Ero sivun ”Pienhiukkaspäästöt Raumalla” versioiden välillä

Nykyinen versio 19. maaliskuuta 2014 kello 07.56

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään muuttuja. Sivutunniste: Op_fi3190
Moderaattori:Jouni (katso kaikki) Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3190}}

Edistymisluokitus

Opasnetissa lukuisat sivut ovat työn alla eri vaiheissa. Niiden tietosisältöön pitää siis suhtautua harkiten. Tämän sivun sisällön edistyminen on arvioitu:

Tämä sivu on täysluonnos: Sivu on kirjoitettu kertaalleen alusta loppuun eli kaikki olennaiset sisällöt ovat jo paikoillaan. Kuitenkaan sisältöjä ei ole vielä kunnolla tarkistettu, ja esimerkiksi tärkeitä viitteitä voi puuttua.

Kysymys

Kuinka suuret ovat pienhiukkaspäästöt Raumalla, ja mitä terveysvaikutuksia niillä on?

Erityisesti kiinnostavat satamatoiminnasta aiheutuvat päästöt.

Vastaus

Malliajo

**Ylimääräisiä kuolemantapauksia vuodessa**
Vaihtoehto	Tulos
Rakennemalli 1	2.83
Rakennemalli 2	2.28
Rakennemalli 3	2.79

Yleiskaavan rakennemallien tarkemmat kuvaukset ovat sivulla Rauman sataman laajennuksen vaikutus terveyteen.

Perustelut

⇤#: Käytetty leviämis- ja altistumalli on tarkkuudeltaan vain yksi kilometri. Kilometriresoluutio on riittämätön. Malli antaa vain karkeita arvioita ja luultavasti vähättelee vaihtoehtojen eroja ja kokonaisvaikutuksia. --Jouni Tuomisto 25. lokakuuta 2012 kello 00.24 (EEST)

⇤#: Totta on, että malli vähättelee muutaman sadan metrin säteellä päästölähteestä tapahtuvaa altistumista. Kuitenkin virheen suunta on tiedossa, ja tässä tapauksessa se vähättelee erityisesti rakennemallin 1 ja 3 terveyshaittoja, jotka sisältävät enemmän liikennettä keskustassa. Tälläkin tarkkuudella haitat osoittautuivat suuremmiksi kuin rakenennemallissa 2. Niinpä malli täyttää tehtävänsä kysymyksessä, onko rakennemallien välillä todennäköisesti eroja terveyshaitassa. Näyttäisi olevan. --Jouni Tuomisto 25. lokakuuta 2012 kello 11.26 (EEST)

Laskenta

HUOM! Tällä hetkellä malli laskee ainoastaan pienhiukkaspäästön leviämisen 10-15 km:n säteellä olevaan väestöön. Mallia päivitetään jatkuvasti.

Oletusajon koodi: BJ9p0oAwwPRGJ2sg (1000 iteraatiota 4 min 20 s)

+ Näytä koodi - Piilota koodi


library(OpasnetUtils)
library(ggplot2)
library(xtable)
library(OpasnetUtilsExt)
library(rgdal)
library(maptools)
library(RColorBrewer)
library(classInt)
library(raster)

# Graph settings?

par(mfrow=c(6,1), mar=c(3,1,0,1), cex=1.5)

colorstrip <- function(colors, labels) {
	count <- length(colors)
	m <- matrix(1:count, count, 1)
	image(m, col=colors, ylab="", axes=FALSE)
	axis(1,approx(c(0, 1), n=length(labels))$y, labels)
}

# suorite

data <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi3190"), objname = "suorite")
data <- data[data$Ajoneuvo != "Laiva", ] # Laivoista on suoraan PM-päästöt, joten ei lasketa suoritteesta.
data$suoriteResult <- data$suoriteLiikennemäärä * as.numeric(as.character(data$suoritePituus))

suorite <- new("ovariable",
	name = "suorite",
	data = data
)

if(intermediates) {cat("Liikennesuorite.\n"); print(xtable(suorite@data), type = 'html')}

# Päästö

Päästö <- new(
	"ovariable", 
	name = "Päästö",
	dependencies = data.frame(Name = "tieliikennepäästöt", Key = "0194s0uuucjxq8Wi"),
	formula = function(dependencies, ...) {
		ComputeDependencies(dependencies, ...)

		out <- tieliikennepäästöt * 365 * 1E-6 # Muutetaan päiväpäästö vuosipäästöksi ja grammat tonneiksi

		return(out)
	}
)

