måling af luftforurening

Man kan opstille fem overordnede mål med at gennemføre målinger af luftforurening:

1. At undersøge om koncentrationer eller afsætninger af luftforurening overholder gældende lovgivning (grænseværdier og tålegrænser).
2. At vurdere befolkningens udsættelse (eksponering) for luftforurening inden for en kortere eller længere tidsperiode.
3. At identificere kilder og vurdere kildestyrke, dvs. hvor meget og hvor intenst udledes forureningen (se koncentration og udledning).
4. At skabe en forståelse af de styrende processer for luftforureningen (se fx kemiske reaktioner, samt meteorologi, spredning og transport) samt at samle data til udvikling og tests af luftforureningsmodeller.
5. At vurdere effekten af forskellige tiltag eller begivenheder; hvad var effekten af fx Corona-nedlukning, nedlukning af trafik i København under VM i cykling osv.

Målinger kan gennemføres på faste målestationer, men der kan også foretages mobile eller personbårne målinger.

Hvor de rutinemæssige målinger ofte udføres med henblik på at kontrollere overholdelse af grænseværdier og/eller til at studere udvikling i koncentrationer, så vil kampagnemålinger ofte være sat i værk for at studere og forstå fysiske og kemiske processer i atmosfæren. Kampagnemålinger kan ligeledes benyttes til at opnå viden om koncentrationer af sjældent målte forbindelser. Endelig vil personbårne målinger ofte gennemføres for at studere den personlige udsættelse for forurening og vurdere risikoen for helbredseffekter.

Formålet med at måle luftforurening er helt centralt, når man skal vælge målemetode til et studie. Der er imidlertid flere andre faktorer, som også spiller en afgørende rolle. Det gælder adgang til ressourcer, dvs. økonomi og mandskab, men også hvilke målemetoder, der findes på området.

Målinger kan gennemføres med både aktive og passive målemetoder, det vil i praksis sige med eller uden brug af en pumpe til at trække luften ind i et instrument eller en opsamler. Der kan endvidere være tale om både online- eller offline-målinger. Online-måling er målinger, hvor bestemmelsen udføres på stedet. Offline-målinger er derimod målinger, hvor der foretages opsamling af en prøve, og hvor denne prøve efterfølgende analyseres i et laboratorium. Forskellige målemetoder har forskellige fordele og ulemper i forhold til fx stabilitet, pris, tidsopløsning og præcision.

Når man ønsker at påbegynde målinger af luftforurening, er det helt afgørende for et godt resultat, at man har gjort sig en række overvejelser. Disse overvejelser kan kort oplistes som en række spørgsmål, som man bør tænke igennem:

1. Hvorfor ønsker man at måle?
2. Hvad ønsker man at måle?
3. Hvordan vil man måle?
4. Hvornår vil man måle?
5. Hvor vil man måle?
6. Hvor længe vil man måle?
7. Hvor ofte vil man måle (målefrekvens)?

Hvorfor man ønsker at måle, hænger naturligvis sammen med målsætningen for målingerne og dermed også for, hvor præcise målinger der er behov for, målingernes hyppighed og varighed, hvilke forureningskomponenter mm. Måler man fx for at vurdere helbredseffekter, studere udviklingen i koncentrationen af en klimagas, afsætning af kvælstof til natur eller andet?

Hvad man ønsker at måle, er også koblet til, hvorfor man vil måle. Er der tale om en bestemt forureningskomponent eller en gruppe af forbindelser?

Når man har defineret, hvorfor og hvad man vil måle, kan man lægge sig fast på, hvordan man vil måle. Skal der opsamles materiale til efterfølgende analyse i et laboratorium, eller er der behov for online-målinger. Desuden skal man bestemme, hvilke instrumenter som passer med behovet for præcision, målefrekvens m.v.?

Hvornår der skal måles, er igen koblet til, hvorfor der måles. Desuden kan der være overvejelser i forhold til instrumentet/metoden med tilknyttede muligheder og begrænsninger. Er det et batteridrevet instrument, skal studiet måske designes, så man sikrer, at der gennemføres målinger i den ønskede periode.

Også bestemmelsen af, hvor der skal måles, er koblet til, hvorfor der måles. Igen kan der være behov for overvejelser om, hvordan man får identificeret det helt rigtige sted for fx at finde frem til de højeste forureningsniveauer. Der kan imidlertid også være behov for overvejelser i forhold til måleinstrumenterne, som måske kræver en strømkilde, eller andre praktiske forhold omkring lokaliteten, fx tilgængelighed og behovet for eventuelle tilladelser m.v.

Hvor længe og hvor ofte, der skal måles, er ligeledes tæt koblet til, hvorfor og hvad der måles, men også til hvordan, der måles; det vil bl.a. sige, hvilket instrument/hvilken metode og hvilke begrænsninger og muligheder, der ligger i dette valg.

Målinger bør først påbegyndes, når man har været igennem de ovenstående syv grundlæggende spørgsmål.

Rutinemæssige målinger anvendes især i forbindelse med overvågningsprogrammer. Formålet med disse målinger er dels at følge udviklingen i koncentrationen af luftforurening, dels at kontrollere om disse koncentrationer overskrider fastsatte grænseværdier. Målinger inden for det danske overvågningsprogram for luftkvalitet omfatter derfor især forbindelser, som der er fastsat grænseværdier for. I Danmark og i de øvrige EU-lande er disse grænseværdier fastlagt gennem EU’s luftkvalitetsdirektiver.

