Utvärdering av Vaisala luftkvalitetssensor vid E4/E20 Hallunda

Projekt:

Aktiv trafikstyrning för förbättrad luftkvalitet och minskad klimatpåverkan utmed statligt vägnät

Sammanfattning:
Vaisalas sensorer AQT530 mäter ett antal luftföroreningar, däribland partiklar (PM1, PM2.5, PM10) och kvävedioxid (NO2). För att utvärdera deras kvalitet har två sensorer placerats vid väg E4/E20 Södertäljevägen i Hallunda, och data från den 7 februari 2023 – 31 december 2023 har analyserats. Denna motorväg, söder om Stockholm, har över 100 000 fordonspassager om dagen. Vid denna plats mäter SLB analys bland annat ovan nämnda luftföroreningar, med instrument som är likvärdiga referensmetoder (Grimm EDM180 för partiklar, och Environment AC31M-LCD för NO2), och dessa data användes för att utvärdera hur väl sensorerna presterar. Under perioden mars-juni mättes även PM10 med hjälp av en referensprovtagare. Utvärderingen är gjord i tre steg: (1) Vaisala-sensorerna mot varandra, (2) vardera Vaisala-sensor mot SLB’s mätinstrument, samt (3) vardera Vaisala-sensor mot referensprovtagare (PM10). Utöver detta undersöktes även om olika meteorologiska parametrar (temperatur, relativ fuktighet, ozon, och solinstrålning) påverkar sensorernas mätningar.

Sensorerna visade hög samstämmighet mellan varandra, i synnerhet för NO2. För NO2 beräknades determinationskoefficienten (R2) till 0,97 för hela mätperioden. Avvikelsen i halt mellan sensorerna var upp mot 10 %, men visade lite olika värde beroende på årstid. För PM10 visade jämförelsen på ett R2=0,91 under hela perioden, och en genomsnittlig skillnad i halt på 3 %. För PM2.5 var samstämmigheten mellan sensorerna något starkare med R2=0,94 och en genomsnittlig haltskillnad på 2 %. För såväl NO2, PM10 och PM2.5 visade mätningarna alltså att sensorerna hade en hög överensstämmelse mot varandra under hela mätperioden.

De två sensorerna jämfördes också med SLB’s mätinstrument. Även här visar sensorerna en hög grad av samstämmighet, om än inte lika stark som den sensorerna emellan. Mätningarna av PM10 stämde bäst överens, med R2 beräknat till 0,77 och 0,76 för Vaisala 201 respektive Vaisala 205. PM2.5 och NO2-mätningarna gav liknande samstämmighet mellan mätinstrumenten. För NO2 beräknades R2 till 0,71 för Vaisala 201 och 0,65 för Vaisala 205. PM2.5-mätningarna genererade R2=0,65 för Vaisala 201, och R2=0,74 för Vaisala 205. För NO2 visade Vaisala sensorerna sämre överenstämmelse mot SLB’s mätningar under sommaren. Påverkan från meteorologi eller av att halterna var lägre under sommaren kan ha inverkat.

I jämförelsen mellan sensorerna och referensmätningar för PM10, undersöktes halterna i 52 dygn från mars till juni 2023. Det konstaterades att båda Vaisala-sensorerna underskattade halterna och behövde justeras uppåt med faktor 1,27 respektive 1,2 för att överensstämma. Med dessa faktorer landade mätdata på en expanderad osäkerhet på 37 % respektive 40 % vilket innebar att de uppfyllde kraven för indikativa mätningar under den analyserade mätperioden.

Det undersöktes också om meteorologiska parametrar påverkar sensorerna, och om dessa kan förklara skillnaden mellan sensorerna och SLB’s instrument. För NO2 kunde det konstateras att både relativ fuktighet, temperatur, ozonhalten och solinstrålningen påverkade mätningarna. Relativ fuktighet hade det starkaste sambandet. För PM10 kunde slutsatsen dras att relativ fuktighet och temperatur påverkar sensorerna, starkast under maj, men inte under hela perioden.

Länk till publikation i fulltext (pdf-fil, 12 940,1 kB. Öppnas i nytt fönster)

Författare: Anton Josefsson och Michael Norman
Utgivare: SLB-analys
Utgivningsdatum: 2024-02
Diarienummer: TRV 2019/106348
Antal sidor: 57
Språk: Svenska
Kontaktperson: Hung Nguyen, PLa1h
Beställ från: SLB-analys