Bland annat för att förbättra förbindelserna mellan de norra och södra länsdelarna och öka framkomligheten på infartsleder mot Stockholm planeras en 21 km lång förbifart i nord-sydlig sträckning, varav cirka 18 km planerad gå i tunnel. Denna nya led, Förbifart Stockholm, förväntas ge förutsättningar för utveckling och minska trafikbelastningen i områdets centrala delar. Samtidigt visar tidigare analyser att de som kommer att färdas i tunneln kan bli utsatta för höga koncentrationer av trafikföroreningar. Denna rapport redovisar resultat av forskning som är beställd och finansierad av Trafikverket.

För att styra luftkvaliteten i den planerade tunneln har användandet av riktvärden för luftföroreningshalten i tunneln föreslagits, och ett preliminärt förslag från Trafikverket presenterats vid olika möten. Denna studie syftar till att bedöma de potentiella hälsokonsekvenserna som kan förväntas med olikt strängt riktvärde för trafikföroreningar indikerat med halten av kvävoxider, NOx, (1000, 2000, 3000 och 4000 mikrogram/m3 som maximalt timmedelvärde för tunnelsystemet).

Exponeringen från tunnelpassager uppskattas baserat på de årliga genomsnittliga NOX-halterna i tunneln, tillbringat tid i tunneln och antal trafikanter. I underlaget beräknas halterna för olikadelar av tunneln och olika tid på dygnet. Hälsokonsekvenserna av förändrad exponering har beräknats med etablerade metoder och beräkningsprogrammet AirQ Plus utvecklat av WHO.

På grund av stora trafikflöden och ekonomiska/tekniska begränsningar för ventilationen kan luftföroreningskoncentrationerna i tunneln bli mycket högre än i andra trafikmiljöer. Med minimal ventilation och maximala trafikmängder under rusningstid kan timmedelvärdet för NOx bli till 3500 mikrogram/m3 och även när maximal ventilation skulle tillämpas, beräknas årsmedelvärdet av dygnets högsta timmedelvärde längs en länk i tunneln bli 1789 mikrogram/m3. Således är det i princip omöjligt att klara riktvärdet 1000 mikrogram/m3 överallt i tunnelsystemet. Exponeringen skulle bli lägst vid maximal ventilation, vilket beräknas resultera i 22,2 (95% konfidensintervall: 16.8-30.1) förtida dödsfall per år, motsvarande 480,4 (95% KI: 364,1-650,6) förlorade levnadsår (förutsatt att resenärerna utgörs av åldersgruppen 30-74 år). Om riktvärdet skulle vara 2000 mikrogram/m3, beräknas exponeringen med samma åldersgrupp resultera i 35,2 (95% KI: 26,7-47,6) förtida dödsfall per år, motsvarande med 760.9 (95% KI: 480,4-650,6) förlorade levnadsår.

Bland olika tunnellänkar beräknas den största exponeringen på länk 5N, där 28,6-37,2% (beroende på riktvärdesscenario) av de totala hälsokonsekvenserna kan genereras. Länken 3N har hög NOX-koncentration, stort antal passagerare och lång exponeringstid. För de separata länkarna kan skillnaderna i exponering mellan riktvärdesscenarier också i hög grad variera beroende på möjligheten att ventilera: medan skillnaderna vara stora för länk 5N, var de ganska små för länk 7N.

Om vi jämför dessa resultat med tidigare beräknad positiv effekt på lokalbefolkningens hälsa beroende på minskad exponering för luftföroreningar (årligen förväntas 23,7 (95% KI: 17,7-32,3) färre förtida dödsfall), är det endast med de mest gynnsamma antagandena såsom färre äldre personer som använder tunneln och med nu beräknad maximal ventilation som tunneln kan ge mindre hälsoeffekter jämfört med alternativet trafik ovan jord längs E4. I alla andra fall förväntas hälsoeffekterna med tunneln i Förbifart Stockholm totalt bli högre. Exponeringen i tunneln väntas här bli något högre jämfört med föregående analys på grund av förbättrad modellering av luftföroreningshalter i olika delar av tunneln, inkluderande även ramperna, samt i konsekvensbedömningen förväntat högre antal passager för vissa tunnellänkar.

To meet increased needs of transports in the Stockholm region and reduce the problems with traffic congestion in central parts, a 21 km long by-pass (18 km in a tunnel) is planned. The bypass is expected to reduce traffic and emissions in central Stockholm, but at the same time tunnel users could be exposed to high concentrations of air pollutants from traffic. Thus to control the air quality in the tunnel system, air pollution guideline values have been proposed. The current study is initiated and funded by the Swedish Transport Administration (Trafikverket), and the aim is to assess the potential health impacts of applying different NOX guideline values (1000, 2000, 3000 and 4000 μg/m3 as hourly average max values all-over the tunnel system). The passengers’ exposure was estimated based on annual average NOX exposures, time spent in the tunnel and the number of tunnel users. Health impacts were assessed following health impact assessment principles using equations and WHO’s software AirQPlus.

