S U U N N IT T EL U JA T EK N IIK K A LIEKSAN KAUPUNKI Biojalostamon ilmapäästöjen leviämismallinnus RAPORTTI FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY 17.4.2014 213-P23205
RAPORTTI 1 (12) Vadbäck Hans 17.4.2014 Sisällysluettelo 1 Johdanto... 2 2 Ilmapäästöjen leviämisen mallinnus... 3 2.1 Leviämismalli... 3 2.2 Taustapitoisuus ja kaukokulkeutuminen... 4 2.3 Reseptoriverkosto... 7 2.4 Biojalostamon päästöt (pistelähteet)... 8 2.4.1 PM10-päästöt (Hiukkaset)... 8 2.4.2 NOx-päästöt... 9 3 Laskentamallin epävarmuus... 11 4 Johtopäätökset... 12 Liitteet Liite 1: Liite 2: Liite 3: Liite 4: Liite 5: Liite 6: Liite 7: Liite 8: Liite 9: Liite 10: Liite 11: Liite 12: Biojalostamo 1, PM10-hiukkaspitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo 1, PM10-hiukkaspitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot 1&2, PM10-hiukkaspitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot 1&2, PM10-hiukkaspitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³). Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus 2011 (µg/m³) Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien 19. korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus 2011 (µg/m³) Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien 19. korkein tuntipitoisuus (µg/m³) FCG Suunnittelu ja tekniikka Oy Osmontie 34, PL 950, 00601 Helsinki Puh. 010 4090, fax 010 409 5001, www.fcg.fi Y-tunnus 2474031-0 Kotipaikka Helsinki
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 2 (12) 17.4.2014 Biojalostamon ilmapäästöjen leviämismallinnus 1 Johdanto Lieksan Teollisuuskylä Oy valmistelee mahdollisten biojalostamoyksiköiden sekä bioterminaalin sijoittumista Lieksan Kevätniemen teollisuusalueelle. Hanke on osa laajempaa suunnitelmaa Lieksan metsäklusterin vahvistamisesta, johon kuuluu mm. Kevätniemen alueen tie- ja raideverkon uudistaminen. Hankkeen ympäristövaikutuksia tarkastellaan ympäristövaikutusten arvioinnista (YVA) annetun lain mukaisessa arviointimenettelyssä. YVA-ohjelman mukaiset hankkeen toteutusvaihtoehdot ovat: 1-vaihtoehto: Kevätniemeen sijoitetaan yksi biojalostamo (90 000 t/a bioöljyä) sekä bioterminaali 2-vaihtoehto: Kevätniemeen sijoitetaan kaksi biojalostamoa (180 000 t/a bioöljyä) sekä bioterminaali YVA-ohjelman mukaan biojalostamon päästöt ilmaan syntyvät kuivausrummusta. Kattilassa muodostuva savukaasu ja lauhduttimen kondensoimatonosa eli ns. sivutuotekaasu ohjataan kuivuriin ja puhdistetaan märkäpesurilla ennen piippua. Päästöt ilmaan koostuvat pääosin puuperäisestä hiilidioksidista sekä vähäisissä määrin savu- ja hajukaasuista. Savukaasut sisältävät alhaisia pitoisuuksia hiilimonoksidia, typen ja rikin oksideja. Lisäksi prosessista voi päästä ilmaan kaasuja esim. varoventtiileistä tai löysistä laippaliitoksista. Tällaiset päästöt ovat määrältään huomattavasti pienempiä ja vain hetkellisiä, mutta ovat koostumukseltaan sivutuotekaasun kaltaista ja voivat sisältää pieniä määriä raskaampia bioöljyn komponentteja. Myös prosessin sivutuotteena syntyvän tuhkan käsittelystä voi aiheutua pienhiukkaspäästöjä ilmaan. Ilmapäästöjen suuruutta arvioidaan laitetoimittajilta saatavien tietojen perusteella. Selostusvaiheessa esitetään arviot laitoksen päästömääristä (typenoksidit, hajukaasut ja hiukkaspäästöt). Vaikutuksia