Transcript Kvalitetssäkringsprogram för mätningar och beräk

SLB 1:2014
Kvalitetssäkringsprogram
för mätningar och beräkningar av luftföroreningar
Version 2014-09-25
MILJÖFÖRVALTNINGEN I STOCKHOLM, JUNI 2014
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Förord
Kvalitetssäkringsprogrammet är framtaget av SLB-analys vid Miljöförvaltningen i
Stockholm. SLB-analys är operatör för Östra Sveriges luftvårdsförbunds system för
övervakning och utvärdering av luftkvalitet i regionen. Kvalitetssäkringsprogrammet
beskriver SLB-analys system för kvalitetssäkring och kvalitetskontroll och uppdateras
löpande.
Malin Täppefur, Enhetschef SLB-analys
Uppdragsnummer:
Daterad:
Kontaktperson:
2014012
2014-09-25
Michael Norman 08-508 28 933
Boel Lövenheim 08-508 28 955
2
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Innehållsförteckning
Förord .............................................................................................................................................. 2
Innehållsförteckning ........................................................................................................................ 3
Bakgrund ......................................................................................................................................... 5
Kvalitetssäkringsprogram - system för kvalitets-säkring (QA) och kvalitetskontroll (QC) ........... 6
Organisation och system för mätningar och modellberäkningar för kontroll av
miljökvalitetsnormen (QA) ..................................................................................................... 6
Organisation .................................................................................................................................................... 6
System för mätning och modellberäkning ...................................................................................................... 7
Val av mätplats samt stationsdesign (QA) .............................................................................. 7
Val av mätplats................................................................................................................................................ 7
Stationsdesign ................................................................................................................................................. 8
Skötsel av mätstation (QA) ..................................................................................................... 8
Metod för mätning, analys samt tidsupplösning (QA) ............................................................ 9
Partiklar, PM10 och PM2.5 ........................................................................................................................... 11
Kväveoxider, NOx och NO2 .......................................................................................................................... 12
Kolmonoxid, CO ........................................................................................................................................... 12
Ozon, O3 ........................................................................................................................................................ 13
Svaveldioxid ................................................................................................................................................. 13
Bens(a)pyren ................................................................................................................................................. 13
Bensen ........................................................................................................................................................... 14
Bly, arsenik, kadmium och nickel ................................................................................................................. 14
Datainsamling -insamlingssystem (QA) ............................................................................... 15
Rutiner och program för att förhindra databortfall i insamlingsskedet (QA) ................................................ 17
Kalibrering och underhåll av instrument (QA) ..................................................................... 18
PM10 ochPM2.5 Rupprecht & Pataschnik TEOM 1400a ............................................................................. 18
PM10 ochPM2.5, EDM-180 GRIMM .......................................................................................................... 20
Kväveoxider, NOx och NO2 , Environnement AC31M ................................................................................. 21
Kolmonoxid, CO, Thermo Mod 48 ............................................................................................................... 23
Ozon, O3, Environnement S.A modell O342M, Thermo Sientific modell 49 ............................................... 24
Lagring av mätdata - rådatahantering server (QA) ............................................................... 26
Lagring av mätdata samt automatisk kvalitetscheck ..................................................................................... 26
Omvandling formler i databasen ................................................................................................................... 26
Kvalitetsgranskning av data (QC) ......................................................................................... 26
Kvalitetskontroll mätdata realtid (QC) .......................................................................................................... 27
Larm vid överskridande av tröskelvärde för kvävedioxid ............................................................................. 28
Kvalitetskontroll av mätdata (QC) ................................................................................................................ 28
Medelvärdesbildning av mätdata(QC) .................................................................................. 30
15-min värde till timme ................................................................................................................................. 30
Beräknad mätosäkerhet (QC) ................................................................................................ 30
Beräknad mätosäkerhet för kvävedioxid ....................................................................................................... 30
System för rapportering och information .............................................................................. 30
Årlig rapportering till datavärd ..................................................................................................................... 30
Webbsida, information till allmänheten, årsrapporter ................................................................................... 30
3
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Larm vid överskridande av tröskelvärde för kvävedioxid ............................................................................. 30
Modellberäkningar ................................................................................................................ 31
SMHI-Airviro vindmodell ............................................................................................................................ 31
SMHI-Airviro gaussmodell ........................................................................................................................... 31
SMHI-Simair och SMHI-Airviro gaturumsmodell ....................................................................................... 32
CFD-modell .................................................................................................................................................. 32
Hantering av indata till beräkningsmodellerna (QA) .................................................................................... 32
Kvalitetskontroll av beräkningsmodellerna (QC) ......................................................................................... 32
Uppfyllande av kvalitetsmål (QC) ........................................................................................ 33
Mätdata ......................................................................................................................................................... 33
Modellberäkningar ........................................................................................................................................ 33
Referenser...................................................................................................................................... 34
BILAGA 2............................................................................................................................. 35
BILAGA 3............................................................................................................................. 40
BILAGA 4............................................................................................................................. 41
BILAGA 5............................................................................................................................. 42
BILAGA 6............................................................................................................................. 43
BILAGA 7............................................................................................................................. 44
4
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Bakgrund
Programmet har upprättats i enlighet med gällande lagstiftning, Naturvårdsverkets föreskrifter om kontroll av luftkvalitet (NFS 2013:11) samt Naturvårdsverkets anvisningar Handbok 2014:1, utgåva 1, juni 2014, Luftguiden.
Kvalitetssäkringsprogrammet beskriver SLB-analys (Stockholms Luft och Bulleranalys) system för kvalitetskontroll för mätningar och beräkningar i syfte att kontrollera
miljökvalitetsnormen. Programmet uppdateras löpande.
5
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Kvalitetssäkringsprogram - system för kvalitetssäkring (QA) och kvalitetskontroll (QC)
Systemet för kvalitetssäkring (QA) omfattar alla de planerade och systematiska aktiviteter som behövs för att säkerställa och visa att datakvaliteten uppfyller kvalitetskraven i NFS 2013:1. I detta ingår fastställandet av rutiner för kvalitetskontroll.
Systemet för kvalitetskontroll (QC) innefattar genomförandet av de aktiviteter, enligt
fastställda rutiner, för att kontrollera att kvalitetskraven uppfylls. Målet för kvalitetskontrollen är att ge en rimlig grad av kontroll i olika stadier av data insamlingsprocessen för att säkerställa att datakvaliteten bibehålls. Kvalitetskontrollen sker löpande och
om det konstateras att kvaliteten inte har varit tillfredsställande, kan detta upptäckas
snabbt och dataförlusten kan minimeras.
Organisation och system för mätningar och modellberäkningar
för kontroll av miljökvalitetsnormen (QA)
Organisation
SLB-analys är en enhet vid Stockholms stads Miljöförvaltning. SLB-analys ansvarar
för luftövervakning, genomför utredningar på uppdrag av såväl företag som statliga
och kommunala myndigheter samt bedriver forskning inom luftföroreningsområdet.
SLB-analys svarar för driften av Stockholms stads luftövervakningssystem. På uppdrag av Östra Sveriges Luftvårdsförbund har SLB-analys det praktiska ansvaret att utföra kontrollen av luftkvaliteten även inom luftvårdsförbundets samverkansområde till
och med år 2015.
Luftövervakningssystemen består av mätstationer för luftkvalitet och meteorologi, databaser för mätdata och utsläpp samt meteorologiska spridningsmodeller som medger
möjlighet till beräkning av luftkvaliteten både i nuläget, och för scenarier bakåt och
framåt i tiden.
SLB-analys har lång erfarenhet av mätningar, mätteknik, utsläppsdatabaser och modellberäkningar av luftkvalitet. SLB-analys har även hög kompetens vad gäller användning av senaste datateknik för bearbetning av mätdata samt utveckling av beräkningsmodeller. Nya uppdrag och forskningsprojekt bidrar till utveckling och ständigt
växande kompetens och erfarenhet inom SLB-analys. SLB består av personer med
doktorsutbildning inom atmosfärsvetenskap och meteorologi, civilingenjörer inom
samhällsbyggnad och dataadministration, instrumenttekniker, nätverkstekniker och
miljö- och hälsoinspektörer specialiserade på modeller och GIS (Geografiska Informationssystem). De flesta har arbetat på SLB-analys i över 10 år.
Inom organisationen finns utsedda personer med ansvar för drift och reparation av mätinstrument, kommunikation, datainsamling, databas samt redigering av data, se bilaga
2.
För beräkningsuppdrag utses alltid en projektansvarig som utför uppdraget. Rapport
och beräkningsresultat granskas internt innan slutligt resultat når kunden.
Vid mätuppdrag och kontinuerliga mätningar finns en projektansvarig och en person
med andrahandsansvar utsedd.
6
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
SLB-analys deltar fortlöpande på seminarier antingen som åhörare eller som föreläsare. Vi deltar aktivt i nationell och internationell forskning vilket leder till en kontinuerlig fortbildning. Mättekniker har nära kontakt och samarbete med instrumenttillverkar och det svenska referenslaboratoriet och även inom det området sker fortbildning
kontinuerligt.
System för mätning och modellberäkning
SLB använder SMHI Airviro's webbaserade luftövervakningssystem
(http://www.smhi.se/airviro). Airviro-systemet består av ett antal moduler för kontinuerlig
lagring av information om utsläpp, uppmätta meteorologiska parametrar och luftföroreningshalter samt modellberäkningar av luftföroreningshalter. Airviro har utvecklats kontinuerligt
sedan 1990 och har tusentals användare över hela världen.
Information om utsläpp av luftföroreningar kartläggs och samlas i emissionsdatabaser
(EDB:er). Dessa EDB:er är grunden i arbetet med luftkvalitet. EDB:er utgör indata till modellberäkningar av halter samt kan användas som underlag för uppföljning av miljömål. Modellberäkningarna ger geografisk och tidsmässig fördelning av luftföroreningshalter över
större områden och under långa tidsperioder.
Val av mätplats samt stationsdesign (QA)
Val av mätplats
Halten av luftföroreningar mäts kontinuerligt vid ett antal stationer inom Luftvårdsförbundets samverkansområde. Mätningar sker på platser som väljs ut för att vara representativa för
den allmänna luftkvaliteten eller för att ge information om situationen på särskilt utsatta platser.
