Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaadun kehitys 199- ja 2-luvuilla sekä esitys ilmanlaadun seurannaksi vuosille 21-215 KUOPION KAUPUNKI Ympäristökeskus 29
SISÄLLYSLUETTELO Johdanto 1 Ilman epäpuhtauksien terveys- ja ympäristövaikutukset... 5 1.1 Yleistä...5 1.2 Rikkidioksidi (SO 2 )... 5 1.3 Typenoksidit (NO ja NO 2 )... 6 1.4 Otsoni (O 3 )... 6 1.5 Hiilimonoksidi (CO)... 6 1.6 Pelkistyneet rikkiyhdisteet (TRS)... 7 1.7 Hiukkaset (TSP, PM 1 ja PM 2,5 )... 7 1.8 Lyijy (Pb)... 8 1.9 Bentseeni (C 6 H 6 )... 8 1.1 Polyaromaattiset hiilivedyt (PAH)...8 2 Ilmanlaatunormit Suomessa... 9 2.1 Ohjearvot... 9 2.2 Raja-arvot....9 2.3 Kynnysarvot... 1 2.4 Tavoitearvot ja altistumisen vähentämistavoitteet... 1 2.5 Arviointikynnykset... 11 3 Mittaukset Kuopiossa ja Siilinjärvellä... 13 4 Ilmanlaadun kehitys... 15 4.1 Rikkidioksidi (SO 2 )... 15 4.2 Typpidioksidi (NO 2 )... 17 4.3 Otsoni (O 3 )... 21 4.4 Hiukkaset (TSP, PM1 ja PM2,5)... 23 4.4.1 Kokonaisleijuma (TSP)... 23 4.4.2 Hengitettävät hiukkaset (PM 1 )... 24 4.4.3 Pienhiukkaset (PM 2,5 )... 28 4.5 Hiilimonoksidi (CO)... 29 4.6 Pelkistyneet rikkiyhdisteet (TRS)... 31 4.7 Lyijy (Pb) ja muut metallit... 31 4.8 Bentseeni (C 6 H 6 )... 32 4.9 Styreeni... 33 4.1 Polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) 34 4.11 Ilmanlaatuindeksi... 34 5 Leviämismallilaskelmien tuloksia... 36 5.1 Yleistä..36 5.2 Typpidioksidin pitoisuudet Kuopion ja Siilinjärven alueella.37 5.3 Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet Kuopion ja Siilinjärven alueella.4 5.4 Hiilimonoksidi..43 5.5 Kuopion Energia Oy:n Haapaniemen voimalaitoksen vaikutukset 45 5.6 Styreeni Bella-Veneet Oy:n tuotantolaitosten ympäristössä...46 5.7 Hajut. 48 5.7.1 Hajuhaitat Jätekukko Oy:n jätekeskuksen ympäristössä...48 5.7.2 Kuopion Veden Lehtoniemen jätevedenpuhdistamon hajuhaitat..49 5.8 Pelastusopiston harjoitusalueen vaikutukset 5 5.9 Ilmanlaatu haja-asutusalueilla.51 2
6 Päästöjen kehitys... 52 6.1 Päästöt Kuopiossa.52 6.2 Päästöt Siilinjärvellä..56 7 Seurantatarve... 59 7.1 Mittaustulokset ja arviointikynnykset... 59 7.1.1 Rikkidioksidi (SO 2 )... 59 7.1.2 Typpidioksidi (NO 2 )... 6 7.1.3 Hengitettävät hiukkaset (PM1). 62 7.1.4 Hiilimonoksidi (CO)... 63 7.1.5 Bentseeni...64 7.1.6 Lyijy ja muut metallit 65 7.1.7 Polyaromaattiset hiilivedyt..65 7.2 Ilmanlaadun seurantatarve kansallisista lähtökohdista... 65 7.3 Ilmanlaadun seurantarve paikallisista lähtökohdista... 67 8 Esitys Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaadun seurannaksi vuosille 21-215... 7 Liite 1 Tunnusluvut Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaadun mittauksista Liite 2 Päästöt Kuopiossa ja Siilinjärvellä Liite 3 Luettelo Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaatua koskevista selvityksistä vuosilta 1975-29 3
Johdanto Kuopiossa säännölliset ilmanlaadun mittaukset aloitettiin vuonna 1984. Mittaukset alussa keskittyivät rikkidioksidin ja kokonaisleijuman (leijuva pöly) pitoisuuksien selvittämiseen eri puolilla kaupunkia. Mittausvalikoima on tämän jälkeen huomattavasti monipuolistunut ja mittauksissa on 2-luvulla keskitytty ilman epäpuhtauksien pitoisuuksien pitkäaikaisten muutosten seurantaan. Mittausten tukena on yhä enenevässä määrin käytetty leviämismallilaskelmia, joilla saadaan selville mittauksia paremmin pitoisuuksien alueellista vaihtelua. 2-luvulla Kuopiossa on tehty myös lukuisia lyhytaikaisia mittauskampanjoita, joilla on selvitetty uusien ilmanlaatunormien piiriin tulleiden epäpuhtauksien, kuten orgaanisten hiilivetyjen ja polyaromaattisten hiilivetyjen, pitoisuuksia. Vuonna 23 ilmanlaadun seuranta laajennettiin alueelliseksi niin, että mittaukset aloitettiin myös Siilinjärven kunnan alueella. Viimeisimmät leviämismallilaskelmat on myös tehty niin, että ne kattavat yhtenäisesti kaikki Kuopion ja Siilinjärven keskeiset taajamat. Edelliset Kuopion ilmanlaadun kehitystä koskevat yhteenvedot on tehty vuonna 1998 (kattaa vuodet 1984-1997) ja vuonna 23 (kattaa vuodet 1984-22). Tähän yhteenvetoon on koottu tiedot ilmanlaadun kehityksestä Kuopiosta ja Siilinjärveltä 199- ja 2-luvuilta. Lisäksi mukaan on koottu uusimpia tietoja lyhytaikaisten mittauskampanjoiden ja tärkeimpien leviämismallilaskelmien tuloksista. Jatkuvatoimisten mittaustulosten tarkastelu päättyy vuoteen 27, mikä on ollut viimeisin vuosi, jolta kaikki mittaustulokset on ollut käytettävissä. Kampanjaluontoisten mittauksien ja leviämismallilaskelmien tuloksia on ollut käytettävissä myös vuodelta 28. Ilmanlaadun seurantatarvetta Kuopiossa ja Siilinjärvellä arvioi vuonna 23 Ilmatieteen laitos. Tähän yhteenvetoon on koottu uusi esitys Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaadun seurantatarpeesta vuosille 21-215. Arvioinnissa on otettu huomioon myös Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 28/5/EY ilmanlaadusta ja sen parantamisesta, joka tullee voimaan Suomen kansallisessa lainsäädännössä vuonna 21. Tämä yhteenvedon ja seurantasuunnitelman on laatinut ympäristönsuojelutarkastaja, FM Erkki Pärjälä. Työssä, mm. mittaustulosten käsittelyssä, on avustanut FM Heini Andersen. Esitetyistä johtopäätöksistä ja suosituksista vastaa Kuopion kaupungin ympäristökeskus. 4
1. Ilman epäpuhtauksien terveys- ja ympäristövaikutukset 1.1 Yleistä Ilman epäpuhtauksia ovat ihmisen toiminnasta tai luonnosta peräisin olevat hiukkaset tai kaasumaiset aineet. Kaupunki-ilmassa epäpuhtauksia muodostuu muun muassa liikenteen, energiantuotannon, teollisuuden sekä pienpolton seurauksena. Päästöt voivat levitä ilmamassojen mukana laajoillekin alueille ja Kuopionkin leveysasteilla mitataan kaukokulkeutuvia epäpuhtauksia aina mm. Keski-Euroopasta saakka. Siten epäpuhtauksien haitalliset vaikutukset voivat olla paikallisia, alueellisia tai maailmanlaajuisia. Epäpuhtaudet voivat poistua ilmasta kuiva- ja märkälaskeumana tai ne voivat reagoida muiden ilmassa olevien aineiden kanssa muodostaen uusia yhdisteitä. Ilman epäpuhtaudet voivat aiheuttaa sekä terveys- että ympäristövaikutuksia. Terveyshaittojen laajuuteen vaikuttaa altistumisen taso, eli kuinka paljon ilmassa epäpuhtauksia on ja kuinka kauan niille altistutaan. Altistuminen on suurempaa tyypillisesti erityisesti kaupunkien keskustoissa ja vilkkaasti liikennöityjen teiden läheisyydessä, mutta myös asuinalueilla esimerkiksi puun pienpoltto saattaa aiheuttaa merkittävää altistumista ilmansaasteille. Terveyshaittojen vakavuuteen vaikuttaa myös ihmisten yksilöllinen herkkyys. Erityisen herkkiä ilmansaasteiden vaikutuksille ovat erityisesti astmaatikot, sydän- tai hengityselinsairauksia sairastavat, vanhukset sekä lapset. Pakkanen ja helteet saattavat lisätä terveyshaittoja myös muissa väestöryhmissä sekä pahentaa herkkien väestöryhmien oireita. Ilmansaasteet vaikuttavat myös luonnonympäristöön. Merkittävimpiä ympäristövaikutuksia ovat vesistöjen ja maaperän happamoituminen, rehevöityminen sekä kasvivauriot. 