Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään metodi. Sivutunniste: Op_fi3504
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3504}}

Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet

Tässä ehdotetaan, miten kaivokselta tulevien kaasumaisten ilman epäpuhtauksien terveysriskit kaivosalueen ympäristön väestölle voitaisiin arvioida.

Kaivoalueelta tulevien kaasumaisten ilman epäpuhtauksien terveysvaikutukset voidaan arvioida seuraavasti:

Koska arvioon on käytettävissä erilaista tietoa kaivoksen suunnitteluvaiheessa kuin toimivalta kaivokselta, arvio on jaettu vastaavasti.

A. Ulkoilman kaasumaisten ilman epäpuhtauksien terveysriskin arvio kaivoksen suunnitteluvaiheessa

B. Toimivan kaivoksen kaasumaisten ilman epäpuhtauksien terveysriskin arvio

Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet

Kaivosten kaasumaisten epäpuhtauksien lähteitä ovat mm.:

• Mahdolliset savukaasupäästöt (esimerkiksi lämpölaitokset, muut polttoprosessit)
• Päästöt mineraalien käsittelystä (prosessipäästöt; esimerkiksi TRS = Total Reduced Sulfur, rikkivety ja muut pelkistynet rikkiyhdisteet)
• Ajoneuvojen ja työkoneiden pakokaasut
• Louhinnan räjäytyskaasut
• Orgaaniset liuottimet (VOC)

Kaivoksesta riippuen, näistä paikallisesti merkittävimpiä todennäköisesti ovat:

• Savukaasupäästöt
• TRS
• Ajoneuvojen ja työkoneiden pakokaasupäästöt

Kaivokseen liittyvä ajoneuvoliikenne kuljetuksineen voi ulottua satojen kilometrien päähän. Kaikki kaivostoiminnasta johtuva lisääntynyt liikenne on päästöjen osalta arviossa huomioitava.

Koska kaasumaiset epäpuhtaudet laimenevat ilmaan, suurimmat pitoisuudet ilmassa on päästölähteessä kaivosalueella, ennen merkittävää päästön laimenemista. Siten kaivosalueen työntekijät altistuvat todennäköisemmin ja isommille pitoisuuksille kaasumaisia aineita kuin kaivosalueen ympäristön väestö.

Kaivosalueen ulkopuolella liikenteen pakokaasupäästöt asuttaessa aivan vilkkaasti liikennöitävän tien vieressä voivat muodostaa merkittävän paikallisen altistumislähteen, myös pienhiukkasille. Muilta osin on todennäköistä, että useimmat kaasumaiset aineet laimenevat ulkoilmassa kaivosalueen ulkopuolella pitoisuuksiltaan tasolle, joka ei merkittävästi poikkea taustatasosta.

Rikkiyhdisteisiin liittyy potentiaalisimmat haitat esimerkiksi paha haju ja terveysriskit (erityisesti kaivosalueella) ja ne on syytä erityisesti kaivoksella arvioida.

Kaasumaisten epäpuhtauksien osalta muut mahdolliset haittavaikutukset olisi arvioitava (esimerkiksi rikkidioksidilaskeuma happosateena ympäristöön ja sen ekotoksikologiset vaikutukset, mahdollinen vaikutus ilmastoon kasvihuonekaasuina), mutta tässä keskitytään suoriin kaasumaisten aineiden aiheuttamiin terveysriskeihin.

A. Ulkoilman kaasumaisten ilman epäpuhtauksien terveysriskin arvio kaivoksen suunnitteluvaiheessa

Kaivostoimintaan liittyvät ilman kaasumaiset epäpuhtaudet voidaan arvioida seuraavasti:

• Nimetään kaivokselta ilmaan päätyvät kaasumaiset epäpuhtaudet.

Potentiaalisia arvioitavia kaasumaisia aineita ovat:

• Rikkidioksidi (SO₂)
• Rikkivety (H₂S)
• Muut haisevat rikkiyhdisteet (TRS)
• Typpidioksidi (NO₂), tarvittaessa muut typen oksidit (typpioksidi, NO)
• Hiilivedyt (HC)
• Hiilimonoksidi (CO)
• Hiilidioksidi (CO₂)
• Muut haihtuvat orgaaniset aineet (VOC)

• Kuvataan prosessit, joista kaasumaiset epäpuhtaudet syntyvät, päästöjen ajallinen vaihtelu.

• Kuvataan kemikaalit, joista kaasumaisia ilmapäästöjä syntyy, sellaisenaan tai prosesseissa (esimerkiksi rikkihappo): arvio käyttömääristä/vuosi.

• Esitetään arvio kunkin aineen kokonaispäästön määrästä ilmaan kaivoksella (tn/vuosi tms. määrä kvantitatiivisesti).

Arviossa käytetään (ominais) päästökertoimia kun mahdollista. Muussa tapauksessa arvio tehdään prosessitietojen ja käsiteltävien kemikaalimäärien perusteella.

• Arvioidaan päästön luonteen ja kokonaismäärän perusteella vaikutus kaivosalueen ympäristön ilmanlaatuun:

• Lisäävätkö päästöt todennäköisesti merkittävästi aineen pitoisuutta ilmassa
• Päästön vaikutusalue ympäristössä, erityisesti suhteessa asutukseen

Arvio perustuu siis päästömääriin. Päästömäärille ei ole varsinaisia vertailuarvoja riskinarvion kannalta. Yksi relevantti vertailukohta on jo toimivat muut kaivokset tai kohteet, niiden kaasumaisten aineiden päästöjen vaikutus ilmapitoisuuksiin ja mahdolliset havaitut vaikutukset suhteessa päästöihin.

Ilman kaasumaiset kokonaispäästöt Suomessa vuosittain, ja sektoreittain, on kuvattu SYKE:n www-sivuilla, Ilman epäpuhtauksien päästöt Suomessa.

