SlideShare a Scribd company logo
1 of 23
Download to read offline
Source contributions to ambient levels of NO2 & PM in Spain (main focus BCN):
 Sources and strategies to take into account for the improvement of air quality
               X. Querol, A. Alastuey, T. Moreno, M. Viana, J. Pey, M. Pandolfi,
        M.C. Minguillón, N. Pérez, F. Amato, M. Cusack, C. Reche, N. Moreno, J. Targa*




      Institute for Environmental Assessment and Water Research, IDAEA, CSIC
                      Spanish Research Council, Barcelona, Spain
                             xavier.querol@idaea.csic.es
                            * 4sfera Innova, Girona, Spain
    Barcelona, June 17 2010
OUTLINE
   Air Quality: NO2 & PM in Spain
   The problem and the main sources of NO2
   The problem and the main sources of PM
   Main strategies to reduce ambient NO2 & PM
   Conclusions

EVALUATION OF AIR QUALITY (PM & NO2) IN THE
    METROPOLITAN AREA OF BARCELONA

AIR QUALITY IMPROVEMENT GUIDELINES FOR SPAIN
ENVIRONMENTAL STRANDARDS FOR AIR QUALITY: EC


                                                             293 ° , 101,3 kPa
                                                                 K
   Directive 2008/50/CE                                      except PM and metals, Evriron. Cond.

   Hourly                     350 µg/m3 SO2                    24 times per year
   Daily                      125 µg/m  3 SO                     3 times per year
                                             2
   Annual prot. ecos.          20 µg/m3 SO2                    not exceeding annual and mean 1 Oct-31 Mar
   Hourly                      200 µg/m  3 NO                  18 times per year
                                              2
   Annual                       40 µg/m3 NO2                   not exceeding
   Annual prot. vegetation      30 µg/m3 NOx                   (reported as NO2) not exceeding
   Annual                       30 (5) µg/m 3 Benzene          not exceeding
   Mean 8-h max. in a day       10 mg/m3 CO                    not exceeding
   Annual                     500 ng/m  3 Pb                   not exceeding
   Annual                      40 µg/m3 PM10                   not exceeding
   Daily                        50 µg/m3 PM10                  n<35 per year
   Anual                       (25 y 20 (18) µg/m3 PM )        not exceeding
                                                     2.5
   2010-2020                   (reducing 20% PM2.5 triennial for mean of urban background)

   2004/107/CE

   Annual                        6 ng/m3   As                not exceeding
   Annual                       20 ng/m3   Ni                not exceeding
   Annual                        5 ng/m3   Cd                not exceeding
   Annual                        1 ng/m3         α
                                           Benzo[α]pirene    not exceeding

Critical parameters (exceedances)
NO2 LEVELS SPAIN 2006-2008
              120
                                                                                                                                                  120.0
                    Rurales y urbanas, 2006
                                                                                                                                                           Industriales, 2006
                                                                                          Estaciones de tráfico               51%
                                                                                          sub-urbanas y urbanas


               80                                                                                                                                  80.0
NO2 (µg/m )




                                                                                                                                    NO2 (µg/m )
3




                                                                                                                                    3
                                                                                    15%                                                                                                                                                            Urbanas
                                               Urbanas de fondo      4%                                                                                                                                                       Sub-urbanas
                                                                                                                                                                      Rurales y regionales                                                              8%
                     Rurales y regionales     Sub-urbanas                                                                                                             próximas a ciudades                                         6%
                     próximas a ciudades
               40                                                                                                                                  40.0


                    Remotas



                0                                                                                                                                   0.0
                       281 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 23% superan el VLA                                              191 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 4% superan el VLA
              120
                                                                                                                                                  120
                    Rurales y urbanas, 2007
                                                                                                                                                          Industriales, 2007
                                                                                                                              51%




               80                                                               Estaciones de tráfico
                                                                                rurales, sub-urbanas y urbanas                                     80
NO2 (µg/m )




                                                                                                                                    NO2 (µg/m )
3




                                                                                                                                    3
                                  Sub-urbanas y urbanas de fondo                                                                                                                                                                                  Urbanas
                                                                                                                                                                                                                             Sub-urbanas
                                                                       3%                  12%                                                                       Rurales y regionales                                                               10%
                                                                                                                                                                     próximas a ciudades                                         5%
               40                                                                                                                                  40
                      Rurales y regionales
                      próximas a ciudades

                    Remotas



                0                                                                                                                                   0
                       286 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 22% superan el VLA                                             197 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 4% superan el VLA
              120
                                                                                                                                                  120
                    Rurales y urbanas, 2008
                                                                                                                                                          Industriales, 2008
                                                                                                                              41%
                                                                                             Estaciones de tráfico
                                                                                             rurales, sub-urbanas y urbanas

               80                                                                                                                                  80
NO2 (µg/m )




                                                                                                                                    NO2 (µg/m )
3




                                                                                                                                    3




                                                            Urbanas de fondo                                                                                                                                                                      Urbanas
                                                                                                                                                                                                                             Sub-urbanas
                                                                               6%          8%                                                                        Rurales y regionales                                                               3%
                                                                                                                                                                     próximas a ciudades                                          3%
                                             Sub-urbanas
               40                                                                                                                                  40
                      Rurales y regionales
                      próximas a ciudades

                    Remotas



                0                                                                                                                                   0
                       299 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 16% superan el VLA                                             197 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 2% superan el VLA
NO2 MAY-JUNE 2008 (120 PASSIVE DOSIMETRES)




                                             Levels
NO2 MAY-JUNE 2008

  Fabra - Barceloneta




  G.
Lo
                                                                                                               nd
                                                                                                                                re
                                                                                                                                  s




                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                           500
                                                                                                                                                                                                                          1000
                                                                                                                                                                                                                                              1500
                                                                                                                                                                                                                                                            2000
                                                                                                                                                                                                                                                                                      2500
                                                                                                                          R              20
                                                                                                                                om          0   1
                                                                                                                                     a
                                                                                                                       M   02
                                                                                                                                         20
                                                                                                              ad
                                                                                                                   ri d


                                                                                                                                                                                                                                                                                 2379
                                                                                                            Be          20
                                                                                                                           05
                                                                                                                 rlí
                                                                                                                     n
                                                                                                                        20
                                                                                                             M
                                                                                                                i lá 0 6
                                                                                                                     n
                                                                                                          M             2


                                                                                                                                                                                                                                                     1398


                                                                                                                                                                                                                                       1226
                                                                                                             u n 002
                                                                                                                  ic
                                                                                                                     h




