Grenseområdene i Norge og Russland Luft- og nedbørkvalitet, april 2002- mars 2003 Rapport: TA-nummer: ISBN-nummer Oppdragsgiver: Utførende institusjon: Forfattere: NILU OR 73/2003 TA-1988/2003 82-425-1508-5 Statens forurensningstilsyn Norsk institutt for luftforskning (NILU) Leif Otto Hagen, Bjarne Sivertsen og Kari Arnesen Grenseområdene i Norge og Russland Luft- og nedbørkvalitet, april 2002- mars 2003 Rapport 887/03
2
Forord I 1988 fikk Norsk institutt for luftforskning (NILU) i oppdrag fra Statens forurensningstilsyn (SFT) å planlegge en større undersøkelse av forurensningssituasjonen i Sør-Varanger. Hensikten var å kartlegge forekomst og omfang av luftforurensninger og virkninger på det akvatiske og terrestriske miljøet. I perioden 1.10.1988-31.3.1991 gjennomførte NILU en omfattende undersøkelse av luftkvalitet, nedbørkvalitet, meteorologiske forhold og korrosjon i området (basisundersøkelse). Siden 1991 er omfanget av måleprogrammet på norsk side redusert flere ganger, og har nå karakter av et mer langsiktig overvåkingsprogram som bør pågå fram til utslippene fra nikkelsmelteverkene på russisk side er vesentlig redusert. I perioden 1.10.1988-31.3.1997 er måledata rapportert i halvårsrapporter. Fra 1.4.1997 har SFT bestemt at rapporteringen skal foregå årlig. Denne sjette årsrapporten dekker perioden 1.4.2002-31.3.2003. 3
4
Innhold 1. Sammendrag... 7 2. Summary in English... 10 3. Innledning... 12 4. Basisundersøkelsen 1988-1991... 13 5. Måleprogram april 2002-mars 2003... 14 6. Nasjonalt mål og EUs grenseverdier for luftkvalitet for SO 2... 16 7. Måleresultater... 18 7.1 Meteorologiske forhold... 18 7.1.1 Vindmålinger... 19 7.1.2 Temperatur... 20 7.1.3 Luftens relative fuktighet... 21 7.1.4 Atmosfærisk stabilitet... 21 7.2 Luftkvalitet... 22 7.2.1 Svoveldioksid (SO 2 )... 22 7.2.2 Trendanalyse for SO 2... 26 7.3 Nedbørkvalitet... 37 8. Referanser og annen relevant litteratur om forurensning i grenseområdene i Norge og Russland... 44 Vedlegg A Månedlige frekvensmatriser for vindretning, vindstyrke og stabilitet fra Svanvik, april 2002-mars 2003... 49 Vedlegg B Plott av timemiddelverdier av SO2, april 2002-mars 2003... 63 5
6
1. Sammendrag Grenseområdene i Norge og Russland Luft- og nedbørkvalitet, april 2002- Målinger av luftforurensninger i Sør-Varanger har pågått siden 1974. For tiden måles Norges høyeste SO 2 -konsentrasjoner i dette området. På russisk side måles det enda høyere konsentrasjoner. I perioden april 2002-mars 2003 ble det registrert overskridelser av grenseverdien gitt i Nasjonalt mål, men ikke av EUs grenseverdier for SO 2 i Svanvik. Norge stiller til disposisjon nødvendig måleutstyr til to russiske stasjoner. Stasjonen i Maajavri er for tiden ute av drift. Måleprogram Målingene inngår i Statlig program for forurensningsovervåking og er en del av det bilaterale miljøvernsamarbeidet mellom Norge og Russland. I perioden april 2002-mars 2003 omfattet målingene meteorologiske forhold og luft- og nedbørkvalitet. Målingene på norsk side av grensa omfattet svoveldioksid og meteorologiske forhold i Svanvik. Tidligere målinger av SO 2 på Viksjøfjell ble avsluttet i 1996, mens meteorologiske målinger på Viksjøfjell ble avsluttet sommeren 1999. Nedbørkvalitet ble målt i Svanvik og Karpbukt. Karpbukt ble opprettet 1.10.1998 og erstattet den tidligere stasjonen Karpdalen, som ble nedlagt 1.4.1998. Analyser av tungmetaller utføres bare for nedbørprøvene fra Svanvik. I tillegg har Meteorologisk institutt målinger av meteorologiske forhold ved Kirkenes lufthavn (Høybuktmoen). På russisk side ble det målt konsentrasjoner av svoveldioksid i Nikel. Stasjonen ved Maajavri brøt sammen høsten 2001. Siden sommeren 1999 er det bare samlet inn rådata fra de russiske stasjonene uten videre bearbeiding og rapportering på grunn av reduserte midler. Ekstra midler i 2003 har imidlertid gjort det mulig å kvalitetssikre og bearbeide dataene fra Nikel for 1999 og 2000. Disse dataene er innarbeidet i trendanalysen for SO 2. Hydrometeorologisk institutt i Murmansk har målinger av meteorologiske forhold i Nikel og Jäniskoski. Det felles norsk-russiske måleprogrammet i grenseområdene har pågått siden januar 1990. Meteorologi De meteorologiske målingene i Sør-Varanger omfatter vindretning, vindstyrke, temperatur, stabilitetsforhold og relativ fuktighet i Svanvik. Vindmålingene viste små endringer i forekomst av vind fra ulike retninger i forhold til tidligere år. Temperaturen var lavere enn normalt i perioden september 2002-januar 2003, mens den var normal i juni og august 2002. De øvrige månedene var varmere enn normalt. Avviket var størst i februar 2003, da det var 5,6 C varmere enn normalt ved Kirkenes lufthavn Høybuktmoen. Det blåste fra Nikel mot Svanvik i ca. 5% av tiden i sommerhalvåret 2002 og i ca. 2-3% av tiden i vinterhalvåret 2002/03. Luftkvalitet Utslippene av SO 2 fra nikkelsmelteverket i Nikel på russisk side er 5-6 ganger høyere enn Norges totale utslipp. I tillegg er det betydelige utslipp i Zapoljarnij. Disse utslippene medfører periodevis meget høye konsentrasjoner i grenseområdene. SO 2 måles med kontinuerlig registrerende instrument i Svanvik på norsk side. På russisk side blir det målt SO 2 med kontinuerlig registrerende instrumenter i Nikel (stasjonen i Maajavri har vært ute av drift siden høsten 2001). Kontinuerlig registrerende instrumenter er nødvendige for å måle kortvarige konsentrasjoner i episoder, for å se hvor lenge episodene 7