1.2 Rikkidioksidi (SO 2 ) Rikkidioksidin merkittävimmät päästölähteet Suomessa ovat energiantuotanto ja selluteollisuus. Rikkidioksidipäästöt ovat vähentyneet merkittävästi viimeisten vuosikymmenten aikana muun muassa vähärikkisten polttoaineiden käytön seurauksena. Kohonneita rikkidioksidipitoisuuksia esiintyy nykyään lähinnä vain teollisuuden häiriötilanteiden yhteydessä. Kuopiossa rikkidioksidipäästöt ovat merkittävästi pienentyneet Savon Sellu Oy:n tehtaan savukaasupesurin käyttöönoton jälkeen 199-luvun alkupuolella. Rikkidioksidi ärsyttää ylähengitysteitä ja suuria keuhkoputkia. Tyypillisiä oireita ovat yskä, hengenahdistus ja keuhkoputkien supistus. Rikkidioksidi lisää hengitystietulehduksia sekä astmaatikkojen kohtauksia. Pakkanen ja muut hengitysteitä ärsyttävät epäpuhtaudet, kuten hiukkaset, lisäävät rikkidioksidin aiheuttamia oireita. Rikkidioksidi reagoi ulkoilmassa muuttuen sulfaateiksi ja rikkihapoksi, jotka happamoittavat maaperää ja vesistöjä kuiva- ja märkälaskeumana. Maaperän happamoituminen lisää ravinteiden huuhtoutumista ja vesistöissä happamoituminen voi vaikuttaa kasvi- ja eläinlajistoon. Rikkidioksidi voi vaurioittaa kasvien lehtiä ja neulasia. 5
1.3 Typenoksidit (NO ja NO 2 ) Typenoksideilla (NO x ) tarkoitetaan typpimonoksidia (NO) ja typpidioksidia (NO 2 ). Typenoksideja muodostuu palamisprosesseissa ja suurimpia päästölähteitä ovat tieliikenne ja energiantuotanto. Suurimmillaan pitoisuudet ovat ruuhka-aikoina ja erityisesti pakkasilmalla talvella ja keväällä. Typpimonoksidin osuus NO x -päästöissä on yleensä suurempi, mutta se hapettuu ilmassa nopeasti typpidioksidiksi. Typpidioksidi on terveysvaikutuksiltaan typpimonoksidia haitallisempi. Se on hengitysteitä ärsyttävä kaasu, joka lisää hengityselinoireita erityisesti lapsilla ja astmaatikoilla. Typpidioksidi vahvistaa myös muiden ärsykkeiden, kuten kylmän ilman ja allergeenien, vaikutusta. Typenoksidit aiheuttavat kasvillisuusvaurioita vaikuttaen kasvien lehtiin ja neulasiin. Ne vaikuttavat myös vesistöjen ja maaperän happamoitumiseen ja rehevöitymiseen. Typenoksidit ovat reaktiivisia kaasuja, jotka osallistuvat alailmakehän otsonin muodostumiseen ja vaikuttavat sitä kautta myös ilmastonmuutokseen. 1.4 Otsoni (O 3 ) Otsonin (O 3 ) vaikutus riippuu sen esiintymiskorkeudesta ilmakehässä. Yläilmakehässä sijaitseva otsoni suojaa maapalloa haitalliselta UV-säteilyltä, kun taas alailmakehässä otsoni on haitallinen ilmansaaste. Alailmakehän otsonia ei ole päästöissä suoraan, vaan sitä muodostuu ilmassa auringonsäteilyn vaikutuksesta hiilivetyjen ja typenoksidien kemiallisissa reaktioissa. Suurimmillaan otsonin pitoisuus Suomessa on keväällä ja kesällä aurinkoisella säällä. Otsonipitoisuutta lisää Suomessa kaukokulkeutuminen, joten paikallisilla toimilla ei otsonipitoisuuteen voida juuri vaikuttaa. Otsonia on vähemmän kaupunkikeskuksissa kuin ympäristössä, sillä sitä kuluu reaktioissa muiden ilmansaasteiden, lähinnä typpimonoksidin kanssa. Eli mitä enemmän typenoksideja ilmassa on, sitä enemmän otsonia kuluu pois. Samalla kuitenkin muodostuu muita ilmansaasteita. Otsonilla onkin suuri merkitys etenkin typpidioksidin syntymisessä. Otsoni aiheuttaa limakalvojen ärsytystä ja voi lisätä hengityselinsairaiden yskää tai hengenahdistusta. Oireita esiintyy yleensä suurissa pitoisuuksissa. Otsonilla on merkittäviä ympäristövaikutuksia. Se aiheuttaa kasvivaurioita ja lisää kasvien altistumista muille vaurioille kuten tuhohyönteisille. Se voi haitata metsän kasvua sekä lisätä viljelysten satotappioita. 1.5 Hiilimonoksidi (CO) Hiilimonoksidia eli häkää muodostuu epätäydellisessä palamisessa. Ulkoilman hiilimonoksidi on pääosin peräisin tieliikenteen pakokaasuista. Hiilimonoksidipitoisuus on vähentynyt huomattavasti polttoaineiden, moottoreiden sekä pakokaasujen puhdistuksen kehittymisen myötä. Hiilimonoksidi on myrkyllistä, sillä se aiheuttaa hapenpuutetta sitoutuessaan veren hemoglobiiniin. Hiilimonoksidille ovat erityisen herkkiä hengityselinsairaat, sydän- ja verisuonitauteja potevat sekä vanhukset, raskaana olevat ja vastasyntyneet. Hiilimonoksidi aiheuttaa keskittymisvaikeuksia, päänsärkyä ja pahoinvointia. 6
Hiilimonoksidi on pitkäaikainen kaasu. Hiilimonoksidilla on vaikutuksia myös ilmastonmuutokseen, sillä se estää metaanin hapettumista. 1.6 Pelkistyneet rikkiyhdisteet (TRS) Pelkistyneiden, haisevien rikkiyhdisteiden (TRS) tärkeimmät päästölähteet ovat teollisuus, öljynjalostus sekä jätteenkäsittely. Etenkin selluteollisuus aiheuttaa Suomessa haisevien rikkiyhdisteiden päästöjä. Kuopiossa merkittävimmät haisevien rikkiyhdisteiden päästölähteet ovat Savon Sellu Oy:n tehdas ja Jätekukko Oy:n Heinälamminrinteen kaatopaikka. Pelkistyneiden rikkiyhdisteiden päästöt ovat vähentyneet, mutta useat pelkistyneet rikkiyhdisteet haisevat pahalle jo hyvin pieninä pitoisuuksina ja alentavat siten viihtyisyyttä. Niiden vaikutusalue on usein paikallinen päästölähteiden ympäristössä ja korkeita pitoisuuksia esiintyy lyhytaikaisesti. Viihtyvyyden alenemisen lisäksi pelkistyneet rikkiyhdisteet voivat aiheuttaa terveyshaittoja. Yleisimpiä oireita ovat silmien, nenän ja kurkun ärsytysoireet, hengenahdistus sekä päänsärky ja pahoinvointi. 