HIUKKASMITTAUKSET NAANTALISSA KESÄKUU KESÄKUU Helena Saari Risto Pesonen

Transkriptio

1 HIUKKASMITTAUKSET NAANTALISSA KESÄKUU 22 - KESÄKUU 23 Helena Saari Risto Pesonen

2 HIUKKASMITTAUKSET NAANTALISSA KESÄKUU 22 - KESÄKUU 23 Helena Saari Risto Pesonen ILMATIETEEN LAITOS ILMANLAADUN TUTKIMUS Helsinki

3 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO TAUSTATIETOA HIUKKASISTA TUTKIMUKSEN SUORITUS Mittauspaikat ja mittausjaksot Mitatut epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU Mitatut pitoisuudet Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet Tuulen suunnan ja nopeuden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin Eri päästötekijöiden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin Pitoisuuksien ajallinen vaihtelu Pitoisuuksien vertailua JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET...42 VIITTEET...47

4 3 1 JOHDANTO Ilmatieteen laitos teki vuonna 22 tutkimuksen, jossa selvitettiin leviämismallilaskelmin Naantalin Humaliston alueen ilmanlaatua alueen osayleiskaavan suunnittelua varten. Tutkimuksessa määritettiin Humaliston alueen rikkidioksidi-, typenoksidi- ja hiilivetypitoisuuksia. Leviämislaskelmissa tarkasteltuja päästölähteitä olivat Humaliston lähialueen autoliikenne, Fortum Oyj:n Naantalin voimalaitos ja öljynjalostamo sekä Naantalin sataman laivaliikenne. Rikkidioksidi- ja typenoksidipäästöjen leviämislaskelmat tehtiin sekä vuoden 21 päästöillä että tulevan tilanteen (vuosi 23) arvioiduilla päästöillä. Hiilivetypitoisuudet laskettiin ainoastaan nykytilanteelle ja näissä laskelmissa huomioitiin vain Fortum Oyj:n Naantalin öljynjalostamon päästöt. Erillisenä tutkimuksena toteutettiin vuonna 22 Humaliston suunnittelualueella sijaitsevien Finnfeeds Finland Oy:n tuotantolaitosten hajupäästöjen ilmanlaatuvaikutusten arviointi. Koska Humaliston kaava-alueen ilmanlaatuun vaikuttavat em. tutkimuksissa tarkasteltujen rikkidioksidi-, typenoksidi- ja hiilivetypitoisuuksien sekä hajujen lisäksi myös hiukkaset, Ilmatieteen laitos suositteli suunnittelualueen hiukkaspitoisuuksia selvitettäväksi mittaamalla niin, että mittauksissa huomioitaisiin sekä alle 2,5 mikrometrin kokoiset pienhiukkaset (PM 2,5 ) että alle 1 mikrometrin kokoiset hengitettävät hiukkaset (PM 1 ). Nyt raportoitava Naantalissa vuosina toteutettu hiukkastutkimus antaa kaupunki- ja rakennussuunnittelua varten merkittävää lisätietoa Humaliston alueen ilmanlaadusta. Tutkimustulokset palvelevat myös Naantalin sataman ympäristölupaprosessia. Hanke on laajin Suomessa satama-alueella ja sen ympäristössä toteutettu hiukkasmittauskampanja, jossa yhdistyy myös energiantuotannon, jalostamotoiminnan ja liikenteen ilmanlaatuvaikutusten seuranta. Tässä suhteessa tutkimuksen tuloksilla on runsaasti valtakunnallistakin arvoa, sillä satamien ja niiden ympäristöjen vaikutuksista ulkoilman hiukkaspitoisuuksiin on maassamme hyvin vähän tietoa. Tutkimuksen tilasivat Naantalin kaupunki ja Naantalin satama. Tilaajien lisäksi tutkimuksen rahoitukseen osallistui YIT Rakennus Oy. Naantalin kaupungin ilmanlaatua on seurattu mittauksin jo 198-luvun lopusta yhteistyönä naapurikaupunkien, Turun, Raision ja Kaarinan, sekä alueen suurimpien energiantuotanto- ja teollisuusyritysten kanssa. Tarkkailun käytännön toteutuksesta ja raportoinnista on vastannut Turun kaupungin ympäristönsuojelutoimisto. Ilmanlaatumittaukset käynnistyivät Naantalissa Karvetin ja keskustan tarkkailupisteissä em. yhteistyön puitteissa vuonna 1989 rikkidioksidipitoisuuksien seurannalla. Vuoden 1989 lopussa Karvetissa aloitettiin em. lisäksi mittaamaan typen oksidien pitoisuuksia. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksia mitattiin ensin vuosina Karvetissa, jonka jälkeen ko. seurantaa on jatkettu kaupungin keskustassa Asematorin mittauspisteessä Käsityöläiskadun varrella. Nykyinen Naantalin keskustan ilmanlaadun tarkkailuohjelma sisältää rikkidioksidin, typen oksidien ja hengitettävien hiukkasten pitoisuusmittaukset. Tutkimuksessa tehtiin Karvetin ja Naantalin keskustan hiukkasmittausten tuloksista lyhyt yhteenveto nyt raportoitavassa hankkeessa saatujen pitoisuustietojen vertailuaineistoksi.