• Jos kaivoksen rikkidioksidipäästöt SO₂ tai typenoksidien päästöt arvioidaan merkittäviksi, ja suunniteltu kaivos sijaitsee asutuksen tuntumassa, niiden leviäminen kaivosalueelta ulkoilmassa tulisi mallittaa (leviämismallilla).

Ilmatieteen laitos on mallittanut rikkidioksidin (SO₂) ja typpiyhdisteiden leviämistä ulkoilmaan erilaisista päästölähteistä, joten tietoa ja kokemusta asiasta Suomessa on.

Liikenteen aiheuttamia pakokaasupäästöjä voidaan arvioida käyttäen esimerkiksi Liikenneviraston Tieverkon investointihankkeiden arviointiohjelmistoa (IVAR) käyttäen.

• Arvioidaan aineen ilmapäästöön liittyvä terveysriski seuraavasti:

• Kun aineen pitoisuustaso(haarukka) ilmassa kaivosalueella ja/tai kaivosympäristössä voidaan arvioida, verrataan sitä (ylitys/alitus kvantitatiivisesti):

• Aineen tavanomaiseen taustapitoisuuteen ulkoilmassa
• Aineen pitoisuuteen ulkoilmassa mahdollisissa muissa kaivosympäristöissä
• Pitoisuuteen ulkoilmassa muiden teollisuusalueiden tai kaupunkiympäristössä

Ellei pitoisuustasoa ilmassa voida määritellä, tehdään kvalitatiivinen arvio terveysriskistä.

Tavoitteena on saada käsitys kaivosympäristön pitoisuuksista suhteessa paremmin tunnettuihin ympäristöihin, joihin liittyvät terveysriskitkin tunnetaan paremmin.

• Jos aineen pitoisuustaso(haarukka) ilmassa kaivosalueella ja/tai kaivosympäristössä voidaan arvioida, verrataan sitä aineen lakisääteiseen enimmäispitoisuusarvoon ulkoilmassa (raja-arvo tai ohjearvo) (ylitys/alitus kvantitatiivisesti):

Tämä vertailu kertoo, täyttääkö pitoisuus ilmanlaatunormit. Samalla se kertoo epäsuorasti terveysriskin hyväksyttävyydestä, koska raja/ohjearvojen asettamisessa on käytetty myös terveysperusteita.

B. Ulkoilman kaasumaisten epäpuhtauksien terveysriskinarvio toimivan kaivoksen ympäristössä

Toimivasta kaivoksesta saadaan tarkempaa ja yksityiskohtaisempaa, kvantitatiivista tietoa kaasumaisten epäpuhtauksien ilmapäästöistä. Päästöt voidaan mitata ilmasta tai laskea tarkemmin ominaispäästökertoimilla kun tiedossa on tarkat lähtökohtatiedot.

Kaasumaisten epäpuhtauksien terveysriskin arvio kaivosalueen ympäristön väestölle on perusteltua tehdä portaittaisena,riippuen siitä,

• millaisia kaasumaisia päästöjä kaivostoimintaan liittyy
• kuinka paljon päästöjä on
• miten lähellä kaivosaluetta ihmisiä asuu (altistuminen)
• miten merkittäviä päästöt kokonaisuudessaan ovat

Riskinarviossa edetään todetun tai potentiaalisen riskin mukaisesti yksityiskohtaisempaan arvioon.

Menettely voisi olla seuraava:

• Nimeä päästötietojen perusteella arvioitavat kaasumaiset epäpuhtaudet, joiden tiedetään tai voi olettaa nostavan aineen pitoisuutta ilmassa kaivosalueen ulkopuolella.

• Esitä niiden kokonaispäästöt (tonnia/vuosi), yksittäisten päästölähteiden osuus kokonaispäästössä ja niiden synty/päästönopeus (esimerkiksi g/s).

Riskinarvio ilmapitoisuuden perusteella:

• Jos aineen pitoisuus ilmassa on mitattu ja pitoisuudet on tiedossa, terveysriskinrvio tehdään pitoisuustiedon perusteella. Mitatut pitoisuudet ulkoilmasta on paras tieto terveysriskin arvioon, koska pitoisuudelle ulkoilmassa on terveysperusteisia viitearvoja.

Jo toimivan kaivoksen päästöt ulkoilmaan suositellaan selvitettäväksi mittaamalla aineen pitoisuuksia ulkoilmassa kaivosalueella ja/tai sen ympäristössä. Mittaus tulisi tehdä potentiaalisten päästölähteiden lähettyviltä kaivosalueella (todellinen syntyvä päästö ilmaan) ja kaivosalueen ulkopuolella (todellinen pitoisuus ulkoilmassa, jolle potentiaalisesti altistutaan).

• Aineille, joiden pitoisuus ilmassa on mallitettu leviämismallilla, tehdään arvio mallitettujen pitoisuuksien perusteella (aineen kokonaispitoisuus ilmassa).

• Vertaa pitoisuutta ilmassa aineen tavanomaiseen taustatasoon kohteen ympäristössä tai aineen yleiseen taustatasoon, joka edustaa kohdetta.

Jos pitoisuus on tavanomaista luonnon/ympäristön taustatasoa, suora terveyshaitta ei ole todennäköinen.

• Jos pitoisuus on tavanomaista taustatasoa suurempi, vertaa aineen pitoisuutta ilmassa aineen ulkoilman enimmäispitoisuusraja-arvoon/ohjearvoon, jos sellainen relevantti arvo on olemassa.

Esitä vertailuarvon alituksen/ylityksen suuruus.

Jos raja/ohje-arvo ylittyy, tehdään aineelle yksityiskohtaisempi riskinarvio:

• Määrittele kaasumaisen epäpuhtauden vaikutusalue kaivoksen ympäristössä, jota riskinarvio koskee: vaikutusalueella asuva väestö, etäisyydet kohteeseen.

