Vurderet af:Miljø- og Energiministeriets og Sundhedsstyrelsens arbejdsgruppe for udendørs luftforureningStatus pr. august, 2000.
(Download i pdf- format)
1. Baggrund for vurderingen
2. Befolkningens eksponering 2.1 Kilder i Danmark 2.2 Niveauer 2.3 Eksponering
3. Sundhedsmæssige effekter 3.1 Toksikokinetik og virkningsmekanisme 3.2 Dyreforsøg 3.3 Kontrollerede humane forsøg 3.4 Epidemiologiske undersøgelser
4. Risikoanalyse 4.1 Effekter: kvalitativt og kvantitativt 4.2 Risikogrupper 4.3 Grænseværdier, information og varsling
5. Referencer
ForordI 1998 tog Sundhedsstyrelsen initiativ til at nedsætte en fælles arbejdsgruppe for Miljø- og Energiministeriet og Sundhedsstyrelsen med henblik på at foretage vurderinger af de sundhedsmæssige aspekter i forbindelse med udendørs luftforurening, samt løbende at vurdere betydningen af nye EU-grænseværdier på området. I forbindelse med gruppens arbejde og som resultat af gruppens diskussioner udarbejdes der for de enkelte luftforureningskomponenter kortfattede monografier, der sammenfatter gruppens holdning med hensyn til sundhedsmæssige aspekter og relevansen af en eventuel varsling og alarmering af befolkningen ved forhøjede niveauer.
Gruppen er pr. november, 2000 sammensat af følgende personer:Læge Jette Blands, SundhedsstyrelsenCand. pharm. Poul Bo Larsen, Miljøstyrelsen (formand)Afdelingslæge Elle Laursen, SundhedsstyrelsenSeniorforsker Finn Palmgren, Danmarks MiljøundersøgelserKonsulent Per Balleby Suhr, MiljøstyrelsenCand. scient. Ulrik Torp, MiljøstyrelsenLektor, læge Torben Sigsgaard, Århus UniversitetOverlæge dr. med. Ebbe Taudorf, Århus Kommunehospital
Nitrogendioxid (NO2)
1. Baggrund for vurderingenNitrogendioxid (NO2, kvælstofdioxid) og nitrogenmonoxid (NO, kvælstofilte) er de hyppigst forekommende nitrogenoxider. NOx (kvælstofilter) er betegnelsen for summen af NO2 og NO plus visse andre kvælstofforbindelser. NO er ikke sundhedsskadelig i de forekommende koncentrationer, og der er ikke fastsat grænseværdier for hverken NO eller NOx til beskyttelse af helbred. NOx reguleres i de såkaldte kvælstofprotokoller, bl.a. til beskyttelse af økosystemer. NO omdannes dog relativt hurtigt ved reaktion med ozon til NO2; derfor vil forekomsten af NO2 ofte være bestemt af den til rådighed værende mængde ozon. NO2 er skadelig for menneskers helbred. Den efterfølgende vurdering omfatter derfor kun NO2.
I Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 119 af 12.3.1987 om grænseværdier for luftens indhold af nitrogendioxid er for Danmark fastsat en grænseværdi for nitrogendioxid på 200 µg/m3 med en midlingstid på 1 time (98%-fraktil). Som vejledende grænseværdi er fastsat en værdi på 135 µg/m3, også med en midlingstid på 1 time (98%-fraktil) (Miljøministeriet 1987). Danske virksomheders emissioner reguleres via B-værdier (bidragsværdier)
WHO har i sine seneste vejledende retningslinier (som endnu ikke er publiceret) anbefalet en værdi på 200 µg/m3 som 1-times værdi og 40 µg/m3 som en 1-årsmiddelværdi, begrundet i lette lungefunktionsforandringer hos astmatikere ved et niveau på 365-565 µg/m3 og under brug af en usikkerhedsfaktor på 2 (WHO 1999).
