Eksperter havde håbet, at Københavns Metros to mest moderne linjer ville være et eksempel til efterfølgelse for fremtidens undergrundsingeniører. Forskerne var derfor overraskede over at konstatere, at de nyeste moderne metrolinjer ser ud til at være endnu mere forurenede end de ældre. Den gode nyhed er, at dette er nemt at udbedre. Blot ved at have de allerede installerede blæsere konstant tændt kan luftkvaliteten nemlig forbedres markant.
Offentlig transport er unægtelig bedre end privattransport for planeten og bedre for den luft, vi indånder udenfor. Men nyere forskning tyder på, at luften inde i metroers systemer er mere snavset, end vi troede.
En ny undersøgelse, offentliggjort i januar i Environment International, undersøger luftkvaliteten på metrotog og underjordiske stationer i København. Eksperter havde håbet, at Københavns Metros to mest moderne linjer, som blev åbnet i 2019 og 2020, ville være et eksempel for fremtidens undergrundsingeniører til efterfølgelse. I stedet fik de en advarsel.
I metroluften fandt forskerne bekymrende høje niveauer af fin partikelforurening, som er forbundet med kræft, luftvejssygdomme og andre sundhedsproblemer.
"Det er let at se, at dette kunne være din største enkelteksponering for luftforurening, blot ved at bruge en halv time om dagen på at tage metroen," siger medforfatter Matthew Stanley Johnson. Undersøgelsen viste, at forureningen inde i metrotog var 10-20 gange højere end i København over jorden.
Ved at sammenligne det københavnske metrosystem med andre fra større byer rundt om i verden identificerer Johnson og hans medforfattere klare retningslinjer for design af nye metrosystemer og på samme tid en nem måde at forbedre luftkvaliteten for pendlere i Danmark.
Gør overvågning personlig
Fra sit kontorvindue på Københavns Universitet kan miljøkemiker Matthew Stanley Johnson udspionere en af Danmarks 15 målestationer monteret på taget af Niels Bohr Institutet. Disse stationer er vigtige for vejrudsigter og tjener som den vigtigste informationskilde til regional information om luftkvalitet.
Og så en vigtig pointe.
"Det fortæller dig ikke noget om luftkvaliteten der, hvor folk bruger deres tid," siger Johnson. "Der er ingen oppe på taget af den bygning. De er nede på gaden og cykler eller er inde i metroen eller inde på et kontor.”
Med blot dette fugleperspektiv fra regionale monitorer betyder det, at "historisk set har vi ikke haft særlig gode data, der forbinder eksponering for luftforurening med sundhedsmæssige resultater." Så i håb om at gøre overvågning af luftkvaliteten personlig udviklede Johnson og hans team bærbare luftkvalitetsmonitorer til brugere af et vigtigt fælles rum for byboere: det offentlige transportsystem.
Træd på bremsen
Det første underjordiske metrosystem åbnede i London i 1863 med dampdrevne lokomotiver, der tøffer under byen i lavvandede tunneler. I dag er større byer over hele verden afhængige af metrosystemer til at flytte folk rundt. New York City Subway-systemet har et årligt passagerantal på 1,3 milliarder, Shanghai Metro 2,8 milliarder og Delhi Metro 1,8 milliarder.
Metrosystemer reducerer de samlede emissioner og reducerer lokal forurening ved at holde biler væk fra vejen. Men mod forventning skaber togene selv luftforurening. Metal mod metal, når togene bremser eller zoomer langs skinner, skaber et superfint støv af jernrige nanopartikler, der er små nok til at arbejde sig ind i de dybeste afkroge af vores lunger.
Tidligere forskning har fastslået, at indånding af PM2.5 – luftbårne partikler med en aerodynamisk diameter mindre end 2,5 mikron, omkring en tredjedel af størrelsen af et rødt blodlegeme – er forbundet med udvikling af kræft, hjerte-kar-sygdomme og luftvejssygdomme.
Der er også en sammenhæng med luftbåren sygdom.
"Ud over at undertrykke immunsystemet beskadiger disse partikler slimhinden i dine luftveje, hvilket gør det lettere for luftbårne patogener at sætte sig," forklarer Johnson.
Gaffatape og ledninger
Forskere har fundet ud af, at eksponering for luftforurening er en co-faktor i COVID-dødeligheden.
Og der er grund til at mistænke, at PM2.5 fra metroer kan være endnu farligere end forurening fra andre kilder. I en anden undersøgelse fandt forskerne ud af, at jernrige partikler fra Stockholms metro "var mere skadelige" for DNA end partikler fra brændende træ eller piller, eller fra bremse- og dækslid fra trafik over jorden," fortæller Johnson.
