeltbedrifter og Forskningsrådet. 13

14 14 Svevestøv fra trafikk

15 15 Effekt av mineralpartikkelstøv

16 Effekt av svevestøv Støv samlet i Helltunnelen (4 km vegtunnel E6 øst) viste en effekt lik den man fikk med rent steinstøv av samme type stein. Hell-tunnelstøvet viste i senere forsøk samme evne til å utløse cytokinfrigjøring fra lungeceller som bystøv fra St. Louis (USA) og PM2,5- fraksjonen av forbrenningsdominert støv fra Bilthoven (Nederland) 16

17 MINERALPARTIKLER OG SPESIFIKK OVERFLATE Mineralpartiklene kan være lite helseskadelige i seg selv. Men partikkelen med størst overflate er bærer av langt flere andre forurensninger enn den med mindre overflate. Forskjell i overflate for forskjellig kornform (2004). PM10: 3,9 7,1 m2/gram PM2,5_ 9,4 15 m2/gram 17 KJ_PART-58

18 SVEVESTØVNIVÅ Høye nivå av svevestøv er målt i Norge. (I Trondheim døgnmiddel over 600 µg/m3 PM10 på 90-tallet). Høye nivå av svevestøv nyttårsaften! (forbrenningsprod.) Reduserte maksnivå ved salting og feiing. God effekt av salting forutsetter gode renholdsrutiner. Økning PM10 i april/mai forekommer etter fjerning av piggdekk og opphør av salting. 18 VEGSLIT-17

19 Befolkningsundersøkelser Ingen befolkningsundersøkelser viser at mineralpartikler fra veidekkeslitasje kan gi helseeffekter (kjent i arbeidsmiljøsammenheng, eks. silikose). (Ref. Folkehelseinstituttet) I utenlandske studier dominerer forekomsten av forekomsten av forbrenningsprodukter. Her finner man sammenhenger mellom eksponering for svevestøv og helseeffekter, inkludert dødsfall på grunn av luftveis- eller hjerte/kar-lidelser. 19

20 MINERALOGI OG HELSE Ulike steinmaterialer (mineraler og bergarter) har de senere år kommet i et negativt søkelys pga. sin sammensetning. Informasjonsproblem som må tas alvorlig. Fiber, kvarts, radon/radioaktiv stråling, tungmetaller er eksempler hvor fokuseringen er økende. Både i EU og nasjonalt er fremmet forslag om begrensninger for å regulere bruken av steinmaterialer. Eks. Begrensninger i bruk av bygningsstein pga. av innhold av radioaktive elementer. Med unntak av asbest er det i Norge foreløpig ikke kommet forslag om begrensninger til bruk av rene steinmaterialer til vegformål. MEN! Det er grunn til å anta at også steinmaterialer i vei på sikt vil bli satt på dagsorden i denne sammenheng. 20 VEGSLIT-10