varer, og hvor ofte de forekommer. Knyttet til samtidige vindmålinger kan SO 2 -målingene også benyttes til å forklare forskjellige kilders betydning for SO 2 -belastningen. Overskridelser av Nasjonalt mål for døgnmiddelverdi av SO 2 (90 µg/m 3 ) på norsk side ble målt 4 ganger i sommerhalvåret 2002. Den høyeste døgnmiddelverdien var 128 µg/m 3. Grenseverdien på 125 µg/m 3 som døgnmiddelverdi ble overskredet 1 gang i perioden april 2002-mars 2003. Grenseverdien tillates overskredet 3 ganger i året. Halvårsmiddelverdiene på 9,9 µg/m 3 i sommerhalvåret 2002 og 5,9 µg/m 3 i vinterhalvåret 2002/03 var godt under grenseverdien på 20 µg/m 3 satt for virkning på økosystemer. Grenseverdien for timemiddelverdi på 350 µg/m 3 er omtrent likeverdig med Verdens helseorganisasjons retningslinje på 500 µg/m 3 som gjennomsnitt over 10 minutter. I Svanvik var det 7 timemiddelverdier over 350 µg/m 3 i sommerhalvåret 2002 og 1 timemiddelverdi over 350 µg/m 3 i vinterhalvåret 2002/03. Den høyeste timemiddelverdien var 487 µg/m 3. Grenseverdien tillates overskredet 24 ganger i året. De kontinuerlige registreringene av SO 2 sammenholdt med vindretning viser klart at smelteverkene i Nikel og Zapoljarnij er hovedkildene til SO 2 i grenseområdene. En samlet analyse av SO 2 -forurensningen i grenseområdene i perioden 1974-2002 viser reduserte konsentrasjoner fra slutten av 1970-årene fram til 1994. Måleresultatene fra Svanvik viser en nedgang i det gjennomsnittlige nivået i takt med reduksjonen i årsutslippene av SO 2 fra smelteverket i Nikel. Gjennom 1990-årene har det midlere SO 2 -nivået variert relativt lite i Svanvik. I Nikel var det en økning i nivået i perioden 1995-1998, hovedsakelig på grunn av høyere frekvens av vind fra nikkelverket mot målestasjonen. Data fra 1999 og 2000 viser et mer normalt SO 2 -nivå i Nikel. EUs grenseverdier for luftkvalitet ble gjort gjeldende i Norge 4.10.2000 gjennom Forskrift om lokal luftkvalitet. I forskriften er det grenseverdier for midlingstider på 1 og 24 timer (helse) og for midlingstid kalenderår og vinterhalvår (økosystemer). I 10-årsperioden 1993-2002 er bare grenseverdien for døgnmiddelverdi av SO 2 på 125 µg/m 3 overskredet i Svanvik. Dette har forekommet i 4 av de 10 årene, siste gang i 2000. Det er tillatt med 3 døgnmiddelverdier over 125 µg/m 3 i året, mens det var 1 i 2002. Grenseverdien for timemiddelverdi på 350 µg/m 3 med 24 tillatte overskridelser i året er overholdt fra 1992. I 2002 var det 10 verdier over 350 µg/m 3 i Svanvik. Ved den tidligere stasjonen på Viksjøfjell og særlig ved de russiske stasjonene Maajavri og Nikel har det imidlertid vært til dels store overskridelser av EUs grenseverdier i 1990-årene. Overskridelsene er vanligvis størst og skjer oftest i Nikel sentrum. Etter 1993 foreligger det bare uoffisielle utslippstall for enkelte år, og disse tallene bør bare brukes med stor forsiktighet. Nedbørkvalitet Nedbørkvalitet ble målt i Svanvik og Karpbukt i sommerhalvåret 2002 og i vinterhalvåret 2002/03. Den tidligere stasjonen i Karpdalen ble av praktiske årsaker flyttet til Karpbukt i 1998. Prøvene ble tatt over en uke med skifte hver mandag, samt den første dagen i hver måned. Bare prøvene fra Svanvik analyseres for tungmetaller. 8
Nedbørmengden i sommerhalvåret 2002 var høyere enn året før i Svanvik, men lavere i Karpbukt. I vinterhalvåret 2002/03 var det mindre nedbør i Svanvik og mer nedbør i Karpbukt enn året før. Karpbukt hadde høyere konsentrasjoner av sjøsaltkomponentene Na, Mg og Cl i begge halvårene. Svanvik hadde høyest konsentrasjon av NH 4 og NO 3, mens Karpbukt hadde høyest konsentrasjon av Ca og K i både sommer- og vinterhalvåret. For SO 4 hadde Svanvik høyest konsentrasjon i sommerhalvåret og Karpbukt høyest konsentrasjon i vinterhalvåret. Nedbørprøvene fra Svanvik analyseres også for konsentrasjoner av tungmetallene Pb, Cd, Zn, Ni, Cu, As, Co og Cr. I tillegg til avsetning med nedbør kan støvpartikler sedimentere i prøvetakerne i perioder uten nedbør. I 2002 hadde Svanvik konsentrasjoner av Pb litt høyere enn på Lista i Sør-Norge, mens konsentrasjonen av Cd var noe høyere. Konsentrasjonen av Zn var omtrent som på Lista. Konsentrasjonene av Ni, As, Cu og Co var betydelig høyere enn på Lista, mens konsentrasjonen av Cr var litt høyere. Tungmetallene Ni, Cu, Co og As slippes ut fra smelteverkene i Nikel og Zapoljarnij. I Svanvik var det lavere konsentrasjoner av disse elementene i nedbøren sommeren 2002 enn sommeren 2001. Svanvik hadde også lavere konsentrasjoner av disse tungmetallene i nedbør i vinterhalvåret 2002/03 enn i vinterhalvåret 2001/02. Avsetningen i nedbør av tungmetallene Cu, Ni og As er vanligvis langt høyere om sommeren enn om vinteren i Svanvik. Dette skyldes at frekvensen av vind fra Nikel mot Svanvik er klart høyere om sommeren enn om vinteren. Avsetningen sommeren 2002 av disse elementene var lavere enn sommeren 2001, men samtidig på nivå med gjennomsnittet for 1990-årene. Avsetningen i vinterhalvåret 2002/03 var klart lavere enn i vinterhalvåret 2001/02, og på det laveste nivå som er målt i vinterhalvårene siden målingene startet i 1988/89. 9
2. Summary in English The Norwegian Institute for Air Research (NILU) has been measuring air pollutants close to the border between Norway and Russia since 1974. In 1988 the Norwegian Pollution Control Authority (SFT) asked NILU to plan and carry out a comprehensive investigation of air quality, precipitation chemistry, and various environmental impacts. The study was started in October 1988. Data from the period April 2002-March 2003 show that the Norwegian National long term objective value for SO 2 was exceeded at the monitoring station in Svanvik in Norway. Limit values were not exceeded in Svanvik. Measurement programme From 1990 a joint programme for studying air quality and precipitation chemistry has been carried out on each side of the Norwegian-Russian border. During the period April 2002-March 2003 air quality was measured at one station, precipitation chemistry data were collected at two locations and meteorological parameters were measured at three locations on the Norwegian side of the border. On the Russian side air quality and meteorological parameters were measured at one and two locations respectively. Russian SO 2 data from Maajavri (1999-2001) and Nikel (2001-2002) were not treated and reported, due to reduced financial support from the SFT. The station in Maajavri broke down during the autumn 2001. Air quality SO 2 has been measured continuously at Svanvik in Norway and in Nikel in Russia. At Viksjøfjell in Norway the sampling of SO 2 was stopped at the beginning of August 1996. To register the high short term peak concentrations during episodes continuous measurements of SO 2 are necessary. A typical feature of SO 2 concentrations at the monitoring stations is represented by low long term average concentrations whereas the peak values (24-hour averages or shorter) are well above air quality guideline values. At Svanvik the average SO 2 value during the monitoring period was 7,9 µg/m 3, the highest 24-hour average was 128 µg/m 3 and the highest 1-hour average value was 487 µg/m 3. The limit values for protection of human health are 90 µg/m 3 (daily, as a daily national long term objective value given by SFT for Norway), 125 µg/m 3 (daily, limit value), 350 µg/m 3 (hourly, limit value) and 500 µg/m 3 (10 minutes, World Health Organization, WHO), respectively. The 24-hour value of 90 µg/m 3 was exceeded 4 times during the summer half year 2002. The 1 hour limit value of 350 µg/m 3 was exceeded 7 times during the summer half year, and once during the winter half year. The limit value permits 24 exceedances a year. A statistical evaluation of SO 2 data for the years 1974-2002 shows reduced concentrations from the late 1970 s to 1994. The reduction in the mean SO 2 concentrations in ambient air seems to follow the reductions in the yearly total SO 2 emissions from the smelter in Nikel. Since the beginning of the 1990 s SO 2 concentrations in Svanvik and Maajavri have not changed significantly. In Nikel the concentration has increased, especially from 1995 to 1998, due to increased wind frequency from the smelter to the measuring station. SO 2 emissions in Nikel were at the lowest in 1994 and increased in 1995. There are no emission data available later than 1995. Emission data after 1993 are scarce and must only be used with great care. 10
The EU air quality limit values for SO 2 (and other components) were implemented in Norway on October 4 2002. During the last 10 years (1993-2002) the 24 hour limit value for SO 2 (125 µg/m 3, 3 allowed exceedances a year) have been exceeded 4 out of 10 years (last time in 2000) in Svanvik. The 1 hour limit value has not been exceeded since 1991. In 2002 the SO 2 1 hour value was above 350 µg/m 3 during 10 hours. The limit value is allowed to be exceeded 24 times during a year. At the former Norwegian station Viksjøfjell and the Russian stations in Maajavri and Nikel exceedances of the EU limit values and the Norwegian National long term objective value are much more frequent and the concentrations are much higher than in Svanvik, especially at the Russian stations. Precipitation chemistry Measurements of precipitation chemistry during the summer season 2002 and winter season 2002/03 showed that concentrations of the sea salt components Na, Mg and Cl and also Ca and K were higher in Karpbukt than in Svanvik. The highest concentrations of NH 4 and NO 3 were measured in Svanvik during both seasons. SO 4 concentrations were highest in Svanvik in the summer season and in Karpbukt in the winter season. The concentration of Pb was about or a little bit higher than the concentrations usually found at background stations in the southern part of Norway. The concentration of Cd was higher and the concentration of Zn was around that in the southern part of Norway. The concentrations of Ni, Cu, Co and As were considerably higher than in the southern part of Norway. The metals Ni, Cu, Co and As are emitted from the smelters in Nikel and Zapoljarnij. The concentrations of these elements in precipitation were lower during both the summer season 2002 and the winter season 2002/03 compared to the previous year in Svanvik. In Svanvik deposition of heavy metals decreased both during the summer season 2002 and the winter season 2002/03 compared to the previous year. During the winter season 2002/03 the deposition of the heavy metals Ni, As, Cu and Co were the lowest measured in the winter season so far. 11
3. Innledning Grenseområdene i Norge og Russland Luft- og nedbørkvalitet, april 2002- Luftforurensningene i Sør-Varanger har vært betydelige i flere 10-år. Store utslipp av SO 2 og tungmetaller fra smelteverk i daværende Sovjetunionen (og tidligere Finland) har foregått siden før 2. verdenskrig. I 1974 opprettet Norsk institutt for luftforskning (NILU) en målestasjon i Svanvik for døgnmålinger av SO 2. Samtidig ble det opprettet fem stasjoner i Kirkenes og en stasjon på Hesseng, ca. 5 km sør for Kirkenes. Stasjonene i Kirkenes og omegn ble valgt for å måle forurensningene fra A/S Sydvaranger i Kirkenes. I 1978 ble to nye stasjoner, Holmfoss og Jarfjordbotn, satt i drift. I august 1986 ble stasjonen i Jarfjordbotn erstattet av Karpdalen. For tiden måles Norges høyeste SO 2 -konsentrasjoner i Sør-Varanger. 12
4. Basisundersøkelsen 1988-1991 Fra oktober 1988 til mars 1991 ble det gjennomført en omfattende undersøkelse på norsk side (basisundersøkelse) i grenseområdene mot Russland. Undersøkelsen ble gjort på oppdrag fra Statens forurensningstilsyn. Formålet med basisundersøkelsen var: 1. Kartlegge forekomst og omfang av luftforurensninger. 2. Kartlegge virkninger på det akvatiske miljøet. 3. Kartlegge virkninger på det terrestriske miljøet. NILUs aktiviteter i basisundersøkelsen omfattet: Målinger av luftkvalitet. Målinger av nedbørkvalitet. Målinger av meteorologiske forhold. Målinger av korrosjon. Beregninger av utslipp, spredning og avsetning av luftforurensninger. Som følge av miljøvernavtalen mellom Norge og daværende Sovjetunionen ble det i januar/februar 1990 satt igang målinger av luft- og nedbørkvalitet på tre stasjoner på russisk side. Måleutstyret ble stilt til disposisjon fra norsk side. Resultatene fra basisundersøkelsen og det felles norsk-russiske måleprogrammet er presentert i halvårlige framdriftsrapporter. Fra april 1997 presenteres resultatene i årsrapporter. Denne sjette årsrapporten dekker perioden april 2002-mars 2003. Det er også i samarbeid med russerne utarbeidet to rapporter på engelsk for periodene 1.1.1990-31.3.1991 og 1.4.1991-31.3.1993. (Sivertsen et al. 1992, 1994). Denne årsrapporten gir måleresultater for perioden april 2002-mars 2003 bare på norske stasjoner. På grunn av reduserte økonomiske midler fra 1999 samles bare rådata inn fra SO 2 - monitorene på de russiske stasjonene uten videre bearbeidelse av dataene. Det er heller ikke lenger midler til spredningsberegninger og til meteorologiske målinger på Viksjøfjell. I rapportene konkluderes det med at luftforurensningene i området hovedsakelig skyldes utslippene fra smelteverkene i Nikel og Zapoljarnij, og at det største problemet på norsk side er knyttet til svært høye konsentrasjoner av svoveldioksid (SO 2 ) i korte perioder ("episoder") under spesielle meteorologiske forhold. Analyser av tungmetaller i svevestøv viser konsentrasjoner av nikkel, kopper, arsen og kobolt som er betydelig høyere enn ved målesteder i Sør-Norge utsatt for langtransporterte luftforurensninger. Både SO 2 - og tungmetallbelastningen og korrosjonshastigheten er størst på Jarfjordfjellet i nordøst og avtar sørover i Pasvik. I nikkelverkenes nærområder, der de diffuse utslippene i lav høyde dominerer, kreves det en reduksjon av utslippene til mindre enn 8% av dagens nivå dersom Verdens Helseorganisasjons grenseverdier for SO 2 skal overholdes. På større avstander, der utslippene fra høye skorsteiner dominerer, kreves det en reduksjon til 10-15% av dagens nivå. Med strengere krav til luftkvalitet knyttet til skogskader blir kravet til reduksjon av utslippene ytterligere skjerpet. 13