Vid start av en ny station inhämtas uppgifter från uppdragsgivaren rörande syfte med mätningen samt lokalisering av mätplats. För att lokalisera den mest lämpliga mätplatsen används resultat från beräknade halter och uppgifter om bl a gaturumsutformning och trafikbelastning. Vidare diskuteras vilka parametrar som ska mätas, vilken mätmetod som är mest
lämplig för syftet samt tidsupplösning på mätdata, planerad mätstart och mätperiodens längd.
En projektansvarig och delansvarig utses för varje projekt. Innan mätstart kallar projektansvarige till ett projektmöte med instrumentansvariga, redigeringsansvariga och ansvariga för
datainsamling och kommunikation och upprättar en tidplan och en fördelning av arbetsuppgifterna inför mätstart.
Vid val av mätplats uppfylls kraven i NFS 2013:11, bilaga 4, så långt som det är praktiskt
möjligt:
7
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Stationsdesign
Beroende på förhållandena på mätplatsen placeras mätutrustningen i väderskyddad vagn eller skåp, se exempel i figur 1 och 2.
Skåp och vagnar är utrustade med luftkonditionering för att hålla de inomhustemperaturer som mätinstrument och kringutrustning kräver. Instrumenten placeras alltid i
kontrollerad miljö så att instrumentets driftskrav uppfylls, se tabell 1.
Skåp förankras i betongfundament och förses om nödvändigt med skyddande bur mot skadegörelse. Betongsuggor placeras runt skåpet om påkörningsskydd krävs.
Vid håltagning för slangar/insug sker tätning för att hindra inläckage.
Ledningsdragningar i mark samt givare i vägbana inom Stockholms stad registreras i trafikkontorets databas.
Figur 1. Exempel på mätskåp.
Figur 2. Exempel på mätvagn.
Skötsel av mätstation (QA)
Mätstationerna besöks regelbundet i samband med skötsel av mätutrustningen. Städning runt innerstadsstationerna sker regelbundet genom en upphandlad städtjänst.
Vid varje besök kontrolleras skadegörelse, behov av klottersanering, att insug inte är
skadade samt behov av ytterligare utomhusstädning runt stationen.
Kylaggregat rengörs regelbundet för bästa funktion och vagnar städas invändigt.
Temperatur i skåp och vagnar registreras på timbasis i vår databas och kontrolleras
dagligen av instrumentansvarig eller ersättare. Vid hög/låg temperatur (se tabell 1 och
bilaga x-x) ska åtgärder vidtas som t ex installation av frostvakt eller byte/rengöring av
kylaggregat.
För stationer inom Stockholms stad får SLB automatiskt meddelande per e-post om
väg- och grävarbeten planeras i närområdet av mätstationerna. Eventuella skyddsåtgärder kan då vidtas i god tid för att säkra mätdata.
Kvalitetskontroll (QC) för skötsel av mätstationerna ingår i instrumentrutinerna-
8
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Tabell 1. Skötsel av mätstationer
Parameter
Frekvens
Accepterat kriteria
Omgivningstemperatur inne i
vagn/mätskåp
dagligen*
om CO och/eller NOx mäts
+20°-+25°C
övriga: +15° - +25° C
Upphandlad städning (station i
innerstad)
1 gång/mån
Yttre miljö-skadegörelse/
klotter/städning
besök 1gång/vecka
inget klotter/nedskräpning, ingen
skadegörelse
* kontrolleras via timdatabasen
Metod för mätning, analys samt tidsupplösning (QA)
Vid kontinuerliga mätningar för kontroll av miljökvalitetsnormen ska referensmetod
för respektive ämne användas. Annan metod får användas om metoden ger likvärdiga
resultat som referensmetoden. Mätinstrument som mäter enligt referensmetod eller likvärdig metod ska vara godkända av Naturvårdsverket. Referensmetoder anges i NFS
2013:11, bilaga 2 och godkännande av instrument återfinns på
http://www.itm.su.se/reflabmatningar/rek_instrument.html.
För att kontrollera miljökvalitetsnormen använder SLB instrument godkända av Naturvårdsverket. Instrumenten mäter enligt referensmetoden eller är likvärdiga med referensmetoden,
se tabell 2.
Större delen av SLB-analys mätinstrument är direktvisande, d v s halten analyseras direkt av
instrumentet och några prov behöver inte skickas på analys till externa laboratorium.
Vid provtagning av SO2, PAH, bens (a)pyren, metaller och bensen skickas proverna till ackrediterat laboratorium enligt anvisningar från laboratoriet för de olika metoderna.
Manualer och instruktioner för instrument finns samlade digitalt i en gemensam mapp på
SLB-analys servrar.
Vid mätning av gaser ska enligt NFS 2013:11 bilaga 3, mätvärdena omräknas till standardtemperaturen 293 K och standardtrycket 101,3 kPa, motsvarande 20 ° C och 1 atm.
Då instrumenten för mätning av gaser (NOx, CO, O3) visar koncentrationen i ppm/ppb måste
en omvandling till massa utföras för att kunna jämföra med miljökvalitetsnormen. Omvandling från ppb till µg/m3 respektive ppm till mg/m3 sker med konstanter enligt tabell 3.
För partiklar och ämnen som ska analyseras i partikelform ska mätvolymen avse omgivningsförhållandena vid mätningen, d v s temperatur och atmosfäriskt tryck vid tidpunkten för
mätningen. Omräkning för tryck och temperatur beskrivs i bilaga 6.
9
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Tabell 2. Mätmetoder och instrument
NOx /NO2
PM10
CO
O3
Referensmetod
SS-EN
14211:2005
SS-EN
12341:2014
SS-EN
14626:2005
Instrumenttyp
Station
Torkel Knutssonsgatan
Environnement AC31M
TEOM 1400ab/
EDM-180
Uppsala stad
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Kanaan
O342M Environnement
passiv
Norr Malma
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Hornsgatan
Environnement AC31M
TEOM 1400ab /
EDM-180
Thermo Mod
48
Sveavägen
Environnement AC31M
TEOM 1400a
Thermo Mod
48
Norrlandsgatan
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Folkungagatan
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
E4, Essingeleden
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Kungsgatan Uppsala
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Turingegatan,
Södertälje
TEOM 1400ab
Birkakorset, Södertälje
TEOM 1400ab
E4, Häggvik,
Sollentuna
TEOM 1400ab/
EDM-180
O342M Environnement
EDM-180
Töjnaskolan, Sollentuna
E4/Hågelbyleden, Botkyrka
Environnement AC31M
Södra Kungsg
Gävle
Environnement AC31M
TEOM 1400ab
Tabell 3. Omvandlingsfaktorer, tabell från Reflab-mätningars hemsida.
Omvandlingstabell
ppb till µg/m3 (1 atm, 20 °C)
NO2
SS-EN
14625:2005
NO
SO2
10
CO*
O3
49 PS Thermo
Scientific
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
1,91
1,25
2,66
1,16
2,00
µg/m3 till ppb (1 atm, 20 °C)
NO2
NO
SO2
CO*
O3
0,523
0,802
0,376
0,859
0,501
*För CO avses omvandlingen ppm till mg/m3 och vice versa.
Partiklar, PM10 och PM2.5
Instrument: TEOM 1400ab och EDM 180.
För mätning av PM10 och PM2.5 använder SLB-analys till största del Rupprecht &
Pataschnik TEOM 1400ab. SLB använder även optiska instrument (EDM-180) från
GRIMM Aerosol för samtidig mätning av PM1, PM2.5 och PM10. Så väl TEOM
1400a och EDM-180 är godkända av Naturvårdsverket som likvärdiga med referensmetoden som beskrivs i ”EN 12341:2014 Utomhusluft – Standardmetod för gravimetrisk bestämning av masskoncentrationen av PM10- eller PM2.5-fraktionen av svävande soft i luft'".
I TEOM-instrumentet(Tapered Element Oscillating Microbalance) avskiljs partiklarna
på ett filter placerat på toppen av en oscillerande glaskropp. Provluften värms och
temperaturen över filtret hålls konstant vid 50 ºC för att undvika variationer p g a varierande vatteninnehåll. Frekvensen hos den ihåliga glaskroppen förändras proportionellt med massförändringen på filtret. Ändringen i frekvens över en given tid kan omräknas till partikelhalt (massa per volymsenhet). Tekniken möjliggör mätningar av relativt små massförändringar på kort tid. Den provtagna partikelfraktionen bestäms av
provluftsintagets utformning .
TEOM instrumentet är direktvisande och partikelhalten erhålls i ug/m3. Då tryck och
temperatur vid insamlingsplatsen varierar och påverkar uppmätt massa finns krav på
korrigering för detta. Mätning av tryck och temperatur sker på stationer med partikelinstrument. Korrigering ska också ske för vatten på partiklarna (volatilitet) fr o m
2014. Hur korrigeringarna utförs finns beskrivet i bilaga 6.TEOM instrumentet kan
användas med en tidsupplösning på 15 minuter. Genom att använda två skilda insug
för PM10 och PM2.5 och en tidssynkad växling och en magnetventil mellan insugen
kan ett TEOM instrument användas för växelvis mätning av PM10 och PM2.5. SLBanalys använder normalt växlaren så att ett mätvärde för både PM10 och PM2.5 levereras var 15:e minut.EDM 180 är också ett direktvisande instrument. Mätprincipen utgår från att partiklarna i luftmassan detekteras genom ljusspridning i en mätcell med
hjälp av laserljus. Spridningsljuspulsen av varje enskild partikel räknas och intensiteten i dess spridningsljussignalen klassificeras till en viss partikelstorlek. På detta sätt
kan partiklar detekteras inom ett mycket brett storleksintervall från 0,25 µm till 32
µm. De uppmätta värdena matas ut som masskoncentration i enheten µg / m³ och särskiljs enligt fraktionerna PM10, PM2.5 och PM1. SLB sparar normalt 15-minuters
värden från instrumentet.
Korrigering av PM2.5 värden från EDM-180 sker enligt formel framtagen vid test mot
referensmetoden i Brännkyrka år 2012 (Areskoug, H. (2013). Equivalence study for
PM10 measurement systems in Stockholm, Sweden spring 2012. ITM Report).
11
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
SLB mäter sedan i april 2014 halten partiklar med ett referensinstrument, Leckel, på
Hornsgatan. Jämförelse mellan referensmetoden och de olika partikelinstrumenten
kommer att utföras i gatumiljö samt i urban och regional bakgrundsluft.
