HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT Ilmanlaadun tutkimusseminaari 13.12.2016 21.3.2016 Jarkko Niemi 1
Nykytilanne: liikenne aiheuttaa korkeita saastepitoisuuksia Ilmansaasteiden pitoisuudet korkeita vilkasliikenteisissä katukuiluissa Vuonna 2015 Mäkelänkadulla ja Töölöntullissa (Mannerheimintie 57) Typpidioksidin vuosiraja-arvo ylittyi pakokaasujen vuoksi Hiukkaspitoisuudet korkeita katupölyn ja pakokaasujen vuoksi Mäkelänkadun supermittausasema on erinomainen tutkimusympäristö liikenteen päästömuutosten ja ilmanlaadun kehittymisen arviointiin Typpidioksidi (NO 2 ) Hengitettävät hiukkaset (PM 10 )
Eri päästölähteiden vaikutus kaupunki-ilmanlaatuun nyt ja tulevaisuudessa? Liikenteen pakokaasut Kiristyvät päästönormit ja autokannan uudistuminen Liikenteen määrä ja sujuvuus, biopolttoaineet ja sähköautot Katupöly Katupölyntorjunnan tehostaminen ja talvirengasvalinnat Muista lähteistä peräisin olevat päästöt Muutokset muissa päästölähteissä, kuten puun pienpoltossa, energiantuotannosta ja laivaliikenteessä (PKS ja koko Eurooppa) Luontoperäiset biologiset hiukkaset ja kaasut sekä merisuola Kaupunki- ja liikennesuunnittelu sekä ilmastonmuutos Maankäytön, asumisen ja liikkumisen ratkaisut Muuttuvat sääolot vaikuttavat päästöihin ja niiden leviämiseen
Kaasut 4
NO 2 (µg/m 3 ) CO 2 (ppm) Monipuolista kaasumaisten ilmansaasteiden seurantaa ja hiilidioksidimittauksia Mäkelänkadulla mitataan monipuolisesti säädeltyjä ulkoilman saasteita Typenoksidit (NO, NO 2 ), haihtuvat orgaanisiset yhdisteet (VOC) ja otsoni (O 3 ) HSY aloittanut hiilidioksidin (CO 2 ) mittauksen muiden ilmansaasteiden päästömuutosten seurannan tarkentamiseksi Autojen hiilidioksidipäästöt tunnetaan melko hyvin ja vähenevät hitaasti Uusista (EURO 6) ajoneuvoista vain vähän terveydelle haitallisia päästöjä (?) Päästötutkimusten tueksi myös ajoneuvojen videointia tutkimuskampanjoissa päivämäärä NO 2 CO 2 5
Pienhiukkasten koostumus ja lähteet 6
Pienhiukkasten ja mustan hiilen pitoisuuksien seuranta Pienhiukkasten (PM 2,5 ) pitoisuudet korkeita pakokaasujen ja katupölyn vuoksi, mutta myös muilla lähteillä ja suuri merkitys (kulkeutuminen kauempaa) Vaikea selvittää mitkä lähteet pääsyynä muutoksiin pitoisuustrendeissä PM 2,5 kaupunkitausta Pienhiukkasista 32 % Mäkelänkadun liikenteestä (eli 68 % muista lähteistä) 7
Pienhiukkasten ja mustan hiilen pitoisuuksien seuranta Pienhiukkasten (PM 2,5 ) pitoisuudet korkeita pakokaasujen ja katupölyn vuoksi, mutta myös muilla lähteillä ja suuri merkitys (kulkeutuminen kauempaa) Vaikea selvittää mitkä lähteet pääsyynä muutoksiin pitoisuustrendeissä Lakisääteisen pienhiukkasten seurannan lisäksi HSY mittaa pienhiukkasten sisältämän mustan hiilen (BC eli noki ) pitoisuuksia Korkeita pitoisuuksia diesel-ajoneuvojen hiukkaspäästöjen vuoksi Uudet puhdistustekniikat vähentänevät erityisen tehokkaasti mustaa hiiltä PM 2,5 kaupunkitausta Pienhiukkasista 32 % Mäkelänkadun liikenteestä (eli 68 % muista lähteistä) BC kaupunkitausta Mustasta hiilestä 61 % Mäkelänkadun liikenteestä 8
Pitoisuus (µg/m 3 ) Mustan hiilen lähteiden seurannan tutkimusyhteistyö Mustan hiilen lähdeluokittelu etalometrillä: puunpoltto vs. muut lähteet Yhteistutkimus: Ilmatieteen laitos, Metropolia AMK ja HSY Hiukkasten valoa absorboiva hiiliaines (LaC) voidaan jakaa kahteen osaan Black carbon (BC) Brown carbon (BrC) Ruskean hiilen päälähde on biomassan huonolaatuinen palaminen puun pienpolton ja maastopalojen päästöjen indikaattori Alla alustavia tuloksia jaksolta 4.12.2015 11.5.2016 Mäkelänkatu Lintuvaaran pientaloalue BC BC BC puunpoltosta kellonaika kellonaika BC puunpoltosta
