Category: Ympäristö

Kun jäte palaa väärin, Osa 2: Elohopeakatastrofit?

Voiko jätteenpoltossa syntyä katastrofaalista elohopeapäästöä? Julkisen tiedon perusteella voi yrittää tehdä karkeita arvioita. Päädyn siihen, että tällainen suurpäästö olisi realistinen vain, jos laitoksen operaattori syyllistyisi tahalliseen rikokseen.

[English summary: Could waste incineration result in a catastrophic mercury emission? Publicly available information is sufficient for a rough analysis. I come to the conclusion that such a catastrophe is realistic only if the operator engages in criminal activity].

Jätteisiin liittyviä muita kirjoituksia: Jätteet

Riskianalyysillä ennakoidaan onnettomuustilanteita. Siinä tunnistetaan mahdolliset riskit, arvioidaan niiden todennäköisyys, ja arvioidaan kuinka paljon tuhoa ne tapahtuessaan aiheuttaisivat. Riski tiivistyy periaatteessa yhteen lukuun eli impaktiin: todennäköisyys kertaa vaikutus.

Olen pohtinut Turkuun suunnitellun jätteenpolttolaitoksen onnettomuusriskeja (ks aiempi kirjoitus).  Mietin, voisiko riskianalyysiä hiukan muokata.  Polttolaitosten päästöillehän on jo etukäteen määritelty maksimi-impakti: viranomaisten laatimat päästöjen ohje- ja raja-arvot.

Kun ohjearvot summataan yli tehtaan elinkaaren, se kertoo kuinka paljon vahinkoa yhteiskunta on valmis hyväksymään. Kokonaisvahinko on numero: tonneja hiilidioksidia, grammoja dioksiinia.  Katastrofiksi katsoisin tällöin tilanteen, jossa merkittävä osa kokonaisvahingosta toteutuu yhden ainoan tapahtuman aikana. Tällöin ei tarvitse erikseen analysoida, mitä vaikutuksia katastrofilla lopulta oli.

Mitä sitten tarkoittaa “merkittävä osa”? Neuvottelu- ja määrittelykysymys. Periaatteessa 100% olisi selkeä raja. Jos kaikki laitokselle sallitut vauriot tapahtuvat yhdessä iskussa, voidaan tietyssä mielessä katsoa, että kaikki suojelutyö on mennyt hukkaan, kaikkien osapuolten kannalta.  30 vuoden elinkaarella tilanne olisi siis katastrofi, jos päästö ylittää vuorokauden ajan raja-arvon yli 10,000-kertaisesti.

Tämä ajattelutapa voisi helpottaa kansalaisseurantaa, josta olen aiemmin kirjoittanut.  Absoluuttisten päästömäärien mittaaminen on vaikeaa, suhteellisten muutosten helpompaa. Tällöin voitaisiin käyttää huomattavasti nykyistä halvempia mittausmenetelmiä.

Ajatus ei ole täydellinen, koska viranomainen voi aina muuttaa päästörajoja.  Laitoksen elinaikakaan ei välttämättä ole tunnettu. Esimerkiksi kaivos saatetaan sulkea lyhyellä varoitusajalla, muu teollisuuslaitos taas saada toistuvasti lisäaikaa.  Tarkasteluvälin kannattaisi siksi olla lyhyempi, esimerkiksi vuosi. Tällöin jo 300-kertainen raja-arvon ylitys olisi katastrofi. Tämänkääntasoisia ylityksiä ei missään teollisessa toiminnassa pitäisi hyväksyä.

Jätteenpolttolaitosten päästöille on direktiivein määritelty raja-arvot (Taulukko 1). Taulukko kertoo vasta osatotuuden, koska pitoisuudet on määritelty kuutiometriä kohden. Vuosittainen päästömäärä riippuu siis siitä, kuinka paljon piipusta kaasua lähtee. Tätä tietoa ei ole helppo löytää, ja  Turussa selvitys on vielä kesken.

