Upload
ympaeristoeministerioe-miljoeministeriet-ministry-of-the-environment
View
385
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Ympäristökelpoisuus ja laadunhallinta
Jussi Reinikainen, Lauri Äystö / SYKE
Ympäristökelpoisuus - laskentaperusteet
2
● Pysyvän jätteen kaatopaikan kelpoisuuskriteerit○ Jätetäyttö -> vajovesi -> pohjavesi -> tarkastelupiste/kaivo
• Numeerinen EU TAC -mallinnus (CXTFIT, HYDRUS2D, MODFLOW, MTD3)• 20x150x150 m jätetäyttö, suotautuva vesimäärä 300 mm/a, jne.
○ Tarkastelupisteessä (0, 20, 200 m) pohjaveden laadun täytettävä talousveden laatuvaatimukset
• Cu:n ja Zn:n osalta ekotoksikologiset viitearvot
○ Liukoisuuskriteeri takaperin laskentana • Laskettujen arvojen säätäminen ylös- tai alaspäin ”poliittisin” perustein
● MARAssa päällystetylle käytölle (tuhkat) pääosin 3 x pysyvä jäte○ Rakenteita ja todellisia käyttöskenaarioita ei muutoin huomioitu○ Korotettu osin enemmänkin aine- ja jätekohtaisesti
• Betonille ei lainkaan korotettuja arvoja
● Myös pitoisuusraja-arvot tietyille aineille○ Ei selvää riskiperustaa
03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
3
Nykyiset MARA-raja-arvot
Uudet riskiperusteiset viitearvot● Peruslähtökohta vastaa pitkälti nykyisiä MARA-arvoja:
kulkeutuminen vajoveden mukana pohjaveteen ○ Hyödyntämisrakenne -> vajovesi -> pohjavesi -> tarkastelupiste/kaivo○ Imeyntä rakenteen läpi riippuu rakennetyypistä○ Myös vaikutusta maaperään ja pintaveteen tarkasteltu
● Laskennalliset liukoisuusarvot eri hyödyntämisrakenteille○ Rakenteiden määritellyt dimensiot huomioitu laskennassa○ Pintarakenteet ja stabilointi sisällytetty vesitaseisiin
● Vajovesilaskenta Excelissä○ Helppokäyttöisyys, nopeus, ymmärrettävyys ja toistettavuus -> työkalu myös
tapauskohtaiseen arviointiin○ Kaavat ja parametrit kirjallisuustarkastelun perusteella
● Pohjavesilaskenta tehty sekä Excelissä että MODFLOW:lla○ Laskentatulosten vertailu & visualisointi
● HUOM! Lasketut viitearvot ≠ asetuksen raja-arvot○ Päätösanalyysi lopullisten raja-arvojen asettamiseksi○ Raja-arvot myös (kokonais)pitoisuuksille (ei välttämättä kaikille materiaaleille)
03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
4
Rakenteiden vesitaseet03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
● Arvioidut imeynnät perustana viitearvojen laskennassa○ Tie, kenttä, täyttö, valli, (in situ –stabilointi)○ Peitetty (läpäisevä) = 350 mm/a; päällystetty 35 mm/a; stabiloitu 21 mm/a
● Päästölähde (MARSA-materiaali rakenteessa)○ Oletuksena aineiden liukoisuus tasapainotilassa ○ Vähenevä lähde: pitoisuus pienenee ajan kuluessa ○ Tarkasteluaika: LS (L/kg) -> t (a)
6
Excel-laskennan vaiheet 1/4: Lähde
● 1 m rakenteen alapuolella● Vajoveden virtaama imeynnän perusteella ● Pitoisuus ajan funktiona vajovesikerroksen pohjalla (Ogata-Banks)
7
Excel-laskennan vaiheet 2/4: Vajovesikerros
C2 = Vajoveden läpäisevän veden pitoisuus
𝐶2
● Etäisyys rakenteesta pohjaveden jakajalle 100 m● Etäisyys Tarkastelupisteeseen 20 m● Sekoittuminen ”puhtaaseen” pohjaveteen (1 m sekoittumiskerros)● Pitoisuuden vähentyminen pohjaveden virtausreitillä
8
Excel-laskennan vaiheet 3/4: Pohjavesikerros
RakenneSyöttää systeemiin haitta-ainepitoista (C2) vettä kullekin rakennetyypille määritellyllä imeynnällä.