Kväveoxider, NOx och NO2
Instrument: Environnement AC31M
SLB-analys använder instrumentet Environnement AC31M som mäter enligt referensmetoden för NO2 och NOx , SS-EN 14211:2005 "Utomhusluft - Standardmetod för
mätning av koncentrationer av kvävedioxid och kvävemonoxid med kemiluminicens”.
Instrumenten mäter NOx och NO2 simultant och kan följa de snabba variation i halter
som kan uppstå i miljöer som är kraftigt påverkade av fordonstrafik och som krävs för
att övervaka miljökvalitetsnormen för timmar och för åtgärdsrelaterade studier. I instrumentet utnyttjas den snabba reaktionen mellan NO och ozon (O3). En del av de
NO2 molekyler som bildas är exciterade och sänder ut ljus då de återgår till grundtillstånd. Ljusmängden är proportionell mot NO-halten och kan mätas med stor noggrannhet. Ett konstant luftflöde sugs in i instrumentets reaktionscell och blandas med
ozonmättad luft. En fotomultiplikator översätter intensiteten på det utsända ljuset till
en voltsignal. Spänningen är direkt proportionell mot NO-halten i provluften. NOx
(NO + NO2) mäts i en andra kanal efter reducering av NO2 till NO i en uppvärmd katalytisk (Molybden) konverter. NO2-halten bestäms som skillnaden mellan de bägge
kanalerna. Instrumentet är direktvisande och anger halten i ppm. Koncentrationen räknas om till masskoncentration (µg/m3) genom en konverteringsfaktor, se tabell 3.
Framräkningen av NO2 samt omräkningen från ppb till µg/m3 sker på mätstationen
och omvandlingsparametrarna lagras i en parameterfil som finns på stationens dator
(ParamSet.cfg). Här styrs också hur många decimaler som mätvärdet ska levereras
med till databasen.
Till instrumentet kopplas en mätslang och extern pump så att själva provtagningsplatsen för luften kan placeras i gaturummet eller utanför eventuell mätvagn och behöver
inte vara i omedelbar närhet av placeringen av mätinstrumentet. Mätslangen skyddas
från nedsmutsning med ett partikelfilter vid mätpunkten.
Värdet från instrumentet läses av ungefär varje sekund, men SLB-analys sparar normalt 15-minutersmedelvärden, men har med goda erfarenheter använt 1 minuts tidsupplösning i trafikmiljö.
Kolmonoxid, CO
Instrument: Thermo Mod 48
SLB-analys använder instrumentet Thermo Mod 48 som mäter enligt referensmetoden
för CO ,SS-EN 14626:2005 "Utomhusluft -Standardmetod för mätning av koncentrationen av kolmonoxid med icke-dispersiv infraröd spektroskopi”.
12
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Mätningarna av kolmonoxid (CO) baseras på kolmonoxidens absorption av infrarött
ljus. Luften sugs med hjälp av en pump kontinuerligt genom en mätkyvett som genomlyses med infrarött ljus. Ljuset som passerar kyvetten absorberas på grund av COmolekylernas förmåga att absorbera vissa våglängder. En fotodetektor mäter hur
mycket ljus - av den våglängd som är specifik för CO - som absorberas i kyvetten.
Ljusminskningen omvandlas till en elektrisk signal. Med icke-dispersiv IR-teknik
(NDIR), mäts ljusabsorptionen inom en smal del av IR-spektrat.
Instrumentet levererar haltnivån i ppm som sedan omvandlas till massa (mg/m3) se tabell 3. Omräkningen från ppm till mg/m3 sker på mätstationen och konverteringsfaktorn lagras i en parameterfil som finns på stationens dator (ParamSet.cfg).
Instrumentets funktionen är mycket god även i de låga nivåerna (0-1 ppm) som är vanligast förekommande inom Stockholm. Instrumenten kan följa de snabba variation i
halter som kan uppstå i miljöer som är kraftigt påverkade av fordonstrafik och som
krävs för att övervaka miljökvalitetsnormen. SLB-analys mäter CO i anslutning till
mätningar av NO2 och använder samma metod med extern pump och mätslag med
vinsten att mätpunkten kan placeras på önskat ställe som inte behöver vara i närheten
av instrumentet. Mätslangen skyddas från nedsmutsning med ett partikelfilter vid mätpunkten
Värdet från instrumentet läses av ungefär varje sekund, men SLB-analys spara normalt
15-minuters medelvärden.
Ozon, O3
Instrument: O342M Environnement och 49 PS Thermo Scientific
SLB-analys använder instrumentet Environnement S.A modell O342M samt Thermo
Sientific modell 49 som mäter enligt referensmetoden för ozon, SS-EN 14625:2005 ”
Utomhusluft – Standardmetod för mätning av ozon med ultraviolett fotometri”. Metoden bygger på ozonets absorption av ultraviolett ljus (UV-fotometri).
Kontinuerlig mätning av ozon baseras på ozonets absorption av ultraviolett ljus (UVljus), med ett absorptionsmaximum vid 254 nm. Instrumentet levererar data i ppb som
sedan omvandlas till massa (µg/m3) se tabell 3. Omräkningen från ppb till µg/m3 sker
på mätstationen och konverteringsfaktorn lagras i en parameterfil som finns på stationens dator (ParamSet.cfg). Ozon är reaktivt och längden på mätslangen skall anpassas
så att provluftens uppehållstid totalt genom mätslang och instrument inte överstiger 5
sekunder. Mätslangen skyddas från nedsmutsning med ett partikelfilter av teflon vid
mätpunkten. Även instrumentet i sig skyddas med partikelfilter av teflon.
Värdet från instrumentet sparas normalt som 15-minutersmedelvärden.
Svaveldioxid, SO2
Fram till 2005 mättes svaveldioxid enligt referensmetoden, SS-EN 14212:2005 "Utomhusluft - Standardmetod för mätning av koncentrationen av svaveldioxid med ultraviolett fluorescens. Då halterna ligger under nedre utvärderingströskeln mäts från och
med 2005 svaveldioxid med passiva diffusionsprovtagare. Resultaten ger underlaget
som används till den objektiva skattningen som görs för att kontrollera detta ämne.
Bens(a)pyren
SLB-analys mätningar baseras på principen att ämnen i partikelfas uppsamlas på ett
filter av kvartsfiber och gasformiga föreningar uppsamlas med hjälp av en adsorbent
13
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
(2 pluggar av polyuretanskum i serie). Luften provtas med ett luftvolymsflöde på ca
12 kubikmeter per timme. Resultaten ger underlaget som används till den objektiva
skattningen som görs för att kontrollera detta ämne.
Bensen
SLB-analys mäter bensen med diffusionsprovtagare (passiva provtagare) med efterföljande termisk desorption och GC/FID analys. Resultaten ger underlaget som används till den objektiva skattningen som görs för att kontrollera detta ämne.
Bly, arsenik, kadmium och nickel
14
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Datainsamling -insamlingssystem (QA)
Mätdata samlas in via modem och förs över till en central server där de lagras i en och
samma databas – SMHI Airviro Indico. Databasen skapar god tillgänglighet för kvalitetsgranskning, information, grafisk presentation, rapportering och statistisk analys av
lagrade mätserier. Alla mätstationers insamlingssystem kan nås via fjärrskrivbord vilket gör att stationen kan styras "hemifrån" och eventuella fel snabbt kan avhjälpas.
Insamling av data
Insamling av data från mätstationerna sker via dataloggrar och olika typer av insamlings/styrprogram: A30, RPCom och SMIL (Styrning och Mätning I Labview).
Dokumentation av program och manualer finns digitalt på SLB-analys gemensamma
server.
På SLB analys intranet finns en samlad översikt över alla aktiva/vilande/avaktivreade
mätstationer. Där finns all stationsinformation samlad; typ av insamlingsprogram,
web- och routeradress, adress till fjärrskrivbord, information om stationen haft några
badcalls (stn svarar inte vid inhämtning av data) länk till karta, länk till fil med loggrar
för watchdog, user-log och note-log samt filer med inställningsparametrar för stationen.
SMIL-datorernas log- och settings-filer sparas på en server hos SLB som en backup
om en dator på fältet skulle krascha eller om man bytt dator och glömt föra över den
tidigare datorns log- och settingsfiler.
En rutin körs en gång per dygn för varje SMIL-station och skapar en mapp numrerad
från 01 till 31 som står för innevarade dag i månaden. Under denna mapp lagras mapparna "Settings" och "Log" vilka innehåller de filer som kopierats från loggern innevarande dag. På detta vis sparas en backup för en månads uppsättning av de aktuella filerna.
I loggfiler dokumenteras inställningar och de åtgärder som utförs på stationerna, se
exempel på user-loggfil i figur 3.
Till airvirodatabasen finns även en eventdatabas kopplad där det i fri text per mätparameter/station skrivs in allt som sker i databasen, text korrigeringsparametrar, gränser
för tillåtna värden o s v, se exempel figur 4.
15
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Figur 3. Exempel på dokumentation i loggfil för en mätstation.
Figur 4. Exempel på dokumentation i airviros eventdatabas.
16
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Rutiner och program för att förhindra databortfall i insamlingsskedet (QA)
Alla datorer på stationerna startas om automatiskt kl 04 varje morgon för att förhindra
databortfall om någon dator t ex har hängt sig eller inte startat om automatiskt efter
strömavbrott.
Om Airvirot misslyckats mer än ca 3 timmar att få in data för en station skickats ett
mail till en specifik e-postadress (vidarbefodras till instrument och systemansvarig)
med en rapport om vilken station det gäller, hur många försök som gjorts m m samt en
länk som visar aktuell stationsstatus med problemstationerna först i listan.
Programmet "Watchdog" finns installerat på stationer med SMIL. Programmets syfte
är att vid behov starta om SMIL-datorer. Av och till har SMIL-program hängt sig med
uteblivna data som följd. För att slippa dessa dataavbrott har en s k watchdog skapats
vars syfte är att kontrollera om SMIL:s datafiler skapats eller modifierats varje kvart.
Om datafiler inte skapas/modifierats startas SMIL-datorn om automatiskt. Det skickas
(om den har Internetförbindelse) en rapport om detta via mail til en specifik e-postadress (vidarbefodras till instrument och systemansvariga). En rutin körs en gång per
timme som kollar samtliga watchdogs tidsstämplingsfil. Om någon av dessa är äldre
än fem minuter skickas mail där stationen identifieras och den aktuella filen visas.