5. Måleprogram april 2002-mars 2003 Måleprogrammet for luft- og nedbørkvalitet og meteorologiske forhold i grenseområdene i perioden april 2002-mars 2003 er vist i Tabell 1 og Tabell 2. Plasseringen av målestasjonene er vist i Figur 1. På grunn av vanninntrengning i målebua og sammenbrudd i måleinstrumentet, er det ikke utført målinger på Maajavri etter 1.10.2001. Tabell 1: Måleprogram for luftkvalitet i grenseområdene i perioden 1.4.2002-31.3.2003. Stasjon Svanvik Nikel SO 2 Timeverdier x x Tabell 2: Måleprogram for nedbørkvalitet og meteorologiske forhold i grenseområdene i perioden 1.4.2002-31.3.2003. Meteorologiske forhold (timeverdier) Stasjon Nedbørkvalitet (ukeverdier) Vindretning Vindstyrke Temperatur Relativ fuktighet Stabilitet Karpbukt x Svanvik x x x x x x Kirkenes lufthavn Kirkenes Karpbukt FINLAND Svanvik Maajavri Nikel Zapoljarnij RUSSLAND Luftkvalitet Nedbørkvalitet Meteorologiske forhold Tettsted N 0 5 10 15 km Figur 1: Målestasjoner for luftkvalitet, nedbørkvalitet og meteorologiske forhold i grenseområdene i Norge og Russland i perioden april 2002-mars 2003. 14
I Svanvik, i Nikel og ved Maajavri måles SO 2 med kontinuerlig registrerende instrumenter. Stasjonen i Svanvik har oppringt samband, slik at data kan kontrolleres og overføres til NILU til enhver tid. Fra 1.7.1999 er rådataene av SO 2 fra Nikel og Maajavri bare samlet inn uten videre bearbeidelse på grunn av reduserte midler. Stasjonen i Maajavri har ikke vært operativ siden 1.10.2001. Ekstra midler i 2003 har gjort det mulig å kvalitetssikre og bearbeide data fra Nikel ut 2000. Data fra Nikel for 1999 og 2000 er presentert i trendanalysen i kapittel 7.2.2. I Karpbukt og Svanvik tas det ukeprøver av nedbør. Prøvene analyseres på nedbørmengde, ledningsevne, ph, SO 4, Cl, Mg, NO 3, NH 4, Ca, K og Na, samt for Svanvik også på tungmetallene Pb, Cd, Zn, Ni, Cu, As, Co og Cr. Stasjonen i Svanvik inngår i det nasjonale skogovervåkingsprogrammet. Stasjonen i Karpbukt erstattet den tidligere stasjonen i Karpdalen fra 1.10.1998. I Svanvik er det i toppen av en 10 m mast kontinuerlig registrering av vindstyrke, vindretning, temperatur og relativ fuktighet. I tillegg måles temperaturdifferansen mellom 10 m og 2 m over bakken som et mål for atmosfærisk stabilitet (vertikal spredningsevne), samt temperaturen 2 m over bakken. Stasjonen har oppringt samband. Den tidligere stasjonen på Viksjøfjell ble nedlagt sommeren 1999 på grunn av reduserte økonomiske midler til prosjektet. Det norske meteorologiske institutt (DNMI) har værstasjon på Kirkenes lufthavn (Høybuktmoen). Her registreres data for vindretning, vindstyrke, temperatur, nedbør og luftfuktighet 3-4 ganger i døgnet. Svanvik er med i et overvåkingsprogram for skogskader. Målingene i Svanvik startet i september 1986. Programmet omfatter nedbørkvalitet, luftprøver over 2+2+3 døgn for bestemmelse av SO 2, SO 4, NO 3 +HNO 3, NH 3 +NH 4, timemiddelverdier av ozon og døgnmiddelverdier av NO 2. Svanvik er også en av 28 stasjoner som er med i et beredskapsprogram mot radioaktivitet. Stasjonen ble satt i drift i 1986 og måler gammastråling. Stasjonen har oppringt samband, og det varsles automatisk hvis strålingen går over fastsatte grenser (Berg, 2003). Høsten 1993 ble dette målenettet utvidet med en stasjon i Verhnetulomski, ca. 80 km sørvest for Murmansk. Stasjonen ligger mellom kjernekraftverket i Poljarnij Zori på Kola og Finnmark. Stasjonen har et gammaspektrometer av samme type som ved 11 av de 28 stasjonene i Norge. Hydromet i Murmansk har det tekniske oppsynet med stasjonen. Instrumentet har kobling til det norske nettet via satelitt-telefon. Data overføres til NILU hver annen time. Miljøkomiteen i Murmansk kan med datamaskin og modem kontakte NILUs database for å hente strålingsdata fra Verhnetulomski og fra den nordre del av det norske nettet når de måtte ønske det. 15
6. Nasjonalt mål og EUs grenseverdier for luftkvalitet for SO 2 Regjeringen vedtok i 1998 Nasjonale mål for luftkvalitet som skal overholdes innen 2005 eller 2010. Målene er bygget opp på samme måte som EUs grenseverdier, men er litt strengere. Norge implementerte i 2002 tre EU-direktiver i Forskrift om lokal luftkvalitet. Dette innebærer at EUs grenseverdier er et minstekrav til luftkvalitet i Norge og at overskridelser av grenseverdiene utløser tiltak for å bedre luftkvaliteten. EU-direktivene gir en rekke verdier i tillegg til selve grenseverdiene. Følgende begreper er viktige å forstå: grenseverdi: et nivå som er fastlagt på vitenskapelig grunnlag for å unngå, forebygge og minske de skadelige effektene på helse og/eller på miljøet i sin helhet, som skal oppnås innen en viss tidsfrist, og som ikke skal overskrides når det er oppnådd. toleransemargin: det prosenttall (men gitt som mengde i Tabell 3) som grenseverdien kan overskrides med på de vilkårene som er gitt i Rammedirektivet (96/62/EC). (Toleransemarginen skal gradvis reduseres og bli lik null ved det tidspunktet grenseverdien skal overholdes. Dersom toleransemarginene overskrides, skal landene sende handlingsplaner til Kommisjonen for å vise hvordan grenseverdien skal overholdes på overholdelsesdatoen). terskelverdi: et nivå utover hvilket en kortvarig eksponering utgjør en risiko for menneskers helse og ved hvilket medlemsstatene umiddelbart skal sette i gang tiltak i henhold til direktivet. Hvilke tiltak som faktisk kan settes inn i Sør-Varanger i dag er usikkert, siden utslippene skjer i Russland. Nå vises måleresultatene av SO 2 fra Svanvik på NILUs nettsider med oppdatering hver time. øvre vurderingsterskel: under dette nivået kan en kombinasjon av målinger og beregningsmetoder benyttes for å vurdere luftkvaliteten i henhold til artikkel 6.3 i Rammedirektivet (over øvre vurderingsterskel er "høykvalitetsmålinger" obligatoriske). nedre vurderingsterskel: under dette nivået kan beregningsmetoder og objektivt skjønn benyttes for å vurdere luftkvaliteten. vurdering: med dette menes enhver metode som benyttes for å måle, beregne, prognostisere eller estimere nivået for et stoff i luften. Tabell 3 gir Nasjonalt mål og grenseverdier for SO 2 i luft satt ut fra virkninger på helse og økosystemer. Toleransemarginen skal gradvis reduseres til null innen 2005, dvs. på det tidspunktet grenseverdien skal overholdes. Øvre og nedre vurderingsterskel er lavere enn grenseverdien og bestemmer hvilken form for overvåking og vurdering som kreves. EUs Rammedirektiv gir krav om årlige rapporter fra medlemslandene senest 9 måneder etter årets slutt. Bl.a. skal det rapporteres om soner hvor grenseverdier med tillegg av toleransemarginer (eller grenseverdier hvor det ikke er toleransemarginer) overskrides, hvilke 16
