ILMANLAATUSELVITYS Kusiaismäki, Janakkala

(1)

H E L S I N K I T U R K U

WSP Finland Oy Christian Tallsten

ILMANLAATUSELVITYS

Kusiaismäki, Janakkala

(2)

Tilaaja:

WSP Finland Oy Christian Tallsten Heikkiläntie 7 00210 Helsinki

Ilmanlaatuselvitys

Kohde:

Kusiaismäki, Janakkala

Raportin numero:

PR43496‐P01

Raportin päiväys:

14.3.2018 Kirjoittaja:

Tero Virjonen Suunnittelija, FM puh. 040 082 3557

sp. tero.virjonen@promethor.fi

Tarkastanut:

Jani Kankare Toimitusjohtaja, FM puh. 040 574 0028

sp. jani.kankare@promethor.fi

(3)

Sisällysluettelo

1 Yleistä... 4

2 Tarkasteltava alue ja sen ympäristö ... 4

3 Ilmanlaadun raja‐arvot ... 5

4 Leviämislaskenta ... 5

4.1 Laskentamenetelmä ... 5

4.2 Päästölähteet ... 6

4.3 Säätiedot ... 7

4.4 Tarkastelupisteet ... 7

4.5 Suoritetut laskennat ... 7

4.6 Epävarmuus ... 8

5 Laskentatulokset ... 8

6 Tulosten tarkastelu ... 9

7 Kirjallisuus ... 9

Liitteet:

Liite 1. Tuuliruusut vuosilta 2005–2007.

(4)

1 YLEISTÄ

Tässä selvityksessä esitetään Janakkalassa sijaitsevan Kusiaismäen tulevan louhinta‐ ja murskaustoimin‐

nan aiheuttama vaikutus ilmanlaatuun lähimmissä häiriintyvissä kohteissa. Selvitys on tehty laskennalli‐

sesti mallintaen. Tuloksia verrataan valtioneuvoston asetuksessa 79/2017 annettuihin ilmanlaadun raja‐

arvoihin [1].

Tämä selvitys on tehty ilmassa olevan hiukkaspitoisuuden raja‐arvojen täyttymisen osoittamiseksi. Selvi‐

tyksessä tarkastellaan ilman epäpuhtauksista pien‐ ja hengitettäviä hiukkasia (PM_2,5 ja PM₁₀).

2 TARKASTELTAVA ALUE JA SEN YMPÄRISTÖ

Tarkasteltava kohde (Kusiaismäki, Nro: 165‐425‐1‐195 ja 165‐437‐3‐26) sijaitsee Janakkalan kunnassa Tervakosken taajaman pohjoispuolella ja Joutsjärven eteläpuolella. Lähimmät mahdollisesti häiriintyvät kohteet (asuinrakennukset) sijaitsevat vähintään 400 m etäisyydellä kaivualueesta. Kohdealueen etelä‐

osassa sijaitsee kaatopaikka, muuten alueen ympäristö on metsä‐ ja peltomaata.

Kuva 1. Louhittavan alueen likimääräinen sijainti on rajattu sinisellä. Tarkastelun kohteena olevat asuinrakennukset on merkitty numeroin. Tarkastelupisteen 3 asuinrakennus on lomakäytössä ja muut pisteet ovat vakituisia asuinrakennuksia.

(5)

3 ILMANLAADUN RAJA‐ARVOT

Terveyshaittojen ehkäisemiseksi ja vähentämiseksi annetut raja‐arvot ovat valtioneuvoston asetuksessa ilmanlaadusta VNa 79/2017 [1]. Raja‐arvolla tarkoitetaan ilman epäpuhtauksien pitoisuutta, jota ei saa ylittää alueilla, joilla asuu tai oleskelee ihmisiä ja joilla ihmiset saattavat altistua ilman epäpuhtauksille.

Taulukossa 1 on esitetty asetuksen raja‐arvot pienhiukkasille ja hengitettäville hiukkasille.