                                                                                                                                                                                                                                 797
                                                                                                                        20
                                                                                                            Vi
                                                                                                                en 05
                                                                                                      Ba
                                                                                                         rc          a
                                                                                                            el          20
                                                                                                               o           04
                                                                                                       Bu na
                                                                                                          da            20
                                                                                                               pe          0
                                                                                                                   st 6
                                                                                                                        20
                                                                                                                                                                                                                                 617

                                                                                                           Pr             05
                                                                                                                ag
                                                                                                        Va a 2
                                                                                                            le           0
                                                                                                               n c 04
                                                                                                        Fr          ia
                                                                                                           an           20
                                                                                                                           06
                                                                                                      Es kfu
                                                                                                        to           rt
                                                                                                                        20
                                                                                                                                                                                                                         359




                                                                                                           co
                                                                                                    Ám lm                  05
                                                                                                                    o
                                                                                                        st             20
                                                                                                           er             06
                                                                                                               da
                                                                                                                   m
                                                                                                         Bo             20
                                                                                                              lo           06
                                                                                                                 ni
                                                                                                        H           a
                                                                                                                                                                                                                                                                   Turismos (x1000)




                                                                                                           el           20
                                                                                                              si           05
                                                                                                                 nk
                                                                                                                      i2
                                                                                                   C                     00
                                                                                                     op Os                  4
                                                                                                       en          lo
                                                                                                           ha 2 0
                                                                                                               gu 05




                                         Very high density of vehicles (#/km2)
                                                                                                                    e
                                                                                                                       20
                                                                                                                          05
                                                                                                                                                        139




    Ba
         rc
              el
                 o
                na            0
                                  1
                                                   2
                                                                                 3
                                                                                     4
                                                                                               5
                                                                                                   6
                                                                                                                                7




                     20
           M
              ilá 06
     Va n 2
          le           0
             nc 0 2
                                                                                                       6.1




                  ia
        M            2
           ad 00
                                                                                                                                                                                                                                                                                             WHY SO HIGH NO2?




                ri d 6
       M
                                                                                         2.6




                     20
C          un            05
  op           ic
     en            h
                                                                                     2.3




        ha           20
             gu 05
                 e
                     20
          Vi            05
              en
     Lo            a
         nd 200
              re          4
                  s
         R           20
            om 01
                  a
         Be 2 0 0
               rlí        2
       Bo n 2
           lo         00
   Es         n           6
      to ia 2
                                                                       1.4




         co           00
             lm           5
     Fr          o
        an 200
             kf           6
                                                                                                        Turismos/Km 2 (x1000)




                ur
                    t2
         Pr            00
             a
    Bu ga 5
        da           20
            pe          04
                st
      H              20
        el
 Ám si n 05
                 ki
      st
        er 20 0
            da            4
                 m
                     20
           O            06
               sl
                  o
                     20
                        05
                                                                                                                                                          http://w3.bcn.es/fitxers/mobilitat/dadesbasiques2006.222.pdf




                                      1.0 0.4
NO & NO2 TRENDS 1990-2009
                                          NOx       NO       NO2      %NO2/NOx        % diessel fleet Prov. BCN
       180                                                                                                     70

       160
                                                         Martorell                                            60
       140
                                                                                                              50
       120

       100                                                                                                    40
3
µg/m




                                                                                                                    %
       80                                                                                                     30

       60                       Essen-Ost: Courtesy: Prof. Dr. P. Bruckmann
                                                                                                              20
       40
                                                                                                              10
       20

        0                                                                                                     0
             1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Institute for Internal Combustion Engines and Thermodynamics
                                                                                                                  Courtesy: Prof. Dr. S. Hausberger

                                          Measurements: type approval vs. real world for PC
                                  1.6                                                                                          1.6
                                                                                                                               NO
                                                                         Diesel NEDC                                             NO                        Diesel CADC (hot start)
                                  1.4                                                                                          NO2
                                                                                                                               1.4
                                                                                                                                 NO2
                                  1.2                                                                                          1.2                                                   (2015!!!!!!)
                NOx [g/km]




                                                                                                                  NOx [g/km]
                                  1.0                                                                                          1.0
                                  0.8                                                                                          0.8
                                  0.6                                                                                          0.6
                                  0.4                                                                                          0.4
                                  0.2                                                                                          0.2
                                  0.0                                                                                          0.0
                                             EU 0              EU 1                   EU 2     EU 3        EU 4                EU 5              EU 0    EU 1   EU 2   EU 3   EU 4     EU 5 EU 6

                            NO2 fleet emission factors in urban traffic (share in mileage for AUT)
                                 0 .2 5                                                                           2 .5
                                              P a s s e n g e r c a r s g a s o lin e
                                                                                                      NO2
Passenger cars NO2 [g/km]




                                              P a s s e n g e r c a r s d ie s e l
                                  0 .2        HD V                                                                2                             Total effect of NOx and NO2 fleet emission
                                                                                                                               HDV NO2 [g/km]    reduction may not be sufficient to reach
                                 0 .1 5                                                                           1 .5
                                                                                                                                                NO2 air quality targets near roads with high
                                  0 .1                                                                            1                                      traffic volumes until 2015:
                                 0 .0 5                                                                           0 .5
                                                                                                                                                NON TECHNOLOGICAL MEASURES
                                     0                                                                           0
                                      1990      1995             2000                2005    2010   2015     2020                                       ARE URGENTLY NEEDED
                             I
                                                                                 Y ear
                                                                                                           S. Hausberger: Brussels, 14. April 2010                                            9
PM10 IN SPAIN 2006-2008
                80                                                                                                                                  80
                      Rurales y urbanas, 2006                                                                                                            Industriales, 2006                                                               Urbanas Industriales
                                                                                                                                                                                                      Sub-urbanas industriales
                                                                           Sub-urbanas de tráfico                                                                                                                                                       40%
                                                                                                         Urbanas de tráfico   42%
                60                                                                        35%                                                       60
                                                                                                                                                          Regionales-industriales
                                     Sub-urbanas de fondo                                                                                                                                                          29%
                                                                  Urbanas de fondo                                                                        y próximas a ciudades-industriales
                        Rurales regionales                  9%
                                                                     27%
PM 10 (µg/m )




                                                                                                                                    PM 10 (µg/m )
3




                                                                                                                                    3
                        y próximas a ciudades
                                                                                                                                                             5%                            6%
                40                                                                                                                                  40
                                   4%
                     Remotas



                20                                                                                                                                  20




                 0                                                                                                                                   0
                          268 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 25% superan VLA                                            177 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 24% superan el VLA

