Dato: 26-04-2017 | Videnblad nr. 03.19-22 Emne: Diverse

Luftforurening ved cykelstier – betydningen af afstand og barrierer

Cyklisters eksponering til trafikforurening kan mindskes ved at maksimere afstand mellem cykelsti og kørebane.

Cyklister udsættes dagligt for udstødningspartikler fra køretøjer, hvoraf især de ultrafine partikler (UFP) udgør en alvorlig sundhedsrisiko. Nogen beskyttelse kan opnås ved at øge afstanden mellem kørebane og cykelsti, ligesom også fysiske barrierer mellem kørebane og cykelsti kan have en positiv effekt. Eksterne faktorer som vindforhold og trafikdensitet skal dog tages med i betragtning. 

Fakta om ultrafine partikler

Cykelstier løber ofte langs trafikerede veje, og cyklister udsættes derfor i høj grad for udstødning fra køretøjer. Her er særligt UFP bekymrende, fordi disse meget små partikler kan trænge ind i de indre organer, hvor de kan sænke levealderen og øge risikoen for at udvikle blodprop. UFP koncentrationen i luften omkring cykelstier bør derfor reduceres. 

Spørgsmålet er i den forbindelse, i hvilken grad cykelstiens forløb og omgivelser spiller en rolle. Da UFP har en størrelse på under 100 nm, spredes og opblandes partiklerne let i et større luftvolumen efter at være sluppet ud fra biludstødningen.

Koncentrationen vil dermed reduceres med stigende afstand til forureningskilden på grund af disse processer. Forekomsten af fysiske barrierer mellem cykelsti og kørebane kan muligvis også påvirke koncentrationen. Effekten af barrierer varierer dog afhængigt af typen. En uigennemtrængelig barriere, som en lydmur, vil hæve luftstrømme, idet de passerer over muren. Samtidig skabes der et undertryk på læsiden, hvor der udvikles en recirkulation. 

På grund af denne forbliver luftstrømmene i det forhøjede niveau, indtil de er passeret forbi recirkulationen (se fig. 1). Den primære effekt af en sådan barriere, vil derfor være en forskydning af den højere UFP koncentration længere nedstrøms, hvor områder med større afstand til barrieren vil blive udsat for de højere koncentrationer. Afstanden afhænger af vindhastigheden. 



Figur 1. Illustration af effekten fra en barriere på vinde, der rammer vinkelret på barrieren. På læsiden dannes en recirkulation som et resultat af et undertryk. Luftstrømme, der passerer barrieren, presses op i et højere niveau, og falder først til deres oprindelige niveau efter at have passeret barrieren (Bowker et al., 2007). 

En lavere koncentration vil omvendt kunne findes i recirkulationsområdet. Effekten af en gennemtrængelig barriere, som en hæk, vil ligeledes bestå af en forskydning af luftstrømmene, men vil også fortynde koncentrationen af UFP, da nogle partikler ved gennemstrømning vil deponeres på bladene.

Målinger på ”Farumruten”

I et speciale gennemført ved Københavns Universitet blev luftkvaliteten i form af UFP koncentration målt på en strækning af supercykelstien ”Farumruten” langs Hillerødmotorvejen. Målingerne blev indhentet under morgenmyldretiden i tidsrummet 08.00 - 09.00, på 12 hverdage fordelt over tre uger i juni og juli 2016. Testruten, der var cirka 2,2 km lang, løb igennem et forstadsområde til København på både den udadgående og indadgående cykelsti. Begge havde et forløb med varierende afstande og barrieretyper mellem cykelsti og kørebane. Partikeltælleren TSI 3007 condensation particle counter fastmonteret på en cykel indhentede en måling hvert 10. sekund, samtidig med at en jævn cykelhastighed på 20 km/t blev holdt. Der blev kun indhentet målinger på tørvejrsdage med stille vindforhold (maks. 7 m/s), jf. nærliggende DMI vejrstation. Trafikdensiteten varierede mellem 2465-4496 køretøjer pr. time, jf. Vejdirektoratets trafiktælling på Hillerødmotorvejen. 

Cykelstiforløb og partikelkoncentration

Som vist i figur 2 kunne testruten inddeles i fem forskellige sektioner efter afstand til kørebanen og forekomsten af barrierer. Den laveste UFP koncentration blev målt i sektion 3, hvor der var store afstande og et dække af forskellige barrieretyper mellem kørebane og cykelsti (se fig. 2). 



