Publikation

NanoWear – nanopartiklar från slitage av däck och vägbana

Forskningsområde: Hållbara transporter
År: 2009
VTI-kod: R660
Pris: 160 kr

 
VTI rapport 660 (75 sidor + 4 bilagor à 9 sidor, 3 227 kB, skriven på svenska med en engelsk sammanfattning)

Partiklar från väg- och däckslitage har under senare år hamnat i fokus då de utgör ett viktigt och förhållandevis outforskat tillskott till luftens partikelföroreningar. Särskilt under vinter och vår bidrar slitagepartiklar till att miljökvalitetsnormen för inandningsbara partiklar överskrids i väg- och gatumiljöer. Mekaniskt genererade slitagepartiklar är förhållandevis grova (> 0,5 µm) jämfört med förbränningspartiklar från fordonsavgaser, men i kontrollerade försök i VTI:s provvägsmaskin i projektet WearTox kunde konstateras att en fraktion ultrafina (< 100 nm) partiklar (ca 30–50 nm) bildas vid slitage mellan däck och beläggning. Då partiklarna morfologiskt skiljer sig från de grövre mineralpartiklarna var hypotesen att partiklarna snarare härrör från däcken än beläggningen. För att testa denna hypotes initierades föreliggande projekt. Projektet har genomförts med hjälp av VTI:s provvägsmaskin och diverse partikelinstrument. Slitagepartiklar från nio olika däck under slitage på en och samma beläggning har studerats. Partiklarnas koncentrationer, storleksfördelningar, grundämnessammansättningar och PAH-innehåll har studerats.

Resultaten visar tydligt att nanopartiklar i storleken 30–50 nm endast uppstår under försöken med dubbdäck. Då ett av de två testade nordiska odubbade vinterdäcksmodellerna testas bildas en ännu finare partikelfraktion (< 10 nm), medan det andra odubbade vinterdäcket inte ger upphov till nanopartiklar. Testerna med sommardäck resulterar inte i bildning av nanopartiklar.

Nanopartiklarnas exakta källa har, trots jämförelser med såväl grundämnes- som PAH-sammansättning hos däck- och beläggningsmaterial, inte tydligt kunnat fastställas. Klart är att de fina partiklarna innehåller högre relativa koncentrationer av svavel, vilket finns i förhållandevis höga halter i såväl bitumen som däck, vilket antyder att någon eller båda dessa källor dominerar i de finare partikelfraktionerna. Det är oklart om de ultrafina partiklar som bildas vid dubbdäcksanvändning i provvägsmaskinen också förekommer i verklig trafikmiljö. Då de återfinns i samma storleksfraktioner som avgasrelaterade partiklar men i lägre koncentrationer kan de vara svåra att identifiera.

Partikelprovernas PAH-sammansättning skiljer sig mellan såväl enskilda däck som däcktyper. PAH-sammansättningen hos själva däckmaterialen och beläggningens bitumen har dock dålig korrelation till den i partikelproverna. PAH-sammansättningen påverkas troligen av friktionsvärmen i försöken varför en överensstämmelse eventuellt inte är att förvänta. Wolfram från dubbdäckens dubbar har uppmätts i förhållandevis höga halter i partikelproverna. Emissionsfaktorer har beräknats och är för grova partiklar i samma storleksordning som emissionsfaktorer beräknade för verklig trafik. Emissionsfaktorer för ultrafina partiklar från dubbdäck är i storleksordningen tio gånger lägre än för fordonsavgaser. Odubbade däck har genomgående lägre emissionsfaktorer.

Resultaten från detta projekt visar att dubbdäck, och kanske även nordiska odubbade vinterdäck, i laboratoriemiljö, bildar partiklar vid slitage, som är avsevärt mindre än vad som vanligtvis förknippas med slitagepartiklar. Om detta även gäller för verklig trafik, har resultaten betydelse för hur slitagepartiklar betraktas i förhållande till avgasrelaterade partiklar, där man vanligtvis hänför slitagepartiklarna till den grövre fraktionen av inandningsbara partiklar (PM10-2,5). Om slitage mellan däck och vägbana även genererar nanopartiklar kan detta även komma att påverka bedömningen av hur hälsoeffekter från de olika partikelkällorna bedöms.

Författare
Blomqvist, Göran

Gustafsson, Mats

Hjort, Mattias


Brorström-Lundén, Eva
Dahl, Andreas
Gudmundsson, Anders
Johansson, Christer
Jonsson, Per
Swietlicki, Erik

Relaterade publikationer

- 2010-05-03
Indata till bullerberäkningsmetoder för motorvagn X60
- 2010-03-29
Kumulativa effekter och konsekvenser – behandling i miljöbedömning och miljökonsekvensbeskrivning för vägar
- 2010-03-29
Sjömil – sjöfart, miljö och ekonomi
- 2010-03-23
Effekter av dammbindning av belagda vägar
- 2010-01-25
Beräkningar av energiåtgång och koldioxidutsläpp vid byggande, drift och underhåll av vägar
- 2009-10-01
Höghastighetsjärnvägar – ett klimatpolitiskt stickspår
- 2009-06-30
Bullervärden för samhällsekonomisk analys – beräkningar för väg- och järnvägsbuller
- 2009-05-12
Transporteffekter av IMO:s skärpta emissionskrav – modellberäkningar på uppdrag av Sjöfartsverket
- 2009-04-21
Mätning av bränsleförbrukning på asfalt- och betongbeläggningar norr om Uppsala
- 2009-02-19
Förutsägelse av långtidsegenskaper hos restprodukter – teknik och miljö i vägar