Ero sivun ”Luikonlahden ilmapäästöt” versioiden välillä

Versio 29. tammikuuta 2013 kello 14.52

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään muuttuja. Sivutunniste: Op_fi3380
Moderaattori:Jouni (katso kaikki) Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3380}}

Edistymisluokitus
Opasnetissa lukuisat sivut ovat työn alla eri vaiheissa. Niiden tietosisältöön pitää siis suhtautua harkiten. Tämän sivun sisällön edistyminen on arvioitu: Tämä sivu on raakile Se sisältää vasta osia varsinaisesta sivusta ja toimii lähinnä tietona siitä, että tällaista sivua on tarkoitus rakentaa.

Kysymys

Kuinka suuret ovat pöly- ja pienhiukkaspäästöt Luikonlahden kaivosalueella, ja mitä terveysvaikutuksia niillä on?

Vastaus

Malliajo

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

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)

⇤#: Malli olettaa hiukkasten leviävän samalla tavalla kuin pienhiukkaset, vaikka tulokset on laskettu PM10:lle, jotka laskeutuvat nopeammin eli pitoisuuden jäävät pienemmiksi. Malli siis yliarvioi terveysvaikutuksia. --Jouni Tuomisto 11. tammikuuta 2013 kello 16.52 (EET)

Laskenta

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

+ 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)
}

################ ALUSTA MUUTTUJAT

# 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)
	}
)

############### Määritellään arviointikohtaiset muuttujat

# suorite

data <- tidy(opbase.data("Op_fi3380.ajosuorite"), objname = "suorite")
# data <- data[data$suoriteUnit != "kg /d", ] # Pölypäästöistä on suoraan PM-päästöt, joten ei lasketa suoritteesta.
data <- data[ , colnames(data) != "Obs"]
data$suoriteResult <- as.numeric(as.character(data$suoritePäästö)) * as.numeric(as.character(data$suoritePituus))
data$Ajo <- "Katuajo"
data$Kuormitusaste <- "Täysi"

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

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

Päästö.temp <- EvalOutput(Päästö, N = N)

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

if(intermediates) {cat("Yksityiskohtaiset tiedot liikenteen polttoperäisistä päästöistä.\n"); print(xtable(temp), type = 'html')}

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

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

temp2 <- tidy(opbase.data("Op_fi3380.paastomaara"))
temp2 <- temp2[ , c("Vaihtoehto", "LA", "LO", "Result", "Hiukkaskoko", "Alkuperä")] 
temp2$Saaste <- "PM"

temp2 <- EvalOutput(new("ovariable", name = "temp2", data = temp2), N = N)
temp2 <- temp2 * 365 / 1000 # Muutetaan yksikköä kg /d -> ton /a

if(intermediates) {cat("Muut kuin liikennepäästöt.\n"); print(xtable(temp2@output), type = 'html')}
if(intermediates) {cat("Liikennepäästöt.\n"); print(xtable(temp), type = 'html')}

Päästö.temp@output <- rbind(
	temp[c("Vaihtoehto", "LA", "LO", "Hiukkaskoko", "Alkuperä", "Iter", "Result")], 
	temp2@output[c("Vaihtoehto", "LA", "LO", "Hiukkaskoko", "Alkuperä", "Iter", "Result")])

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

Taulukko on koottu Luikonlahden ja Kylylahden tapaustutkimuksen sanallisista kuvauksista.

