Ilmansuojelun perusteet 2008, luentokalvot

Transkriptio

1 Ilmansuojelun perusteet 2008, luentokalvot Kaarle Kupiainen perusteet Ilmansuojelun perusteet 2008, luennot Tiistaisin ja torstaisin (20.3. ja ei opetusta) Paikka: B18, SH 5 (6.3. SH 6) Suoritus: luennot + ennakkotehtävä + harjoitustehtävät + tentti Kuulustelu ma , klo (tarkista viimeisin tieto netistä) Uusinnat ja (tarkista viimeisin tieto netistä) Luennoitsija: Kaarle Kupiainen, FT kaarle.kupiainen@nordicenvicon.fi tai kaarle.kupiainen@ymparisto.fi Kurssin materiaalit: perusteet

2 Kurssin alustava runko 1. luento (ti 4.3.) Kurssin esittelyä, ennakkotehtävä 2. luento (to 6.3.) Ilmakehä 3. luento (ti 11.3.) Ilmastonmuutos 4. luento (to 13.3.) Stratosfäärin otsonikato, Troposfäärin otsoni, harjoitustehtävä 5. luento (ti 18.3.) Happamoituminen, harjoitustehtävä Huom!! To ja ti ei luentoja!! 6. luento (to 27.3.) Raskasmetallit ja POP:it, harjoitustehtävä 7. luento (ti 1.4.) llmakehän hiukkasmaiset epäpuhtaudet, harjoitustehtävä 8. luento (to 3.4.) Yhdyskuntien ilman epäpuhtaudet, harjoitustehtävä 9. luento (ti 8.4.) Ilmansuojelun hallinto ja lainsäädäntö, harjoitustehtävä 10. luento (to 10.4.) Kurssiyhteenvetoa, harjoitustehtävä Aikataulu suuntaa antava, harjoitustehtäviin liittyviä esityksiä pidetään pitkin kevättä, esim alkaen perusteet Suoritus Ennakkotehtävä (kirjallinen), käsitellään ensimmäisellä luennolla Luennot (nimilista kiertää, jos tiedossa poissaoloja keskustele luennoitsijan kanssa) Harjoitustehtävät: Vuoden 2008 harjoitustehtävä: Tutustu ilmastonmuutoksen tai ilmansuojelun tieteelliseen kirjallisuuteen (tieteellinen artikkeli(t) tai raportti) ja Esittele päätulokset ja johtopäätökset muille kurssilaisille luentojen yhteydessä (lyhyt n min esitys, Powerpoint file tms.) Keskustelemme aiheesta, aktiivinen osallistuminen huomioidaan! Materiaalikansio luennoitsijalta (voidaan keskustella myös opiskelijoiden omista ehdotuksista) Yksin tai parityönä riippuen opiskelijamäärästä Tentti perusteet

3 Harjoitustyö Harjoitustyöt: FINADAPT erillisraportit ja niiden esittely Tavoite: Syventää tietoa ilmastonmuutoksesta, sen vaikutuksista ja siihen sopeutumisesta Suomessa Toteutus: tutustu yhteen erillisraporttiin (parityö) ja tee lyhyt esitys (15 min esim. ppt), joka esittelee taustaa, työn tehtävän, menetelmät, päätulokset ja johtopäätökset perusteet FINADAPT ilmastonmuutokseen sopeutumisen erillisraportit (SYKE mimeographs ) 345) FINADAPT ilmastoskenaariot 41s (KK) Metsäekosysteemit 53s Maatalous 37s Hydrologia 63s Terveys 31s Liikenne 31s Rakennettu ympäristö 33s Energiasektori ja sähköverkko 43s Luonto turismi ja vapaa aika 55s Sosio ekonomiset vaikutukset 39s Kaupunkisuunnittelu 51s Viiteryhmien käsitykset 45s Biologinen diversiteetti 55s perusteet

4 Harjoitustöiden iden aiheet ja aikataulu Kaupunkisuunnittelu (Eeva Törmä ja Sanna Peltola) Biodiversiteetti (Anna Tikka ja Johanna Kiiski) Sosio ekonomiset tekijät (Metsäekosysteemit) Essi Rämö ja Reijo Kumpulainen 1.4. Energia (Miia Laurikainen ja Veera Peltomaa) 3.4. Terveys (Mervi Vanhatalo ja Eeva Jokela) 8.4. Liikenne (Nina Latto ja Johanna Zimmermann) Rakennettu ympäristö (Taina Koivistoinen ja Katariina Oinas) Esityksille ja keskustelulle varataan joka luennon lopusta n. 30 min. perusteet Taustalähteit hteitä Laukkanen T Ilmansuojelun perusteet. Oppikirja ilman pilaantumisesta ja sen ehkäisemisestä (myös Ilmansuojelu kirjallisuus osiossa) Seinfeld & Pandis Atmospheric Chemistry and Physics. From Air Pollution to Climate Change. IPCC th Assessment Report Aikaisempien kurssien materiaalit: Avoimen yliopiston Ilmansuojelun perusteet (K. Kupiainen, H. Tervahattu) Helsingin yliopiston Ilmansuojelun perusteet (M. Lodenius) Useita tieteellisiä artikkeleita ja raportteja perusteet

