Luftföroreningar och luftkvalitet
VTI bedriver forskning om transporters bidrag till luftföroreningar genom fältmätningar och laborativa studier. Ett viktigt forskningsfält är slitagepartiklar från väg och järnväg där vi studerar partiklarnas egenskaper och bildningsmekanismer. Forskningen syftar till att förstå om och i så fall varför partiklarna har negativa hälsoeffekter och hur man kan minska emissionerna.
Inom partikelforskningen utnyttjas i stor utsträckning en världsunik utrustning, VTI:s provvägsmaskin, som ger oss möjlighet att mäta och provta slitagepartiklar från väg- och däckslitage utan inverkan från andra källor. Detta är en viktig förutsättning för att kunna undersöka bildningsmekanismer och egenskaper och för att kunna utföra toxikologiska studier. Studierna i provvägsmaskinen omfattar främst olika kombinationer av däck och beläggningar, där syftet är att studera hur olika egenskaper hos beläggningar eller däck påverkar partikelemissionernas egenskaper. Resultaten kan användas till att välja vägbeläggningar och däck med sådana egenskaper att emissionerna och andelen toxiska partiklar minskar.
Ett annat forskningsfält där provvägsmaskinen används är utvärdering av dammbindningsmedel. VTI har utvecklat en metod där medlens relativa effekt och varaktighet kan studeras. Denna metod har använts såväl inom EU-projektet CMA+ som inom projekt på uppdrag av olika företag.
Då partikelhalterna i luften beror bland annat på uppvirvling av damm från vägytan, har VTI utvecklat en provtagare kallad Wet Dust Sampler (WDS) med vilken vägdammsförrådet på vägytan kan provtas och analyseras, för att utvärdera om olika åtgärder mot vägdamm har effekt och hur vägdammets egenskaper påverkas. WDS har använts flitigt i olika forsknings- och utvecklingsprojekt och även tillverkats och sålts till både Norge och Finland.
VTI genomför också fältmätningar av partiklar vilket använts både i väg- och järnvägsmiljöer. Järnvägsrelaterade slitagepartiklar förekommer oftast i mycket höga halter i tunnelmiljöer, är förhållandevis små och innehåller höga halter av metaller. Detta har medfört att intresset för deras hälsorisker har ökat. VTI har därför gjort ett flertal projekt av järnvägrelaterade aerosolpartiklars egenskaper och hälsorisker, bland annat på tunnelperrongerna under Arlanda flygplats och i ett antal stationsmiljöer ovan mark.
Mikroplaster från såväl däck som vägyta är ett forskningsområde som är relevant även för luftkvaliteten, då många av dessa partiklar är små nog för att bidra till luftens innehåll av inandningsbara partiklar.
VTI:s forskning om mikroplaster beskrivs mer här.
Då partikelforskning är ett forskningsfält som kräver bred kompetens samt dyr utrustning och analysteknik, samarbetar VTI:s forskare med flera universitet och andra forskningsinstitut.
Montering av provtagare på Testsite E18. Foto: Michael Norman, SLB-analys.
VTI:s egna instrumentpark består av:
- RP TEOM (Tapered element oscillating microbalance) – en typ av gravimetrisk partikelmätare som mäter PM10 eller PM2,5
- TSI DustTrak (2 st) – laserbaserade mätare vars främsta fördelar är att de är snabba, små och batteridrivna, mäter PM10, PM4, PM2,5 eller PM1
- TSI APS (aerodynamic particle sizer) – mäter aerosolers storleksfördelningar mellan ca 0,5–18 µm
- TSI SMPS (scanning mobility particle sizer) – består av DMA (differential mobility analyser) och CPC (condensation particle counter) och mäter aerosolers storleksfördelningar mellan ca 10 nm–0,5 µm
- TSI NAS (nanometer aerosol sampler) – kopplas till DMA för att provta partiklar i definierat
storleksintervall - Fidas AQguard (2 st) optiska instrument som ger PM1, PM2.5, PM4, PM10 och storleksfördelningar med 1 s tidsupplösning.
- Ecotech Microvol (2 st) programmerbara provtagare för PM10 eller PM2.5 på 47 mm filter.
- Ecotech high volume sampler – används för att provta stora mängder PM10 för bl.a. toxikologiska studier.
VTI har även utvecklat egna provtagare med koppling till luftkvalitetsområdet.
- Wet dust sampler (WDS) II och III - en vattenbaserad utrustning för provtagning och analys av damm på täta ytor, t.ex. vägdamm.
- Duster II – används för att studera uppvirvling av damm från en vägyta.
NEEVE
Akronymen står för “Innovative technologies to monitor and reduce Non-Exhaust Emissions, particles and microplastics of VEhicles and pavements to improve air quality and human health” och är ett Life-projekt som leds av Universitetet i Sevilla. Projektet pågår mellan 2023–2028. Mer information finns här: https://www.neeve.eu
RoadMap
Ett projekt finansierat av Kompetenscentrum vägteknik (KCV). Syftar till att studera emission från, egenskaper och toxicitet (med hjälp av reaktiva syreföreningar, ROS) hos partiklar från slitage av olika vägbeläggningsmaterial genererat i laboratoriemiljö. Projektet leds av Lunds tekniska högskola.
Analys av toxicitet och mikroplaster i luftburna partiklar
I detta projekt, finansierat av Trafikverket, studeras hur mängd och sammansättning (fokus på mikroplast) samt toxicitet hos luftburna partiklar varierar mellan säsonger på en mätplats i centrala Stockholm och en vid en motorväg på landsbygden. Samarbete med Lunds tekniska högskola, SLB-analys och Particle Vision.
LEON-T
(Avslutat) EU-projekt i samarbete med IDIADA, Ford, Audi, JRC, RIVM, TNO för att undersöka partikel- och bulleremission från däck, föreslå testmetod för däckslitage och utveckla lågbullrande lastbilsdäck. Mer information finns här: https://www.leont-project.eu
WeaRS
(Avslutat) I ett samarbete med IVL och på uppdrag av Trafikverket utvecklas en ny metod för att mäta emissionerna av slitagepartiklar från förbipasserande fordon. WDS används för att definiera vägdammsmängd på de testytor som används vid utvecklingen.
NorDust II
(Avslutat) Projektet är ett nordiskt samarbete för att förbättra kunskapsläget om hur emissioner av vägdamm kan minskas och modelleras på ett bättre sätt. Fältstudier ger underlag till förbättrad parametrisering och vidareutveckling av den nordiska emissionsmodellen NORTRIP. Projektet finansieras av NordFoU och är ett samarbete med MetNorway (Norge), NILU (Norge), Metropolia (Finland), SYKE (Finland), SLBanalys (Sverige) och Islands universitet (Island).
uCARe
(Avslutat) uCARe är ett Horizon 2020-projekt finansierat av EU och behandlar hur bilägare själva kan minska sina emissioner genom ökad kunskap om betydelsen av körsätt och val och underhåll av fordon och komponenter. Projektet pågår mellan 2019–2022. VTI arbetar i projektet med emissioner av slitagepartiklar och med forskning kring beteende och psykologi.
Korsningsprojektet
(Avslutat) Projektet finansieras av BVFF och syftar till att undersöka i vilken mån luftkvaliteten i korsningar skiljer sig mot den på väglänkar.
Mätningar av luftkvalitet och trafikflöden har utförts i Stockholm. Indikativ metod för bedömning av vägbeläggningars PM10-emission. Projektet finansieras av BVFF och syftar till att undersöka om laboratoriemetoder, framtagna för att prova dubbdäcksslitage av beläggningsprover även kan utvecklas för att göra initiala bedömningar av deras PM10-emitterade egenskaper.
WearTox II
(Avslutat) I projektet WearTox II, finansierat av Trafikverket, studeras toxiska egenskaper hos slitagepartiklar från vägbeläggningar med olika stenmaterial. Lunds tekniska högskola, Linköpings universitet och CBI (Cement- och betonginstitutet) deltar i studien med kompetens inom aerosolisering, toxikologi respektive geologi. Till projektet har kopplats ett mindre projekt, finansierat av holländska RIVM, där partiklar från bromsar provtas på KTH och används i samma toxikologiska försök. Studien är en uppföljning av WearTox-projektet som rapporterades 2005.
Exempel på publikationer om luftföroreningar och luftkvalitet:
NORDUST - Nordic Road Dust Project (2019, DiVA, på engelska)
Wet Dust Sampler: a Sampling Method for Road Dust Quantification and Analyses. Water (2019, DiVA)
On particulate emissions from moving trains in a tunnel environment. (2018, DiVA)
PM10 emission effects of new studded tyre regulations (2017, Scientific Press)
Kontakt
-
Mats Gustafsson
Forskningsledare
mats.gustafsson@vti.se -
Göran Blomqvist
Senior forskare
goran.blomqvist@vti.se