5 4 2 TAUSTATIETOA HIUKKASISTA Hiukkaset ovat nykyisin typen oksidien ja selluntuotantopaikkakuntien haisevien rikkiyhdisteiden ohella merkittävin ilmanlaatuun vaikuttava tekijä maamme taajamissa. Ulkoilman hiukkaset ovat taajamissa peräisin suurelta osin liikenteen nostattamasta katupölystä eli epäsuorista päästöistä (ns. resuspensio). Hiukkaspitoisuuksia kohottavat myös suorat päästöt, jotka ovat peräisin energiantuotannon ja teollisuuden prosesseista sekä autojen pakokaasuista. Suorat hiukkaspäästöt ovat pääasiassa pieniä hiukkasia, joiden massa on varsin pieni ja lukumäärä suuri. Myös kaasumaisista yhdisteistä muodostuu ilmakehässä hiukkasia. Hiukkasiin on sitoutunut erilaisia haitallisia yhdisteitä kuten hiilivetyjä ja raskasmetalleja. Liikenteen pakokaasuhiukkaset ovat suurelta osin peräisin dieselajoneuvoista. Ko. hiukkasten haitallisuutta kuvaa se, että niiden on arvioitu sekä ulko- että kotimaisissa terveysvaikutustutkimuksissa lisäävän syöpäriskiä ihmisissä. Ulkoilman hiukkasten koko on eri tavoin yhteydessä niiden terveysvaikutuksiin. Kokonaisleijumalla tarkoitetaan pölyä, johon saattaa sisältyä kooltaan varsin suuriakin, halkaisijaltaan jopa kymmenien mikrometrien hiukkasia. Tällaisten hiukkasten korkeat pitoisuudet vaikuttavat merkittävimmin viihtyvyyteen ja aiheuttavat likaantumista muun muassa keväisin, kun hiekoitushiekasta peräisin oleva katupöly nousee ilmaan. Suurin osa kokonaisleijuman hiukkasista on niin isoja, että ne jäävät ihmisten ylähengitysteihin ja poistuvat terveillä henkilöillä melko tehokkaasti elimistöstä. Kokonaisleijumasta käytetään lyhennettä TSP, joka tulee sanoista Total Suspended Particles. Terveysvaikutuksiltaan em. haitallisempia ovat ns. hengitettävät hiukkaset ja pienhiukkaset, jotka kykenevät tunkeutumaan syvälle ihmisten hengitysteihin: hengitettävät hiukkaset alempiin hengitysteihin eli henkitorveen ja keuhkoputkiin asti ja pienhiukkaset keuhkorakkuloihin saakka. Hengitettäville hiukkasille, joiden aerodynaaminen halkaisija on alle 1 mikrometriä, on annettu kotimaiset ohje- ja raja-arvot. Euroopan unionissa ovat valmisteilla raja-arvot myös aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin pienhiukkasille. Vuonna 21 voimaan tulleessa ilmanlaatuasetuksessa suositellaan mahdollisuuksien mukaan keräämään tietoa ulkoilman pienhiukkasten pitoisuuksista jo ennen kuin niiden pitoisuuksien säätely tulee mukaan maamme lainsäädäntöön. Hengitettävistä ja pienhiukkasista käytetään lyhenteitä PM 1 ja PM 2,5 (PM = Particulate Matter). Kaupunkialueilla alle,1 mikrometrin kokoiset hiukkaset ovat pääosin mittauspaikan lähistöllä tapahtuvista polttoprosesseista peräisin olevaa materiaalia, esimerkiksi liikenteestä ja energiantuotannosta tulleita hiiliyhdisteitä. Kokoluokassa,1-1 mikrometriä hiukkaset ovat etupäässä kaukokulkeutunutta ainesta. Nämä hiukkaset edustavat suoria hiukkaspäästöjä tai ovat syntyneet kaasu-hiukkasmuuntuman seurauksena. Halkaisijaltaan yli 1 mikrometrin kokoiset hiukkaset ovat yleensä mekaanisesti syntyneitä. Ne ovat esimerkiksi nousseet maasta ilmaan keräyspaikan lähistöllä tuulen tai ohi kulkevan liikenteen nostattamana. Nämä hiukkaset koostuvat lähinnä maa-aineksesta, meriaerosoleista ja orgaanisesta materiaalista, kuten kasvien osista ja siitepölyistä sekä niiden pinnalle kiinnittyneistä hiukkasista. Isoiksi hiukkasiksi luokitellaan halkaisijaltaan yli 2,5 mikrometrin kokoiset hiukkaset. Ilmavirtausten mukana kulkeutuvia suurimpia hiukkasia kutsutaan jättiläishiukkasiksi (engl. giant particles). Kirjallisuudessa suurten ja jättiläishiukkasten välinen raja on hiukan häilyvä, mutta hiukkasia, joiden aerodynaaminen halkaisija on yli mikro-

6 5 metriä voitaneen kutsua jättiläishiukkasiksi. Ylärajana hiukkasille pidetään tavallisesti 1 mikrometriä. Hiukkasten kokoluokkia on havainnollistettu kuvassa 1. Hiukkasten kokoluokkia Pienet hiukkaset Suuret hiukkaset Jättiläishiukkaset Hiesu Hieno hiekka Karkea hiekka Sora Pilvi- ja sumupisarat Sa depisa rat Tupa ka nsav u Sementtipöly Lannoite- ja kalkkikivipöly JAUHOA Jauhot K aasumolekyylit Itiöt Siitepöly Virukset Bakteerit Hius Pisaroista kuivunut merisuola Liikenne Liikenteen ja tuulen nostattama pöly Energiantuotanto Energiantuot anto, lento tuhka,1,1, (1mm) (1cm) µm Kuva 1. Hiukkasten kokoluokkia. Hiukkasten koko ilmaistaan halkaisijana mikrometreissä (µm). Mikro (µ) etuliite tarkoittaa miljoonasosaa. 1 µm on siten metrin miljoonasosa eli millimetrin tuhannesosa. Eri polttoprosesseista peräisin olevat hiukkaset saattavat olla rikastuneita jonkun tietyn alkuaineen tai muun merkkiaineen suhteen. Esimerkiksi vanadiinia ja nikkeliä tulee ilmakehään öljynpoltosta, kaliumia orgaanisen materiaalin poltosta, ja arseenia, molybdeeniä, seleeniä ja rikkiä hiilen poltosta. Poltto- ja teollisuusprosesseista peräisin olevat hiukkaset sisältävät useita terveydelle haitallisia alkuaineita, kuten arseeni, kadmium, nikkeli ja lyijy. Näitä aineita voi myös rikastua maaperään, jolloin niitä löytyy maasta takaisin ilmaan nousseista hiukkasista. Tyypillisiä maaperästä tulevia alkuaineita ovat alumiini, barium, kalsium, rauta, rubidium, pii, strontium sekä titaani, jotka esiintyvät enimmäkseen isoissa hiukkasissa. Hiukkasista aiheutuu merkittävimmät terveyshaitat lapsille, vanhuksille sekä astmaa, pitkäaikaista keuhkoputkentulehdusta ja sydäntauteja sairastaville. Hiukkaspitoisuuksien kohoaminen lisää astmakohtauksia ja hengitystietulehduksia sekä heikentää keuhkojen toimintakykyä. Ulko- ja kotimaisissa terveysvaikutustutkimuksissa on lisäksi todettu, että hiukkaspitoisuuksien kohotessa myös kuolleisuus ja sairaalahoitotarpeen määrä saattavat lisääntyä. Pitkäaikaisella liiallisella keuhkojen hiukkaskuormituksella

7 6 voi olla yhteys keuhkosyövän syntyyn. Tähän voivat olla syynä itse hiukkasaltistuksen lisäksi useat hiukkasten sisältämät haitalliset aineet. Suomessa hiukkaspitoisuudet kohoavat yleensä voimakkaasti keväällä maalis-huhtikuussa tuulen ja liikenteen nostattaman katupölyn vaikutuksesta maanpinnan kuivuessa. Suurimmat hiukkaspitoisuudet esiintyvät vilkkaasti liikennöidyissä kaupunkikeskustoissa. Maamme suurimpien kaupunkien keskusta-alueilla on mitattu useina vuosina yli 5 µg/m 3 olevia kokonaisleijuman (TSP) vuosikeskiarvopitoisuuksia ja yli 25 µg/m 3 :n hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuden vuosikeskiarvoja. Pienempienkin kaupunkien keskusta-alueilla hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvot ylittävät 2 µg/m 3. Kaupunkien keskusta-alueiden ulkopuolellakin pitoisuudet ovat olleet yli 1 µg/m 3 vuosikeskiarvoina (Pietarila et al., 21). Korkeimmat mitatut hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausikeskiarvot ovat olleet useiden maamme kaupunkien keskustojen liikenneympäristöissä yli 15 µg/m 3 ja esikaupunkialueillakin yli 5 µg/m 3. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudelle annettua raja-arvoa (5 µg/m 3, sallittu 35 ylitystä/vuosi, alitettava viimeistään ) ei kuitenkaan ole viime vuosina ylitetty yhdelläkään mittausasemalla Suomessa. Sen sijaan vuorokausipitoisuuden raja-arvon numeroarvo ylittyy vuosittain yleisesti maamme kaupungeissa lähinnä keväisin. Suomen kuntien ilmanlaadun mittausverkkojen vuoden 2 tuloksista tehdyssä tarkastelussa tällaisia ylityksiä todettiin yhteensä yli 25 kappaletta (Anttila, 21). Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuuden ns. toisen vaiheen suuntaa-antava raja-arvo (5 µg/m 3, sallittu 7 ylitystä/vuosi, alitettava viimeistään ) ylittyy sen sijaan useiden suhteellisen pienienkin kaupunkien keskusta-alueilla (Pietarila et al., 21). 3 TUTKIMUKSEN SUORITUS 3.1 Mittauspaikat ja mittausjaksot Naantalin hiukkasmittausten tarkkailupisteiden sijainti ja ympäristö käy ilmi kuvista 2-5. Kaikissa mittauspisteissä seurattiin hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuutta jatkuvatoimisilla analysaattoreilla. Lisäksi tutkimuksessa mitattiin jatkuvatoimisesti pienhiukkasten (PM 2,5 ) pitoisuuksia Naantali 1:ssä, jossa sijaitsi myös sääasema. Mittaukset alkoivat PM 2,5 -mittaukset päättyivät Naantali 1:ssä , mutta muut mittaukset jatkuivat kesäkuun 23 loppuun asti.

