MATINKYLÄN METROASEMAN BUSSITERMINAALIN JA PYSÄKÖINTILAITOKSEN ILMASTOINNIN SEKÄ LÄHIALUEEN AUTOLIIKENTEEN PÄÄSTÖJEN LEVIÄMISMALLILASKELMAT

Transkriptio

1 MATINKYLÄN METROASEMAN BUSSITERMINAALIN JA PYSÄKÖINTILAITOKSEN ILMASTOINNIN SEKÄ LÄHIALUEEN AUTOLIIKENTEEN PÄÄSTÖJEN LEVIÄMISMALLILASKELMAT Sari Lappi Harri Pietarila

2 MATINKYLÄN METROASEMAN BUSSITERMINAALIN JA PYSÄKÖINTILAITOKSEN ILMASTOINNIN SEKÄ LÄHIALUEEN AUTOLIIKENTEEN PÄÄSTÖJEN LEVIÄMISMALLILASKELMAT Sari Lappi Harri Pietarila ILMATIETEEN LAITOS ILMANLAADUN ASIANTUNTIJAPALVELUT Helsinki

3 SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO TUTKIMUSMENETELMÄT Kaupunkimalli Viivalähdemalli Typen oksidien ilmakemiamalli Meteorologisten tietojen käsittely kaupunkimallissa TUTKIMUKSEN SUORITUS Meteorologiset tiedot Päästötiedot Leviämislaskelmat ILMANLAADUN RAJA- JA OHJEARVOT TULOKSET Typpidioksidin pitoisuudet Hiilimonoksidin pitoisuudet TULOSTEN ARVIOINTI JA JOHTOPÄÄTÖKSET VIITELUETTELO... 25

4 3 1 JOHDANTO Selvityksen tavoitteena oli arvioida Espoon Matinkylään suunnitellun metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähialueen autoliikenteen päästöjen ilmanlaatuvaikutuksia. Työssä arvioitiin bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin ja lähialueen autoliikenteen päästöjen aiheuttamia ulkoilman typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia. Laskelmat tehtiin Ilmatieteen laitoksella kehitetyillä ilman epäpuhtauksien leviämistä kaupunkialueella kuvaavilla matemaattis-fysikaalisilla leviämismalleilla, ns. kaupunkimallilla ja autoliikenteen päästöjen leviämisen kuvaamiseen soveltuvalla viivalähdemallilla. Pitoisuuksien muodostumista tarkasteltiin suunnitellun metroaseman lähialueelle maanpintatasoon, lähirakennuksen raittiin ilman sisäänottoaukolle sekä kattotasolle. Selvityksen lähtötiedot toimitti tilaaja WSP Finland Oy. Lähiympäristön autoliikenteen pakokaasupäästöjen laskennan lähtötietoina tilaajan toimittamia liikenne-ennustetietoja vuosille 2010 ja Lähiliikenteen päästöt olivat mukana mallilaskelmissa noin kilometrin etäisyydelle metroasemasta. Mallilaskelmien meteorologisina tietoina käytettiin pääkaupunkiseudun ilmastollisia olosuhteita edustavaa vuosien havainnoista muodostettua kahden sääaseman etäisyyspainotettua yhdistelmäaineistoa. Päästöjen leviämistä sekä pitoisuuksien muodostumista tulostuspisteisiin tarkasteltiin kaikissa vuosien tunneittaisissa ilmastollisissa tilanteissa. Typen oksidien ilmakemiallinen muutunta päästöjen kulkeutumisen aikana otettiin myös huomioon laskelmissa. Leviämislaskelmien tuloksina saatuja typpidioksidin ja hiilimonoksidin pitoisuuksia on työssä vertailtu ilmanlaadun ohje- ja rajaarvoihin.

5 2 TUTKIMUSMENETELMÄT Kaupunkimalli Tutkimuksessa arvioitiin Espoon Matinkylään suunnitellun metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen aiheuttamia ulkoilman typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia Ilmatieteen laitoksen kaupunkimallilla, joka on kehitetty Gaussin jakaumaa noudattavasta pistemäisen lähteen viuhkamallista. Kaupunkimallin leviämisparametrien määrityksessä on käytetty eräiden ulkomaisten meteorologisten tutkimusten tuloksia (BUSINGER et al., 1971, CAYGHEY et al., 1979, HANNA, 1985, HOLTSLAG, 1984, WRATT, 1987). Pistelähteitä käsiteltäessä tarvitaan laskentamenetelmä ns. nousulisälle, joka muodostuu, kun poistokaasut vapautuessaan päästökohteesta nousevat liikemäärästään ja lämpösisällöstään johtuen päästölähteen huippua korkeammalle. Tällä päästöjen nousulisällä (plumerise) on huomattava vaikutus keskimääräiseen leviämiskorkeuteen ja muodostuviin epäpuhtauspitoisuuksiin. Kaupunkimallissa nousulisän laskenta perustuu Briggsin tutkimuksiin (BRIGGS, 1975 ja 1984). Päästöjen leviämiseen saattavat vaikuttaa ilmavirtauksia häiritsevät kohteet kuten päästölähdettä ympäröivät rakennukset tai korkea puusto, itse lähteen ominaisuudet ja lähimaasto. Tällöin leviämisessä voi esiintyä systemaattisesti alaspäin suuntautuvaa liikettä, joka voi johtua joko itse päästölähteen ominaisuuksista tai olla lähirakennusten aiheuttama. Näiden leviämiseen vaikuttavien tekijöiden käsittelymenetelmät pitoisuuksia laskettaessa sisältyvät myös kaupunkimalliin. Kaupunkimalli laskee epäpuhtauspitoisuuden tuntikeskiarvoja oletuksella, että meteorologinen tilanne ja päästö pysyvät vakioina tunnin ajan. Laskenta etenee tunnin aikaaskeleella kunnes koko meteorologisten tietojen aikasarja (esim. 3 vuotta = yli tapausta) ja tunneittaiset päästöt on käyty läpi. Pitoisuuksia lasketaan usein suureen määrään tulostuspisteitä tai tiettyihin tarkastelupisteisiin. Kunkin tulostuspisteen pitoisuuksien tunneittaiset aikasarjat muodostavat perusaineiston, josta voidaan laskea tarvittavia tilastoja. Mallin antamat yksittäiset pitoisuusarvot ovat odotusarvoja, mutta