1.7 Hiukkaset (TSP, PM 1 ja PM 2,5 ) Ilmassa on aina hiukkasia. Niiden haitallisuuteen vaikuttavat muun muassa niiden koko ja kemiallinen koostumus, jotka vaihtelevat suuresti. Hiukkasiin on usein sitoutunut erilaisia haitallisia yhdisteitä kuten hiilivetyjä ja raskasmetalleja. Hiukkaset luokitellaan kokonsa mukaan. Kokonaisleijumalla (TSP= Total Suspended Particles) tarkoitetaan pölyä, joka muodostuu hiukkasista joiden halkaisija on <3 µm. Suurin osa tällaisista hiukkasista on kooltaan niin suuria, että ne vaikuttavat lähinnä viihtyisyyteen lisäämällä likaantumista. Ne jäävät ylähengitysteihin ja poistuvat elimistöstä melko tehokkaasti. Ne voivat kuitenkin vahingoittaa kasveja tukkimalla ilmarakoja ja varjostamalla, mikä heikentää fotosynteesiä. Alle 1 µm:n kokoisia hiukkasia kutsutaan hengitettäviksi hiukkasiksi. Niistä käytetään lyhennettä PM 1 (PM= Particle Matter). Ne pääsevät kulkeutumaan hengitettäessä alempiin hengityselimiin kuten henkitorveen ja keuhkoputkiin. Alle 2,5 µm:n pienhiukkaset tunkeutuvat keuhkorakkuloihin asti. Niitä kutsutaan pienhiukkasiksi, PM 2,5. Ilman hiukkaset voivat olla peräisin sekä suorista että epäsuorista päästöistä. Suorien päästöjen lähteitä ovat energiantuotannon ja teollisuuden prosessit, autojen pakokaasut sekä puun pienpoltto. Nämä päästöt sisältävät pääasiassa pieniä hiukkasia. Osa hiukkasista voi muodostua myös ilmakehässä kaasumaisista yhdisteistä. Taajamien ulkoilman hiukkaset ovat osaksi peräisin epäsuorista lähteistä kuten liikenteen ja tuulen nostattamasta katupölystä. Pitoisuudet ovatkin suurimmillaan keväisin, kun jauhautunutta katuhiekkaa ja nastojen rouhimaa tieainesta nousee ilmaan. Pienhiukkasten pitoisuuksiin voi olla suuri vaikutus myös kaukokulkeumalla mm. laajojen metsäpalojen yhteydessä. Hiukkaset ovat nykytietämyksen perusteella yksi haitallisimmista ilman epäpuhtauksista. Hiukkasten aiheuttamille terveyshaitoille ovat erityisen herkkiä lapset, vanhukset sekä astmaa, pitkäaikaista keuhkoputkentulehdusta tai sydäntauteja sairastavat. Kohonneet hiukkaspitoisuudet aiheuttavat astmakohtauksia, keuhkojen toimintakyvyn heikkenemistä, hengitystietulehduksia 7
sekä sydämen toiminnan häiriöitä. Myös kuolleisuus ja sairaalahoitojen määrä voivat lisääntyä hiukkaspitoisuuksien kohotessa. 1.8 Lyijy (Pb) Lyijy on raskasmetalli, jota pääsee ilmaan energiantuotannosta ja metalliteollisuuden prosesseista. Lyijypitoisuudet ovat Suomessa nykyisin matalia, sillä ne ovat vähentyneet merkittävästi lyijyllisen bensiinin myynnin loputtua vuonna 1994. Aikaisemmin lyijy on ollut riski lasten kehittyvälle keskushermostolle. Merkittävimpiä lyijypäästöjä Kuopiossa aiheutuu turpeen poltosta Kuopion Energia Oy:n Haapaniemen voimalaitoksella sekä Savon Sellu Oy:n voimalaitoksella. 1.9 Bentseeni (C 6 H 6 ) Bentseeni on haihtuva orgaaninen yhdiste (VOC= Volatile Organic Compounds), joilla tarkoitetaan orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat tuottaa ilmassa hapettimia reagoidessaan typenoksidien kanssa. Bentseeni on väritön ja kirkas neste, joka korkean höyrynpaineen vuoksi esiintyy ulkoilman lämpötiloissa kaasuina, kuten muutkin VOC-yhdisteet. Bentseeni on raaka-öljyn ainesosa, joten myös bensiini sisältää bentseeniä. Moottoriajoneuvot ovatkin bentseenin suurimpia päästölähteitä, mutta myös bensiinin käsittelyssä ja varastoinnissa muodostuu päästöjä, koska se on haihtuva yhdiste. Bentseeniä muodostuu myös erityisesti epätäydellisen palamisen sivutuotteena mm. puun pienpoltossa. Ihminen voi altistua bentseenille ilman kautta, mutta myös ruoka ja juomavesi saattaa sisältää bentseeniä. Korkeille bentseenipitoisuuksille altistumisen on havaittu lisäävän syöpäriskiä sekä heikentävän immuunijärjestelmää. 1.1. Polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) Monirenkaiset aromaattiset hiilivedyt eli PAH -yhdisteet ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka muodostuvat vähintään kahdesta toisiinsa yhdistyneestä kokonaan hiilestä ja vedystä koostuvasta aromaattisesta renkaasta. PAH -yhdisteiden fysikaaliskemialliset ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti, mutta osa PAH -yhdisteistä on helposti haihtuvia. Ne vapautuvat ilmaan ja kulkeutuvat ilmakehässä pitkiä matkoja. PAH -yhdisteet esiintyvät joko kaasumaisessa olomuodossa tai sitoutuneina ilmassa oleviin, aerodynaamiselta halkaisijaltaan 1 2 μm:n kokoisiin hiukkasiin. PAH -yhdisteet, jotka sisältävät viisi rengasta tai enemmän havaitaan lähinnä hiukkasiin sitoutuneina, kun taas kaksi tai kolme rengasta sisältävät ovat lähes ainoastaan kaasumaisessa olomuodossa. Vaihtelevuudet olomuodossa liittyvät pääasiassa neljä rengasta sisältäviin PAH -yhdisteisiin, kuten fluoranteeniin, pyreeniin, bentso(a)antraseeniin ja kryseeniin. Polyaromaattisia hiilivetyjä muodostuu kaikessa palamisessa, erityisesti jos palaminen on epätäydellistä. PAH-yhdisteiden tärkeimpiä päästölähteitä Suomessa ovat tieliikenne ja puun pienpoltto. PAH -yhdisteet ovat karsinogeenisiä ja lisäävät erityisesti keuhkosyöpään sairastumisen riskiä. PAH -yhdisteiden aiheuttaman syöpäriskin merkkiaineena käytetään bentso(a)pyreeniä. Bentso(a)pyreeni esiintyy hiukkasiin sitoutuneena ja 8
sen pitoisuudet ja vuodenaikaisvaihtelu kuvaavat hyvin PAH -yhdisteiden ominaisuuksia. 2. Ilmanlaatunormit Suomessa 2.1 Ohjearvot Valtioneuvoston päätöksessä (48/1996) on annettu ohjearvot ilman epäpuhtauksien pitoisuuksille terveydellisen haitan ehkäisemiseksi. Ohjearvot on annettu rikkidioksidille, typpidioksidille, hiilimonoksidille, haiseville rikkiyhdisteille, hengitettäville hiukkasille sekä kokonaisleijumalle (Taulukko 1). Ohjearvot ovat pitoisuuksia, joiden alittaminen on tavoitteena. Ne on tarkoitettu ohjaamaan viranomaisia ja niitä sovelletaan muun muassa maankäytön ja liikenteen suunnittelussa ja ympäristölupien käsittelyssä. Taulukko 1. Ilmanlaadun ohjearvot (vnp 48/1996) Yhdiste Aika Ohjearvo µg/m 3 Tilastollinen määrittely Rikkidioksidi, SO 2 vuorokausi 8 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo tunti 25 kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Typpidioksidi, NO 2 vuorokausi 7 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo tunti 15 kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Hiilimonoksidi, CO 8 tuntia 8 mg/m 3 tuntiarvojen liukuva 8 tunnin keskiarvo tunti 2 mg/m 3 tuntiarvo Haisevat rikkiyhdisteet, TRS vuorokausi 1 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo Hengitettävät hiukkaset, PM 1 vuorokausi 7 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo Kokonaisleijuma, TSP vuosi 5 vuosikeskiarvo vuorokausi 12 vuoden vuorokausiarvojen 98. prosenttipiste 2.2 Raja-arvot Ilmanlaadun epäpuhtauksille on annettu valtioneuvoston asetuksessa (711/21) raja-arvot, jotka määrittelevät ilman epäpuhtauksien suurimmat hyväksyttävät pitoisuudet (Taulukko 2). Raja-arvot on säädetty rikkidioksidin, typpidioksidin, typenoksidien, hiilimonoksidin, hengitettävien hiukkasten, bentseenin ja lyijyn pitoisuuksille. Rikkidioksidin vuosiraja-arvo ja talvikauden raja-arvo samoin kuin typenoksidien (NO+NO 2 ) vuosiraja-arvo on annettu kasvillisuuden ja ekosysteemien suojelemiseksi, eikä niitä sellaisenaan suoraan sovelleta taajama-alueilla. EY:n ilmanlaatudirektiivillä (28/5/EY) on annettu raja-arvo ja indikatiivinen rajaarvo myös pienhiukkasille. Ilman epäpuhtauksien pitoisuudet tulee pysyä alle annettujen raja-arvojen. Mikäli raja-arvot ylitetään, tulee kunnan tältä osin ryhtyä toimenpiteisiin ilmanlaadun parantamiseksi. 9
