Kuva:Outokumpu OUTOKUMPU CHROME OY ILMANLAATUMITTAUKSET KEMIN KAIVOKSELLA Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet touko-joulukuussa 21 ILMANLAADUN ASIANTUNTIJAPALVELUT 211
OUTOKUMPU CHROME OY ILMANLAATUMITTAUKSET KEMIN KAIVOKSELLA Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet touko- joulukuussa 21 Birgitta Alaviippola Helena Saari Risto Pesonen Kuva:Outokumpu ILMATIETEEN LAITOS - ILMANLAADUN ASIANTUNTIJAPALVELUT Helsinki 14.2.211
SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO...5 2 TAUSTATIETOA HIUKKASISTA...6 3 TUTKIMUKSEN SUORITUS...9 3.1 Mittauspaikat ja mittausjakso...9 3.2 Mitatut ilman epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät...12 4 MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN ARVIOINTI...12 4.1 Mitatut pitoisuudet...12 4.2 Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet...15 4.3 Tuulen suunnan ja nopeuden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin...18 4.4 Pitoisuuksien ajallinen vaihtelu...21 4.5 Pitoisuuksien vertailua...22 4.5.1 Vertailua aiemmin mitattuihin pitoisuuksiin...22 4.5.2 Vertailua muualla mitattuihin pitoisuuksiin...25 5 JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET...26 VIITELUETTELO...29
5 1 JOHDANTO Ilmatieteen laitos mittasi 21.5. - 14.12.21 välisenä aikana Outokumpu Chrome Oy:n Kemin kromikaivoksen ympäristössä aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 1 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksia kahdessa mittauspisteessä. Mittausten tavoitteena oli kartoittaa hiukkaskuormituksen tasoa kaivosalueella ja arvioida kaivostoiminnan pölypäästöjen altistavaa vaikutusta kaivosalueen ympäristössä. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla analysaattoreilla, joilla saadaan esiin myös pitoisuuksien lyhytaikaisvaihtelut. Tutkimusjakso valittiin niin, että hiukkasmittauksilla saatiin kartoitettua sekä kesäajan pölyämistä edustava kohonneiden pitoisuuksien taso että lumisen ajan tilannetta indikoiva hiukkaskuormituksen perustaso. Mittaustulosten tarkasteluja ja tulkintaa varten toisessa mittauspisteessä mitattiin lisäksi tuulen suuntaa ja nopeutta. Pohjois-Suomen ympäristölupavirasto antoi vuonna 22 Kemin kaivokselle ympäristö- ja vesitalousluvan, jossa luvan saaja velvoitettiin seuraamaan kaivostoiminnan pölypäästöistä aiheutuvia ilman hiukkaspitoisuuksia kaivoksen ympäristössä viiden vuoden välein tehtävillä selvityksillä. Vuonna 25 hiukkasseuranta toteutettiin Ilmatieteen laitoksen toimesta hengitettävien hiukkasten jatkuvatoimisin pitoisuusmittauksin. Mittaukset suoritettiin kesä-marraskuun havaintojaksolla Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan tarkkailupisteissä. Tässä tutkimuksessa raportoitavat vuoden 21 hengitettävien hiukkasten pitoisuusmittaukset suoritettiin touko-joulukuussa samoissa mittauspisteissä vastaavin mittausmenetelmin. Raportissa on verrattu mitattuja hiukkaspitoisuuksia kotimaisiin hengitettävien hiukkasten pitoisuuksille annettuihin ohje- ja raja-arvoihin, vuonna 25 Kemin kaivoksen ympäristössä mitattuihin pitoisuuksiin sekä eräillä muilla maamme ilmanlaadun mittausasemilla vastaavalla seurantajaksolla havaittuihin hiukkaspitoisuuksiin. Tutkimuksen rahoitti Outokumpu Chrome Oy Kemin kaivos. Tilaajan yhdyshenkilönä toimi ympäristöpäällikkö Juha Kekäläinen. Mittausten kenttätyöt hoiti teknikko Kaj Lindgren ja raportoinnista vastasivat tutkijat Birgitta Alaviippola ja Helena Saari sekä kehittämispäällikkö Risto Pesonen.
6 Selitteet raportissa käytetyille tärkeimmille yksiköille ja lyhenteille: Yksiköt: µm mikrometri = millimetrin tuhannesosa µg/m 3 mikrogrammaa (= gramman miljoonasosaa) kuutiometrissä ilmaa (pitoisuus) aste (tuulen suunta) m/s metriä sekunnissa (tuulen nopeus) C Celsiusaste (lämpötila) atm atmosfääri, paineen yksikkö, 1 atm = normaali-ilmakehän paine K Kelvinaste (lämpötila), 293 K = 2 C kpa kilopascal, paineen yksikkö, 11,3 kpa = 1 atm Lyhenteet: PM 1 PM 2,5 TSP N E S W hengitettävät hiukkaset = alle 1 µm:n kokoiset hiukkaset pienhiukkaset = alle 2,5 µm:n kokoiset hiukkaset Total Suspended Particles = kokonaisleijumaan kuuluvat hiukkaset pohjoinen (tuulen suunta), kun tuulee pohjoisesta tuulen suunta on o tai 36 o itä (tuulen suunta), kun tuulee idästä tuulen suunta on 9 o etelä (tuulen suunta), kun tuulee etelästä tuulen suunta on 18 o länsi (tuulen suunta), kun tuulee lännestä tuulen suunta on 27 o Ilmanlaatukriteerien määritelmiä Ilmanlaadulle on annettu ohje- ja raja-arvoja, joihin ilmanlaadun arviointi perustuu: Ohjearvot ovat ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia, joiden alittaminen on tavoitteena. Ohjearvoilla esitetään riittävän hyvän ilmanlaadun tavoitteet. Ohjearvot eivät ole sitovia, mutta niitä sovelletaan maankäytön ja liikenteen suunnittelussa, rakentamisen muussa ohjauksessa sekä ilman pilaantumisen vaaraa aiheuttavien toimintojen sijoittamisessa ja lupakäsittelyssä. Ohjearvojen ylittyminen on pyrittävä estämään ennakolta ja pitkällä aikavälillä alueilla, joilla ilmanlaatu on tai saattaa toistuvasti olla huonompi kuin ohjearvo edellyttäisi. Ilmanlaadun ohjearvot on annettu valtioneuvoston päätöksessä (48/1996). Raja-arvot ovat valtioneuvoston asetuksessa (Vna 38/211) annettuja ilman epäpuhtauden pitoisuuksia, jotka on alitettava määräajassa. Kun raja-arvo on alitettu, sitä ei enää saa ylittää. Raja-arvot ovat sitovia. Raja-arvon ylittyessä on kunnan ryhdyttävä ympäristönsuojelulain mukaisiin toimiin ja laadittava ilmansuojelusuunnitelma ilmanlaadun parantamiseksi ja raja-arvon ylitysten estämiseksi. Tällaisia toimia voivat olla esimerkiksi määräykset liikenteen tai muiden päästöjen rajoittamisesta. Ohje- ja raja-arvoja ei sovelleta työpaikoilla eikä tehdasalueilla. 2 TAUSTATIETOA HIUKKASISTA Hiukkaset ovat nykyisin typen oksidien ja selluntuotantopaikkakuntien haisevien rikkiyhdisteiden ohella merkittävin ilmanlaatuun vaikuttava tekijä maassamme. Ulkoilman hiukkaset ovat taajamissa peräisin suurelta osin liikenteen ja tuulen nostattamasta katupölystä, eli epäsuorista päästöistä (ns. resuspensio). Hiukkaspitoisuuksia kohottavat myös suorat päästöt, jotka ovat peräisin energiantuotannon ja teollisuuden prosesseista sekä autojen pakokaasuista. Suorat hiukkaspäästöt ovat pääasiassa pieniä hiukkasia, joiden massa on vähäinen ja lukumäärä suuri. Myös kaasumaisista yhdisteistä muodostuu ilmakehässä hiukkasia. Hiukkasiin on sitoutunut erilaisia haitallisia yhdisteitä kuten hiilivetyjä ja raskasmetalleja. Liikenteen