ilmanlaatuun arvioidaan leviämismallien avulla asiantuntija-arviona. Tässä raportissa on arvioitu ilmapäästöjen leviämislaskelmien avulla suunnitellun toiminnan vaikutuksia lähialueen ilmanlaatuun. Leviämislaskelmissa on huomioitu ainoastaan biojalostamon vaihtoehtojen aiheuttamat päästöt ja lisäykset ilmanlaadun nykytilaan. Suunnitellun toiminnan vaikutusta ilmanlaatuun on arvioitu kahdessa eri mittakaavassa (1 ja 2 laitosta). Typpidioksidin (NO2) ja hengitettävien hiukkasten (PM10) päästöjen vaikutusta lähialueen ilmanlaatuun arvioitiin nykytilanteessa ja suunnitelluissa tilanteissa leviämislaskelmien avulla. Laskennassa tarkasteltiin tunti-, vuorokausi- ja vuosipitoisuuksia maanpinnan tasolla ja niitä verrattiin ilmanlaadun ohje- ja rajaarvoihin. Leviämislaskennassa käytettiin Green Fuel Nordic Oy:lta saatuja lähtötietoja ja reaalisäädataa Lieksan Lampelan sääasemalta vuosilta 2009-2011.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 3 (12) 17.4.2014 2 Ilmapäästöjen leviämisen mallinnus 2.1 Leviämismalli Leviämismallilaskennat suoritettiin EPA:n leviämismallikokoelmaan ISC-AERMOD kuuluvalla Industrial Source Complex Short Term (ISCST3) leviämismallilla. Malli on yleisesti käytössä USA:ssa ja Euroopassa epäpuhtauksien leviämislaskennassa. Käytetty laskentamalli soveltuu yksi- ja monipiippu- sekä viiva- ja pintalähteiden päästöjen leviämisen arviointiin. Malli soveltuu käytettäväksi sekä kaasumaisten epäpuhtauksien, että leijuvan pölyn leviämisen mallintamiseen. Laskenta etenee tunnin aika-askeleella kunnes koko meteorologisten tietojen aikasarja ja tuntipitoisuudet on käyty läpi. Leviämismallinnuksessa käytetyt sääaineistot perustuvat Lieksan Lampelan sääaseman tarkkailutietoihin vuodelta 2011. Kuva 1. Lieksan Lampelan sääaseman kuukausittaiset tuulen nopeuden ja suunnan jakaumat vuonna 2011.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 4 (12) 17.4.2014 Mallin avulla voidaan laskea tarkastelualueen havaintopistejoukkoon korkeimmat tunti-, vuorokausi- ja vuosikeskiarvopitoisuudet aluejakaumakuvina eri aikakausien säätiedot huomioiden. Lisäksi voidaan laskea erilaisia tilastollisia määrittelyjä, kuten toiseksi korkeimmat pitoisuudet, tunti- tai vuorokausiarvojen mediaani tai erilaisia prosenttipisteitä. 2.2 Taustapitoisuus ja kaukokulkeutuminen Mallinnukset tehtiin typenoksidien (NO 2, NOx) ja hengitettävien hiukkasten (PM10) ilmanlaadun raja- ja ohjearvojen vertailupitoisuuksiin. Laskentamalliin ei lisätty taustapitoisuuksia eikä kaukokulkeuman osuutta. Typen oksidien taustapitoisuuden oletetaan sisältyvän mallin lähtötietojen epävarmuuden sisään. Lieksaa lähinnä oleva typen oksidien taustapitoisuuden mittausasema sijaitsee Kuusamossa. Ilmatieteen laitoksen kaasumaisen typpidioksidin pitoisuuden aikasarja Kuusamon Oulangan taustaasemalla on katkonainen mittauksissa esiintyneiden vaikeuksien vuoksi. Typpidioksipitoisuuden aikasarjassa ei ole havaittavissa selkeää laskusuuntausta, vaan pitoisuudet ovat vaihdelleet aaltomaisesti. 