Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT INKA-ILMA/EAKR päätösseminaari 17.8.2017
Taustaa: mittaus- ja mallinnustarpeita pk-seudulla Ilmanlaadun keskeisiä ongelmia pääkaupunkiseudulla ja muissa Suomen kaupungeissa liikenteen pakokaasujen typenoksidit ja pienhiukkaset katupöly liikenteestä ja rakennustyömailta puunpolton päästöjen pienhiukkaset ja PAH-yhdisteet Helsingin kaupungin uuden ilmansuojelusuunnitelman 2017-2024 tavoitteena liikenteen päästöjen nopea vähentäminen, jotta typpidioksidini raja-arvo ei enää ylity parantaa yleisesti ilmanlaatua sekä vähentää ilmansaasteille altistumista ja terveyshaittoja Ilmanlaadun seuranta ja tutkimus tärkeää, kun valitaan tehokkaimpia ilmansuojelun toimenpiteitä ja todennetaan niiden vaikutuksia Ulkoilmanlaadulle säädettyjen normien lakisääteiset seurantamittaukset Uutta ilmanlaatutietoa kaupunki- ja liikennesuunnittelun tueksi Ilmanlaadun viestinnän tarkentaminen asukkaille, viranomaisille ja yrityksille
Ilmanlaadun seurannassa hyödynnettäviä mittaus- ja mallinnusmenetelmiä pääkaupunkiseudulla HSY:n mittausasemilla lakisääteistä ilmanlaadun seurantaa HSY:n supermittausasemalla tutkimusyhteistyötä ja uusien laitteiden testimittauksia Passiivikeräimet ja sensorit täydentävät mittausten alueellista kattavuutta Tutkimusajoneuvoilla ja dronella uutta tietoa ilmansuojelutyön tueksi Päästöinventaarit ja leviämismallintaminen kaupunkisuunnittelun tukena FMI-ENFUSER fuusiomallista ilmanlaatuennusteita ja uusia viestintäpalveluita Hellén ym. 2017, ACP 3
HSY:n supermittausasemalla korkeatasoista ilmanlaadun seurantaa ja tutkimusyhteistyötä Tavoitteita: 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 4
NO 2 (µg/m 3 ) CO 2 (ppm) Monipuolista kaasumaisten ilmansaasteiden seurantaa ja hiilidioksidimittauksia Mäkelänkadulla mitataan monipuolisesti säädeltyjä ulkoilman saasteita typpidioksidi (NO 2 ), typpimonoksidi (NO), otsoni (O 3 ) ja haihtuvat orgaanisiset yhdisteet (VOC) HSY aloittanut hiilidioksidin (CO 2 ) mittauksen muiden ilmansaasteiden päästömuutosten seurannan tarkentamiseksi Autojen hiilidioksidipäästöt tunnetaan melko hyvin ja vähenevät hitaasti Todellisen päästökehityksen ja ilmanlaadun seuranta tarkentuu merkittävästi päivämäärä 5 NO 2 CO 2
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) 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 Lakisääteisen pienhiukkasten seurannan lisäksi HSY mittaa pienhiukkasten sisältämän mustan hiilen (BC) 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 7
Pienhiukkasten kemiallisen koostumuksen ja lähteiden seurannan tutkimusyhteistyö Ilmatieteen laitos mittaa aerosolimassaspektrometrilla (ACSM) 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? 8
Lukumääräpitoisuus (kpl/cm 3 ) Hiukkasten lukumäärän ja kokojakauman mittaukset HSY mittaa hiukkasten lukumääräpitoisuutta ja kokojakaumaa (DMPS) Tampereen teknillisen yliopiston laitteistoilla mitataan tutkimusyhteistyönä mm. nanohiukkasten pitoisuuksia ja ominaisuuksia Mäkelänkadulla Pakokaasun hiukkasia erityisen paljon noin 1-200 nm kokoluokassa Uudet moottoritekniset ratkaisut, poltto- ja voiteluaineet sekä pakokaasujen puhdistustekniikat voivat vaikuttaa merkittävästi nanohiukkasten muodostumiseen, joita ei säädellä nykyisillä päästönormeilla (alarajana 23 nm) Ei päästönormeja Vuosikeskiarvot 2015 21.3.2016 Jarkko Niemi 9
Katupölyntorjunnan tueksi monipuolisia mittauksia HSY mittaa PM 10 -pitoisuutta, tiesäätä (mm. kadunpinnan kosteus) ja analysoi hiukkasnäytteiden koostumusta katupölyntorjuntaan liittyvien tutkimusten tueksi 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 Tiesäämonitorit ja videokuvaus Pölynsidontakastelujen kohdentaminen: Kanttikiven laita Bussikaista A tiesää Sisäkaista B tiesää 10
Säännellyt ilmansaasteet, tutkimusmittaukset ja sensoritestit Tienpintamonitorit ja videokamerat VOC-näytteet Katupölynäytteet Sääasema Vaisala Derenda DMPS PAH-näytteet PM PM Pegasor Nanohiukkaset AQT420 10 2.5 APM-2 NO X, O BC PPS-M Etalometri Nefelometri AQMesh 3 CO 2 ACSM HSY:n supermittausasema tarjoaa testialustan tutkimuksille ja uuden sukupolven mittalaitteille.
Puunpolton ilmanlaatuvaikutusten seuranta Puunkäytön päästöinventaarit ja leviämismallintaminen Bentso(a)pyreenin mittaukset vrk-näytteistä PM 2,5 ja BC jatkuvatoimiset mittaukset Mustan hiilen suuntaa-antava lähdeanalyysi etalometrilla (AE33; tutkimusyhteistyö Metropolia AMK, IL ja HSY) Pienhiukkasten keuhkodeposoituvan pinta-alan (LDSA) mittaukset sensoreilla (Pegasor PPS-M) hyvä polttoperäisten hiukkasten (< 300 nm) indikaattori tutkimusyhteistyötä (nyt CITYZER- ja HAQT-projektit) 12
Kaupunkibulevardien ilmanlaatugradientit (KAILA) Helsingin kaupungilla lisätiedon tarvetta kaupunkibulevardien suunnittelun tueksi HSY tekee pysty- ja vaakasuuntaisia gradienttimittauksia Mäkelänkadulla Sensoreita (AQT 420, Vaisala) kerrostalojen seinustoille eri korkeuksille kadun ja sisäpihan puolelle: mitattava komponentit NO 2, NO, CO, O 3, PM 10 ja PM 2,5 Typpidioksidin passiivikeräimiä hengityskorkeudelle eri etäisyyksille Lisäksi sensorimittauksia dronella yhteistutkimuksissa (Aeromon Oy:n drone) Kuva: Sami Kero / HS 13
Kiitos!