Figur 2. Venstre side viser et tværsnit af de fem klassificerede sektioner på testruten. I højre side ses fem boxplots, der viser fordelingen af gennemsnitsværdierne for UFP koncentrationerne, som er blevet målt i de fem sektioner. Her illustrerer linjerne, der stikker ud fra kasserne, minimums- og maksimumsværdierne (antal partikler/m3), og kasserne illustrerer fordelingen af 25-75 % af målingerne.

Omvendt var koncentrationen i sektion 1 højere, hvilket stemmer overens med stiens forløb, der var tæt placeret ved kørebanen uden nogen blokerende barrierer. Målingerne viste yderligere, at typen af barrier samt placeringen af dem ligeledes havde betydning for reduktionen af UFP. De forskellige barrieretyper som buske og jordvolde i sektion 3 var placeret tæt og bidrog til en reduktion i UFP koncentrationen. I sektion 2 og 4 var buske og hække placeret mere sporadisk, hvilket resulterede i mere beherskede reduktioner i koncentrationen. Der tegnede sig altså en korrelation mellem afstand samt barrieretyperne mellem cykelsti og kørebane og koncentrationen af UFP i fire ud af de fem sektioner. Målinger fra den femte strækning viste dog gennemgribende kontroversielle resultater med meget høje UFP koncentrationer på trods af en forholdsvis stor afstand til kørebane og en tætbevokset vegetationsbarrierer, der omringede cykelstien. Ifølge tendenser fra de øvrige sektioner burde målingerne altså have vist lavere koncentrationer. Det skal her bemærkes, at det samlede datagrundlag er begrænset, og at spredningen på data er stor.

Påvirkning fra eksterne faktorer

For at undersøge hvorvidt UFP koncentrationen udover afstand og forekomst af barrierer var påvirket af andre faktorer, blev betydningen af vindretning, vindhastighed og trafikdensitet forsøgt analyseret. Vindretningen havde her en afgørende indflydelse på koncentrationen og fordelingen af UFP. Selv mindre skift i vindretningen viste en evne til at påvirke UFP koncentrationen og underminere barrierers beskyttende effekt. Vindhastighed og trafikdensitet bekræftede forventningen, idet højeste vindhastighed og laveste trafikdensitet resul-terede i den laveste partikelkoncen-tration og omvendt. 

Eksterne faktorer, som de analyserede, viste altså i varierende grad at influere på koncentration og fordeling af UFP, hvilket understreger vigtigheden i at overveje disse effekter, når der planlægges cykelstier. 

Kommunale prioriteringsområder i cykelstiplanlægning

I forbindelse med specialet blev supercykelstisekretariatet hos Københavns Kommune kontaktet. Her prioriterer man tilgængelighed, serviceniveau, komfort og sikkerhed ved cykling, og har ingen umiddelbart intention om at forbedre luftkvaliteten gennem de ovenfor nævnte muligheder.

Konklusion

Cyklisters eksponering til trafikforurening kan mindskes ved at maksimere afstand mellem cykelsti og kørebane. Fysiske barrierer mellem cykelsti og kørebane er også en god ide, men man skal være opmærksom på vindforhold. Risiko for uheldige turbulensforhold skal undersøges, og det kan være en fordel at benytte porøse barrierer. 

Kilder:
Bowker, G. E., Baldauf, R., Isakov, V., Khlystov, A., & Petersen, W. (2007): The effects of roadside structures on the transport and dispersion of ultrafine particles from highways. Atmospheric Environment, 41(37), 8128-8139.

Health effects institute (2013): Understanding the health effects of ambient ultrafine particles – HEI review panel on ultrafine particles.  Recycled paper printing. Boston, Massachusetts.

Janhäll, S. (2015): Review on urban vegetation and particle air pollution–Deposition and dispersion. Atmospheric Environment, 105, 130-137.

Zhu, Y., Hinds, W. C., Kim, S., & Sioutas, C. (2002): Concentration and size distribution of ultrafine particles near a major highway. Journal of the air & waste management association, 52(9), 1032-1042.


Videnblad nr.: 03.19-22 
Forfattere: Christian Billund Dehlbæk og Marina Bergen Jensen