7 pakokaasuhiukkaset ovat suurelta osin peräisin dieselajoneuvoista. Dieselhiukkasten haitallisuutta kuvaa se, että niiden on arvioitu sekä ulko- että kotimaisissa terveysvaikutustutkimuksissa lisäävän syöpäriskiä ihmisissä. Ulkoilman hiukkasten koko on eri tavoin yhteydessä niiden terveysvaikutuksiin. Kokonaisleijumalla tarkoitetaan pölyä, johon saattaa sisältyä kooltaan varsin suuriakin, halkaisijaltaan jopa kymmenien mikrometrien hiukkasia. Tällaisten hiukkasten korkeat pitoisuudet vaikuttavat merkittävimmin viihtyvyyteen ja aiheuttavat likaantumista muun muassa keväisin, kun hiekoitushiekasta peräisin oleva katupöly nousee ilmaan. Suurin osa kokonaisleijuman hiukkasista on niin isoja, että ne jäävät ihmisten ylähengitysteihin ja poistuvat terveillä henkilöillä melko tehokkaasti elimistöstä. Kokonaisleijumasta käytetään lyhennettä TSP, joka tulee sanoista Total Suspended Particles. Terveysvaikutuksiltaan em. haitallisempia ovat ns. hengitettävät hiukkaset ja pienhiukkaset, jotka kykenevät tunkeutumaan syvälle ihmisten hengitysteihin: hengitettävät hiukkaset alempiin hengitysteihin eli henkitorveen ja keuhkoputkiin asti ja pienhiukkaset keuhkorakkuloihin saakka. Hengitettäville hiukkasille, joiden aerodynaaminen halkaisija on alle 1 mikrometriä, on annettu kotimaiset ohje- ja rajaarvot. Suomessa tuli uuden ilmanlaatuasetuksen myötä 25.1.211 voimaan vuosikeskiarvoa koskeva raja-arvo 25 µg/m 3 myös aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin pienhiukkasille (Vna 38/211). Hengitettävistä ja pienhiukkasista käytetään lyhenteitä PM 1 ja PM 2,5 (PM = Particulate Matter). Taajama-alueilla alle,1 mikrometrin kokoiset hiukkaset ovat pääosin mittauspaikan lähistön polttoprosesseista peräisin olevaa materiaalia, esimerkiksi liikenteestä ja energiantuotannosta tulleita hiiliyhdisteitä. Kokoluokassa,1 1 mikrometriä hiukkaset ovat etupäässä kaukokulkeutunutta ainesta. Nämä hiukkaset edustavat suoria hiukkaspäästöjä tai ovat syntyneet kaasu-hiukkasmuuntuman seurauksena. Halkaisijaltaan yli 1 mikrometrin kokoiset hiukkaset ovat yleensä mekaanisesti syntyneitä. Ne ovat esimerkiksi nousseet maasta ilmaan mittauspaikan lähistöllä tuulen tai ohi kulkevan liikenteen nostattamana. Nämä hiukkaset koostuvat lähinnä maaaineksesta, meriaerosoleista ja orgaanisesta materiaalista, kuten kasvien osista ja siitepölyistä sekä niiden pinnalle kiinnittyneistä hiukkasista. Isoiksi hiukkasiksi luokitellaan halkaisijaltaan yli 2,5 mikrometrin kokoiset hiukkaset. Ilmavirtausten mukana kulkeutuvia suurimpia hiukkasia kutsutaan jättiläishiukkasiksi (engl. giant particles). Kirjallisuudessa suurten ja jättiläishiukkasten välinen raja on hiukan häilyvä, mutta hiukkasia, joiden aerodynaaminen halkaisija on yli 15 25 mikrometriä, voitaneen kutsua jättiläishiukkasiksi. Ylärajana hiukkasille pidetään tavallisesti 1 mikrometriä. Hiukkasten kokoluokkia on havainnollistettu kuvassa 1.
8 Hiukkasten kokoluokkia Pienet hiukkaset Suuret hiukkaset Jättiläishiukkaset Hiesu Hieno hiekka Karkea hiekka Sora Pilvi- ja sumupisarat Sa depisa rat Tupa ka nsav u Sementtipöly Lannoite- ja kalkkikivipöly JAUHOA Jauhot K aasumolekyylit Itiöt Siitepöly Virukset Bakteerit Hius Pisaroista kuivunut merisuola Liikenne Liikenteen ja tuulen nostattama pöly Energiantuot anto Energiantuotanto, lentotuhka,1,1,1 1 1 1 1 1 (1mm) (1cm) µm Kuva 1. Hiukkasten kokoluokkia. Hiukkasten koko ilmaistaan halkaisijana mikrometreissä (µm). Mikro (µ) etuliite tarkoittaa miljoonasosaa. 1 µm on siten metrin miljoonasosa eli millimetrin tuhannesosa. Eri polttoprosesseista peräisin olevat hiukkaset saattavat olla rikastuneita jonkin tietyn alkuaineen tai muun merkkiaineen suhteen. Esimerkiksi vanadiinia ja nikkeliä tulee ilmakehään öljynpoltosta, kaliumia orgaanisen materiaalin poltosta, arseenia, molybdeeniä, seleeniä ja rikkiä hiilen poltosta. Poltto- ja teollisuusprosesseista peräisin olevat hiukkaset sisältävät useita terveydelle haitallisia alkuaineita, kuten arseeni, kadmium, nikkeli ja lyijy. Näitä aineita voi myös rikastua maaperään, jolloin niitä löytyy maasta takaisin ilmaan nousseista hiukkasista. Tyypillisiä maaperästä tulevia alkuaineita ovat alumiini, barium, kalsium, rauta, rubidium, pii, strontium sekä titaani, jotka esiintyvät enimmäkseen isoissa hiukkasissa. Suomen taajamien hiukkaspitoisuudet kohoavat yleensä voimakkaasti keväällä maalis-huhtikuussa tuulen ja liikenteen nostaman katupölyn vaikutuksesta maanpinnan kuivuessa, mutta pitoisuuksien kohoamista esiintyy taajamissa usein myös syys-marraskuussa. Pienten hiukkasten pitoisuuksien kohoamiseen vaikuttaa ajoittain myös ulkomailta peräisin oleva kaukokulkeuma. Suurimmat hiukkaspitoisuudet esiintyvät vilkkaasti liikennöidyissä kaupunkikeskustoissa. Maamme suurimpien kaupunkien keskusta-alueilla on mitattu useina vuosina yli 25 µg/m 3 :n hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuden vuosikeskiarvoja. Pienempienkin kaupunkien keskusta-alueilla hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvot ylittävät 2 µg/m 3. Kaupunkien keskustojen ulkopuolellakin pitoisuudet ovat olleet yli 1 µg/m 3 vuosikeskiarvoina (ILSE, 29). Korkeimmat mitatut hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet ovat olleet useiden maamme kaupunkien keskustojen liikenneympäristöissä yli 15 µg/m 3 ja esikaupunkialueillakin yli 5 µg/m 3. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuu-
