Jätekeskusten paloturvallisuus - riskit ympäristölle tulipalotilanteessa Tuomo Rinne, Hanna Hykkyrä, Kati Tillander, VTT Jarkko Jäntti, Timo Väisänen, Pelastusopisto Pasi Yli-Pirilä, Ilpo Nuutinen, Juhani Ruuskanen, Kuopion yliopisto
SISÄLTÖ taustaa kyselytutkimus kokeet pienen mittakaavan kokeet suuren mittakaavan kokeet laskennalliset tarkastelut 2
TAUSTAA (1/2) jätteiden kierrätys lisääntynyt muodostunut keskitettyjä kierrätyslaitoksia lajittelu, murskaus, varastointi paperi, sähkö- ja elektr. romu, energiajae, muovipullot, renkaat jäteauman tmv. tulipalo (tiedot kyselytutkimuksesta) hankala ja hidas sammuttaa syväpalo, sammutusveden riittävyys, tarvittava koneisto palaa tyypillisesti pitkään muutamista tunneista jopa viikkoon 3
TAUSTAA (2/2) jäteauman tulipalo palosta vapautuu runsaasti haitallisia yhdisteitä ilmaan ja maaperään altistuminen, sammutusjätevedet varastointitavasta riippuen palo voi levitä laajalle alueelle pinta-alat suuruusluokaltaan 10 3 m 2 suuret taloudelliset tappiot suurin 10 M vakavia ympäristöhaittoja aiheuttaneita paloja 2004-7/2008 pelastuslaitokset: 39 kpl, jäteala: 17 kpl 4
KOKEET haluttiin selvittää mitä ja miten paljon päästöjä eri jätejakeet muodostavat palaessaan pienen mittakaavan kokeet: kartiokalorimetrilaite + päästöjen keräys mahdollistaa tarkan palamisen ja päästöjen mittauksen näytekoko pieni: 10 cm x 10 cm suuren mittakaavan kokeet palon leviäminen sammutus päästöt (ilma ja sammutusjätevesi) 5
PIENEN MITTAKAAVAN KOKEET kokeita tehtiin 6 eri jätejakeella: PET-muovi, sähkö&elektr. murska, paperimurska, rengasmurska, yhdyskuntajäte ja energiajae näytekoko 38 g 65 g kokeita yht. 3 kpl per näyte (yhden kokeen kesto 300 s) palotekniset mittaukset: mm. paloteho (kw/m 2 ), palaneen massan määrä (g/s) päästömittaukset: päästöjen vapautumisnopeus pinta-alayksikköä kohti (g/s m 2 ) päästökertoimet (g/kg) 6
PIENEN MITTAKAAVAN KOKEET YHD YHD PET PET 7
PIENEN MITTAKAAVAN KOKEET SER PCP PCDF PCDD PAH YHD REN ENE PAP PET 1.E-8 1.E-7 1.E-6 1.E-5 1.E-4 1.E-3 1.E-2 1.E-1 1.E+0 1.E+1 Päästökerroin (g/kg) 8
PIENEN MITTAKAAVAN KOKEET PAHyhdisteet REN ENE SER YHD PET PAP 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 Keskimääräinen vapautumisnopeus (g m -2 s -1 ) Lisäksi: SER (dioksiinit-pcdd): 0,1 ng m -2 s-1 (0,07 ng m -2 s-1 TEQ) SER (furaanit-pcdf): 23 ng m-2 s-1 (2,6 ng m -2 s-1 TEQ) esim. SER-palo: 0,5 ha, 24 h, PCDD/F tuotto n. 1 g TEQ ( Ruotsin jätteenpolttolaitosten tuottama määrä vuodessa) 9
SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET kokeita tehtiin 2 jätejakeella: energiajae ja paperimurska näytekoko: yksittäiset kuutiot, energiajaeauma, 2 kpl paperipaaliriviä palotekniset mittaukset: palon leviämisnopeus, lämpösäteily, paloteho (kuutiot) päästömittaukset: ilmasta normaalin palon aikana ja sammutuksen aikana sammutusjätevedestä 10
SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET 11
SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET 12
SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET suurtehokeräimet 13
SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET 80 1800 Paloteho (kw) 70 60 50 40 30 20 10 0 12 paperi 0 10 20 30 40 50 60 Aika (min) Paloteho (kw) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 KOE 2 KOE 3 energiajae 0 10 20 30 40 50 Aika (min) Lämpösäteily (kw/m 2 ) 10 8 6 4 2 PT1 PT3 PT2 PT1 PT2 ENE-paali PT3 ENE koe3 yksittäisten kuutioiden polttokokeet 0 0 20 40 60 80 100 Aika (min) 14
3500 100 3000 2500 2000 1500 1000 PAH PAH, ei naftaleenia 80 PAH PAH, ei naftaleenia kuution 60 kokeet auma & 40 paalirivit Pitoisuus (μg/nm 3 ) Pitoisuus (μg/nm 3 ) 500 20 0 PAP, palo 1 ENE, palo 2 ENE, sammutus 2 ENE, palo 3 ENE, sammutus 3 ENE, palo 4 ENE, sammutus 4 ENE, kenttä 4 PAP, palo 5 PAP, sammutus 5 PAP, kenttä 5 SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET 0 Pitoisuus (μg/l) B(a)P HTP (8h): 10 µg/nm 3 kuution kokeet: B(a)P: 0,7 7,9 µg/nm 3 auma&paalit: B(a)P: 0,5 3,3 µg/nm 3 A-vaahto 70 60 50 40 30 20 10 0 sammutusjätevesi PAH PAP 1 ENE 2 ENE 3 ENE 4 PAP 5 15
PAP, palo 1 ENE, palo 2 ENE, sammutus 2 ENE, palo 3 ENE, sammutus 3 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 SUUREN MITTAKAAVAN KOKEET 120 PCDD/F TEQ 100 80 60 40 ENE, palo 4 ENE, sammutus 4 ENE, kenttä 4 PAP, palo 5 PAP, sammutus 5 PAP, kenttä 5 16 Pitoisuus (pg TEQ/Nm 3 ) Pitoisuus (pg TEQ/Nm 3 ) kuution kokeet PCDD/F TEQ auma & paalirivit 20 0 eräs ehdotettu hyväksyttävä päiväsaanto PCDD/F:lle 5 pg TEQ/kg 80 kg hlö, kevyt työskentely paloalueella 8 h, taustapitoisuus 50 pg TEQ/Nm 3
LASKENNALLISET TARKASTELUT - ALOFT 17
LASKENNALLISET TARKASTELUT - ALOFT PAH, rengasmurska tuulen nopeus 5 m/s tuulen nopeus 1 m/s 15km-20km 15km-20km 10km-15km 10km-15km 5km-10km 5km-10km 3km-5km 3km-5km 6000m2 3000m2 1000m2 100m2 1km-3km 500m-1km 100m-500m 0m-100m 6000m2 3000m2 1000m2 100m2 1km-3km 500m-1km 100m-500m 0m-100m 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 Pitoisuus (mg/m 3 ) 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 Pitoisuus (mg/m 3 ) naftaleeni HTP (8h): 5 mg/nm 3 18
PALON LEVIÄMINEN q s esim. palava paalirivi: - korkeus h: 6 m -pituus l: 14 m q inc d crit = kriittinen etäisyys palavasta kohteesta, d crit = A1 h A h 2 k k 2 1 l + l 2,54 (6 m) = 1,14 (6 m) 1,03 1,11 14 m + 14 m = 10 m 19
JOHTOPÄÄTÖKSET (1/2) kyselytutkimus pelastusharjoitusten ja sammutusvesien talteenoton puuttuminen suurelta osin suuret palavat pinta-alat, sammuttaminen pitkäkestoista päästöt: päästökertoimet (g/kg) haitallisille PAH-, kloorifenoli- ja PCDD/F-yhdisteille PAH-yhdisteiden osuus sammutusjätevedessä lisääntyi A-vaahtoa käytettäessä raja-arvoja ei ylitetty suuren mittakaavan kokeissa (huom. paperi ja energiajae näytteet) 20
JOHTOPÄÄTÖKSET (2/2) laskennalliset tarkastelut päästöjen laimentuminen tekijällä 1e -3-1e -4 n. 1 km etäisyydellä palosta analyyttinen malli, jolla voi tarkastella palon leviämistä lämpösäteilyn vaikutuksesta 21
http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2008/t2457.pdf KIITOKSET Palosuojelurahasto Paperinkeräys Oy Jätekukko Oy Finanssialan Keskusliitto Pelastusopisto Kuopion yliopisto ympäristöministeriö Suomen Palopäällystöliitto sisäasiainministeriö VTT 22