Taulukko 1. Ilmanlaadun raja‐arvot terveydellisten haittojen ehkäisemiseksi ja vähentämiseksi (Vna 79/2017)

Aine Raja‐arvo [µg/m³] Raja‐arvon määrittely

Pienhiukkaset PM2,5 25 Vuosikeskiarvo

Hengitettävät hiukkaset PM10

40 Vuosikeskiarvo

50 Enintään 35 ylittävää vuorokausikeskiarvoa vuodessa

4 LEVIÄMISLASKENTA

4.1 Laskentamenetelmä

Leviämislaskennat tehtiin Trinity Consultants Breeze AERMOD Pro 7.6.0 ‐ohjelmistolla. Ohjelmisto käyttää Yhdysvaltojen ympäristöviraston (EPA) kehittämää AERMOD‐mallia [2]. Laskentamalli olettaa, että epä‐

puhtauksien leviäminen noudattaa normaalijakaumaa sekä vaaka‐ että pystysuunnassa. Mallilla voidaan tarkastella sekä kaasu‐ että hiukkasmaisten epäpuhtauksien leviämistä. Laskentamalli soveltuu mm. pis‐

temäisten‐, viivamaisten‐, alue‐ sekä tilavuuslähteiden mallintamiseen.

Laskentamallissa laskenta suoritetaan tasaisessa maastossa.

Laskennassa huomioidaan sääolosuhteiden vaikutus epäpuhtauksien leviämiseen todellisten toteutunei‐

den säätietojen mukaisesti. Ohjelmaan syötetään tarkastelualueen tai riittävän lähellä sitä olevan paikan säätiedot halutun pituiselta aikajaksolta. Usein laskennat suoritetaan käyttäen säätietoja kolmen vuoden jaksolta. Tämän pituisen jakson voidaan arvioida tuovan riittävän luotettavasti esille sääolosuhteiden vaihtelun vaikutuksen epäpuhtauksien leviämiseen. Toisin sanoen kolmen menneen vuoden toteutunei‐

den säätietojen perusteella lasketut pitoisuusarvot kuvaavat riittävän luotettavasti toiminnan ympäris‐

töönsä aiheuttamia pitoisuuksia ja niiden vaihtelua. Näin ollen tuloksista voidaan tehdä johtopäätöksiä myös siitä, millaisia pitoisuuksia toiminnan aikana voi tulevaisuudessa olla. Käytetty säätietoaineisto sisäl‐

tää säätiedot tunnin välein.

Päästötiedot laskentaan syötetään todellisten toiminta‐aikojen mukaisesti. Esimerkiksi, jos murskausta on klo 7–20 välisenä aikana, myös laskennassa toimintaa eli päästöjä on kyseisenä kellonaikana. Näin ollen laskennassa päästöt leviävät toiminta‐aikoina toteutuneiden sääolosuhteiden mukaisesti, eikä esimerkiksi yöajan säätietoja käytetä laskennassa, jos tarkasteltavaa toimintaakaan ei yöaikana ole.

Laskennallisella mallinnuksella tarkasteltiin hengitettävien hiukkasten (PM₁₀) pitoisuuksia. Pienhiukkaspi‐

toisuus (PM_2.5) perustuu hengitettävien hiukkasten laskentatulokseen. Mallin avulla voidaan laskea eri epäpuhtauksille tarkasteluajanjakson tunti‐, vuorokausi‐ ja vuosikeskiarvot.

(6)

4.2 Päästölähteet

Laskennoissa päästölähteinä on huomioitu:

– työkoneiden ja laitteiden pakokaasupäästöt

 porayksikkö, murskaimen generaattori, pyöräkuormaaja ja kaivinkone (rikotin) – epäsuorat päästöt eli porauksessa ja murskauksessa mekaanisesti syntyvä kivipöly

 murskaus ja seulonta

 kiviaineksen siirtely kasoille ja pois

 porausyksikkö (käytössä on mekaanisesti irtoavan pölyn torjunnassa kuitusuotimet).