9 delle annettua raja-arvoa (5 µg/m 3, sallittu 35 ylitystä/vuosi) ei kuitenkaan ole tähän mennessä ylitetty Suomessa kuin Helsingin Runeberginkadulla vuonna 23, Helsingin Mannerheimintien ja Hämeentien mittausasemilla ja Riihimäen keskustassa Hämeenkadulla vuonna 25 sekä Helsingin Mannerheimintiellä ja Töölöntullissa vuonna 26. Sen sijaan vuorokausipitoisuuden raja-arvon numeroarvo eli raja-arvoa vastaava pitoisuustaso, 5 µg/m 3, ylittyy vuosittain yleisesti maamme kaupungeissa lähinnä keväisin. Suomen kuntien ilmanlaadun mittausverkkojen vuoden 28 ja 29 tuloksista tehdyssä tarkastelussa tällaisia ylityksiä voi esiintyä nykyisin vuosittain noin 3 5 (Ilmanlaatuportaali, 29). 3 TUTKIMUKSEN SUORITUS 3.1 Mittauspaikat ja mittausjakso Ilmatieteen laitos mittasi 21.5. - 14.12.21 välisenä aikana Outokumpu Chrome Oy:n Kemin kromikaivoksen lähistöllä aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 1 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksia. Elijärven kaivos sijaitsee Keminmaan kunnassa noin 8 km etäisyydellä Kemin kaupungin keskustasta. Hiukkaspitoisuuksia mitattiin kahdessa mittauspisteessä, Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla. Mittauspisteiden sijaintia on havainnollistettu kuvissa 2 4. Kemin kaivosalueen ja sen ympäristön hiukkaspitoisuuksiin merkittävimmin vaikuttava tekijä on tiestön, lastauksen sekä varasto- ja läjitysalueiden pölyäminen kuivalla ja tuulisella säällä. Avolouhinta lopetettiin vuonna 25, nykyisin malmia louhitaan maanalaisesti. Muista lähteistä muun muassa energiantuotannon hiukkaspäästöjen vaikutus pitoisuuksiin on lähinnä marginaalinen, rikastamolla ja murskaamolla on käytössä hyvin toimivat pölynerottimet ja pääosa prosesseista on märkiä. Lastausalueen pölyämistä rajoitetaan harjauksella ja kastelulla. Pölyämisen rajoittamiseksi ulkona oleville hienorikaste-kasoille on tehty kastelujärjestelmät. Kaivoksen sisäisen tiestön pölyämistä rajoitetaan pölynsidontaliuoksen käytöllä. Jatkossa kaivoksen toiminta (sekä maanalainen kaivoslouhinta että rikastus) tullaan kaksinkertaistamaan. Työt on aloitettu jo ja laajennus valmistuu vuoden 212 jälkipuoliskolla. Laajennuksen vaikutukset näkyvät lähinnä kasvavina rikastushiekka- ja sivukivimäärinä sekä lisääntyvänä liikenteenä kaivoksen ja Tornion välillä. Porasydänvaraston mittauspiste sijaitsi metsäisessä ympäristössä kaivosalueen pohjoispuolella. Porasydänvaraston itä-eteläpuolella sijaitsevat entiset avolouhokset, sivukiven läjitysalueet ja tiestöä, jotka pölyävät kovalla tuulella. Selkeytysaltaan mittauspiste sijaitsi Porasydänvaraston pisteestä noin 3 km kaakkoon avoimella paikalla selkeytysaltaiden keskellä. Selkeytysaltaan mittauspisteestä etelään kulkee patotie, jonka viereen on varastoitu moreenia altaan 6 maisemointia varten. Itse moreeni ei juurikaan pölyä, vaan pölyäminen johtuu liikennöinnistä tiellä. Selkeytysaltaan mittauspisteen etelä - länsipuolella sijaitsevan altaan 6 hiekkapinta on laajalti veden pintaa ylempänä ja pölyää tuulisella ilmalla. Myös mittauspisteen pohjoispuolella rikastushiekka-allasta 2-3 täytetään kesäaikaan rikastushiekalla, ja allas on tällä hetkellä suurelta osin kuivana. Allaspadoilla liikkuu kalustoa, koska hiekkaputkea siirretään silloin tällöin ja selkeytys- ja rikastushiekkaaltaiden padot tarkistetaan vähintään kerran päivässä tarkastuskierroksella.
1 Allas 6:n länsipuolelle on myönnetty maa-aineksen ottoluvat Destia Oy:lle ja Tapojärvi Oy:lle. Kesällä 21 alueella ei ollut murskaustoimintaa. Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 821/MML/1 Porasydänvarasto Allas 2-3 Allas 7 Allas 6 Selkeytysallas Allas 4 Allas 5 Kuva 2. Mittauspisteiden ( ) sijainti Kemin kaivoksen ympäristössä.
11 Kuva 3. Porasydänvaraston mittauspiste etelästä nähtynä (kuva vuoden 25 mittauksista). Kuva 4. Selkeytysaltaan mittauspiste luoteesta nähtynä.
12 3.2 Mitatut ilman epäpuhtaudet ja mittausmenetelmät Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla automaattisilla analysaattoreilla. Näytteenotto tapahtui mittauskoppien katolla olevista sondeista noin neljän metrin korkeudelta. Mittaustulosten tarkasteluja ja tulkintaa varten Selkeytysaltaan mittauspisteessä mitattiin lisäksi tuulen suuntaa ja nopeutta sekä ulkoilman painetta, lämpötilaa ja suhteellista kosteutta sekä sademäärää. Hengitettävien hiukkasten ja sääparametrien mittaustulokset kerättiin mittausasemilta mittaustietokoneelle minuuttiarvoina. Ne siirrettiin edelleen minuuttiarvoina langattomasti (gprs) modeemiyhteyden kautta Ilmatieteen laitokselle. Minuuttiarvoista määritettiin tuntikeskiarvot ja vuorokausikeskiarvot. Mittauksia seurattiin kaukovalvontana Ilmatieteen laitokselta Helsingistä. Mittaustulokset tarkistettiin ja laitteiden toimintahäiriöistä johtuneet virheelliset arvot poistettiin laatujärjestelmän ohjeistuksen mukaisesti. Taulukko 1. Tutkimuksessa käytetyt mittausmenetelmät ja laitteet. Mitattava komponentti Mittausmenetelmä Mittalaite Porasydänvarasto Hengitettävät hiukkaset Selkeytysallas Hengitettävät hiukkaset Meteorologiset tiedot β-säteilyn absorptio +valon sironta β-säteilyn absorptio+ valon sironta Thermo model 53 Sharp Thermo model 53 Sharp Vaisala WXT51 Hengitettävät hiukkaset (PM 1 ): Mittaukset tehtiin seuraavan standardin mukaisesti: ISO 1473:2 Ambient air Measurement of the mass of particulate matter on filter medium Beta-ray absorption method. 4 MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN ARVIOINTI 4.1 Mitatut pitoisuudet Kuvissa 5 8 on esitetty Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla mitattujen hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksien tunti- ja vuorokausiarvojen aikasarjat mittausjaksolta 21.5. - 14.12.21. Taulukoihin 2 3 on koottu kuukausittaisia tilastotietoja mitatuista hengitettävien hiukkasten pitoisuuksista em. jaksolta. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa.