En rutin har skapats om kollar om de meteorologiska stationerna Högdalen och Marsta
förlorat nätspänningen och går på batteri. I detta fall skickas mail till specifik e-postadress som vidarbefodras till instrument och systemansvarig.
17
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Kalibrering och underhåll av instrument (QA)
Regelbunden kontroll av de automatiska mätinstrumenten för PM10, PM2.5, NOx, CO
och O3 sker med fasta rutiner för personal inom SLB-analys och följer föreskrifterna i
NFS 2013:11. Genom den dagliga kontrollen av mätdata har SLB-analys snabbt möjlighet att åtgärda eventuella avvikelser. Normalt åtgärdas avvikelser eller fel under innevarande eller kommande arbetsdag.
Dokumentation av besök och utförda åtgärder bokförs i en digital loggbok på varje
station, se under rubriken "Datainsamling -insamlingssystem (QA)".
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga x-x.
PM10 ochPM2.5 Rupprecht & Pataschnik TEOM 1400a
Dagligen kontrolleras rimligheten i mätdata och att störningssignalen (noise) inte visar
för högt värde samt tryckfallet över samplingsfiltret. Dessutom kontrolleras att mätskåpet håller rätt temperatur. Varje vecka kontrolleras statusen på mätinstrumentet
från distans. Vid den checken kontrolleras att flödet in i instrumentet är korrekt, att
samtliga status signaler är i normalt läge och att instrumentet registrerar utomhustemperatur och tryck.
Byte av samplingsfilter och DFU-filter i instrumentet görs efter behov vilket varierar
med koncentrationen vid mätplasten. Normalt görs byte av samplingsfilter månadsvis,
men kan vid behov göras oftare.
Varje halvår byts insamlingshuvuden för både PM10 och PM2.5 till rengjorda och
kontrollerade huvuden.
En gång per år tas instrumentet in till verkstad för årlig översyn. Översynen tar ca en
dag. I samband med den årliga översynen rengörs hela insuget. Instrumentet ses över i
enlighet med instrumentillverkarens rekommendation. Det innebär bland annat att
vaccumpumpen byts, samtliga flöden i instrumentet kontrolleras och justeras och det
sker en kalibrering av mätenhet och elektroniska in- och utgångar. SLB-analys innehar
alltid minst ett instrument i utbyte som sätts i drift vid mätstationen vid ett eventuellt
instrumenthaveri och i samband med att årlig service. Detta medför att tidstäckningen
av mätdata maximeras vid stationen.
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga 3.
18
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Partikelinstrument TEOM 1400 ab
Parameter
Kommentar
Accepterat kriteria
Mätosäkerhet
Ej beräknad
25 % *
Mätområde
I samverkansområdet förekommer halter i utomhusluften 0,5 - 500 µg/m3 (timmedelvärden)
0-1500 ug/m3
Omgivningstemp
kollas dagligen (timdata till
databasen
+10 - +30 ° C
Detektionsgräns
+- 6 µg/m3 för kvartsdata
+- 3 µg/m3 för timdata
+- 0,6 µg/m3 för dygn
(0,01 µg/m3 enligt tillverkaren)
Noise
kollas dagligen (timdata till
databasen)
< 0,1
Filtertryck/byte
sample filter
kollas dagligen (timdata till
databasen)
< 95 %
Flöde
Instrumentet larmar vid för
stor flödesavvikelse
Sample: 3 l/min
Main: 13,67 l/min
Temperatur
Instrumentet larmar vid för
stora avvikelser
+50 ° C
Växling
PM10/2.5
kollas dagligen (timdata till
databasen
voltsignal
Registrering
tryck/utomhustemp
kollas dagligen (timdata till
databasen
Giltiga data
Byte DFU-filter
Varierande bytesintervall
Byte/regöring
sampelhuvud
utförs två ggr varje halvår
Verkstadsservice
utförs varje år
*kvalitetsmål enligt NFS 2013:11, bilaga 1
Tabell 4. Kvalitetsparametrar för mätinstrument TEOM 1400 ab
19
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
PM10 ochPM2.5, EDM-180 GRIMM
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga 3.
Partikelinstrument EDM-180
Parameter
Kommentar
Accepterat
kriteria
Mätosäkerhet
ej beräknad
25 % *
Mätområde
I samverkansomr förekommer halter 0,1-6000 µg/m3
0-6000
µg/m3
Detektionsgräns
Minsta detekterbara partikelstorleken är 0,25 µm
Partiklar >
0,25 µm
Omgivningstemp
kollas dagligen (timdata till databasen
+4 - +40 ° C
Rengöring
sample inlet.
Beroende på omgivningsmiljön.
Flöde
1,2 per min
(+/-5%)
Statussignaler
Kontrolleras dagligen. Instrument
larmar om avvikelser är för stora
Rengöring inlet
filter
Utförs varje halvår
Verkstadsservice/kalibrering
Utförs vartannat år, eller efter behov.
*kvalitetsmål enligt NFS 2013:11, bilaga 1
Tabell 5. Kvalitetsparametrar för mätinstrument EDM 180.
20
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Kväveoxider, NOx, Environnement AC31M
Med ca tio dagars intervall görs manuell kalibrering på plats. Vid manuell kalibrering
kontrolleras instrumentets nollnivå med hjälp av filtrerad luft, och så kallad spangas.
Precisionen av mätningen görs genom att mata in spangas med en känd NO-koncentration som motsvarar 70-80 % av instrumentets mätområde. Vid avvikelse större än 5
% från den kända gaskoncentrationen justeras mätinstrumentet. Även insamlade mätdata sedan senaste kalibrering justeras. I anslutning till besöken var 10:e dag görs även
byte av partikelfilter vid mätpunkten.
Vid placering av instrumentet i mätvagn eller i större utrymme i byggnader kan den
manuella kalibreringen kompletteras med en dygnsvis automatisk kalibrering. Detta
görs i dagsläget vid fyra av SLBs stationer. Automatkalibreringar görs i tre steg (nollnivå och spannivå) med 24-timmars intervall. Spanngasen består av 50 % av instrumentets mätområde.
Månadsvis görs en kontroll av hela mätkedjan från insamlingspunkt till mätinstrumentet inklusive partikelfilter och mätslang. Detta sker genom att tillsätta spangas med 7080 % av instrumentets mätområde vid mätpunkten. Samtidigt görs även ett läcktest av
mätslangen. Vid avvikelser från kalibreringen eller tecken på läckage felsöks insamlingssystemet och åtgärdas eller byts ut. Var 6:e månad byts vaccumpumpen till instrumentet. En gång per år tas instrumentet in till verkstad för årlig översyn. Vid denna
årliga översyn görs en noggrann genomgång av instrumentet i enlighet med instrumenttillverkarens rekommendationer. SLB-analys innehar alltid minst ett instrument i
utbyte som sätts i drift vid mätstationen vid ett ev instrumenthaveri och i samband
med att ett mätinstrument tas in för årlig service. Detta medför att tidstäckningen av
mätdata maximeras vid stationen.
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga 4.
21
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
NOx instrument Environnement AC31M
Parameter
Kommentar
Accepterat kriteria
Beräknad mätosäkerhet *
Beräknad mätosäkerhet
11 %
15 %**
Mätområde
I samverkansområdet
förekommer halter
0-3000 µg/m3
Instrumentet klarar
0-20 000 µg/m3
Detektionsgräns
0,35 ppb (0,6
µg/m3)
Omgivningstemperatur
Kontrolleras dagligen
Automatkalibrering
Sker varje natt, kollas
dagligen
Manuell kalibrering
utförs var 20:de dag.
Byte partikelfilter
utförs var 15:de dag,
(beroende på miljön).
Tryck mätpunkter
kollas dagligen (timdata till databasen) indikerar slangläckage
konstant
Flöde
Daglig kontroll via instrumentets statussignaler.
0,57 l/minut
Konvertereffektivitet
Kontrolleras dygnsvis
vida automatiska kalibreringar.
Byte årligen
Växling mätpunkter
kollas dagligen mot
vindriktning och haltnivå
Differens mellan
tak och gata beroende på vindriktning
Kontroll och läcktest
av slangar
2 ggr/år, eller vid behov.
Byte vaccumpump
Vid behov.
Verkstadsservice
utförs varje år
*enligt EN14211 , **enligt NFS 2013:11, bilaga 1
Tabell 6. Kvalitetsparametrar för mätinstrument.
22
+ 10 - + 35° C
< 5 % avvikelse
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Kolmonoxid, CO, Thermo Mod 48
Thermo Mod-48 instrumentets funktion är mycket god även i de låga nivåerna (0-1
ppm) som är vanligast förekommande inom Stockholm Automatkalibreringar görs
med 24-timmars intervall i två steg (nollnivå och spannivå). Spanngasen består av 50
% av instrumentets mätområde. Nollnivån kontrolleras genom att luft fri från CO matas in i instrumentet. Både nollnivån och spannnivån gäller till nästa automatiska kalibrering. Då CO-mätningarna utförs på samma platser som NO2-mätningarna genomförs ett byte av partikelfilter vid mätpunkten var 10:e dag samt månadsvis kontroll av
hela mätkedjan från insamlingspunkt till mätinstrument med bland annat läcktest av
mätslangen. Var 6:e månad eller vid behov byts vaccumpumpen till instrumentet. En
gång per år tas instrumentet in till verkstad för årlig översyn. Vid denna årliga översyn
görs en noggrann genomgång av instrumentet i enlighet med instrumenttillverkarens
rekommendationer.
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga 5.
CO instrument Thermo Mod 48
Parameter
Kommentar
Accepterat kriteria
Mätosäkerhet
ej beräknad
15 %*
Mätområde
nivå inom samverkansområdet 0-50 ppm
instrumentet klarar 0-1000
ppm
Detektionsgräns
0,1 ppm (0,16 mg/m3)
Automatkalibrering
sker varje natt, kollas dagligen
Byte partikelfilter
utförs var 10:de dag
Tryck mätpunkter
kollas dagligen (timdata till
databasen)
konstant
Flöde
Kollas var 15:de dag
0,5 – 2 l/minut
Statussignaler
Kontrolleras månadsvis
Växling mätpunkter
kollas dagligen (timdata till
databasen
Kontroll och läcktest av
slangar
2 ggr per år
Byte/kontroll vaccumpump
var 6:e månad
Verkstadsservice
utförs varje år
*kvalitetsmål enligt NFS 2013:11, bilaga 1
Tabell 7. Kvalitetsparametrar för mätinstrument
23
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Ozon, O3, Environnement S.A modell O342M, Thermo Sientific modell 49
En gång per år tas instrumenten in för årlig service och översyn. Ett av SLB’s instrument används transfer standard och skickas en gång per år till svenska referenslaboratoriet för kalibrering mot en primär standard. Ett kalibrerings certifikat utfärdas för
ozoninstrumentet (transfer standard) vid varje årlig kalibrering mot primär standarden.