nivåer som er målt, og på hvilke dager disse nivåene er målt. Videre skal årsaken til de høye verdiene rapporteres. Senest to år etter utgangen av det året slike høye konsentrasjoner er registrert, skal Kommisjonen overleveres planer og program som må gjennomføres for at grenseverdiene skal overholdes innenfor Direktivets frist (2005 for SO 2 ). Hvert 3. år skal Kommisjonen underrettes om framdriften i landenes tiltak (planer og programmer). Kommisjonen skal på sin side årlig offentliggjøre fortegnelser over soner og tettbebyggelser i hvert enkelt land hvor grenseverdier (eventuelt tillagt toleransemarginer) overskrides. Hvert 3. år skal det offentliggjøres en rapport om luftkvaliteten innenfor EU/EØS-området. Tabell 3: Grenseverdier og Nasjonalt mål for SO 2 for beskyttelse av helse og økosystemer. Type grenseverdi Virkning på Gjelder Timemiddelverdi Døgnmiddelverdi Oktober-mars Kalenderår Antall tillatte Grenseverdien innen (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) overskridelser skal overholdes i kalenderåret innen Grenseverdi Helse EU / EØS 350 24 01.01.2005 Toleransemargin Helse EU / EØS 150 1) 24 Terskelverdi Helse EU / EØS 500 2) Grenseverdi Helse EU / EØS 125 3 01.01.2005 Øvre vurderingsterskel Helse EU / EØS 75 3 01.01.2005 Nedre vurderingsterskel Helse EU / EØS 50 3 01.01.2005 1) Nasjonalt mål Helse Norge 90 0 01.01.2005 Grenseverdi Økosystem EU / EØS 20 20 0 19.07.2001 Øvre vurderingsterskel Økosystem EU / EØS 12 12 0 19.07.2001 Nedre vurderingsterskel Økosystem EU / EØS 8 8 0 19.07.2001 1) Toleransemarginen reduseres gradvis fra 150 µg/m 3 i 2000 til 0 µg/m 3 i 2005. Fra 1.1.2005 skal grenseverdien overholdes. 2) Helsefare ved eksponering i minst 3 påfølgende timer. 17
7. Måleresultater Grenseområdene i Norge og Russland Luft- og nedbørkvalitet, april 2002- I dette kapitlet gis en kortfattet presentasjon av hovedresultatene av målingene av meteorologiske forhold, luftkvalitet og nedbørkvalitet for perioden april 2002-mars 2003. Data fra Maajavri for 1990-1998 og fra Nikel for 1992-2000 presenteres i trendanalysen i kapittel 7.2.2. Data fra Maajavri for 1999-2001 og fra Nikel for 2001-2003 er ikke kvalitetssikret og bearbeidet på grunn av reduserte midler. Stasjonen i Maajavri har ikke vært i drift siden høsten 2001. 7.1 Meteorologiske forhold Det blir målt meteorologiske forhold i Svanvik, som ligger nede i Pasvikdalen. Stasjonsplasseringen er vist i Figur 1. Måleresultatene lagres som timemiddelverdier. I tillegg lagres høyeste verdi av vindstyrke midlet over 2 sekunder for hver time (vindkast). Dataene overføres daglig ved oppringt samband. Målinger fra DNMIs stasjon på Høybuktmoen (Kirkenes Lufthavn) benyttes for å vurdere representativiteten av temperatur- og fuktighetsmålingene. Tabell 4 viser datadekningen for de meteorologiske målingene i Svanvik. Det mangler noe vinddata vinterstid, hovedsakelig på grunn av problemer med ising. En del timer med manglende vindretning klassifiseres som stille. I praksis er det dermed retningsdata i like stor del av tiden som det er data for vindstyrke. Tabell 4: Datadekning i prosent av tiden for de meteorologiske målingene i Svanvik i periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003. Stasjon Måned Vindstyrke Vindkast Vindretning Temperatur Stabilitet Rel. fuktighet Svanvik April 2002 100 100 89 100 100 100 Mai 100 100 97 100 100 100 Juni 100 100 99 100 100 100 Juli 100 100 97 100 100 100 August 100 100 94 100 100 100 September 100 100 98 100 100 100 Apr.-sept. 2002 100 100 96 100 100 100 Oktober 2002 90 90 84 100 100 100 November 50 50 38 100 100 100 Desember 78 78 59 100 100 100 Januar 2003 87 87 33 100 100 100 Februar 100 100 92 100 100 100 Mars 100 100 98 100 100 100 Okt. 2002-mar. 2003 84 84 67 100 100 100 18
7.1.1 Vindmålinger Figur 2 viser vindroser for periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003 fra Svanvik. Vindrosene viser frekvensen av vind i tolv 30-graders sektorer, dvs. hvor ofte det blåser fra disse retningene. Symbolet C i midten av vindrosene står for frekvensen av vindstille. Med vindstille menes her at timemiddelvindstyrken har vært mindre enn 0,4 m/s. Vindretningsfordelingene i Svanvik sommeren 2002 liknet i hovedtrekk på fordelingen fra sommeren 2001. Det var imidlertid mer hyppig vind fra nord og nord-nordøst, og tilsvarende mindre frekvens fra sør-sørøst og sør. Også vinteren 2002/03 var det noen forskjeller i vindfrekvensfordelingen sammenliknet med vinteren 2001/02. Det blåste mindre hyppig fra nord, nord-nordøst, sør-sørøst og sør, men hyppigere fra en bred sektor mellom sør-sørvest over vest til nord-nordvest vinteren 2002/03 enn vinteren 2001/02. Andelen vindstille var litt høyere vinteren 2002/03. Svanvik 1.4.02-30.9.02 Svanvik 1.10.02-31.3.03 > 6,0 m/s 4,0-6,0 m/s 2,0-4,0 m/s 0,4-2,0 m/s Figur 2: Vindroser fra Svanvik for periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003. (Vindrosene viser frekvensen av vind i tolv 30-graders sektorer, dvs. hvor ofte det blåser fra disse retningene). Tabell 5 gir andel vindstille, midlere vindstyrke, hyppigheten av vind over 6 m/s, maksimal timemidlet vindstyrke og sterkeste vindkast månedsvis og totalt for sommerhalvåret 2002 og vinterhalvåret 2002/03 fra Svanvik. Den høyeste timemiddelvindstyrken ble målt 18. mars 2003 til 13,7 m/s. Det sterkeste vindkastet ble målt samme dag til 28,0 m/s. 19
