HENGITETTÄVIEN HIUKKASTEN PITOISUUSMITTAUKSET TALVIVAARAN KAIVOSALUEELLA JA SEN YMPÄRISTÖSSÄ JAKSOLLA SYYS-JOULUKUU 2008

Transkriptio

1 TALVIVAARAN KAIVOSOSAKEYHTIÖ OYJ SOTKAMO HENGITETTÄVIEN HIUKKASTEN PITOISUUSMITTAUKSET TALVIVAARAN KAIVOSALUEELLA JA SEN YMPÄRISTÖSSÄ JAKSOLLA SYYS-JOULUKUU 2008 Helena Saari Risto Pesonen

2 TALVIVAARAN KAIVOSOSAKEYHTIÖ OYJ SOTKAMO HENGITETTÄVIEN HIUKKASTEN PITOISUUSMITTAUKSET TALVIVAARAN KAIVOSALUEELLA JA SEN YMPÄRISTÖSSÄ JAKSOLLA SYYS-JOULUKUU 2008 Helena Saari Risto Pesonen ILMATIETEEN LAITOS - ILMANLAADUN ASIANTUNTIJAPALVELUT Helsinki

3 SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO TAUSTATIETOA HIUKKASISTA TUTKIMUKSEN SUORITUS Mittauspaikat ja mittausjakso Mitatut ilman epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN ARVIOINTI Mitatut pitoisuudet Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet Mitattuihin pitoisuuksiin vaikuttaneita tekijöitä suurimmat pitoisuusarvot YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET...20 VIITELUETTELO..21

4 3 1 JOHDANTO Ilmatieteen laitos mittasi välisenä aikana Talvivaaran kaivosalueella ja sen ympäristössä aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 10 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksia kahdessa mittauspisteessä. Mittausten tavoitteena oli hankia tietoa Talvivaaran kaivoksen toiminnan aikaisten pölypäästöjen aiheuttamista hiukkaspitoisuuksista. Tässä raportissa esitetään hiukkasmittausten tulokset jaksolta syys-joulukuu 2008 kaivoksen ympäristön tilan seurannan vuoden 2008 vuosiraportointia varten. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla analysaattoreilla, joilla saadaan esiin myös pitoisuuksien lyhytaikaisvaihtelut. Mittaustulosten tarkasteluja ja tulkintaa varten toisessa kohteessa mitattiin lisäksi tuulen suuntaa ja nopeutta, ulkoilman lämpötilaan ja suhteellista kosteutta. Mittaukset liittyivät Pohjois-Suomen ympäristölupaviraston Talvivaaran kaivoksen toimintoja koskevassa ympäristö- ja vesitalousluvassa (PSY, 2007) annettuihin ilmanlaadun tarkkailumääräyksiin. Luvassa esitetään, että toiminnanharjoittajan tulee tarkkailla ulkoilman laatua seuraavasti: Luvan saaja mittaa ulkoilman hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksia kampanjaluonteisesti vähintään kahdessa tarkkailupisteessä jatkuvatoimisilla analysaattoreilla kuuden kuukauden jaksolla. Hiukkasmittaukset suoritetaan heti kaivostoiminnan aloittamisen jälkeen ajanjaksona, jolloin korkeimpien pitoisuuksien muodostuminen on todennäköisintä. Mittausasemien paikat valitaan ilmanlaatuasetuksessa (711/2001) mainitut mittauspaikkojen sijoittamista ja väestön altistumista koskevat kriteerit huomioiden siten, että toinen mittauspaikka on läheinen altistuva kohde (lähin asutus) ja toinen kaivosalueella yleisen pölyämisen arvioimiseksi. Seuranta-asemien paikat hyväksytetään Kainuun ympäristökeskuksella. Tuloksia verrataan voimassa oleviin hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia koskeviin raja-arvoihin (Vna 711/2001) ja hengitettävien hiukkasten pitoisuutta koskevaan ohjearvoon (Vnp 480/1996). Luvan saaja liittää lupamääräysten tarkistamiseksi tehtävään hakemukseen perustellun esityksen jatkuvatoimisten hiukkasmittausten tulosten perusteella, onko jatkuvaan hiukkasten pitoisuusseurantaan tarvetta. Tutkimuksen tilasi Pöyry Environment Oy. Talvivaaran kaivoksen yhdyshenkilöinä tutkimuksessa toimi ympäristöpäällikkö Heikki Kovalainen. Mittausten kenttätyöt hoiti suunnittelija Kaj Lindgren ja tutkimuksen raportoinnista vastasivat tutkija Helena Saari ja kehittämispäällikkö Risto Pesonen.

