Luikonlahden ilmapäästöt

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)

Data

V0 vaihtoehdossa PM10-päästöt ovat sulan maan aikana 27 kg/pv, talvikuukausina 74 kg/pv. V1 vaihtoehdossa PM10-päästöt sulan maan aikana 43 kg/pv, talvikuukausina 110 kg/pv,

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

Luikonlahden ilmapäästöt(-)
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

**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

[1] Rauman sataman laajennuksen YVA-selostus

[2] Rauman sataman laajennuksen YVA-selostus

[1]

[2]

Luikonlahden ilmapäästöt

Sisällys

Kysymys

Vastaus

Perustelut

Data

Laskenta

Data

Katso myös

Viitteet

Aiheeseen liittyviä tiedostoja

Navigointivalikko