2000-luvulla typpioksidin pitoisuudet ovat kuitenkin olleet keskimäärin alhaisemmalla tasolla kuin 1990-luvulla. Vuonna 2006 Kuusamon tausta-asemalla havaittiin hieman korkeampi typpidioksidin pitoisuus kuin 2000-luvulla keskimäärin (Kuva 2). Kuva 2. Typpidioksidin pitoisuus typpenä (µgn/m3) ilmassa Kuusamon tausta-asemalla vuosina 1990 2009, vuosikeskiarvot (Salmi 2011a). Typpidioksidin taustapitoisuuden vuosikeskiarvo Kuusamossa viime vuosikymmenellä oli noin 0,3 µg/m³ mikä katsotaan vastaavan kaukokulkeumaa. PM10 taustapitoisuuksia ei tausta-asemalla ole mitattu. Päästölaskentaan ei ole valittu kaupunkiparametreja, koska teollisuus-, liike- ja tiiviit asutusalueet kattavat alle puolet päästölähteistä säteellä olevasta pinta-alasta. Maaston korkeuserot ja voimalaitosalueen korkeimmat rakenteet on otettu huomioon laskennassa. Maanpinnan korkeudet perustuvat maanmittauslaitoksen toimittamiin korkeusarvoihin, joista laskennan lähtötiedoiksi on syötetty arvot 100 metrin välein. Ilmapäästöjen leviämisen tarkastelussa käytetyn 100 ²:n laajaa aluetta, jossa XYZkoordinaatiston hilaväli on ollut 100 metriä.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 5 (12) 17.4.2014 NO 2 -pitoisuuksiin vaikuttavat ilmakemialliset reaktiot, joiden kuvaamiseen on käytetty ohjelmistoon liitettyä PVMRM-mallia. Käytännössä NOx-päästö on piipusta ulos tullessaan lähes kokonaan (90 %) NO:ta, jonka hapettuminen edelleen NO 2 :ksi tapahtuu vähitellen vallitsevista olosuhteista riippuen. Laskennoissa ei mallinnettu typenoksidipäästöjen muutuntaa typpimonoksidista typpidioksidiksi, vaan typenoksidien päästöt laskettiin typpioksidina. Käytössä olleesta sääaineistosta on valittu se, jonka arvioitiin parhaiten kuvaavan tarkastelualeen tilannetta. Leviämismallinnuksessa käytetty sääaineisto on Liekan Lampelan sääasemalta v. 2011. Pitoisuuksiin vaikuttavien tekijöiden arvioidaan olevan kohtuullisella tarkkuudella tarkastelualuetta kuvaavia (sääasema on suhteellisen lähellä päästölähdettä). Sään vaihtelusta johtuvaa epävarmuutta on laskennassa vähennetty tarkastelemalla pitoisuuksia vuoden 2011 jokaisen tunnin keskimääräisellä sääaineistolla. Käytännössä ilmakemiallisten reaktioiden mallintaminen on melko monimutkaista ja malli yksinkertaistaa todellisuutta. Käytännössä pitoisuuksien alueellinen jakautuminen ja esimerkiksi suurimpien pitoisuuksien esiintymispaikka vaihtelevat säätilanteen mukaan. Toisaalta mallinnuksella haetaankin pitoisuuksien suuruusluokkaa, joita voidaan verrata pitoisuuksille annettuihin raja- ja ohjearvoihin. Ohjearvot on otettava huomioon suunnittelussa ja niitä sovelletaan mm. alueiden käytön, kaavoituksen, rakentamisen ja liikenteen suunnittelussa sekä ympäristölupaharkinnassa. Ohjearvojen soveltamisen avulla pyritään ehkäisemään epäpuhtauksien aiheuttamia terveysvaikutuksia. Tavoitteena on, että ohjearvojen ylittyminen estetään ennakolta hyvän suunnittelun avulla. Raja-arvot ovat ohjearvoja sitovampia ja ne määrittelevät ilmansaasteille sallitut korkeimmat pitoisuudet. Raja-arvot ovat samat kaikissa EU-maissa. Nykyisin voimassa olevat rikkidioksidi-, typpidioksidi- ja hiukkaspitoisuuden ohjearvot (Vnp 480/1996) ovat esitetty seuraavassa taulukossa, (Taulukko 1). Ilman rikkidioksidi- ja typpidioksidipitoisuuden vuorokausikeskiarvo sekä hengitettävien hiukkasten (PM10) vuorokausikeskiarvo voi ohjearvomäärittelyjen mukaan ylittää yhden kerran kuukaudessa taulukossa esitetyn vuorokausiohjearvon. Ilman rikkidioksidi- ja typpidioksidipitoisuuden tuntikeskiarvoista voi