5 4 2 TAUSTATIETOA HIUKKASISTA Hiukkaset ovat nykyisin typen oksidien ja selluntuotantopaikkakuntien haisevien rikkiyhdisteiden ohella merkittävin ilmanlaatuun vaikuttava tekijä maassamme. Ulkoilman hiukkaset ovat taajamissa peräisin suurelta osin liikenteen ja tuulen 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 vähäinen ja lukumäärä suuri. Myös kaasumaisista yhdisteistä muodostuu ilmakehässä hiukkasia. Hiukkasiin on usein sitoutunut erilaisia haitallisia yhdisteitä kuten hiilivetyjä ja raskasmetalleja. Liikenteen pakokaasuhiukkaset ovat suurelta osin peräisin dieselajoneuvoista. Dieselhiukkasten 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 10 mikrometriä, on annettu kotimaiset ohje- ja raja-arvot. Euroopan unionin jäsenmaissa otetaan lähiaikoina käyttöön vuosikeskiarvoja koskevat tavoite- ja raja-arvot myös aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin pienhiukkasille. Vuonna 2001 voimaan tulleessa ilmanlaatuasetuksessa (Vna 711/2001) suositellaan mahdollisuuksien mukaan keräämään tietoa ulkoilman pienhiukkasten pitoisuuksista jo ennen kuin niiden pitoisuuksien sääntely tulee mukaan maamme lainsäädäntöön. Hengitettävistä ja pienhiukkasista käytetään lyhenteitä PM 10 ja PM 2,5 (PM = Particulate Matter). Taajama-alueilla alle 0,1 mikrometrin kokoiset hiukkaset ovat pääosin mittauspaikan lähistön polttoprosesseista peräisin olevaa materiaalia, esimerkiksi liikenteestä ja energiantuotannosta tulleita hiiliyhdisteitä. Kokoluokassa 0,1 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 mittauspaikan 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.

6 5 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 mikrometriä, voitaneen kutsua jättiläishiukkasiksi. Ylärajana hiukkasille pidetään tavallisesti 100 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 Energiantuot anto Energiantuotanto, lentotuhka 0,001 0,01 0, (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 jonkin tietyn alkuaineen tai muun merkkiaineen suhteen. Esimerkiksi vanadiinia ja nikkeliä tulee ilmakehään öljynpoltosta, kaliumia orgaanisen materiaalin poltosta, 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. Suomen taajamien hiukkaspitoisuudet kohoavat yleensä voimakkaasti keväällä maalishuhtikuussa tuulen ja liikenteen nostaman katupölyn vaikutuksesta maanpinnan kuivuessa, mutta pitoisuuksien kohoamista esiintyy taajamissa usein myös syys-marraskuussa. Pienten hiukkasten pitoisuuksien kohoamiseen vaikuttaa ajoittain myös ulkomailta peräisin oleva kaukokulkeuma. Suurimmat hiukkaspitoisuudet esiintyvät vilkkaasti liikennöidyissä kaupunkikeskustoissa. Maamme suurimpien kaupunkien keskusta-alueilla on mitattu useina vuosina yli 50 µg/m³:n kokonaisleijuman (TSP) vuosikeskiarvopitoisuuksia ja yli 25 µg/m³:n hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuden vuo-