EU har i "Rådets direktiv 1999/30/EF af 22. april 1999 om luftkvalitetsgrænseværdier for svovldioxid, nitrogendioxid og nitrogendioxider, partikler og bly i luften" ved fastsættelse af grænseværdier for nitrogendioxid lagt sig op af WHO’s anbefalinger (EU 1999). Per 1.1.2010 må en årsgrænseværdi for sundhedsbeskyttelse på 40 µg/m3 ikke overskrides og en timegrænseværdi for sundhedsbeskyttelse på 200 µg/m3 må højst overskrides 18 gange per kalenderår. Sidstnævnte er indført for at give plads for enkeltstående helt specielle forhold og evt. målefejl. Direktivet, som er et minimumsdirektiv, skal være implementeret i Danmark senest den 19.7.2001. I direktivet er også fastsat grænseværdier for nitrogenoxider (NOx) af hensyn til beskyttelse af plantevæksten.
2. Befolkningens eksponering2.1 Kilder i DanmarkNitrogenoxider dannes ved alle forbrændingsprocesser ved høj temperatur, som er bruttoreaktioner mellem luftens ilt og kvælstof. Derfor dannes nitrogenoxider både i fyringsanlæg, der anvender gas, olie, kul eller andet brændsel, og i forbrændingsmotorer, diesel- såvel som benzinmotorer. Desuden findes kvælstofforbindelser i visse brændsler, fx kul, som giver anledning til yderligere nitrogenoxiddannelse. Endelig dannes nitrogenoxider ved nogle industrielle processer, fx produktion af kunstgødning. Den helt dominerende kilde til nitrogenoxidforekomsten i danske byer er bilerne; denne kilde har derfor størst sundhedsmæssig betydning. Ser man derimod på den samlede emission, er kraft- og varmeproduktion en væsentlig kilde; dette har betydning for tilførsel af nitrogenforbindelser til økosystemerne.
Fra bilerne emitteres 5-30% af nitrogenoxiderne som NO2 – mest fra dieseldrevne biler. Fra effektive fyringsanlæg emitteres relativt mere NO2.
2.2 NiveauerSom det fremgår af Figur 1 (se nedenfor), har gennemsnitsniveauet af NO2 været næsten konstant, siden regelmæssige målinger begyndte i starten af 1980’erne. For København har der dog været en klar faldende tendens over de sidste 10 år, dog således, at niveauet de sidste par år har været ret konstant. Dette skyldes dels, at emissionen ikke har ændret sig meget i perioden, dels især at ozon-koncentrationen, der som nævnt er bestemmende for dannelse af NO2, har været næsten konstant. I de allerseneste år er der dog tegn på, at NO2-niveauet er begyndt at falde som følge af indførsel af katalysator på alle nye biler siden oktober 1990. Der fremgår også af figuren, at NO-niveauet begyndte at falde tidligere - som følge af katalysatorerne. Endvidere ses det, at NO-niveauet ude på landet er meget lavt, mens NO2-niveauet på landet er 1/4-1/3 af byniveauet.
Figur 1. Udviklingen i luftforureningen med nitrogenoxider på gadestationerne Jagtvej i København, Albanigade i Odense og Vesterbro i Aalborg samt den regionale baggrundsstation i Lille Valby ved Roskilde.
Døgnvariationen for NO i gaderum følger trafikmønsteret med en høj top i myldretiden om morgenen og en noget blødere top i myldretiden om eftermiddagen. Lørdag-søndag har en anden variation i trafikken og dermed i NO-variationen. Dette er i nogen grad også tilfældet for NO2, men da NO2 hovedsagelig er en sekundær forurening, vil disse toppe være noget blødere.
Tabel 1. Resumé af måleresultater fra 1998 fra det landsdækkende luftkvalitets-måleprogram (Kemp og Palmgren 1999).
NO2 (µg/m3)(årsværdier beregnet på grundlag af middeltimeværdier)
Station
Middel
Median
98-perc.
99,8-perc.
Trafikstationer:
København/1257
43
41
90
117
Odense/9155
32
27
82
102
Aalborg/8151
34
30
113
Bybaggrund:
København/1259
24
20
60
86
Odense/9159
19
16
54
72
Aalborg/8159
17
13
81
Landdistrikt:
Lille Valby/2090
11
8
42
Keldsnor/9055
61
Nuv. grænseværdi
-
200
Nye grænseværdier
40
Vejl. værdi
50
135
Da befolkningens eksponering med NO2 især sker i relation til trafikken, skal der ifølge det nye EU direktiv måles både, hvor folk bor og på gadeniveau, og grænseværdierne skal opfyldes begge steder.
De nuværende niveauer af NO2 vil give anledning til overskridelse af de nye EU-grænseværdier (se tabel 1). Det forventes dog, at Danmark som følge af allerede vedtagne tiltag vil kunne overholde grænseværdierne i 2010, når de skal være opfyldt i hele EU.
2.3 EksponeringMennesker udsættes især for NO2-forurening i forbindelse med trafikken. De mest udsatte er mennesker, der bor, arbejder eller af andre grunde opholder sig på og ved trafikerede gader. Da mennesker især færdes på trafikerede gader i myldretiden, hvor koncentrationen af trafikrelateret forurening af samme grund er højest, giver dette anledning til en væsentlig eksponering. Da NO2 hovedsageligt er en sekundær forurening (oxidation af NO - se afsnit 2.1), er der dog ikke så store forskelle i koncentrationen mellem gade og bybaggrund (over hustage eller bag husrækkerne), som der er for de primære forureninger fra trafikken, fx benzen og CO; der er typisk tale om en faktor 2, set i forhold til en faktor 5-10 for benzen og CO.
3. Sundhedsmæssige effekter3.1 Toksikokinetik og virkningsmekanisme (IPCS 1997; Miljøstyrelsen 1997)Raske mennesker, udsat for 545-13500 µg/m3 (0,29-7,2 ppm|1|) NO2, absorberer ca. 80-90% i lungevævet ved normal vejrtrækning. Undersøgelser af voksne astmatikere udsat for 560 µg/m3 (0,3 ppm) har vist en absorption på 70% i hvile, stigende til 87% ved fysisk aktivitet. Størstedelen af NO2 absorberes på overgangen til alveoler (lungevæv).
Metabolismen foregår i lungerne, hvor NO2 omdannes til NO2- eller NO3-, som optages i blodbanen. Halveringstiden er fra få minutter (NO2- ) til en time (NO3-). Hovedparten udskilles i urinen som NO3- .
NO2 påvirker luftvejsforgreningerne og selve lungevævet (alveolerne). Ved udsættelse for NO2 ses slimhindepåvirkning af selve lungevævet med bl.a. betændelsesreaktion og tab af cilier (fimrehår). Herved nedsættes lungernes beskyttelse mod uhensigtsmæssige påvirkninger udefra. Desuden ses nedsat lungefunktion.
I studier, hvor NO2 er undersøgt sammen med andre luftforureningsstoffer, fx ozon og partikler, har NO2 ikke haft interaktive effekter blandt raske.
Miljøstyrelsen (1997) har på baggrund af dyreeksperimentelle data konkluderet, at det vil være rimeligt at betragte irritative effekter ved samtidig udsættelse for NO2 og ozon ved miljømæssige koncentrationer som additive.
3.2 DyreforsøgVed talrige dyreforsøg er fundet bl.a. følgende toksiske effekter ved udsættelse for NO2 (A Committee 1996; Miljøstyrelsen 1997; WHO 1994):
3.3 Kontrollerede humane forsøgKun få af de effekter, der er påvist i dyreforsøg, kan påvises i forsøg med raske mennesker (A Committee 1996, Blomberg et al.1999, WHO 1994).
Korttidsudsættelse for NO2-koncentrationer på 4700 µg/m3 (2,5 ppm) medfører nedsat lungefunktion hos raske; under samtidig fysisk anstrengelse medfører udsættelse for 2800 µg/m3 (1,5 ppm) ligeledes nedsat lungefunktion hos raske. Data er utilstrækkelige til at fastslå et dosis-respons forhold.
Immuniteten hos mennesker er undersøgt ved først at eksponere forsøgspersonen for NO2 (1100 µg/m3 (0,6 ppm) i 3 timer) og derefter foretage skylning af bronkierne, hvorefter de ophentede celler blev inficeret in vitro. Celler fra de NO2-eksponerede viste et ringere immunrespons end kontrolgruppens. Efter samme metode er der målt øget lymfocytaktivitet (hvide blodlegemer) efter NO2-eksponering på 3800 µg/m3 (2 ppm) i 4-6 timer. Dette er vist i flere undersøgelser, men med et begrænset antal forsøgspersoner.
Astmatikere er generelt mere følsomme over for NO2-udsættelse end raske, men der er en betydelig variation også inden for gruppen af astmatikere. Formentlig er nogle astmatikere mere sensible end andre; de færreste studier har inkluderet forsøgspersoner med svær astma.
WHO (1994) konkluderer, at studier af astmatikere, udsat for 380-560 µg/m3 (0,2-0,3 ppm), indikerer en reduktion på ca. 5% i lungefunktion og øget reaktivitet over for bronkokonstriktorer (stoffer, der medfører "sammentrækning" af bronkierne). WHO bruger disse undersøgelser til at fastlægge "laveste effektniveau" (LOAEL) (se afsnit 4.3).
I laboratoriestudier er det vist, at udsættelse for en luftblanding, som indeholder NO2 og SO2 (i realistiske koncentrationer, som kan opnås i tæt trafik) forværrer astma-reaktionen over for allergen. Dette var ikke tilfældet, hvis der blev foretaget allergenprovokation efter ånding fra en atmosfære med luft + NO2 eller luft + SO2 i samme koncentrationer som ved blandingseksponering (Devalia et al. 1994).
3.4 Epidemiologiske undersøgelserUndersøgelser er vanskeliggjort af, at NO2-påvirkningen ikke kan isoleres fra andre luftforureningskomponenter, og af, at den koncentration, som befolkningen har været udsat for, i mange tilfælde er vanskelig at måle (A Committee 1996, EU 1995, Miljøstyrelsen 1997).
Børn: Undersøgelser med indendørs eksposition af børn (fx hjem med gasovn) estimerer en 20%’s stigning i nedre luftvejssygdomme hos børn 5-12 år for hver stigning af NO2-koncentrationen på 30 µg/m3 (0,015 ppm) (2-ugers gennemsnit). Det vides dog ikke, om effekterne skyldes fx det gennemsnitlige niveau eller peak-værdierne.
Skønsmæssigt 5-6 ekstra vagtlægekontakter per døgn vedr. børn kunne i en københavnsk undersøgelse relateres til en stigning i NO2 på 190 µg/m3 (Keiding et al., 1995).
Voksne: De foreliggende epidemiologiske undersøgelser er inkonklusive og behæftet med metodefejl. Det er ikke muligt ud fra disse undersøgelser at sandsynliggøre en sammenhæng mellem NO2 og luftvejslidelser hos voksne.
I et epidemiologisk studie over luftforureningens påvirkning af astmatikere fandtes dog stigende SO2- og NO2-koncentrationer at korrespondere synergistisk med hensyn til det påviste fald i lungefunktion (peak-flow) (Moseholm 1993).
Dette studie sammen med Devalias undersøgelse nævnt ovenfor understreger vigtigheden af i stigende grad at interessere sig for samspilseffekter imellem forskellige luftforureningskilder i stedet for kun at studere effekten af én luftforureningskilde ad gangen. Det er muligt, at der ses synergistiske effekter imellem en række luftforureningskilder, hvilket kan betyde, at de nuværende grænseværdier (effektbestemmelse ved enkeltstof-studier) er for høje.
4. Risikoanalyse4.1 Effekter: kvalitativt og kvantitativtVed de højest forekommende koncentrationer af NO2 i Danmark (ca. 120 µg/m3 som middeltimeværdi) kan man ikke udelukke en øget forekomst af gener fra luftvejene, især hos astmatikere og andre personer med lidelser i luftvejene, de forskellige usikkerheder taget i betragtning. En øget geneforekomst vil især kunne ses ved samtidig forekomst af andre luftforurenende stoffer, især SO2.
Ud fra de foreliggende arbejder og på baggrund af de luftkoncentrationsniveauer, der forligger i Danmark, vurderes det ikke muligt nærmere at kvantitere de sundhedsmæssige effekter hverken hos børn (Stadslægen et al. 1999) eller voksne.
4.2 RisikogrupperBåde børn, astmatikere og personer med kronisk obstruktive lungesygdomme må betragtes som en særlig følsom gruppe.
Ud over grupper med særlig følsomhed er grupper, der er særligt udsatte for NO2-forureningen, også potentielle risikogrupper. Dette inkluderer bl.a. personer, der arbejder eller af anden grund opholder sig i længere tid i miljøer med tæt trafik, fx chauffører, cykelbude, gadehandlere, sportsfolk/motionister og legende børn.
4.3 Grænseværdier, information og varslingGrænseværdierWHO (1999) har som nævnt (se afsnit 1) anbefalet en værdi på 200 µg/m3 som 1-times værdi, begrundet i lette lungefunktionsforandringer hos astmatikere ved et niveau på 365-565 µg/m3, dvs. et såkaldt LOAEL. Der er brugt en usikkerhedsfaktor på 2, dvs. at der ikke er kalkuleret med den grad af beskyttelse, som normalt tilstræbes ved befolkningens udsættelse for miljøfremmede stoffer (hvor der oftest anvendes en usikkerhedsfaktor på 10 eller mere).
Skal der indlægges det sædvanlige sikkerhedsniveau, bør grænseværdien ligge væsentligt lavere end de foreslåede 200 µg/m3, fx 50 µg/m3. Et højt beskyttelsesniveau er bl.a. relevant pga. den tilsyneladende stigning i forekomsten i Danmark af personer med astma.
Desuden foreslår WHO 40 µg/m3 som en 1-årsmiddelværdi, baseret på både udendørs og indendørs eksponering, dog uden at enkelte særlige studier støtter denne værdi. Værdien er imidlertid baseret på behovet for beskyttelse af befolkningen mod kronisk udsættelse i henhold til WHO’s database (EU 1995).
I EU er der i april 1999 vedtaget nye grænseværdier for (bl.a.) NO2 (se afsnit 1). Disse værdier skal være implementeret senest 19.7.2001. Samtidig hermed vil der blive iværksat løbende målinger under det landsdækkende LuftkvalitetsMåleProgram LMP. Da befolkningens eksponering for NO2 især sker i relation til trafikken, skal der ifølge det nye direktiv måles både, hvor folk bor og på gadeniveau, og grænseværdierne skal opfyldes begge steder.
I henhold til EU-direktivet, artikel 10 skal grænseværdien revurderes senest i 2003 (EU 1999).
Information/varslingDanmark skal, når det ny EU-direktiv er implementeret, give offentligheden information om koncentrationen af NO2 i luften i henhold til direktivets krav. Der er i dag allerede information både på DR tekst-TV (side 581) og på Internettet (www.dmu.dk/AtmosphericEnvironment/netw.htm) for udvalgte luftmålestationer. Oplysningerne opdateres sædvanligvis hver 2. time i dagtiden.
Tærskelværdien for forureningsvarsel for nitrogendioxid er i henhold til direktivet 400 µg/m3 over tre på hinanden følgende timer på steder med repræsentativ luftkvalitet. Der skal bl.a. informeres om, hvilke befolkningsgrupper der kan være særligt følsomme og hvilke forholdsregler man kan træffe.
NO2 indgår i det eksisterende nationale smogvarslingssystem. Den aktuelle varslingsgrænse ligger på 350 µg/m3, hvilket er så højt, at denne grænse aldrig har og næppe nogensinde vil blive overskredet i Danmark.
Danmarks Miljøundersøgelser er ved at afprøve et system til forudsigelse af NO2 (og andre forureningskomponenter) 3 dage frem i tiden.
Noter:
|1| 1ppm = 1880 µg/m3; 1mg/m3 = 0,53ppm; 1µg/m3 = 5,32 x10-4 ppm.
Download regeringens strategi over for luftforurening (PDF, 72KB)