Taulukko 2. Ilmanlaadun raja-arvot (vna 711/21) Yhdiste Aika Raja-arvo µg/m 3 ylitykset (kpl/a) viimeistään Sallitut Saavutettava Rikkidioksidi, SO 2 vuosi ja talvi 2 voimassa vuorokausi 125 3 voimassa tunti 35 24 voimassa Typpidioksidi, NO 2 vuosi 4 1.1.21 tunti 2 18 1.1.21 Typenoksidit, NO+NO 2 vuosi 3 voimassa Hiilimonoksidi, CO 8 tuntia 1 mg/m 3 voimassa Hengitettävät hiukkaset, PM 1 vuosi 4 voimassa vuorokausi 5 35 voimassa Pienhiukkaset, PM 2,5 vuosi 25* 1.1.215 vuosi 2 * 1.1.22 Bentseeni, C 6 H 6 vuosi 5 1.1.21 Lyijy, Pb vuosi,5 voimassa * Ilmanlaatudirektiivi 28/5/EY 2.3 Kynnysarvot Ilmanlaadun kynnysarvot on säädetty valtioneuvoston asetuksella (711/21) ja (783/23) ja ne määrittelevät tason, jonka ylitettäessä väestöä on tiedotettava tai varoitettava (Taulukko 3). Tiedotuskynnys on annettu otsonille ja se ilmaisee tason, jota suuremmat pitoisuudet voivat aiheuttaa vaaraa erityisesti herkille väestöryhmille. Varoituskynnys kuvaa tasoa, jonka ylittyminen vaarantaa väestön terveyden lyhytaikaisenkin altistumisen seurauksena. Varoituskynnykset on annettu rikkidioksidille, typpidioksidille ja otsonille. Taulukko 3. Väestön tiedotus- ja varoituskynnysarvot (vna 711/21) Yhdiste Aika Tiedotuskynnys µg/m 3 Varoituskynnys µg/m 3 Rikkidioksidi, SO 2 kolme peräkkäistä - 5 tuntia Typpidioksidi, NO 2 kolme peräkkäistä - 4 tuntia Otsoni, O 3 tunti 18* 24* *) VNA 783/23 2.4 Tavoitearvot ja altistumisen vähentämistavoitteet Alailmakehän otsonille on annettu valtioneuvoston asetuksella (783/23) tavoitearvot (Taulukko 4). Tavoitearvot määräävät tason, joka pyritään alittamaan pitkällä aikavälillä. Niiden tavoitteena on sekä terveyshaittojen ehkäiseminen että kasvillisuuden suojeleminen (AOT4-arvo). 1
Taulukko 4. Tavoitearvot alailmakehän otsonille (vna 783/23) Yhdiste Aika Tavoitearvo µg/m 3 Sallitut ylitykset Voimassa Otsoni, O 3 Otsoni, O3 8 tunnin liukuva keskiarvo (kolmen vuoden keskiarvona) 12 25 päivänä vuodessa 1.1.21 alkaen 8 tunnin liukuva keskiarvo (pitkän aikavälin tavoite) 12 - AOT4-arvo kesällä (viiden vuoden keskiarvona) 18 1.1.21 alkaen AOT4-arvo kesällä (pitkän aikavälin tavoite) 6 - Ilmanlaatudirektiivissä (28/5/EY) on asetettu tavoitearvo, altistuskatto ja altistumisen vähennystavoite ilman pienhiukkasille (Taulukko 5). Altistuskatolla ja altistumisen vähennystavoitteella pyritään vähentämään ihmisten altistumista korkeille pienhiukkaspitoisuuksille. Myös ilmassa olevalle arseenille, kadmiumille, nikkelille ja polyaromaattisille hiilivedyille (PAH-yhdisteet) on annettu tavoitearvot (Taulukko 5, vna 164/27). Näiden yhdisteiden pitoisuudet määritetään hengitettävien hiukkasten massapitoisuudesta. PAH-yhdisteiden merkkiyhdisteenä käytetään bentso(a)pyreeniä. Taulukko 5. Tavoitearvot ja altistuskatto pienhiukkasille (28/5/EY) sekä tavoitearvot arseenille, kadmiumille, nikkelille ja PAH-yhdisteille (vna 164/27) Yhdiste Aika Tavoitearvo ng/m 3 Voimassa Pienhiukkaset PM 2,5 vuosi 25 µg/m 3 1.1.21 vuosi 2 µg/m 3 (*) 1.1.215 Arseeni, As vuosi 6 1.1.213 Kadmium, Cd vuosi 5 1.1.213 Nikkeli, Ni vuosi 2 1.1.213 Bentso(a)pyreeni vuosi 1 1.1.213 (*) =altistuskatto Pienhiukkasten altistumisen vähennystavoite on vuosille 21-22 laskennallisesti määriteltävä prosentuaalinen (%) tavoite vähentää pienhiukkasten vuosikeskiarvoa. Altistumisen vähentämistavoite lasketaan keskimääräisen altistumisindikaattorin (AEI) avulla kaupunkitausta-alueella vuosina 29-211 mitattavista pitoisuuksista. Jos pienhiukkasten vuosikeskiarvo on enintään 8,5 ug/m 3, vähennystavoite on %. 2.5 Arviointikynnykset Ilmanlaadun seurannan järjestämisessä tulee ottaa huomioon valtioneuvoston asetuksen 711/21 liitteen 2 ja asetuksen 164/27 liitteen 1 mukaiset arviointikynnykset (Taulukko 6). Arviointikynnykset on jaettu alempiin ja ylempiin arviointikynnyksiin. Pitoisuuksien taso suhteessa arviointikynnyksiin määrittelee valtakunnallisten ilmanlaadun seuranta-alueiden ilmanlaadun seurannan perusvaatimustason. Arviointikynnykset on annettu sekä terveyshaittojen ehkäisemisen että ekosysteemin tai kasvillisuuden suojelemisen näkökulmasta. 11
Taulukko 6. Arviointikynnykset terveyden ja ekosysteemin tai kasvillisuuden suojelemiseen (vna 711/21 ja vna 164/27) Terveyshaittojen ehkäiseminen Alempi arviointikynnys Ylempi arviontikynnys Ekosysteemin/ kasvillisuuden suojelu Alempi arviointikynnys Ylempi arviointikynnys Yhdiste Aika (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) Rikkidioksidi, SO 2 vuorokausi 5 75 talvi 8 12 Typpidioksidi, NO 2 ja vuosi 26 32 tunti 1 14 Typenoksidit, NO+NO2 vuosi 19,5 24 Hengitettävät vuosi 1 14 hiukkaset, PM 1 vuorokausi 2 3 Hiilimonoksidi, CO 8 tuntia 5 mg/m 3 7 mg/m 3 Bentseeni vuosi 2 3,5 Lyijy, Pb vuosi,25,35 Arseeni, As vuosi 2,4 ng/m 3 3,6 ng/m 3 Kadmium, Cd vuosi 2 ng/m 3 3 ng/m 3 Nikkeli, Ni vuosi 1 ng/m 3 14 ng/m 3 Bentso(a)pyreeni vuosi,4 ng/m 3,6 ng/m 3 Arviointikynnysten ylittyminen määritetään viiden edellisen vuoden pitoisuuksien perusteella. Pitoisuuksien ylittäessä ylemmän arviointikynnyksen ilmanlaadun seurantaa tulee tehdä jatkuvin mittauksin. Pitoisuuksien ollessa alemman ja ylemmän arviointikynnyksen välissä seuranta voi perustua suuntaa-antaviin mittauksiin yhdistettynä tarvittaessa leviämismallilaskelmien käyttöön. Pitoisuuksien alittaessa alemman arviointikynnyksen ilmanlaadun seuranta voi perustua pelkästään leviämismallien käyttöön ja päästökartoituksiin. Arviointikynnyksiin on hiukkasten osalta tulossa muutoksia EU-direktiivin 28/5/EY kautta. Nämä muutokset on otettu huomioon tämän selvityksen johtopäätöksissä. 12