7 6 sikeskiarvoja. Pienempienkin kaupunkien keskusta-alueilla hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvot ylittävät 20 µg/m³. Kaupunkien keskustojen ulkopuolellakin pitoisuudet ovat olleet yli 10 µg/m³ vuosikeskiarvoina (Pietarila et al., 2001). Korkeimmat mitatut hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet ovat olleet useiden maamme kaupunkien keskustojen liikenneympäristöissä yli 150 µg/m³ ja esikaupunkialueillakin yli 50 µg/m³. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudelle annettua raja-arvoa (50 µg/m³, sallittu 35 ylitystä/vuosi, joka tuli alittaa viimeistään ) ei kuitenkaan ole tähän mennessä mittaustulosten mukaan ylitetty Suomessa kuin Helsingin Runeberginkadulla vuonna 2003, Helsingin Mannerheimintien ja Hämeentien mittausasemilla ja Riihimäen keskustassa Hämeenkadulla vuonna 2005 sekä Helsingin Mannerheimintiellä ja Töölöntullissa vuonna Sen sijaan vuorokausipitoisuuden raja-arvon numeroarvo eli raja-arvoa vastaava pitoisuustaso, 50 µg/m³, ylittyy vuosittain yleisesti maamme kaupungeissa lähinnä keväisin. Suomen kuntien ilmanlaadun mittausverkkojen vuoden 2000 tuloksista tehdyssä tarkastelussa tällaisia ylityksiä todettiin yhteensä yli 250 kappaletta (Anttila, 2001). 3 TUTKIMUKSEN SUORITUS 3.1 Mittauspaikat ja mittausjakso Ilmatieteen laitos mittasi välisenä aikana Talvivaaran kaivosalueella ja sen ympäristössä aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 10 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksia kahdessa mittauspisteessä, joiden sijaintia on havainnollistettu kuvissa 2 4. Myllyniemen mittauspiste oli kaivosalueen itäreunalla ja tehdasalueen mittauspiste nimensä mukaisesti tehdasalueen piha-alueella sen koillisosassa. Tehdasalueen tutkimuspisteessä mitattiin hiukkaspitoisuuksien lisäksi myös tuulen suuntaa ja nopeutta sekä ulkoilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta. Mittauspisteiden sijaintikoordinaatit ovat Tehdasalue: N 63 58' 45", E 28 00' 34", Myllyniemi: N 64 00' 09", E 28 05' 10".

8 7 Myllyniemi Tehdasalue Kuva 2. Tehdasalueen ja Myllyniemen mittauspisteiden sijainti Talvivaaran kaivoksella.

9 8 Kuva 3. Mittausyksikkö Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä. Kuva 4. Mittausyksikkö Myllyniemen mittauspisteessä.

10 9 3.2 Mitatut ilman epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla automaattisilla analysaattoreilla. Näytteenotto tapahtui mittauskopin katolla olevista sondeista noin neljän metrin korkeudelta. Mittaustulosten tarkasteluja ja tulkintaa varten Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauskohteessa mitattiin lisäksi tuulen suuntaa ja nopeutta sekä ulkoilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta. Hengitettävien hiukkasten ja sääparametrien mittaustulokset kerättiin mittausasemalla mittaustietokoneelle minuuttiarvoina, Ne siirrettiin edelleen minuuttiarvoina langattomasti (gprs) modeemiyhteyden kautta Ilmatieteen laitoksen palvelimelle raakadatatietokantaan ja siitä edelleen muihin tietokantoihin. Raakadatatietokannassa mittaustulokset pysyvät aina muuttumattomina, jolloin alkuperäiset arvot ovat myöhemminkin tarvittaessa saatavilla. Minuuttiarvoista määritettiin tuntikeskiarvot ja vuorokausikeskiarvot. Mittauksia seurattiin kaukovalvontana Ilmatieteen laitokselta Helsingistä. Mittaustulokset tarkistettiin ja laitteiden toimintahäiriöistä johtuneet virheelliset arvot poistettiin. Taulukko 1. Tutkimuksessa käytetyt mittausmenetelmät ja laitteet. Mitattava komponentti Mittausmenetelmä Mittalaite Hengitettävät hiukkaset Beetasäteilyn absorptio ESM Eberline FH 62 I-R Beetasäteilyn absorptio + valon sironta Thermo Model 5030 SHARP Meteorologiset tiedot Vaisala WXT510 Hengitettävät hiukkaset (PM 10 ): Mittaukset tehtiin seuraavan standardiehdotuksen mukaisesti: ISO 10473:2000 Ambient air Measurement of the mass of particulate matter on filter medium Beta-ray absorption method. 4 MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN ARVIOINTI 4.1 Mitatut pitoisuudet Kuvissa 5 8 on esitetty Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella ja Myllyniemessä mitattujen hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksien tunti- ja vuorokausiarvojen aikasarjat mittausjaksolta Taulukoihin 2 ja 3 on koottu kuukausittaisia tilastotietoja mitatuista hengitettävien hiukkasten pitoisuuksista em. jaksolta. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa.