13 Porasydänvarasto, PM1 -tuntipitoisuudet 2 18 16 14 µg/m³ 12 1 8 6 4 2 21.5. 6.6. 22.6. 8.7. 24.7. 9.8. 25.8. 1.9. 26.9. 12.1. 28.1. 13.11. 29.11. 15.12. 21 Kuva 5. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet Porasydänvarastolla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Porasydänvarasto, PM1 -vuorokausipitoisuudet 1 9 8 7 6 µg/m³ 5 4 3 2 1 21.5. 6.6. 22.6. 8.7. 24.7. 9.8. 25.8. 1.9. 26.9. 12.1. 28.1. 13.11. 29.11. 21 Kuva 6. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet Porasydänvarastolla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21.
14 Selkeytysallas, PM1 -tuntipitoisuudet 2 18 Pitoisuus 11 µg/m 3 16 14 µg/m³ 12 1 8 6 4 2 21.5. 6.6. 22.6. 8.7. 24.7. 9.8. 25.8. 1.9. 26.9. 12.1. 28.1. 13.11. 29.11. 15.12. 21 Kuva 7. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet Selkeytysaltaalla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Selkeytysallas, PM1 -vuorokausipitoisuudet 1 9 Pitoisuus 168 µg/m³ 8 7 6 µg/m³ 5 4 3 2 1 21.5. 6.6. 22.6. 8.7. 24.7. 9.8. 25.8. 1.9. 26.9. 12.1. 28.1. 13.11. 29.11. 21 Kuva 8. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudet Selkeytysaltaalla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21.
15 Taulukko 2. Porasydänvarastolla mitatut hengitettävien hiukkasten tunti- ja vuorokausipitoisuudet (µg/m³) kuukausittain mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Porasydänvarasto 21 PM 1 touko kesä heinä elo syys loka marras joulu TUNTIARVOJEN lukumäärä 274 714 744 744 719 744 72 322 määrä (%) 36.8 99.2 1 1 99.9 1 1 43.3 keskiarvo (µg/m³) 9.5 6.5 12 8.7 7.1 6.5 5.3 8.5 99. %-piste (µg/m³) 32 29 6 3 25 29 27 27 korkein arvo (µg/m³) 57 4 88 46 4 56 43 34 VRK-ARVOJEN lukumäärä 11 3 31 31 3 31 3 13 2. korkein arvo (µg/m³) 11 12 24 2 13 16 11 14 korkein arvo (µg/m³) 14 17 35 2 14 18 16 15 Taulukko 3. Selkeytysaltaalla mitatut hengitettävien hiukkasten tunti- ja vuorokausipitoisuudet (µg/m³) kuukausittain mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Selkeytysallas 21 PM 1 touko kesä heinä elo syys loka marras joulu TUNTIARVOJEN lukumäärä 263 72 744 744 63 744 72 321 määrä (%) 35.3 1 1 1 83.8 1 1 43.1 keskiarvo (µg/m³) 9.2 7.8 18 7.4 6. 8.5 5.1 7.6 99. %-piste (µg/m³) 32 28 6 3 25 29 21 31 korkein arvo (µg/m³) 33 93 11 88 3 1 16 19 VRK-ARVOJEN lukumäärä 11 3 31 31 24 31 3 13 2. korkein arvo (µg/m³) 12 16 4 16 11 27 8 11 korkein arvo (µg/m³) 12 17 168 17 14 4 9 16 4.2 Ohje- ja raja-arvoihin verrattavat pitoisuudet Hengitettävien hiukkasten pitoisuutta koskeva ohjearvo tilastollisine määrittelyineen on esitetty taulukossa 4 (Vnp 48/1996). Ohjearvoilla esitetään riittävän hyvän ilmanlaadun tavoitteet. Ohjearvot eivät ole sitovia, mutta niitä sovelletaan maankäytön ja liikenteen suunnittelussa, rakentamisen muussa ohjauksessa sekä ilman pilaantumisen vaaraa aiheuttavien toimintojen sijoittamisessa ja lupakäsittelyssä. Ohjearvojen ylittyminen on pyrittävä estämään pitkällä aikavälillä alueilla, joilla ilmanlaatu on tai saattaa toistuvasti olla huonompi kuin ohjearvo edellyttäisi.
16 Taulukko 4. Ulkoilman hengittävien hiukkasten pitoisuutta koskeva ohjearvo. Epäpuhtaus Ohjearvo (2 C, 1 atm) Tilastollinen määrittely Hengitettävät hiukkaset (PM 1 ) 7 µg/m³ Kuukauden toiseksi suurin vuorokausiarvo Valtioneuvoston antaman ilmanlaatuasetuksen (Vna 38/211) mukaiset hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia koskevat raja-arvot on esitetty taulukossa 5. Ilman epäpuhtauksien aiheuttamien terveyshaittojen ehkäisemiseksi alueilla, joilla asuu tai oleskelee ihmisiä ja joilla ihmiset saattavat altistua ilman epäpuhtauksille hengitettävien hiukkasten pitoisuudet ulkoilmassa eivät saa ylittää seuraavia raja-arvoja: Taulukko 5. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia koskevat raja-arvot terveyshaittojen ehkäisemiseksi. Epäpuhtaus Keskiarvon laskenta-aika Raja-arvo (µg/m 3 ) (293 K, 11,3 kpa) Sallittujen ylitysten määrä kalenterivuodessa (vertailujakso) Hengitettävät hiukkaset 24 tuntia 5 1) 35 (PM 1 ) kalenterivuosi 4 1) - 1) Tulokset ilmaistaan ulkoilman lämpötilassa ja paineessa. Raja-arvot ovat sitovia, eivätkä niiden ylitykset ole sallittuja. Raja-arvon ylittyessä on kunnan ryhdyttävä ympäristönsuojelulain mukaisiin toimiin ja laadittava ilmansuojelusuunnitelma ilmanlaadun parantamiseksi ja raja-arvon ylitysten estämiseksi. Tällaisia toimia voivat olla esimerkiksi määräykset liikenteen tai muiden päästöjen rajoittamisesta. Ohje- ja raja-arvoja ei sovelleta työpaikoilla eikä tehdasalueilla. Taulukossa 6 ja kuvassa 9 on esitetty Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla mitattujen hengitettävien hiukkasten pitoisuuksien ohjearvoon verrattavat pitoisuudet kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde ohjearvoon. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiohjearvo (7 µg/m³) alittui selvästi sekä Porasydänvarastolla että Selkeytysaltaalla jaksolla kesäkuu - marraskuu 21. Porasydänvarastolla hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet olivat suurimmillaan alle 35 % ohjearvosta ja Selkeytysaltaalla alle 6 % ohjearvosta. Ohjearvoon vertaaminen edellyttää, että vuorokausipitoisuuksia on vähintään 75 % kuukauden vuorokausien lukumäärästä. Tämän vuoksi touko- ja joulukuussa 21 mitattuja ohjearvoon verrannollisia hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia ei ole esitetty tässä yhteydessä.