De övriga ozoninstrumenten i SLBs drift jämförs och kalibreras sedan mot transfer
standard instrumentet.
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) återfinns i bilaga 6.
O3 instrument O342M Environnement
Parameter
Accepterat kriteria
Mätosäkerhet
ej beräknad
kvalitetsmål saknas
Mätområde
nivå inom samverkansomr 00,25ppm
Instrumentet klarar 0-0,5
ppm
Detektionsgräns
0,001 ppm (1 µg/m3)
Noise
0,0005 ppm
Zero drift
< 1 ppb per 7 dygn
Span drift
< 1 % per 7 dygn
Byte teflonfilter
byts var 14:e dag
Flöde
ca 1 l/min
Statussignaler
Alarm display: temp, flöde, elektroniska parametrar, värde över inställda
tröskelparametrar
Kalibrering
1 gång per år av Referernslaboratoriet enligt NIST-SRP11, National Institute of Standards and testing, USA
Tabell 8a. Kvalitetsparametrar för mätinstrument Environnement S.A modell O342M.
24
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
O3 instrument 49PS Thermo Scientific
Parameter
Accepterat kriteria
Mätosäkerhet
ej beräknad
kvalitetsmål saknas
Mätområde
nivå inom samverkansomr 00,25ppm
Instrumentet klarar 0-0,5
ppm
Detektionsgräns
0,002 ppm (2 µg/m3)
Noise
0,0001 ppm
Zero drift
<0,5 % per månad
Span drift
< 1% per månad
Byte teflonfilter
byts var 14:e dag
Flöde
1-3 l/min
Statussignaler
Test frekvens/noise detektor cell A
och B
Kalibrering
1 gång per år av Referernslaboratoriet enligt NIST-SRP11, National Institute of Standards and testing, USA
Tabell 8b. Kvalitetsparametrar för mätinstrument 49PS Thermo Scientific.
25
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Lagring av mätdata - rådatahantering server (QA)
Lagring av mätdata samt automatisk kvalitetscheck
SLB-analys lagrar alla mätdata i systemet Airviro [1]. Systemet innehåller bl a funktioner för datainsamling, validering av data, funktioner för analys, lagring och presentation. En backup av databasen tas varje dygn.
Data från mätstationerna hämtas automatiskt var 15:e minut alternativt varje timme.
I databasen finns en första automatisk kvalitetscheck där data som inte klarar vissa
uppställda kvalitetsmål märks ut med en unik dataflagg, se tabell 9. Detta kan t ex vara
data under en fastställd detektionsgräns, att mätdata ligger utanför instrumentets mätområde eller att samma värde kommer in flera timmar i sträck. All aktivitet i databasen kan spåras och rådata sparas, se under rubriken "Datainsamling -insamlingssystem
(QA)".
Flagga
Förklaring
Gränsvärde
0
Data missing
4
Value below absolute
min
se tabell 4-8 detektionsgräns
5
Value above absolute
max
se tabell 4-8 mätområde
7
Value constant for
too long period
värden beroende av parameter
Tabell 9. Dataflaggor i IAirviro
Omvandling formler i databasen
Omräkning av partikeldata från mätningar med TEOM instrument ska enligt instruktioner
från Referernslaboratoriet räknas om med specifika omräkningsfaktorer. Dokumentation hur
detta utförs i SLBs databas finns i bilaga 7.
Kvalitetsgranskning av data (QC)
Mätdata granskas i flera steg av minst tre olika personer för att säkerhetsställa kvaliteten. Vid semestertider upprättas ett speciellt dokument med tydligt personalansvar
och rutiner.
I tabell 10 beskrivs planerade och systematiska aktiviteter samt åtgärder som genomförs av SLB-analys för att kvalitetssäkra mätdata och säkerställa att datakvalitetsmålen
uppnås.
26
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Aktivitet
Syfte
Tidsintervall
Dokumentation
utanför databasen
Dokumentation i Airviro
mätdatabas
1. Instrumentansvarig utför
kontroll av datakommunikation, instrumentstatus
och inkommande data.
Mätdata granskas tillsammans med instrumentparametrar för att upptäcka
eventuella avvikelser.
Kontrollera
att datainsamling fungerar. Upptäcka eventuella instrumentfel.
Dagligen av
mätansvarig.
Protokoll
Dataflagg
skapas beroende av aktivitet.
2. Två personer ansvarar
för att kontrollera instrumentstatus och inkommande data. Mätvärdena
jämförs systematiskt med
meteorologiska förhållanden och andra mätstationer,
för att avslöja ev. avvikelser och felaktigheter.
Kontrollera
avvikelser i
enskilda mätvärden eller
trender.
Veckovis av
två personer
med mångårig
erfarenhet av
att utvärdera
mätdata.
Protokoll
Felaktiga/ogiltiga värden redigeras/tas bort.
Dataflagg
skapas beroende av aktivitet.
3. Kontroll av mätdata.
Samtliga mätdata kontrolleras sammantaget i en slutlig kvalitetskontroll där tidigare ev. tveksamma värden har utretts.
Producera
slutligt kvalitetssäkrat dataset.
Månadsvis av
instrument-ansvarig.
Slutredigerings-lista för
varje mätparameter och
mätstation
fylls i.
Ev. tidigare
tveksamma värden som utretts
flaggas.
4. Sammanställning i rapport.
Avrapportering till beställare.
Årligen eller
enligt avtal
med beställaren.
Årsrapport eller rapport enligt beställarens önskemål.
Tabell 10. Schema för kvalitetsgranskning av data.
Kvalitetskontroll mätdata realtid (QC)
Alla realtidsdata kontrolleras dagligen av instrumentansvarig. Felaktiga data som kan
kopplas till kända servicebesök, kalibrering eller kända yttre faktorer flaggas om. Vidare kontrolleras enskilda parametrar och enskilda stationen genom att stationer jämförs mot varandra och samvarierande ämnen mot varandra. På så vis upptäcks avvikande och onormala mätvärden snabbt och orsaken till avvikelsen dokumenteras (se
avsnitt Datainsamling -insamlingssystem (QA)).
Avvikande värden som bedöms som ogiltiga flaggas om i databasen, se tabell 11, i de
flesta fall sker detta inom ett dygn.
27
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Flagga
Förklaring
2
Manually marked invalid
14
Data checked-OK
15
Manually changed
Tabell 11. Dataflaggor i IAirviro vid manuell datacheck.
Larm vid överskridande av tröskelvärde för kvävedioxid
En beredskapsrutin kommer att utarbetas under 2014.
Kvalitetskontroll av mätdata (QC)
Validering av data sker som nämnts ovan i flera steg och av olika personer, se tabell x.
Vid "spikar och dippar" kontrolleras alltid först eventuella fel på instrument och datainsamlingsutrustning. Instrumentfel och åtgärder dokumenteras kontinuerligt i vår databas vilket hjälper till att "känna igen" utseende på mätdata och snabbt kunna åtgärda
fel. Den veckogranskning som görs av mätdata varje vecka diskuteras i vår mätgrupp
vilket leder till ökad kunskap för samtliga datagranskare. Tveksamma och svårbedömda mätdata diskuteras och ett gemensamt beslut tas om godkännande eller ogiltighetsflagg.
Hittas inget fel på instrument mm går vi vidare med att kontrollera rimligheten i mätvärdet. Bedömningen om ett mätvärde är rimligt bygger till stor del på erfarenhet men
flera metoder att granska data används inom SLB , se nedan och även tabell 12.
Jämförelse över tiden med olika parametrar vid samma station:








NOx och CO brukar samvariera.
Halter på olika sidor i ett gaturum är beroende av vindriktning - kontrollera att halten
är högst på "rätt sida".
Halter i taknivå bör vara lägre än i gatunivå.
NOx och antal partiklar samvarierar.
PM10 värde ska inte vara högre än PM2.5.
Ozon och NO2 ska i de flesta fall vara antikorrelerade.
Jämför med väderparametrar: inversion och låg vindhastighet ger höga halter. Regn
ger våta vägbanor och låga PM10 halter, torra vägbanor under dubbsäsong ger höga
PM10.
Jämför dygns- vecko- och årstidsvariationer; höga halter i rusningstid, lägre under
natten och på helger.
Jämförelse över tiden med närliggande mätstation i samma miljö och med urban/regional
bakgrund:



Samvarierar halterna normalt? Ligger nivåer i olika miljöer rätt (urban bakgrund
högre än regional)?
Är det höga värden på flera stationer i regional bakgrund, t ex PM2,5 kan tyda på en
episod och bör höja värdena även i urban bakgrund och gatumiljö. Kolla trajektorer,
prognosvärden för PM2,5 beräknade i Matchmodellen (SMHI) och jämför även med
nationella mätstationer.
Bilda trendlinjer över längre period och titta på om halten varierar som den ska över
året och jmf med andra stationer.
28
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Fel
Kontroll
Åtgärd mätvärde
Felaktig kalibrering, felaktig "zero
baseline", drift
Jmf med tidserier bakåt i tiden för
att hitta "hack" i mätdata där nivån
plötsligt dyker/ökar.
Nivå på mätdata justeras
om möjligt.
Enstaka värden
från mätstation avviker
Söker felkälla: lokal yttre störning
(tex vägarbete, nyårsfyverkeri), felmeddelande på logger/instrument,
filterbyte, service.
Lokal yttre störning
känd: värdet gk, kommentar om källa till störningen.
Värdet jämförs med mätparametrarfrån samma station som förväntas
samvariera.
Felmeddelande instrument: värdet flaggas som
ogiltigt alt felaktigt värde
pga service.
Värdet jämförs med mätdata från
övriga stationer inom samverkansområdet
Längre period med
värden som avviker
från trend på mätstation/liknande
station
Söker felkälla, yttre lokal störning
tex vägarbete, instrumentbyte, ev
parallellkörning med likvärdigt instrument. Läcksökning från provtagningspunkt till instrument.