With minimal ventilation and maximal traffic amounts during rush hours the NOX hourly average concentrations could raise up to 3500 μg/m3 and even when the planned maximum ventilation would be in use, the maximum concentration would stay as high as 1789 μg/m3. Thus, it is in principle with planned the technology impossible to meet the lowest proposed guideline value of 1000 μg/m3 in the whole tunnel system. However, the effects would be with this guideline still the smallest, resulting annually in 22.2 (CI 95% 16.8–30.1) more premature deaths and 480.4 (95% CI 364.1–650.6) years of life lost (assuming travellers to come from the age group 30–74). If the guideline value would be 2000 μg/m3, the exposure would annually in the same age group cause 35.2 (CI 95% 26.7–47.6) premature deaths with 760.9 (480.4–650.6) years of life lost. With the lowest guideline level, passing the whole tunnel during rush hours on working days would increase mortality risk by 7.4% (95% CI 5.5-10.1), on average corresponding to a life expectancy decrease by 0.27 (95% CI 0.20-0.37) years for people aged 30–74 years.

Among different tunnel links, the biggest exposure is expected in link 5N, where 28.6-37.2% (depending on limit value scenario) of the total health impact could be generated. The link 3N has high NOX concentration, large number of passengers and long exposure time (time spent in the tunnel link). Even the NOX concentrations are expected to be highest in links 411 and 314, the exposure time there would be shorter and the number of exposed passengers smaller. For the separate links the differences in exposure between limit value scenarios could also vary largely: while the difference was big for link 5N, it was rather small for link 7N.

If we compare these results with the previously estimated beneficial effect on the health of the local population due to decrease of urban air pollution exposure (expecting annually 23.7 (95% CI 17.7–32.3) fewer premature deaths), only with most favourable assumptions as less older persons using tunnel and with highest ventilation the tunnel could have smaller negative health effects compared to the alternative current open road E4. In all other cases the health effects in the by-pass tunnel Förbifart Stockholm are expected to be higher. Also the exposure levels in the tunnel are expected to be somewhat higher compared to previous analysis due to more 5 enhanced dispersion modelling for the tunnel, including also ramps in the impact assessment and predicting higher numbers of cars than previously.

För att minska problem med trängsel på vägnätet i Stockholm och möta framtida transportbehov planeras en 21 km lång förbifart i nord-sydlig sträckning, varav cirka 18 km skulle gå i tunnel. Denna nya led, Förbifart Stockholm, förväntas förbättra luftkvaliteten i områdets central delar som avlastas trafik på ytvägar, samtidigt kommer de som färdas I tunnel att kunna utsättas för höga koncentrationer av trafikföroreningar.

Trafikföroreningarna utgörs dels av motoravgaser med avgaspartiklar (bl a dieselsot), kolväten och kväveoxider (NO_X) som viktiga komponenter. Dessa föroreningar brukar studeras som indikatorer på hur farlig luften är, I synnerhet NO₂ och NO_X. I tunnelmiljö är NOX (NO + NO₂) en bättre indikator än NO₂ på hur hög avgashalten är i jämförelse med i utomhusluft och hälsostudier, eftersom NO inte oxideras till NO₂ i samma utsträckning som i utomhusluft.

Förutom avgaser består trafikföroreningarna av slitagepartiklar från vägbanor och fordon (främst däck och bromsar). Dessa partiklar ingår i det man brukar kalla vägdamm, vilket består av större partiklar än avgaserna. För vägdamm kan masskoncentrationen (vikt/volym luft) av PM10 (partiklar mindre än 10 mikrometer) användas som ett relevant mått på koncentrationen.

För de mycket mindre avgaspartiklarna används inte så ofta masskoncentrationen i luft. Hur höga halter det skulle bli i tunnelmiljön beror förutom på utsläppens omfattning på ventilationslösningarna, varför beräknade förhållanden blir mer osäkra. För tunnelhalterna är det dessutom svårare att uppskatta antal exponerade personer och avskiljningen som fordonskupen ger. Beräkningarna för hur utomhusluften påverkas är förenade med mindre osäkerhet.

Skillnaderna i befolkningsexponering via ändrade årsmedelhalter i omgivningsluften har beräknats för NO_X och PM₁₀ med en spridningsmodell och upplösningen 100x100 m, vilket sedan kopplats till befolkningen vid årsskiftet 2011/12 (1 628 528 invånare) med samma geografiska upplösning.