Päästökomponentti Pitoisuus savukaasussa, mg/m³
Rikkidioksidi, SO2 50
Typen oksidit NOx 200
Hiukkaspäästöt 10
Kloorivery, HCl 10
Fluorivety, HF 1
Dioksiinit ja furaanit 0.1×10^⁻6
Raskasmetallit Cd, Tl 0.05
Elohopea Hg 0.05
Raskasmetallit Sb, As, Pb,… 0.5
Kaasumaiset orgaaniset aineet, TOC 10

Taulukko 1: Jätteenpolttolaitosten pitoisuuksien maksimipäästörajat. Käytännössä normaalitoiminnassa luvut ovat merkittävästi pienempiä.

 

Otan yksinkertaisuuden vuoksi käsittelyyn tässä vain elohopean. Käytän suuntaa-antavana Seinäjoen polttolaitoksen YVA-selvitystä (laitosta ei lopulta toteutettu).  Laskelmien mukaan elohopeaa olisi Seinäjoella vapautunut ilmaan noin 30 kiloa vuodessa. Tämä oletuksella että päästöt ovat vain 1% raja-arvosta. (Luvuista pystyy taaksepäin arvioimaan, että kokonaisvirtaus olisi 180,000 kuutiometriä päivässä. Tämä lienee Turunkin tapauksessa oikea kertaluokka).

Määrä voi tuntua suurelta, mutta esimerkiksi VTT:n tutkimus antaa perspektiiviä.  Koko Euroopan elohopeapäästöt ovat arviolta 250 tonnia/vuosi, joten 30 kg on lähinnä pisara meressä.  Saman tutkimuksen mukaan tavallisessa sekajätteessäkin tyypillinen elohopeamäärä on noin 2 mg/kg.

Turun tulevassa laitoksessa poltettaisiin YVA-selvityksen mukaisesti noin 400 tonnia jätettä per vuorokausi. Tällöin jätteen mukana tulisi normaalistikin n 300 kg elohopeaa vuodessa (800 grammaa/päivä). Elohopealle puhdistusteho vaihtelee 10-90% välillä (lähde: MassDep), mutta voitaneen olettaa että Turussa teho olisi hyvä eli ainakin 90%. Ilmaan pääsevä määrä olisi tällöin samaa suuruusluokkaa kuin Seinäjoella, eli 30 kg vuodessa.

Avainkysymys: Löytyykö täysjärkistä skenaariota, jossa vuorokauden aikana polttolaitokselta pääsisi ilmaan 30 kg elohopeaa?

Vaikuttaisi siltä, että ei löydy.

Jätettä varastoidaan 7-10 päivän tarpeiksi, joten periaatteessa täydessä varastosiilossa on normaalioloissakin jokunen kilo elohopeaa. Vaikka koko varaston sisältö palaisi täydellisesti, tämä on paljon alle katastrofitason.

Elohopea on lähes poistettu normaaliympäristöstä, mutta vanhoissa laitteissa sitä voi vielä olla. Vanhoissa loisteputkissa voi olla elohopeaa noin 2 grammaa, elohopealämpömittareissa 1-3 grammaa.  Näitä pitäisi siis joutua jätteen sekaan tuhansia, jotta päästäisiin edes elohopeakiloon.   Elohopeapattereissa saa olla korkeintaan 25 mg elohopeaa per patteri, ja kilo vaatisi siis 40,000 patteria.  Tällaisia määriä ei vahingossa jätteen sekaan pääse, ja laaduntarkkailu huomaisi ne heti.

Toki voidaan kuvitella tilanne jossa ongelmajätelaitokselle tarkoitettu lasti päätyykin polttolaitokselle, ja asiaa ei laaduntarkkailussa huomata tai haluta huomata. Suomen oloissa näin massiivinen rikos tuntuu epätodennäköiseltä, mutta mahdoton se ei ole (vrt Ylen uutinen). Tällaista toimintaa vastaan on vaikea suojautua.

Ainoat muut skenaariot ovat sabotaasi tai ympäristörikos.  Elohopea on 13 kertaa tiheämpää kuin vesi, joten 30 kg vie tilaa vain kaksi litraa. Näin pieni määrä olisi mahdollista ujuttaa muun jätteen sekaan vaikkapa muovipulloissa, ja se saattaisi mennä läpi mikäli linjalla ei ole tarpeeksi tarkkaa elohopeamittausta.