3. Mittaukset Kuopiossa ja Siilinjärvellä Kuopion kaupunki on tehnyt ilmanlaadun mittauksia vuodesta 1984 lähtien. Jatkuvasti mitattavia epäpuhtauksia ovat olleet rikkidioksidin, typenoksidit, hiilimonoksidi, otsoni, pelkistyneet rikkiyhdisteet, kokonaisleijuma, hengitettävät hiukkaset ja pienhiukkaset (Taulukko 7). Mittausasemat ovat 199- ja 2-luvuilla sijainneet Kasarmipuistossa, Maaherrankadulla, Sorsasalossa, Petosella, Itkonniemellä sekä Siilinjärvellä Sorakujalla (Kuva 1). Mittausasemien ja mittausten yksityiskohtainen kuvaus löytyy valtakunnallisesta ilmanlaatuportaalista (www.ilmanlaatu.fi ilmanlaadun mittaaminen Kuopion verkko). Taulukko 7. Ilman epäpuhtauksien jatkuvatoimisten mittausten mittauspaikat ja vuodet 199- ja 2- luvuilla Typenoksidit 1989-1992, 1994-1995, 1997, 1999-27 Kasarmipuisto Maaherrankatu Sorsasalo Petonen Itkonniemi Sorakuja 24-25 27 Rikkidioksidi 1991-1992 1996 2-27 23 Pelkistyneet rikkiyhdisteet 24-27 Hiilimonoksidi 1992-24 24-27 Otsoni 1997-27 Hengitettävät hiukkaset 1989-27 26-27 1996-23 Pienhiukkaset 27 25 Kokonaisleijuma 1984, 1989-23 1993-23 1988, 1999-25 23-24, 26 23-24, 26 Edellä mainittujen jatkuvatoimisten mittausten lisäksi lyhytaikaisia ilmanlaadun mittauksia on tehty Hepomäen ja Heinälamminrinteen alueella vuodesta 26. Alueella on mitattu paikallisten kivenlouhimoiden, murskaustoimintojen, jätteenkäsittelytoimintojen sekä Pelastusopiston harjoitusalueen vaikutuksia hengitettävien hiukkasten, haisevien rikkiyhdisteiden, aromaattisten hiilivetyjen (VOC) ja polyaromaattisten hiilivetyjen (PAH) pitoisuuksiin. Vuosina 26-27 mitattiin lisäksi seitsemällä alueella (Haapaniemi, Itkonniemi, Kelloniemi, Maaherrankatu, Niirala, Sorsasalo ja Väliköntie) bentseenin, muiden aromaattisten hiilivetyjen ja bensiinin lisäaineena käytettävän metyyli-tert-butyylieetterin (MTBE) pitoisuuksia. Siilinjärvellä on kampanjaluonteisesti mitattu vuonna 26 hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia Yara Oy:n rikastushiekka-alueiden koillispuolella Pahkamäessä ja Lehtolassa. 13
Kuva 1. Jatkuvatoimisten mittausasemien sijainti Kuopiossa 199- ja 2-luvuilla. 14
4 Ilmanlaadun kehitys 4.1 Rikkidioksidi (SO 2 ) Rikkidioksidipitoisuuden vuosikeskiarvot ovat olleet raja-arvotasoa pienempiä koko mittausajalla sekä Sorsasalossa että Siilinjärven Sorakujalla (Kuva 2). 199-luvun alusta vuosikeskiarvot Sorsasalossa ovat pudonneet noin 1/3:aan. 2-luvulla pitoisuustasoissa ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia. SO2 µg/m 3 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1991 1992 SO 2 vuosikeskiarvo 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 Sorsasalo Sorakuja Raja-arvo 26 27 Kuva 2. Rikkidioksidin vuosikeskiarvot Kuopion Sorsasalossa ja Siilinjärven Sorakujalla. Sorsasalossa rikkidioksidin lyhytaikaiset pitoisuushuiput (vuorokausi- ja tuntiarvot) ovat 2-luvulla olleet selvästi pienempiä kuin 199-luvun alussa (Kuvat 3 ja 4). Sen sijaan aivan korkeimmat tuntiarvot ovat kohonneet lähes koko 2-luvun (Kuvat 5 ja 6). Rikkidioksidin vuorokausiraja-arvo saa ylittyä 3 kertaa vuodessa ja tuntiraja-arvo 24 kertaa vuodessa. Sorsasalossa tuntiraja-arvotaso on ylittynyt 2 kertaa vuonna 1991. Tämän jälkeen vuorokausi- tai tuntiraja-arvotason ylityksiä ei ole mitattu. Siilinjärven keskustassa Sorakujalla rikkidioksidipitoisuudet ovat olleet varsin alhaisia. Tosin mittaustuloksia on vain vuodelta 23 ja aivan vuoden 24 alusta. 15
SO 2 µg/m 3 8 7 6 5 4 3 2 1 1991 1992 SO 2 Kuukauden vuorokausiarvot 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Sorsasalo Sorakuja Ohjearvo 1999 2 21 22 23 24 25 26 Kuva 3. Rikkidioksidin kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Sorsasalossa ja Siilinjärven Sorakujalla. SO 2 µg/m 3 25 2 15 1 5 SO 2 Kuukauden tuntiarvot Sorsasalo Ohjearvo Sorakuja 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 4. Rikkidioksidin kuukauden tuntiarvot Kuopion Sorsasalossa ja Siilinjärven Sorakujalla. 27 16
SO 2 µg/m 3 12 1 8 6 4 2 Korkeimmat mitatut vuorokausiarvot Sorsasalo Sorakuja raja-arvo 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 5. Rikkidioksidin korkeimmat mitatut vuorokausiarvot Kuopion Sorsasalossa ja Siilinjärven Sorakujalla. Korkeimmat mitatut tuntiarvot SO 2 µg/m 3 35 3 25 2 15 1 5 Sorsasalo Sorakuja raja-arvo 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 6. Rikkidioksidin korkeimmat mitatut tuntiarvot Kuopion Sorsasalossa ja Siilinjärven Sorakujalla. 4.2 Typpidioksidi (NO 2 ) Typpidioksidin nykyinen vuosiraja-arvo 4 ug/m 3 ylittyi 199-luvun alussa Kasarmipuistossa selvästi. 2-luvulla typpidioksidin vuosikeskiarvot ovat pienentyneet alle puoleen 199-luvun alun tasosta. Siilinjärven Sorakujalla typpidioksidin vuosikeskiarvot ovat olleet vuotta 24 lukuun ottamatta samaa tasoa kuin Kuopion keskustassa (Kuva 7). 17
µg/m 3 8 7 6 5 4 3 2 1 Typpidioksidin vuosikeskiarvo Kasarm ipuisto Sorakuj a Maaher rankatu Rajaarvo 1989 1991 1992 1994 1995 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 7. Typpidioksidin vuosikeskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. Typpidioksidin vuorokausiarvot ylittivät 199-luvun alkupuolella Kasarmipuistossa ohjearvon 7 ug/m 3 varsin selvästi. Lyhytaikaiset pitoisuushuiput (tunti- ja vuorokausiarvot) ovat tämän jälkeen keskimäärin pienentyneet lähes puoleen, joskin vuonna 24 vuorokausiarvo vielä kerran lievästi ylitti ohjearvoa (Kuvat 8-13). Maaherrankadulla 2-luvulla mitatut typpidioksidin pitoisuudet ovat olleet samaa tasoa kuin Kasarmipuistossa. Siilinjärven Sorakujalla typpidioksidin vuorokausiohjearvo on ylitetty yhden kerran talvella 23 (Kuva 1). Typpidioksidin tuntiraja-arvo saa ylittyä 18 kertaa vuodessa. Kasarmipuistossa rajaarvotaso on ylitetty 199-luvun alussa siten, että ylityksiä vuonna 1991 oli 1 kpl, vuonna 1992 1 kpl ja vuonna 1994 4 kpl. Tämän jälkeen ylityksiä ei ole mitattu. Siilinjärven Sorakujalla tuntiraja-arvotaso on ylittynyt yhden kerran vuonna 24 (Kuva 14). 16 Kasarmipuisto kuukauden 2. suurin vuorokausiarvo NO 2 µg/m 3 14 12 1 8 6 4 2 1989 199 Vuorokausiarvo ohjearvo (µg/m3/vrk) 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 Kuva 8. Typpioksidin kuukauden toiseksi suurimmat mitatut vuorokausiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. 27 18
Maaherrankatu kuukauden 2. suurin vuorokausiarvo NO 2 µg/m 3 7 6 Vuorokausiarvo 5 Ohjearvo (µg/m3/vrk) 4 3 2 1 24 25 26 27 Kuva 9. Typpioksidin kuukauden toiseksi suurimmat mitatut vuorokausiarvot Kuopion Maaherrankadulla. 1 Sorakuja kuukauden 2. suurin vuorokausiarvo NO 2 µg/m 3 8 6 4 2 Vuorokausiarvo Ohjearvo (µg/m3/vrk) 23 24 25 26 Kuva 1. Typpioksidin kuukauden toiseksi suurimmat mitatut vuorokausiarvot Siilinjärven Sorakujalla. 3 Kasarmipuisto tuntiarvo NO 2 µg/m 3 25 2 15 1 5 1989 199 1991 Tuntiarvo 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 Ohjearvo (µg/m3/h) 26 27 Kuva 11. Typpioksidin kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Kuopion Kasarmipuistossa. 19