• Vertaa aineen todettuja pitoisuuksia ilmassa haitallisiksi todettuihin pitoisuuksiin ilmassa (todetut haitalliset pitoisuudet ulkoilmassa väestötasolla, haitalliset pitoisuudet työperäisessä altistumisessa).

• Laske karsinogeeniselle aineelle syöpäriski väestötasolla kuvaamaan syöpäriskin suuruutta, jos altistuminen aineelle pystytään määrittämään kvantitaviivisesti ja aineelle on olemassa syöpäriskikerroin.

Riskinarvio päästötietojen perusteella:

• Jos tietoa pitoisuudesta ulkoilmassa ei ole, riskinarvio jää päästömäärien ja päästötietojen varaan. Niistä ei voida tehdä yksityiskohtaista riskinarviota. Päästötiedot voidaan kuitenkin saada todellisina ja tarkempina toimivalta kaivokselta kuin suunnitteluvaiheessa.

Aineille, joiden kokonaispäästö vuodessa on vähäinen, riittää tarkastelu päästöjen pohjalta.

Arviomenettely päästötietojen perusteella on sama kuin kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa:

• Esitetään tiedot kunkin aineen kokonaispäästön määrästä ilmaan kaivoksella (tonnia/vuosi tms. määrä kvantitatiivisesti).

Päästöjen laskentaan käytetään tietoa kuten on käytettävissä:

• mitattua tietoa päästöistä päästölähteistä kun mahdollista
• (ominais) päästökertoimin laskettuja päästöjä
• päästöjä arvioidaan niitä tuottavien prosessitietojen ja käsiteltävien kemikaalimäärien perusteella

• Arvioidaan päästön luonteen ja määrän perusteella vaikutus kaivosalueen ympäristön ilmanlaatuun:

• lisäävätkö päästöt merkittävästi aineen pitoisuutta ilmassa
• päästön vaikutusalue ympäristössä, erityisesti suhteessa asutukseen
• päästöstä aiheutuva terveysriski kvalitatiivisesti kuvaten

• Päästötietojen vertailuun on käytettävissä samat vertailutiedot kuin kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa:

Ilman kaasumaiset kokonaispäästöt Suomessa vuosittain, ja sektoreittain, on kuvattu SYKE:n www-sivuilla, Ilman epäpuhtauksien päästöt Suomessa.

Vertailu muiden toimivien kaivosten päästötietoihin kertoo päästöjen suuruuden suhteessa niihin ja mahdollisesti todetuista vaikutuksista ympäristössä.

On syytä huomata, että päästöjen vertailu kaivokselle lupaprosessissa asetettuihin päästörajoihin ei kerro päästöihin liittyvistä riskeistä, ellei päästörajoja ole asetettu selkeästi terveysperusteisesti, haittaa tuottavista tasoista laskien.

Taustatietoa

Terveysperusteiset viitearvot:

Raja-arvot:

Suomessa on lakisääteiset raja-arvot terveyden suojelemiseksi usealle ulkoilman kaasumaiselle epäpuhtaudelle: .

• Rikkidioksidi (SO₂)
• Typpidioksidi (NO₂)
• Typen oksidit (NOx)
• Hiilimonoksidi (CO)
• Bentseeni

Taulukko. Kaasumaisten ilman epäpuhtauksien raja-arvot ulkoilmassa Suomessa.

Aine	Symboli	Aika	Pitoisuus ilmassa, µg/m3	Sallitut ylitykset vuodessa
Rikkidioksidi	SO2	Tunti	350	24
		Vuorokausi	125	3
Typpidioksidi	NO2	Tunti	200	18
		Vuosi	40
Hiilimonoksidi	CO	8 tuntia	10 000
Bentseeni	C6H6	Vuosi	5

Varoituskynnys

Rikkidioksidille, typpidioksidille ja otsonille (O₃) on annettu ilmassa varoituskynnys, jonka ylittyessä lyhytaikainenkin altistuminen vaarantaa väestön terveyden.

Taulukko. Rikkidioksidin, typpidioksidin ja otsonin varoituskynnysarvot ulkoilmassa.

Aine	Symboli	Aika	Varoituskynnyspitoisuus ulkoilmassa, µg/m3
Rikkidioksidi	SO2	Kolme peräkkäistä	500
Typpidioksidi	NO2	Kolme peräkkäistä	400
Otsoni	O3	Tunti	240

Sen lisäksi pitoisuuksien viitearvoiksi on käytettävissä joitakin ohjearvoja.

Ohjearvot:

Suomi:

Suomessa on annettu v. 1996 kansalliset ohjearvot seuraaville ilman kaasumaisille epäpuhtauksille:

• Rikkidioksidi (SO₂)
• Typpidioksidi (NO₂)
• Hiilimonoksidi (CO)
• Haisevat rikkiyhdisteet (TRS)

Ohjearvot ovat tavoitteita, johon ilmanlaadun parantamisessa pyritään. Ohjearvoja on käytetty ympäristöviranomaisten suunnittelun ja päätöksenteon apuvälineenä ilmansuojeluun , terveydellisten, luontoon sekä viihtyvyyteen kohdistuvien haittojen ehkäiseminen.

Taulukko. Kaasumaisten ilman epäpuhtauksien ohjearvot Suomessa.