Tabell 5: Statistikk over vindstyrker i Svanvik i periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003 (m/s). Måned Andel Midlere vindstille vindstyrke (%) (m/s) Andel > 6 m/s (%) Maks. timemiddel (m/s) Tid for maks. Maks. vindkast (m/s) Tid for maks. vindkast April 2002 20,7 1,9 0,8 7,8 11. 16,9 11. Mai 9,3 2,2 1,1 7,1 09. 14,3 09. Juni 5,0 1,9 0,0 4,5 12. 11,9 18. Juli 10,8 1,8 1,2 7,1 30. 14,3 30. August 22,4 1,4 0,0 5,4 19. 12,2 02. September 14,9 1,9 0,1 6,2 03. 14,9 02. Apr.-sept. 2002 13,9 1,9 0,5 7,8 11.04 16,7 11.04 Oktober 2002 18,3 1,9 0,1 6,4 02. 17,0 02. November 33,7 1,2 0,0 4,4 27. 10,7 27. Desember 33,2 1,7 1,0 8,1 18. 21,2 18. Januar 2003 73,6 0,6 0,2 6,5 21. 14,3 24. Februar 13,4 2,5 4,2 8,5 21. 20,6 21. Mars 7,7 3,1 5,2 13,7 18. 28,0 18. Okt. 2002-mar. 2003 30,0 1,8 1,8 13,7 18.03 28,0 18.03 7.1.2 Temperatur Tabell 6 gir en oversikt over temperaturmålingene i Svanvik og på DNMIs stasjon Kirkenes lufthavn. På Kirkenes lufthavn er det sammenliknet med normaltemperaturen, som er middelverdien for 30-årsperioden 1961-1990. Målingene viste at perioden september 2002- januar 2003 var kaldere enn normalt, mens juni og august 2002 hadde omtrent normal temperatur. De øvrige månedene var varmere enn normalt. Størst avvik fra normalen var det i februar 2003, som var 5,6 C varmere enn normalt. Den kaldeste måneden var januar 2003 med en middeltemperatur på 16,6 C på Kirkenes lufthavn og på 20,7 C i Svanvik. Tabell 6: Temperaturer i Svanvik og på Kirkenes lufthavn i perioden april 2002-mars 2003 ( C). Stasjon April Mai Juni Juli August September 2002 2002 2002 2002 2002 2002 Svanvik Middel 1,1 5,1 9,8 14,3 11,0 5,4 Maks. 14,9 21,2 21,0 25,0 23,0 16,1 Min. -28,1-3,7-0,5 4,2 1,3-2,5 Kirkenes Middel 0,7 4,3 8,5 13,3 10,7 5,3 lufthavn Maks 14,2 19,2 18,2 25,9 22,2 15,9 Min. -19,3-2,1 0,0 7,4 5,2-0,4 Normal -2,4 3,0 8,5 12,1 10,5 6,2 Oktober November Desember Januar Februar Mars 2002 2002 2002 2003 2003 2003 Svanvik Middel -1,1-10,3-13,7-20,7-5,4-3,4 Maks. 6,0 1,3 2,2-4,4 4,7 7,0 Min. -18,8-32,7-35,9-37,9-39,1-15,8 Kirkenes Middel -0,7-8,0-10,4-16,6-5,7-3,7 lufthavn Maks. 6,0 2,0 3,1-3,8 4,2 5,1 Min. -11,9-27,5-29,1-30,5-32,7-12,6 Normal 0,4-5,5-9,7-11,8-11,3-7,4 20
Begge stasjonene hadde den høyeste målte temperaturen 6. juli 2002 med 25,9 C på Kirkenes lufthavn og 25,0 C i Svanvik. Den laveste temperaturen ble målt 1. februar 2003 med -32,7 C på Kirkenes lufthavn og 39,1 C i Svanvik. 7.1.3 Luftens relative fuktighet Tabell 7 viser månedsmiddelverdiene av luftens relative fuktighet for hver måned i periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003. De laveste middelverdiene av relativ fuktighet ble målt i sommermånedene på begge stasjonene. Det var små forskjeller i månedsmiddelverdiene i Svanvik og på Kirkenes lufthavn i de fleste månedene, men Svanvik hadde litt lavere middelverdier i månedene april-juli 2002. Tabell 7: Månedsmiddelverdier av relativ fuktighet (%) i Svanvik og på Kirkenes lufthavn i perioden april 2002-mars 2003. Stasjon April 2002 Mai 2002 Juni 2002 Juli 2002 August 2002 September 2002 Svanvik 72 68 66 76 80 82 Kirkenes lufthavn 74 75 72 79 79 77 Oktober 2002 November 2002 Desember 2002 Januar 2003 Februar 2003 Svanvik 87 90 86 85 82 76 Kirkenes lufthavn 85 88 84 83 82 78 Mars 2003 7.1.4 Atmosfærisk stabilitet Stabilitet målt ved temperaturdifferansen mellom 10 m og 2 m o.b. ( T) er et mål for termisk turbulens og er avgjørende for den vertikale spredningen og fortynningen av luftforurensninger. Fire stabilitetsklasser defineres på følgende måte: Ustabil sjiktning : T < -0,5 C Nøytral sjiktning : -0,5 < T < 0 C Lett stabil sjiktning : 0 < T < 0,5 C Stabil sjiktning : 0,5 < T C Nøytral sjiktning, det vil si når temperaturen avtar litt med høyden, forekommer oftest ved overskyet vær med eller uten nedbør og i perioder med sterk vind. Nøytral temperatursjiktning gir vanligvis gode spredningsforhold. Ustabil sjiktning, når temperaturen avtar raskt med høyden, forekommer ved sterk solinnstråling som gir oppvarming av bakken. Ustabil sjiktning gir god spredning av luftforurensende utslipp, men er ugunstig ved utslipp fra høye skorsteiner fordi utslippene vil nå bakken nær kilden før de er særlig fortynnet, noe som vil gi høye konsentrasjoner. Lett stabil og stabil sjiktning, det vil si at temperaturen øker med høyden, forekommer oftest om natta og om vinteren når det er sterk utstråling og avkjøling ved bakken. Ved slike forhold undertrykkes spredningen av luftforurensninger. Dette er mest ugunstig for utslipp fra kilder nær bakken. Ved stabil sjiktning vil ikke utslipp fra høye skorsteiner nå bakken før på store avstander. Forekomsten av de fire stabilitetsklassene er gitt månedsvis i Tabell 8. 21
Tabell 8: Forekomst (%) av fire stabilitetsklasser i Svanvik i periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003. Stasjon Måned Ustabilt Nøytralt Lett stabilt Stabilt Svanvik April 2002 2,5 65,4 18,9 13,2 Mai 10,9 73,7 6,7 8,7 Juni 21,4 65,8 5,0 7,8 Juli 14,0 66,0 9,9 10,1 August 11,6 60,2 9,9 18,3 September 1,9 71,8 15,6 10,7 Apr.-sept. 2002 10,4 67,2 11,0 11,5 Oktober 2002 0,1 73,9 14,4 11,6 November 0,0 48,1 15,1 36,8 Desember 0,4 50,9 19,5 29,2 Januar 2003 0,1 19,8 19,9 60,2 Februar 0,0 65,5 25,3 9,2 Mars 2003 0,9 75,0 16,8 7,3 Okt. 2002-mar. 2003 0,3 55,5 18,5 25,7 Tabellen viser at ustabil sjiktning forekom hyppigere i sommermånedene enn i vintermånedene. Nøytral sjiktning forekom ofte hele året. Stabil sjiktning forekom oftest i de kaldeste vintermånedene. Månedlige frekvensmatriser for stabilitet, vindstyrke og vindretning fra Svanvik er gitt i Vedlegg A. 7.2 Luftkvalitet 7.2.1 Svoveldioksid (SO 2 ) SO 2 -målinger er utført på en stasjon både på norsk side og russisk side av grensen. Stasjonene er Svanvik i Norge og Nikel i Russland. Måleinstrumentet på den tidligere russiske stasjonen Majaavri brøt sammen høsten 2001 på grunn av vanninntrengning. Her trengs det ny målebu og eventuelt nytt måleinstrument for å komme igang igjen. Svanvik og Nikel har kontinuerlig registrerende instrumenter med oppringt samband. Dataene lagres som timemiddelverdier. Kontinuerlig registrerende instrumenter er nødvendige for å måle maksimalkonsentrasjoner i episoder, for å se hvor lenge episodene varer, og hvor ofte de forekommer. Timemiddelverdiene kan også knyttes direkte til målte vindretninger for å bestemme kilde(r) eller kildeområde(r). De kontinuerlig registrerende instrumentene (monitorene) har en usikkerhet i timemiddelkonsentrasjonene på ca. ±10 µg/m3 ved det måleområdet som er valgt (opp til vel 3 000 µg/m 3 ). Tabell 9 viser at datadekningen i Svanvik var god i hele perioden, med 98% i sommerhalvåret 2002 og 96% i vinterhalvåret 2002/03. I måleperioden er det bare hentet inn rådata fra den russiske stasjonen Nikel uten videre gjennomgang og bearbeidelse av dataene. Disse er derfor ikke presentert i denne rapporten. 22