17 Taulukko 6. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoihin verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain sekä ko. pitoisuuksien suhde vastaavaan ohjearvoon Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan mittauspisteissä jaksolla kesä - marraskuu 21. Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. PM 1 Porasydänvarasto 2. suurin vrkarvo (µg/m³) % ohjearvosta Selkeytysallas 2. suurin vrkarvo (µg/m³) % ohjearvosta 21 Kesäkuu 12 17 16 23 Heinäkuu 24 34 4 57 Elokuu 2 29 16 23 Syyskuu 13 19 11 16 Lokakuu 16 23 27 39 Marraskuu 11 16 8 11 Ohjearvo 7 7 Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet µg/m³ 7 6 5 4 3 2 1 Porasydänvarasto Selkeytysallas ohjearvotaso Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras 21 Kuva 9. Hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat pitoisuudet suhteessa ohjearvoon Pora-sydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla kesä-marraskuussa 21. Punaisella vaakaviivalla merkitty ohjearvotaso on 7 µg/m³. Koska raja-arvotarkasteluissa vertailujakso on yksi kalenterivuosi, voidaan lyhyemmän mittausjakson pitoisuuksia tarkastella vain suuntaa-antavasti suhteessa raja-arvoihin. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuorokausiraja-arvolle, 5 µg/m³, sallitaan vuoden jaksolla ylityksiä 35 kpl ennen kuin varsinaisen vuorokausiraja-arvon ylityksen katsotaan tapahtuneen. Porasydänvarastolla ei esiintynyt mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21 yli 5 µg/m³ vuorokausipitoisuuksia. Porasydänvaraston mittauspisteessä mittausjakson suurin vuorokausipitoisuus oli 35 µg/m³. Selkeytysaltaalla esiintyi mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21 yli 5 µg/m³ vuorokausipitoisuuksia vain 1 kpl. Mittausjakson suurin vuorokausipitoisuus 168 µg/m³ havaittiin 12.7.21, jolloin iltapäivän ja illan aikana mitattiin erittäin korkeita hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksia (2 1 1 µg/m 3 ). Alueella liikuttiin ja työskenneltiin ko. aikana normaalia enemmän, koska silloin valmisteltiin rikastushiekkaputken kääntöä altaalle 2-3 ja rikastushiekkaputkia oli varastossa mittauskopin läheisyydessä. Kääntö tehtiin 13.7.21 seisokin aikana.
18 Mittausjaksolta 21.5. - 14.12.21 laskettu hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvo oli Porasydänvarastolla 8 µg/m³ ja Selkeytysaltaalla 9 µg/m³. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden vuosikeskiarvoa koskeva raja-arvo on 4 µg/m³. Tuloksista on arvioitavissa, että vuosiraja-arvo olisi alittunut erittäin selvästi, vaikka mittausjakso olisi kattanut koko kalenterivuoden 21. 4.3 Tuulen suunnan ja nopeuden vaikutus mitattuihin pitoisuuksiin Kuvassa 1 on havainnollistettu tuulen suunnan ja nopeuden vaikutusta Kemin kaivoksella mitattujen hengitettävien hiukkasten pitoisuuksiin ns. saasteruusujen avulla. Saasteruusu kuvaa tuntipitoisuuksien keskiarvoa eri tuulensuunnilla. Saasteruusun keskipisteestä lähtevän janan pituus sektorin kehäviivalle vastaa hiukkasten tuntipitoisuuksien keskiarvoa ko. tuulisektorissa. Tyynellä säällä havaittujen tuntipitoisuuksien keskiarvo on esitetty ympyrällä, jonka säteen pituus kuvaa keskipitoisuuden arvoa. Kuvissa esitettyjen, koko mittausjakson tilannetta kuvaavien saasteruusujen tuulihavaintoina on käytetty Selkeytysaltaan mittauspisteessä tehtyjä tuulihavaintoja. Tuulihavainnot koko mittausjaksolta 21.5. - 14.12.21 on esitetty tuuliruusuna kuvassa 11. Kuvan 11 tuuliruusun keskipisteestä lähtevän janan pituus sektorin kehäviivalle vastaa ko. tuulisektorin tuulien prosentuaalista osuutta jakson tuulista. Tyynet tapaukset on kuvattu ympyrällä, jonka säteen pituus kertoo tyynien tilanteiden prosentuaalisen osuuden kaikista tuulihavainnoista. Tuuliruususta nähdään myös tuulten nopeusjakaumat tuulensuuntasektoreittain. Eri tuulennopeuksien prosentuaaliset osuudet saadaan vertaamalla sektoreiden kunkin nopeusluokan pituutta prosenttiasteikkoon. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat Porasydänvaraston mittauspisteessä keskimäärin suurimmillaan tyynellä säällä sekä etelä- ja kaakkoistuulilla. Suurimmat yksittäiset hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet esiintyivät koillisen ja kaakon välisillä tuulilla (kuva 12). Vastaavasti hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat Selkeytysaltaan mittauspisteessä keskimäärin suurimmillaan tyynillä sekä lounais- ja etelätuulilla. Suurimmat yksittäiset hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet esiintyivät lounaistuulilla (kuva 13). Suurimmat vuorokausipitoisuudet esiintyivät molemmissa tutkimuspisteissä päivinä, jolloin suurimman osan päivää on vallinnut nopeudeltaan yli 4 m/s:n tuuli (ks. taulukot 7 ja 8). Porasydänvarastolla tuulen suunta oli tällöin koillisesta - kaakosta tai etelä - lounaasta ja Selkeytysaltaalla etelä - lounaasta. Porasydänvaraston itä-eteläpuolella sijaitsevat sivukiven läjitysalueet ja tiestöä, jotka pölyävät kovalla tuulella. Selkeytysaltaan mittauspisteestä etelään kulkee patotie, jonka vieressä on varastoituna moreenia altaan 6 peittoon. Itse moreeni ei juurikaan pölyä, vaan pölyäminen johtuu tien liikennöinnistä sekä mittauspisteen etelälänsipuolella sijaitsevan altaan 6 hiekkapinnan pölyämisestä. Myös mittauspisteen pohjoispuolella rikastushiekka-allasta 2-3 täytetään kesäaikaan rikastushiekalla, ja se on tällä hetkellä suurelta osin kuivana. Allaspadoilla liikkuu kalustoa, koska hiekkaputkea siirretään silloin tällöin ja selkeytys- ja rikastushiekka-altaiden padot tarkistetaan vähintään kerran päivässä tarkastuskierroksella. Selkeytysaltaalla mitattuihin hiukkaspitoisuuksiin oli merkittävin vaikutus mittauspisteen lähiympäristön pölyämistä aiheuttaneilla toiminnoilla.
19 PM 1 PM 1 Porasydänvarasto Selkeytysallas Kuva 1. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo ja toiseksi suurin arvo (µg/m³) tuulensuunnittain Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla mittausjakson 21.5. - 14.12.21 aikana. Kuva 11. Tuulen suunta- ja nopeusjakaumat Selkeytysaltaan mittauspisteessä 21.5. - 14.12.21.
2 Porasydänvarasto, PM 1 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan 1 9 8 7 PM 1 (µg/m³) 6 5 4 3 2 1-45 tyyni 45 9 135 18 225 27 315 36 Tuulen suunta ( ) Kuva 12. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuudet tuulensuunnittain Porasydänvarastolla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Selkeytysallas, PM 1 -tuntipitoisuudet tuulen suunnan mukaan 11 1 9 8 PM 1 (µg/m³) 7 6 5 4 3 2 1-45 tyyni 45 9 135 18 225 27 315 36 Tuulen suunta ( ) Kuva 13. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuudet tuulensuunnittain Selkeytysaltaalla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21.