6 5 niistä laskettujen tilastollisten tunnuslukujen osuvuus on ko. tarkoitusta varten tehdyissä tarkasteluissa todettu vähintäänkin tyydyttäväksi. Tilastotarkasteluin laskentapisteittäisistä tuntikeskiarvoista ja niistä lasketuista vuorokausikeskiarvoista voidaan valita esimerkiksi kotimaisten ohjearvojen määrittelyjen mukaisia pitoisuuksia (mm. typpidioksidille kuukauden toiseksi suurin vuorokausikeskiarvo tai tuntikeskiarvojen 99 %:n rajapitoisuus) tai pitoisuuksien maksimiarvoja. 2.2 Viivalähdemalli Metroaseman lähialueen autoliikenteen typenoksidi- ja hiilimonoksidipäästöjen aiheuttamia pitoisuuksia arvioitiin Ilmatieteen laitoksella kehitetyllä viivalähdemallilla. Liikenteen päästöjen leviämistä voidaan tarkastella leviämismalleilla niin, että päästöjä käsitellään ruuduittain, mutta tarkempi pitoisuuksien kuvaus saadaan, kun liikenneväylien pakokaasupäästöjen leviämistä ympäristöön arvioidaan laskennallisesti viivalähdemalleilla. Viivalähdemalli perustuu leviämisen osalta analyyttiseen ratkaisuun (LUHAR & PATIL, 1989) ja päästöjen kemiallisen muutunnan osalta ns. 'discrete parcel'-menetelmään (BENSON, 1984), joka on samanlainen kuin amerikkalaisessa CALINE -mallissa. Käytetyllä viivalähdemallilla voidaan laskea mm. rikkidioksidin, hiilimonoksidin, typpimonoksidin, typpidioksidin ja typen oksidien (kokonais-no x ) pitoisuudet haluttuihin pisteisiin eri etäisyyksille liikenneväylästä. Mallilaskelmissa käytettävä meteorologinen aikasarja sisältää tunneittaiset tiedot tuulen suunnista ja nopeuksista sekä ilmakehän stabiiliudesta laskenta-alueella, mikä mahdollistaa matemaattis-fysikaalisen mallin käytön. Viivalähdemallissa voidaan käyttää tarvittaessa meteorologisena perusaineistona esimerkiksi 1-3 vuoden pituista meteorologisten parametrien tunneittaisten arvojen aikasarjaa. Viivalähdemallin laskentatuloksina saatavia pitoisuuden tuntikeskiarvoja analysoidaan tilastollisesti niin, että laskentapisteisiin voidaan tuottaa mm. kotimaisten ilmanlaadun ohjearvojen määrittelyjen mukaiset pitoisuudet eri epäpuhtauskomponenteille. Laskennallisista tunnusluvuista voidaan arvioida yksittäisen liikenneväylän vaikutus lähialueen pitoisuuksiin tai koko tutkimusalueen liikenneverkon päästöjen kokonaisvaikutus

7 6 komponenteittain. Viivalähdemallilla ei voida kuvata katukuiluolosuhteista aiheutuvia päästöjen leviämiseen ja pitoisuuksien muodostumiseen vaikuttavia erityispiirteitä. Viivalähdemallin sovellutuksiin käytettiin päästötietoja, joissa on otettu huomioon mm. viivalähteinä tarkasteltavien katuosuuksien sijainti, päästömäärät, päästöjen keskimääräinen vapautumiskorkeus ja päästöjen ajallinen vaihtelu. 2.3 Typen oksidien ilmakemiamalli Polttoaineiden palamisessa muodostuvat kiinteiden lähteiden ja liikenteen typenoksidipäästöt ovat pääasiassa typpimonoksidia (NO), kun taas mm. terveysvaikutuksiltaan haitallisempaa typpidioksidia (NO 2 ) on päästöistä ainoastaan pieni osa. Oksidit hapettuvat ilmassa kaasufaasireaktioissa hapen, otsonin, hydroksyyliradikaalin ja orgaanisten peroksiradikaalien toimiessa hapettimina. Reaktionopeudet riippuvat vuoden- ja vuorokaudenajasta, leveyspiiristä (auringon säteilyn määrästä) ja lämpötilasta. Valokemialliset reaktiot, joissa molekyylit hajoavat, ovat tärkeitä päivänvalossa. Myös päästöjen leviäminen ja niiden sekoittuminen ilmaan vaikuttavat typen oksidien muutunnan tehokkuuteen. Jotta leviämislaskelmin voitaisiin kuvata erilaisten hapettuneiden typen yhdisteiden pitoisuudet ulkoilmassa, on mallisovelluksissa otettava huomioon ilmakehässä tapahtuvat kemialliset reaktiot. Pistemäisten päästölähteiden (piippujen) typenoksidipäästöjen muutuntaa käsitellään Ilmatieteen laitoksella tehtävissä leviämisselvityksissä menetelmällä, jossa kaupunkimalliin on yhdistetty erilaisten meteorologisten tilanteiden ja otsonin taustapitoisuuden mukaan parametrisoituja funktioita. Näillä funktioilla kuvataan typen oksidien hapettumista ja NO 2 /NO x -suhteen muuttumista poistokaasuvanassa eri etäisyyksillä päästölähteestä. Kemiallisen muutunnan malli perustuu hollantilaisiin, vuosina suoritettuihin mittauksiin, joissa selvitettiin typenoksidipäästöjen hapettumista erilaisissa meteorologisissa olosuhteissa (JANSSEN et al., 1988). Liikenteen päästöjen leviämistä kuvaavaan viivalähdemalliin on kehitetty Ilmatieteen laitoksella typen oksidien muutuntaa arvioiva malli, jolla voidaan huomioida erilaisten taustapitoisuuksien ilmakemiallinen vaikutus kunkin viivalähteen päästöön seuraavasti:

8 7 1) Alueellinen tausta arvioidaan Ilmatieteen laitoksen perustason seuranta-asemien tai vastaavien tausta-asemien mittaustuloksista, joista määritetään kullekin vuoden kuukaudelle vuorokauden sisäistä vaihtelua kuvaavat typpidioksidi- ja otsonipitoisuuksien keskimääräiset tuntikeskiarvojen jakaumat. 2) Kaupunkimallilla määritetään laskennassa tarkasteltavalle yksittäiselle viivalähteelle piste- ja pintalähteiden aiheuttama typen oksidien taustapitoisuus, joka jaetaan typpidioksidi- ja typpimonoksidipitoisuuksiksi ns. steady-state-approksimaatiolla, jossa huomioidaan auringon säteilyn, lämpötilan ja otsonipitoisuuden vaikutus. 3) Muiden viivalähteiden aiheuttamat typpidioksidi- ja typpimonoksidipitoisuudet otetaan huomioon järjestämällä viivalähteet pitoisuuksia laskettaessa tuulen suunnan mukaan. Näin jokaisen viivalähteen kemiallista muutuntaa arvioitaessa on typpidioksidi- ja typpi-monoksidipitoisuuksissa huomioitu kaikkien tuulen yläpuolella olevien, aiemmin laskennassa mukana olleiden viivalähteiden vaikutus tarkasteltavaan viivalähteeseen. Otsonin kuluminen typen oksidien ilmakemiallisissa reaktioissa huomioidaan, ts. alueellisen otsoni-taustan ei oleteta olevan muutunnassa ehtymätön otsonilähde. Kemiallisissa muutuntamalleissa tarvittavat auringon säteilytiedot muodostettiin tässä tutkimuksessa Helsinki-Vantaan lentosääaseman mittaustuloksista. Otsonin ja typen oksidien taustapitoisuustiedot saatiin Espoossa sijaitsevalta Luukin kaupunkitaustaasemalta vuosilta Meteorologisten tietojen käsittely kaupunkimallissa Ilman epäpuhtauksien leviäminen tapahtuu pääosin ilmakehän alimmassa osassa, jota kutsutaan rajakerrokseksi. Rajakerroksen korkeus on Suomessa tyypillisesti alle kilometri, mutta varsinkin kesällä se voi nousta yli kahteen kilometriin. Rajakerroksen tuuliolosuhteet määräävät karkeasti ilman epäpuhtauksien kulkeutumissuunnan, mutta rajakerroksen ilmavirtausten pyörteisyys ja kerroksen korkeus vaikuttavat merkittävästi epäpuhtauksien sekoittumiseen ja pitoisuuksien laimenemiseen kulkeutumisen aikana. Leviämisen kannalta keskeisiä meteorologisia muuttujia ovat siis tuulen suunta ja nopeus, ilmakehän stabiilisuutta kuvaava suure ja sekoituskorkeus.