5 Ilmansuojelun perusteet Taustaa, kurssin lähestymistapa, l tavoitteet ja rajaukset perusteet Kurssin tavoite Esitellä ilmansuojelun ja ilmastonmuutoksen luonnontieteellisiä perusteita Ilmakehän prosessit (kasvihuoneilmiö, saasteiden leviäminen) Perus ilmansaasteet ja ilmastonmuutokseen vaikuttavat aineet Päästölähteet, muuntuminen ilmakehässä, pitoisuudet, vaikutukset Ratkaisukeinoja Tutustua ilmansuojelun ongelmiin (ilmastonmuutos, stratosfäärin otsonikato, alailmakehän otsoni, happamoituminen, yhdyskuntien ilmansaasteet ym.) Ei käsitellä: sisäilmaa, melua, radioaktiivisia aineita perusteet

6 Määritelmiä Ilman pilaantuminen (saastuminen): Tilanne, jossa ihmisperäisestä toiminnasta peräisin olevat aineet esiintyvät pitoisuuksina, jotka ovat tarpeeksi normaalia korkeammalla tasolla aiheuttamaan mitattavia vaikutuksia ihmisille, eläimille, kasvillisuudelle tai materiaaleille (Seinfeld&Pandis 1998, suom. KK) [ilman] koostumus tai muut ominaisuudet ovat muuttuneet ihmisen toiminnan seurauksena haitallisesti. (Laukkanen, 2005) Ilmansuojelu / ilmastonsuojelu (Laukkanen, 2005) Ilmansuojelu: toimintaa, jolla ehkäistään tai vähennetään ilman pilaantumista Ilmastonsuojelu: toimintaa, jolla ehkäistään ihmisen aiheuttamia haitallisia ilmaston muutoksia perusteet Tällä kurssilla käsiteltk siteltäviä ilmansaasteita ja ongelmia SO2 NOx CO CO2 CH4 N2O O3 Aerosolit CFC Happamoituminen Kaupunki ilma Ilmastonmuutos Stratosfäärin otsonikato Maanpinnan otsoni Multi pollutant multi effect perusteet

7 Ilmansaasteet ja vaikutukset perusteet Ilmansuojelun mittakaavat Paikallinen (local, urban) Globaali (global, hemispheric) Alueellinen (national, regional, continental) Yhdisteiden pysyvyys Viipymä ilmakehässä vaikutusten mittakaava Lyhytikäiset: paikallisia, lyhytaikainen vaikutus Pitkäikäiset: alueellisia/globaaleja, pitkäaikaiset vaikutukset, kulkeutuminen myös ylempiin ilmakehän kerroksiin perusteet

8 Ilmansuojelusykli (Laukkanen 2005, alkup. Lahdes 1970 luku) Vertaa: Ilmastonmuutos Stratosfäärin otsonikato Happamoituminen Maanpinnan otsoni Kaupunki ilma Massatase! perusteet Ilmansuojelusykli esimerkki Lontoon ilmanlaatu 1950 luvulla (Laukkanen 2005) perusteet

9 Vaihtoehtoisia tapoja ymmärt rtää ympärist ristöongelmia (Willamo( 2005) Ilmansuojelusykli (vasen yläkulma) toimii tällä kurssilla opetuksen runkona, ei niinkään ajatusmallina ymmärtää ympäristöongelmien ja yhteiskunnan dynamiikkaa perusteet Ennakkotehtävä I I Millaista mittayksikköä käytetään rikkipäästöjen yhteydessä, Lyhytaikaisten päästöhuippujen rajoittamisperusteista Massaa/aika (g/s tai kg/h) Pitkäaikaisista kokonaispäästöistä Massaa/aika (t/d tai t/a) Ominaispäästöistä Massaa per aktiviteetti (mg/mj, g/kg, mg/vkm, HUOM! Katso mihin massa viittaa esim. mg(s)/mj tai mg(so2)/mj Kustannustehokkuudesta Valuuttaa/massa ( /t SO2) Rikkidioksidin (SO2) pitoisuudesta ilmassa Massaa/tilavuus (µg SO2/m 3 ) Rikin (S) määrästä sadevedessä Massaa/tilavuus (mg S/l) Rikkilaskeumasta Massaa/pinta ala/aika (mg S/m 2 /a) HUOM! Yhteismitallistaminen esim. H2SO4 vs. HNO3: meq/m 2 /a Rikin määrästä bioindikaattorissa Massaa/massa (mg/kg d.w.) Rikin suurimmasta sallitusta pitoisuudesta polttoöljyssä Prosentti (%) perusteet