Päästömäärä(-)
Obs	Vaihtoehto	Hiukkaskoko	Alkuperä	LA	LO	Unit	Result	Kuvaus
1	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	11.4	Kylylahden rakennuspölyt
2	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	1.14	Kylylahden rakennuspölyt
3	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	0	Kylylahden louhinta
4	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	0	Kylylahden louhinta
5	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	371	Kylylahden kuljetukset
6	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	37	Kylylahden kuljetukset
7	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	56.5	Kylylahden lastaus ja purkaminen
8	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	5.7	Kylylahden lastaus ja purkaminen
9	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	0.83	Kylylahden sivukivikasan tasoittaminen
10	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	0.08	Kylylahden sivukivikasan tasoittaminen
11	Ve	PM10	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	1.378	Kylylahden sivukivikasan pölyäminen
12	Ve	PM2.5	Maaperä	62.860745	29.336715	kg /d	0.545	Kylylahden sivukivikasan pölyäminen
13	V0	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	27 - 74	Luikonlahden rikastekuljetukset, vaihteluväli sula - talvi
14	V0	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	6.5 - 17	Luikonlahden rikastekuljetukset, vaihteluväli sula - talvi
15	V1	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	43 - 110	Luikonlahden rikastekuljetukset, vaihteluväli sula - talvi
16	V1	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	9.8 - 27	Luikonlahden rikastekuljetukset, vaihteluväli sula - talvi
17	V0	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	24	Luikonlahden malmilouheen purkaminen
18	V0	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	2.4	Luikonlahden malmilouheen purkaminen
19	V1	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	35	Luikonlahden malmilouheen purkaminen
20	V1	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	3.5	Luikonlahden malmilouheen purkaminen
21	V0	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0.58	Luikonlahden hihnakuljetus
22	V0	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0 - 0.058	Luikonlahden hihnakuljetus
23	V1	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0.84	Luikonlahden hihnakuljetus
24	V1	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0 - 0.084	Luikonlahden hihnakuljetus
25	V0	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	137.16	Luikonlahden murskaus
26	V0	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0-13.7	Luikonlahden murskaus
27	V1	PM10	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	199.47	Luikonlahden murskaus
28	V1	PM2.5	Maaperä	62.937734	28.712769	kg /d	0-19.9	Luikonlahden murskaus
29	V0	PM10	Poltto	2.937734	28.712769	kg /d	0.031792	Luikonlahden lämmitys
30	V0	PM2.5	Poltto	62.937734	28.712769	kg /d	0.006813	Luikonlahden lämmitys
31	V1	PM10	Poltto	62.937734	28.712769	kg /d	0.031792	Luikonlahden lämmitys
32	V1	PM2.5	Poltto	62.937734	28.712769	kg /d	0.006813	Luikonlahden lämmitys

Ajosuorite(-)
Obs	Vaihtoehto	Hiukkaskoko	Alkuperä	Ajoneuvo	LA	LO	Unit	Päästö	Pituus	Kuvaus
1	V0	PM10	Poltto	Täysperävaunuyhdistelmä	62.937734	28.712769	kpl-km /d	101	41	Luikonlahdelle kuljetus
2	V0	PM2.5	Poltto	Täysperävaunuyhdistelmä	62.937734	28.712769	kpl-km /d /d	101	41	Luikonlahdelle kuljetus
3	V1	PM10	Poltto	Täysperävaunuyhdistelmä	62.937734	28.712769	kpl-km /d	147	41	Luikonlahdelle kuljetus
4	V1	PM2.5	Poltto	Täysperävaunuyhdistelmä	62.937734	28.712769	kpl-km /d	147	41	Luikonlahdelle kuljetus

Katso myös

**Minera-malli: Ohjeistusta kaivostoiminnan ympäristö- ja terveysriskien arviointiin.**
Osa linkeistä vie ohjeistuksiin eri vaikutusarvioinnin osien tekemisestä, osa taas **valmiisiin laskentamalleihin** (lihavoitu).
Kaivostoiminta	Kohdekohtaisen arvioinnin esimerkkisivu · Rikastus · Kaivosprosessit
Pölyn ja hiukkasten päästöt	Pöly (ohje) · Lähteet · Pintamaan poisto! · Tarvekivi ! · Louhinta ! · Murskaus · Lastaus ja pudotus · Kuljetuksen pakokaasupäästöt! · Kuljetuksen pölypäästöt! · Työkoneet · Hihnakuljetus · Energiantuotanto · Polttomoottorit! · Sähköntuotanto ! · Boilerit ! · Varastointi · Kaivannaisjäte · Sivukivi · Rikastushiekka
Muut päästöt	Haju · Kaasut · Typpi · Säteily! · Tärinä · Jätevesi · Varastoinnin vesipäästö · Mallinnusohjelmat · Rikastuskemikaalipäästöt · Melu
Pitoisuus ympäristössä	Pohjavesi · Pintavesi · Kulkeutuminen vedessä! · Sedimentit · Sedimentit (mittaukset) · Sedimentit (huokosvedet) · Maaperä! · Maaperän terveysriskinarvio
	Ihmiset	Ympäristö ja ekologia
Altistuminen	Altistumisen arviointi	Nisäkkäät ja linnut · Kasvit! · Maaselkärangattomat! · Ravinto!
Vaikutus	Terveysriskinarvioinnin rakenne · Riskinarviointiohjeet: · Pohjavesi · Pintavesi · Pöly · Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet · Maaperä · Tärinä · Haju · Säteily! · Maaperän terveysriski · Kaasut · Melu · Pienhiukkasvaikutukset! · Terveysriskin kuvaus	Vesistöt · Maaperä · Sedimentti · Ekologinen riskinarviointi: · Ekologisten vaikutusten arviointi · Kohdekohtaisen mallin vaiheet · Alustus · Kohdetutkimukset · Vaikutusten arviointi · Mittauksiin perustuva arvio · Luonnehdinta
Integroitu riskinarvio	Integroitu riskinarvio · Viitearvoja

**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

Viitteet

Aiheeseen liittyviä tiedostoja