Aine	Symboli	Aika	Pitoisuus ilmassa, µg/m3	Tilastollinen määrittely
Rikkidioksidi	SO2	Tunti	250	Kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste
		Vuorokausi	80	Kuukauden toiseksi suurin vrk-arvo
Typpidioksidi	NO2	Tunti	150	Kuukauden tuntiarvojen 99. prosenttipiste
		Vuorokausi	70	Kuukauden toiseksi suurin vrk-arvo
Hiilimonoksidi	CO	Tunti	20 000	Tuntikeskiarvo
	8 tuntia	8000	Liukuva keskiarvo
Haisevat rikkiyhdisteet	TRS	Vuorokausi	10	Kuukauden toiseksi suurin vrk-arvo, ilmaistaan rikkinä

Lisäksi otsonille on asetettu terveyshaittojen ehkäisemiseksi ja vähentämiseksi tavoitearvo 120 µg/m³ (keskiarvon laskenta-aika 8 tuntia), joka saa ylittyä enintään 25 päivänä kalenterivuodessa kolmen vuoden keskiarvona.

Pitkän ajan tavoitteeksi otsonille on asetettu 120 µg/m³ (keskiarvon laskenta-aika 8 tuntia) kalenterivuoden aikana.

Otsoni ei ole tavallinen kaivokselta tuleva ilman epäpuhtaus, mutta yhtenäisyyden vuoksi siihen liittyvät tiedot on sisällytetty tähän, jos sitä joskus on tarpeen arvioida. Otsonille on asetettu erikseen ohjearvot kasvillisuuden suojelemiseksi.

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC)

Bentseeniä lukuun ottamatta haihtuville orgaanisille aineille (VOC), esimerkiksi orgaanisille liuottimille, ei ole lakisääteisiä raja- tai ohjearvoja ulkoilmassa.

Ns. VOC-asetuksessa (435/2001) ja sen muutoksessa on säädetty päästörajoista tyypillisille orgaanisia liuottimia käyttäville toiminnoille. Asetuksen tavoitteena on ”ympäristön pilaantumisen ehkäiseminen ja vähentäminen vähentämällä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöistä ilmaan kohdistuvia välittömiä ja välillisiä vaikutuksia”.

Jos yksittäisiä VOC-yhdisteitä on tarpeen arvioida kaivosympäristössä, VOC-asetus antaa viitteitä päästöjen raja-arvoista. Kaivosta ei ole asetuksessa mainittu .

Yksittäisen aineen haitallisuus ja siihen liittyvä riski on arvioitava spesifisesti lähtien aineen ominaisuuksista, sen toksisuustiedoista ja haitalliseksi tunnetuista pitoisuuksista erillisenä arviona tässä MINERA-mallissa kuvattujen periaatteiden mukaan.

WHO:

WHO on arvioinut joidenkin ulkoilman kaasumaisten epäpuhtauksien terveyshaittoja toistuvasti.

Vuoden 2006 arviossa ulkoilman rikkidioksidille ja typpidioksidille on asetettu seuraavat terveysperusteiset enimmäispitoisuusohjearvot.

Taulukko. WHO:n enimmäispitoisuusohjearvot (air quality guidelines) ulkoilman rikkidioksidille, typpidioksidille ja otsonille.

Aine	Ohjearvo (µg/m<sup<3)	Aika
Rikkidioksidi (SO2)	20	24 tunnin keskiarvo
	500	10 minuutin keskiarvo
Typpidioksidi (NO2)	40	Vuosikeskiarvo
	200	Tuntikeskiarvo
Otsoni (O3)	100	8 tunnin keskiarvo

Nämä WHO:n enimmäispitoisuusohjearvot perustuvat suoraan havaintoihin rikkivedyn, typpidioksidin ja otsonin haitallisista pitoisuuksista ihmiselle ja ovat siten ensisijainen vertailukohta terveysriskinarvioon ja kuvaukseen viite/vertailuarvoina.

Enimmäispitoisuusohjearvojen lisäksi WHO on asettanut ulkoilman otsonipitoisuuksille tavoitearvot (interim target), joihin tulisi pyrkiä, jos varsinainen ohjearvo ylittyy, mutta siihen tasoon hallinnollisin keinoin ei suoraan voida päästä. Tässä ohjearvot on otettu esille niiden sisältämän annos-vastetiedon vuoksi otsonin haitallisuudesta.

Taulukko. WHO:n välitavoitteet ulkoilman otsonin vähentämiselle ja niihin liittyvä terveysriski .

Välitavoite	Päivittäinen maksimi 8 tunnin keskiarvona (µg/m3)	Peruste
Suuret pitoisuudet	240	Merkittäviä terveyshaittoja; huomattava osa erityisherkistä ryhmistä saa oireita
Välitavoite-1 (IT-1)	160	Tärkeitä terveyshaittoja: ei takaa riittävää suojaa väestötasolla. Altistumisen tälle pitoisuustasolle on havaittu aiheuttavan fysiologisia ja tulehdusmuutoksia keuhkoissa terveissä nuorissa aikuisissa rasituksen yhteydessä, terveysvaikutuksia lapsissa ja arviolta 3-5 % lisäyksen ihmisten kuolleisuudessa
Ohjearvo	100	Riittävä suojelu väestölle, mutta jonkin verran haittavaikutuksia saattaa esiintyä tätäkin pienemmillä pitoisuuksilla. Arviolta 1-2 % lisäys ihmisten kuolleisuudessa väestötasolla. Todennäköistä, että ilmassa on muita samantapaisia hapettavia epäpuhtauksia.

Ulkoilman otsoniin liittyvälle kuolleisuuden lisäykselle väestötasolle on annettu seuraava riippuvuus:

0.3-0.5 % lisäys kuolleisuudessa per 10 µg/m³ otsonipitoisuuden lisäys 8 tunnin keskiarvoon ilman otsonipitoisuuden 70 µg/m³ yläpuolella.

Ulkoilman rikkidioksidille, typen oksideille ja otsonille on erikseen raja- ja tavoitearvot kasvillisuuden suojelemiselle ja ohjearvo ekosysteemin suojelemiseksi rikkilaskeumalle.