Maaherrankatu tuntiarvo NO 2 µg/m 3 14 12 1 Tuntiarvo Ohjearvo (µg/m3/h) 8 6 4 2 24 25 26 27 Kuva 12. Typpioksidin kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Kuopion Maaherrankadulla. Sorakuja tuntiarvo 14 NO 2 µg/m 3 12 Tuntiarvo 1 Ohjearvo (µg/m3/h) 8 6 4 2 23 24 25 26 Kuva 13. Typpioksidin kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Siilinjärven Sorakujalla. 35 3 Typpidioksidin suurin mitattu pitoisuus Kasarmipuisto Maaherrankatu Sorakuja NO 2 µg/m 3 25 2 15 1 5 raja-arvo 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 14. Typpioksidin suurin mitattu pitoisuus vuodessa Kuopion Kasarmipuistossa ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 2
Typen oksidien kokonaispitoisuuden (NO+NO 2 ) vuosikeskiarvo on ollut keskimäärin nousussa Kuopion kaupunkialueella 199-luvun lopulta saakka (Kuva 15). 3 Kasarmi puisto Sorakuja NO x (NO+NO 2 ) vuosikeskiarvo NO x µg/m 3 25 2 15 1 5 Maaherr ankatu Rajaarvo 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 15. Typenoksidien vuosikeskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 4.3 Otsoni (O 3 ) Otsonipitoisuudet ovat hieman nousseet aina siitä saakka, kun mittaukset Kasarmipuistossa vuonna 1997 aloitettiin. Poikkeuksen tekee vain vuosi 27, jolloin pitoisuudet jäivät selvästi aiempia vuosia alhaisemmiksi (Kuvat 16 ja 17). 18 Kasarmipuisto otsonin tuntiarvo O 3 µg/m 3 16 14 12 1 tuntiarvo tiedottamiskynnys 8 6 4 2 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 16. Otsonin kuukauden tuntiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. 21
Kasarmipuisto otsonin 8 tunnin keskiarvo 14 12 1 O 3 µg/m 3 8 6 4 2 8 tunnin keskiarvo tavoitearvo 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 17. Otsonin kuukauden 8 tunnin liukuvat keskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. Otsonin 8 tunnin keskiarvo on vuosina 24-26 joitakin kertoja ylittänyt tavoitearvotason 12 ug/m 3. Tosin tavoitearvo ei ole virallisesti ylittynyt, koska tavoitearvo saa ylittyä 25 päivänä vuodessa (Kuva 18). Kasarmipuisto otsonin 8 tunnin keskiarvon ylitykset vuodessa suhteessa tavoitearvoon 3 2 Ylitykset Sallitut ylitykset 1 24 25 26 27 Kuva 18. Otsonin 8 tunnin liukuvan keskiarvon tavoitearvotason ylitysten lukumäärä vuodessa Kuopion Kasarmipuistossa. Kasvillisuuden suojelemiseksi annetun AOT4-arvon pitkän aikavälin tavoite ei ole ylittynyt Kasarmipuistossa. Lähimpänä tavoitetasoa on käyty vuonna 26 (Kuva 19). 22
µg/m 3 7 6 5 4 3 2 1 Kasarmipuisto AOT4 AOT4 tavoitearvo 5 vuoden keskiarvona 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 19. Otsonin vuoden AOT4-arvot Kuopion Kasarmipuistossa. 4.4 Hiukkaset (TSP, PM1 ja PM2,5) 4.4.1 Kokonaisleijuma (TSP) Kokonaisleijuman vuosikeskiarvo ja vuorokausiarvo ylittivät ohjearvotason Kasarmipuistossa hyvin selvästi 199-luvun alussa (Kuvat 2 ja 21). Vuorokausiohjearvo 12 ug/m 3 ylittyi vielä vuosina 1998 ja 22. Tuloksissa on kuitenkin otettava huomioon se, että mittaus vuoteen 1993 saakka tehtiin noin 1 m:n päässä kadun reunasta. Vuonna 1994 mittausaseman sijaintia muutettiin niin, että etäisyyttä lähikatuihin on noin 5 m. Mittausaseman siirrolla on ollut vaikutusta tuloksiin niin, että vuodesta 1994 lähtien tulokset kuvaavat yleistä pitoisuustasoa kaupunkialueella (kaupunkitausta kortteleiden sisäosissa). Tätä ennen pitoisuudet kuvastavat tilannetta katujen varsilla. Leijuvan pölyn pitoisuuksissa ei tapahtunut merkittävää muutosta 199-luvun loppupuolella. Sen sijaan 199-luvun alussa pitoisuustaso jonkin verran laski. Leijuvan pölyn mittaukset lopetettiin vuonna 23, koska tulokset kuvaavat varsin huonosti pölyn terveysvaikutuksia. Kokonaisleijuma vuosikeskiarvot TSP µg/m 3 14 12 1 8 6 4 2 Kasarmipuisto Petonen Ohjearvo 1984 1986 1988 199 1992 1994 1996 1998 2 22 Kuva 2. Kokonaisleijuman ohjearvoon (5 µg/m 3 ) verrannolliset vuosikeskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa ja Petosella. 23
Kokonaisleijuma vuorokausiarvot (98%-piste) TSP µg/m 3 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Kasarmipuisto Petonen Ohjearvo 1984 1986 1988 199 1992 1994 1996 1998 2 22 Kuva 21. Kokonaisleijuman ohjearvoon (5 µg/m 3 ) verrannolliset vuorokausiarvojen 98. prosenttipisteet Kuopion Kasarmipuistossa ja Petosella. 4.4.2 Hengitettävät hiukkaset (PM 1 ) Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet ovat pysyneet samalla tasolla aina 199- luvun puolivälistä, jolloin mittaukset on aloitettu (Kuvat 22-24). Vilkkaasti liikennöidyillä alueilla, kuten keskustassa ja Itkonniemellä, ohjearvo 7 ug/m 3 on ylittynyt toistuvasti. Eri vuosina lähinnä sääolosuhteet ovat vaikuttaneet pitoisuuksiin. Korkeimmat pitoisuudet on mitattu liikenneympäristössä Maaherrankadulla, missä mittaukset aloitettiin vuonna 26. Siilinjärven Sorakujalla pitoisuudet eivät ole merkittävästi poikenneet Kuopion kaupunkialueen pitoisuuksista. Myös Sorakujalla mitattiin vuonna 24 ohjearvon ylitys (Kuva 24). Siilinjärven Pahkamäessä ja Lehtolassa Yaran kaivoksen rikastushiekka-alueiden koillispuolella hengitettävien hiukkasten pitoisuudet helmi-marraskuussa 26 olivat kevään katupölyjaksoa lukuun ottamatta samaa tasoa tai jopa hieman korkeampia kuin Siilinjärven Sorakujalla tai Kuopion kaupunkialueella. 24
Kasarmipuisto PM 1 hiukkaset 12 1 vuorokausiarvo ohjearvo PM 1 µg/m 3 8 6 4 2 1995 26 Kuva 22. Hengitettävien hiukkasten kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. 12 Itkonniemi PM 1 hiukkaset 1 vuorokausiarvo ohjearvo PM 1 µg/m 3 8 6 4 2 1999 2 21 22 23 24 25 Kuva 23. Hengitettävien hiukkasten kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Itkonniemellä. PM 1 hiukkaset vuorokausiarvo PM 1 µg/m 3 2 18 16 14 12 1 ohjearvo Petonen Sorakuja Maaherrankatu 8 6 4 2 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 24. Hengitettävien hiukkasten kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Petosella ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 25
Hepomäen ja Heinälamminrinteen alueella hengitettävien hiukkasten pitoisuudet vuosien 26-27 mittausten mukaan ovat hieman alhaisempia kuin keskeisellä kaupunkialueella. Etenkin pitoisuushuiput ovat täällä selvästi alhaisempia kuin keskustassa (Kuva 25). 7 6 PM 1 hiukkaset vuorokausiarvo PM 1 µg/m 3 5 4 3 2 1 ohjearvo Hepomäki Paavola Pelastusopisto 26 27 Kuva 25. Hengitettävien hiukkasten kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Hepomäessä, Paavolassa sekä Pelastusopiston harjoitusalueella. Hengitettävien hiukkasten vuosikeskiarvoissa Kasarmipuiston tuloksissa havaitaan sama mittausaseman muutoksesta aiheutuva pitoisuustason lasku kuin kokonaisleijuman tuloksissa. Mittausaseman siirto vuonna 24 korttelin sisäosiin pudotti mitattavat pitoisuudet noin puoleen. Tulokset vuodesta 24 eteenpäin kuvaavat kaupunkialueen keskimääräistä pitoisuutta kortteleiden sisäosissa. Hengitettävien hiukkasten vuosikeskiarvot eivät ole muuttuneet 199-luvun lopulta. Korkeimmat vuosikeskiarvot on mitattu Maaherrankadulla vuosina 26-27 (Kuvat 26 ja 27). PM 1 hiukkaset vuosikeskiarvo Kasarmipuisto PM 1 µg/m 3 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1991 1992 Petonen 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 Itkonniemi Maaherrankatu Sorakuja Raja-arvo 26 27 Kuva 26. Hengitettävien hiukkasten vuosikeskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa, Petosella, Itkonniemessä ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 26