Exponeringstillskottet från nyttjandet av tunnel har beräknats utifrån förväntat antal fordon, antal personer i fordonen, halten längs olika sträckor samt restiden längs olika sträckor. Som indikator på avgaser används NO_X eftersom det finns kända dos-responssamband för viktiga effekter som inverkan på dödlighet. För vägdamm används PM10 som mått på halterna. Innan förändringen i hälsokonsekvenser beräknas för antalet personer som förväntas nyttja tunneln, dras ifrån den lägre exponering som skulle erhållas vid motsvarande resor på ytvägnätet.

Hälsokonsekvenserna av förändrad exponering har beräknats med etablerade metoder och beräkningsprogrammet AirQ utvecklat av WHO. För dessa beräkningar har relevanta exponerings-responsantaganden eftersträvats. För avgasernas effekt på dödlighet har vi hämtat sambandet från en studie genomförd i Oslo, med en relative ökning på 8% per 10 μgm^-3 i NO_X, och för vägdamm från en studie genomförd i Stockholm där dagligt antal dödsfall ökade 1.68% per 10 μgm^-3 högre halt av PM₁₀. För beräkningarna av tunnelexponeringens betydelse för förtida dödsfall har antagandena om de exponerades åldersfördelning stor betydelse, eftersom en relativ riskökning får större konsekvenser ju högre risken är från början. Ur ett biologiskt perspektiv kan man se det som att äldre är mer känsliga för exponeringen exempelvis för att deras lungor och hjärtan inte är lika friska som hos yngre.

Beräkningarna visar att för befolkningen skulle förbifarten minska antalet förtida dödsfall med 23,7 (95% CI 17.7–32.3) per år, huvudsakligen genom lägre exponering för avgaser. Minskad exponering för vägdamm står bara för 0,5 fall per år färre. Andra former av ohälsa beräknas också minska något till följd av lägre halter. Samtidigt skulle exponeringstillskottet som tunnelluften ger jämfört med resa på ytvägnätet bland annat leda till förtida dödsfall. Under rusningstid skulle avgashalterna i tunneln mätt som NOX nå närmare 2000 μgm-3. Att passera hela tunneln skulle två gånger om dagen, 5 dagar i veckan, under rusningstid, skulle ge ett tillskott till årsmedelexponeringen motsvarande 9.6 μgm^-3 NO_X. Om man antar ett genomsnitt på drygt 55 000 fordon per dygn vardera riktning och 1.3 person per fordon, fördelade som åldersgruppen 30–74 år, förväntas en årlig ökning av antalet förtida dödsfall om 20,6 (95% CI 14.1–25.6). Skulle det bli fler personer per fordon eller en högre andel känsliga t ex på grund av äldre resenärer, blir resultatet av exponeringen fler förtida dödsfall. De verkliga effekterna skulle alltså kunna bli annorlunda därför att scenarierna vi antagit inte stämmer.

To reduce problems with traffic congestion and meet increased needs of transports, a 21 km long by-pass (18 km in a tunnel) is planned. The by-pass is expected to reduce traffic emissions in central Stockholm but at the same time tunnel users could be exposed to high concentrations of air pollutants from traffic.

For the reduction in urban air pollution concentrations, the change in annual ambient NO_X and PM₁₀ levels were modelled using 100x100 m grids and the population (1 628 528 inhabitants) average exposure was calculated for Greater Stockholm area. The tunnel exposure was estimated based on annual average NO_X and PM₁₀ levels, time spent in tunnel and number of persons using the tunnel. Health risks were calculated based on health impact assessment principles using equations and the WHO AirQ software. In these calculations the E-R coefficient for non-external mortality was 8% per 10 μgm^-3 increase of NO_X (vehicle exhaust indicator) and for daily number of deaths 1.68% per 10 μgm^-3 increase of non-exhaust (road dust) PM₁₀.

It appeared that for the general population there would be annually 23.7 (95% CI 17.7–32.3) premature deaths less; mainly from lower exposure to vehicle exhaust (indicated by NO_X) and somewhat from a reduction in coarse particles (indicated by PM₁₀), contributing 23.2 and 0.5 fewer deaths, respectively. Other adverse health effects of exposure are also expected to be reduced. At the same time, tunnel users will be exposed to vehicle exhaust components in terms of NO_X up to near 2000 μgm^-3 during rush-hours. Passing the whole tunnel twice on working days would correspond to an additional annual NO_X exposure of 9.6 μgm^-3. Assuming there would be on average approximately 55 000 vehicles per day each way and 1.3 persons in each vehicle from the range 30–74 years of age, this exposure would result in 20.6 (95% CI 14.1–25.6) more premature deaths. If there would be more persons per vehicle or older and more vulnerable people travelling, the adverse effect of exposure in traffic could become larger. Hence, the effects in reality may be different as these results are based on now presented scenarios.