Systeemin ”ylälaita”Syöttää malliin vettä vakioimeynnällä (I=0,35 m/v)
Vedenjakaja (vasen laita)Vettä ei virtaa laidan kautta ulos/sisään
9
Excel-laskennan vaiheet 4/41) Lähtöpitoisuus (C0, mg/L) nykyisillä MARA-arvoilla (LS10, mg/kg)
o (Kokonais)pitoisuus pääosin ylempi ohjearvo (Vna 214/2007)2) Pitoisuuden vähentymiskertoimet suhteessa muodostuvaan enimmäispitoisuuteen (Cmax) vajo- ja pohjavedessä
o Attenuation factor (AF); dispersio, pidättyminen, biohajoamineno Dilution factor (DF) vajoveden sekoittuminen pohjaveteen
3) Enimmäislähtöpitoisuus (C0_max), jolla pitoisuus tarkastelupisteessä (20 m) vähentymiskertoimet huomioiden vastaa vertailuarvoa (Cvert)
o Vertailuarvoina juomaveden enimmäispitoisuudet (STM 2001 tai WHO 2011)4) Enimmäislähtöpitoisuutta (C0_max) vastaava liukoisuusarvo (LS10, mg/kg)
AFvad
DFgw1
DFgw2 + AFgw
100 m
Käsitteellinen malli – esim. kenttärakenne
MARSA-materiaali
0,7 m/a
0,5 m
0,035 m/a
Q = 3500 m3/a100 m
1 m
1 m
5 m
Q2 = 700 m3/a
20 m
Q3 = 140 m3/aAFvad
DF1 DF2 AFgw
100 m
Q = 700 m3/a
Q1 = 350 m3/a
POC
Q1 = 3500 m3/a
0,35 m/a50 m
50 m
Laskennan tulokset verrattuna nykyisiin MARA-raja-arvoihin
03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
11
● Lasketut arvot selvästi suurempia tierakenteissa ja stabiloiduissa (valli)rakenteissa
○ Suuri laimenemisvaikutus
● Lasketut arvot osin pienempiä kenttärakenteissa sekä läpäisevissä täyttö- ja vallirakenteissa
○ Erityisesti SO42-, Pb, Mo, Se, Va
● Muutoksiin vaikuttavat erityisesti○ Rakenteen dimensiot (kerrospaksuus ja leveys pohjaveden virtaussuunnassa)○ Pieni imeyntä päällystetyissä ja stabiloiduissa rakenteissa○ Suuremmat vertailuarvot (esim. Sb, Hg, Cu ja Zn)○ Laskentatapa
12
Laskentatulosten merkitys MARA-kelpoisuuteen
Arvo ylittyy % v. 2015 esiselvityksen aineistostaMARA 2009
(peitetty tuhka)
MARA 2009
(päällystetty tuhka)
RiPe 2016, peitetty tie
RiPe 2016, päällystetty
tieSb 28 17 0 0As 1,6 1,1 1,1 0Ba 14 12 0 6,2Cd 2,2 2,2 1,1 0Cr 28 8,3 2,6 0Cu 2,7 0,5 0 0Pb 7,5 1,1 4,8 0Mo 43 3,2 12 0,5Ni 1,1 0 0 0Se 24 4,6 9,2 0Zn 4,4 1,6 0 0V 1,4 0,7 0 0
Hg 2,3 2,3 0 0Cl 30 16 7,5 0F 34 6,5 2,4 0
SO42 47 11 15 5,1
Laadunhallinta
13
Laadunhallinta asetusten keskiössä● Lähtökohtia
o Kestävä kiertotalouso Ympäristön pilaantumisen estäminen
● Materiaalien ympäristöominaisuudeto Riskiperusteiset liukoisuusarvot haitta-aineille hyödyntämiskohteissao Laadunhallintatutkimukset ympäristökelpoisuuden osoittamiseksio Rakenneratkaisut ja asetusten yleiset vaatimukset osa riskinhallintaa
● Materiaalien tekniset ominaisuudet o Mahdolliset ja parhaat käyttötavat eri materiaaleilleo Käsittelyn/jalostuksen mahdollisuudet eri materiaaleille (jäte vs. tuote)→ Käyttäjän vaatimukset + kiertotalouden edistäminen
● Rakentamiskohteiden tiedonhallintao Kattava dokumentointi suunnittelusta toteutukseeno Tiedon hyödyntäminen koko elinkaaren aikana, myös uudelleenkäyttö
14
Juss
i Rei
nika
inen
, SY
KE
Laadunhallinta ympäristökelpoisuuden arvioinnissa
03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
15