yksi prosentti kuukauden jaksolla olla suurempia kuin taulukon tuntiohjearvo. Taulukko 1. Valtioneuvoston päätöksen (480/1996) ilmanlaadun ohjearvot alueille missä asuu tai oleskelee ihmisiä. Ohjearvo Ilman epäpuhtaus (µg/m 3 ) Tilastollinen määrittely Rikkidioksidi (SO 2) Typpidioksidi (NO 2) 80 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo 250 kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste 70 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo 150 kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste Hiukkaset (PM10) 70 kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo Terveysvaikutukseltaan haitallisempia ovat pienet hiukkaset, joista ns. hengitettäville hiukkasille (PM10, PM=Particulate Matter) on annettu ohjearvo.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 6 (12) 17.4.2014 Valtioneuvoston asetuksessa (Vna 38/2011) annetut EU:n ilmanlaadun direktiivin (2008/50/EY) mukaiset rikkidioksidia, typpidioksidia, typen oksideja ja hengitettäviä hiukkasia (PM10) koskevat raja-arvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 2). Taulukko 2. Valtioneuvoston asetuksen (38/2011) ilmanlaadun raja-arvot alueille missä asuu tai oleskelee ihmisiä eivät saa ylittää seuraavia rajaarvoja: Aine Rikkidioksidi (SO 2) Typpidioksidi (NO 2) Hiukkaset (PM 10) Keskiarvon laskentaaika Raja-arvo µg/m 3 (293 K, 101,3 kpa) Sallittujen ylitysten määrä kalenterivuodes sa (vertailujakso) Ajankohta, josta lähtien raja-arvot ovat olleet voimassa 1 tunti 350 24 1.1.2005 24 tuntia 125 3 1.1.2005 1 tunti 200 18 1.1.2010 kalenterivuosi 40-1.1.2010 24 tuntia 50 35 1.1.2005 kalenterivuosi 40-1.1.2005 Lyhytaikaisissa (tunti- tai vrk-keskiarvoissa) sallitaan tietty määrä ylityksiä kalenterivuoden aikana epäpuhtaudesta riippuen. Esim. PM10 hiukkasten osalta sallitaan 35 vuorokausikeskiarvon raja-arvoylitystä, kun taas NO2:n tuntiraja-arvon ylityksiä sallitaan kalenterivuodessa 18 kappaletta. Ilmanlaatuindeksi Suomen oloihin sovitettu ilmanlaatuindeksi (Ilmanlaatuportaali, www.ilmanlaatu.fi) on YTV:n kehittämä ja ylläpitämä. Ilmanlaatuindeksiä käytetään päivittäisessä ilmanlaatutiedotuksessa. Sen avulla ilmanlaatu kullakin mittausasemalla voidaan tiivistää havainnolliseen väriasteikkoon ja laatusanoihin hyvä, tyydyttävä, välttävä, huono tai erittäin huono. Indeksi on tunneittain mittausasemalle laskettava vertailuluku, joka kuvaa sen hetkistä ilmanlaatua suhteutettuna ilmanlaadun ohje- ja raja-arvoihin. Ilmanlaatuindeksi saadaan siis tuntipitoisuuksien perusteella, (Taulukko 3). Taulukko 3. Ilmanlaatuindeksin yhteys vaikutuksiin sekä SO2-, NO2- ja PM10- tuntipitoisuutta (µg/m³) vastaava indeksiarvo (ns. ali-indeksi) Ilmanlaatu *) Terveys-vaikutukset Muut vaikutukset SO2 NO2 PM10 HYVÄ Ei todettuja Lieviä luontovaikutuksia pitkällä aikavälillä <20 <40 <20 TYYDYTTÄVÄ VÄLTTÄVÄ HUONO ERITTÄIN HUONO Hyvin epä-todenäköisiä Epätodennäköisiä Mahdollisia herkillä ihmisillä Mahdollisia herkillä väestöryhmillä Lieviä luontovaikutuksia pitkällä aikavälillä Selviä kasvillisuus- ja materi-aalivaikutuksia pitkällä aika välillä Selviä kasvillisuus- ja materi-aalivaikutuksia pitkällä aikavälillä Selviä kasvillisuus- ja materiaali-vaikutuksia pitkällä aikavälillä 20-80 40-70 20-50 80-250 70-150 50-100 250-350 150-200 100-200 >350 >200 >200 *) Ilmanlaatuindeksin määrittämiseksi kullekin mitattavalle yhdisteelle lasketaan ensin pitoisuuksien tuntikeskiarvoista ali-indeksi. Ali-indekseistä korkeimman arvo määrää ilmanlaatuindeksin arvon. Ilmanlaatuindeksin laskennassa voidaan ottaa huomioon rikkidioksidin (SO2), typpidioksidin (NO2), hengitettävien hiukkasten (PM10), pienhiukkasten (PM2.5), otsonin (O3), hiilimonoksidin (CO) ja haisevien rikkiyhdisteiden (TRS) pitoisuudet.