9 8 Rajakerroksen olosuhteista saadaan tietoa maanpinnalla tehtävien sää- ja säteilyhavaintojen sekä radioluotausten perusteella. Nämä havainnot eivät sellaisenaan riitä kuvaamaan vallitsevia päästöjen leviämisolosuhteita ja niiden vaihtelua. Ilmatieteen laitoksella kehitetyn meteorologisten tietojen käsittelymallin eli ilmakehän rajakerroksen parametrisointimenetelmän avulla voidaan normaalien meteorologisten rutiinihavaintojen ja fysiikan perusyhtälöiden avulla arvioida leviämismallilaskelmissa tarvittavat rajakerroksen tilaan vaikuttavat muuttujat (RANTAKRANS, 1990, KARPPINEN et al., 1997 ja 2000). Menetelmässä tarvittavat mittaustiedot saadaan Ilmatieteen laitoksen havaintotietokantaan talletetuista sää-, auringonpaiste- ja radioluotaushavainnoista. Perinteisissä leviämismallisovellutuksissa on käytetty karkeaa ilmakehän stabiilisuusluokitusta (Pasquill-Turner-luokat) ja mallien muuttujille on annettu luokittaiset vakioarvot. Rajakerroksen parametrisoinnin avulla on mahdollista ilmaista leviämismalleissa käytetyt muuttujat jatkuvina rajakerroksen tilan funktioina, joissa voidaan ottaa paremmin huomioon myös päästölähteisiin liittyvä fysiikka. Menetelmässä huomioidaan tutkimusalueen paikalliset tekijät, kuten leviämisalustan rosoisuus ja vuodenaikaiset albedoarvot (maanpinnan kyky heijastaa auringon säteilyä) eri maanpinnan laaduille. Sääasemilta saatavat perushavainnot valitaan tutkimusaluetta lähimpänä olevalta asemalta. Tämän lisäksi tuulen suunta- ja nopeustiedot muodostetaan kahden tai useamman sääaseman havaintojen etäisyyspainotettuna tilastollisena yhdistelmänä. Luotaushavainnot valitaan lähimmältä luotausasemalta. Lopputuloksena saadaan leviämismalleissa tarvittavien ilmakehän rajakerroksen parametrien ja meteorologisten tietojen tunneittaiset aikasarjat. 3 TUTKIMUKSEN SUORITUS 3.1 Meteorologiset tiedot Leviämislaskelmia varten määritettiin ilmakehän rajakerrosta kuvaavat parametrit, jotka edustavat tutkimusaluetta mahdollisimman hyvin. Tuulitietojen etäisyyspainotettu yhdistelmäaineisto muodostettiin Helsinki-Vantaan lentosääaseman sekä Helsingin Isosaaren sääaseman vuosien havainnoista. Tarvittavat auringonpaistetiedot

10 9 saatiin Helsinki-Vantaan lentosääaseman säteilymittausaineistoista ja sekoituskorkeuden määrittämiseen käytettiin Jokioisten observatorion radioluotaushavaintoja. Leviämismalliin tarvittavat ilmakehän rajakerroksen tilaa kuvaavat muuttujat muodostettiin kolmen vuoden tunneittaiseksi aikasarjaksi vuosille Aikasarjasta laskettiin tilastolliset tuulen suunta- ja nopeusjakaumat sekä sekoitusvoimakkuuden ja sekoituskorkeuden kuukausittaiset jakaumat. Tuulensuuntien ja -nopeuksien suhteellinen jakautuminen tuuliaineistossa on esitetty tuuliruusuna liitekuvassa 1. Prosenttiarvo ympyrän kehällä kuvaa kunkin tuulensuunnan (suuntasektorin) osuutta koko aineistosta. Nopeusjakauma kunkin suuntasektorin sisällä on esitetty kuuteen nopeusluokkaan luokiteltuna (prosenttiasteikot sektoreiden sisällä 10 %:n välein). Tehdyn tilastollisen tarkastelun mukaan tutkimusalueella olivat vallitsevia lounaistuulet, joiden osuus koko aineistosta oli yli 20 %. Vähiten esiintyi pohjois-, koillis-, itä- ja kaakkoistuulia (alle 10 % kaikista tuulista). Voimakkaiden tuulien (yli 8 m/s) suhteellinen osuus oli suurin etelä- ja lounaistuulilla. Näillä ilmansuunnilla voimakkaiden tuulien suhteellinen osuus oli noin 9 % kaikista tuulista. Heikkotuulisia tilanteita (alle 2 m/s) esiintyi eniten pohjoisen ja koillisen puoleisilla tuulilla, joista niiden osuus oli noin 19 %. Edellä esitetyt tuulen nopeustiedot kuvaavat olosuhteita 10 metrin korkeudella maan pinnasta. Sekoitusvoimakkuuden ja sekoituskorkeuden kuukausittainen esiintymistaajuus vuosina on esitetty liitekuvassa 2. Sekoitusvoimakkuudet on luokiteltu karkeasti kolmeen luokkaan: voimakas, kohtalainen ja heikko sekoittuminen. Voimakasta sekoittumista (labiileja tilanteita) esiintyy eniten kesällä, jolloin päiväaikaan maanpinnan lämpeneminen aiheuttaa alimpaan ilmakerrokseen turbulenttista pyörteisyyttä. Labiileissa tilanteissa esiintyvät epäpuhtauspitoisuudet ovat pääsääntöisesti pieniä, mutta pitoisuudet voivat lyhytaikaisesti kohota myös korkeiden päästökohteiden lähellä. Käytetyssä aineistossa labiilien tilanteiden suhteellinen osuus kesäkuukausina on noin 8-14 %, kun vastaavia tilanteita on talvella vähän tai ei ollenkaan. Heikkoa sekoittumista (stabiileja tilanteita) esiintyi käytetyssä aineistossa eniten helmi- ja maaliskuussa, jolloin niiden suhteellinen osuus oli yli 20 %. Stabiileissa tilanteissa maanpinnan tuntumassa esiintyvät ilman epäpuhtauspitoisuudet voivat kohota voimakkaasti varsinkin matalalta lähtevien päästöjen vaikutuksesta.