Kaasumaisten epäpuhtauksien pitoisuuksia ulkoilmassa Suomessa

Ilmanlaatuportaalissa on tietoa ilman kaasumaisten epäpuhtauksien pitoisuuksista Suomessa eri paikkakunnilta reaaliaikaisena, mittausasemasta riippuen seuraavista aineista (11.5.2012-tilanne):

• Typpidioksidi (NO₂)
• Hiilimonoksidi (häkä) (CO)
• Otsoni (O₃)

Tämän lisäksi Ilmanlaatuportaalin kautta on mahdollista saada tarkistettua pitoisuustietoa takautuvasti läpi Suomen sijaitsevilta mittausasemilta seuraavista kaasumaisista ulkoilman epäpuhtauksista:

• Typpidioksidi (NO₂)
• Rikkidioksidi (SO₂)
• Haisevat rikkiyhdisteet (TRS)
• Hiilimoksidi (häkä) (CO)
• Otsoni (O₃)

Ilmanlaatuportaalista käy ilmi (11.5.2012), että kaasumaisten ilman epäpuhtauksien pitoisuudet ovat olleet keskimäärin seuraavaa tasoa Suomessa viime vuosina.

Tiedot on portaalin pitoisuuksia esittävistä kuvista, tavoitteena esittää pitoisuuksien yleinen keskimääräinen taso. Käytä riskinarvioon näiden sijaan tarkkoja paikkakuntakohtaisia pitoisuuksia Ilmanlaatuportaalista.

Taulukko. Ulkoilman kaasumaisten epäpuhtauksien keskimääräiset pitoisuudet ulkoilmassa Suomessa viime vuosina.

Aine	Pitoisuustaso (µg/m3)	Mitä pitoisuus esittää	Ajankohta
Typpidioksidi (NO2)	10-30	Vuosikeskiarvo	V. 2005
Rikkidioksidi (SO2)	< 10	Vuosikeskiarvo	V. 1995-2008
Hiilimonoksidi (häkä) (CO)	< 4000	Korkein 8 tunnin keskiarvo	V. 2002-2005
Haisevat rikkiyhdisteet (TRS)	< 10	Kuukauden toiseksi korkein vuorokausiarvo	V. 2005
Bentseeni	< 2	Kahden viikon näytteiden keskiarvo	V. 2002-2007
Otsoni (O3)	40-70	Vuosikeskiarvo	V. 2006-2008

Rikkidioksidi (SO₂)

Ulkoilman rikkidioksidipitoisuuksista (SO₂) eri paikkakunnilla Suomessa vuosina 1985-2000 on yhteenveto raportissa Ilmanlaatu Suomessa – Mitatut pitoisuudet suhteessa ohje- ja raja-arvoihin sekä vertailuja eurooppalaisiin pitoisuustasoihin. Sekä päästöissä että ilmapitoisuuksissa oli laskeva trendi. Pitoisuuksien vuosikeskiarvot ovat olleet < 10 µg/m³ ja korkeimmat vuorokausikeskiarvot alle 80 µg/m³.

Energiantuotanto ja teollisuussektori olivat pääasiallisia päästölähteitä. Esimerkiski Harjavallan ympäristössä on mitattu vielä korkeita huippupitoisuuksia (300-500 µg/m³). Myös nämä pitoisuustiedot on nykyään Ilmanlaatuportaalissa, koska ILSE-tietokanta on siirretty siihen portaalia luotaessa.

Ulkoilman rikkidioksidi (SO₂)- ja typenoksidipitoisuustietoa (mukaan lukien typpidioksidi, NO₂) Suomesta vuosilta 1994-1998 on myös raportissa Ilmanlaadun alustava arviointi Suomessa. Rikkidioksidi, typen oksidit, PM10 ja lyijy. Raportissa on tietoa kyseisen ajankohdan päästöistä ja alueellista tietoa pitoisuuksista. Lisäksi raportissa esitetään taajama- ja teollisuusalueen päästöistä mallittamalla saatuja ulkoilman rikkidioksidi- ja typenoksidipitoisuuksia (myös pistelähteistä). Raportista saa vertailutietoa erityisesti teollisuusprosessien tuottamista päästöistä (mitattua ja mallitettua), ajalta, jolloin päästöt olivat nykyistä runsaampia.

Typpidioksidi (NO₂)

Vanhempaa tietoa ulkoilman typpidioksidipitoisuuksista (NO₂) Suomessa eri paikkakunnilla (vuosilta 1987-2000) on samassa Ilmatieteen laitoksen raportissa, pääasiassa taajamista. Esimerkiksi v. 2000 tieliikenteen osuus on ollut 45 % päästöistä ja muiden liikkuvien lähteiden ja työkoneiden osuus 20 %, joten liikenne ja työkoneet (pakokaasut) on niiden merkittävä päästölähde.

Taajamissa pitoisuudet ovat olleet keskimäärin 6 kertaa korkeammat kuin taajamien ulkopuolella. Samana vuonna NO₂ vuosikeskiarvot ovat jääneet mittausasemilla alle 35 µg/m³. Tiedot ovat nykyään myös Ilmanlaatuportaalissa.

Haisevat rikkiyhisteet (TRS)

Haisevia rikkiyhdisteitä (TRS, Total Reduced Sulfur) on seurattu myös systemaattisesti mittausasemilla Suomessa, pääasiassa teollisuuspaikkakunnilla ja erityisesti näitä päästöjä tuottaneilla paikkakunnilla (mm. selluteollisuus). Yhteenveto TRS:n seurantatiedoista ulkoilmassa Suomessa vuosilta 1993-2000 on raportissa Ilmanlaatu Suomessa – Mitatut pitoisuudet suhteessa ohje- ja raja-arvoihin sekä vertailuja eurooppalaisiin pitoisuustasoihin.