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 7 (12) 17.4.2014 2.3 Reseptoriverkosto Biojalostamon ilmapäästöjen leviämistä ja ulkoilmapitoisuuksien muodostumista tarkasteltiin havaintopistejoukossa, joka ulottui noin 5 :n säteelle laitoksesta (10x10 ) ja pitoisuudet normitettiin olosuhteisiin olosuhteisiin 20C ja 101.3 kpa. Reseptoripisteet sijoitettiin 100 m:n välein ja niiden korkeusasemat huomioitiin (korkeusmalli). Laskentamallin reseptoriverkostoa (x,y,z) havainnollistaa seuraava kuva, (Kuva 3). Reseptoripisteiden xyz-koordinaatit laadittiin maastotietokannan perusteella. Biojalostamo E Laskentaverkosto EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE Kuva 3. Reseptoriverkosto 10 x 10 ja 100 metrin hila väli.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 8 (12) 17.4.2014 2.4 Biojalostamon päästöt (pistelähteet) Biojalostamon päästölaskentamallin päästötiedot perustuvat Green Fuel Nordic Oy:n luovuttamiin tietoihin, (Taulukko 4). Yhden biojalostamon päästöjen leviämislaskelmissa poistokanavan korkeutena maanpinnasta käytettiin 40 metriä. Taulukko 4. Biojalostamon savukaasupäästöjen leviämislaskennoissa käytettyjä lähtötietoja. Päästölähde [MW] Polttoaine Polttoaineteho Poistokaasun lämpötila [ C] Poistokaasun virtausnopeus [m/s] NO2- päästö [g/s] PM10 päästö [g/s] Biojalostamo 1 Puuhiili & biokaasu 20+8 75 43 3,6 1,0 Biojalostamo 2 Puuhiili & biokaasu 20+8 75 43 3,6 1,0 Biojalostamon pistelähteiden leviäminen on laskettu vuoden 2011 säähavaintojen perusteella. Laskennoissa laitokset toimivat jatkuvatoimisesti 24/7. Liitteissä 1-10 biojalostamon aiheuttamat ilmapäästöjen leviämisen aluejakaumakuvat ovat verrannolliset ilmanlaadun ohje- ja raja-arvoihin. Ohjearvot ovat luonteeltaan suosituksia ja niitä voidaan käyttää mm. kaavoituksen ja muun aluesuunnittelun apuna. 2.4.1 PM10-päästöt (Hiukkaset) Pistelähteiden PM10-päästöjen eli ns. hengitettävien hiukkasten leviäminen laskettiin seuraaviin vertailuohjearvoihin: PM10-vuorokausipitoisuuden ohje-arvo: 70 µg/m³, kk vrk 2.korkein vrk. PM10-vuorokausipitoisuuden raja-arvo: 50 µg/m³, v h 36.tunti PM10-kalenterivuoden raja-arvo: 40 µg/m³ Biojalostamon päästötiedot ovat pääsääntöisesti ilmoitettu kokonaispölynä, joten kaikki päästöt eivät ole PM10-hiukkaskokoluokkaa. Laskennassa tilannetta on kuitenkin yksinkertaistettiin siten, että kaikki hiukkaspäästöt (100 %) oletettiin olevan PM10- kokoluokkaa, minkä vuoksi pistepäästöjen PM10-päästöt ovat hieman yliarvioitu. Tyypillisesti voimalaitosten kohdalla sähkösuodatuksen jälkeen kokonaishiukkasmäärästä noin 85-90 % on PM10-hiukkaskokoluokassa (<10 µm). Biojalostamo 1 Korkeimmat vuorokausiohje-arvoihin verrannolliset hiukkaspitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteen aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 5 % vrk-ohjearvosta (3,6 µg/m³).