● Tavoitteena riittävän yksiselitteinen, mutta toimiva käytäntöo Näytteenotto, liukoisuustestaus, rakennusjätteen määrän arviointi jne.o Teoria vs. todellisuus -> testimenetelmien valintao Toistettavuus -> edustava näytteenotto materiaalistao Sovellettavuus -> kustannukset ja aika
● Jätemateriaalien erot huomioitavao Jatkuva prosessista syntyvä jäte vs. kertaluonteisesti syntyvä jäteo Nykyinen MARA-laadunhallinta ja tutkimukset soveltuvat ”prosessijätteille”
• Perustutkimukset vs. laadunvalvonta• Jätteen luovuttajan laadunvarmistusjärjestelmä
o Maa-ainekset ja muu rakentamisen ”purkujäte” edellyttävät uutta ohjeistoa
Tutkimusmenetelmät03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
16
● Nykyiset MARA-vaatimukseto Näytteenotto standardien SFS-EN 932-1, 932-2 ja 14899 mukaisesti,
ensisijaisesti jatkuvasta jätevirrastao Aina läpivirtaustesti (CEN/TS 14405), laadunvalvonnassa myös ravistelutesti
(SFS-EN 12457-3)
● Nykyisiä vaatimuksia ei useimmiten noudateta!o Läpivirtaustesti pakollinen, mutta ei juuri tehdä (vastaavuus ei tiedossa)o Kuka tuntee näytteenottostandardit ja toimii niiden mukaan...?o Miten arvioidaan näytteenoton edustavuus ja käsitellään laatupoikkeamat?
● Edustava näytteenotto ja liukoisuustestauso Näytteenotto jatkuvasta jätevirrasta ei toimi kertaluonteisille jätteilleo Edustava näytteenotto silti TÄRKEIN lähtökohta -> laadukas kokoomanäyteo Huomioitava myös (kokooma)näytteiden esikäsittelyvaatimukseto Läpivirtaustesti (LS10) aina suositeltavaa, mutta vie aikaa -> ravistelutestaus
kertaluonteisille jätteille (pl. suuret massamäärät pitkäkestoisissa hankkeissa)o Käsitellyn materiaalin testauksessa olennaista lopputuote, ei lähtömateriaali
● Ohjeistuso Standardien lisäksi täsmäohjeistusta ja vaatimus näytteenoton kuvaukseeno Asetus + erillisohjeet
Edustava näytteenotto – esim. kiviainestuotteet
17
● ASROCKS-hankeo Tuotekasojen
ympäristövaikutuksia pistelähteenä arvioitaessa halutaan selvittää kasan luotettava keskimääräinen pitoisuus.
o Suositeltavinta on ottaa vähintään 30–50 osanäytteen kokoomanäytteitä, koska ne edustavat parhaiten tuotekasan keskimääräistä koostumusta
Edustava näytteenotto – esim. kasa
18
● Näytteenottostrategia kaivettujen maa-ainesten hyödyntämiskelpoisuuden arvioimiseksi Hollannissao Kasaa edustava haitta-aineen keskimääräinen pitoisuus määritettävä
kahden rinnakkaisen, 50 osanäytteestä (n. 180 g) koostuvan, kokoomanäytteen perusteella
o Perustana 2600 maakasan tulosaineisto
Yhteenveto03.0
5.20
23Ju
ssi R
eini
kain
en, S
YK
E
19
● Riskiperusteiset liukoisuusarvot uusien raja-arvojen pohjanao Hyödyntämiskohteiden ominaispiirteet huomioitu laskennassao Useimmille rakenteille nykyisiä MARA-arvoja mahdollista nostaa turvallisestio Riskiperuste ≠ asetusten raja-arvo
● Laadunhallinta tärkeää asetusten soveltamisessao Ympäristökelpoisuuden arviointi; edustava näytteenotto ja liukoisuustestauso Vaatimukset osin erilaiset jatkuvasti ja kertaluonteisesti syntyvälle jätteelleo Myös rakentamisen teknisten vaatimusten ja tiedonhallinnan laatu
varmistettava