PM 1 hiukkaset vuosikeskiarvo PM 1 µg/m 3 4 35 3 25 2 15 1 5 Hepomäki Paavola Pelastusopisto Raja-arvo 26 27 Kuva 27. Hengitettävien hiukkasten vuosikeskiarvot Kuopion Hepomäessä, Paavolassa sekä Pelastusopiston harjoitusalueella. Hengitettävien hiukkasten lyhytaikaiset huippupitoisuudet (korkeimmat vuorokausiarvot) ovat 2-luvulla ylittäneet raja-arvotason 5 ug/m 3 kaikilla mittausasemilla sekä Kuopiossa että Siilinjärvellä (Kuva 28). Korkeimmat pitoisuushuiput on mitattu vuosina 26-27. Virallisesti raja-arvoa ei kuitenkaan ole ylitetty, koska raja-arvotason ylityksiä sallitaan 35 kappaletta vuodessa (Kuva 3). 25 2 PM 1 hiukkaset korkein vuorokausiarvo Kasarmipuisto Petonen Itkonniemi Maaherrankatu Sorakuja raja-arvo PM 1 µg/m 3 15 1 5 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 28. Hengitettävien hiukkasten korkeimmat mitatut vuorokausiarvot vuodessa Kuopion Kasarmipuistossa, Petosella, Itkonniemessä ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 27
Hepomäessä vuonna 26 tehdyt mittaukset osoittavat, että lyhytaikaisesti ja paikallisesti hengitettävien hiukkasten pitoisuus voi yltää raja-arvotasolle myös varsinaisen kaupunkialueen ulkopuolellakin (Kuva 29). PM 1 hiukkaset korkein vuorokausiarvo PM 1 µg/m 3 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Hepomäki Paavola Pelastusopisto raja-arvo 26 27 Kuva 29. Hengitettävien hiukkasten korkeimmat mitatut vuorokausiarvot vuodessa Kuopion Hepomäessä, Paavolassa sekä Pelastusopiston harjoitusalueella. lukumäärä 35 3 25 2 15 1 5 PM 1 -hiukkaset asetetun raja-arvon ylitysten määrä Kasarmipuisto Petonen Itkonniemi Maaherrankatu Sorakuja Sallittu ylitysten määrä 1991 1993 1995 1997 1999 21 23 25 27 Kuva 3. Hengitettävien hiukkasten raja-arvotason ylitysten lukumäärä vuodessa Kuopion Kasarmipuistossa, Petosella, Itkonniemessä ja Maaherrankadulla sekä Siilinjärven Sorakujalla. 4.4.3 Pienhiukkaset (PM 2,5 ) Pienhiukkasten vuorokausiarvot ovat olleet enimmillään lähellä Maailman terveysjärjestön WHO:n suositusarvoa 25 ug/m 3 (Kuva 31). Pienhiukkasten vuosikeskiarvo vuonna 25 Maaherrankadulla oli 8 ug/m 3 ja vuonna 27 Kasarmipuistossa 7 ug/m 3. Vuosikeskiarvot alittavat selvästi EY direktiivin 28/5/EY mukaisen indikatiivisen raja-arvon 2 ug/m 3. 28
25 Maaherrankatu hengitettävien pienhiukkasten (PM 2,5 ) vuorokausiarvo 2 PM 2,5 µg/m 3 15 1 5 Maaherrankatu WHO:n suositusarvo Kasarmipuisto 25 26 27 Kuva 31. Pienhiukkasten kuukauden vuorokausiarvot Kuopion Maaherrankadulla. 4.5 Hiilimonoksidi (CO) Hiilimonoksidin pitoisuudet ovat keskusta-alueella selvästi pienentyneet 199- luvun alun tasosta, jolloin 8 tunnin keskiarvo jopa kerran on ylittänyt ohjearvon 8 mg/m 3 (Kuvat 32-35). Hiilimonoksidin mittaus siirrettiin vuonna 24 Kasarmipuistosta liikenneympäristöön Maaherrankadulle. Kasarmipuisto tuntiarvo 2 CO mg/m 3 15 1 tuntiarvo Ohjearvo 5 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 Kuva 32. Hiilimonoksidin kuukauden tuntikeskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. 29
Maaherrankatu tuntiarvo 2 CO mg/m 3 15 1 tuntiarvo Ohjearvo 5 24 25 26 27 Kuva 33. Hiilimonoksidin kuukauden tuntikeskiarvot Kuopion Maaherrankadulla. 1 Kasarmipuisto 8 tunnin keskiarvo CO mg/m 3 8 6 4 2 8 tunnin keskiarv o Rajaarvo Ohjearv 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 Kuva 34. Hiilimonoksidin kuukauden 8 tunnin liukuvat keskiarvot Kuopion Kasarmipuistossa. Maaherrankatu 8 tunnin keskiarvo 1 CO mg/m 3 8 6 4 2 8 tunnin keskiarv o 8 tunnin keskiarv o Ohjearvo 24 25 26 27 Kuva 35. Hiilimonoksidin kuukauden 8 tunnin liukuvat keskiarvot Kuopion Maaherrankadulla. 3
4.6 Pelkistyneet rikkiyhdisteet (TRS) Pelkistyneiden rikkiyhdisteiden pitoisuuksissa Sorsasalossa ei keskimäärin ole tapahtunut muutoksia vuodesta 24, jolloin mittaukset aloitettiin. Korkeimmat pitoisuudet on mitattu vuosina 24 ja 27 (Kuva 36). Jätekukko Oy:n Heinälamminrinteen jätekeskuksen vaikutuspiirissä lähimmillä asuinkiinteistöillä pelkistyneiden rikkiyhdisteiden pitoisuudet olivat vuosina 26-27 samaa tasoa kuin Sorsasalosaa. TRS kuukauden 2. korkein vuorokausiarvo TRS µg/m 3 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 24 25 26 27 Sorsasalo ohjearvo Paavola Kuva 36. Pelkistyneiden rikkiyhdisteiden kuukauden toiseksi korkeimmat vuorokausiarvot Kuopion Sorsasalossa sekä Paavolassa. 4.7 Lyijy (Pb) ja muut metallit Ilman lyijypitoisuutta on mitattu Kasarmipuistossa säännöllisesti 198-luvulla. Mittaukset lopetettiin vuonna 1991, koska lyijyn käyttö bensiinin lisäaineena oli lopetettu ja pitoisuudet olivat vakiintuneet silloisen analyysitarkkuuden rajoille. Lyijypitoisuudet eivät missään vaiheessa ole ylittäneet nykyistä raja-arvoa,5 ug/m 3 (Kuva 37). Vuonna 28 Kuopiossa mitattiin kampanjaluontoisesti ilman metallipitoisuuksia. Tällöin tammi-toukokuussa lyijypitoisuuden keskiarvoksi saatiin,4 ug/m 3, arseenipitoisuuden keskiarvoksi,3 ng/m 3 (tavoitearvo 6 ng/m 3 ), kadmiumpitoisuuden keskiarvoksi,4 ng/m 3 (tavoitearvo 5 ng/m 3 ) ja nikkelipitoisuuden keskiarvoksi 1,4 ng/m 3 (tavoitearvo 2 ng/m 3 ). 31
,5 Kasarmipuisto lyijyn vuosikeskiarvo (TSP-kertymästä) Pb µg/m 3,4,3,2,1 Kuopio vuoden keskiarvo Raja-arvo, 1973-1974 1984 1985 1986 1987 1988 1989 199 1991 Kuva 37. Kokonaisleijumasta mitatut lyijypitoisuuden vuosikeskiarvot Kuopiossa. 4.8 Bentseeni (C 6 H 6 ) Ilman bentseenipitoisuutta on Kuopiossa mitattu kampanjaluonteisesti vuoden ajan vuosina 26-27. Korkein bentseenin vuosikeskiarvo mitattiin keskustassa Maaherrankadulla. Sielläkin pitoisuus jäi selvästi alle raja-arvon 5 ug/m 3 (Kuva 38). Heinälamminrinteellä Pelastusopiston harjoitusalueen vaikutuspiirissä mitattiin bentseeniä osana haihtuvien orgaanisten yhteiden (VOC) mittausta helmitoukokuussa 27. Mittausajalta bentseenin pitoisuuskeskiarvoksi saatiin,4 ug/m 3 eli hieman vähemmän kuin mitä Kuopion kaupunkialueella on mitattu. 32