Toiminnan aiheuttaman tieliikenteen suoria pakokaasupäästöjä tai epäsuoria tien pölyämispäästöjä ei mallinnuksessa ole huomioitu. Räjäytysten aiheuttamia hiukkaspäästöjä ei ole huomioitu, koska luotetta‐

via yksikköpäästökertoimia ei ole saatavilla. Räjäytykset aiheuttavat lyhytkestoisen pölypulssin.

Toiminta‐ajat

Toiminnan päivittäinen työaika on klo 7–20, mutta porausta ja rikotusta tehdään vain klo 8–18. Sekä lou‐

hintaa että murskausta on oletettu olevan ympäri vuoden kaikkina arkipäivinä lukuun ottamatta heinä‐

kuuta, jolloin toimintaa ei ole.

Työkoneet ja murskaus

Taulukossa 2 on esitetty työkoneiden yksikköpäästöt, jotka on otettu VTT:n ylläpitämästä LIPASTO–

järjestelmästä [3]. Taulukossa 3 on esitetty työkoneiden keskimääräiset polttoainekulutukset sekä niiden perusteella lasketut päiväkohtaiset suorat päästöt työkonetta kohden.

Taulukko 2. LIPASTO–järjestelmän yksikköpäästöt työkoneille

* Suorat päästöt ovat pääasiassa PM2,5 ‐hiukkasia.

Taulukko 3. Päästölähteet ja keskimääräiset suorat päästöt työpäivää kohden

* Suorat päästöt ovat pääasiassa PM2,5 ‐hiukkasia.

** Oletettu noin 2000 tn murskaus päivässä.

Murskauslaitoksen ja seulojen aiheuttama hiukkaspitoisuus on arvioitu huomioimalla murskauksen moni‐

vaiheisuus. Lisäksi murskattava aines on oletettu kuivaksi (päästö 0,05 kg/tn). Kiviainesta ei lähtökohtai‐

Kone PM [g/l]*

Pyöräkuormaaja (käytössä 1 kpl) 0,94

Kaivinkone (rikotus) 0,62

Poravaunu 0,62

Dieselgeneraattori (murskauslaitos) 2,2

Lähde Kulutus [l/päivä] PM10 [g]*

Pyöräkuormaaja (käytössä 1 kpl) 325 306

Kaivinkone (rikotus) 200 124

Poravaunu 200 124

Murskauslaitos (generaattori) 2000** 4400

(7)

sesti kastella. Kastellun aineksen murskauksen päästökerroin on noin kymmenesosa kuivan murskauksen päästöstä. Murskauksen päästökertoimet vaihtelevat kirjallisuuslähteestä riippuen huomattavasti.

Lastauksen ja siirtelyn yksikköpäästönä on käytetty kirjallisuuden perusteella 0,03 kg/tn (käsitelty tonni).

Porauksen aiheuttama hiukkaspäästö 12,5 kg/tn (lasketaan porauspurusta) perustuu kirjallisuudesta saa‐

taviin arvioihin sekä kuitusuotimen 95 % oletettuun puhdistustehoon. Oletuksena on, että päivittäin po‐

raus tuottaa 1 tn:n purua.

Taulukossa 4 on esitetty toimintojen epäsuorat päästöt käsittelymäärän ollessa noin 2000 tonnia kiveä päivässä.

Taulukko 4. Päästölähteet ja keskimääräiset epäsuorat päästöt työpäivää ja lähdettä kohden

*Kastellun kiviaineksen päästöt ovat noin 1/10‐osa kuivan kiviaineksen päästöistä.

4.3 Säätiedot

Laskennoissa käytettiin pääkaupunkiseudun säätietoja vuosilta 2005–2007. Koska säätietoja käytetään tilastolliseen tarkasteluun, ei tulosten kannalta ole merkityksellistä, miltä vuodelta säätiedot ovat. Todel‐

liset toteutuvat tulevien toimintavuosien säätiedot eivät kuitenkaan ole vielä käytettävissä. Näin ollen Helsingin pitkän aikajakson säätietojen voidaan katsoa vastaavan riittävällä tarkkuudella muunkin Suo‐

men sääolosuhteita.