21 Taulukko 7. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) suurimmat vuorokausipitoisuudet sekä niiden mittausaikana vallinnut tuulen nopeus ja suunta Porasydänvarastolla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Porasydänvarasto PM 1 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta ( ) Päätuulensuunta 3.7.21 35 2. 6.8 29 232 koillis-kaakko 27.7.21 24 1.7 8.2 22 217 etelä-lounas 14.7.21 22 1.4 7.6 9 226 etelä-lounas 4.7.21 21 1.2 6.2 126 212 etelä 29.7.21 21 2. 6.7 6 58 koillinen 14.8.21 2 1.4 5.7 162 23 etelä-lounas 13.8.21 2 1.3 4.6 14 22 etelä-lounas Taulukko 8. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) suurimmat vuorokausipitoisuudet sekä niiden mittausaikana vallinnut tuulen nopeus ja suunta Selkeytysaltaalla mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Selkeytysallas PM 1 (µg/m³) Tuulen nopeus (m/s) Tuulen suunta ( ) Päätuulensuunta 12.7.21 168 2.3 9. 11 223 etelä-lounas 14.7.21 4 1.4 7.6 9 226 etelä-lounas 15.1.21 4 3.8 7.6 336 355 pohjois-luode 3.7.21 3 2. 6.8 29 232 koillis-kaakko 6.1.21 27 5.9-9.3 182 197 etelä 27.7.21 23 1.7 8.2 22 217 etelä-lounas 3.7.21 23 1.4 7.5 93 211 etelä-lounas 19.7.21 21 2.2 7.2 19 265 lounas 4.7.21 21 1.2 6.2 126 212 etelä 13.7.21 2 tyyni 3.8 82 271 etelä-lounas 4.4 Pitoisuuksien ajallinen vaihtelu Kuvassa 14 on tarkasteltu hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuuksien keskimääräistä vaihtelua vuorokauden ajan mukaan Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan mittauspisteissä. Porasydänvarastolla hengitettävien hiukkasten keskimääräisissä tuntipitoisuuksissa ei ollut paljoakaan vaihtelua eri vuorokaudenaikoina. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet olivat korkeimmillaan illasta ja iltayöstä. Selkeytysaltaalla hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet kohosivat iltapäivällä ja olivat suurimmillaan klo 16. aikaan. Porasydänvarastolla hengitettävien hiukkasten keskimääräisessä pitoisuustasossa ei esiintynyt suurta vaihtelua eri viikonpäivien välillä. Selkeytysaltaalla hengitettävien hiukkasten pitoisuudet olivat keskimäärin suurimmillaan maanantaisin (ks. kuva 15).
22 Porasydänvarasto Selkeytysallas 35 35 3 3 PM1 (µg/m³) 25 2 15 1 PM1 (µg/m³) 25 2 15 1 5 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 KLO 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 KLO Kuva 14. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) tuntipitoisuuksien keskiarvo (µg/m³) kellonajan mukaan Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan mittauspisteissä mittausjaksolla 21.5. - 14.12.21. Porasydänvarasto Selkeytysallas 25 25 2 2 PM1 (µg/m³) 15 1 PM1 (µg/m³) 15 1 5 5 MA TI KE TO PE LA SU MA TI KE TO PE LA SU Kuva 15. Hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) vuorokausipitoisuuksien keskiarvo (µg/m³) viikonpäivän mukaan Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan mittauspisteissä mittausjaksolla 21.5. - 14.12. 21. 4.5 Pitoisuuksien vertailua 4.5.1 Vertailua aiemmin mitattuihin pitoisuuksiin Kemin kaivosten ympäristössä toteutettiin vuonna 25 samoissa Porasydänvaraston ja Selkeytysaltaan mittauspisteissä hiukkasseuranta Ilmatieteen laitoksen toimesta vastaavin mittausmenetelmin ja vastaavana vuodenaikana. Seuraavassa mittaustuloksia on verrattu keskenään. Kuvista 16 ja 17 havaitaan, että hengitettävien hiukkasten sekä ohjearvoon verrattavat pitoisuudet että kuukausikeskiarvot ovat pääsääntöisesti pienentyneet vuodesta 25, erityisen selvästi Selkeytysaltaalla, jossa elo lokakuun kuukausikeskiarvot ja ohjearvoon verrattavat pitoisuudet olivat alle puolet vastaavista arvoista vuonna 25. Mittausjakson keskiarvot olivat vuoden 25 (1.6. 3.11.) mittauksissa Porasydänvarastolla 1 µg/m³ ja Selkeytysaltaalla 15 µg/m³. Vuoden 21 (21.5. 14.12.) mittauksissa keskiarvot olivat vastaavasti 8 ja 9 µg/m³ eli varsinkin Selkeytysaltaalla jakson keskiarvo oli selvästi pienentynyt.
23 PM 1 -vuorokausiohjearvoon verrattava pitoisuus 14 Porasydänvarasto 25 Porasydänvarasto 21 Selkeytysallas 25 Selkeytysallas 21 µg/m³ 12 1 8 6 4 2 ohjearvotaso Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Kuva 16. Hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla jaksoilla kesä-marraskuu 25 ja 21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. PM 1 -pitoisuuden kuukausikeskiarvo Porasydänvarasto 25 Porasydänvarasto 21 Selkeytysallas 25 Selkeytysallas 21 4 3 µg/m³ 2 1 Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Kuva 17. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden kuukausikeskiarvot (µg/m³) Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla jaksoilla kesä-marraskuu 25 ja 21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Porasydänvarastolla mitatut suurimmat hiukkaspitoisuuden tuntikeskiarvot olivat kesä-elokuussa 25 luokkaa 6 9 µg/m³ (kuva 18), ja samaa tasoa myös vuonna 21, mutta niitä ei esiintynyt yhtä useasti kuin vuonna 25. Selkeytysaltaan mittauspisteen läheisyydessä oli syys- lokakuussa 25 poikkeuksellisen paljon raskaalla ajoneuvokalustolla tapahtunutta liikennöintiä, mikä näkyy myös kuvassa
24 19, jossa on verrattu Selkeytysaltaalla esiintyneitä tuntipitoisuuksia vuosien 25 ja 21 mittauksissa. Vuonna 25 Selkeytysaltaalla esiintyi runsaasti tason 1 2 µg/m³ ylittäviä pitoisuuksia, vuonna 21 yli 2 µg/m³ pitoisuuksia havaittiin vain yhtenä päivänä 12.7.21, jolloin mittauspisteen läheisyydessä liikuttiin ja työskenneltiin liittyen rikastushiekkaputken kääntöön altaalta 7 altaalle 2-3. Porasydänvarasto, PM 1 -tuntipitoisuudet 1 9 25 21 8 7 6 µg/m³ 5 4 3 2 1 1.6. 15.6. 29.6. 13.7. 27.7. 1.8. 24.8. 7.9. 21.9. 5.1. 19.1. 2.11. 16.11. 3.11. 25/21 Kuva 18. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet (µg/m³) Porasydänvarastolla jaksoilla kesä-marraskuu 25 ja 21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Selkeytysallas, PM 1 -tuntipitoisuudet 12 25 21 1 8 µg/m³ 6 4 2 1.6. 15.6. 29.6. 13.7. 27.7. 1.8. 24.8. 7.9. 21.9. 5.1. 19.1. 2.11. 16.11. 3.11. 25/21 Kuva 19. Hengitettävien hiukkasten tuntipitoisuudet (µg/m³) Selkeytysaltaalla jaksoilla kesämarraskuu 25 ja 21. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa.