Tabell 9: Datadekning i prosent av tiden for SO 2 -målingene fra Svanvik i periodene aprilseptember 2002 og oktober 2002-mars 2003. Måned Svanvik April 2002 100 Mai 97 Juni 97 Juli 100 August 100 September 96 Apr.-sept. 2002 98 Oktober 2002 100 November 100 Desember 95 Januar 2003 92 Februar 95 Mars 96 Okt. 2002-mar. 2003 96 Et sammendrag av SO 2 -målingene i Svanvik i perioden oktober 2002-mars 2003 er gitt i Tabell 10. Grafisk fremstilling av de timevise dataene er gitt i Vedlegg B. Tabell 10: Sammendrag av målinger av SO 2 med kontinuerlig registrerende instrument i Svanvik i periodene april-september 2002 og oktober 2002-mars 2003 (µg/m 3 ). Svanvik Måneds- Høyeste Antall Antall døgnmidler Høyeste Antall Antall timeverdier middel døgn- døgn- >50 >75 >90 >125 time- time- >100 >350 >700 >1000 middel obs middel obs April 2002 11,4 91 30 2 2 1 0 386 720 27 1 0 0 Mai 12,6 128 31 2 2 2 1 487 723 21 5 0 0 Juni 19,5 88 29 6 1 0 0 487 701 45 1 0 0 Juli 6,4 33 31 0 0 0 0 181 744 9 0 0 0 August 5,1 59 31 1 0 0 0 300 744 12 0 0 0 September 4,6 94 29 1 1 1 0 333 693 10 0 0 0 Apr.-sept. 2002 9,9 128 181 12 6 4 1 487 4325 124 7 0 0 Oktober 2002 1,1 16 31 0 0 0 0 110 744 1 0 0 0 November 12,1 70 30 3 0 0 0 404 720 20 1 0 0 Desember 9,7 60 31 1 0 0 0 156 705 8 0 0 0 Januar 2003 7,5 37 28 0 0 0 0 126 682 3 0 0 0 Februar 3,7 26 27 0 0 0 0 214 640 1 0 0 0 Mars 1,5 7 30 0 0 0 0 11 717 0 0 0 0 Okt. 2002-mar. 2003 5,9 70 177 4 0 0 0 404 4208 33 1 0 0 Målingene viser at Svanvik hadde litt høyere middelverdi sommeren 2002 (9,9 µg/m 3 ) enn sommeren 2001 (7,5 µg/m 3 ). Vinteren 2002/03 hadde Svanvik en middelverdi av SO 2 (5,9 µg/m 3 ) som var omtrent som vinteren 2001/02 (5,5 µg/m 3 ). Den høyeste døgnmiddelverdien i Svanvik var 128 µg/m 3 sommeren 2002 og 70 µg/m 3 vinteren 2002/03. Det var i de samme periodene henholdsvis 4 og 0 døgnmiddelverdier over 90 µg/m 3, som er det anbefalte luftkvalitetskriteriet og Nasjonalt mål for døgnmiddelverdi av SO 2. Grenseverdien for døgnmiddelverdi på 125 µg/m 3 med 3 tillatte overskridelser i året ble ikke overskredet i perioden april 2002-mars 2003. 23
Den høyeste timemiddelverdien i Svanvik, 487 µg/m 3, ble målt både 30 mai 2002 og 27. juni 2002. Vindmålingene i Svanvik viste svak vind fra østlig kant i begge tilfellene, og kilden var derfor høyst sannsynlig Nikel. Det var ingen timemiddelverdier over 500 µg/m 3 i måleperioden. Verdens helseorganisasjons (WHOs) korttidsgrenseverdi for SO 2 er 500 µg/m 3 som gjennomsnitt over 10 minutter. Dette tilsvarer i praksis WHOs tidligere grenseverdi på 350 µg/m 3 som timemiddelverdi. Også grenseverdien i EU/EØS-området for timemiddelverdi er 350 µg/m 3. Fremtidig varsling av høye SO 2 -konsentrasjoner i EU/EØS-området skal imidlertid ta utgangspunkt i overskridelse av en timemiddelverdi på 500 µg/m 3 i 3 påfølgende timer. I sommerhalvåret april-september 2002 var det 12 10-minutters middelverdier over 500 µg/m 3 i Svanvik. mens det i vinterhalvåret 2002/03 var 1 verdi over dette nivået. Den maksimale verdien var 877 µg/m 3 i juli. Ingen av de tilhørende timemiddelverdiene var over 500 µg/m 3, men de fleste var over grenseverdien på 350 µg/m 3. I Svanvik var det 7 timemiddelverdier over 350 µg/m 3 sommeren 2002, mens det var 1 verdi (tilsvarende under 0,1% av tiden) over 350 µg/m 3 i vinterhalvåret 2002/03. Sommeren 2001 var det også 1 verdi over 350 µg/m 3, mens det var 2 verdier over 350 µg/m 3 vinteren 2001/02. Tidligere målinger av standardavviket i vindretningen på Viksjøfjell tyder på at røykfanene fra de høye pipene i Nikel og Zapoljarnij er ganske smale, som oftest med bare noen få kilometers utstrekning selv så langt fra utslippet som på den tidligere målestasjonen Viksjøfjell. Konsentrasjonen blir derfor høy når målestasjonene ligger i røykfanen, mens bare noen graders endring i vindretningen kan føre til at målestasjonen i Svanvik ikke blir eksponert. I lange perioder er stasjonen ikke eksponert, eller verdiene er lavere enn deteksjonsgrensen. Denne variasjonen i dataene vises klart i figurene i Vedlegg B. Timemiddelverdiene av SO 2 i Svanvik er sammenholdt med vindretning, vindstyrke og stabilitet. Ut fra dette er det beregnet forurensningsroser som vist i Figur 3 og Figur 4, med middelkonsentrasjoner for hver av 36 10 -vindsektorer. I Svanvik var middelverdien 9,9 µg/m 3 sommeren 2002 (7,5 µg/m 3 sommeren 2001). Vind i 10 -sektoren 100 (østlig vind) ga den høyeste middelkonsentrasjonen med 43 µg/m 3, se Figur 3. Sommeren 2001 var middelkonsentrasjonen i den mest belastede 10 -sektoren 36 µg/m 3. I vinterhalvåret 2002/03 var middelkonsentrasjonen 5,9µg/m 3 (5,5 µg/m 3 vinteren 2001/02). Middelkonsentrasjonen i den mest belastede 10 -sektoren var 92 µg/m 3 vinteren 2002/03 (65 µg/m 3 vinteren 2001/02), se Figur 4. 24
Barentshavet Kirkenes Norge Karpdalen Viksjøfjell Finland Svanvik Maajavri Nikel Zapoljarnij Russland SO -skala 2 0 100 200 µg/m 3 N 0 5 10 km Figur 3: Middelkonsentrasjoner av SO 2 i Svanvik i perioden april-september 2002 (µg/m3). Figuren viser middelkonsentrasjoner av SO 2 for hver av 36 10 -vindsektorer. Svanvik er belastet fra Nikel og Zapoljarnij (mest fra Nikel). 25
Barentshavet Kirkenes Norge Karpdalen Viksjøfjell Finland Svanvik Maajavri Nikel Zapoljarnij Russland SO -skala 2 0 100 200 µg/m 3 N 0 5 10 km Figur 4: Middelkonsentrasjoner av SO 2 i Svanvik i perioden oktober 2002-mars 2003 (µg/m3). Figuren viser middelkonsentrasjoner av SO 2 for hver av 36 10 -vindsektorer. Svanvik er belastet fra Nikel og Zapoljarnij (mest fra Nikel). 7.2.2 Trendanalyse for SO 2 7.2.2.1 Datatilgjengelighet SO 2 -målinger startet i Kirkenes-området og i Svanvik allerede i 1974. Senere ble målingene utvidet til Holmfoss, Jarfjordbotn og Karpdalen. Da den såkalte basisundersøkelsen startet i 1988 ble nye stasjoner opprettet på Viksjøfjell, i Noatun og på Kobbfoss. I 1990 og 1991 startet også målinger på russisk side med norsk måleutstyr på SOV 1, Maajavri (SOV 2), SOV 3 og i Nikel. Tabell 11 gir en oversikt over måleperiodene på de ulike stasjonene i grenseområdene fra starten i 1974. I tabellen er det skilt mellom døgnprøvetakere, som bare gir døgnmiddelverdier, og kontinuerlig registrerende instrumenter, monitorer, hvor verdiene er også kontinuerlig og midles til timemiddelverdier. Noen stasjoner har i perioder hatt begge typer prøvetakere. I Svanvik er også middelverdier over 10 minutter logget fra 1.7.2001. 26