Kaikki päästöjen leviämisen kannalta oleelliset säätiedot on huomioitu. Näitä ovat auringon säteilyteho, pilvisyys, tuulen nopeus ja suunta sekä lämpötilan pystyjakauma. Päästöt leviävät esimerkiksi tuulen suunnan mukaisesti ja tuulen voimakkuuden kasvaessa päästöt laimenevat nopeammin. Liitteenä 1 on esitetty vuosien 2005–2007 tuuliruusut eli tuulen nopeus‐ ja suuntajakaumat.

4.4 Tarkastelupisteet

Laskennat suoritettiin neljälle tarkastelupisteelle, joiden korkeus maan pinnasta on 1,5 metriä. Tarkaste‐

lupisteet sijaitsevat louhittaviin alueisiin nähden eri ilmansuunnissa lähimmillä asuinrakennuksilla. Tar‐

kastelupisteiden sijainnit on esitetty kuvassa 1.

4.5 Suoritetut laskennat

Laskennat suoritettiin hengitettävien hiukkasten (PM₁₀) pitoisuuksille. Riittävän tarkkoja pienhiukkaspääs‐

töjen (PM_2,5) päästökertoimia poraukselle, murskaukselle tai aineksen siirtelylle ei ole käytössä, joten pienhiukkaspitoisuuksia ei mallinnettu. Toiminnasta aiheutuva pienhiukkaspitoisuus arvioitiin hengitettä‐

vien hiukkasten pitoisuuden perusteella: polttoprosessien hiukkaspäästöistä suuri osa on pienhiukkasia ja mekaanisista päästöistä suuri osa on hengitettäviä hiukkasia. Tämän perusteella pienhiukkaspitoisuus on korkeintaan luokkaa 20 % hengitettävien hiukkasten pitoisuudesta (polttoprosessien päästöt ovat alle 3 % kokonaispäästöstä).

Laskennat suoritettiin yhden tunnin aikajaksoille. Tuntikohtaisista tuloksista määritettiin vuorokauden ja vuoden keskiarvopitoisuudet.

Lähde Käsiteltävä määrä

[tn/päivä] Päästökerroin [kg/tn] Epäsuorat päästöt PM10

[kg]

Kiven murskauslaitos ja seulat

(murskattava aines on kuivaa) 2000 0,05* 100

Poraus 1 (porauspurua) 12,5 12,5

Murskeen lastaus/kaadot 2000 0,03 60

(8)

4.6 Epävarmuus

Arvioinnin epävarmuus koostuu mallinnusmenetelmän tuottamasta sekä lähtötietojen aiheuttamasta epävarmuudesta. Suurin epävarmuus liittyy hiukkasten laskennassa käytettyjen päästökertoimien suu‐

ruuteen. Kirjallisuudesta ei ole löydettävissä yksiselitteistä arvoa esimerkiksi kiviaineksen murskauslaitok‐

sen aiheuttamalle pölypäästölle, kiviaineksen siirtelyn aiheuttamalle pölypäästölle tai porauksen aiheuttamalle pölypäästölle.

Mallinnustuloksen epävarmuuteen vaikuttavat myös mallinnusohjelman rajoitukset, kuten sadepäivien huomioiminen. Sadepäivinä käsiteltävä materiaali kastuu, eikä siten pölyä. Malli ei kuitenkaan huomioi tätä, vaan päästömäärä pysyy samana kuin käsiteltäessä kuivaa materiaalia. Vastaava tilanne on lumisena aikana, jolloin mallinnuksessa käytetty pölypäästö saattaa olla todellista päästöä suurempi.

Laskentamenetelmä ei myöskään huomioi laskennassa maanpinnan korkeutta eikä puustoa. Tällöin esi‐

merkiksi korkean kallionseinämän pölyn leviämistä estävä vaikutus jää huomioimatta ja ympäristön laske‐

tut pitoisuudet saattavat siten olla todellista pitoisuutta suurempia.

5 LASKENTATULOKSET

Laskentatulokset ovat ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia tarkastelupisteissä asuinrakennuksilla, jotka olisivat toteutuneet toiminnan ollessa käynnissä vuosina, joiden säätietoja on käytetty. Tulosten perus‐

teella voidaan riittävällä tarkkuudella arvioida, millaisia pitoisuuksia toiminnasta tulevaisuudessa aiheu‐

tuu ja onko raja‐arvojen ylittyminen todennäköistä.

Taulukossa 5 on esitetty laskentatulosten vertailu suhteessa valtioneuvoston asetuksessa annettuihin raja‐arvoihin. Sulkeissa on vuosikeskiarvojen osalta esitetty laskennan tuloksena saatujen pitoisuuksien suhde raja‐arvoon. Tuloksissa yli 100 % tarkoittaa raja‐arvon ylitystä, mutta niitä ei laskennan mukaan ole.

Vuorokausikeskiarvojen osalta sulkeissa on esitetty vuorokausien lukumäärät, jolloin pitoisuus on suu‐

rempi kuin raja‐arvopitoisuus. Hengitettäville hiukkasille sallitaan vuodessa 35 raja‐arvopitoisuuden ylit‐

tävää vuorokautta.

Taulukko 5. Hengitettävien hiukkasten ja pienhiukkasten pitoisuuksien laskentatulokset raja‐arvoihin verrattuna (pienhiukkaset arvioitu  20 % hengitettävistä hiukkasista)

Tarkastelupiste

Hengitettävät hiukkaset PM10 Pienhiukkaset PM2,5

Vuosikeskiarvo

Vuorokausikeskiarvo Sallitaan enintään 35 ylitystä

(50 µg/m³) vuodessa

Vuosikeskiarvo

1 Ei ylityksiä

(5–7 %)

Alle 35 ylitystä (1–7 ylitystä)

Ei ylityksiä (1–2 %)

2 Ei ylityksiä

(5–9 %)

Ei ylityksiä (2–3 %)

3 Ei ylityksiä

(2–3 %)

Ei ylityksiä (1 %)

4 Ei ylityksiä

(3–4 %)

Alle 35 ylitystä (0 ylitystä)

Ei ylityksiä (1 %)

(9)

Tuloksissa ei ole huomioitu taustapitoisuuksia. Arvioidut taustapitoisuudet huomioidenkin kokonaispitoi‐

suudet jäävät huomattavasti alle raja‐arvojen. Hengitettävien hiukkasten taustapitoisuudet ovat tyypilli‐

sesti luokkaa 5–15 µg/m³.

6 TULOSTEN TARKASTELU

Laskentatulosten perusteella pien‐ ja hengitettävien hiukkasten pitoisuudet jäävät lähimmillä asuinra‐

kennuksilla pieniksi suhteessa raja‐arvoihin. Suurin osa tarkastelupisteisiin lasketuista ilman epäpuhtauk‐

sien pitoisuuksista ovat alle 10 % raja‐arvosta. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että louhinta‐ ja murskaustoiminta ei aiheuta ilmanlaadun raja‐arvopitoisuuksien ylittymistä.

Ilmassa on käytännössä aina epäpuhtauksia eli ns. taustapitoisuutta. Pitoisuus voi aiheutua lähialueella tapahtuvasta toiminnasta (teollisuus, liikenne, peltotyöt yms.) tai kaukokulkeumasta. Tarkasteltavan koh‐

teen kaltaisessa ympäristössä tekemiemme mittausten perusteella hengitettävien hiukkasten keskimää‐

räinen pitoisuus on tyypillisesti noin 5–15 µg/m³. Taustapitoisuudet eivät aiheuta raja‐arvojen ylittymistä.

7 KIRJALLISUUS

1. Valtioneuvoston asetus ilmanlaadusta 79/2017.

2. Aermod: Description of model formulation, EPA United States Environmental Protection Agency, EPA‐454/R‐03‐004, September 2004.

3. http://lipasto.vtt.fi/yksikkopaastot/index.htm.

(10)

Kuva 1. Vuoden 2005 tuulen nopeus‐ ja suuntajakauma.

(11)

(12)