                80                                                                                                                                  80
                      Rurales y urbanas, 2007                                                                                                            Industriales, 2007                                                               Urbanas Industriales
                                                                                                                                                                                                      Sub-urbanas industriales
                                                                              Sub-urbanas de tráfico
                                                                                                                              26%
                60                       Sub-urbanas de fondo                                                                                       60
                                                                                           29%                                                            Regionales-industriales                                                21%                    43%
                                                            16%   Urbanas de fondo                                                                        y próximas a ciudades-industriales
                        Rurales regionales                                                               Urbanas de tráfico
                                                                              30%
PM 10 (µg/m )




                                                                                                                                    PM 10 (µg/m )
3




                        y próximas a ciudades




                                                                                                                                    3
                                                                                                                                                                                           2%
                40                                                                                                                                  40
                     Remotas



                20                                                                                                                                  20




                 0                                                                                                                                   0
                          294 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 20% superan VLA                                            175 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 19% superan el VLA

                80                                                                                                                                  80
                      Rurales y urbanas, 2008                                                                                                            Industriales, 2008                                                               Urbanas Industriales
                                                                                                                                                                                                      Sub-urbanas industriales
                                                                                                                              15%
                60                                                              Sub-urbanas de tráfico                                              60
                                                                                                                                                          Regionales-industriales                                                13%                    10%
                                     Sub-urbanas de fondo
                                                                  Urbanas de fondo                                                                        y próximas a ciudades-industriales
                        Rurales regionales                  10%                                          Urbanas de tráfico
                                                                                11%
PM 10 (µg/m )




                                                                                                                                    PM 10 (µg/m )
3




                        y próximas a ciudades                                               21%
                                                                                                                                    3
                                                                                                                                                             13%
                40                                                                                                                                  40
                     Remotas



                20                                                                                                                                  20




                 0                                                                                                                                   0

                          293 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 11% superan VLA                                            188 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 10% superan el VLA
SPECIFIC INDUSTRIAL AREAS WITH PM EXCEEDANCES




             www.ecologistasextremadura.org
PM: A COMMON ORIGIN OF PROBLEMS FOR EU?




                                   Madrid / Barcelona
                                                                                                   Amsterdam
                                               60
                                                                                                          45
                                                         Direct from local




                                                                                                                                   PM10 (µg/m3)
PM10 (µg/m3)




                                                    50   traffic from this   Direct from local
                              45                                                                               40
                                                         street (T)          traffic from this
                                                         40                  street (T)                             35
                                                                                                 Urban background        30


                    15             Urban urbano (FU)
                                   Fondo background
                   Regional background
                   Fondo regional (FR) (RB)                                                Regional background (RB)           10
               8
                   Continental background
                   Fondo continental (FC) (CB)                                             Continental background (CB)
No local C sources
     <3
     3-5
     5-7
     7-10
     10-15
     15-18




                                  10-12 traffic and some industrial
                                   5-10 urban background
                                   3- 4 in rural, regional back.

Maximal dispersion, Trade winds

                                  OM+EC (µg/m3) PM10
                                        Seasonal trend



                                        JFMAMJJASOND
Claudia Mohr et al., 2010, EGU
Montserrat
        16%
        BBOA
         16%
68%      HOA
OOA
                                        29%     7%
                                        OOA     BBOA

         OOA levels close
           Origin???

                                                64%
                                                HOA
                                              Barcelona



                            14
Low re-suspension


      <3
      3-5
      5-7
      7-10
      10-15
      15-18                                                                Influence from Traffic

      >18                   Influence from Traffic




African contribution

                                                     Mineral matter (µg/m3) PM10
                                                             Seasonal trend



                                                            JFMAMJJASOND
unnacounted
     metals                  PM10/PM2.5        Kerbside station
     OC+EC


               µg/m3
     marine
     mineral                                   Urban background
     NH4+
     NO3-                                                                                                                       Helsinki (1)        Helsinki (1)
                                               Rural background                                                                 14/8 µg/m3          25/12 µg/m3
     nmSO42-


                                                                                                           Sweden (3)
                                                              The Netherlands                               10 µg/m3
                                                UK (7)              (6)
                                                35/24                                  Berlin (5)
                                      UK (7)                      25/20 30/20         40/26 µg/m3
                                      25/16              22/14                               Berlin (5)
                                                                                            29/22 µg/m3

                                                                                                                                Krakow (2)
                                                                                                                                100 µg/m3



      Bemantes
                       Spain (12)                  Gent (8)
                                                    24/19
                                                                                                                             Urban dust a major problem
     19/14 µg/m3
                          Llodio                                                                                                    in S. Europe
                       33/24 µg/m3                                Basel (9)
                                                                 28/- µg/m3                      Wien (4)             Illmitz (4)
                                                                                                53/38 µg/m3          24/20 µg/m3
                                                                                                                                    1. Pakkanen et al., (2001)
Las Palmas                                                            Milano (10)                                                   2. Marelli et al., 2006; Putaud et al., 2006
48/18 µg/m3                                                              --/47                                                      3. EC, 2004
                                                                                                                                    4. EC, 2004
                                                                                                                                    5. Abraham et al., 2001
                                                                                                                                    6. Visser et al., 2001
                                                Barcelona                           48/-                                            7. EC, 2004
                               Alcobendas                                                                     28/-
                                               47/28 µg/m3                                                                          8. Viana et al., 2006a
                               29/17 µg/m3
                                                                              Roma (11)             37/-                            9. Röösli et al., 2001
                                                                                                                                    10. Rodriguez et al., 2007
           Huelva
                                                                                                                                    11. Perrino and Allegrini, 2006
         36/19 µg/m3
                                                                                                                                    12. Querol et al., 2004
Preliminary results
                                                   Barri Gòtic and traffic sites
                                                      8 and 4 µg/m3 NH3


NaNO3

Ca(NO3)2
NH4NO3
Major specie (excluding Canary Isl.)


         EMEP



Thermal instability of NH4NO3
                                             NO3- (µg/m3) PM10
      along the year
                                       <1
                                       1-2     Seasonal trend
                                       2-3
                                       3-4
                                       4-5
                                               JFMAMJJASOND
                                       >5
AIR QUALITY: THE PROBLEM OF DUST RE-SUSPENSION
       Amato et al., 2009. Atmos. Environ.