5 Bentseenin vuosikeskiarvo (helmikuu 26-tammikuu 27) 4 vuosikeskiarvo µg/m 3 3 2 raja-arvo 1 Haapaniemi Itkonniemi Kelloniemi Maaherrankatu Niirala Sorsasalo Väliköntie 4.9 Styreeni Kuva 38. Bentseenin vuosikeskiarvo Kuopion kaupunkialueella vuosina 26-27. Ilman styreenipitoisuutta on mitattu kampanjaluonteisesti 12 kuukauden ajan vuosina 26-27 osana haihtuvien orgaanisten hiilivetyjen (VOC) mittausta. Ajoittain korkeita styreenipitoisuuksia mitattiin Väliköntiellä Bella-Veneet Oy:n venetehtaan lähialueella. Styreenin kahden viikon keskiarvo oli enimmillään noin puolet Maailman terveysjärjestön WHO:n ½ tunnin suositusarvosta 7 ug/m 3 (Kuva 39). Styreeni - kahden viikon jakson pitoisuus 7 Styreeni µg/m 3 6 5 4 3 2 Haapaniemi Valikontie Sorsasalo Niirala Maaherrankatu Kelloniemi Itkonniemi Raja-arvo 1 7.2.26 7.3.26 7.4.26 7.5.26 7.6.26 7.7.26 7.8.26 7.9.26 7.1.26 7.11.26 7.12.26 7.1.27 Kuva 39. Styreenipitoisuus kahden viikon mittausjaksolla Kuopion alueella vuosina 26-27. 33
4.1 Polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) Heinälamminrinteellä Pelastusopiston harjoitusalueen vaikutuspiirissä mitattiin polyaromaattisten hiilivetyjen pitoisuuksia helmi-toukokuussa 27. Kaikkien PAHyhdisteiden pitoisuuskeskiarvoksi mittausajalta saatiin harjoitusalueella 2,41 ng/m 3 ja noin 1,3 km:n päässä lähimmän asutuksen luona,97 ng/m 3. Bentso(a)pyreenin pitoisuudet olivat vastaavasti,63 ng/m 3 ja,21 ng/m 3. Bentso(a)pyreenin pitoisuudet olivat siis selvästi pienempiä kuin bentso(a)pyreenin tavoitearvo 1 ng/m 3. PAH-yhdisteiden pitoisuuksia on mitettu Kuopiossa talvella 29 myös Niiralan omakotialueella. Mittausten tarkoituksena on ollut arvioida puunpolton vaikutuksia asutusalueen ilmanlaatuun. Mittausten tulokset valmistuvat vuonna 29. 4.11 Ilmanlaatuindeksi Lähinnä ilmanlaadun tiedottamista varten Suomessa on otettu käyttöön ilmanlaatuindeksi, missä ilmanlaatu luokitellaan viiteen laatuluokkaan. Kuopiossa tiedotukseen käytettävä ilmanlaatuindeksi lasketaan kaikkien Kuopion mittausasemien tuloksista. Indeksin keskiarvon perusteella Kuopion ilmanlaatu on luokittunut 199-luvun puolivälistä saakka hyväksi, tosin 2-luvulla indeksin keskiarvo on ollut hyvin lähellä hyvän ja tyydyttävän välimaastoa (Kuva 4). Vuonna 22 indeksin laskentaperusteita muutettiin vastaamaan paremmin EU:n nykyisiä raja-arvoja ja lyhytaikaisia ilmanlaadun vaihteluita. Muutoksen seurauksena ilmanlaatu on vuodesta 22 eteenpäin luokittunut jonkin verran huonommaksi kuin tätä ennen. Tämä ilmenee selvästi myös Kuopion keskimääräisessä ilmanlaatuindeksin vuosikeskiarvossa. Siilinjärven Sorakujalla ilmanlaatu on ilmanlaatuindeksi perusteella luokittunut selvästi paremmaksi kuin Kuopiossa. Tämä johtuu osittain siitä, että Siilinjärvellä indeksiarvon laskennassa ei ole ollut mukana kaikkia samoja epäpuhtauksia kuin Kuopion indeksi laskennassa. Siilinjärven indeksiarvon laskennassa ei mm. ole mukana otsonia ja pienhiukkasia, joilla on suuren osan vuotta keskeinen merkitys Kuopion indeksiarvoon (Kuva 4). 34
Ilmanlaatuindeksin vuosikeskiarvo 2 18 16 Erittäin huono Kuopio Siilinjärvi 14 12 Huono indeksi 1 8 6 Välttävä Tyydyttävä 4 2 Hyvä 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 Kuva 4. Ilmanlaatuindeksi Kuopiossa ja Siilinjärvellä vuonna 1998-27. 35
5 Leviämismallilaskelmien tuloksia 5.1 Yleistä Kuopion ja Siilinjärven ilmanlaatua on arvioitu mittausten ohella laajojen taajamaalueet kattavien leviämismallilaskelmien avulla. Vuonna 27 ovat valmistuneet hengitettävien hiukkasten laskelmat ja vuonna 28 typen oksidien laskelmat. Lisäksi Kuopion keskusta-alueelle on tehty hiilimonoksidin leviämismallilaskelmat vuonna 27. Rikkidioksidin osalta viimeisin koko Kuopion kaupunkialuetta ja eteläistä Siilinjärveä koskeva leviämismallilaskelma on tehty vuonna 1991. Tämä selvitys ei ole enää ajan tasalla. Ympäristölupiin ja ympäristövaikutusten arviointeihin liittyen on lisäksi Kuopiossa tehty päästöjen leviämismallilaskelmat seuraaville laitoksille (suluissa tarkasteltu päästö sekä selvityksen valmistumisvuosi ja tekijä): - Bella-Veneet Oy, Siikalahden venetehdas (styreeni ja asetoni, 26/ Symo Oy) - Bella-Veneet Oy, Väliköntien venetehdas (TVOC, 24/Symo Oy ja styreeni ja haju, 28/Ilmatieteen laitos) - JELD-WEN Suomi Oy, ovitehdas (TVOC ja butyyliasetaatti, 199/ Suomen Tietotekninen ympäristökonsultointi Oy, TVOC, 24/Symo Oy ja SO 2 ja PM, 25/Symo Oy) - Jätekukko Oy, Hienälamminrinteen jätekeskus (haju, 26/Ilmatieteen laitos) - Kuopion Energia Oy, Haapaniemen voimalaitokset (SO 2, NO x ja PM, 1996/Maa ja Vesi Oy, SO 2, NO x ja PM, 24/Ilmatieteen laitos ja SO 2, NO x ja PM, 27/Ilmatieteen laitos) - Kuopion Energia, Iloharjun lämpökeskus (SO 2, 1995/Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy) - Kuopion Energia, Kelloniemen lämpökeskus (NO x, 1997/I&M Suunnittelu Oy) - Kuopion Energia, Niiralan lämpökeskus (NO x, 1999/Ilmatieteen laitos) - Kuopion Energia, Pitkälahden lämpökeskus (SO 2, 1991/Suomen Tietotekninen ympäristökonsultointi Oy) - Kuopion Energia, Päivärannan lämpökeskus (SO 2 ja PM, 1993/Suomen Tietotekninen ympäristökonsultointi Oy) - Kuopion Energia, Rautaniemen lämpökeskus (SO 2, NO x ja PM, 27/Ilmatieteen laitos) - Kuopion Energia, Saarijärven lämpökeskus (SO 2, NO x, 23/Lappeenrannan tekninen yliopisto) - Kuopion Vesi, Lehtoniemen jätevedenpuhdistamo (haju, 24/Ilmatieteen laitos) - Pelastusopisto, Heinälamminrinteen harjoitusalue (CO ja PM, 27/Ilmatieteen laitos) - SasmoX Oy, puukipsilevytehdas (PM, 1994/Suunnittelukeskus Oy) - Scantarp Oy Ab, muovituotetehdas (TVOC, ftalaatti ja dioktyyliftalaatti, 26/Symo Oy) - ST1 Finland, Kelloniemen öljyvarasto (TVOC, 1997/Ilmatieteen laitos) - Oy Teboil Ab, Kelloniemen öljyvarasto (TVOC, 1997/Ilmatieteen laitos) 36
5.2 Typpidioksidin pitoisuudet Kuopion ja Siilinjärven alueella Typpidioksidin korkeimmat pitoisuudet Kuopion kaupunkialueella esiintyvät valtatie 5:n varrella, keskustassa sekä keskustan pääsisääntuloväylien varrella Pohjolankadulla, Puijonkadulla, Niiralankadulla ja Tasavallankadulla. Pitoisuudet ovat vuorokausiohjearvon 7 ug/m 3 tuntumassa erityisesti alueella, joka ulottuu Savilahdesta Tasavallankatua Haapaniemelle (Kuva 41). Tällä alueella myös pitoisuuksien ennustetaan kasvavan tulevaisuudessa eniten. Siilinjärvellä typpidioksidin korkeimmat pitoisuudet esiintyvät valtatie 5:n varrella erityisesti Vuorelassa ja Siilinjärven keskustaajamassa (Kuva 42). 37