11 10 Sekoituskerroksen korkeus määrää pystysuunnassa päästöjen laimenemistilavuuden rajan. Matalat sekoituskorkeudet liittyvät maanpinnan tuntumassa oleviin inversioihin, jolloin maanpinnan lähellä oleva kylmempi ilmakerros jää sitä ylempänä olevan lämpimämmän ilman alle. Tällöin sekoittuminen korkeussuunnassa tiettyä rajaa korkeammalle estyy ja maanpintapitoisuudet voivat kohota voimakkaasti matalien lähteiden vaikutuksesta. Matalia, alle 100 ja alle 200 metrin sekoituskorkeuksia esiintyy tässä tutkimuksessa käytetyssä meteorologisessa aineistossa runsaasti etenkin maaliskuussa (ks. liitekuva 2). Yli 500 metrin sekoituskorkeus ei enää vaikuta merkittävästi pitoisuuksien kohoamiseen lähileviämisen mittakaavassa. 3.2 Päästötiedot Matinkylän metroasema bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen liikenteen typenoksidi- ja hiilimonoksidipäästöt laskettiin vuosille 2010 ja 2030 arvioitujen ajoneuvomäärien ja ajoneuvokohtaisten päästökertoimien avulla. Eri autotyyppien ajon aikaiset päästökertoimet sekä käynnistysten ja joutokäynnin päästökertoimet perustuvat Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) Suomen tieliikenteen pakokaasupäästöjen laskentajärjestelmän (LIISA 2005) kertoimiin (MÄKELÄ ym., 2006). Ajosta syntyvien päästöjen laskennassa on lisäksi käytetty nopeusriippuvia päästökerroinfunktioita. Päästön ja nopeuden suhde perustuu ajoneuvojen päästöjen laboratoriomittauksiin (LAURIKKO, 1998). Päästömallinnusta ja nopeusriippuvaisia päästökertoimia on kuvattu tarkemmin mm. HÄRKÖNEN ym., Päästökertoimien muutos vuoden 2010 ja 2030 välillä perustuu kyseisen LIISA-laskentajärjestelmän tietoihin päästömäärien ja ajoneuvosuoritteiden kehityksestä vuoteen 2025 mennessä. Taulukossa 1 on esitetty laskelmissa käytetyt bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähialueen tieliikenteen päästöt vuosille 2010 ja 2030.

12 11 Taulukko 1. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähialueen teiden ja katujen autoliikenteen päästöt vuosien 2010 ja Päästöt NOX (t/a) CO (t/a) 2010 Pysäköintilaitos ja bussiterminaali 4,7 11,7 Tieliikenne 24,0 34, Pysäköintilaitos ja bussiterminaali 1,0 6,9 Tieliikenne 13,6 32,6 Päästölaskelmia varten tehtiin arvio bussiterminaalia ja pysäköintilaitosta käyttävien ajoneuvojen tunneittaisista sisään- ja ulosajoista. Arvion perustana oletettiin bussiterminaalin kokonaisliikennemääräksi bussia vuorokaudessa vuonna 2010 ja bussia vuorokaudessa vuonna Pysäköintilaitoksen kokonaisliikennemääräksi arvioitiin henkilöautoa vuonna 2010 ja ajoneuvoa vuonna Kuvissa 1 ja 2 on esitetty mallitarkasteluissa käytetty arvio bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen liikenteen tunneittaisista sisään- ja ulosajojen lukumääristä vuosina 2010 ja henkilöautot bussit :00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 ajoneuvoa/h Kuva 1. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen päästölaskelmissa käytetty arvio tunneittaisista liikennemääristä (ajoneuvoa tunnissa) vuonna 2010.

13 henkilöautot bussit :00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 Ajoneuvoa/h Kuva 2. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen päästölaskelmissa käytetty arvio tunneittaisista liikennemääristä (ajoneuvoa tunnissa) vuonna Päästölaskelmissa oletettiin ajoneuvon keskimääräiseksi ajomatkaksi bussiterminaalissa 300 metriä ja pysäköintilaitoksessa 400 metriä. Sisään- ja ulosajosta aiheutuvien päästöjen lisäksi otettiin huomioon käynnistyksestä ja joutokäynnistä aiheutuvat päästöt. Käynnistyspäästöinä käytettiin autojen kesäkäynnistystä edustavia päästöarvoja. Joutokäyntiajaksi on oletettu puoli minuuttia pysäköintiä kohti. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöt johdetaan metroasemarakennuksen kattotasolle sijoitettavan poistoilmakanavan kautta. Mallinnuksessa poistoilmakanavaa käsiteltiin pistelähteenä. Lähikatujen ja -teiden autoliikenteen päästöt on otettu mukaan mallitarkasteluihin noin kilometrin etäisyydeltä metroasemalta. Kyseisen alueen tiestön typenoksidi- ja hiilimonoksidipäästöt on kuvattu leviämismallissa 15 viivalähteenä. Leviämismallilaskelmissa on oletettu autoliikenteen typenoksidipäästöistä olevan typpidioksidia keskimäärin 15 % vuonna 2010 ja 30 % vuonna Liitteessä 1 on esitetty lähiliikenteen päästölaskennan perusteena käytetyt vuorokausiliikennemäärät. Väyläkohtaiset typenoksidipäästöt vuosille 2010 ja 2030 on kuvattu liitekuvissa 3a ja 3b.

14 Leviämislaskelmat Leviämislaskelmat tehtiin 1 x 1 km alueelle maanpintatasoon, läheisen rakennuksen raittiin ilman sisäänottokohdalle sekä kattotasolle. Raittiin ilman sisäänottokohta sijaitsisi noin 75 metrin ja tarkasteltu kattotaso noin 34 metrin korkeudella maanpinnasta. Kaupunkimallilla laskettiin kaikkiin laskentapisteisiin vuosien tunneittaisia meteorologisia tilanteita vastaavat typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksien tuntikeskiarvojen aikasarjat, joista muodostettiin tilastollisesti kuhunkin laskentapisteeseen tuloksina esitetyt korkeimmat vuorokausi- ja tuntiarvot. Kuhunkin laskentapisteeseen määritetyt pitoisuudet on määritelty seuraavasti: - korkein vuosikeskiarvo on suurin meteorologisen aineiston pohjana olevien tarkasteluvuosien pitoisuuskeskiarvoista - korkein vuorokausikeskiarvo on suurin koko tarkastellun meteorologisen jakson vuorokausipitoisuuksista - 2. korkein vuorokausikeskiarvo on suurin koko tarkastellun meteorologisen jakson kalenterikuukausien toiseksi korkeimmista vuorokausipitoisuuksista - korkein tuntikeskiarvo on suurin koko tarkastellun meteorologisen jakson tuntipitoisuuksista - korkein tuntikeskiarvojen 99 % rajapitoisuus on suurin kalenterikuukauden 99 %:n rajapitoisuuksista koko tarkastellulla meteorologisella jaksolla (99 %:n rajapitoisuus on se pitoisuus, jonka vain 1 % tarkastelukuukauden tuntikeskiarvoista ylittää, käytännössä siis yleensä pahimman kuukauden kahdeksanneksi korkein tuntikeskiarvo) korkein tuntikeskiarvo on suurin koko tarkastellun meteorologisen jakson vuosittaisista 19. korkeimmista tuntipitoisuuksista - korkein 8 tunnin keskiarvo on suurin koko tarkastellun meteorologisen jakson tuntikeskiarvojen liukuvista 8 tunnin keskiarvoista.