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 9 (12) 17.4.2014 Korkeimmat kalenterivuoden raja-arvoihin verrannolliset hiukkaspitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteen aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 1 % kalenterivuoden raja-arvosta (0,4 µg/m³). Biojalostamo 1 + 2 Korkeimmat vuorokausiohje-arvoihin verrannolliset hiukkaspitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteiden aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 24-28 % vrk-ohjearvosta (12-14 µg/m³). Korkeimmat kalenterivuoden raja-arvoihin verrannolliset hiukkaspitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteiden aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 3 % kalenterivuoden raja-arvosta (1,2-1,3 µg/m³). Taulukko 5. Leviämismallinnuksen arvioidut hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuudet [µg/m³] 2 metrin korkeudella maapinnantasosta, kun laskelmissa on huomioitu yhden ja kahden biojalostamon savukaasupäästö. Pitoisuudet Biojalostamon savukaasupäästöjen leviämislaskennoissa käytettyjä lähtötietoja. Tilastollinen määritys (OA=ohjearvo, RA=raja-arvo) PM10 vertailu-arvo [µg/m³] PM10 Biojalostamo 1 [µg/m³] PM10 Biojalostamo 1&2 [µg/m³] Kuukauden toiseksi suurin vuorokausi-arvo (OA) 70 3,6 12-14 Vuoden 36. korkein vuorokausiarvo (RA) 50 3,6 12-14 Kalenterivuosikeskiarvo (RA) 40 0,4 1,2-1,3 2.4.2 NOx-päästöt Typen oksidipäästöjen leviäminen laskettiin seuraaviin vertailuohjearvoihin: NO 2 -tuntipitoisuuden ohje-arvo: 150 µg/m³, kk h 99 prosenttipiste NO 2 -vuorokauden ohje-arvo: 70 µg/m³, kk vrk 2. korkein vrk NO 2 -tuntipitoisuuden raja-arvo: 200 µg/m³, v h 19.tunti NO 2 -kalenterivuoden raja-arvo: 40 µg/m³
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 10 (12) 17.4.2014 Biojalostamo 1 Korkeimmat tunti- ja vuorokausiohjearvoihin verrannolliset pitoisuudet asettuvat biojalostamon pohjoispuolelle noin 0,6 :n etäisyydelle laitoksesta. Biojalostamon aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 28-29 % tuntiraja-arvosta (55-58 µg/m³) ja noin 28-31 % vrk-ohjearvosta (20-22 µg/m³). Biojalostamon korkeimmat kalenterivuoden raja-arvoihin verrannolliset NO2-pitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteen aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 5 % kalenterivuoden raja-arvosta (2,0-2,2 µg/m³). Typpidioksidin tuntipitoisuuden ilmanlaadun raja-arvo on 200 µg NO 2 /m³ ja ainoastaan 18 tuntina vuodessa saa ylittää raja-arvon. Biojalostamo 1 + 2 Korkeimmat tunti- ja vuorokausiohjearvoihin verrannolliset pitoisuudet asettuvat biojalostamoiden lähialueille noin 0,6 :n etäisyydelle laitoksesta. Pistelähteiden aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 50-55 % tuntiraja-arvosta (100-110 µg/m³) ja noin 61-73 % vrk-ohjearvosta (43-51 µg/m³). Vuoden 19. korkeimmat tuntipitoisuudet ovat 85-89 typen oksidipitoisuudet Typpidioksidin tuntipitoisuuden ilmanlaadun raja-arvo on 200 µg NO2/m³ ja ainoastaan 18 tuntina vuodessa saa ylittää raja-arvon. Biojalostamoiden korkeimmat kalenterivuoden raja-arvoihin verrannolliset NO2- pitoisuudet asettuvat noin 0,5 :n etäisyydelle biojalostamosta pohjoiseen. Pistelähteen aiheuttamat pitoisuudet ovat korkeimmillaan noin 10-12 % kalenterivuoden raja-arvosta (4,2-4,8 µg/m³). Taulukko 6. Leviämismallinnuksen arvioidut typenoksidien (NO2) pitoisuudet [µg/m³] 2 metrin korkeudella maapinnantasosta, kun laskelmissa on huomioitu yhden ja kahden biojalostamon savukaasupäästö. Pitoisuudet Biojalostamon savukaasupäästöjen leviämislaskennoissa käytettyjä lähtötietoja. Tilastollinen määritys (RA=raja-arvo) NO2 vertailu-arvo [µg/m³] NO2 Biojalostamo 1 [µg/m³] NO2 Biojalostamo 1&2 [µg/m³] Vuoden 19. korkein tuntiarvo (RA) 200 38-41 85-89 Kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo (OA) 70 20-22 43-51 Kalenterivuosikeskiarvo (RA) 40 2,0-2,2 4,2-4,8
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 11 (12) 17.4.2014 3 Laskentamallin epävarmuus Yleisellä tasolla leviämismallinnuksen tulosten epävarmuus riippuu arviolta seuraavista osatekijöistä: päästödatan epävarmuus (10-30%) sääaineiston (tuulen nopeus ja suunnan) epävarmuus sekä ilmakemialliset reaktiot (10-30 %) aineistojen ajallinen edustavuus (10-30%) maaston korkeusolosuhteet ja kasvillisuuden vaikutus (10-20%) Leviämismallinnuksessa lopullisen tuloksen luotettavuus yksittäisessä pisteessä on 10-50% kukin yksittäisen tuntipitoisuuden osalta, mutta edustavuus paranee pitempiä aikapitoisuuksia laskettaessa.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 12 (12) 17.4.2014 4 Johtopäätökset Työssä tarkasteltiin biojalostamon ilmapäästöjen aiheuttamia vaikutuksia ilmanlaatuun. Lieksan seudun muiden ulkopuolisten päästölähteiden aiheuttamia taustapitoisuuksia ei työssä laskettu ainoastaan ns. kaukokulkeuma otettiin huomioon typpidioksidipitoisuuksien määrityksissä. Leviämismallilaskelmien tuloksina saatiin aluejakaumakuvat typpidioksidin ja hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuuksista. Yhden biojalostamon normaalitoiminnan aiheuttamat korkeimmat raja-arvoihin verrannolliset NO2-pitoisuuslisät ovat 19-21 % tunnin raja-arvosta ja 5 % kalenterivuoden raja-arvosta. Leviämislaskelmin arvioidut hengitettävien hiukkasten (PM10) korkeimmat vuorokausipitoisuudet ovat noin 5 % vuorokauden ohjearvosta ja noin 1 % kalenterivuoden raja-arvosta. Kahden yhtä aikaa toimivan biojalostamon savukaasupäästöjen yhteisvaikutuksen korkeimmat NO2-pitoisuudet olivat 43-45 % tunnin raja-arvosta ja 11-12 % kalenterivuoden raja-arvosta. PM10-pitoisuudet olivat korkeimmillaan 17-20 % vuorokauden ohjearvosta ja 3 % kalenterivuoden raja-arvosta. Kalenterivuoden arvot alittavat selvästi raja- ja ohjearvopitoisuudet suunnitelluissa tilanteissa. Biojalostamon päästöjen korkeimmat arvot sijaitsevat alle 1 etäisyydellä päästölähteen sijainnista, mikä johtuu melko matalasta päästökorkeudesta (40 m). Lähiseudun muut energia- tai tuotantolaitosten aiheuttamat ilmapäästöt ei ole mallinnettu tässä työssä. Lähiseudun merkittävimpiin pistepäästölähteisiin kuuluu Vapo Oy:n Kevätniemen voimalaitos, jolle Pohjois-Karjalan ympäristökeskus on myöntänyt 28.12.2006 ympäristöluvan Dnro PKA-2004-Y-211, jota on muutettu 29.8.2008 annetulla päätöksellä PKA-2008-Y-131. Lupapäätöksen mukaan suurin voimalaitoksen toiminnasta alueen ilman laatuun aiheutuva vaikutus johtuu KPA-leijukattilasta (34 MW). Vuoden 1993 ympäristölupahakemuksen yhteydessä ko. kattilan päästöjen vaikutusta arvioitiin Ilmatieteen laitoksen kehittämällä nomogrammilla (Ilmatieteen laitoksen raportteja 1989:1). Laskelmien mukaan kattilan päästöistä aiheutuvat maksimipitoisuudet esiintyvät noin 600 metrin etäisyydellä laitoksesta. Laitoksen aiheuttamat ilman typpidioksidipitoisuuden suurimman tuntipitoisuuden arvioitiin olevan noin 30 µg/m3. Hiukkasten osalta todetaan, että lähtökohtaisesti teollisuusalueelle sijoittuvalla, peruskuormakattilan osalta tehokkaasti hiukkasia savukaasuista poistavalla sähkösuodattimella varustetulla laitoksella ei ole arvioitu olevan haitallisia vaikutuksia ympäristön ilman hiukkaspitoisuudelle. FCG Finnish Consulting Group Oy Jakob Kjellman Toimialajohtaja, MMT Hans Vadbäck Projektipäällikkö, ins.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 1 Liite 1: Biojalostamo 1, PM10-hiukkaspitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³). Huom. Raja-arvo 40 µg/m³, eli 100 kertaa korkeampi kuin esitetty 0,40 µg/m³ taso. Biojalostamo " 0.05-0.10 " 0.10-0.20 " 0.20-0.30 " 0.30-0.40" 0.40 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 2 Liite 2: Biojalostamo 1, PM10-hiukkaspitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³). Biojalostamo " 2.5-10 " 10-20 " 20-30 " 30-40 " 40-50 " 50 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 3 Liite 3: Biojalostamot 1&2, PM10-hiukkaspitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³). Huom. Raja-arvo 40 µg/m³, eli 100 kertaa korkeampi kuin esitetty 0,40 µg/m³ taso. Biojalostamot " 0.05-0.10 " 0.10-0.20 " 0.20-0.30 " 0.30-0.40 " 0.40 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 4 Liite 4: Biojalostamot 1&2, PM10-hiukkaspitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³). Biojalostamot " 5-10 " 10-20 " 20-30 " 30-40 " 40-50 " 50 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 5 Liite 5: Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo " 1-5 " 5-10 " 10-20 " 20-30 " 30-40 " 40 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 6 Liite 6: Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot " 10-20 " 20-30 " 30-40 " 40-50 " 50-60 " 60-70 " 70 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 7 Liite 7: Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo" 25-50" 50-100" 100-150" 150-200" 200 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 8 Liite 8: Biojalostamo 1, NO2-pitoisuuksien 19. korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamo" 25-50" 50-100" 100-150" 150-200" 200 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 9 Liite 9: Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien kalenterivuosipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot" 1-5" 5-10" 10-20" 20-30" 30-40" 40 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 10 Liite 10: Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien korkein vuorokausipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot " 10-20 " 20-30 " 30-40 " 40-50 " 50-60 " 60-70 " 70 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 11 Liite 11: Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot " 25-50" 50-100" 100-150" 150-200" 200 >
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY RAPORTTI 1 (1) 17.4.2014 Liite 12 Liite 12: Biojalostamot 1&2, NO2-pitoisuuksien 19. korkein tuntipitoisuus (µg/m³) Biojalostamot" 25-50" 50-100" 100-150" 150-200" 200 >