Tabell 11: Oversikt over SO 2 -målinger i grenseområdene med døgnprøvetakere (døgnmiddelverdier) og med kontinuerlig registrerende monitorer (timemiddelverdier) i perioden 1974-2003. Målested Prøve- 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 takings- tid Kirkenes Døgn Svanvik Døgn Svanvik Time Holmfoss Døgn Jarfjordbotn Døgn Karpdalen Døgn Karpdalen Time Viksjøfjell Time Noatun Døgn Noatun Time Kobbfoss Døgn SOV 1 Time Maajavri Time SOV 3 Time Nikel Time Målested Prøve- 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 takings- tid Kirkenes Døgn Svanvik Døgn Svanvik Time Holmfoss Døgn Jarfjordbotn Døgn Karpdalen Døgn Karpdalen Time Viksjøfjell Time Noatun Døgn Noatun Time Kobbfoss Døgn SOV 1 Time Maajavri Time SOV 3 Time Nikel Time I det etterfølgende er det gjort en statistisk analyse av SO 2 -verdiene på årsbasis for de målestasjonene som fortsatt er i drift i grenseområdene. Dette gjelder Svanvik (start 1974) og Nikel (start 1992). For Nikel er dataene bearbeidet t.o.m. 2000. Data fra den tidligere norske stasjonen Viksjøfjell (1989-1995) og den tidligere russiske stasjonen Maajavri (1990-2001) er også tatt med for bedre å illustrere hvor store forskjeller det er i luftkvaliteten i grenseområdene. Dataene fra Maajavri er bearbeidet t.o.m. 1998. Tabellene og figurene nedenfor er utarbeidet for å vise hvordan luftkvaliteten er i forhold til grenseverdiene og Nasjonalt mål. 27
Tabell 12 gir målestatistikk for Svanvik for årene 1974-2002. Timevise data er først tilgjengelig fra 1989. Tabell 13 gir tilsvarende statistikk for Viksjøfjell (1989-1995), Maajavri (1990-1998) og Nikel (1992-1998). EU-direktivene krever måledata minst 90% av tiden hvert år for de stasjonene som skal innrapportere data til EU. Dette er i hovedsak oppfylt på de norske stasjonene og i Nikel. For stasjonen på Maajavri er datadekningen generelt lavere, og også noe variabel fra år til år. Dette skyldes i hovedsak dårligere tilgjengelighet på denne stasjonen, særlig vinterstid, både for den lokale stasjonsholderen som holder til i Nikel og for Svanhovd Miljøsenter, som i utgangspunktet skal besøke stasjonen månedlig. Tabell 12: Målestatistikk for SO 2 fra Svanvik i perioden 1974-2002. Dataene foreligger som døgnmiddelverdier i 1974-1988 og som timemiddelverdier fra 1989. År Årsmiddel- Antall Antall Antall Antall Antall Dataverdi døgn døgn døgn døgn timer dekning (µg/m 3 ) >125 µg/m 3 >90 µg/m 3 >75 µg/m 3 >50 µg/m 3 >350 µg/m 3 (%) 1974 30,8 13 24 35 64 96,4 1975 17,6 5 11 15 27 97,3 1976 23,7 7 16 20 41 97,8 1977 27,0 14 18 37 57 95,1 1978 25,4 10 17 23 44 85,8 1979 17,8 6 13 21 37 94,8 1980 26,9 15 25 33 54 88,8 1981 24,6 5 13 19 35 72,1 1982 19,6 3 11 17 35 86,3 1983 29,6 6 28 36 55 100,0 1984 23,9 3 20 25 48 99,7 1985 24,8 8 22 34 57 99,7 1986 21,1 3 17 25 44 99,5 1987 26,3 8 15 24 53 97,5 1988 20,4 4 11 18 36 98,4 1989 12,2 3 9 12 22 31 89,2 1990 13,9 3 8 11 31 38 93,9 1991 12,2 4 9 13 26 38 92,0 1992 7,5 4 4 5 14 18 94,2 1993 9,3 2 7 10 20 16 95,3 1994 8,1 4 5 9 16 7 97,3 1995 11,0 3 7 12 26 21 96,2 1996 7,7 2 4 4 14 8 77,2 1997 10,6 5 8 11 17 23 96,2 1998 14,5 6 14 19 34 14 98,9 1999 7,9 1 3 4 16 3 89,8 2000 7,7 4 6 8 14 10 98,2 2001 9,0 2 3 8 17 5 96,5 2002 8,9 1 6 9 20 10 98,7 28
Tabell 13: Målestatistikk for SO 2 fra Viksjøfjell (1989-1995), Maajavri (1990-1998) og Nikel (1992-2000). Alle data foreligger som timemiddelverdier. Stasjon År Årsmiddel- Antall Antall Antall Antall Antall Dataverdi døgn døgn døgn døgn timer dekning (µg/m ) >125 µg/m 3 >90 µg/m 3 >75 µg/m 3 >50 µg/m 3 >350 µg/m 3 (%) Viksjøfjell 1989 44,8 31 50 62 90 228 90,0 1990 31,7 19 39 48 75 142 94,5 1991 35,6 24 34 46 77 183 94,8 1992 23,6 12 26 39 62 99 94,9 1993 24,1 9 21 29 50 82 94,3 1994 29,0 11 23 30 58 92 82,3 1995 34,6 23 34 46 77 188 97,4 Maajavri 1990 57,4 33 57 62 96 311 80,1 1991 62,0 58 76 88 117 398 83,6 1992 52,5 34 51 60 86 293 79,2 1993 60,4 35 53 63 80 243 58,1 1994 54,5 13 18 20 29 91 25,0 1995 51,2 38 61 78 104 332 89,2 1996 64,6 27 32 36 44 178 34,6 1997 51,9 42 66 78 112 334 89,0 1998 51,9 38 60 69 96 284 84,3 Nikel 1992 57,6 51 69 74 88 386 88,8 1993 59,0 43 63 73 94 376 93,7 1994 53,3 50 61 75 90 347 93,0 1995 61,6 44 51 57 68 255 58,3 1996 79,4 49 65 71 95 421 89,6 1997 105,2 78 94 100 120 705 89,6 1998 129,0 106 122 134 159 872 95,2 1999 57,2 51 68 83 107 352 97,3 2000 73,3 68 84 97 115 522 94,6 7.2.2.2 Års- og vinterhalvårsmiddelverdier Grenseverdien for beskyttelse av økosystem er 20 µg/m 3 både for kalenderår og vinterhalvår (oktober-mars). I perioden 1974-1988 ble denne grenseverdien overskredet de fleste årene i Svanvik ( se Figur 5), mens grenseverdien er overholdt fra 1989. På de andre stasjonene, som bare har data fra 1989, er derimot grenseverdien overskredet hvert år (Figur 6). Særlig store overskridelser var det på de russiske stasjonene. De meget høye verdiene i Nikel i 1996-98 i forhold til tidligere skyldes høyere frekvens av vind fra nordøst, dvs. fra verket mot målestasjonen, enn tidligere. For 1999 og 2000 var verdiene på et mer normalt nivå i Nikel (dataene fra 2001 og 2002 er foreløpig ikke kvalitetssikret og bearbeidet statistisk pga. reduserte midler). Figur 7 og Figur 8 viser et bilde for vinterhalvårsmiddelverdier som i hovedsak samsvarer med årsmiddelverdiene. Grenseverdien ble overskredet siste gang i Svanvik vinteren 1989/90, mens de andre stasjonene har hatt overskridelser hver eneste vinter. Årlige SO 2 -utslipp fra verket i Nikel er vist i Figur 5. Det er et ganske godt samsvar med de målte SO 2 -konsentrasjonene i Svanvik. Fra midt i 1990-årene foreligger det ikke offisielle utslippstall, men SO 2 -målingene i Svanvik antyder et betydelig lavere SO 2 -utslipp i Nikel de 10 siste årene enn tidligere. 29