Haisevia rikkiyhdisteitä (TRS) ovat mm. :

• Rikkivety (H₂S)
• Metaanitioli (CH₃SH)
• Dimetyylisulfidi (CH₃SCH₃)
• Dimetyylidisulfidi(CH₃SSCH₃)
• Rikkihiili (CS₂)

Haisevia rikkiyhdisteitä voi joutua ilmaan sulfaattiselluloosateollisuudessa, jätevedenkäsittelyssä, viskoosikuiden tuotannossa (rikkihiili) ja kuten tiedetään, myös kaivosprosesseissa.

TRS-yhdisteissä rikki on pelkistyneessä muodossa (tästä nimitys TRS-aineet). TRS-aineisiin liittyy epämiellyttävä haju ja hajuhaitat (LINKKI kohtaan Haju).

TRS-aineet hapettuvat ilmakehässä, yleensä muutaman päivän kuluessa, hydroksyyliradikaalien vaikutuksesta karbonyylisulfidiksi (COS) ja rikkidioksidiksi (SO₂) ja muiksi hapettuneiksi rikkiyhdisteiksi. Pelkistyneiden rikkiyhdisteiden päästöt on ilmoitetu usein rikkidioksidipäästön osana.

TSR-aineiden pitoisuudet ilmoitetaan, mittaustavasta johtuen, kokonaismääränä. Rutiiniseurantamenetelmässä TSR-aineet on hapetettu rikkidioksidiksi ja mitattu muodostuneena rikkidioksidina.

Vuonna 2000 TSR-aineiden vuosikeskiarvot mittausasemilla ovat olleet välillä 0.2-2.5 µg/m³ ja kuukauden 2. korkeimmat pitoisuudet välillä 2-20 µg/m³.

Hiilimonoksidi (häkä, CO)

Tietoa ulkoilman hiilimonoksidipitoisuuksista (CO, häkä) Suomessa vuoteen 2000 saakka, lähinnä taajama-alueiden mittausasemilta, on raportissa Ilmanlaatu Suomessa – Mitatut pitoisuudet suhteessa ohje- ja raja-arvoihin sekä vertailuja eurooppalaisiin pitoisuustasoihin.

Hiilimonoksidin päälähde on liikenne, autojen pakokaasut. Vuonna 2000 tieliikenteen osuus hiilimonoksidipäästöissä on 48 %.

Hiilimonoksidin vuosikeskiarvot ovat vuonna 2000 olleet alle 600 µg/m³ ja korkein 8 tunnin keskiarvo 2000-6000 µg/m³.

Otsoni (O₃)

Myös Suomen ulkoilman mitatuista otsonipitoisuuksista vuosina 1987-2000 on tehty yhteenveto. Vanhempaa tietoa otsonipitoisuuksista ulkoilmassa löytyy tarvittaessa tästä raportista.

Otsonia ei yleensä tule sellaisenaan päästönä ulkoilmaan mistään, vaan se muodostuu ilmassa hiilivetyjen, typen oksidien ja hiilimonoksidin välisissä valokemiallisissa reaktioissa, tuntien ja päivien kuluessa. Toisaalta runsaasti epäpuhtauksia sisältävässä ilmassa muodostunutta otsonia kuluu ilmakemian reaktioissa ja pitoisuudet laskevat. Pitoisuus on muodostumis- ja poistumisreaktioiden summa. Siten kaukana näistä muista päästölähteistä ilman otsonipitoisuudet voivat olla korkeampia, ja pitoisuuden vaihtelu suurempaa.

Mallitettuja pitoisuuksia

Ilmatieteen laitos on mallittanut runsaasti ulkoilman rikki- ja typpidioksidipitoisuuksia erilaisista päästölähteistä 1990-luvulla.

Suurimmat mallitetut rikkidioksidipitoisuuden (SO₂) vuosikeskiarvot ovat olleet v. 1994 tilanteen mukaan:

• Kaupungeissa 3-4 µg/m³
• Kaupunkien yksittäisissä laskentapisteissä 6 µg/m³
• Muilla tutkimusalueilla 1-5 µg/m³
• Yksittäisillä teollisuus- ja voimalaitoksilla <1 µg/m³
• Yksittäisillä laitoksilla 2-3 µg/m³

Ilmatieteen laitoksen HILATAR-mallin mukaan v. 1998 alueelliset ulkoilman rikkidioksidipitoisuudet (talvikeskiarvot) ovat olleet seuraavat:

• Etelä-Suomessa 2-5 µg/m³
• Keski-Suomessa 1-2 µg/m³
• Pohjois-Suomen luoteisosassa 0.5-1 µg/m³

EMEP-kaukokulkeumamalli on antanut samanlaisia tuloksia.

Suurimmat mallitetut rikkidioksidipitoisuudet (SO₂) yksittäisissä tarkastelupisteissä kaupungeissa ovat olleet esimerkiksi:

• Turun seudulla 110 µg/m³
• Heinolassa 50 µg/m³
• Muilla paikkakunnilla 10-20 µg/m³

Typenoksidipäästöjä ulkoilmassa on myös mallitettu kattavasti Suomessa eri ympäristöissä 1990-luvulla. Suurimmat mallitetut typpidioksidipitoisuuden (NO₂) vuosikeskiarvot ovat olleet:

• Kaupunkien keskustassa ja vilkkaiden liikenneväylien varrella 40 µg/m³
• Pienempien kaupunkien keskusta-alueilla 30 µg/m³
• Yksittäisillä teollisuus- ja voimalaitoksilla <1 µg/m³

Suurimmat mallitetut typpidioksidipitoisuudet (NO₂) yksittäisissä tarkastelupisteissä kaupungeissa (tuntikeskiarvot) ovat olleet esimerkkinä seuraavia:

• Pääkaupunkiseutu: 400 µg/m³
• Turun seutu, Lahti: 300 µg/m³
• Tornio: 200 µg/m³
• Voimalaitokset ja teollisuuden päästölähteet: 50 µg/m³

Ilmatieteen laitoksen HILATAR-mallin mukaan v. 1998 alueelliset ulkoilman typenoksidipitoisuuksien (mukana myös muut kuin NO₂) vuosikeskiarvot ovat olleet seuraavat:

• Pääkaupunkiseutu : >8 µg/m³
• Etelä- ja Lounais-Suomi: 3-8 µg/m³
• Keski-Suomi, Oulu: 1-3 µg/m³
• Pohjois-Suomi: <1 µg/m³

EMEP-kaukokulkeumamalli on antanut samanlaisia tuloksia.