# Muita tarpeellisia arvoja

bg.mort <- 45182 / 5203826 # same values as used in PILTTI

erf <- 0.0097 # J. T. Tuomisto, A. Wilson, et al. Uncertainty in mortality response to airborne fine particulate matter... 2008
# unit: m^3 /ug

# Ovariablet

## Pitoisuudet

Pitoisuus <- new(
	"ovariable", 
	name = "Pitoisuus",
	dependencies = data.frame(
		Name = c("Päästö", "LO", "LA")
	),
	formula =  function(dependencies, ...) {
		ComputeDependencies(dependencies, ...)

		temp <- GIS.Concentration.matrix(Päästö, LO, LA, ...)

		return(temp)
	} 
)

## Altistuminen

Altistuminen <- new(
	"ovariable", 
	name = "Altistuminen", 
	dependencies = data.frame(
		Name = c("Pitoisuus", "LO", "LA")
	),
	formula = function(dependencies, ...) {
		ComputeDependencies(dependencies, ...)

		out <- GIS.Exposure(Pitoisuus, LO, LA, ...)

		return(out)
	}
)

## Terveysvaikutukset

Terveysvaikutukset <- new(
	"ovariable", 
	name = "Terveysvaikutukset", 
	dependencies = data.frame(
		Name = c("Altistuminen", "erf", "bg.mort")
	),
	formula = function(dependencies, ...) {
		ComputeDependencies(dependencies, ...)
	
		out <- Altistuminen * erf * bg.mort
	
		return(out)
	}
)

Päästö.temp <- EvalOutput(Päästö, N = N)
temp <- Päästö.temp@output[Päästö.temp@output$Saaste == "PM", ] # Valitaan vain PM-rivit.

if(intermediates) {cat("Yksityiskohtaiset päästötiedot (ei laivoja).\n"); print(xtable(temp), type = 'html')}

temp <- as.data.frame(as.table(tapply(temp$PäästöResult, temp[c("LA", "LO", "Vaihtoehto", "Saaste", "PäästöSource")], sum)))
temp <- temp[!is.na(temp$Freq), ] # Pudotetaan tyhjät rivit pois.
colnames(temp)[colnames(temp) == "Freq"] <- "PäästöResult"

# Laivoista on suoraan PM-päästöt, joten ne otetaan tässä mukaan päästöihin.

laivat <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi3190"))
laivat <- laivat[laivat$Ajoneuvo == "Laiva", c("Vaihtoehto", "LA", "LO", "Liikennemäärä")] 

colnames(laivat)[colnames(laivat) == "Liikennemäärä"] <- "PäästöResult"
laivat$Saaste <- "PM"
laivat$PäästöSource <- "Data"

if(intermediates) {cat("Laivojen päästöt.\n"); print(xtable(laivat), type = 'html')}

Päästö.temp@output <- rbind(temp, laivat)

cat("Kokonaispienhiukkaspäästöt eri pisteistä.\n")
print(xtable(Päästö.temp@output), type = 'html')

Lopputulos <- data.frame() # Tähän taulukkoon kerätään data

for(i in 1:nrow(Päästö.temp@output)) {

	# Tässä käydään läpi yksi päästöpiste ja vaihtoehto kerrallaan ja lasketaan sille pitoisuus, altistus ja terveysvaikutus.

	Päästö <- Päästö.temp@output$PäästöResult[i]
	LA <- as.numeric(as.character(Päästö.temp@output$LA[i]))
	LO <- as.numeric(as.character(Päästö.temp@output$LO[i]))

	# EvalOutput käyttää tilapäisiä, rivikohtaisia tietoja. Kunkin rivin tulos lisätään lopputulokseen.

	Lopputulos <- rbind(
		Lopputulos, 
		merge(
			Päästö.temp@output[i, ], 
			EvalOutput(Terveysvaikutukset, N = N)@output, by = NULL
		)
	)

	# Nollataan Altistuminen ja Pitoisuus, jotta malli laskee ne uusiksi uudelle päästölle.

	Altistuminen@output <- data.frame()
	Pitoisuus@output <- data.frame()

}

if(intermediates) {cat("Yksityiskohtainen lopputulos.\n"); print(xtable(Lopputulos[Lopputulos$Iter == 1, ]), type = 'html')}

temp <- as.data.frame(as.table(tapply(Lopputulos$TerveysvaikutuksetResult, Lopputulos[c("Vaihtoehto", "Iter")], sum)))

if(N > 10) {ggplot(temp, aes(x = Freq, fill = Vaihtoehto)) + geom_density(alpha = 0.2)}

cat("Pienhiukkasten aiheuttamia ylimääräisiä kuolemantapauksia vuodessa.\n")

print(xtable(as.data.frame(as.table(tapply(temp$Freq, temp[c("Vaihtoehto")], mean)))), type = 'html')