                          Max.                                                PM10                                                 Traffic: 43%
                          Shipping: 3%
                                                                        Industrial, 1.0,
                                                                                              Intrusión
                                                                             2%
                                                Fuel oil, 1.5, 3%                           Sahariana, 1.5,
                                        Marino, 3.5, 8%                                           3%
                                                                                                                   Motores, 9.0,           Fuente: Tesis doctoral
                                                                                                                       20%                   F. Amato CSIC-IJA

                                         Sulfatos, 7.9,
                                                                                                                    Road dust, 6.7,
                                              18%
                                                                                                                         15%
  Dem.-res. (reg.): 20%
                                                          Mineral, 8.8, 20%                      Nitratos , 4.9,
                                                                                                      11%
 Max.                           PM2.5                              Traffic: 46%                   Max.                              PM1                    Traffic: 50%
 Shipping: 4%
                             Industrial, 0.9,
                                                  Intrusión
                                                                                                  Shipping: 5%                     Industrial, 0.5,
                                  3%                                                                                                    3%
                                                Sahariana, 0.9,                                                                                      Intrusión
                                                                                                    Fuel oil, 0.9, 5%
      Fuel oil, 1.3, 4%                                                                                                                            Sahariana, 0.3,
                                                      3%
Marino, 0.9, 3%                                                                              Marino, 0.1, 1%                                             2%
                                                                         Motores, 8.0,
                                                                             27%                                                                                       Motores, 6.3,
                                                                                                                                                                           35%
Sulfatos, 7.8,                                                                             Sulfatos, 6.1,
     27%                                                             Road dust, 2.2,           34%
                                                                          8%                                                                                Road dust, 0.3,
                 Mineral, 2.9, 10%               Nitratos , 4.3,                                              Mineral, 0.2, 1%        Nitratos , 3.0,            2%
                                                      15%                                                                                  17%
                 Demolition-resuspension (reg.): 10%                                                               Demolition-resuspension (reg.): 1%
ROAD SWEEPING AND WASHING: 3 experiments
                                2 in Barcelona, 1 in Madrid
F. Amato PhD, 2010
                                                                                Me
                                                                                  rid
                                                                                     ia n
                                                                                         aA
                                                                                           v.



                                                                                                Glories
                          0     15    30
                      60                   45
                  345




                                                                          v.
                       50
           330                                  60
                       40
     315                                             75




                                                                      A
                        30
    300                  20                           90
                          10




                                                                   ia
   285                      0                         105

   270                                               120

    255
          240                                150
                                                 135             nc
                                                                le
                225                    165
                      210 195
                                180
                                                             Va




                                                                            .
                                                                        l Av
                                                                    a
                                                                  on
                                                               ag
                                                            Di
ROAD SWEEPING AND WASHING: 3 experiments




                                                                                    Rainfall ~ 1 L/m2
              Duration of cleaning effect                                                                                     F. Amato PhD, 2010




                                                                                                           Road cleaning
Dust load mg/m2




                                      Deposition > Emission
                  Rainfall > 3 L/m2




                                                  Deposition = Emission
                                                                                                                             Abating deposition
                                              dDL
                                                  = Dep − f ( DL )
                                               dt

                                                                                                                           Time of recovery
                                                   Time                                                                                   Time of recovery
                                                                                                                                          Deposition abated


                                                       EMISSION RATE           DUST LOAD
                                                          mixed fleet            <10µm
                                                        (mg veh-1 km-1)         (mg m-2)
                                                                                                         Abatement of other emissions (e.g. exhaust,
                                      Barcelona              82**                  8.9*                 demolition/construction) and washing streets in
                                                                                                                large areas will abate deposition

                                         Zürich              27***                 0.7
                                             * Amato et al., (2009) ATM ENV
                                             ** Amato et al., (2010) STOTEN
                                             ***Bukowiecki et al. (2010) ATM ENV
BARCELONA, PM10, PM2.5 & PM1 TRENDS




                                                                                                                                                                                       Mean traffic flow in the acces roads to Barcelona
                                                                                                                                                                                                                                                                 1.240.000
                         60
                                                                                                                                                                                                                                                                 1.220.000
                                                                                     Total            without NAF
                         50                                                                                                                                                                                                                                      1.200.000




                                                                                                                                                                                                    (mean for working days)
                                                                                                                                                                                                                                                                 1.180.000
                         40
         PM10 (µg/m )
       3




                                                                                                                                                                                                                                                                 1.160.000

                         30                                                                                                                                                                                                                                      1.140.000


                                                                           1.000.000                                                                                                                                                                             1.120.000
                         20
                                                                                                                                                                                                                                                                 1.100.000
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    -8% 2007-2009
                         10                                                 980.000                                                                                                                                                                              1.080.000                                  Ajuntament de Barcelona
                                                                                                                                                                                                                                                                 1.060.000
                             0                                                                                                                                                                                                                                                1999    2000   2001   2002     2003   2004    2005      2006    2007    2008   2009

                        30            1999    2000                       960.000 2003
                                                                      2001  2002               2004    2005   2006    2007   2008     2009                                                                                                                         380000


                                                                                                                                                                                                                                                                   360000
                                                    N vehicles/year




                        25                                                  940.000                                                                                                                                                                                340000            AENA




                                                                                                                                                                                                 Traffic: Barcelona airport
                        20                                                                                                                                                                                                                                         320000
     PM2.5 (µg/m3)




                                                                            920.000
                                                                                                                                                                                                                                                                   300000
                        15
                                                                                                                                                                                                                                                                   280000
                                                                            900.000
                        10                                                                                                                                                                                                                                         260000



                                                                            880.000
                                                                                                                                                                                                                                                                   240000                                             -21% 2007-2009
                         5                                                                                                                      Ajuntament de Barcelona
                                                                                                                                                       220000


                         0                                                  860.000                                                                                                                                                                                200000
                                                                                                                                                                                                                                                                              1999    2000   2001    2002    2003    2004    2005      2006    2007   2008    2009
                                      1999   2000                     Vehicle2002 2003
                                                                      2001    fleet/25000      2004    2005 Diesel
                                                                                                          % 2006      2007   2008     2009     55
                        25   1




                                                                                                                                                                                                                                                                  14.000



                                                                                                                                                    % Diesel and N of vehicle fleet*
                                                                            840.000                                                                                                                                                                               13.500
                                                                                                                                               45
                                                                                                                                                                                                                                                                                     -17% 2006 2007
                                                                                                                                                                                                                                                                                          2007-2009
                             1




                        20                                                                   1999      2000          2001     2002             2003                                                                                                         2004                2005                                2008            2009
                                                                                                                                                                                                                                   Tarffic: Barcelona harbours
                                                                                                                                                                                                                                                                  13.000
                             1


                                                                                                                                               35
                                                                                                                                                                                                                                                                                      Port de Barcelona
PM1 (µg/m3)




                                                                                                                                                                                                                                                                  12.500
                        15
                             1


                                                                                                                                               25                                                                                                                 12.000