Johnson håbede, at metrosystemet i København – især M3- og M4-linjerne, som blev åbnet i henholdsvis 2019 og 2020 – ville have lavere PM2.5-niveauer end ældre systemer, da sundhedsrisici allerede var veldokumenterede, da byggeriet begyndte.
For at indsamle dataene tog forskerne luftprøver fra hver metrostation i København og inde fra togene i ikke-spidsbelastningstider (testpersonerne bar bærbare luftkvalitetsmonitorer fastspændt til deres arm – "de første havde gaffatape og ledninger," forklarer Johnson).
Resultaterne viser, at afhjælpningsstrategier, som ingeniørerne brugte, ikke hjalp så meget, som man håbede – og nogle kan endda være skadelige.
Den ineffektive stempeleffekt
Forskerne var overraskede over at konstatere, at Københavns nyeste moderne metrolinjer tilsyneladende er endnu mere forurenede end de ældre, M1 og M2, der åbnede i 2002.
For at forstå hvorfor, er man nødt til at forstå den centrale udfordring ved metroluftkontrol. De mange mennesker, der er samlet i et lukket rum som en metrovogn, bliver hurtigt oversvømmet med udåndet CO2. Luften skal friskes op udefra togvognen, og i Københavns Metro kommer den luft inde fra systemet – de underjordiske tunneler, togene kører igennem.
Problemet, forklarer Johnson, er, at tunnelerne i København ventileres passivt gennem et princip kaldet stempeleffekten. Når et tog suser forbi en åbning som en ventilationsskakt eller en station, skaber det en overtrykszone foran sig og en undertrykszone bagved og tvinger dermed gammel, gammel luft ud før dens ankomst og suger ny luft ind, når den forlader.
Baseret på forskernes data ser stempeleffekten dog kun ud til at øge luftkvaliteten for stationer inden for 3 kilometer fra en fuld udgang, hvor toget kommer helt ud fra undergrunden. Både M1- og M2-linjerne har overjordiske stationer i hver ende af deres linjer, men den begrænsede fordel ved stempeleffekten efterlader omkring 4 kilometer fuldstændigt uventileret. Og værre er det i M3, der kører i en helt underjordisk lukket sløjfe.
De bærbare luftkvalitetsmonitorer målte en gennemsnitlig PM2.5-koncentration på omkring 219 μg/m3 inde i tog på M3-linjen mod et gennemsnit på 88 μg/m3 på M1/M2-linjerne og omkring 11 μg/m3 på H.C. Andersens Boulevard, en af Københavns travleste gader.
Døre lukker
Men hvordan placerer Københavns Metro sig så internationalt?
"Vi er dårlige, men vi er ikke de værste," siger Johnson. Den tvivlsomme ære går til London og Paris, "fordi de har de ældste metrosystemer i verden og dybe tunneler."
Ikke desto mindre tager en togtur fra metrostationen dig til renere luft i Paris eller Napolis metrosystemer, men ikke i København, fandt forskerne ud af – og en funktion designet til at beskytte passagererne kan være skylden.
Generelt er luften i metrotog renere end på stationer. Men i København var PM2.5-koncentrationerne i tog lige så høje eller højere som på stationerne. I modsætning til Paris eller Napoli har Københavns Metro skydedøre, der isolerer stationen fra tunnelerne, når et tog ikke er til stede. Dette holder snavset luft fanget i togvogne, siger forfatterne.
Toghoppere i troperne kan trække vejret lidt lettere – i metrosystemer på varmere steder som Valencia i Spanien, hvor sommertemperaturerne jævnligt stiger til 40°C, er aktiv ventilation i form af aircondition ikke et valg. "De har derfor klart bedre luftkvalitet," forklarer Johnson.
Nemt at udbedre
Johnson og hans team identificerede nogle nemme udbedringer til københavnersystemet – en ved hjælp af eksisterende infrastruktur.
Københavns Metro har allerede installeret blæsere i sine passive ventilationsskakter, men de aktiveres kun i nødstilfælde. Ved blot at køre blæserne kontinuerligt ville de trække ren luft fra over jorden ind i systemet og kunne forbedre luftkvaliteten betydeligt.
"Blæserne bruger lidt strøm, men hvis man sammenligner omkostningerne ved at drive ventilatorerne med sundhedsomkostningerne, tror jeg, valget er klart," siger Johnson.
På en måde er det jo en god nyhed, at metroen nok udgør Københavns største kilde til luftforurening, siger Johnson. "Det er kun én enkelt kilde, som vi faktisk kontrollerer, og det kan der gøres noget ved," tilføjer han.
"De her tal er et signal om, at Københavns Metro er nødt til at rydde op," siger Johnson, og ikke et signal til folk om, at de bør droppe deres lokale metrosystem til fordel for en privatbil.
Og i mellemtiden vil en simpel N95-maske for munden kunne reducere den PM2.5, du indånder.
