Side 6

n MILJØ Frivillige har målt luftforureningen omkring en af søerne i København Det er attraktivt at gå eller løbe en tur rundt om søerne i København, da det er et naturskønt område midt i byen. Dog er de populære stier delvist omkranset af trafikerede gader . Institut for Miljøvidenskab, Aarhus Universitet, har kortlagt luftforureningen omkring søerne ved brug af mobile low-cost luftforureningssensorer og frivillige. Af Louise Bøge Frederickson 1,2,3 , Hugo Savill Russell 1,2,3 og Ole Hertel 4 1 Institut for Miljøvidenskab, Aarhus Universitet 2 AirLabs 3 Danish Big Data Centre for Environment and Health (Bertha), Aarhus Universitet 4 Institut for Ecoscience, Aarhus Universitet Luftforureningsovervågningen i Dan- mark er varetaget af Institut for Mil- jøvidenskab, Aarhus Universitet, på vegne af Miljøstyrelsen (Overvågnings- programmet (au.dk)). Der er placeret 18 målestationer rundt om i Danmark, som måler koncentrationer på hen- holdsvis gadeniveau, bybaggrund og landområder. Målingerne foregår med omkostningsrige og ressourcekrævende instrumenter, hvilket giver data af høj kvalitet for områderne omkring må- lestationerne, men den rummelige og tidsmæssige opløsning er forholdsvis lav. Det er utilstrækkeligt at oprette nøjagtige eksponeringsprofiler for borgerne baseret på disse data, da borgernes daglige tids- aktivitetsmønstre fører til de forskellige miljøer og forureningsniveauer - især i byerne, da luftforureningen har vist sig at variere drastisk inden for få meter. Der er derfor stor interesse i at anvende luftforureningssensorer til relativt lavere omkostninger, almindeligvis omtalt som low-cost sensorer . Disse sensorer kan være et værdifuldt supplement til den rutinemæssige overvågning, da de er små og leverer data med høj tidsopløsning, og de lave omkostninger betyder, at de kan opsættes mange steder og dermed bidrage til en større geografisk dækning. Dette er velegnet og attraktivt til blandt andet personlig eksponeringsvurdering, hvor low-cost sensorer endvidere potentielt kan anvendes til direkte personbårne målinger. Igennem de seneste år har projekter tilknyttet Institut for Miljøvidenskab anvendt og valideret low-cost sensor noder - dvs. måleenheder baseret på low-cost sensorer. Low-cost sensorerne har vist relativt god overensstemmelse med instrumenterne fra de rutinemæs- sige målestationer, og derfor er næste step at anvende dem i feltstudier med fokus på personeksponering af luftfor- urening. I foråret blev low-cost sensor noder anvendt i et kampagnestudie med det formål at kortlægge luftforureningen omkring en af søerne i København. 6 Dansk Kemi, 102, nr. 6, 2021 -