Pienhiukkasten kemiallisen koostumuksen ja lähteiden seurannan tutkimusyhteistyö Ilmatieteen laitos mittaa aerosolimassaspektrometrilla pienhiukkasten kemiallista koostumusta Sulfaatti, nitraatti, ammonium, orgaaniset yhdisteet Tulosten perusteella analysoidaan eri päästölähteiden osuuksia ja niissä tapahtuvia muutoksia tulevina vuosina (esim. pakokaasun hiilivedyt, puunpolton päästöt, kaukokulkeuma) HSY seuraa lisäksi hiukkasten sisältämiä PAH yhdisteitä (PM 10 -kokoluokka) Pienhiukkasten koostumus ja erilaisten lähteiden osuudet? 10
Pienhiukkasten lukumääräpitoisuus ja kokojakauma 11
Lukumääräpitoisuus (kpl/cm 3 ) Hiukkasten lukumäärä- ja kokojakaumaseuranta Pakokaasun hiukkasia erityisen paljon noin 1-200 nm kokoluokassa HSY mittaa hiukkasten lukumääräpitoisuutta ja kokojakaumaa Hiukkasten lukumääräpitoisuus (6-800 nm kokovälillä) oli noin 15 000 kpl/cm 3 arkipäivinä vuonna 2015 Mäkelänkadulla Pitoisuus noin 3-kertainen verrattuna kaupunkitaustaan Kumpulassa (HY) Mäkelänkadun hiukkasista noin 90 % kooltaan pienempiä kuin 100 nm (nm eli nanometri on millimetrin miljoonasosa) 12
Lukumääräpitoisuus (kpl/cm 3 ) Nanohiukkasten seurannan tutkimusyhteistyö Tampereen teknillisen yliopiston laitteistoilla mitataan tutkimusyhteistyönä mm. nanohiukkasten pitoisuuksia ja ominaisuuksia Mäkelänkadulla Uudet moottoritekniset ratkaisut, poltto- ja voiteluaineet sekä pakokaasujen puhdistustekniikat voivat vaikuttaa merkittävästi nanohiukkasten muodostumiseen, joita ei säädellä nykyisillä päästönormeilla (alarajana 23 nm) Liikenteen kaasumaiset ja hiukkasmaiset päästöt myös muuntuvat ilmakehässä Liikenteen todellisten ilmanlaatuvaikutuksien arvioimiseksi tarvitaan päästömittausten lisäksi pitkäkestoisia mittauksia kaupunki-ilmasta Ei päästönormeja 21.3.2016 Jarkko Niemi 13
Katupöly 14
Hengitettävät hiukkaset ja katupöly Korkeita hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuuksia katupölyn vuoksi Päälähteitä asfaltin kuluma, hiekoitus, suolaus, jarrut ja renkaat Pölyisten päivien määrä vähentynyt pääkaupunkiseudulla Keväisin paljon pölynsidontakasteluita ja tehostettu katujen puhdistus Korkeat PM 10 vrk-pitoisuudet 2015 Korkeat PM 10 vrk-pitoisuudet Mannerheimintie 2005-2016 15
Katupölyntorjunnan tueksi tutkimusmittauksia Tutkimusprojekteissa selvitetään tehokkaimpia pölyntorjunnan keinoja ja katupölyn päälähteitä (Nordic Envicon Oy ja Metropolia AMK) Mäkelänkatu osana katupölyn tutkimusreittiä (Metropolian Nuuskija-auto ) Katupölyn päästömallin kehittäminen seurannan ja torjuntakeinojen tueksi HSY mittaa tiesäätä (mm. kadunpinnan kosteus) sekä analysoi hiukkasnäytteiden koostumusta katupölyntorjuntaan liittyvien tutkimusten tueksi Tiesäämonitorit ja valokuvaus Pölynsidontakastelujen kohdentaminen: Kanttikiven laita Bussikaista A tiesää Sisäkaista B tiesää 16
Säännellyt ilmansaasteet, tutkimusmittaukset ja sensoritestit Tienpintamonitorit ja kamera VOC-näytteet Katupölynäytteet Sääasema Vaisala Derenda PAH-näytteet PM PM DMPS Pegasor Nanohiukkaset AQT410 10 2.5 APM-2 NO X, O BC PPS-M Etalometri AQMesh CO Nefelometri 3 2 ACSM
HSY:n supermittausasemalla korkeatasoista ilmanlaadun seurantaa ja tutkimusyhteistyötä Tavoitteita tuleville vuosille: 1. Liikenteen todellisen päästö- ja ilmanlaatukehityksen seuranta 2. Ilmansuojelun toimenpiteiden toteutumisen ja tehon valvonta 3. Päästövähennyksiä selvittävien tutkimusten tukeminen 4. Tietoa kaupunki- ja liikennesuunnittelun tueksi 5. Ajantasaiset tulokset ilmanlaatuviestintää varten 6. Uusien innovaatioiden, tuotteiden ja palveluiden edistäminen 18
Puhtaasti parempaa arkea En rent bättre vardag Purely better, every day KIITOS! Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster Helsinki Region Environmental Services Authority