25 4.5.2 Vertailua muualla mitattuihin pitoisuuksiin Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitataan samaan tapaan kuin tässä tutkimuksessa jatkuvatoimisilla laitteilla useilla paikkakunnilla Suomessa. Mittausasemat sijaitsevat yleensä vilkkaiden liikenneväylien vaikutusalueilla ja vuorokausiohjearvon ylitykset ovat yleisimpiä maalis-huhtikuussa ns. kevätpölyjaksolla, jolloin hiukkaspitoisuudet ovat tyypillisesti suurimmillaan. Kuvissa 2 ja 21 on esitetty hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvoon verrattavia pitoisuuksia ja hiukkaspitoisuuden kuukausikeskiarvoja jaksolta kesämarraskuu 21 Kajaanista (Ilmatieteen laitos, 211a) sekä Ilmatieteen laitoksen Sammaltunturin tausta-asemalta (Ilmatieteen laitos, 211b). Kajaanin kaupungin ilmanlaadun seuranta-asemalla mitatut pitoisuudet edustavat tasoa, jolle ihmiset altistuvat Kajaanin keskusta-alueilla liikkuessaan. Mittausasema sijaitsee liikenneympäristössä. Mittausaseman lähistöllä ei ole pistemäisiä päästölähteitä, vaan aseman mittaustulokset kuvaavat lähinnä autoliikenteen ja katujen pölyämisen aiheuttamia ilmanlaatuvaikutuksia. Sammaltunturin tulokset edustavat hyvin puhtaan tausta-alueen pitoisuustasoja. Kaikki tulokset on saatu jatkuvatoimisilla laitteilla. Kemin kaivoksen hiukkasmittausten tulosten vertailuarvoina seuraavassa käytetyt muilta mittausasemilla saadut pitoisuudet ovat tämän raportin laadinta-ajankohtana vielä tarkistamattomia. PM 1 -vuorokausiohjearvoon verrattava pitoisuus Porasydänvarasto Selkeytysallas 7 6 Sammaltunturi ohjearvotaso Kajaani Keskusta 5 µg/m³ 4 3 2 1 Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras 21 Kuva 2. Hengitettävien hiukkasten vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet (µg/m³) kuukausittain jaksolta kesä-marraskuu 21 Porasydänvarastolla, Selkeytysaltaalla, Kajaanin keskustassa sekä Ilmatieteen laitoksen Sammaltunturin taustaasemalla. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa.
26 4 PM 1 -pitoisuuden kuukausikeskiarvo Porasydänvarasto Selkeytysallas Sammaltunturi Kajaani Keskusta 3 µg/m³ 2 1 Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras 21 Kuva 21. Hengitettävien hiukkasten pitoisuuden kuukausikeskiarvot (µg/m³) jaksolta kesämarras-kuu 21 Porasydänvarastolla, Selkeytysaltaalla, Kajaanin keskustassa sekä Ilmatieteen laitoksen Sammaltunturin tausta-asemalla. Pitoisuudet on ilmoitettu ulkoilman lämpötilassa. Kemin kaivoksen ympäristössä mitatut pitoisuudet sijoittuvat kuukausikeskiarvoina tasoltaan Sammaltunturin tausta-asemalla puhtaalla alueella ja Kajaanin keskusta alueella mitattujen pitoisuuksien välille. Vuorokausiohjearvoon verrattavat pitoisuudet olivat Selkeytysaltaalla heinä- ja lokakuussa Kajaanissa mitattuja korkeampia, mutta varsin kohtuullisella tasolla, kun niitä verrataan esimerkiksi maamme kaupunkien keskusta alueilla ja taajamissa keväisin esiintyviin vastaaviin pitoisuuksiin, jotka voivat olla huomattavasti em. pitoisuuksia korkeampia. Vuorokausiohjearvon sekä vuorokausiraja-arvotason ylitykset ovat keskusta alueilla ja taajamissa yleisiä maalis-huhtikuussa ns. kevätpölyjaksolla, jolloin hiukkaspitoisuudet ovat tyypillisesti suurimmillaan. 5 JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET Ilmatieteen laitos toteutti 21.5. - 14.12.21 välisenä aikana Outokumpu Chrome Oy:n Kemin kaivoksen ympäristöluvan mukaiset kaivostoiminnan pölypäästöistä aiheutuvien ilman hiukkaspitoisuuksien mittaukset tarkkailemalla aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 1 mikrometrin suuruisten ns. hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) pitoisuuksia kahdessa mittauspisteessä, Porasydänvarastolla ja Selkeytysaltaalla. Mittausten tavoitteena oli kartoittaa hiukkaskuormituksen tasoa kaivosalueella ja arvioida kaivostoiminnan pölypäästöjen altistavaa vaikutusta kaivosalueen ympäristössä. Ilmatieteen laitos on aiemmin vuonna 25 toteuttanut samanlaisen mittauksen samoissa mittauspaikoissa. Mittaustulokset täydentävät edellä mainituissa pitoisuusmittauksissa hankittuja ilmanlaatutietoja.