#################################

# Draw a concentration map.

cat("Esimerkki yhden päästöpisteen aiheuttamasta pitoisuuskentästä.\n")

temp <- EvalOutput(Pitoisuus, N = 1)

temp2 <- gsub("\\(", "", temp@output$LObin)
temp2 <- gsub("\\]", "", temp2)
temp2 <- strsplit(temp2, ",")

temp3 <- c()

for(i in 1:length(temp2)) {
	a <- as.numeric(temp2[[i]][1])
	b <- as.numeric(temp2[[i]][2])
	temp3[i] <- ((a + b) / 2)
}

temp@output$LO <- temp3

temp2 <- gsub("\\(", "", temp@output$LAbin)
temp2 <- gsub("\\]", "", temp2)

temp2 <- strsplit(temp2, ",")

temp3 <- c()

for(i in 1:length(temp2)) {
	a <- as.numeric(temp2[[i]][1])
	b <- as.numeric(temp2[[i]][2])
	temp3[i] <- ((a + b) / 2)
}

temp@output$LA <- temp3

#print(temp)

data <- data.frame(LO=temp@output$LO, LA=temp@output$LA, concentration=temp@output$PitoisuusResult)

data$truncated_concentration <- ifelse(data$concentration > 1, 1, data$concentration)

# Plot the data
coordinates(data)=c("LO","LA")
proj4string(data)<-("+init=epsg:4326")
epsg4326String <- CRS("+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs")
shp<-spTransform(data,epsg4326String)

#Create blank raster
rast<-raster()

#Set raster extent to that of point data
extent(rast)<-extent(shp)

#Choose number of columns and rows
ncol(rast) <- 41
nrow(rast) <- 41

#cat("<span style='font-size: 1.2em;font-weight:bold;'>PM2.5</span>\n")

#Rasterize point data
rast2<-rasterize(shp, rast, shp$truncated_concentration, fun=mean)

steps <- c(0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1)
colors <- rev(rainbow(length(steps), start=0, end=0.50))

colorstrip(colors, steps)

#Plot data
google.show_raster_on_maps(rast2, col=colors, style="height:500px;")

Ovariablet:

Terveysvaikutukset: syötteenä Altistuminen * erf * bg.mort
- erf: vakio, annetaan koodissa
- bg.mort: vakio, annetaan koodissa
- Altistuminen: syötteenä Pitoisuus, LO, LA
  - Käytetään funktiota GIS.Exposure(Pitoisuus, LO, LA, ...)
  - LO ja LA: saadaan muuttujan Pitoisuus sarakkeista LO ja LA.
  - Pitoisuus: syötteenä Päästö, LO, LA.
    - LO ja LA: saadaan muuttujan Päästö sarakkeista LO ja LA.
    - Käytetään funktiota GIS.Concentration.matrix(Päästö, LO, LA, ...)
    - Päästö: syötteenä Tieliikennepäästöt (tässä kohdassa lähinnä yksikköskaalausta).
      - Tieliikennepäästöt: käyttää metodia Tieliikennepäästöt ja muuttujaa suorite.
        suorite: luodaan tämän sivun (Pienhiukkaspäästöt Raumalla) datataulusta.