                        10                                                                                                                                                                                                                                        11.500
                                 0


                                                                                                                                               15
                                                                                                                                                                                                                                                                  11.000
                        5        0


                                                                                                                                               5                                                                                                                  10.500


                                                                                                                                                                                                                                                                  10.000
                        0        0




                                       1       2                       3        4       5       6       7       8      9      1   0    1   1
                                                                                                                                               -5                                                                                                                            1999     2000   2001   2002    2003    2004    2005      2006    2007    2008   2009
                                     1999    2000            2001             2002     2003   2004    2005    2006    2007   2008     2009
BARCELONA, PM10, source apportionmentvtrends
               PM 10 Aged marine aerosols
          35
                 2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009
          30

          25
µg m-3




          20

          15

          10

          5                                                                                    0.70
          0

                PM10Primary road traffic                                                       0.60
          35
                 2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009
          30
                                                                                               0.50                                                                  Data
          25

                                                                                                                                                                     Sen's estimate
 µg m-3




          20
                                                                                               0.40
          15
                                                                                                                                                                     99 % conf. min
          10
                                                                                               0.30                                                                  99 % conf. max




                                                                                         Cd
           5

           0                                                                                                                                                         95 % conf. min
                                                                                               0.20
                                                                                                                                                                     95 % conf. max
          90
                  PM10 Mineral matter                                                          0.10                                                                  Residual
          80     2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009
          70                                                                                   0.00
          60
                                                                                                  2002    2003    2004    2005   2006   2007   2008   2009   2010
 µg m-3




          50
          40
                                                                                              -0.10
          30
          20                                                                                  -0.20
          10
           0                                                                                                                     Year
                PM10 Ammonium nitrate
          60
                 2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009
          50

          40
µg m-3




          30

          20
                                                                                               10.00
          10

           0

               PM 10 Fuel oil + ammonium sulphate                                               8.00
          35

          30
                 2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009                                                                              Data
          25
                                                                                                6.00                                                                Sen's estimate
 µg m-3




          20
                                                                                                                                                                    99 % conf. min
          15
                                                                                                                                                                    99 % conf. max
                                                                                          Sb
          10
                                                                                                4.00
           5                                                                                                                                                        95 % conf. min
           0                                                                                                                                                        95 % conf. max
          25
                PM 10 Industrial emissions                                                      2.00                                                                Residual
                 2003                2004           2005   2006     2007   2008   2009
          20


          15                                                                                    0.00
µg m-3




          10                                                                                       2002    2003    2004   2005   2006   2007   2008   2009   2010
           5                                                                                    -2.00
           0                                                                                                                     Year
CONCLUSIONS
•   Limit and target values of NO2, PM10 & PM2.5 are exceeded, specially in areas with high
    road traffic loads. A few specific industrial hotspots register also exceedances.
•   The climate and urban architecture of Spanish cities favor accumulation of pollutants and
    consequently special measures are needed.
                                             NO2
•    Drastic measures are needed to solve the problem. High traffic density, very high
    dieselization (a high proportion are new!!), high NO2 emissions of new diesel cars are
    causing this problem.
•    Non technological road traffic measures (reducing the number of cars in the city
    centre) are required for NO2.
                                               PM10
•   Mineral matter (road and construction dust), carbonaceous PM (exhaust) and nitrate
    (exhaust reacting with ammonia) are the target components to abate.
•   Drastic and non technological traffic measures are also required for PM.
•   In addition to Euro standards and SCRT in buses (TMB), control of construction
    emissions (works and transport of powdered material), urban ammonia, and road dust
    cleaning over large areas, are the most needed PM abatement measures.
•   There are still uncertainties on the origin of secondary organic aerosol (a large fraction of
    the carbonaceous material).
                    Thank you very much for your attention !
                         xavier.querol@idaea.csic.es

More Related Content

More from Medi Ambient. Generalitat de Catalunya

Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics.
Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics. Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics.
Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics. Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica.
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica. Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica.
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica. Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes Emissions
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes EmissionsEines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes Emissions
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes EmissionsMedi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...Medi Ambient. Generalitat de Catalunya
 

More from Medi Ambient. Generalitat de Catalunya (20)

Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics.
Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics. Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics.
Reptes i incerteses en l’assoliment del bon estat dels sistemes aquàtics.
 
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica.
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica. Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica.
Eines per a la gestió de la qualitat de l'aire: la modelització atmosfèrica.
 
Educació Ambiental: repensant el camí cap a la sostenibilitat
Educació Ambiental: repensant el camí cap a la sostenibilitat Educació Ambiental: repensant el camí cap a la sostenibilitat
Educació Ambiental: repensant el camí cap a la sostenibilitat
 
Canvi climàtic
Canvi climàticCanvi climàtic
Canvi climàtic
 
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...
El sòl com proveïdor clau de serveis ecosistèmics i la seva integració en l’a...
 
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...
Procés de participació ciutadana per redactar els estatuts de l'Agència de la...
 
Convocatòria Subvencions Zones de Baixes Emissions
Convocatòria Subvencions Zones de Baixes EmissionsConvocatòria Subvencions Zones de Baixes Emissions
Convocatòria Subvencions Zones de Baixes Emissions
 
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes Emissions
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes EmissionsEines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes Emissions
Eines de suport per a la implantació i gestió de les Zones de Baixes Emissions
 
Regulació jurídica de les Zones de Baixes Emissions
Regulació jurídica de les Zones de Baixes EmissionsRegulació jurídica de les Zones de Baixes Emissions
Regulació jurídica de les Zones de Baixes Emissions
 
Experiència de gestió ZBE Rondes i equipaments tecnològics
Experiència de gestió ZBE Rondes i equipaments tecnològicsExperiència de gestió ZBE Rondes i equipaments tecnològics
Experiència de gestió ZBE Rondes i equipaments tecnològics
 
Zona Baixes Emissions Rondes Barcelona
Zona Baixes Emissions Rondes BarcelonaZona Baixes Emissions Rondes Barcelona
Zona Baixes Emissions Rondes Barcelona
 
Contaminació per ozó troposfèric a Espanya
Contaminació per ozó troposfèric a EspanyaContaminació per ozó troposfèric a Espanya
Contaminació per ozó troposfèric a Espanya
 
Campanya de l’ozó troposfèric a Catalunya 2022
Campanya de l’ozó troposfèric a Catalunya 2022Campanya de l’ozó troposfèric a Catalunya 2022
Campanya de l’ozó troposfèric a Catalunya 2022
 
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...
Tecnogirl: fomentant les vocacions tecnològiques i la sostenibilitat amb pers...
 