11 10 PM 10 -tuntipitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella µg/m³ µg/m³ Kuva 5. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä jaksolla PM 10 -tuntipitoisuudet Myllyniemessä µg/m³ Kuva 6. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet Myllyniemen mittauspisteessä jaksolla

12 11 PM 10 -vuorokausipitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella µg/m³ Kuva 7. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä jaksolla PM 10 -vuorokausipitoisuudet Myllyniemessä µg/m³ Kuva 8. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet Myllyniemen mittauspisteessä jaksolla

13 12 Taulukko 2. Tehdasalueen mittauspisteessä mitatut hengitettävien hiukkasten tunti- ja vuorokausipitoisuudet (µg/m³) kuukausittain mittausjaksolla Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Tehdasalue 2008 PM TUNTIARVOJEN lukumäärä määrä (%) keskiarvo (µg/m³) %-piste (µg/m³) korkein arvo (µg/m³) VRK-ARVOJEN lukumäärä korkein arvo (µg/m³) korkein arvo (µg/m³) Taulukko 3. Myllyniemen mittauspisteessä mitatut hengitettävien hiukkasten tunti- ja vuorokausipitoisuudet (µg/m³) kuukausittain mittausjaksolla Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Myllyniemi 2008 PM TUNTIARVOJEN lukumäärä määrä (%) keskiarvo (µg/m³) %-piste (µg/m³) korkein arvo (µg/m³) VRK-ARVOJEN lukumäärä korkein arvo (µg/m³) korkein arvo (µg/m³) Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet Hengitettävien hiukkasten pitoisuutta koskeva ohjearvo tilastollisine määrittelyineen on esitetty taulukossa 4 (Vnp 480/1996). Ohjearvoilla esitetään riittävän hyvän ilmanlaadun tavoitteet. Ohjearvot eivät ole sitovia, mutta niitä sovelletaan maankäytön ja liikenteen suunnittelussa, rakentamisen muussa ohjauksessa sekä ilman pilaantumisen vaaraa aiheuttavien toimintojen sijoittamisessa ja lupakäsittelyssä. Ohjearvojen ylittyminen on pyrittävä estämään pitkällä aikavälillä alueilla, joilla ilmanlaatu on tai saattaa toistuvasti olla huonompi kuin ohjearvo edellyttäisi.

14 13 Taulukko 4. Ulkoilman hengitettävien hiukkasten pitoisuutta koskeva ohjearvo. Epäpuhtaus Ohjearvo (20 C, 1 atm) Tilastollinen määrittely Hengitettävät hiukkaset (PM 10 ) 70 µg/m³ kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo Valtioneuvoston antaman ilmanlaatuasetuksen (Vna 711/2001) mukaiset hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia koskevat raja-arvot on esitetty taulukossa 5. 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 5. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia koskevat raja-arvot terveyshaittojen ehkäisemiseksi. Epäpuhtaus Keskiarvon laskenta-aika Raja-arvo (µg/m 3 ) (293 K, 101,3 kpa) Sallittujen ylitysten määrä kalenterivuodessa (vertailujakso) Hengitettävät hiukkaset 24 tuntia 50 1) 35 (PM 10 ) kalenterivuosi 40 1) - 1) Tulokset ilmaistaan ulkoilman lämpötilassa ja paineessa. Raja-arvot ovat sitovia, eivätkä niiden ylitykset ole sallittuja. Raja-arvon ylittyessä on kunnan tai alueellisen ympäristökeskuksen ryhdyttävä ilmansuojelulain mukaisiin toimiin ilmanlaadun parantamiseksi ja raja-arvon ylitysten estämiseksi. Tällaisia toimia voivat olla esimerkiksi määräykset liikenteen tai päästöjen rajoittamisesta. Ohje- ja rajaarvoja ei sovelleta työpaikoilla eikä tehdasalueilla. Taulukossa 6 ja kuvassa 9 on esitetty Tehdasalueen ja Myllyniemen mittauspisteissä mitattujen hengitettävien hiukkasten pitoisuuksien ohjearvoon verrattavat pitoisuudet kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde ohjearvoon. Ohjearvoon vertaaminen edellyttää, että vuorokausipitoisuuksia on vähintään 75 % kuukauden vuorokausien lukumäärästä. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiohjearvo, 70 µg/m³, ylittyi syyskuussa Tehdasalueen mittauspisteessä, jolloin ohjearvoon verrattava pitoisuus oli 173 % ohjearvosta eli ohjearvon ylitys oli 73 %. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattava pitoisuus oli Myllyniemessä suurimmillaan syyskuussa 39 % ohjearvosta.

15 14 Taulukko 6. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde vastaavaan ohjearvoon Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen ja Myllyniemen mittauspisteissä syys-joulukuussa Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. PM 10 Tehdasalue Myllyniemi 2. suurin vrk-arvo % ohjearvosta 2. suurin vrk-arvo % ohjearvosta (µg/m³) (µg/m³) 2008 Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Ohjearvo Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet 140 Tehdasalue Myllyniemi Ohjearvotaso µg/m³ Kuva 9. IX X XI XII 2008 Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet suhteessa ohjearvoon Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen ja Myllyniemen mittauspisteissä syys-joulukuussa Punaisella vaakaviivalla on merkitty ohjearvotaso 70 µg/m³. Koska raja-arvotarkasteluissa vertailujakso on yksi kalenterivuosi, voidaan lyhyemmän mittausjakson pitoisuuksia tarkastella vain suuntaa-antavasti suhteessa raja-arvoihin. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiraja-arvotasolle, 50 µg/m³, sallitaan vuoden jaksolla ylityksiä 35 kpl ennen kuin varsinaisen vuorokausiraja-arvon ylityksen katsotaan tapahtuneen. Tehdasalueen mittauspisteessä havaittiin mittausjaksolla yksitoista yli 50 µg/m³:n vuorokausipitoisuutta, Myllyniemen mittauspisteessä ei yhtään. Tehdasalueella mittausjakson suurin vuorokausipitoisuus oli 150 µg/m³ ja Myllyniemessä 29 µg/m³. Mittausjaksolta laskettu hengitettävien hiukkasten pitoisuuksien keskiarvo oli Tehdasalueen mittauspisteessä 19 µg/m³ ja Myllyniemessä 7 µg/m³. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvoa koskeva raja-arvo on 40 µg/m³.

16 Mitattuihin pitoisuuksiin vaikuttaneita tekijöitä - suurimmat pitoisusarvot Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen hiukkasmittauspisteen tuuliolosuhteita kuvaava tuuliruusu mittausjaksolta on esitetty kuvassa 10. 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. Tuulen suunnalla tarkoitetaan meteorologiassa suuntaa, josta tuuli puhaltaa. Kun tuulta mitataan ja ilmoitetaan tuulen suunta, tarkoitetaan aina, että tuuli puhaltaa kyseisestä ilmansuunnasta havaitsijaa kohti. Niinpä etelätuuli puhaltaa etelästä ja länsituuli lännestä, jne. Tuulen suunnat ilmaistaan ns. kompassisuuntina. Tämä tarkoittaa, että kun tuulee idästä, tuulen suunta on 90 o, kun tuulee etelästä, tuulen suunta on 180 o, kun tuulee lännestä, tuulen suunta on 270 o, jne. Samalla tavoin määräytyvät väli-ilmansuunnat asteina. Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteen tuulimittaukset käynnistyivät Mittausjakson alun tuulen suunnat ja nopeudet korvattiin lähimmältä Ilmatieteen laitoksen sääasemalta saaduilla arvoilla. Vallitseva tuulensuunta oli mittausjaksolla etelästä. Kuva 10. Tehdasalueen tutkimuspisteen tuuliolosuhteet mittausjaksolla Kuvissa 11 ja 12 on havainnollistettu tuulen suunnan ja nopeuden vaikutusta kaivoksen tehdasalueella ja Myllyniemessä mitattuihin hiukkaspitoisuuksiin ns. saasteruusujen avulla. Saasteruusu kuvaa tuntipitoisuuksien keskiarvoa eri tuulensuunnilla. Saasteruusun keskipisteestä lähtevän janan pituus sektorin kehäviivalle vastaa hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvoa ko. tuulisektorissa. Tyynellä säällä havaittujen tuntipitoisuuksien keskiarvo on esitetty ympyrällä, jonka säteen pituus kuvaa keskipitoisuuden arvoa.

17 16 PM 10 Tehdasalue Kuva 11. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo (µg/m³) tuulensuunnittain Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä mittausjaksolla PM 10 Myllyniemi Kuva 12. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo (µg/m³) tuulensuunnittain Myllyniemen mittauspisteessä mittausjaksolla Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä keskimäärin suurimmillaan tyynellä tai tuulen käydessä kaakkoissektorista.

18 17 Myllyniemen mittauspisteessä hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat keskimäärin suurimmillaan tyynellä tai tuulen käydessä etelä- tai kaakkoissektorista. Lounaan, lännen ja luoteenpuoleisilla tuulilla pitoisuudet ovat Myllyniemessä samaa luokkaa kuin tehdasalueella samoilla tuulensuunnilla. Suurimmat tehdasalueen ja Myllyniemen mittauspisteissä mitatut hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet mittausaikoineen ja tuulitietoineen on esitetty taulukoissa 7 ja 8. Taulukko 7. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) suurimmat tuntipitoisuudet, niiden mittausaikana vallinnut tuulen nopeus ja suunta Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä sekä vastaavien tuntien hiukkaspitoisuudet Myllyniemen mittauspisteessä. Tehdasalue PM 10 (µg/m³) Myllyniemi PM 10 (µg/m³) Päivä klo Viikonpäivä Lämpötila ( C) Kosteus (%) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (aste) TO tyyni TO SU PE MA MA MA MA TI TI Taulukko 8. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) suurimmat tuntipitoisuudet, niiden mittausaikana vallinnut tuulen nopeus ja suunta Myllyniemen mittauspisteessä sekä vastaavien tuntien hiukkaspitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä. Myllyniemi PM 10 (µg/m³) Tehdasalue PM 10 (µg/m³) Päivä klo Viikonpäivä Lämpötila ( C) Kosteus (%) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (aste) SU SU TO tyyni TO TO tyyni MA TO TI TI TO tyyni - Tehdasalueen mittauspisteessä suurimpien tuntipitoisuuksien mittausaikoina tuuli on käynyt pääasiassa kaakosta. Myös koillisen puoleisilla tuulilla esiintyi korkeita tuntipitoisuuksia (Taulukko 7 ja kuva 13). Myllyniemessä pitoisuustaso oli matalampi ja suurimpien tuntipitoisuuksien mittausaikoina tuulen suunta oli vaihtelevampi ja osan ajasta

19 18 ollut tyyntä. (Taulukko 8 ja kuva 14). Kaivosalueen toiminnot vaikuttivat merkittävästi hengitettävien hiukkasten pitoisuuksiin tehdasalueen mittauspisteessä. Myllyniemen mittauspisteessä vaikutukset olivat vähäisempiä ja pitoisuuksiin näyttäisivät vaikuttaneen ajoittain voimakkaasti lähiympäristön toiminnot, kuten asuinrakennusten lämmitys sekä liikennöinti Myllyniemen kiinteistön piha-alueella ja sen lähistöllä. PM 10 Tehdasalue µg/m³ tyyni Tuulen suunta ( ) Kuva 13. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet tuulensuunnittain Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella mittausjakson aikana. PM 10 Myllyniemi µg/m³ tyyni Tuulen suunta ( ) Kuva 14. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet tuulensuunnittain Myllyniemessä mittausjakson aikana.

20 19 Vuorokauden aikana tuulen suunta ja nopeus saattavat vaihdella huomattavastikin. Näin ollen suurimpien vuorokausipitoisuuksien ja tuulensuunnan sekä mahdollisten päästötietojen ja sitä kautta vuorokausipitoisuuden muodostumiseen vaikuttaneiden päästölähteiden välisen yhteyden selvittäminen on vaikeaa. Pitoisuuksia verrataan kuitenkin ohje- ja raja-arvoihin vuorokausitasolla, joten myös vuorokausipitoisuuksien arvioiminen on tarpeen. Taulukoissa 9 ja 10 on esitetty hengitettävien hiukkasten suurimmat vuorokausipitoisuudet Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella ja Myllyniemessä, niiden mittausaikana vallinnut ulkoilman lämpötila, tuulen nopeus ja suunta sekä vuorokauden sademäärä. Taulukko 9. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) suurimmat vuorokausipitoisuudet, niiden mittausaikana vallinnut ulkoilman lämpötila, tuulen nopeus ja suunta sekä vuorokauden sademäärä Talvivaaran kaivoksen tehdasalueella. Sademäärätietoina on käytetty Sotkamon Saviahon sääaseman havaintoja. Viikonpäivä Tehdasalue PM 10 (µg/m³) Sademäärä (mm) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (aste) Päivä Lämpötila ( C) MA tyyni MA SU PE LA PE SU TI KE tyyni TI Taulukko 10. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) suurimmat vuorokausipitoisuudet, niiden mittausaikana vallinnut ulkoilman lämpötila, tuulen nopeus ja suunta sekä vuorokauden sademäärä Myllyniemessä. Sademäärätietoina on käytetty Sotkamon Saviahon sääaseman havaintoja. Päivä Myllyniemi PM 10 (µg/m³) Viikonpäivä Lämpötila ( C) Sademäärä (mm) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta (aste) SU TI TO tyyni MA MA tyyni TI PE KE tyyni KE TO tyyni

21 20 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Ilmatieteen laitos mittasi välisenä aikana Talvivaaran kaivosalueella ja sen ympäristössä aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 10 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksia kahdessa mittauspisteessä. Mittausten tavoitteena oli hankia tietoa Talvivaaran kaivoksen toiminnan aikaisten pölypäästöjen aiheuttamista hiukkaspitoisuuksista. Tässä raportissa on esitetty hiukkasmittausten tulokset jaksolta syys-joulukuu 2008 kaivoksen ympäristön tilan seurannan vuoden 2008 vuosiraportointia varten. Pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla analysaattoreilla, joilla saatiin esiin myös pitoisuuksien lyhytaikaisvaihtelut. Mittausten tavoitteena oli hankia tietoa kaivostoiminnan päästöjen aiheuttamista hiukkaspitoisuuksista kaivosalueella ja sen ympäristössä. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden terveysvaikutusperusteinen vuorokausiohjearvo ylittyi mittausjaksolla kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä. Syys-joulukuussa 2008 ohjearvoon verrattavat vuorokausipitoisuudet olivat tehdasalueen mittauspisteessä % ohjearvosta ja Myllyniemen pisteessä % ohjearvosta. Koska raja-arvotarkasteluissa vertailujakso on yksi kalenterivuosi, voidaan lyhyemmän mittausjakson pitoisuuksia tarkastella vain suuntaa-antavasti suhteessa raja-arvoihin. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiraja-arvotasolle, 50 µg/m³, sallitaan vuoden jaksolla ylityksiä 35 kpl ennen kuin varsinaisen vuorokausiraja-arvon ylityksen katsotaan tapahtuneen. Kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä esiintyi mittausjaksolla yksitoista yli 50 µg/m³:n vuorokausipitoisuutta (suurimmat 150 µg/m³, ja ). Myllyniemen pisteessä yli 50 µg/m³:n vuorokausipitoisuuksia ei esiintynyt lainkaan. Korkein Myllyniemessä mitattu yksittäinen vuorokausipitoisuus oli 29 µg/m³ ja se havaittiin Jaksolta laskettu hengitettävien hiukkasten pitoisuuksien keskiarvo oli kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä 19 µg/m³ ja Myllyniemessä 7 µg/m³. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvoa koskeva rajaarvo on 40 µg/m³. Edellä esitettyjen tarkastelujen yhteydessä on huomioitava, että ohjeja raja-arvoja ei sovelleta työpaikoilla eikä tehdasalueilla. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat kaivoksen tehdasalueen mittauspisteessä keskimäärin suurimmillaan tyynellä tai tuulen käydessä kaakkoissektorista. Myllyniemen mittauspisteessä hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat keskimäärin suurimmillaan tyynellä tai tuulen käydessä etelä- tai kaakkoissektorista. Kaivosalueen toiminnot vaikuttivat syys-lokakuussa 2008 maanpinnan ollessa lumeton merkittävästi hengitettävien hiukkasten pitoisuuksiin tehdasalueen mittauspisteessä. Myllyniemen mittauspisteessä vaikutukset olivat vähäisiä ja hiukkaspitoisuuksiin näyttäisivät vaikuttaneen ajoittain voimakkaasti lähiympäristön toiminnot, kuten asuinrakennusten lämmitys sekä liikennöinti kiinteistön piha-alueella ja sen lähistöllä. Myllyniemessä esiintyi kaksi kohonnutta hiukkasten tuntipitoisuutta, joihin kaivosalueen ko. ajankohtana esiintyneellä voimakkaalla pölyämisellä on mitä todennäköisimmin ollut vaikutusta.

22 21 VIITELUETTELO ANTTILA, P., Ilmanlaatu Suomessa vuonna Pitoisuudet suhteessa uusiin raja-arvoihin. Ympäristö ja Terveys, 10/2001, s PIETARILA, H., SALMI, T., SAARI, H., ja PESONEN, R., Ilmanlaadun alustava arviointi Suomessa. Rikkidioksidi, typen oksidit, PM 10 ja lyijy. The preliminary assessment under the EC air quality directives in Finland. SO 2, NO 2 /NO x, PM 10 and lead. Ilmatieteen laitos, Ilmanlaadun tutkimus, Helsinki, 51 s liites. PSY, Pohjois-Suomen ympäristölupavirasto. Pyhäsalmen kaivoksen ympäristö- ja vesitalouslupa, Sotkamo ja Kajaani. Lupapäätös nro 33/07/1, Dnro PSY Y-47. Annettu julkipanon jälkeen Vna 711/2001. Valtioneuvoston asetus ilmanlaadusta. Annettu Helsingissä Vnp 480/96. Päätös ilmanlaadun ohjearvoista ja rikkilaskeuman tavoitearvosta. Annettu Helsingissä /30/EY. Euroopan neuvoston direktiivi ilmassa olevien rikkidioksidin, typpidioksidin ja typen oksidien, hiukkasten ja lyijyn pitoisuuksien raja-arvoista. Annettu

23 Ilmanlaadun asiantuntijapalvelut PL HELSINKI puh. (09) Air quality expert services P.O.Box 503 FIN HELSINKI tel airquality.services@fmi.fi I L M AT I E T E E N L A I T O S F I N N I S H M E T E O R O L O G I CA L I N S T I T U T E