10 Ennakkotehtävä I Rikkidioksidin pitoisuus ilmassa (µg SO2/m3) Rikin (S) määrä sadevedessä (mg S/l) Rikin (S) määrä sadevedessä (mg S/l) Päästöhuiput (g/s tai kg/h) Kokonaispäästö (t/d tai t/a) Rikkilaskeuma (mg S/m2/a) Rikin määrästä bioindikaattoris sa (mg/kg d.w.) Ominaispäästö (mg/mj, g/kg, mg/vkm) Kustannustehokkuudesta ( /t SO2) Rikin suurin sallittu pitoisuus polttoöljyssä (%) perusteet Ennakkotehtävä II Tutki viikkoja 7 ja 8 vuonna 2008 ( ) Ilmanlaatuindeksi Pääkaupunkiseudulla. perusteet

11 Ilmanlaadun seuranta YTV:n mittausasemat Muut kaupungit kts. Ilmanlaatuportaali: perusteet Lämpötila Talvinen korkeapaine: alhainen lämpötila, kuiva, aurinkoinen sää perusteet

12 Tuulisuus Inversio? perusteet Hiukkaset hengitettävät t hiukkaset (PM10 10) Huom! Kuvien eri skaalat! Sadanta, sekoittumiskorkeus Ilmassa olevat hengitettävät hiukkaset ovat lähinnä katupölyä. Niistä käytetään lyhennettä PM10. Hengitettävien hiukkasten raja arvo vuorokaudessa on 50 µg/m3 ja vuodessa 40 µg/m3. Hiukkasten vuorokausiraja arvo ylittyy Helsingin keskustassa ja suurten väylien varsilla. perusteet

13 Hiukkaset pienhiukkaset (PM2,5 2,5) Ilmassa olevat pienhiukkaset ovat suurelta osalta kaukokulkeumaa, mutta ilmassa on myös YTV alueen liikenteen pakokaasuja sekä tulisijojen ja energiantuotannon päästöjä. Pienhiukkasille ei toistaiseksi ole raja arvoa. WHO:n ohjearvo vuorokausipitoisuudelle on 25 µg/m3 ja vuosipitoisuudelle 10 µg/m3. perusteet Typen oksidit (NO( NOx) tyypimonoksidi (NO) Liikenteen vaihtelut viikonpäivät vs. viikonloppu Typpimonoksidia (NO) päätyy kaupunki ilmaan liikenteen päästöissä. Typpimonoksidilla ei ole terveysvaikutuksia eikä sille ole raja tai ohjearvoja, mutta siitä muodostuu ilmassa haitallista typpidioksidia. perusteet

14 Typen oksidit (NO( NOx) typpidioksidi (NO2) Typpidioksidin raja arvo tuntipitoisuudelle on 200 µg/m3. Vuosiraja arvo on 40 µg/m3. Typpidioksidille on varoituskynnys (400 µg/m3), jonka ylittyessä kolmen tunnin ajan väestöä on varoitettava terveyshaitoista. Typpidioksidin vuosiraja arvo voi ylittyä Helsingin keskustassa ja suurten väylien varsilla. Tuntitason raja arvo voi ylittyä inversioissa. Varoituskynnyksen ylittyminen on epätodennäköistä. perusteet Alailmakehän n otsoni (O3) Tausta asema (Luukki) vs. muut! (vrt. muut saasteet) Otsonia muodostuu ilmakemian kautta ja sitä on hengitysilmassa runsaasti keväisin ja kesäisin. Pitoisuudet ovat pääkaupunkiseudulla korkeimmat taajamien ulkopuolella ja kaukana päästölähteistä. Tiedotuskynnys tuntipitoisuudelle on 180 µg/m3 ja varoituskynnys 240 µg/m3. Tavoitearvo terveyden kannalta on 120 µg/m3 (8 tunnin keskiarvo). Meillä tiedotuskynnys ylittyy harvoin ja em. tavoitearvo ylittyy vuosittain. perusteet

15 Rikkidioksidi (SO2) Ulkoilmassa oleva rikkidioksidi on peräisin energiantuotannosta ja laivojen päästöistä. Rikkidioksidipitoisuudet ovat YTV alueella nykyään alhaisia eivätkä ne ylitä raja arvoja. Rikkidioksidin raja arvo on tunnille on 350 µg/m3 ja vuorokaudelle 125 µg/m3. Vuosirajaarvo on 20 µg/m3. Rikkidioksidipitoisuuksille on varoituskynnys (500 µg/m3), jonka ylittyessä kolmen tunnin ajan väestöä on varoitettava terveyshaitoista. Pääkaupunkiseudulla tämä on hyvin epätodennäköistä. perusteet Hiilimonoksidi (CO) = häkäh Ulkoilman häkä (CO) on peräisin lähinnä henkilöautojen pakokaasuista. Hiilimonoksidipitoisuudet ovat YTValueella alhaisia eivätkä ne ylitä raja arvoja. Raja arvo hiilimonoksidin 8 tunnin pitoisuudelle on 10 mg/m3 ja ohjearvo tuntipitoisuudelle 20 mg/m3. perusteet

16 Ilmanlaatuindeksi Mannerheimintie 5, Helsingin keskusta perusteet Rikin laskeuma (Lähde: SYKE) perusteet