For at vurdere mulige overskridelser af grænseværdierne, må man have adgang til målinger af høj kvalitet. Det betyder, at der stilles store krav til præcisionen og tidsopløsningen (fx time-, døgn-, uge- eller månedsmiddelværdier) i målingerne, men også til, at måleserierne skal være stort set komplette. For at sikre præcision i målingerne, har EU udvalgt reference-metoder til måling af specifikke forureningskomponenter, som er omfattet af luftkvalitetsdirektiverne. I de nationale måleprogrammer inden for EU kan medlemslandene vælge at anvende disse reference-metoder. Hvis et medlemsland vælger at afvige fra reference-metoderne, kræves der dokumentation for, at den metode, som man i stedet vælger at bruge, giver målinger af tilsvarende kvalitet. Kravene om stort set komplette tidsserier betyder, at der i løbet af et år kun må være få udfald med tab af målinger pga. fejl i instrumenter, udfald i strømforsyning, almindelig service af instrumenter osv. Udførelse af overvågningsprogrammer kræver således et beredskab; dvs. medarbejdere, som løbende kontrollerer, om målingerne forløber korrekt, og som hurtigt kan gribe ind, hvis der fx er fejl på instrumenter, strømsvigt m.v.

For at sikre at målingerne forløber ensartet og med samme kvalitet og præcision, gennemføres der inden for EU en række kampagner med interkalibreringer af instrumenter og analysemetoder. Kampagner med interkalibreringer af instrumenter udføres, ved at de ansvarlige institutioner fra de enkelte medlemslande flytter deres instrumenter til samme lokalitet og måler samme forbindelser gennem en aftalt periode. Efterfølgende sammenholdes målingerne fra de instrumenter, som har deltaget i kampagnen. Interkalibreringer af analysemetoder udføres bl.a., ved at prøver med indhold af en given forurening rundsendes og analyseres. Koncentrationen er ukendt for deltagerne, før analysen er gennemført og resultatet indsendt til sammenligning med de øvrige analyseresultater.

For at kunne gennemføre de nødvendige og de i henhold til EUs direktiver krævede målinger i et overvågningsprogram, så er der behov for præcise og derfor ofte dyre måleinstrumenter. En del overvågningsprogrammer herunder det danske er imidlertid suppleret med målinger, som er udført med billigere instrumenter; det kan fx være passive målemetoder, hvor der måles over lange perioder for at sikre god præcision i målingerne. Desuden suppleres overvågningsprogrammerne i dag med beregninger fra luftkvalitetsmodeller, der testes gennem løbende sammenligninger med målinger fra overvågningsprogrammer; de benyttes til at sige noget om forureningen på de steder, hvor der ikke gennemføres målinger.

Kampagnemålinger er målinger, som foretages over korte intensive perioder. Kampagnerne kan omfatte mange forbindelser på en enkelt eller få lokationer, men det kan også være målinger af en enkelt forbindelse i et net af mange punkter. Endelig kan det være målinger af få forbindelser som sjældent studeres.

Når der måles mange forbindelser, vil kampagnen ofte have til formål at opnå en bedre forståelse af processer, som er styrende for koncentrationen af forurening. Det kan fx være studier af den styrende kemi for en eller flere forbindelser. Løbende målinger af disse forbindelser i fx et overvågningsprogram vil ofte være for ressourcekrævende (dvs. dyrt og arbejdskrævende), men veludførte kampagner kan her give vigtig information.

Målinger i et net af mange punkter kan fx være i forbindelse med spredningsforsøg. I spredningsforsøg studerer man spredningen af forurening fra en given kilde under de meteorologiske forhold, som er gældende på det tidspunkt, hvor eksperimentet finder sted. Der kan være tale om udledning af et sporstof i forbindelse med selve eksperimentet, eller der kan være tale om målinger af forbindelser, som allerede udledes fra den pågældende kilde.

Screeninger vil almindeligvis være målinger, hvor man undersøger tilstedeværelse og evt. koncentration af komponenter, som normalt ikke studeres i fx overvågningsprogrammer. Det kan være nye forbindelser, som netop er blevet taget i anvendelse, eller som man for nylig er blevet opmærksom på. Det kan dog også være fx nedbrydningsprodukter, som man ikke tidligere har kendt til eller har kendt virkningen af, men som muligvis kan dannes under nedbrydningen af kendte forbindelser.

I studier af udsættelse (også kaldet eksponering) for luftforurening kan personbårne målinger være et vigtigt redskab. Personbårne målinger stiller særlige krav til måleinstrumenterne, da de skal fungere i de mikromiljøer, hvor personerne færdes. De skal ligeledes kunne måle under bevægelse og registrere hurtige ændringer i temperatur, luftfugtighed og luftens sammensætning. Det sidste har betydning, fordi nogle målemetoder kan påvirkes ved interferens, dvs. at man måler andre luftforureningskomponenter samtidig med den komponent, som man ønsker at måle.

Personbårne målinger er et eksempel på målinger foretaget i bevægelse (se foregående afsnit). Der findes dog en række andre eksempler på sådanne typer af målinger. Et klassisk eksempel er målinger foretaget fra fly. Nogle af de første danske studier af luftforurening blev foretaget i slutningen af 1960'erne og begyndelsen af 1970'erne fra fly over Grønland med henblik på at studerende arktisk partikelforurening.

I de senere år er der udviklet en række nye metoder til måling af forskellige former for luftforurening. En del af disse kan anvendes uden specialviden, fx i hjemmet. En almindelig betegnelse for disse metoder er low-cost-sensorer, dvs. billige målemetoder. Low-cost-sensorer har en række anvendelser, men også en række begrænsninger. Både anvendelser og begrænsninger beskrives i artiklen billige målemetoder (low-cost-sensorer).

• luftforurening
• introduktion til partikler
• introduktion til gasser som luftforurening
• meteorologi, spredning og transport
• kemiske reaktioner
• online målinger
• offline målinger
• aktive målemetoder
• passive målemetoder
• billige målemetoder (low-cost sensorer)