Data

Pienhiukkaspäästöt Raumalla(-)
Obs	Vaihtoehto	Ajoneuvo	Ajotapa	LA	LO	Unit	Liikennemäärä	Pituus	Description
1	Rakennemalli 1	Täysperävaunuyhdistelmä	Maantieajo 70 % kuormalla	61.131634	21.491318	kpl-km /d	2662	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
2	Rakennemalli 1	Sähköjuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	6953	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
3	Rakennemalli 1	Dieseljuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	6953	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
4	Rakennemalli 2	Täysperävaunuyhdistelmä	Maantieajo 70 % kuormalla	61.131634	21.491318	kpl-km /d	1246	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
5	Rakennemalli 2	Täysperävaunuyhdistelmä	Maantieajo 70 % kuormalla	61.106698	21.492348	kpl-km /d	1653	10.1	Päästöpiste oletetaan valtatielle 8.
6	Rakennemalli 2	Sähköjuna		61.097802	21.492691	ton-km /d	2775	14.9	Päästöpiste oletetaan eteläiselle ratalinjaukselle
7	Rakennemalli 2	Dieseljuna		61.097802	21.492691	ton-km /d	2775	14.9	Päästöpiste oletetaan eteläiselle ratalinjaukselle
8	Rakennemalli 2	Sähköjuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	3254	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
9	Rakennemalli 2	Dieseljuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	3254	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
10	Rakennemalli 3	Täysperävaunuyhdistelmä	Maantieajo 70 % kuormalla	61.131634	21.491318	kpl-km /d	2662	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
11	Rakennemalli 3	Sähköjuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	6953	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
12	Rakennemalli 3	Dieseljuna		61.131634	21.491318	ton-km /d	6953	9.5	Päästöpiste oletetaan lähelle Rauman keskustaa
13	Rakennemalli 1	Laiva		61.127095	21.407547	ton /a	5.7		Laivojen pienhiukkaspäästöt, päästöpiste oletetaan Ruuhiluotoon
14	Rakennemalli 2	Laiva		61.121688	21.444626	ton /a	5.7		Laivojen pienhiukkaspäästöt, päästöpiste oletetaan Järviluotoon
15	Rakennemalli 3	Laiva		61.127095	21.407547	ton /a	5.7		Laivojen pienhiukkaspäästöt, päästöpiste oletetaan Ruuhiluotoon

Taulukko sisältää sen liikenteen, joka muuttuu eri rakennemallivaihtoehdoissa eli satama-alueen ja Rauman sisällä keskustan tai ohiajotien alueella. Liikennemääristä oletettiin, että Rakennemallissa 1 ja 3 liikenne vastaa suunnitelmaa Satama-Ve2 (Ruuhiluoto) ja Rakennemallissa 2 suunnitelmaa Satama-Ve3 (Järviluoto). ⇤#: Tämä oletus pitää olla näyvissä myös sivulla Rauman sataman laajennuksen vaikutus terveyteen siinä kohdassa missä rakennevaihtoehtojen, sataman sijoitusvaihtoehtojen ja tielinjausvaihtoehtojen väliset yhteydet kuvataan. --Mikko Pohjola 16. lokakuuta 2012 kello 12.39 (EEST)
Reittien pituudet ja oletetut päästöpisteet (jotka on valittu siten, että ne edustaisivat tyypillistä etäisyyttä väestöstä) löytyvät Google-kartasta sivulta Rauman sataman laajennuksen vaikutus terveyteen.
Liikennemäärät on otettu Rauman sataman laajennoksen YVA-selostuksesta^[1], josta määrät on laskettu päivää kohti.
- Junien osalta oletetaan, että puolet on sähköjunia ja puolet dieseljunia.

**Päästöt ilmaan eri satamavaihtoehdoissa ^[2]**
Laivojen päästöt väylällä ja satamassa yhteensä (t/a)
Satama-VE	CO	NOx	PM10	PM2.5	SO2	CO2
NYKYTILA	14.8	200.7	3.1	2.5	28.9	10193.0
0	17.4	235.6	3.7	2.9	33.9	11964.3
1 (Saukot)	22.6	305.9	4.8	3.8	44.0	15538.1
2 (Ruuhiluoto)	33.9	458.9	7.2	5.7	66.0	23307.2
3 (Järviluoto)	33.9	458.9	7.2	5.7	66.0	23307.2
4 (Hanskloppi)	31.6	428.3	6.7	5.4	61.6	21753.4
Raskaan liikenteen päästöt yhteensä (t/a)
Satama-VE	CO	HC	NOx	PM	SO2	CO2
NYKYTILA	2.9	1.7	34.3	0.6	0.0	4868.7
0	3.3	1.9	40.1	0.7	0.1	5680.1
1 (Saukot)	4.9	2.8	58.3	1.0	0.1	8260.3
2 (Ruuhiluoto)	7.1	4.1	85.6	1.4	0.1	12135.2
3 (Järviluoto)	7.8	4.5	93.2	1.6	0.1	13215.6
4 (Hanskloppi)	7.4	4.3	89.2	1.5	0.1	12645.8

Katso myös

Rauman sataman laajennuksen vaikutus terveyteen

Viitteet

Aiheeseen liittyviä tiedostoja

Tiedosto:Rauman sataman laajennuksen YVA selostus.pdf

[1] Rauman sataman laajennuksen YVA-selostus

[2] Rauman sataman laajennuksen YVA-selostus

[1]

[2]