8 7 Karvetti Keskusta N3 N2 N1 Kuva 2. Mittauspaikkojen sijainti Naantalissa: N1 = Naantali 1, N2 = Naantali 2 ja N3 = Naantali 3. Naantalin kaupungin hengitettävien hiukkasten mittauspisteet: Karvetti v ja Keskusta, Asematori v Kuva 3. Mittauspiste Naantali 1 (N1). Mittaukset: hengitettävät hiukkaset (PM 1 ), pienhiukkaset (PM 2,5 ), tuulen suunta ja nopeus.

9 8 Kuva 4. Mittauspiste Naantali 2 (N2). Mittaukset: hengitettävät hiukkaset (PM 1 ). Kuva 5. Mittauspiste Naantali 3 (N3). Mittaukset: hengitettävät hiukkaset (PM 1 ).

10 9 3.2 Mitatut epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät Naantalin tutkimuspisteissä mitattiin hengitettäviä hiukkasia (PM 1 eli halkaisijaltaan alle 1 m:n hiukkaset) ja pienhiukkasia (PM 2,5 eli halkaisijaltaan alle 2,5 m:n hiukkaset). Molempia hiukkaskokoluokkia mitattiin beetasäteilyn absorptioon perustuvalla menetelmällä. Lisäksi havainnoitiin tuulen suuntaa ja nopeutta. Taulukko 1. Tutkimuksessa käytetyt mittausmenetelmät ja laitteet. Mitattava komponentti Mittausmenetelmä Mittalaite Hengitettävät hiukkaset ja -SÄTEILYN ABSORPTIO FAG FH 62 I-N/EBERLINE FH62-IR pienhiukkaset Tuulen suunta ja nopeus Vaisala Waa 15 ja Wav 15 Mittaustulokset kerättiin kunkin mittausyksikön mikrotietokoneelle tai mittalaitteelle ja tiedonkeruuohjelmisto laski mitatuista pitoisuuksista tuntikeskiarvot, jotka siirrettiin Ilmatieteen laitokselle jatkokäsittelyä varten. 4 MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU 4.1 Mitatut pitoisuudet Kuvissa 6-13 on esitetty hengitettävien hiukkasten ja pienhiukkasten tuntipitoisuudet ja vuorokausipitoisuudet jaksolta Pitoisuudet on esitetty ulkoilman lämpötilassa. Taulukkoon 2 on koottu kuukausittaisia tilastotietoja mitatuista hengitettävien hiukkasten ja pienhiukkasten pitoisuuksista em. mittausjaksolta.

11 1 Naantali 1, PM 1 -tuntipitoisuus µg/m³ Kuva 6. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuudet Naantali 1:ssä mittausjakson aikana. 12 Naantali 1, PM 1 -vuorokausipitoisuus 1 8 µg/m³ Kuva 7. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuorokausipitoisuudet Naantali 1:ssä mittausjakson aikana.

12 11 Naantali 1, PM 2.5 -tuntipitoisuus µg/m³ Kuva 8. Pienhiukkasten (PM 2.5 ) tuntipitoisuudet Naantali 1:ssä mittausjakson aikana. Naantali 1, PM 2.5 -vuorokausipitoisuus µg/m³ Kuva 9. Pienhiukkasten (PM 2.5 ) vuorokausipitoisuudet Naantali 1:ssä mittausjakson aikana.

13 12 Naantali 2, PM 1 -tuntipitoisuus µg/m³ Kuva 1. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuudet Naantali 2:ssa mittausjakson aikana. 8 Naantali 2, PM 1 -vuorokausipitoisuus µg/m³ Kuva 11. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuorokausipitoisuudet Naantali 2:ssa mittausjakson aikana.

14 13 Naantali 3, PM 1 -tuntipitoisuus µg/m³ Kuva 12. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuudet Naantali 3:ssa mittausjakson aikana. 7 Naantali 3, PM 1 -vuorokausipitoisuus 6 5 µg/m³ Kuva 13. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuorokausipitoisuudet Naantali 3:ssa mittausjakson aikana.

15 14 Taulukko 2. Naantalin mittauspisteissä havaitut hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2,5 ) tunti- ja vuorokausipitoisuudet (µg/m³) kuukausittain mittausjaksolla Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Naantali 1 Naantali 1 Naantali 2 Naantali 3 PM 1 PM 2.5 PM 1 PM 1 Kesäkuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Heinäkuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Elokuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Syyskuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Lokakuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Marraskuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin

16 15 Joulukuu 22 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Tammikuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Helmikuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo 3 23 Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Maaliskuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Huhtikuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Toukokuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin Kesäkuu 23 TUNTIARVOJEN Lukumäärä Keskiarvo Suurin arvo VRK ARVOJEN 2. suurin Suurin

17 Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet Nykyiset kotimaiset ilmanlaadun ohjearvot ovat olleet voimassa alkaen. Hengitettäville hiukkasille (PM 1 ) ohjearvona on, että kalenterikuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo ei saisi ylittää pitoisuutta 7 µg/m³ (Vnp 48/1996). Valtioneuvoston antaman ilmanlaatuasetuksen (Vna 711/21) mukaiset hengitettäviä hiukkasia koskevat raja-arvot on esitetty taulukossa 3. Asetus tuli voimaan Ilman epäpuhtauksien aiheuttamien terveyshaittojen ehkäisemiseksi alueilla, joilla asuu tai oleskelee ihmisiä ja joilla ihmiset saattavat altistua ilman epäpuhtauksille hengitettävien hiukkasten pitoisuudet ulkoilmassa eivät saa ylittää seuraavia raja-arvoja: Taulukko 3. Hengitettäviä hiukkasia koskevat raja-arvot terveyshaittojen ehkäisemiseksi. Epäpuhtaus Keskiarvon laskenta-aika Raja-arvo (µg/m 3 ) (293 K, 11,3 kpa) Sallittujen ylitysten määrä kalenterivuodessa (vertailujakso) Ajankohta, jolloin pitoisuuksien viimeistään tulee olla raja-arvoa pienemmät Hengitettävät hiukkaset 24 tuntia 5 1) (PM 1 ) kalenterivuosi 4 1) ) Tulokset ilmaistaan ulkoilman lämpötilassa ja paineessa. Taulukossa 4 ja kuvassa 14 on esitetty hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde ohjearvoon Naantalin mittauspisteissä. HUOM! Kun pitoisuuden suhde ohjearvoon on 1 %, on ohjearvoon verrannollinen pitoisuus eli kalenterikuukauden toiseksi korkein vuorokausiarvo yhtä suuri kuin ohjearvo. Jos prosenttiluku on yli 1, on ohjearvo ylittynyt. Ohjearvo ylittyi Naantali 1:ssä elokuussa 22 ja maaliskuussa 23. Ohjearvoon verrattavat pitoisuudet vaihtelivat Naantali 1:ssä % ohjearvosta, Naantali 2:ssa % ohjearvosta ja Naantali 3:ssa % ohjearvosta. Hengitettävien hiukkasten vuorokausiarvon raja-arvolle 5 µg/m³ sallitaan vuoden jaksolla ylityksiä 35 kpl. Vuoden mittausjaksolla oli raja-arvon numeroarvon ylittäviä pitoisuuksia Naantali 1:ssä 34 kpl, Naantali 2:ssa 6 kpl ja Naantali 3:ssa 5 kpl. Jaksolta lasketut hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuuksien vuosikeskiarvot olivat Naantali 1: 27 µg/m³, Naantali 2: 17 µg/m³ ja Naantali 3: 15 µg/m³. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvoa koskeva rajaarvotaso, 4 µg/m³, siis alittui kaikissa Naantalin tarkkailupisteissä em. mittausjaksolla.

18 17 Taulukko 4. Hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde ohjearvoihin Naantalin mittauspisteissä heinäkuussa 22 - kesäkuussa 23. Pitoisuudet on ilmaistu ulkoilman lämpötilassa. Naantali 1 PM 1 Naantali 2 PM 1 Naantali 3 PM 1 % ohjearvosta 2. suurin vrk % ohje- 2. suurin vrk (µg/m³) arvosta (µg/m³) 2. suurin vrk (µg/m³) % ohjearvosta 22 Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Ohjearvo Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet Naantalissa Naantali 1 Naantali 2 Naantali ohjearvotaso % ohjearvosta Kuva 14. VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ohjearvoon verrattavat pitoisuudet suhteessa ohjearvoon Naantalissa heinäkuussa 22 - kesäkuussa 23. PM 1 -vuorokausiohjearvo on 7 µg/m 3 = kuvan ohjearvotaso = 1 % ohjearvosta. Pitoisuudet on ilmaistu ulkoilman lämpötilassa. Pienhiukkasille (PM 2,5 ) ei ole toistaiseksi annettu ohje- tai raja-arvoja Suomessa eikä Euroopassakaan. Euroopan unionissa on jo melko pitkään valmisteltu pienhiukkasten pitoisuuksia säätelevää direktiiviä, mutta sen antamisajankohdasta ei ole tietoa. USA:ssa PM 2,5 -standardit ovat olleet voimassa vuodesta 1997 lähtien: 65 µg/m³ 24 tunnin keskiarvoille ja 15 µg/m³ vuosikeskiarvoille. Naantali 1:ssä PM 2,5 -pitoisuuden

19 18 korkeimmat vuorokausipitoisuudet olivat elokuussa 22 Venäjän metsäpaloista johtuneen hiukkaspäästöjen kaukokulkeutumisepisodin aikana korkeimmillaan noin 75 % em. yhdysvaltalaisesta 24 tunnin pitoisuuksien ohjearvosta. Muuna aikana kuin em. episodin yhteydessä pienhiukkaspitoisuudet olivat korkeimmillaan vuorokausiarvoina noin 5 % vastaavasta USA:laisesta standardista. Nämä suurimmat vuorokausiarvot esiintyivät tammikuussa 23. Naantali 1:ssä PM 2,5 -pitoisuuden mittausjakson keskiarvo alitti em. yhdysvaltalaisen standardin, mutta oli luokkaa 6 % siitä. Venäjän metsäpalot vaikuttivat Naantalin piehiukkaspitoisuuden jakson keskiarvoon kohottaen sitä ainakin jonkin verran normaalista. Edellä esitetyn vertailun tuloksia voidaan käyttää vain suuntaa-antavasti Naantalin satama-alueen ilmanlaadun tarkasteluihin ja pienhiukkasista aiheutuvien terveysvaikutusten arviointiin, koska yhdysvaltalaisten ohjearvojen asettamisperusteet ja niiden soveltuvuus suomalaisiin oloihin eivät ole tiedossa. Nykyisin ei ole vielä täysin selvillä, aiheutuvatko merkittävimmät pienhiukkasista johtuvat terveyshaitat ko. hiukkasten suuresta lukumäärästä, hiukkasiin sitoutuneista haitallisista aineista vai pelkästään niiden pitoisuudesta ilmassa. Asianmukaiset PM 2,5 -pitoisuuksia koskevat ilmanlaatu- ja vaikutusarviot voidaan tehdä sen jälkeen, kun em. seikoista saavutetaan asiantuntijoiden kesken yksimielisyys ja koko Euroopan unionin alueella otetaan käyttöön tieteellisiin havaintoihin perustuvat pienhiukkasia koskevat raja-arvot. 4.3 Tuulen suunnan ja nopeuden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin Kuvissa on havainnollistettu tuulen suunnan ja nopeuden vaikutusta hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2,5 ) pitoisuuksiin ns. saasteruusujen avulla. Saasteruusu kuvaa tuntipitoisuuksien keskiarvoa eri tuulensuunnilla. Saasteruusun keskipisteestä lähtevän janan pituus sektorin kehäviivalle vastaa epäpuhtauden tuntipitoisuuksien keskiarvoa ko. tuulisektorissa. Tyynellä säällä havaittujen tuntipitoisuuksien keskiarvo on esitetty ympyrällä, jonka säteen pituus kuvaa keskipitoisuuden arvoa. Kuvissa esitettyjen, koko mittausjakson tilannetta kuvaavien saasteruusujen tuulihavaintoina on käytetty Naantali 1:n tuulihavaintoja. Naantali 1:n tuulihavainnot koko mittausjaksolta on esitetty tuuliruusuna kuvassa 18. Korkea kallio mittauspisteen pohjoispuolella (ks. kuva 3) suojaa mittauspistettä luode- ja pohjoistuulilta. Kuvan 18 tuuliruusun keskipisteestä lähtevän janan pituus sektorin kehäviivalle vastaa ko. tuulisektorin tuulien prosentuaalista osuutta jakson tuulista. Tyynet tapaukset on kuvattu ympyrällä, jonka säteen pituus kertoo tyynien tilanteiden prosentuaalisen osuuden kaikista tuulihavainnoista. Tuuliruususta nähdään myös tuulten nopeusjakaumat tuulensuuntasektoreittain. Eri tuulennopeuksien prosentuaaliset osuudet saadaan vertaamalla sektoreiden kunkin nopeusluokan pituutta prosenttiasteikkoon. Hiukkaspitoisuuksiin vaikuttavia toimintoja mittauspaikkojen läheisyydessä ovat Naantalin sataman lauttaliikenne, hiili-, vilja-, sementti-, yms. laivojen purku ja lastaus sekä niihin liittyvä liikenne. Satamatoimintojen suhteen mittauspaikat sijaitsivat siten, että itse laiturialue sijaitsee Naantali 1:stä noin 3 m itäkaakkoon, Naantali 2:sta noin 1 km itäkaakkoon ja Naantali 3:sta noin 8 m eteläkaakkoon. Naantali 1:n mittauspiste sijaitsi satamatoimintojen aiheuttamien ilmanlaatuvaikutusten arviointia varten varsin keskeisellä paikalla itse satama-alueella.

20 19 NAANTALI 1 PM 1 PM 2.5 Kuva 15. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2.5 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo tuulensuunnittain Naantali 1:ssä mittausjakson aikana. PM 1 -mittaukset , PM 2.5 -mittaukset NAANTALI 2 PM 1 Kuva 16. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo tuulensuunnittain Naantali 2:ssa mittausjakson aikana.

21 2 NAANTALI 3 PM 1 Kuva 17. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo tuulensuunnittain Naantali 3:ssa mittausjakson aikana. Kuva 18. Tuulen suunta- ja nopeusjakauma Naantali 1:ssä mittausjakson aikana. Fortum Oyj:n Naantalin voimalaitos sijaitsee vajaan kilometrin päässä itään ja Fortum Oyj:n Naantalin jalostamo noin 1,5 km Naantali 1:n mittauspisteestä itäkaakkoon. Naantali 2:een nähden laitosten etäisyydet ovat vastaavasti noin 1,5 km ja 2,3 km itäkaakkoon ja Naantali 3:een nähden noin 1 km ja 1,8 km kaakkoon. Kuten jo aiemmin todettiin, mittausjaksolle, syyskesään 22 ajoittuivat Venäjän laajat metsäpalot, joiden savupilvet kulkeutuivat ajoittain Etelä-Suomeen ja Ruotsiin asti ja jotka havaittiin myös Naantalissa merkittävästi kohonneina hiukkaspitoisuuksina Naantali 1:ssä hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot olivat suurimmillaan itä - eteläsektoreiden tuulilla ja tyynissä tilanteissa. Tuntipitoisuuksien keskiarvo oli myös luoteistuulilla samaa tasoa, mutta on huomattava, että luoteistuulia esiintyi hyvin vähän: vain 7 tuntia yli 8:sta oli luoteesta. Pienhiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot olivat suurimmillaan tyynellä tai tuulen käydessä itä - lounassektoreista.

22 21 Naantali 2:ssä hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot olivat suurimmillaan itä - eteläsektoreiden tuulilla ja tyynellä. Naantali 3:ssä hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot olivat suurimmillaan kaakko - eteläsektoreiden tuulilla ja tyynissä tilanteissa. 4.4 Eri päästötekijöiden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin Hiukkaspitoisuuksiin vaikuttavien tutkimusalueen päästötekijöiden ja erilaisten toimintojen sekä kaukokulkeutuman vaikutusta mitattuihin hiukkaspitoisuuksiin selvitettiin luokittelemalla mitatut pitoisuudet sen mukaan, mikä pitoisuutta kohottava päästötekijä tai toiminta on esiintynyt tai ollut käynnissä pitoisuuden mittausaikana. Lähtötietoja näihin tarkasteluihin saatiin mittausjakson ajalta Naantalin satamasta (muun muassa lauttaliikenteen ajoittuminen, laivojen lastausten ja purkujen ajoittuminen) ja Fortum Oyj:ltä (voimalaitoksen kattiloiden päästömittaustiedot ja tiedot jalostamolla esiintyneen tulipalon ajankohdasta). Autolauttojen osalta käytettiin oletusta, että vaikutus pitoisuuteen kohdistuu tuntiin ennen lautan lähtöä ja tuntiin lautan saapumisen jälkeen. Kivihiilen purku käsittää tunnit laivan saapumisesta sen lähtöön. Muun lastin osalta käytettiin oletusta, että lastin purku tapahtuu arkipäivisin kahdessa vuorossa klo laivan saapumisen ja lähdön välisenä aikana. Fortum Oyj:n voimalaitoksen osalta huomioitiin tunneittain tilanteet, joissa voimalayksiköiden yhteenlaskettu päästö ylitti 7 mg/nm³. Venäjän metsäpaloilla katsottiin olevan vaikutusta pitoisuuksiin , ja ns. kaukokulkeumaepisodien aikana (Niemi et al., 23 ja Hänninen et al., 23). Kuvissa on esitetty mitatut tuntipitoisuudet tuulen suunnan suhteen siten, että kuvista ilmenee, mikä toiminta on ollut käynnissä ko. pitoisuuden mittausaikana. Kuvissa on esitetty hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot eri tuulensuunnilla toiminnoittain jaoteltuina siten, että mukaan on otettu kaikki tunnit, jolloin ko. toimintaa on ollut, riippumatta siitä, onko jotain muuta tarkasteltua toimintaa myös ollut käynnissä (kuten hyvin usein on ollut). Luode- ja pohjoissektoreiden keskiarvoihin tulee suhtautua krittisesti, sillä niiden havaintojen määrä on useimmiten hyvin pieni verrattuna muiden sektoreiden havaintojen lukumääriin ja tilanteiden edustavuus siten kyseenalainen. Kuvissa ilmanlaadun kannalta kiinnostavimpia tilaneita ja tapauksia ovat ne, joissa pitoisuus erottuu selvästi kohonneena keskimääräisestä tasosta.

23 22 Naantali 1, PM1 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan PM1 µg/m³ tyyni Tuulen suunta kivihiilen purku muu purku autolautta Fortum >7 mg/m³ metsäpalot muu aika Kuva 19. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan Naantali 1:ssä. Naantali 1, PM2,5 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan PM2,5 µg/m³ tyyni Tuulen suunta kivihiilen purku muu purku autolautta Fortum >7 mg/m³ metsäpalot muu aika Kuva 2. Pienhiukkasten tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan Naantali 1:ssä.

24 23 Naantali 2, PM1 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan PM1 (µg/m³) tyyni Tuulen suunta (aste) kivihiilen purku muu purku autolautta Fortum >7 mg/m³ metsäpalot muu aika Kuva 21. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan Naantali 2:ssa. Naantali 3, PM1 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan PM1 (µg/m³) tyyni Tuulen suunta (aste) kivihiilen purku muu purku autolautta Fortum >7 mg/m³ metsäpalot muu aika Kuva 22. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan Naantali 3:ssa.

25 24 Naantali 1, PM 1 Autolauttaliikenne Fortum > 7 mg/m³ Kivihiilen purku Muu purku Venäjän metsäpalot Muu aika Kuva 23. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot Naantali 1:ssä tuulensuunnittain eri toimintojen aikana. Tarkastellun toiminnan lisäksi on käynnissä voinut olla yhtä aikaa muitakin toimintoja. Muu aika = aika, jolloin mitään tarkastelluista toiminnoista ei ole ollut käynnissä.

26 25 Naantali 1, PM 2,5 Autolauttaliikenne Fortum > 7 mg/nm³ Kivihiilen purku Muu purku Venäjän metsäpalot Muu aika Kuva 24. Pienhiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot Naantali 1:ssä tuulensuunnittain eri toimintojen aikana. Tarkastellun toiminnan lisäksi on käynnissä voinut olla yhtä aikaa muitakin toimintoja. Muu aika = aika, jolloin mitään tarkastelluista toiminnoista ei ole ollut käynnissä.

27 26 Naantali 2, PM 1 Autolauttaliikenne Fortum > 7 mg/nm³ Kivihiilen purku Muu purku Venäjän metsäpalot Muu aika Kuva 25. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot Naantali 2:ssa tuulensuunnittain eri toimintojen aikana. Tarkastellun toiminnan lisäksi on käynnissä voinut olla yhtä aikaa muitakin toimintoja. Muu aika = aika, jolloin mitään tarkastelluista toiminnoista ei ole ollut käynnissä.

28 27 Naantali 3, PM 1 Autolauttaliikenne Fortum > 7 mg/nm³ Kivihiilen purku Muu purku Venäjän metsäpalot Muu aika Kuva 26. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvot Naantali 3:ssa tuulensuunnittain eri toimintojen aikana. Tarkastellun toiminnan lisäksi on käynnissä voinut olla yhtä aikaa muitakin toimintoja. Muu aika = aika, jolloin mitään tarkastelluista toiminnoista ei ole ollut käynnissä. Taulukoissa 5-8 on esitetty mittauspisteittäin hiukkasten kymmenen suurinta tuntipitoisuutta sekä tuulen nopeus ja suunta niiden mittausaikana. Taulukoiden tuulen suuntatiedoista voi arvioida suuntaa-antavasti edellä tarkasteltujen päästölähteiden ja toimintojen mahdollisia vaikutuksia hiukkaspitoisuuksien maksimiarvoihin.

29 28 Taulukko 5. Hengitettävien hiukkasten kymmenen suurinta tuntipitoisuutta sekä tuulen nopeus ja suunta niiden mittausaikana Naantali 1:ssä. klo Naantali 1 PM 1 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (astetta) maanantai tiistai tiistai tyyni torstai tiistai tiistai tiistai tiistai tyyni perjantai tyyni torstai Taulukko 6. Pienhiukkasten kymmenen suurinta tuntipitoisuutta sekä tuulen nopeus ja suunta niiden mittausaikana Naantali 1:ssä. klo Naantali 1 PM 2,5 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (astetta) maanantai tyyni lauantai keskiviikko tyyni tiistai torstai keskiviikko tyyni torstai tyyni maanantai lauantai keskiviikko tyyni Taulukko 7. Hengitettävien hiukkasten kymmenen suurinta tuntipitoisuutta sekä tuulen nopeus ja suunta niiden mittausaikana Naantali 2:ssa. Viikonpäivä Viikonpäivä Viikonpäivä klo Naantali 2 PM 1 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (astetta) keskiviikko perjantai maanantai tyyni torstai torstai perjantai tiistai maanantai perjantai tiistai tyyni

30 29 Taulukko 8. Hengitettävien hiukkasten kymmenen suurinta tuntipitoisuutta sekä tuulen nopeus ja suunta niiden mittausaikana Naantali 3:ssa. Viikonpäivä klo Naantali 3 PM 1 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (astetta) sunnuntai tiistai tyyni keskiviikko tiistai sunnuntai tiistai keskiviikko tyyni tiistai tyyni lauantai lauantai Edellä esitettyjen tarkastelujen perusteella voidaan yleistäen sanoa, että Naantalin kaikissa kolmessa mittauspisteissä hiukkaspitoisuudet olivat keskimäärin suurempia satama-alueen puoleisilla tuulilla kuin muilla tuulilla. Myös tyynellä säällä keskimääräinen pitoisuutaso oli samaa tasoa kuin satama-alueen puoleisilla tuulilla erityisesti Naantali 1:ssä. Tarkastellut toiminnat näyttäisivät nostavan keskimääräistä pitoisuustasoa em. toiminnan puoleisilla tuulilla verrattuna keskimääräiseen pitoisuustasoon tilanteissa, joissa mitään ko. toiminnoista ei ollut käynnissä. On todettava, että kuvissa esitetyt yksittäiset tuuliruusut eivät kuvaa pelkästään yhden tarkastellun toiminnan vaikutusta, koska usein oli samanaikaisesti käynnissä useampia toimintoja ja hiukkaspäästöjä aiheuttavat toiminnat sijaitsivat mittauspisteisiin nähden samoissa suunnissa. Hiukkaspitoisuuksien kohotessa ovat kyseessä aina enemmän tai vähemmän yhteisvaikukset, joissa on mukana useita tutkimusalueen päästölähteitä sekä satama-alueen ja sen ympäristön toimintoja. Mittausjakson suurimpiin pitoisuuksiin vaikuttivat voimakkaimmin Venäjän metsäpalojen päästöt, mutta ne kohottivat hiukkaspitoisuuksia vain elo- ja syyskuussa 22. Selkein esimerkki eri päästölähteiden ja toimintojen yhteisvaikutuksista hiukkaspitoisuuksiin on kuvassa 23 esitetty tuuliruusu tilanteista, joissa hiilen purku on ollut satamassa käynnissä. Tuntipitoisuudet ovat jonkin verran kohonneet Naantali 1:n mittauspisteessä tilanteissa, joissa tuuli on käynyt sataman alueelta, mutta merkittävimmät vaikutukset pitoisuuksiin on saatu luoteistuulilla. Kyseessä lienee yksi yksittäinen tuulitilanne, jossa mitä luultavimmin mittauspisteen ohi kulkevan autoliikenteen aiheuttaman pölyämisen vaikutuksesta hiukkaspitoisuus on noussut äkillisesti huomattavan korkeaksi. Luode- ja pohjoissektoreiden keskiarvoihin tulee muutenkin suhtautua krittisesti, sillä niiden havaintojen määrä on hyvin pieni (tässä tapauksessa 5 tuntia) verrattuna muiden sektoreiden havaintojen lukumääriin ja ne voivat siten edustaa vain muutamaa yksittäistä tilannetta. Lisäksi on huomattava muun muassa kuvia tarkasteltaessa, että myös ns. muuna aikana, eli aikana kun mitään tarkastelluista toiminnoista ei ollut käynnissä, mittauspisteissä esiintyi yksittäisiä korkeita tuntipitoisuuksia. Keskimäärin näissä tilanteissa esiintyneet pitoisuudet olivat kuitenkin melko matalia, ja ne kuvannevat alueellista taustapitoisuutta, johon vaikuttavat päästöt yleisesti laajemmalta alueelta Naantalista.

31 3 4.5 Pitoisuuksien ajallinen vaihtelu Kuvassa 27 on tarkasteltu hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2,5 ) tuntipitoisuuksien keskimääräistä vaihtelua vuorokauden ajan mukaan erikseen arkipäivisin (ma - pe) ja viikonloppuisin (la - su) Naantalin mittauspisteissä. Hiukkasten vuorokaudenaikavaihtelu poikkeaa taajamien liikenneympäristöissä yleensä jonkin verran kaasumaisten yhdisteiden, kuten typen oksidien, vaihtelusta. Hiukkaspitoisuuksiin vaikuttavat pakokaasuissa olevien hiukkasten lisäksi liikenteen ja tuulen vaikutuksesta maanpinnasta ilmaan nousevat suuret ja pienet hiukkaset, joiden määrää säätelevät muun muassa liikenteen määrä ja nopeus, tuulen nopeus sekä maan- ja kadunpintojen kosteus ja sateisuus. Naantali 1:ssä on hengitettävillä hiukkasilla (PM 1 ) havaittavissa arkisin selvä pitoisuustason nousu, joka alkaa aamuisin kello kuuden aikaan. Pitoisuus pysyttelee keskimäärin tasolla 3 µg/m³ iltayöhön saakka. Viikonloppuisin pitoisuustaso on varsinkin päivällä hieman alempi, eikä siinä tapahdu suuria muutoksia. Ensimmäinen autolautta saapui mittausjaksolla Naantalin satamaan klo 6.1 ja viimeinen lähti klo 23.. Laivojen purkaus- ja lastaustoiminta ajoittui arkisin klo väliselle ajalle. Pienhiukkasten (PM 2,5 ) pitoisuustasossa Naantali 1:ssä ei havaita aamuisin vastaavaa nousua. Pitoisuuden keskimääräinen taso on arkisin ja viikonloppuisin lähes sama ja korkeimmat pitoisuudet ajoittuvat iltaan klo aikoihin. Naantali 2:n ja Naantali 3:n hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuustasoissa ei myöskään esiinny kovin jyrkkiä vuorokauden sisäisiä muutoksia ja pitoisuustasot ovat arkisin ja viikonloppuisin lähes samaa tasoa. Naantali 1:ssä havaittuun arkiaamuisin tapahtuvaan pitoisuusnousuun vaikuttanevat satama-alueen ja sen ympäristön toimintojen ja päästölähteiden lisäksi mitä luultavimmin autoliikenteen päästöt laajemmalta alueelta Naantalin liikenneverkosta. Arkipäivien tilannetta kuvaavassa pitoisuuskäyrässä havaitaan lievää nousua myös keskipäivällä ja illalla noin klo aikaan. Vaikka keskimääräinen pitoisuusvaihtelu on pientä päivän aikana, ovat em. pitoisuuksien nousuun liittyvät piirteet tyypillisiä kaupunkien liikenneympäristöissä. Arkiaamuisin ja -iltaisin tapahtuvasta pitoisuuden noususta ja laajemman alueen liikenteen vaikutuksista hiukkaspitoisuuksiin näkyy merkkejä myös Naantali 2:n ja Naantali 3:n pitoisuuskäyrissä, mutta varsinaisia selviä pitoisuushuippuja ei esiinny.

32 31 Naantali 1, PM1 tuntikeskiarvo kellonajan mukaan 35 3 MA - PE LA - SU 25 PM 1 µg/m³ KLO Naantali 1, PM 2,5 tuntikeskiarvo kellonajan mukaan 35 3 MA - PE LA - SU 25 PM 2,5 µg/m³ KLO Naantali 2, PM 1 tuntikeskiarvo kellonajan mukaan 35 3 MA - PE LA - SU 25 PM 1 µg/m³ KLO Naantali 3, PM 1 tuntikeskiarvo kellonajan mukaan 35 3 MA - PE LA - SU 25 PM 1 µg/m³ KLO Kuva 27. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2,5 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo (µg/m³) kellonajan mukaan Naantalin tutkimuspisteissä.

33 32 Hiukkasten keskimääräisessä pitoisuustasossa ei esiintynyt kovin suurta vaihtelua eri viikonpäivien välillä (ks. kuva 28). Naantali 1:ssä ja Naantali 2:ssa hiukkaspitoisuudet olivat keskimäärin pienimmillään sunnuntaisin ja Naantali 3:ssa sunnuntaisin ja maanantaisin. Sunnuntaipäivien hieman matalammat pitoisuudet liittynevät yleisempään katu- ja tieverkkoja kuvaavaan piirteeseen: liikennemäärät ovat yleensä kaupunkialueilla pienimmät juuri sunnuntaisin. Naantali 1, PM1 tuntikeskiarvo viikonpäivän mukaan Naantali 1, PM2,5 tuntikeskiarvo viikonpäivän mukaan MA TI KE TO PE LA SU MA TI KE TO PE LA SU Naantali 2, PM 1 tuntikeskiarvo viikonpäivän mukaan Naantali 3, PM 1 tuntikeskiarvo viikonpäivän mukaan MA TI KE TO PE LA SU MA TI KE TO PE LA SU Kuva 28. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ja pienhiukkasten (PM 2,5 ) tuntipitoisuuksien keskiarvot (µg/m³) viikonpäivän mukaan Naantalin tutkimuspisteissä. 4.6 Pitoisuuksien vertailua Ilman laatua mitataan maassamme yli 4 paikkakunnalla. Mittaustoiminnasta vastaavat kunnan tai kuntien yhteenliittymien ilmansuojeluviranomaiset ja/tai teollisuuslaitokset. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitataan samaan tapaan kuin tässä tutkimuksessa Naantalissa jatkuvatoimisilla laitteilla muutamilla paikkakunnilla Suomessa. Mittausasemat sijaitsevat yleensä vilkkaiden liikenneväylien vaikutusalueilla ja vuorokausiohjearvon ylitykset ovat yleisimpiä kevätkuukausina, jolloin hiukkaspitoisuudet ovat tyypillisesti suurimmillaan. Teille kerääntynyt hiekoitushiekka jauhautuu talven aikana hienoksi pölyksi ja toisaalta nastarenkaat kuluttavat teiden pintoja. Keväällä, kun lumi sulaa ja tiet kuivuvat, pöly nousee ilmaan liikenteen ja tuulen aiheuttamien ilmavirtausten vaikutuksesta. Naantalin kaupungin ilmanlaadun tarkkailu Naantalin ilmanlaadun seuranta ja tarkkailumittausten ylläpito on järjestetty yhteistyönä naapurikaupunkien Turun, Raision ja Kaarinan sekä alueen suurimpien energiantuotanto- ja teollisuusyritysten kanssa. Tarkkailun käytännön toteutuksesta ja raportoinnista on vastannut Turun kaupungin ympäristönsuojelutoimisto.

34 33 Ilmanlaatumittaukset käynnistyivät Naantalissa Karvetin ja keskustan tarkkailupisteissä em. yhteystyön puitteissa vuonna 1989 rikkidioksidipitoisuuksien seurannalla. Vuoden 1989 lopussa Karvetissa aloitettiin em. lisäksi mittaamaan typen oksidien pitoisuuksia. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksia mitattiin ensin vuosina Karvetin mittauspisteessä Aurinkotien ja Karvetinkadun risteyksessä, jonka jälkeen ko. seurantaa on jatkettu kaupungin keskustassa Asematorin mittauspisteessä Käsityöläiskadun varrella. Nykyinen Naantalin keskustan ilmanlaadun tarkkailuohjelma sisältää rikkidioksidin, typen oksidien ja hengitettävien hiukkasten pitoisuusmittaukset. Seuraavassa esitetään Karvetin ja Naantalin keskustan hiukkasmittausten tuloksia nyt raportoitavassa tutkimuksessa hankittujen pitoisuustietojen vertailuaineistoksi. Kuvassa 29 on esitetty hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet kuukausittain Karvetin vuosien 1997 ja 1998 mittauksista ja Naantalin keskustan vuosien mittauksista. Vuorokausipitoisuus oli Karvetissa suurimmillaan vuoden 1997 elokuussa noin 7 % ja vuoden 1998 huhtikuussa noin 6 % vastaavasta ohjearvosta. Muina kuukausina vuorokausipitoisuus vaihteli välillä noin % ohjearvosta. Naantalin keskustassa vuorokausipitoisuus ylitti ohjearvon vuosina 2 ja 21 maaliskuussa. Pitoisuudet olivat ohjearvoon nähden selvästi kohonneita myös vuosien 1999 ja 22 huhtikuussa, vuoden 22 helmi-, elo-, loka- ja marraskuussa sekä vuoden 21 syyskuussa, jolloin vuorokausipitoisuustasot olivat korkeimmillaan noin 5-8 % ohjearvosta. Kuvassa 3 on esitetty hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvot Karvetin ja keskustan mittausasemilla. Karvetin vuosien 1997 ja 1998 pitoisuuskeskiarvot olivat noin 3 % vastaavasta raja-arvosta. Keskustan vuosikeskiarvot vaihtelivat vuosina välillä 35-4 % raja-arvosta. Ilmanlaadun raja-arvot tulivat voimaan vasta vuoden 21 elokuussa, ja ne on saavutettava mennessä. Hengitettävien hiukkasten vuorokausiarvon raja-arvolle, 5 µg/m³, sallitaan vuoden jaksolla ylityksiä 35 kpl. Tämä ns. ensimmäisen vaiheen raja-arvotaso on saavutettava mennessä. Hengitettäville hiukkasille on esitty lisäksi ns. toisen vaiheen suuntaa-antava vuorokausipitoisuuksia koskeva raja-arvo, 5 µg/m³, jonka sallittaisiin ylittyvän vain 7 kertaa vuoden jaksolla. Raja-arvotason 5 µg/m³ ylittäviä vuorokausipitoisuuksia esiintyi edellä kuvatuissa mittausaineistoissa seuraavasti: Karvetti ei ylityksiä vuosina , Naantalin keskusta vuonna 1999 viisi ylitystä, vuonna 2 neljä ylitystä, vuonna 21 yhdeksän ylitystä ja vuonna 22 yhdeksän ylitystä.

35 34 Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet Naantalin Karvetissa Ohjearvo 6 5 µg/m³ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet Naantalin Keskustassa Ohjearvo 6 5 µg/m³ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Kuva 29. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain Naantalin Karvetin mittauspisteessä vuosina ja Naantalin keskustassa vuosina PM 1 -vuorokausiohjearvo on 7 µg/m 3 = kuvan ohjearvotaso. Vuoden 22 pitoisuudet on ilmaistu ulkoilman lämpötilassa ja muiden vuosien tulokset 2 o C:ssa.

36 35 Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuuksien vuosikeskiarvo 5 4 Raja-arvo 3 µg/m³ Naantali, Karvetti Naantali, Keskusta Kuva 3. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuosikeskiarvopitoisuudet (µg/m³) Naantalin Karvetin mittauspisteessä vuosina ja Naantalin keskustassa vuosina PM 1 vuosiraja-arvo on 4 µg/m 3 = kuvan raja-arvotaso. Vuoden 22 keskiarvopitoisuus on ilmaistu ulkoilman lämpötilassa ja muiden vuosien tulokset 2 o C:ssa. Tutkimuksen mittausjakson pitoisuusvertailuja Kuvissa ja taulukossa 9 ja on esitetty hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) ohjearvoon verrattavia pitoisuuksia mittausjaksolta nyt raportoitavan tutkimuksen mittauspisteiden lisäksi pääkaupunkiseudulta (YTV ympäristötoimisto, 23) ja Naantalin keskustasta (Turun kaupunki, ympäristönsuojelutoimisto, 23). Mittauspisteistä Helsingin Töölö edustaa kantakaupungin vilkasliikenteistä ympäristöä ja Vantaan Tikkurila sekä Espoon Leppävaara taajama-alueiden ilmanlaatua. Espoon Luukki edustaa kaupunkitausta-aluetta, joka on kaukana merkittävistä päästölähteistä. Naantalin keskustan mittausasema sijaitseen Asematorilla Käsityöläiskadun varrella.

37 36 PM 1 ohjearvoon verrattavia pitoisuuksia Naantalista 1 9 µg/m³ ohjearvo Naantali 1 Naantali 2 Naantali 3 Naantali Keskusta 2 1 VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI Kuva 31. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavia pitoisuuksia (µg/m³) Naantalista jaksolta heinäkuu 22 kesäkuu 23. PM 1 ohjearvoon verrattavia pitoisuuksia pääkaupunkiseudulta 1 9 µg/m³ ohjearvo Helsinki Töölö Vantaa Tikkurila Espoo Leppävaara Espoo Luukki 2 1 VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI Kuva 32. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavia pitoisuuksia (µg/m³) pääkaupunkiseudulta jaksolta heinäkuu 22 kesäkuu 23.

38 37 Taulukko 9. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoihin verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain jaksolta heinäkuu 22 kesäkuu 23 Naantalissa sekä eräillä Helsingin, Vantaan ja Espoon ilmanlaadun mittausasemilla. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa, paitsi Naantalin keskustan tammi-kesäkuun 23 arvot 2 C:ssa. PM 1 pitoisuus (µg/m³) Naantali 1 Naantali 2 Naantali 3 Naantali keskusta Hki Töölö Vantaa Tikkurila Espoo Leppävaara Espoo Luukki 22 Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Ohjearvo Hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvon ylitykset olivat tarkastelluilla mittauspaikoilla melko yleisiä keväällä 23. Suurimmat vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet mitattiin yleensä maaliskuussa. Ohjearvoon verrattavat pitoisuudet vaihtelivat maaliskuussa ko. mittauspaikoilla %:iin ohjearvosta. Naantali 2:n ja Naantali 3:n ohjearvoon verrattavat pitoisuudet olivat samaa tasoa kuin Naantalin keskustassa. Naantali 1:ssä pitoisuudet olivat jonkin verran suuremmat ja ohjearvo ylittyi elokuussa 22 ja maaliskuussa 23. Taulukossa 1 ja kuvassa 33 on esitetty hengitettävien hiukkasten pitoisuuden kuukausikeskiarvot sekä suurimmat tunti- ja vuorokausipitoisuudet Naantalin mittauspisteissä. Hengitettävien hiukkasten kuukausikeskiarvot Naantali 2:ssa ja Naantali 3:ssa ovat samaa tasoa kuin Naantalin keskustassa ja Naantali 1:n kuukausikeskiarvot jonkin verran näitä suuremmat. Suurimmissa tunti- ja vuorokausipitoisuuksissa ero Naantali 1:n ja muiden pisteiden välillä ei ole eri kuukausina yhtä selkeä, joskin suurimmat tunti- ja vuorokausipitoisuudet esiintyivät useimmiten Naantali 1:ssä. Merkittävimmät erot Naantali 1:n ja muiden Naantalin mittauspisteiden hiukkaspitoisuuden vuorokausi- ja tuntiarvojen välillä esiintyivät vuoden 22 elokuussa sekä vuoden 23 huhti-kesäkuussa (ks. kuva 33).