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...
Experiències del Centre de Documentació en actuacions sobre perspectiva de gè...
 
Exposició invisibles i ocultes.
Exposició invisibles i ocultes. Exposició invisibles i ocultes.
Exposició invisibles i ocultes.
 
Autoritats UB amb perspectiva de gènere.
Autoritats UB amb perspectiva de gènere. Autoritats UB amb perspectiva de gènere.
Autoritats UB amb perspectiva de gènere.
 
Exploratori dels Recursos de la Natura.
Exploratori dels Recursos de la Natura. Exploratori dels Recursos de la Natura.
Exploratori dels Recursos de la Natura.
 
Novetats de la xarxa catalana DocAmbCat.
Novetats de la xarxa catalana DocAmbCat.  Novetats de la xarxa catalana DocAmbCat.
Novetats de la xarxa catalana DocAmbCat.
 
Projecte sobre dones divulgadores.
Projecte sobre dones divulgadores. Projecte sobre dones divulgadores.
Projecte sobre dones divulgadores.
 

Xavier Querol - (Contribució de fonts a NO2 i PM a Espanya principalment Barcelona: fonts i estratègies a tenir en compte per millorar la qualitat de l’aire)

  • 1. Source contributions to ambient levels of NO2 & PM in Spain (main focus BCN): Sources and strategies to take into account for the improvement of air quality X. Querol, A. Alastuey, T. Moreno, M. Viana, J. Pey, M. Pandolfi, M.C. Minguillón, N. Pérez, F. Amato, M. Cusack, C. Reche, N. Moreno, J. Targa* Institute for Environmental Assessment and Water Research, IDAEA, CSIC Spanish Research Council, Barcelona, Spain xavier.querol@idaea.csic.es * 4sfera Innova, Girona, Spain Barcelona, June 17 2010
  • 2. OUTLINE Air Quality: NO2 & PM in Spain The problem and the main sources of NO2 The problem and the main sources of PM Main strategies to reduce ambient NO2 & PM Conclusions EVALUATION OF AIR QUALITY (PM & NO2) IN THE METROPOLITAN AREA OF BARCELONA AIR QUALITY IMPROVEMENT GUIDELINES FOR SPAIN
  • 3. ENVIRONMENTAL STRANDARDS FOR AIR QUALITY: EC 293 ° , 101,3 kPa K Directive 2008/50/CE except PM and metals, Evriron. Cond. Hourly 350 µg/m3 SO2 24 times per year Daily 125 µg/m 3 SO 3 times per year 2 Annual prot. ecos. 20 µg/m3 SO2 not exceeding annual and mean 1 Oct-31 Mar Hourly 200 µg/m 3 NO 18 times per year 2 Annual 40 µg/m3 NO2 not exceeding Annual prot. vegetation 30 µg/m3 NOx (reported as NO2) not exceeding Annual 30 (5) µg/m 3 Benzene not exceeding Mean 8-h max. in a day 10 mg/m3 CO not exceeding Annual 500 ng/m 3 Pb not exceeding Annual 40 µg/m3 PM10 not exceeding Daily 50 µg/m3 PM10 n<35 per year Anual (25 y 20 (18) µg/m3 PM ) not exceeding 2.5 2010-2020 (reducing 20% PM2.5 triennial for mean of urban background) 2004/107/CE Annual 6 ng/m3 As not exceeding Annual 20 ng/m3 Ni not exceeding Annual 5 ng/m3 Cd not exceeding Annual 1 ng/m3 α Benzo[α]pirene not exceeding Critical parameters (exceedances)
  • 4. NO2 LEVELS SPAIN 2006-2008 120 120.0 Rurales y urbanas, 2006 Industriales, 2006 Estaciones de tráfico 51% sub-urbanas y urbanas 80 80.0 NO2 (µg/m ) NO2 (µg/m ) 3 3 15% Urbanas Urbanas de fondo 4% Sub-urbanas Rurales y regionales 8% Rurales y regionales Sub-urbanas próximas a ciudades 6% próximas a ciudades 40 40.0 Remotas 0 0.0 281 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 23% superan el VLA 191 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 4% superan el VLA 120 120 Rurales y urbanas, 2007 Industriales, 2007 51% 80 Estaciones de tráfico rurales, sub-urbanas y urbanas 80 NO2 (µg/m ) NO2 (µg/m ) 3 3 Sub-urbanas y urbanas de fondo Urbanas Sub-urbanas 3% 12% Rurales y regionales 10% próximas a ciudades 5% 40 40 Rurales y regionales próximas a ciudades Remotas 0 0 286 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 22% superan el VLA 197 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 4% superan el VLA 120 120 Rurales y urbanas, 2008 Industriales, 2008 41% Estaciones de tráfico rurales, sub-urbanas y urbanas 80 80 NO2 (µg/m ) NO2 (µg/m ) 3 3 Urbanas de fondo Urbanas Sub-urbanas 6% 8% Rurales y regionales 3% próximas a ciudades 3% Sub-urbanas 40 40 Rurales y regionales próximas a ciudades Remotas 0 0 299 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 16% superan el VLA 197 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 2% superan el VLA
  • 5. NO2 MAY-JUNE 2008 (120 PASSIVE DOSIMETRES) Levels
  • 6. NO2 MAY-JUNE 2008 Fabra - Barceloneta G.
  • 7. Lo nd re s 0 500 1000 1500 2000 2500 R 20 om 0 1 a M 02 20 ad ri d 2379 Be 20 05 rlí n 20 M i lá 0 6 n M 2 1398 1226 u n 002 ic h 797 20 Vi en 05 Ba rc a el 20 o 04 Bu na da 20 pe 0 st 6 20 617 Pr 05 ag Va a 2 le 0 n c 04 Fr ia an 20 06 Es kfu to rt 20 359 co Ám lm 05 o st 20 er 06 da m Bo 20 lo 06 ni H a Turismos (x1000) el 20 si 05 nk i2 C 00 op Os 4 en lo ha 2 0 gu 05 Very high density of vehicles (#/km2) e 20 05 139 Ba rc el o na 0 1 2 3 4 5 6 7 20 M ilá 06 Va n 2 le 0 nc 0 2 6.1 ia M 2 ad 00 WHY SO HIGH NO2? ri d 6 M 2.6 20 C un 05 op ic en h 2.3 ha 20 gu 05 e 20 Vi 05 en Lo a nd 200 re 4 s R 20 om 01 a Be 2 0 0 rlí 2 Bo n 2 lo 00 Es n 6 to ia 2 1.4 co 00 lm 5 Fr o an 200 kf 6 Turismos/Km 2 (x1000) ur t2 Pr 00 a Bu ga 5 da 20 pe 04 st H 20 el Ám si n 05 ki st er 20 0 da 4 m 20 O 06 sl o 20 05 http://w3.bcn.es/fitxers/mobilitat/dadesbasiques2006.222.pdf 1.0 0.4