15 14 4 ILMANLAADUN RAJA- JA OHJEARVOT Leviämismallilaskelmilla saatuja ilman epäpuhtauspitoisuuksia voidaan arvioida vertaamalla niitä ilmanlaadun raja-, ohje- ja suositusarvoihin. Ohjearvot on otettava huomioon suunnittelussa ja niitä sovelletaan mm. alueiden käytön, kaavoituksen, rakentamisen ja liikenteen suunnittelussa ja ympäristölupaharkinnassa. Ohjearvojen soveltamisen avulla pyritään ehkäisemään epäpuhtauksien aiheuttamia terveysvaikutuksia. Tavoitteena on, että ohjearvojen ylittyminen estetään ennakolta hyvän suunnittelun avulla. Raja-arvot ovat ohjearvoja sitovampia ja ne määrittelevät ilmansaasteille sallitut korkeimmat pitoisuudet. Raja-arvot ovat samat kaikissa EU-maissa. Terveysvaikutusperusteisesti annetut raja-arvot eivät saa ylittyä alueilla, joilla asuu ja oleskelee ihmisiä ja joilla ihmiset saattavat altistua ilman epäpuhtauksille. Raja-arvojen ylittymisestä on tiedotettava väestöä ja ryhdyttävä toimiin ilmanlaadun parantamiseksi ja raja-arvon ylitysten estämiseksi. Kyseeseen saattaa tällöin tulla esimerkiksi liikenteen päästöihin vaikuttaminen liikennettä rajoittamalla. Taulukossa 2 on esitetty maassamme nykyisin voimassa olevat typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuden ohjearvot (Vnp 480/96). Ilman typpidioksidipitoisuuden vuorokausikeskiarvo voi ohjearvomäärittelyjen mukaan ylittää yhden kerran kuukaudessa taulukossa 2 esitetyn vuorokausiohjearvon. Typpidioksidipitoisuuden tuntikeskiarvoista voi yksi prosentti kuukauden jaksolla olla suurempia kuin taulukon tuntiohjearvo. Hiilimonoksidipitoisuuden ohjearvoihin ei sisälly ylitysmahdollisuutta.

16 15 Taulukko 2. Ulkoilman typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksien ohjearvot (Vnp 480/96). Ilman epäpuhtaus Ohjearvo Tilastollinen määrittely (μg/m 3 ) Typpidioksidi 70 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo 150 kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Hiilimonoksidi Tuntiarvo tuntiarvojen liukuva 8 tunnin keskiarvo Valtioneuvoston asetuksessa (Vna 711/2001) annetut EU:n ilmanlaadun ensimmäisen tytärdirektiivin (1999/30/EY) mukaiset typpidioksidia ja hiilimonoksidia koskevat raja-arvot on esitetty taulukossa 3. Typpidioksidille on annettu lisäksi varoituskynnys, joka on 400 µg/m 3 kolmen peräkkäisen tunnin aikana mitattuna. Varoituskynnyksen ylittymisestä on tiedotettava väestöä. Annetuilla raja-arvoilla pyritään välttämään ja ehkäisemään ihmisten terveydelle haitalliset ilmanlaatuvaikutukset tai vähentämään niitä. Taulukko 3. Ulkoilman typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksien raja-arvot (Vna 711/2001). Ilman epäpuhtaus Keskiarvon laskenta-aika Raja-arvo (μg/m 3 ) (293 K, 101,3 kpa) Sallitut ylitykset kalenterivuodessa Ihmisten terveyden suojelemiseksi annetut raja-arvot: Typpidioksidi 1 tunti krt/vuosi kalenterivuosi 40 Hiilimonoksidi 8 tuntia

17 16 5 TULOKSET 5.1 Typpidioksidin pitoisuudet Leviämislaskelmien tuloksena saadut Espoon Matinkylän metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen autoliikenteen päästöjen aiheuttamat tutkimusalueen suurimmat ulkoilman typpidioksidipitoisuudet on koottu taulukoihin 4-5. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähiliikenteen päästöjen yhteisvaikutuksen aiheuttamaan pitoisuuteen on lisätty alueellinen taustapitoisuus. Taulukoissa esitetään mallinnuksen tuloksina saadut korkeimmat pitoisuudet maanpintatasossa, raittiin ilman sisäänottoaukon kohdilla sekä läheisen rakennuksen kattotasolla. Typpidioksidipitoisuuksien alueellinen jakauma maanpintatasossa on esitetty liitekuvissa 4a-7b. Taulukko 4. Leviämismallilla lasketut bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen aiheuttamat ulkoilman typpidioksidipitoisuuksien (NO 2 ) suurimmat arvot. NO 2 pitoisuus (µg/m 3 ) vuonna 2010 vuonna 2030 Ohje- /rajaarvo maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso Vuosikeskiarvo 40* 0,01 0,001 0,002 0,003 0,0002 0,0006 Korkein vuorokausikeskiarvo 0,2 0,1 0,6 0,03 0,02 0,1 2. korkein vuorokausikeskiarvo 70** 0,1 0,02 0,2 0,02 0,005 0,03 Korkein tuntikeskiarvo 1,2 1,1 3,2 0,3 0,2 3,1 Kork. tuntiarvojen 99 %:n rajapit. 150** 0,6 0,2 0,3 0,1 0,04 0, korkein tuntikeskiarvo 200* 0,4 0,1 0,2 0,1 0,01 0,04 *) terveysvaikutusperusteinen raja-arvo **) terveysvaikutusperusteinen ohjearvo

18 17 Taulukko 5. Leviämismallilla lasketut bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen liikenteen päästöjen aiheuttamat ulkoilman typpidioksidipitoisuuksien (NO 2 ) suurimmat arvot. NO 2 pitoisuus (µg/m 3 ) vuonna 2010 vuonna 2030 Ohje- /raja-arvo maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso Vuosikeskiarvo 40* 27 7,3 8,2 21 7,1 7,6 Korkein vuorokausikeskiarvo korkein vuorokausikeskiarvo 70** Korkein tuntikeskiarvo Kork. tuntiarvojen 99 %:n rajapit. 150** korkein tuntikeskiarvo 200* *) terveysvaikutusperusteinen raja-arvo **) terveysvaikutusperusteinen ohjearvo 5.2 Hiilimonoksidin pitoisuudet Leviämislaskelmien tuloksena saadut Matinkylän metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen liikenteen ja lähialueen autoliikenteen päästöjen aiheuttamat tutkimusalueen suurimmat ulkoilman hiilimonoksidipitoisuudet on koottu taulukoihin 6 ja 7. Hiilimonoksidipitoisuuksien alueellinen jakauma maanpintatasossa on esitetty liitekuvissa 8a-9b.

19 18 Taulukko 6. Leviämismallilla lasketut bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen aiheuttamat ulkoilman hiilidioksidipitoisuuksien (CO) suurimmat arvot. CO pitoisuus (µg/m 3 ) vuonna 2010 vuonna 2030 Ohje- /rajaarvo maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso Vuosikeskiarvo 0,5 0,04 0,1 0,3 0,02 0,08 Korkein vuorokausikeskiarvo 6,2 5,9 33 3,7 3,5 21 Korkein tuntikeskiarvo 20000* Tuntiarvojen liukuva 8 tunnin keskiarvo 8000* *) terveysvaikutusperusteinen ohjearvo Taulukko 7. Leviämismallilla lasketut bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen liikenteen päästöjen aiheuttamat ulkoilman hiilimonoksidipitoisuuksien (CO) suurimmat arvot. CO pitoisuus (µg/m 3 ) vuonna 2010 vuonna 2030 Ohje- /raja-arvo maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso maanpintataso raittiin ilman sisäänottokohta kattotaso Vuosikeskiarvo 20 0,2 1,3 19 0,2 1,2 Korkein vuorokausikeskiarvo 133 6, ,9 22 Korkein tuntikeskiarvo 20000* Tuntiarvojen liukuva 8 tunnin keskiarvo 8000* *) terveysvaikutusperusteinen ohjearvo

20 Hiukkaspitoisuudet Typpidioksidin ohella merkittävin suomalaisen kaupunki-ilman epäpuhtaus on nykyisin hiukkaset. Liikenteen suorat pakokaasujen hiukkaspäästöt ovat lähes yksinomaan pienhiukkasia (hiukkasten halkaisija alle 2,5 µm, PM 2,5 ). Tieliikenne aiheuttaa myös epäsuoria hiukkaspäästöjä ajoneuvojen nostattaman katupölyn muodossa, josta suuri osa on hengitettäviä hiukkasia (hiukkasten halkaisija alle 10 µm, PM 10 ). Tulevaisuuden PM 10 -pitoisuuksiin on sekä alueellisesti että paikallisesti suuri merkitys sillä, miten hiukkaspitoisuuksiin vaikutetaan muilla toimenpiteillä (katujen hiekoittaminen, katujen puhdistaminen jne.). PM 10 -pitoisuuksiin vaikuttavat huomattavasti myös säätekijät etenkin keväällä, jolloin hiukkaspitoisuudet ovat yleensä suurimmillaan. Lyhytaikaisiin hiukkaspitoisuuksiin vaikuttavia tekijöitä ei voida nykyisin käytettävissä olevilla malleilla ottaa yhtä luotettavasti huomioon kuin typenoksideilla. Tähän vaikuttaa ennen kaikkea se, että huomattava osa kaupunki-ilman hiukkaspäästöistä on peräisin epäsuorista päästölähteistä, kuten mm. tuulen ja liikenteen ilmaan nostattamasta pölystä, jonka määrää on vaikea luotettavasti arvioida. Ilmanlaadun mittausten mukaan suurimmat hengitettävien hiukkasten pitoisuudet muodostuvat keväisin jolloin katujen pölyäminen on suurinta. Näitä pitoisuuksia on mallilaskelmilla vaikea arvioida. Pidempiaikaisten hiukkaspitoisuuksien arvioinnissa leviämismallilaskelmat antavat luotettavia tuloksia. Hiukkaspitoisuuksia ei tässä tutkimuksessa ole arvioitu leviämismalleilla. 6 VERTAILU MUIDEN LEVIÄMISMALLILASKELMIEN JA ILMANLAADUN MITTAUSTEN TULOKSIIN Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan verrata muiden leviämismallilaskelmien sekä ilmanlaadun mittausten tuloksiin. Ilmatieteen laitoksella tehtiin vuoden 2007 aikana ilmanlaatuselvitys, jossa arvioitiin leviämismallilaskelmin pääkaupunkiseudun energiatuotannon, satamatoiminnan, laivaliikenteen, lentoliikenteen, lentoasematoiminnan ja autoliikenteen typenoksidi-, rikkidioksidi- ja hiukkaspäästöjen ilmanlaatuvaikutuksia pääkaupunkiseudulla vuoden 2005 päästötilanteessa (LAPPI ym. 2008). Matinkylän alueelle tehdyn selvityksen tuloksia ei voida suoraan verrata tämän laajan selvityksen tuloksiin tutkimuksissa käytettyjen eri tarkasteluvuosien ja menetelmien erilaisuuden vuoksi (etenkin liikenteen päästöjen laskennan osalta). Laajan selvityksen mukaan

21 20 typpidioksidin vuorokausiohjearvo voi pääkaupunkiseudulla vuoden 2005 tilanteessa ylittyä laajasti vilkkaimpien väylien varsilla. Tällaisia väyliä Espoossa ovat lähinnä Länsiväylä, Turuntie ja kehätiet. Typpidioksidin vuosipitoisuudelle annetun raja-arvon ylityksiä esiintyisi huomattavasti harvemmin, ainoastaan vilkkaimmilla väylillä, useimmiten risteysalueilla. Tämän selvityksen tulosten mukaan typpidioksidipitoisuudet olisivat Matinkylän alueella Länsiväylän varressa hieman laajan selvityksen pitoisuustuloksia pienempiä, joka johtuu ajoneuvojen typenoksidipäästöt pienenemisestä tulevaisuudessa. YTV (YTV, 2007) on mitannut typpidioksidipitoisuuksia vuonna 2006 Espoossa vilkkaasti liikennöityjen väylien varsilla Leppävaarassa ja Pohjois-Tapiolassa. Vuonna 2006 typpidioksidin raja-arvot eivät ylittyneet Pohjois-Tapiolassa tai Leppävaarassa. Typpidioksidin vuorokausiohjearvo ylittyi Pohjois-Tapiolassa. Mittauksilla saadut tulokset tukevat Matinkylän alueen laskelmien tuloksia, joiden mukaan typpidioksidipitoisuudet voivat tulevaisuudessakin olla vilkkaimmilla väylillä lähellä vuorokausiohjearvotasoa.

22 7 TULOSTEN ARVIOINTI JA JOHTOPÄÄTÖKSET 21 Tutkimuksessa arvioitiin Espoon Matinkylään suunnitellun metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen autoliikenteen pakokaasupäästöjen aiheuttamia ilmanlaatuvaikutuksia maanpintatasossa, lähirakennuksen raittiin ilman sisäänottokohdalla ja kattotasolla. Ilmanlaatuvaikutuksia arvioitiin laskennallisesti leviämismallien avulla vuosien 2010 ja 2010 liikennejärjestelyjä koskeville tilanteille. Laskelmilla tarkasteltiin bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä lähialueen tieliikenteen typenoksidi- ja hiilimonoksidipäästöjen leviämistä. Katujen ja teiden autoliikenteen päästöt mallinnettiin viivalähteinä ja bussiterminaalin sekä pysäköintilaitoksen ilmanpoistopiipun kautta vapautuvat päästöt pistelähteenä. Laskennassa huomioitiin myös alueellinen typpidioksidin taustapitoisuus. Leviämislaskelmilla saatuja typpidioksidin ja hiilimonoksidin pitoisuuksia verrattiin ilmanlaadun terveysvaikutusperusteisiin ohje- ja raja-arvoihin. Kuvissa 3 ja 4 on esitetty bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen, tieliikenteen päästöjen sekä alueellisen taustapitoisuuden yhteisvaikutuksesta maanpintatasoon, raittiin ilman sisäänottokohdalle ja kattotasolle muodostuneet korkeimmat typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuudet suhteessa (%) ilmanlaadun ohje- ja raja-arvoihin vuosien 2010 ja 2030 päästöjä kuvaavassa tilanteessa.

23 % 100 % 80 % 60 % 83 % 86 % Raja- tai ohjearvo 86 % 73 % 59 % 60 % 68 % 53 % raittiin ilman sisäänottokohta (vuosi 2010) raittiin ilman sisäänottokohta (vuosi 2030) kattotaso (vuosi 2010) 40 % kattotaso (vuosi 2030) 20 % 0 % 11 % 10 % 20 % 15 % 17 % 17 % 24 % 21 % 8 % 8 % 14 % 11 % 18 % 18 % 20 % 99 % tunti 2. vrk 19. tunti vuosi (NO2) 19 % maanpintataso (vuosi 2010) maanpintataso (vuosi 2030) Ohjearvo Raja-arvo Kuva 3. Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ilmastoinnin ja lähiliikenteen päästöjen aiheuttamat korkeimmat typpidioksidipitoisuudet suhteessa (%) ilmanlaadun ohje- ja raja-arvoihin. 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % Raja- tai ohjearvo raittiin ilman sisäänottokohta (vuosi 2010) raittiin ilman sisäänottokohta (vuosi 2030) kattotaso (vuosi 2010) kattotaso (vuosi 2030) 20 % 0 % 0,3 % 0,2 % 4,0 % tunti 3 % 2,8 % 2,6 % 0,2 % 0,1 % 1,3 % 1 % 3,0 % 8. tunnin keskiarvo 2,9 % maanpintataso (vuosi 2010) maanpintataso (vuosi 2030) Ohjearvo Kuva 4. Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ilmastoinnin ja lähiliikenteen päästöjen aiheuttamat korkeimmat hiilimonoksidipitoisuudet suhteessa (%) ilmanlaadun ohjearvoon.

24 23 Leviämismallilaskelmien tulosten mukaan bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin sekä tieliikenteen päästöt aiheuttaisivat maanpintatasolle, raittiin ilman sisäänottokohdalle ja kattotasolle typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia, jotka korkeimmillaankin alittaisivat maassamme voimassa olevat ilmanlaadun raja- ja ohjearvot sekä vuoden 2010 että vuoden 2030 liikennejärjestelyjä koskevissa tilanteissa. Leviämismallilaskelmien tulosten mukaan bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähialueen autoliikenteen päästöjen yhteisvaikutus aiheuttaisi maanpintatasolle typpidioksidipitoisuuksia, jotka olisivat vuonna 2010 korkeimmillaan 83 % typpidioksidin tuntiohjearvosta (150 µg/m³) ja 86 % vuorokausiohjearvosta (70 µg/m³). Pitoisuudet olisivat vuonna 2010 korkeimmillaan alle 60 % tuntiraja-arvosta (200 µg/m³) ja alle 70 % vuosiraja-arvosta (40 µg/m³) maanpintatasossa. Päästöjen yhteisvaikutuksesta aiheutuisi vuoden 2030 tilanteessa maanpinnalle pitoisuuksia jotka olisivat korkeimmillaan 86 % tuntiohjearvosta, 73 % vuorokausiohjearvosta, 60 % tuntiraja-arvosta ja 53 % vuosiraja-arvosta. Raittiin ilman sisäänottokanavalla typpidioksidipitoisuudet olisivat molemmissa tarkastelutilanteissa alle 20 % raja- ja ohjearvoista. Lähirakennuksen kattotasolla typpidioksidipitoisuudet olisivat korkeimmillaan alle 24 % raja- ja ohjearvoista vuosina 2010 ja Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähiliikenteen päästöjen yhteisvaikutuksen aiheuttamat hiilimonoksidipitoisuudet olisivat maanpintatasolla korkeimmillaan noin 3 % tuntiohjearvoista vuosina 2010 ja Hiilimonoksidipitoisuudet olisivat alle 1 % ohjearvoista raittiin ilman sisäänottoaukolla ja alle 4 % ohjearvoista kattotasolla molemmissa tarkastelutilanteissa. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen aiheuttamat typpidioksidipitoisuudet olisivat korkeimmillaan alle 1 % raja- ja ohjearvoista maanpintatasolla, raittiin ilman sisäänottoaukolla ja kattotasolla molemmissa tarkastelutilanteissa. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen päästöjen aiheuttamat hiilimonoksidipitoisuudet olisivat vuonna 2010 korkeimmillaan alle 1 % tuntiohjearvoista maanpintatasolla. Hiilimonoksidipitoisuudet olisivat noin 2 % ohjearvoista raittiin ilmanottokohdalla ja noin 4 % ohjearvoista kattotasolla. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen päästöjen aiheuttamat hiilimonoksidipitoisuudet pienenisivät hieman vuoteen 2030 mennessä.

25 24 Tässä tutkimuksessa ei ole voitu yksityiskohtaisesti huomioida rakennusten tai muiden esteiden vaikutusta päästöjen leviämiseen. Rakennukset ja muut esteet voivat vaikuttaa päästöjen leviämiseen esimerkiksi estämällä päästöjen leviämisen ja pitoisuuksien muodostumisen rakennusten sisäpihoille. Esteet voivat myös vaikuttaa pitoisuuksia kohottavasti etenkin mikäli rakennusten vaikutuksesta syntyy yhtenäisiä katukuiluja, joiden vuoksi päästöjen leviäminen rajoittuu. Tällaisissa tilanteissa pitoisuuksien muodostumista voidaan tarkastella katukuilumaisten kohteiden päästöjen leviämiseen soveltuvilla malleilla. Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen sekä lähiliikenteen päästöjen yhteisvaikutuksen aiheuttamat korkeimmat typpidioksidipitoisuudet muodostuvat Länsiväylän varteen sekä etenkin Länsiväylän ja Piispansillan risteysalueelle. Laskelmien mukaan typpidioksidin lyhytaikaispitoisuudet eivät merkittävästi muutu vuoteen 2030 mennessä, mutta vuosikeskiarvotasolla pitoisuuksien voidaan arvioida pienenevän. Pitoisuuksien kehitykseen vaikuttaa liikennemäärien oletettu kasvu alueella sekä ajoneuvokohtaisten päästöjen oletettu väheneminen tulevaisuudessa ja typpidioksidin osuuden kasvu liikenteen typenoksidipäästöissä. Huomattava on kuitenkin, että tulevaisuuden päästötasojen arvioimiseen liittyy mahdollisesti merkittäviä epävarmuuksia. Länsiväylän liikenteen päästöjen voidaan arvioida aiheuttavan merkittävimmän osan Matinkylän metroaseman lähialueen ilmanlaatua kuormittavista pitoisuuksista. Tutkimuksen mukaan metroaseman bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen ilmastoinnin päästöjen aiheuttamat typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuudet ovat maanpintatasolla, raittiin ilman sisäänottokanavan kohdalla ja kattotasolla raja- ja ohjearvoihin verrattuina pieniä ja aiheuttavat vain vähäisen lisän lähialueen autoliikenteen päästöistä johtuviin pitoisuuksiin.

26 25 VIITELUETTELO BENSON, P., CALINE 4 - a dispersion model for predicting air pollutant concentrations near roadways. FHWA/CA/TL-84/15, California Department of Transportation, Sacramento. BRIGGS, G.A., Plume rise predictions. Teoksessa: HAUGEN, D.A. (toim.), Lectures on air pollution and environmental impact analysis. American Meteorological Society, s BRIGGS, G.A., Plume rise and buoyancy effects. Teoksessa: SANDERSON, D. (toim.), Atmospheric Science and Power Production. US Dept. of Energy DOE/TIC , s BUSINGER, J.A., WYNGAARD, J.C., IZUMI, Y. & BRADLEY, E.F., Fluxprofile relations in the atmospheric surface layer. J. Atmos. Sci. 28, s CAUGHEY, S.J., WYNGAARD, J.C. & KAIMAL, J.C., Turbulence in the evolving stable boundary layer. J. Atmos. Sci., 36, s HANNA, S.R., Air quality modeling over short distances. Teoksessa: HOUGHTON, D.D. (toim.), Handbook of Applied Meteorology, University of Wisconsin. HOLTSLAG, A.A.M., Estimates of diabatic wind speed profiles from near surface weather observations. Bound.-Layer Meteorol. 29, s HÄRKÖNEN, J., NIKMO, J., KARPPINEN, A., AND KUKKONEN, J., A refined modelling system for estimating the emissions, dispersion, chemical transformation and dry deposition of traffic-originated pollution from a road. In: Cuvelier, C. et al., Seventh International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes, Joint Research Centre, European Commission, Ispra, Italy, pp