Kaasumaisten ilman epäpuhtauksien ominaisuuksia

Rikkidioksidi (SO₂)

Historiallisesti fossiilisten polttoaineiden poltto (erityisesti hiili) on ulkoilman rikkidioksidin (SO₂) pääasiallinen lähde. Nämä päästöt ovat kuitenkin vähentyneet ja koneiden pakokaasu- ja teollisuuspäästöt ovat nykyään merkittäviä lähteitä.

SO₂ hapettuu ilmassa olevien hiukkasten pinnalla metallikatalyyttien vaikutuksesta rikkihapokkeeksi (sulfurous acid) ja rikkihapoksi, jotka ovat happoina syövyttäviä.

Niiden neutraloituminen ammoniakin vaikutuksesta johtaa bisulfaattien ja sulfaatin syntymiseen.

Kokonaisuudessaan ulkoilman SO₂päästöt ovat vähentyneet kaikkialla. Luonnon taustataso Euroopassakin on noin 5 µg/m³.

Tavanomaisessa ulkoilmassa SO₂ on poikkeuksetta yhdessä PM:n kanssa, koska molempia syntyy palamis/polttoprosesseissa. Hiukkaset ilmeisesti toimivat vielä SO₂:n kuljettajina hengitysteihin (hiukkasten pinnalla). Siksi väestötason tutkimuksissa on ollut vaikea saada selville, mitkä terveysvaikutukset johtuvat SO₂:sta, mitkä hiukkasista. Kokeellisten tutkimusten perusteella SO₂:lla tiedetään olevan omia haittavaikutuksia, mutta alimman haitallisen pitoisuuden osoittaminen ulkoilmassa väestötasolla on ollut vaikeaa/käytännössä mahdotonta (samanaikaiset vaikutukset).

Typpidioksidi (NO₂)

Typpidioksidi (NO₂) on tavanomainen ulkoilman kaasu, jolla on luonnon lähteitä:

• Sitä muodostuu ilmassa ilmakehän typpioksidista (NO)
• Tulivuorten toiminta
• Bakteeritoiminta
• Salamointi

ja erityisesti

ihmisen toiminnasta johtuvia päästöjä:

• Kaikki polttoprosessit (lämmitys, energiantuotanto)
• Liikennepäästöt (pakokaasut)

NO₂ on tärkeä ja keskeinen tekijä ulkoilman ilmakemian reaktioissa ja muuntuu niissä itsekin koko ajan.

NO₂

• on yhdessä typpioksidin (NO) kanssa tärkein troposfeerin hapetuskapasiteetin säätelijä ilmakemian reaktioissa (esimerkiksi hydroksyyliradikaalien synty ja kulutus)
• vaikuttaa keskeisesti ilman otsonipitoisuuteen (NO₂:n fotolyysi käynnistää otsonin fotokemiallisen muodostumisen ilmassa)
• on vahva hapetin ja reagoi veden kanssa muodostaen typpihappoa ja typpioksidia (NO)
• on keskeinen lähde näissä reaktioissa ilman sekundaarihiukkasille (pien- ja ultrapienhiukkasille)
• absorboi näkyvää valoa ja vaikuttaa näkyvyyteen (ilman kirkkauteen) luonnossa
• absorboi näkyvää valoa ja vaikuttaa osaltaan ilmaston muutokseen

Tärkein NO₂ tuottava reaktio ulkoilmassa on otsonin (O₃) aiheuttama typpioksidin (NO) (nopea) hapettuminen NO₂:si.

NO₂ ei siis esiinny ulkoilmassa yksin vaan aina osana ilmansaasteseosta. Tästä syystä sen omia terveyshaittoja on vaikea tunnistaa ja erottaa esimerkiksi pienhiukkasten terveysvaikutuksista ulkoilmassa.

Haitalliset terveysvaikutukset

Rikkidioksidi (SO₂)

SO₂ on hyvin vesiliukoista ja imeytyy tehokkaasti jo nenästä ja ylemmistä hengitysteistä. Rasitus (hengitys voimistuu) edistää sen pääsyä syvemmälle hengitysteihin.

Hyvin suuret pitoisuudet koe-eläimissä

• vaurioittavat hengitysteiden epiteeliä
• hidastavat värekarvojen hoitamaa puhdistustoimintaa
• aiheuttavat hengitysteiden supistumista

Ihmisten herkkyys hengitetylle SO₂ on yksilöllistä. Toiset reagoivat jo huomattavasti pienempiin pitoisuuksiin kuin toiset. Astmaatikot ovat erityisen herkkiä saamaan oireita. He ovat erityisherkkä ryhmä.

Hengitetylle SO₂:lle reagoidaan välittömästi. Vaikutus menee myös nopeasti ohi kun altistuminen loppuu tai vähenee. Kylmä ilma vahvistaa vaikutuksia.

SO₂:lla oletetaan olevan haittavaikutusten suhteen jatkuva annos-vaikutussuhde (ei kynnyspitoisuutta).

Akuutit vaikutukset ihmisille (altistuminen alle vuorokausi):

SO₂ tuottaa lyhytaikaisessa altistumisessa haittavaikutuksia vasta hyvin suurilla pitoisuuksilla ilmassa.