Tabell 12. Kvalitetskontroll av data.
29
Om instrumentfel eller
yttre störning kan uteslutas tas beslut i mätgruppen om värdet ska godkännas eller klassas som
ogiltigt
Orsak till lokal yttre störning känd: värdet gk,
kommentar om källa till
störningen.
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Medelvärdesbildning av mätdata(QC)
Medelvärdesbindning sker i enlighet med NFS 2013:11 bilaga 5:
15-min värde till timme
Om högre upplösning än timme registreras bildas timmedelvärde om 75 % giltig data
finns. Undantag sker vid de stationer som har kvartsupplösning och har växling mellan
PM10 och PM2,5 samt stationer med växling mellan mätpunkter (takpunkt samt olika
sidor i gaturum). Vid dessa stationer erhålls inte 75% giltig data utan färre kvartar utgör underlag för timmedelvärdet. SLB analys har utfört en rad parallellmätningar och
jämfört med/utan växling och konstaterat att avvikelsen på timmedelvärdet är mycket
liten.
Beräknad mätosäkerhet (QC)
Beräknad mätosäkerhet för kvävedioxid
Mätosäkerheten har ännu bara beräknats för mätningar med instrumentet Environnement AC31M. Beräkningar av osäkerhet för kvävedioxidmätningar utförs enligt EN
14211. Som hjälp har kalkylark från Referenslaboratoriet använts,"ITM_kalkylark
NO2 uncertainty.xls" (http://www.itm.su.se/reflabmatningar/kvalitetssakring.html).
System för rapportering och information
Årlig rapportering till datavärd
Kvalitetssäkrade data (se under rubriken Kvalitetsgranskning av data (QA)) rapporteras årligen till datavärden enligt föreskrifter i NFS 2013:11. SLB sköter rapportering
av mätdata för mätningar inom Luftvårdsförbundet, mätningar inom Stockholms Stad
samt mätningar som utförs av SLB på uppdrag av medlemskommuner och Trafikverket. Rapporteringen sker på fastställda formulär som skickas ut av datavärden.
Webbsida, information till allmänheten, årsrapporter
På luftvårdsförbundets hemsida redovisas bl a mätdata i realtid, prognoser för luftföroreningshalter, överskridande av miljökvalitetsnormen, trenddiagram samt modellerade haltkartor över samverkansområdet.
Varje år sammanställs en årsrapport för mätstationer inom Stockholms stad samt en årsrapport för LVF mätstationer inklusive lokal mätningar i övriga samverkansområdet. I rapporterna redovisas förutom halter under året även långsiktiga trender.
Larm vid överskridande av tröskelvärde för kvävedioxid
I SFS 2010:477 finns ett tröskelvärde för larm om kvävedioxid vid 400 mikrogram kvävedioxid per kubikmeter luft som ett medelvärde under tre på varandra följande timmar i ett område som är representativt för luftkvaliteten och minst 100 kvadratkilometer stort eller i en
tätbebyggelse.
Halten kvävedioxid har inte överskridit detta värde sedan Luftvårdsförbundet startades. En
beredskapsrutin kommer dock att utarbetas under 2014.
30
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Modellberäkningar
SLB-analys använder modellberäkningar som ett komplement till mätningar för att
beskriva halterna över ett större geografiskt område.
Kartläggning av halter i kommuner genomförs på uppdrag av Luftvårdsförbundet.
Luftvårdsförbundet har initierat kartläggningar allt eftersom miljökvalitetsnormer införts för olika ämnen. Kartläggning har därefter upprepats år 2011 för partiklar
(PM10) och kvävedioxid eftersom det är svårigheter med att klara miljökvalitetsnormerna för dessa ämnen. Haltkartor tas fram för varje kommun och de finns tillgängliga
på www.slb.nu/lvf liksom rapporter som skrivs i samband med kartläggningar.
SLB-analys har tillgång till flera olika modeller för olika skalor. Nedan presenteras
modellerna som används.
SMHI-Airviro vindmodell
Luftföroreningar påverkas av olika meteorologiska processer. Vindar transporterar föroreningar, turbulensen blandar och späder dem. IAirviro använder en förenklad vindfältsmodell baserad på Danard (1977) för att beräkna de vindfält som används av
spridningsmodellerna.
Vindfältsberäkningarna bygger på principen att småskaliga vindar kan ses som en lokal anpassning av storskaliga vindar (vindar i fria atmosfären) beroende på lokala flöden av rörelsemängd och värme från mark- eller havsytan. Alla olinjära interaktioner
mellan skalorna bortses från. Det antas också att anpassningsprocessen är mycket
snabb och att horisontella processer kan beskrivas genom icke-linjära ekvationer medan vertikala processer kan beskrivas med linjära funktioner. [1].
Halten av luftföroreningar kan variera mellan olika år beroende på variationer i meteorologiska faktorer och intransport av långväga luftföroreningar. När luftföroreningshalter jämförs med miljökvalitetsnormer ska halterna vara representativa för ett normalår. Som indata till SMHI-Airviro vindmodell används därför en klimatologi baserad på meteorologiska mätdata under en flerårsperiod (inom tidsperioden 1993-2010
varierar beroende av mast). De meteorologiska mätningarna har hämtats från någon av
Luftvårdsförbundets meteorologiska master och inkluderar horisontell och vertikal
vindhastighet, vindriktning, temperatur, temperaturdifferensen samt solinstrålning.
Vindmodellen tar även hänsyn till variationerna i lokala topografiska förhållanden.
Upplösningen på topografi och markanvändningsdata i vindmodellen är 100 meter
inom Storstockholm och 250 meter för övriga samverkansområdet.
SMHI-Airviro gaussmodell
I atmosfären sprids föroreningar genom spädning och transport. Spridningen beror bl a
på vilken höjd på vilken föroreningar släpps ut t ex i marknivå eller från ett högt skorsten. Även rökgasers temperatur är av betydelse. En varm gas kommer att stiga uppåt
och ge en högre effektiv utsläppsnivå.
Gaussmodellen används för att beräkna halter av föroreningar ovan mark (öppet landskap) eller tak (bebyggelse). Beräkningshöjden är satt till 2 m som standardvärde, men
användaren kan specificera andra värden. Spridningen från varje enskild källa beskrivs
i modellen med hjälp av en Gaussisk plymmodell [1].
En gridstorlek, dvs. storleken på beräkningsrutorna, på 25 meter x 25 meter används
oftast. För att beskriva haltbidragen från utsläppskällor som ligger utanför det aktuella
31
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
området utförs beräkningar för hela Stockholms och Uppsala län. Haltbidragen från
källor utanför länen erhålls genom mätningar.
SMHI-Simair och SMHI-Airviro gaturumsmodell
I tätbebyggda områden beskriver gaussmodellen halter av luftföroreningar i taknivå.
För att beräkna halten nere i gaturum kompletteras därför gauss-beräkningarna med
beräkningar med gaturumsmodeller.
I smala gaturum kan halterna av föroreningar variera stort från ena sidan till den andra.
Detta beror på virvelbildningar från de omkringliggande husen. Gaturummens utformning har stor betydelse för ventilation och utspädning av luftföroreningar. Smala gator
är sämre än breda och gator med hög bebyggelse är sämre än gator med låg eller ingen
bebyggelse. Just bebyggelsefaktorn, dvs. om gaturummet är slutet samt dess dimensioner, spelar stor roll för gatuventilationen och därmed för haltnivåerna. SMHI Airviro
Street Canyon används för att för enskilda gator beräkna luftföroreningshalter och dess
fördelning i gaturum med dubbelsidig bebyggelse [1]. SMHI Simair OSPM-modell
användas för gaturumsberäkning både för enkelsidig eller dubbelsidig bebyggelse [2].
CFD-modell
CFD-modeller (CFD=Computational Fluid Dynamics) är avancerade modellverktyg
som kan användas för att beräkna luftföroreningshalter i miljöer med komplicerad
geometri som t.ex. stadsbebyggelse, vägbroar eller tunnelmynningar. Modellen använder så kallad CFD-teknik vilket kan liknas vid en numerisk vindtunnel. Tekniken har
länge använts vid aerodynamisk utformning av bilar och flygplan, samt inom en rad
andra industritillämpningar. CFD-beräkningar används som ett komplement till mer
traditionella modellberäkningar såsom t.ex. gaussmodeller.
CFD modellering utförs av SLB-analys med modellen MISKAM [3]. I samarbete med
SMHI utförs även beräkningar med andra typer av CFD-modeller.
Hantering av indata till beräkningsmodellerna (QA)
Indata till modellberäkningar utgörs av en emissionsdatabas omfattande Stockholm
och Uppsala län samt Gävle kommun och Sandviken kommun. Emissionsdatabasen
uppdateras årligen av en person från varje kommun vad gäller källor såsom t ex industri, energiproduktion och vägtrafik på kommunala vägar. Det statliga vägnätet uppdateras av SLB analys från Trafikverkets nationella vägdatabas (NVDB). SLB-analys
uppdaterar underordnade databaser såsom emissionsfaktorer m m. Efter att kommunerna genomfört uppdatering utförs omfattande kvalitetskontroller. Kvalitetskontrollen består i att jämföra utsläpp med tidigare inrapporterade data, säkerställa att statiska
data såsom skorstensinformation finns med. Säkerställa att korrekta kopplingar till underordnande databaser utförts. Slutligen genomförs även haltberäkningar för att se om
emissionsdatabasen genererar orimliga haltfält. Därefter fastställs ny emissionsdatabas.
Kvalitetskontroll av beräkningsmodellerna (QC)
Modellberäkningar av luftföroreningshalter innehåller osäkerheter. Systematiska fel
uppkommer när modellen inte på ett korrekt sätt förmår ta hänsyn till alla faktorer som
kan påverka halterna. Kvaliteten på indata är en annan parameter som påverkar hur väl
resultatet speglar verkligheten. För att få en uppfattning om den totala noggrannheten i
hela beräkningsgången dvs. emissionsberäkningar, vind- och stabilitetsberäkningar
samt spridningsberäkningar har modellberäkningarna jämförts med mätningar av både
32
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
luftföroreningar och meteorologiska parametrar i länet [11, 12]. Avvikelser mellan beräknade och uppmätta luftföroreningshalter används för att kalibrera modellen. De beräknade haltnivåerna korrigeras med en konstant faktor för att optimera överrensstämmelsen med mätningarna. För att omvandla beräknade halter av NOx till NO2 används
ett icke-linjärt statistiskt samband, NO2 = f(NOx). Detta förhållande baseras på mätningar från stationer i gatunivå och taknivå samt i regional bakgrundsmiljö under den
senaste femårsperioden. Uppmätta halter av PM10 och NO2 de senaste fem åren används även till att omvandla beräknade årsmedelhalter till percentiler av dygnsmedelvärden.