Side 7

MILJØ n trationen af partikler med optiske sensorer, hvis måleprincip er baseret på lysspredningsegenskaberne for partikler i luften. Kalibreringen af low-cost sensor noderne blev udført ved at placere noderne ved en af målestationerne i København og sammenligne med de rutinemæssige målinger fra overvåg- ningsprogrammet. Low-cost sensor noderne var placeret ved målestationen på H.C. Andersens Boulevard i seks uger, hvor de første fire uger blev brugt til at træne kalibreringsmodellen for hver enkelt low-cost sensor node, hvorefter the sidste to uger blev brugt til at validere kalibreringsmodellerne. Otte low-cost sensor noder blev brugt til studiet, og de viste en korrelation (R 2 ) med målingerne fra instrumenterne på målestationen på 0,57-0,64 for NO 2 , 0,70-0,77 for O 3 og 0,25-0,30 for PM 2.5 . Figur 1 viser korrelationsplot for NO 2 (venstre), O 3 (midten) og PM 2.5 (højre) målt af en af low-cost sensor noderne versus det rele- vante instrument på målestationen. De relativt høje R 2 -værdier for NO 2 og O 3 indikerer, at low-cost metaloxidsensorerne er i stand til at fange variationen i luftforureningen for disse gasser. R 2 -værdien for low-cost partikelsensorerne er betydeligt lavere; dermed kan low-cost partikelsensorerne kun forklare en mindre del af variationen i de observerede partikelkoncentrationer. Målekampagnen foregik omkring den ene del af Sortedams- søen over fem uger. Der blev målt i alle hverdage i myldretiden (7:00-9:00) og om eftermiddagen/aftenen (17:00-19:00). Til hver måling blev to frivillige udstyret med en rygsæk med diverse low-cost sensor noder, samt en smartphone til wi-fi- forbindelse og GPS-sporing. De to frivillige gik derefter på hver sin rute omkring søen - den ene på stien nær søen (Rute 1 på figur 2, side 8), mens den anden gik parallelt på stien nær vejen (Rute 2 på figur 2, side 8). Figur 1 . Korrelationsplot for NO 2 (øverst), O 3 (midten) og PM 2.5 (nederst) målt af en af low-cost sensor noderne versus det relevante instrument på målestationen. En lineær regressionslinje (solid rød linje) og en 1:1 linje (stiplet sort linje) er vist i alle paneler. Alle viste data er gennemsnitsværdier med en tidsopløsning på 1 time. Bemærk de forskellige aksegrænser. Beskrivelse af sensorvalidering og målekampagnen De low-cost sensor noder, som blev anvendt i kampagnen, er produceret af AirLabs i København, og noderne måler gasserne kvælstofdioxid (NO 2 ) og ozon (O 3 ) samt partikler opdelt i fine (partikler med en diameter under 2,5 µm, PM 2.5 ) og grove (par- tikler med en diameter under 10 µm, PM 10 ) (fraktionen af grove i luften defineres som forskellen mellem PM 2.5 og PM 10 ). Kon- centrationen af gasser bestemmes med metaloxidsensorer, hvor der måles på ændringen i strømmen i sensoren, når sensoren bliver eksponeret for målgassen. Derimod bestemmes koncen- Resultater Figur 3 på side 8 viser gennemsnitskoncentrationerne for NO 2 , O 3 og PM 2.5 på Rute 1 og Rute 2 samt baggrunden for hele måle- perioden. Baggrundskoncentrationerne er målt på taget af H.C. Ørsted Instituttet (HCØ) i samme periode. NO 2 -koncentrationen på begge ruter er signifikant højere end baggrundskoncentrationen set ved HCØ, hvilket stemmer over- ens med, at vejtrafikken er den dominerende kilde til NO 2 kon- centrationsniveauet på gadeplan. Der ses en højere koncentra- tion af NO 2 på ruten tættere på vejen (Rute 2), hvilket skyldes, at denne rute er tættere på udledningen af NO 2 . Koncentrationen af O 3 var betydeligt større i baggrunden, da en del af O 3 stam- mer fra langtransport. Der ses en anelse højere koncentration på Rute 1 i forhold til Rute 2, da NO-udledninger fra trafikken nedbryder O 3 . Koncentrationen af PM 2.5 var lignende på Rute 1, 2 og i baggrunden. Der er både et bidrag til PM 2.5 fra lang- transport og fra lokale kilder. Især i byerne nær trafikerede veje kan der komme et bidrag til PM 2.5 fra trafikken, da køretøjerne kan hvirvle partikler fra vejen op i luften, når de forbipasserer. I tillæg har trafikken naturligvis et bidrag fra direkte udledninger. Derudover kan de dannes i de mekaniske processer i bremserne og motoren samt mellem dækkene og vejen. Koncentrationen af PM 2.5 er en anelse højere i bybaggrunden end ved søerne, hvilket egentlig ikke er særligt sandsynligt, men dette skyldes sandsynligvis partikelsensorernes problemer med at detektere variationen i de observerede partikelkoncentrationer. Figur 4 på side 8 viser et eksempel på en af gåturene på Rute 2 i kampagnen. Koncentrationen af NO 2 for hvert målepunkt i de to timer er vist på kortet, og det er klart, at der er højere forureningsniveauer på den østlige side af søen i forhold til den vestlige side af søen. Dette studie har generelt vist den lokale variation i luftfor- ureningen, og dermed hvordan luftforureningen spreder sig fra vejkanten og ned mod søen. Det er blevet vist, hvor meget - Dansk Kemi, 102, nr. 6, 2021 7 t

    ...