27 Hengitettävien hiukkasten pitoisuuksia mitattiin jatkuvatoimisilla analysaattoreilla, joilla saatiin esiin myös pitoisuuksien lyhytaikaisvaihtelut. Tutkimusjakso valittiin niin, että hiukkasmittauksilla saatiin kartoitettua sekä kesäajan pölyämistä edustava kohonneiden pitoisuuksien taso että lumisen ajan tilannetta indikoiva hiukkaskuormituksen perustaso. Kemin kaivosalueen ilmanlaatu oli touko-joulukuun 21 hengitettävien hiukkasten pitoisuusmittausten tulosten perusteella arvioituna pääosin hyvä. Porasydänvarastolla hengitettävien hiukkasten ohjearvoon verrattavat vuorokausipitoisuudet olivat koko jaksolla suurimmillaan alle 35 % ohjearvosta. Myös Selkeytysaltaan tarkkailupisteessä mitatut vuorokausipitoisuudet alittivat vastaavan ohjearvon ollen suurimmillaankin alle 6 % ohjearvosta. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuuden raja-arvotasolle sallitaan kalenterivuoden aikana 35 kpl ylityksiä, jonka jälkeen vasta katsotaan varsinaisen vuorokausiraja-arvon ylityksen ilmanlaatuasetuksen mukaan tapahtuneen. Porasydänvarastolla raja-arvotaso ei ylittynyt mittausjaksolla ja Selkeytysaltaallakin ylityksiä tapahtui vain yksi vuorokausipitoisuuden ollessa 168 µg/m³ eli 3,3-kertainen rajaarvotasoon nähden. Näistä tuloksista on pääteltävissä, että vuorokausiraja-arvon ylittyminen kalenterivuoden pituisella mittausjaksolla ei ole kaivosalueella todennäköistä. Mittaustuloksista on myös arvioitavissa, että vuosiraja-arvo alittuisi selvästi kalenterivuoden jaksolla. Kaivosalueen korkeimmat hengitettävien hiukkasten tunti- ja vuorokausipitoisuudet muodostuivat pääosin tilanteissa, joissa tuulen nopeus oli suuri, jopa noin 5 9 metriä sekunnissa. Tällaisilla tuulilla selvää pitoisuuksien kohoamista havaittiin myös Porasydänvaraston mittauspisteessä, jossa hiukkaspitoisuuden perustaso oli jonkin verran matalampi kuin Selkeytysaltaalla. Mittaustuloksista on kuitenkin pääteltävissä, että kaivoksen ympäristön lähimmissäkään asutuskohteissa ei olisi ylitetty hiukkaspitoisuuden ohje- tai raja-arvoja kovimmillakaan tuulilla. Kemin kaivosalueen ja sen ympäristön hiukkaspitoisuuksiin merkittävimmin vaikuttava tekijä on tiestön, lastauksen sekä varasto- ja läjitysalueiden pölyäminen kuivalla ja tuulisella säällä. Muista lähteistä muun muassa energiantuotannon hiukkaspäästöjen vaikutus pitoisuuksiin on lähinnä marginaalinen, rikastamolla ja murskaamolla on käytössä hyvin toimivat pölynerottimet ja pääosa prosesseista on märkiä. Lastausalueen pölyämistä rajoitetaan harjauksella ja kastelulla. Pölyämisen rajoittamiseksi ulkona oleville hienorikastekasoille on tehty kastelujärjestelmät. Kaivoksen sisäisen tiestön pölyämistä rajoitetaan pölynsidontaliuoksen käytöllä. Kemin kaivoksen ympäristöluvassa on annettu määräys, jonka mukaan kaivoksen toiminnasta aiheutuvat hajapäästöt, kuten tiestön ja lastauksen sekä varasto- ja läjitysalueiden pölyäminen, on rajoitettava mahdollisimman pieniksi pölynsidonnan ja toimintatapojen kehittämisen avulla. Tutkimuksessa käytetyllä mittaustekniikalla, yhdistämällä jatkuvatoimisilla analysaattoreilla saadut hiukkaspitoisuudet vastaavien ajanhetkien säätietoihin, saatiin mittausjaksolta riittävät ja olennaiset tiedot Kemin kaivoksen pölypäästöjen aiheuttamista ilmanlaatuvaikutuksista. Kun hiukkaspitoisuuksien tarkkailu tulee jatkossa Kemin kaivoksella kyseeseen, Ilmatieteen laitos suosittelee samaa mittaustekniikkaa myös tuleviin jatkoseurantoihin. Myös mittauspaikat voisivat olla jatkossa samat kuin nyt raportoitavassa tutkimuksessa eri vuosien mittausjaksojen tulosten vertailtavuus huomioiden.
28 Hiukkasmittausten tavoitteena olisi jatkossa arvioida ilmanlaatua samaan tapaan kuin vuoden 21 tutkimuksessa niin, että pitoisuustietoja saadaan sekä kesäajan pölyämistä edustavalta jaksolta että syksyn ja alkutalven kostealta ja lumiselta ajalta pitoisuuksien perustason arviointia varten. Sopiva hiukkaspitoisuuksien seurantaväli olisi noin viisi vuotta, mikä on sopusoinnussa myös ilmanlaatuasetuksen hengen kanssa. Asetuksessa mainitaan, että ilmanlaadun seurannan riittävyys ja muun muassa ilmanlaadun mittaustarve tulee arvioida ja tarkistaa vähintään viiden vuoden välein. Ilmatieteen laitos suosittelee lisäksi seuraavanlaista tutkimusta toteutettaviksi lähivuosina Kemin kaivoksella: Yhdessä tai kahdessa tarkkailupisteessä Kemin kaivosalueella tai sen lähistöllä toteutetaan noin 6 kuukauden pituinen hengitettävien hiukkasten (PM 1 ) sisältämien arseenin ja metallien pitoisuusmittaus valtioneuvoston asetuksen 164/27 mukaisilla menetelmillä. Hiukkasnäytteitä otettaisiin joka kolmas päivä. Hiukkasnäytteet kerättäisiin teflonsuodattimille satunnaisotannalla ns. pientehokeräimellä käyttäen referenssimenetelmää EN 12341. Hiukkasnäytteistä määritettäisiin ainakin kromin, arseenin, kadmiumin, nikkelin ja lyijyn pitoisuudet. Määritykset tulee tehdä edellä mainituille aineille niin herkin menetelmin, että todelliset, pienetkin pitoisuudet saadaan luotettavasti selville. Kyseessä olisivat asetuksen 164/27 mukaiset ns. suuntaa-antavat mittaukset, joiden tulosten perusteella arvioidaan, onko ko. kaltaisiin jatkuvampiin seurantoihin Kemin kaivoksella jatkossa tarvetta. Arseenin, kadmiumin ja nikkelin pitoisuusseurannan suuntaviivat ja seurannan tarve Suomessa on esitetty valtioneuvoston asetuksessa 164/27. Sen mukaan tavoitteena on ehkäistä ja vähentää ympäristön pilaantumista ja alueilla, joilla ko. aineiden pitoisuudet eivät ylitä tavoitearvoja, ilmanlaatu on pyrittävä pitämään mahdollisimman hyvänä. Ko. aineiden aiheuttaman kuormituksen seurantamittausten tarve tulee arvioida tapauskohtaisesti ottaen huomioon päästöjen määrä, epäpuhtauksien leviäminen päästölähteen lähialueella ja väestön mahdollinen altistuminen. Arseenin ja metallien pitoisuustarkkailu kuuluu Suomessa usein osana kaivosten ympäristölupien mukaiseen normaaliin ympäristökuormituksen ja prosessien häiriöpäästöjen seurantaan.
29 VIITELUETTELO ILMANLAATUPORTAALI, 29. Ilmatieteen laitoksen ylläpitämä palvelu, josta on saatavilla mittaustiedot ja historiatietoja pitoisuuksista lähes kaikilta Suomen ilmanlaadun seuranta-asemilta: www.ilmanlaatu.fi ILMATIETEEN LAITOS, 211a. Alustavat tulokset Ilmatieteen laitoksen kesämarraskuussa 21 Kajaanin keskustassa mittaamista ulkoilman hiukkaspitoisuuksista. Ilmatieteen laitos, Ilmanlaadun asiantuntijapalvelut. ILMATIETEEN LAITOS, 211b. Alustavat tulokset Ilmatieteen laitoksen kesämarraskuussa 21 Sammaltunturin tausta-asemalla mittaamista hiukkaspitoisuuksista. Ilmatieteen laitos, Ilmanlaadun tutkimus. ILSE, 29. Ilmatieteen laitoksen ilmanlaadun seurannan tietojärjestelmä. Tiedot Suomessa mitatuista hengitettävien hiukkasten pitoisuuksista. Ilmatieteen laitos, Ilmanlaadun tutkimus. Vna 164/27. Valtioneuvoston asetus ilmassa olevasta arseenista, kadmiumista, elohopeasta, nikkelistä ja polysyklisistä aromaattisista hiilivedyistä. Annettu Helsingissä 8.2.27. Vna 38/211. Valtioneuvoston asetus ilmanlaadusta. Annettu Helsingissä 2.1.211. Vnp 48/1996. Päätös ilmanlaadun ohjearvoista ja rikkilaskeuman tavoitearvosta. Annettu Helsingissä 19.6.1996.
Ilmatieteen laitos Erik Palménin aukio 1 PL 53, 11 Helsinki Puh. (9) 19291 ilmatieteenlaitos.fi