Uppfyllande av kvalitetsmål (QC)
Mätdata
Genom de kontinuerliga kontroller som utförs enligt kvalitetssäkringsprogrammet och
kvalitetskontrollen klarar SLB-analys att uppfylla de krav som ställs i NFS 2013:11,
bilaga 1- Kvalitetsmål för data och modellberäkningar.
I de fall datafångsten inte uppfyller fastställda krav är det yttre omständigheter som
har påverkat mätningen som SLB oftast inte har rådighet över, t ex vandalism, strömavbrott, renoveringsarbeten/gatuarbeten mm.
Modellberäkningar
Jämförelserna mellan spridningsberäkningarna och mätningarna visar att beräknade
halter av NO2 och PM10 gott och väl uppfyller kraven på överensstämmelse mellan
uppmätta och beräknade halter enligt NFS 2013:11.
33
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Referenser
1. SMHI Airviro Dispersion:
http://www.smhi.se/airviro/modules/dispersion/dispersion-1.6846
2. SIMAIR: Modell för beräkning av luftkvalitet i vägars närområde. SMHI
rapport 2005-37,
3. MISKAM, http://www.lohmeyer.de/en/node/195
34
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 1
Ansvar för drift och reparation av mätinstrument, kommunikation, datainsamling, databas samt redigering av data inom SLB-analys
1:a Instru2:a Instrument-ansvar
ment-ansvar
Environnement AC32M
instrument BS
MB
Service
Intern/extern
BN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Environnement AC32M
instrument BS
MB
Service
Intern/extern
BN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar
ment-ansvar
Thermo Mod 48
instrument BS
MB
Service
Intern/extern
BN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Environnement S.A
O342M
instrument BN
BS
Service
Intern/extern
Externt
BN
Palgo/ Omni-Process
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BS
MN
Service
Intern/extern
BS
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument MB
BS
Service
Intern/extern
MB
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BS
MB, MN
Service
Intern/extern
BN, MN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Service
Intern/extern
Externt
BN, MN
Magee/Oleico
Service
Intern/extern
Externt
BS, SS
Hans Karlsson
Service
Intern/extern
Externt
MN, SS
TSI GmbH
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BS
MN
Service
Intern/extern
MN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument MN
SS
Service
Intern/extern
MN
Externt
NOx
NOx
CO
O3
SO2
EC9850
Partiklar
TEOM 1400a
Partiklar
OPC -GRIMM
Partiklar
Aethelometer, flerkanal
instrument BS
Partiklar
DMPS
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BS
Partiklar
CPC
Dust-trak
Partiklar
P-trak
SS
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument MN
Partiklar
MN
BS
35
Palgo
Palgo
Omni-Process
Oleico, ECOTECH
Oleico
Grimm/Exis
TSI,
TSI,
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument MN
BS
Service
Intern/extern
MN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Service
Intern/extern
Externt
BN
Svenska Termoinstrument
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BN
PS
Service
Intern/extern
BN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Service
Intern/extern
Externt
BN
Vaisala
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument MN
PS
Service
Intern/extern
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument BS
MN
Service
Intern/extern
BN, MN
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Service
Intern/extern
Externt
MB
Oleico
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
instrument PS
LT
Service
Intern/extern
LT
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Service
Intern/extern
Externt
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Instrument BS
MB
Service
Intern/extern
BS
Externt
Passiva provtagare
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Byte PS
BS
Service
Intern/extern
Externt
Deposition
1:a Instru2:a Instrument-ansvar ment-ansvar
Byte PS, MB
BS, MB
Service
Intern/extern
Externt
Partiklar
Lighthouse
Vägfukt
IRIS
instrument BN
Vägfukt
"PAJ"
Vägfukt
Vaisala
instrument BN
Meteorologi
PS
PS
Meteorologi mobil
Meteorologi
TEOM
instrument MB
BS
Trafikflöde Hornsg
Trafikflöde Lilla Essingen
instrument PS
Oleico
L.Bäcklin, Söderhamn
FDS
TFK
LT
Filterprovtagare
36
Leif B.
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Redigeringsansvar
BS
Hornsgatan
NOx
CO
O3
TEOM PM10, PM2,5
OPC GRIMM
Aethelometer, flerkanal
DMPS
CPC
IRS, vägfukt
Vägfukt
Trafik
Meteorologi
Meteorologi TEOM
Meteorologi OPC
Sveavägen
NOx
CO
TEOM PM10, PM2,5
Vägfukt
Meteorologi
Meteorologi TEOM
Deposition
Buller inkl Obslunden
Norrlandsgatan
NOx
TEOM PM10
Vägfukt
Meteorologi
Meteorologi TEOM
Lilla Essingen
NOx
TEOM PM10, PM2,5
Meteorologi TEOM
Trafikflöde E4
Gröndal
Vägfuktsensor
MB
MN
SS
BN
PS
LB
BS
BS
BN
MB
MB
MN
MN
SS
SS
PS
PS
LB
MN
MN
MN
BS
BS
MB
PS
MN
MN
?
LB
BS
MB
PS
MN
MN
BS
MB
MN
PS
BN
37
LB
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BS
Torkel Knutsson
NOx
O3
TEOM PM10, PM2,5
PSAP
Aethelometer, flerkanal
CPC
Meteorologi
Passiva
Folkungagatan
NOx
TEOM PM10, PM2.5
Vägfukt
Meteorologi TEOM
Norr Malma
NOx
O3
TEOM PM10, PM2,5
Meteorologi
Meteorologi TEOM
Uppsala Kungsgatan
NOx
TEOM PM10, PM2.5
Meteorologi TEOM
Uppsala Klosterg
NOx
TEOM PM10, PM2.5
Meteorologi TEOM
MB
BN
PS
BN
MB
MN
MN
SS
MN
PS
BS
MB
PS
MN
SS
BN
MB
MN
MN
SS
MB
MN
SS
MB
MN
MB
Södertälje Birkakorset
TEOM PM10
Meteorologi TEOM
MB
Töjnaskolan Sollentuna
OPC PM10, PM2.5
Meteorologi OPC
SS
SS
Södertälje Turingeg
TEOM PM10
Meteorologi TEOM
Häggvik E4 Sollentuna
TEOM PM10
MN
MN
MN
MB
MB
MN
38
LB
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BS
MB
MN
Botkyrka, Hågelbyleden
NOx
SS
BN
PS
SS
Kaanan
Passiva
Deposition
PS
Marsta
Meteorologi
MN
Högdalen
Meteorologi
MN
39
LB
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 2
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) partikelinstrument TEOM
Dagligen via databas
Temperatur i skåp/vagn:
Skåp/vagn: om <15 °C installeras frostvakt om >25° C kontrollers/byts kylaggregat.
Flöde:
Om sample-flödet avviker från 3 l/min alt main-flödet avviker från 13,67 l /min vidtas
åtgärd, tex justering, byte pump, filter.
Tryckfall samplingfilter:
byts om värdet är > 95 %
Högt noisevärde:
om värde > 0,1 kontrolleras att samplingfilter är rätt installerat, yttre/inre störningar t
ex vibrationer, krypström.
Växling PM10/2.5
Inkommande voltsignaler i databasen skiljer sig inte åt - växlaren byts
Registreing tryck och temp:
om inga data kommer in i databasen påbörjas felsökning.
Yttre miljö skåp/vagn:
Kontroll skadegörelse, klotter, städning
Dokumentation
Besöksdatum och ev åtgärder för in i digital loggbok
Varje månad
Byte samplingsfilter om värde >95% , bytesintervall varierar för olika belastade miljöer.
Varje kvartal
Byte/rengöring sampelhuvud
Huvudet monteras ner och ersätts med reservhuvud för att minimera dataförlust. Rengöring sker i verkstad. Huvudet monteras isär och rengörs.
Varje år
Verkstadsservice
Sker enligt tillverkarens föreskrifter som finns digitalt på SLBs server eller i pärmar i
SLBs servicerum. Det innebär bland annat att vacuum pumpen byts, samtliga flöden i
instrumentet kontrolleras och justeras och det sker en kalibrering av mätenhet och
elektroniska in- och utgångar.
40
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 3
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) NOx-instrument
Dagligen via databas
Temperatur i skåp/vagn:
Skåp/Vagn: om < 20 °C installeras frostvakt om >25° C kontrollers/byts kylaggregat.
Kolla av flöde:
Automatkalibrering:
kontrolleras, om felakig justeras detta manuellt.
Tryck mätpunkterna vid (flera mätpunkter)
Felaktigt tryck, felsökning, läcktest.
Statussignaler
Vid stationsbesök, ca 1 gång/vecka?
Manuell kalibrering var 10:de dag
om mer än 5% avvikelse justering av nollnivå.
Byte partikelfilter var 10:de dag
Yttre miljö skåp/vagn:
Kontroll skadegörelse, klotter, städning
Dokumentation
Besöksdatum och ev åtgärder för in i digital loggbok
Varje månad
Kontroll och läcktest av slangar/filter
Varje halvår
Byte vaccumpump
Varje år
Verkstadsservice
Sker enligt tillverkarens föreskrifter som finns digitalt på SLBs server eller i pärmar i
SLBs servicerum..
41
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 4
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) CO instrument
Dagligen via databas
Temperatur i skåp/vagn:
Skåp/Vagn: om < 20 °C installeras frostvakt om >25° C kontrollers/byts kylaggregat.
Flöde:
Automatkalibrering:
kontrolleras, om felakig justeras detta manuellt.
Tryck mätpunkterna vid (flera mätpunkter)
Felaktigt tryck, felsökning, läcktest.
Statussignaler
Vid stationsbesök, ca 1 gång/vecka
Manuell kalibrering var 10:de dag
om mer än 5% avvikelse justering av nollnivå.
Byte partikelfilter var 10:de dag
Yttre miljö skåp/vagn:
Kontroll skadegörelse, klotter, städning
Dokumentation
Besöksdatum och ev åtgärder för in i digital loggbok
Varje månad
Kontroll och läcktest av slangar/filter
Varje halvår
Byte vaccumpump
Varje år
Verkstadsservice
Sker enligt tillverkarens föreskrifter som finns digitalt på SLBs server eller i pärmar i
SLBs servicerum..
42
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 5
Rutiner för kvalitetskontroll (QC) O3 instrument
Dagligen via databas
Temperatur i skåp/vagn:
Skåp/Vagn: om < 20 °C installeras frostvakt om >25° C kontrollers/byts kylaggregat.
Flöde:
Instrumentets flödesregulator reglerar pumpens flöde till att hålla ett konstant flöde
omkring 55 liter/h.
Statussignaler:
Instrumentet testar själv sina huvudkomponenter. Vid detektion av fel, indikeras det
med ett meddelande på instrumentdisplayen.
Yttre miljö skåp/vagn:
Kontroll skadegörelse, klotter, städning
Dokumentation
Datum och eventuella åtgärder förs in i en digital loggbok vid mätstationen samt i en
loggbok som följer instrumentet.
Varje månad
Byte partikelfilter vid provtagningspunkt
2 ggr/månad
Varje år
Verkstadsservice
Instrumentkontroll, rengöring och byte av komponenter görs 1 ggr/år enligt tillverkarens föreskrifter som finns digitalt på SLB:s server och i pärmar i servicerummet.
Byte patikelfilter vid instrument
1 ggr/år eller vid varje servicetillfälle
Kalibrering
Ett av SLB:s ozoninstrument används som transfer standard och skickas 1 ggr/år till
referenslaboratoriet för kalibrering mot en primär standard (NIST-SRP11, National
Institute of Standards and Testing, USA). Ett kalibreringscertifikat utfärdas för ozoninstrumentet (transfer standard) vid varje årlig kalibrering mot primärstandarden.
SLB:s övriga ozoninstrument jämförs och kalibreras sedan mot transfer standard instrumentet
43
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
BILAGA 6
Rutiner för omräkning partikeldata från TEOM instrument
Nedan listas fem olika steg som påverkar mätdata från våra TEOMER.
1) Interna faktorer i instrumentet
a.
b.
c.
d.
e.
Går att ställa in i instrumentet
Baserat på amerikanska studie används interna faktorer: PM10 x 1,03+3, vilka finns i våra TEOMer
Ska inte användas enligt Ref lab
Korrigeras för i ”cor” macron. Dvs instrumentets utdata räknas om med: (conc-3)/1,03
Korrigeras för i ”c14” macron. Dvs instrumentets utdata räknas om med: (conc-3)/1,03
2) Koncentration vid rådande tryck (p) och temp (T)
a.
b.
c.
d.
Går att ställa in i instrumentet
Används inte på våra TEOMer
Korrigeras för i ”cor” macron utifrån närliggande stationer med p och T.
Korrigeras för i ”c14” macron utifrån närliggande stationer med p och T.
3) Korrigering för volatilitet (vatten på partiklarna)
a.
b.
c.
d.
Finns inte med i utdata från instrumentet
Äldsta korrigeringen var x1,2
Korrigering under åren 2009-2013 (instans cor) använde x1,19+1,15 på data utan intern faktor 1)
och data omräknade till rådande T och p 2). Finns med i våra ”cor” macron
From 1 jan 2014 ska observerad volatilitet från FDMS enhet användas (VCM-metod). Vi tar för
närvarande data från en FDMS som mäter PM2.5 vid Aspvreten. Dessa data finns som parameter
PM-ref och instans 003 under station Aspvreten i airvirot. Värdet från FDMS ska multipliceras
med 1,87 för att kompensera för att FDMS har 30 grader och TEOMen 50 grader (baserat på studier i England och enligt Reflabs instruktioner). Den observerade volatila delen från Aspvreten
läggs till våra TEOM data. I praktiken används subtraktion då VCM värdet från en FDMS är negativt. Detta ska göras på TEOM data utan interna faktorer 1) samt omräknade till rådande T och p
enligt 2). Samtliga dessa görs i våra c14 macron.
4) Skillnad i insug (EU/EPA)
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Gäller inte enbart för TEOM
EPA insuget är gjort för att efterlikna vad vi andas in
EU insuget är designat för att efterlikna PM10
EPA insuget släppen in fler större partiklar och ger därför tydligt högre halter när mycket grova
partiklar finns
TEOMen använder normalt EPA insug (våra använder EPA).
Ref labs rådande förslag är att använda EPA insug utan korrigering till EU insug.
5) Nya rapporteringsbestämmelser from 2014 (påverkar inte direkt mätdata,
men kan påverka samtliga värden som är beräknade från en högre tidsupplösning)
a.
b.
c.
d.
e.
Data ner till negativ detektionsgräns ska vara med
-6 µg/m3 för kvart
-3 µg/m3 för timma
-0,6 µg/m3 för dygn
Airvirot kan inte ha olika på olika tidsdatabaser därför har vi satt till -6 µg/m3 för samtliga PM10
och PM2.5 från TEOM.
44
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Reflabs/Naturvårdverkets bestämmelser from jan 2014:
1)
2)
3)
4)
Ska inte vara med
Ska vara rådande T och p
Använda observerad volatilitet från FDMS enhet
Använda EPA insug.
I tabellen nedan visas vilka av de olika stegen som finns med de olika omräkningarna som vi använder. C14 är som
synes identisk med Reflabs och Naturvårdverkets tillstånd för att använda TEOMen from 2014.
+=med, -= ej med
Faktor
001 eller
v01
Cor
C14
Reflab/Nvv 2014
Interna faktorer
Rådande tryck och temp
Volatilitet, gammal (2009-2013)
x1,19+1,15
Volatilitet ny from 2014
Insug
+
-
+
+
+
-
+
-
EPA
EPA
+
EPA
+
EPA
Referenser
Naturvårdsverkets beslut:
http://www.itm.su.se/reflabmatningar/dokument/NVs_beslut_om_godk%C3%A4nnande_TEOM.pdf
Reflabs bilaga om hur data ska justeras:
http://www.itm.su.se/reflabmatningar/dokument/Bilaga%20I%20-%20Reflabs%20rekommendation%20TEOM.pdf
Allmän info och kommentarer om c14:
Det som till största del påverkar de beräknade halterna är två saker. Dels den interna faktorn på 3 µg/m3 i TEOMen
som ska dras bort och dels korrigeringen för volatilitet. Resten (tex justering för T och p) påverkar oftast väldigt lite.
VCM korrigeringen
Den tidigare justeringen för volatil del i TEOMen (instans cor) var proportionell mot den uppmätta halten dvs ungefär uppmätt halt +19%.
Den nya VCM justeringen (c14) bygger på observerad volatilitet vid Aspvreten och beror i princip inte på den uppmätta halten vid den aktuella stationen. Dvs det kommer att bli i nästan identisk justering av mätdata oavsett om det
är höga halter tex, PM10 på Hornsgatan eller om det är låga halter, tex PM2.5 vid N Malma. Volatiliteten vid
Aspvreten varierar, men har i genomsnitt varit 0,7 µg/m3 under de senaste 3 åren. För att justera för skillnaden mellan TEOM och FDMS så ska vi justera våra data med i genomsnitt 0,7x1,87=1,3 µg/m3. Detta betyder för våra mätdata att från TEOMerna ska raw data (instanser 001 eller v01) i genomsnitt justeras med -3 +1,3 = -1,7 µg/m3, dvs
raw värden ska minskas med i genomsnitt 1,7 µg/m3.
Skillnad mellan cor och c14
Halterna på våra stationer kommer oundvikligen att sjunka genom att använda c14 istället för cor. Ibland så mycket
som 20%. Exempel på hur stor påverkan blir kan läsas i SLB-rapport 8:2013.
Macron
-De macron som skapar c14 värden ligger under michael/partiklar/PM_korr_2014
-Beskrivning av hur varje enkilt macro är skapat och uppbyggt finns i dokumentet PM_korr_formler_VCM.doc.
-Samtliga macron går på högsta tidsupplösningen för stationen.
-Volatilitetsdata från Aspvreten finns endast som timdata. I vår kvartsdatabas läggs samma värde på samtliga kvartar
under den aktuella timmen.
-Voliatilitetsdata från Aspvreten finns i vår databas from 1 jan 2013. Det betyder att vi kan köra macron under hela
2013 för att jämföra mellan olika beräkningssätt under ett års tid.
-C14 instansen skapas automatiskt från 1 jan 2014.
-Beräkningen av det gamla sättet cor fortgår tillsvidare för jämförelse
45
SLB 1:2014 Kvalitetssäkringsprogram mätning och beräkning av luftföroreningar
Kontroll av mätdata
Vill man själv kontrollera att c14 värden är rimliga/rätt finns flera olika sätt.
-Snabbast sätt är att ta raw värdet från TEOMen (001 eller v01) och subtrahera 1,7µg/m3.
-Ett bättre sätt är att ta raw värdet från TEOMen (001 eller v01) och sedan subtrahera 3 µg/m3 och sedan subtrahera
den volatila från Aspvreten multiplicerat med 1,87. Dvs PM10001/v01(aktuell mätstation) -3 -PMRef003(Aspvreten)x1,87.
Praktisk användning
På timdata och kvartdata ökar tillfällen med negativa data för instansen c14 jämfört med både instanserna 001, v01
och cor. En jämförelse för vilken som helst av våra stationer visar att c14 kommer att vara lika rawvärdet för högre
koncentrationer, men att rawvärdet är högre än c14 för de lägre koncentrationerna.
Instansen c14 ska användas som dygnmedelvärde och framförallt för framräknande av antalet överskridanden.
C14 ska användas from 1 jan 2014. Innan dessa ska cor användas.
46
är en enhet vid Miljöförvaltningen i Stockholm som
•
•
•
•
utreder
mäter
beräknar
informerar
avseende kvalitet på utomhusluft. SLB-analys genomför även externa
uppdrag vad gäller luftkvalitet.
ISSN 1400-0806
SLB-analys
Miljöförvaltningen i Stockholm
Tekniska nämndhuset, Fleminggatan 4. Box 8136, 104 20 Stockholm
Tel 08-508 28 800, dir. SLB-analys 08-508 28 880
URL: http://www.slb.nu