  • 8. NO & NO2 TRENDS 1990-2009 NOx NO NO2 %NO2/NOx % diessel fleet Prov. BCN 180 70 160 Martorell 60 140 50 120 100 40 3 µg/m % 80 30 60 Essen-Ost: Courtesy: Prof. Dr. P. Bruckmann 20 40 10 20 0 0 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
  • 9. Institute for Internal Combustion Engines and Thermodynamics Courtesy: Prof. Dr. S. Hausberger Measurements: type approval vs. real world for PC 1.6 1.6 NO Diesel NEDC NO Diesel CADC (hot start) 1.4 NO2 1.4 NO2 1.2 1.2 (2015!!!!!!) NOx [g/km] NOx [g/km] 1.0 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 EU 0 EU 1 EU 2 EU 3 EU 4 EU 5 EU 0 EU 1 EU 2 EU 3 EU 4 EU 5 EU 6 NO2 fleet emission factors in urban traffic (share in mileage for AUT) 0 .2 5 2 .5 P a s s e n g e r c a r s g a s o lin e NO2 Passenger cars NO2 [g/km] P a s s e n g e r c a r s d ie s e l 0 .2 HD V 2 Total effect of NOx and NO2 fleet emission HDV NO2 [g/km] reduction may not be sufficient to reach 0 .1 5 1 .5 NO2 air quality targets near roads with high 0 .1 1 traffic volumes until 2015: 0 .0 5 0 .5 NON TECHNOLOGICAL MEASURES 0 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 ARE URGENTLY NEEDED I Y ear S. Hausberger: Brussels, 14. April 2010 9
  • 10. PM10 IN SPAIN 2006-2008 80 80 Rurales y urbanas, 2006 Industriales, 2006 Urbanas Industriales Sub-urbanas industriales Sub-urbanas de tráfico 40% Urbanas de tráfico 42% 60 35% 60 Regionales-industriales Sub-urbanas de fondo 29% Urbanas de fondo y próximas a ciudades-industriales Rurales regionales 9% 27% PM 10 (µg/m ) PM 10 (µg/m ) 3 3 y próximas a ciudades 5% 6% 40 40 4% Remotas 20 20 0 0 268 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 25% superan VLA 177 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2006), 24% superan el VLA 80 80 Rurales y urbanas, 2007 Industriales, 2007 Urbanas Industriales Sub-urbanas industriales Sub-urbanas de tráfico 26% 60 Sub-urbanas de fondo 60 29% Regionales-industriales 21% 43% 16% Urbanas de fondo y próximas a ciudades-industriales Rurales regionales Urbanas de tráfico 30% PM 10 (µg/m ) PM 10 (µg/m ) 3 y próximas a ciudades 3 2% 40 40 Remotas 20 20 0 0 294 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 20% superan VLA 175 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2007), 19% superan el VLA 80 80 Rurales y urbanas, 2008 Industriales, 2008 Urbanas Industriales Sub-urbanas industriales 15% 60 Sub-urbanas de tráfico 60 Regionales-industriales 13% 10% Sub-urbanas de fondo Urbanas de fondo y próximas a ciudades-industriales Rurales regionales 10% Urbanas de tráfico 11% PM 10 (µg/m ) PM 10 (µg/m ) 3 y próximas a ciudades 21% 3 13% 40 40 Remotas 20 20 0 0 293 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 11% superan VLA 188 estaciones de vigilancia y control calidad del aire (España 2008), 10% superan el VLA
  • 11. SPECIFIC INDUSTRIAL AREAS WITH PM EXCEEDANCES www.ecologistasextremadura.org
  • 12. PM: A COMMON ORIGIN OF PROBLEMS FOR EU? Madrid / Barcelona Amsterdam 60 45 Direct from local PM10 (µg/m3) PM10 (µg/m3) 50 traffic from this Direct from local 45 40 street (T) traffic from this 40 street (T) 35 Urban background 30 15 Urban urbano (FU) Fondo background Regional background Fondo regional (FR) (RB) Regional background (RB) 10 8 Continental background Fondo continental (FC) (CB) Continental background (CB)
  • 13. No local C sources <3 3-5 5-7 7-10 10-15 15-18 10-12 traffic and some industrial 5-10 urban background 3- 4 in rural, regional back. Maximal dispersion, Trade winds OM+EC (µg/m3) PM10 Seasonal trend JFMAMJJASOND
  • 14. Claudia Mohr et al., 2010, EGU Montserrat 16% BBOA 16% 68% HOA OOA 29% 7% OOA BBOA OOA levels close Origin??? 64% HOA Barcelona 14
  • 15. Low re-suspension <3 3-5 5-7 7-10 10-15 15-18 Influence from Traffic >18 Influence from Traffic African contribution Mineral matter (µg/m3) PM10 Seasonal trend JFMAMJJASOND
  • 16. unnacounted metals PM10/PM2.5 Kerbside station OC+EC µg/m3 marine mineral Urban background NH4+ NO3- Helsinki (1) Helsinki (1) Rural background 14/8 µg/m3 25/12 µg/m3 nmSO42- Sweden (3) The Netherlands 10 µg/m3 UK (7) (6) 35/24 Berlin (5) UK (7) 25/20 30/20 40/26 µg/m3 25/16 22/14 Berlin (5) 29/22 µg/m3 Krakow (2) 100 µg/m3 Bemantes Spain (12) Gent (8) 24/19 Urban dust a major problem 19/14 µg/m3 Llodio in S. Europe 33/24 µg/m3 Basel (9) 28/- µg/m3 Wien (4) Illmitz (4) 53/38 µg/m3 24/20 µg/m3 1. Pakkanen et al., (2001) Las Palmas Milano (10) 2. Marelli et al., 2006; Putaud et al., 2006 48/18 µg/m3 --/47 3. EC, 2004 4. EC, 2004 5. Abraham et al., 2001 6. Visser et al., 2001 Barcelona 48/- 7. EC, 2004 Alcobendas 28/- 47/28 µg/m3 8. Viana et al., 2006a 29/17 µg/m3 Roma (11) 37/- 9. Röösli et al., 2001 10. Rodriguez et al., 2007 Huelva 11. Perrino and Allegrini, 2006 36/19 µg/m3 12. Querol et al., 2004
  • 17. Preliminary results Barri Gòtic and traffic sites 8 and 4 µg/m3 NH3 NaNO3 Ca(NO3)2 NH4NO3 Major specie (excluding Canary Isl.) EMEP Thermal instability of NH4NO3 NO3- (µg/m3) PM10 along the year <1 1-2 Seasonal trend 2-3 3-4 4-5 JFMAMJJASOND >5