27 26 JANSSEN, L.H.J.M, van WAKEREN, J.H.A, van DUUREN, H. & ELSHOUT, A.J., A classification of NO oxidation rates in power plant plumes based on atmospheric conditions. Atmos. Environ. 22:1, s KARPPINEN, A., JOFFRE, S & VAAJAMA, P., Boundary layer parametrization for Finnish regulatory dispersion models. Int. J. Environ. Pollut., Vol. 8, Nos. 3-6, p KARPPINEN, A., JOFFRE, S. M., KUKKONEN, J., The refinement of a meteorological preprosessor for urban environment. International Journal of Environment and Pollution 14, s LAPPI, S., LOVÉN, K., RASILA, T. & PIETARILA, H., Pääkaupunkiseudun päästöjen leviämismalliselvitys - Energiatuotannon, satamatoiminnan, laivaliikenteen, lentoliikenteen, lentoasematoiminnan ja autoliikenteen typenoksidi-, rikkidioksidi- ja hiukkaspäästöjen leviämislaskelmat. Ilmatieteen laitos, Helsinki. LAURIKKO, J. K., On exhaust from petrol-fuelled passenger cars at low ambient temperatures. VTT julkaisu 348. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Espoo. LUHAR, K. L. & PATIL, R. S., A general finite line source model for vehicular pollution prediction. Atmos. Environ. 23, MÄKELÄ, K., LAURIKKO, J. & KANNER, H., Suomen tieliikenteen päästöt. LIISA 2005 laskentajärjestelmä. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Tutkimusraportti RTE 1377/03. RANTAKRANS, E., Uusi menetelmä meteorologisten tietojen soveltamiseksi ilman epäpuhtauksien leviämismalleissa. Ilmansuojelu-uutiset 1/90, s Vnp 480/96. Valtioneuvoston päätös ilmanlaadun ohjearvoista ja rikkilaskeuman tavoite-arvosta. Vna 711/2001. Valtioneuvoston asetus ilmanlaadusta.

28 27 YTV Pääkaupunkiseudun yhteistyövaltuuskunta, Ilmanlaatu pääkaupunkiseudulla vuonna WRATT, D.S., An experimental investigation of some methods of estimating turbulence parameters for use in dispersion models. Atmos. Environ. 21:12, s /30/EY. Neuvoston direktiivi ilmassa olevien rikkidioksidin, typpidioksidin ja typen oksidien, hiukkasten ja lyijyn pitoisuuksien raja-arvoista.

29 LIITTEET

30

31

32 LIITEKUVAT

33 Kuva 1. Tuulen suunta- ja nopeusjakauma pääkaupunkiseudulla vuosina

34 100 % 90 % Heikko sekoittuminen 80 % 70 % 60 % 50 % Kohtalainen 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Voimakas kuukausi 100 % 90 % 80 % 70 % > 500 m 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % m m < 100 m kuukausi Kuva 2. Sekoitusvoimakkuuden (ylempi kuva) ja sekoituskorkeuden (alempi kuva) esiintymistaajuus kuukausittain pääkaupunkiseudulla vuosina

35 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 NOx-päästöt [kg/v/m] > < 2 Ilmatieteen laitos 2008 Kuva 3a. Tieliikenteen typenoksidipäästöt vuonna 2010 (kg/v/m).

36 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 NOx-päästöt [kg/v/m] > < 2 Ilmatieteen laitos 2008 Kuva 3b. Tieliikenteen typenoksidipäästöt vuonna 2030 (kg/v/m).

37 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuosikeskiarvo Raja-arvo = 40 µg/m³ > < 10 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 27 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = raja-arvo [µg/m³] Kuva 4a. Typpidioksidin korkein vuosiraja-arvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2010.

38 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuosikeskiarvo Raja-arvo = 40 µg/m³ > < 10 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 21 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = raja-arvo [µg/m³] Kuva 4b. Typpidioksidin korkein vuosiraja-arvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2030.

39 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuorokausikeskiarvo Ohjearvo = 70 µg/m³ > < 20 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 61 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = ohjearvo [µg/m³] Kuva 5a. Typpidioksidin korkein vuorokausiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2010.

40 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuorokausikeskiarvo Ohjearvo = 70 µg/m³ > < 20 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 51 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = ohjearvo [µg/m³] Kuva 5b. Typpidioksidin korkein vuorokausiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2030.

41 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuosikeskiarvo Raja-arvo = 40 µg/m³ > 0,01 0,006-0,01 0,003-0,006 0,001-0,003 < 0,001 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 0,015 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava 00, = raja-arvo [µg/m³] Kuva 6a. Typpidioksidin korkein vuosiraja-arvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Pysäköintilaitoksen ja bussiterminaalin päästöt vuonna 2010.

42 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuosikeskiarvo Raja-arvo = 40 µg/m³ > 0,002 0,0015-0,002 0,001-0,0015 0,0005-0,001 < 0,0005 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 0,003 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava 00, = raja-arvo [µg/m³] Kuva 6b. Typpidioksidin korkein vuosiraja-arvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Pysäköintilaitoksen ja bussiterminaalin päästöt vuonna 2030.

43 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Vuorokausikeskiarvo Ohjearvo = 70 µg/m³ > 0,07 0,05-0,07 0,03-0,05 0,01-0,03 < 0,01 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 0,12 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava 0 0, = ohjearvo [µg/m³] Kuva 7a. Typpidioksidin korkein vuorokausiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Pysäköintilaitoksen ja bussiterminaalin päästöt vuonna 2010.

44 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Vuorokausikeskiarvo Ohjearvo = 70 µg/m³ > 0,015 0,01-0,015 0,006-0,001 0,003-0,006 < 0,003 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 0,02 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava 0 0, = ohjearvo [µg/m³] Kuva 7b. Typpidioksidin korkein vuorokausiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Pysäköintilaitoksen ja bussiterminaalin päästöt vuonna 2030.

45 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Tuntikeskiarvo Ohjearvo = µg/m³ > < 200 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 556 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = ohjearvo [µg/m³] Kuva 8a. Hiilimonoksidin korkein tuntiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2010.

46 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Tuntikeskiarvo Ohjearvo = µg/m³ > < 200 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 530 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = ohjearvo [µg/m³] Kuva 8b. Hiilimonoksidin korkein tuntiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin, pysäköintilaitoksen ja tieliikenteen päästöt vuonna 2030.

47 MATINKYLÄN METROASEMAN LIITYNTÄPYSÄKÖINTI JA BUSSITERMINAALI VAIHTOEHTO 1 Pohjakartta-aineisto Maanmittauslaitos lupanro 145/MYY/07 Länsiväylä Piispansilta Suomenlahdentie 0 50 metriä 100 Tuntikeskiarvo Ohjearvo = µg/m³ > < 10 Ilmatieteen laitos 2008 = maksimi = 54 µg/m³ = pysäköintilaitoksen poistoilmakanava = ohjearvo [µg/m³] Kuva 9a. Hiilimonoksidin korkein tuntiohjearvoon verrannollinen pitoisuus (µg/m³). Bussiterminaalin ja pysäköintilaitoksen päästöt vuonna 2010.