Terveillä vapaaehtoisilla tehdyissä kammioaltistuskokeissa rikkidioksidille (SO₂) on havaittu seuraava annos-vaste hengitysfunktioissa (10 minuutin altistuminen):

• Heikentymä keuhkofunktioissa: 11 440 µg/m³, 14300 µg/m³
• Ei merkittäviä muutoksia: 2680 µg/m³

Astmaatikoilla pienimmät SO₂ -pitoisuudet, jotka ovat heikentäneet akuutisti (altistumisaika alle vuorokausi) hengitysfunktioita, rasituksessa, ovat olleet 1144 µg/m³. Pitoisuudella 572 µg/m³ ei ole havaittu merkittävää vaikutusta.

Muutoksia sydämen sähkökäyrässä on havaittu jo pitoisuudella 572 µg/m³. SO₂ mahdollisesti vaikuttaa autonomisen hermoston toimintaan jo tätä pienemmilläkin pitoisuuksilla.

Altistumisen kesto yli vuorokauden:

SO₂ on jo huomattavasti haitallisempaa kun altistuminen on pitempiaikaista (kestää yli vuorokauden).

Kun SO₂-pitoisuus on noin 40-50 µg/m³, on havaittu seuraavia haittavaikutuksia:

• Päivittäinen kokonaiskuolleisuus lisääntyy
• Päivittäinen kuolleisuus sydän- ja verisuonisairauksiin lisääntyy
• Sisäänotto sairaalaan hengitystieperäisistä syistä lisääntyy

Näille vaikutuksille ei ole voitu osoittaa SO₂:lle kynnyspitoisuutta eli haitatonta pitoisuutta ei tiedetä. Riski kasvaa altistumisen lisääntyessä.

Pitkäaikainen, jatkuva altistuminen:

Pitkäkestoinen altistuminen kaupunkiympäristössä SO₂-tasoille 18-27 µg/m³ on jo yhdistetty terveyshaittoihin, mutta vaikutuksia on vaikea erottaa muiden samaan aikaan vaikuttavien ilmansaasteiden vaikutuksista (esimerkiksi PM). Nämä pitoisuudet ovat samaa tasoa kuin WHO:n terveysperusteinen enimmäispitoisuusohjearvo, 20 µg/m³ (LINKKI WHO;n ohjearvoihin), joka on asetettu varovaisuusperiaatteella, suojelemaan SO₂:n terveyshaitoilta.

Ulkoilman SO₂-pitoisuus 20 µg/m³ on paras tieto pienimmäksi haitalliseksi tunnetuksi pitoisuudeksi (LOAEL) ihmisille riskin kuvaukseen, vaikka todennäköisesti mitään kynnyspitoisuutta haittavaikutuuksille ei ole.

WHO ei ole asettanut terveysperusteista enimmäispitoisuusohjearvoa pitkäaikaiselle SO₂-altistumiselle, koska 24 tunnin ohjearvon katsotaan suojelevan myös pitkäaikaisaltistumisen osalta.

Typpidioksidi (NO₂)

NO₂ imeytyy 70-90 % elimistöön hengitysteistä. Silti haitalliset aikutukset kohdistuvat pääasiassa hengitysteihin.

Eläinkokeista ja ihmisten kokeellisesta altistamisesta pelkälle typpidioksidille (NO₂) tiedetään, että sillä on monenlaisia haitallisia vaikutuksia hengitettynä hengitysteissä.

Sen on havaittu vaikuttavan

• keuhkojen metaboliatoimintoihin
• keuhkojen hengitysfunktioon
• keuhkojen rakenteeseen (epiteelisolumuutoksiin keuhkoissa)
• aiheuttavan tulehdusta keuhkoissa
• alentavan hengitysteiden puolustuskykyä tulehduksia vastaan

Nämä kaikki haitalliset vaikutukset ilmenevät hyvin suurilla NO₂-pitoisuuksilla (500-1800-3000 µg/m³).

Kokeellisista tutkimuksista ihmisillä tiedetään, että ihmiset, joilla on ennestään jokin hengitysteiden sairaus (astma, krooninen keuhkoahtauma, krooninen keuhkotulehdus) ovat tavanomaista herkempiä NO₂ aiheuttamille haitoille. He ensimmäisenä saavat oireita kun NO₂-pitoisuus ulkoilmassa nousee ja ovat erityisherkkä ryhmä.

Alin NO₂-pitoisuus, jolla on havaittu selvä suora haitallinen vaikutus astmaatikkojen hengitystoimintoihin on 560 µg/m³. Yksitäisissä tutkimuksissa vaikutuksia on havaittu kun ilman NO₂-pitoisuus on ollut yli 200 µg/m³.

Terveillä aikuisilla ihmisillä haittoja hengitysteissä alkaa ilmetä, kun NO₂-pitoisuus kohoaa yli 1800 µg/m³.

WHO:n vuoden 2006 arviossa alimpana haitallisena NO₂-pitoisuutena pidetään NO₂-pitoisuutta 200 µg/m³.

NO₂-pitoisuutta 200 µg/m³ voidaan pitää alimpana haitallisena pitoisuutena ihmisille (LOAEL-arvona) Riskin kuvauksessa.

Toistaiseksi ei tiedetä, lisääkö NO₂ syöpäriskiä.

Vaikka NO₂ omat suorat haittavaikutukset ilmenevät huomattavasti suuremmilla pitoisuuksilla kuin sen ulkoilmassa esiintyvät pitoisuudet ovat, NO₂ käsitellään kiinteänä osana muuta ulko-ilman saastetta ja esimerkiksi WHO:n terveysperusteiset enimmäispitoisuusohjearvot ulkoilmassa on asetettu seosvaikutuksen perusteella.

NO₂ on hyvä liikenteen ilmapäästöjen indikaattori.

Katso myös

Muita Minera-projektin tuotoksia

Minera-mallin sovelluksia	· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti
Muut	· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus
Muita kaivostoimintaan liittyvää	· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi