Håkan Salberg mäter luftföroreningar vid Göteborgs hamninlopp.

Emissionsmätningar – en paradgren på partikelnivå

I Göteborgs hamninlopp samsas tung petrokemisk industri med ett känsligt Natura 2000-område. Raffinaderier på rad, rörledningar och dunstar av kolväten. Rödlistade arter. Frisk havsbris.

Här står också Sveriges största vindkraftverk – Big Glenn – och under rotorbladens regelbundna sus fångar IVL:s Håkan Salberg avgasplymer från förbipasserande färjor och fartyg. En tre meter lång ventilationstrumma står riktad mot vattnet och suger in de flyktiga avgasmolnen som sveper in över land.

– Det ser mer avancerat ut än vad det är. Inuti sitter filter som absorberar utsläppen. Själva röret håller bara kvar avgasplymen vilket ökar upptaget av de olika luftföroreningarna. Det svåraste är att fånga själva plymen, det gäller att ha tur med vädret.

Den lilla mätstationen intill är fylld med avancerade mätinstrument, luftintag, ventiler och datorer. Här sker sekundvisa mätningar av några av våra vanligaste luftföroreningar: kväveoxid, svaveloxid och partiklar. Under den åtta veckor långa mätkampanjen blir det en hel del data att bearbeta. Håkan kalibrerar NOx-instrumentet.

– Det är känsliga instrument. De reagerar direkt när fartyg passerar. De visar bakgrund, bakgrund, bakgrund och så kommer ett fartyg och halterna sticker iväg, och sen bakgrund, bakgrund igen.

Mätningar av fartygsemissioner hör till en av IVL:s paradgrenar, både ombordmätningar och så kallade real-world-mätningar, vilka pågår här på Risholmen. Genom åren har IVL:s mätkampanjer lett till stora kostnadsbesparingar för rederier och deras kunder eftersom fartyg med lägre kvävedioxidutsläpp får sänkta farleds- och hamnavgifter.

Internationell sjöfart präglas dock fortfarande av svag miljölagstiftning i jämförelse med vägtrafik eller stationära källor som industrier och kraftverk. Men möjligheterna till förbättringar är många och det råder ingen brist på tekniska lösningar för att minska utsläppen från sjöfarten.

Den 1 januari 2015 skärptes till exempel gränsvärdet för svavelhalten i fartygsbränsle från 1 procent till 0,1 procent. Det nya svaveldirektivet gäller sjöfart som trafikerar bland annat Östersjön, Nordsjön och Engelska kanalen. Redan under det första året har reglerna gett effekt med lägre lufthalter av svaveldioxid längs kusterna. Via det renare bränslet hoppas man att också partikelutsläppen minskar.

Åsa Hallquist är projektledare för mätningarna vid Big Glenn. Hon studerar luftföroreningarnas fysikaliska och kemiska egenskaper och hur dessa luftföroreningar åldras i atmosfären. Vad händer när faktorer som bränsle, motorlast och förbränning ändras? Blir luften bättre och klimatpåverkan värre? Eller tvärtom?

– Vår metod går ut på mätningar av individuella fordon och fartyg. För närvarande har vi utsläppsdata från omkring 700 fartygspassager. För varje passage får vi också fartygens ID-nummer med data över till exempel fartygstyp, kurs och hastighet. Det gör att vi kan gå ner på individnivå och jämföra utsläpp mellan både olika fartyg och olika förhållanden, säger Åsa Hallquist.

Utöver realtidsmätningar med mått på partiklars massa, antal, storleksfördelning, flyktighet, sotinnehåll samt organiskt innehåll i gas och partikelfas körs också vissa utsläpp genom en UV-kammare som skyndar på den verkliga atmosfärskemiska omvandlingen från tre dagar till omkring trettio sekunder. Den här simulerade processen ger en förenklad bild av potentialen att bilda så kallad sekundär partikelmassa.

– Vi behöver mer kunskap om den kemiska omvandlingen för att kunna förstå och förutsäga hur åtgärder för att minska utsläppen av koldioxid kommer att påverka utsläppen av partiklar och gaser. Först när vi vet potentialen att bilda sekundär partikelmassa kan vi se det totala bidraget från en utsläppskälla, alltså det verkliga utsläppet och dess effekter, säger Åsa Hallquist.

Mätningarna på Risholmen bygger på ett flerårigt forskningssamarbete med Göteborgs universitet. I förlängningen vill forskarna se hur denna sekundära partikelmassa bildas. Vilka nyckelämnen är viktiga i den processen?

– Om det är möjligt att identifiera några sådana kan vi kanske se vilka bränslen och förhållanden som presterar bättre eller sämre. På längre sikt kan vi kanske ha tillräckligt med underlag för att påverka lagstiftningen.

För mer information kontakta:
Håkan Salberg, hakan.salberg@ivl.se, tel. 010-788 69 29
Åsa Hallquist, asa.hallquist@ivl.se, tel. 010-788 68 15