  • 18. AIR QUALITY: THE PROBLEM OF DUST RE-SUSPENSION Amato et al., 2009. Atmos. Environ. Max. PM10 Traffic: 43% Shipping: 3% Industrial, 1.0, Intrusión 2% Fuel oil, 1.5, 3% Sahariana, 1.5, Marino, 3.5, 8% 3% Motores, 9.0, Fuente: Tesis doctoral 20% F. Amato CSIC-IJA Sulfatos, 7.9, Road dust, 6.7, 18% 15% Dem.-res. (reg.): 20% Mineral, 8.8, 20% Nitratos , 4.9, 11% Max. PM2.5 Traffic: 46% Max. PM1 Traffic: 50% Shipping: 4% Industrial, 0.9, Intrusión Shipping: 5% Industrial, 0.5, 3% 3% Sahariana, 0.9, Intrusión Fuel oil, 0.9, 5% Fuel oil, 1.3, 4% Sahariana, 0.3, 3% Marino, 0.9, 3% Marino, 0.1, 1% 2% Motores, 8.0, 27% Motores, 6.3, 35% Sulfatos, 7.8, Sulfatos, 6.1, 27% Road dust, 2.2, 34% 8% Road dust, 0.3, Mineral, 2.9, 10% Nitratos , 4.3, Mineral, 0.2, 1% Nitratos , 3.0, 2% 15% 17% Demolition-resuspension (reg.): 10% Demolition-resuspension (reg.): 1%
  • 19. ROAD SWEEPING AND WASHING: 3 experiments 2 in Barcelona, 1 in Madrid F. Amato PhD, 2010 Me rid ia n aA v. Glories 0 15 30 60 45 345 v. 50 330 60 40 315 75 A 30 300 20 90 10 ia 285 0 105 270 120 255 240 150 135 nc le 225 165 210 195 180 Va . l Av a on ag Di
  • 20. ROAD SWEEPING AND WASHING: 3 experiments Rainfall ~ 1 L/m2 Duration of cleaning effect F. Amato PhD, 2010 Road cleaning Dust load mg/m2 Deposition > Emission Rainfall > 3 L/m2 Deposition = Emission Abating deposition dDL = Dep − f ( DL ) dt Time of recovery Time Time of recovery Deposition abated EMISSION RATE DUST LOAD mixed fleet <10µm (mg veh-1 km-1) (mg m-2) Abatement of other emissions (e.g. exhaust, Barcelona 82** 8.9* demolition/construction) and washing streets in large areas will abate deposition Zürich 27*** 0.7 * Amato et al., (2009) ATM ENV ** Amato et al., (2010) STOTEN ***Bukowiecki et al. (2010) ATM ENV
  • 21. BARCELONA, PM10, PM2.5 & PM1 TRENDS Mean traffic flow in the acces roads to Barcelona 1.240.000 60 1.220.000 Total without NAF 50 1.200.000 (mean for working days) 1.180.000 40 PM10 (µg/m ) 3 1.160.000 30 1.140.000 1.000.000 1.120.000 20 1.100.000 -8% 2007-2009 10 980.000 1.080.000 Ajuntament de Barcelona 1.060.000 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 30 1999 2000 960.000 2003 2001 2002 2004 2005 2006 2007 2008 2009 380000 360000 N vehicles/year 25 940.000 340000 AENA Traffic: Barcelona airport 20 320000 PM2.5 (µg/m3) 920.000 300000 15 280000 900.000 10 260000 880.000 240000 -21% 2007-2009 5 Ajuntament de Barcelona 220000 0 860.000 200000 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 1999 2000 Vehicle2002 2003 2001 fleet/25000 2004 2005 Diesel % 2006 2007 2008 2009 55 25 1 14.000 % Diesel and N of vehicle fleet* 840.000 13.500 45 -17% 2006 2007 2007-2009 1 20 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2008 2009 Tarffic: Barcelona harbours 13.000 1 35 Port de Barcelona PM1 (µg/m3) 12.500 15 1 25 12.000 10 11.500 0 15 11.000 5 0 5 10.500 10.000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 -5 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
  • 22. BARCELONA, PM10, source apportionmentvtrends PM 10 Aged marine aerosols 35 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 30 25 µg m-3 20 15 10 5 0.70 0 PM10Primary road traffic 0.60 35 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 30 0.50 Data 25 Sen's estimate µg m-3 20 0.40 15 99 % conf. min 10 0.30 99 % conf. max Cd 5 0 95 % conf. min 0.20 95 % conf. max 90 PM10 Mineral matter 0.10 Residual 80 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 70 0.00 60 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 µg m-3 50 40 -0.10 30 20 -0.20 10 0 Year PM10 Ammonium nitrate 60 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 50 40 µg m-3 30 20 10.00 10 0 PM 10 Fuel oil + ammonium sulphate 8.00 35 30 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Data 25 6.00 Sen's estimate µg m-3 20 99 % conf. min 15 99 % conf. max Sb 10 4.00 5 95 % conf. min 0 95 % conf. max 25 PM 10 Industrial emissions 2.00 Residual 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20 15 0.00 µg m-3 10 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 5 -2.00 0 Year
  • 23. CONCLUSIONS • Limit and target values of NO2, PM10 & PM2.5 are exceeded, specially in areas with high road traffic loads. A few specific industrial hotspots register also exceedances. • The climate and urban architecture of Spanish cities favor accumulation of pollutants and consequently special measures are needed. NO2 • Drastic measures are needed to solve the problem. High traffic density, very high dieselization (a high proportion are new!!), high NO2 emissions of new diesel cars are causing this problem. • Non technological road traffic measures (reducing the number of cars in the city centre) are required for NO2. PM10 • Mineral matter (road and construction dust), carbonaceous PM (exhaust) and nitrate (exhaust reacting with ammonia) are the target components to abate. • Drastic and non technological traffic measures are also required for PM. • In addition to Euro standards and SCRT in buses (TMB), control of construction emissions (works and transport of powdered material), urban ammonia, and road dust cleaning over large areas, are the most needed PM abatement measures. • There are still uncertainties on the origin of secondary organic aerosol (a large fraction of the carbonaceous material). Thank you very much for your attention ! xavier.querol@idaea.csic.es