Sabotaasi elohopealla ei kuulosta järkevältä, vaikka massiivinen vuoto saattaisikin pysäyttää laitoksen toiminnan pitkän puhdistuksen ajaksi. On paljon helpompi hahmottaa ympäristörikos (tahallinen tai tuottamuksellinen). Pienehköjä elohopeapäästöjä jätteen sekaan tapahtuu silloin tällöin (vrt Ylen uutinen). Kymmenien kilojen piilottamiseen on kuitenkin helpompiakin menetelmiä kuin polttolaitoksen käyttö — esimerkiksi mereen dumppaaminen.

Koska tämä analyysi on tehty hyvin puutteellisin tiedoin, se on korkeintaan suuntaa antava. Tällä perusteella katastrofaalinen elohopeapäästö olisi realistinen vain, jos laitoksen operaattori itse syyllistyy tietoiseen ympäristörikokseen. Muunlaisia katastrofaalisia päästöjä ei tässä ole käsitelty.

 

Päivän Heitto, 7.3.2012: Kansalaissertifiointi

Voisivatko viranomaiset “sertifioida” harrastajia tekemään saastepäästömittauksia?

Saastepäästöjen seurannassa yksi ongelmista on sensorijärjestelmien hinta.  Teollisuus voi (tällä hetkellä perustellustikin) väittää, että luotettavan seurantaverkon luominen on liian kallista.

Fair enough. Toisaalta jo nyt saa muutamalla satasella oman sääaseman ja mittaukset reaaliaikaisesti nettiin. Asemat vain eivät ole kalibroituja, ja varsinkin tuulen mittaus voi olla mitä sattuu. Eräs ukkostutkia harrastava tiivisti asian suunnilleen näin: “Tämä touhu on vähän kuin mopopoikien virittelyä. Jos yhden osan saa toimimaan, niin sitten pettää jokin muu”.  Tämä ei ollut ilkeyttä; se oli yksinkertaisesti hyväntuulista realismia.

Käytännössä seuraavien vuosien aikana myös erilaisten “kaasusensoreiden” hinnat laskevat niin alas, että amatööriverkkoja alkaa syntyä. Lainausmerkit tahallisia; kaasujen mittaus on kertaluokkaa vaikeampaa kuin vaikkapa lämpötilan (joka muuten sekin on huomattavan vaikeaa).  Mutta vaikka sensorit olisivat mitä huuhaata, kansalaiset alkavat tuottaa itse omaa reaaliaikaista seurantadataansa elleivät viranomaiset ja yritykset sitä tee.

Kansalaisjournalismi on jo tätä päivää, kansalaismittaukset voivat olla ensi vuotta. Mutta jos tehtaan päästöjä yritetään seurata mopopoika-menetelmällä, jälki voi olla rumaa. Varsinkaan vääristä hälytyksistä ei hyödy kukaan, eivät kansalaiset eivätkä pelastusviranomaiset.

Voisiko kompromissi olla, että viranomaiset “sertifioisivat” tarpeeksi luotettavia kansalaisia toimimaan mittaajina? Tämäntapainen käytäntö on esimerkiksi Ursan myrskybongareilla. Ilmatieteen laitos voi koulutuksen perusteella sertifioida harrastajia, joille annetaan lisädataa ja heidän havaintojaan vastaavasti käytetään esim tutkajärjestelmien verifiointiin.

Päästöt ovat vakavampi asia, eikä sertifioidulle havainnoitsijoille  voi antaa esimerkiksi mitään virallista neuvontaoikeutta.  Mahdollisesti heidän mittauksensa voitaisiin kuitenkin esim tilannekuvan muodostuksessa vakavammin kuin muut.

Ajatus voi olla juridisesti mahdoton. Ennen muuta on vaikea määritellä, mikä tällaisten  tarkkailijoiden todellinen vastuu olisi. Käytännössä olisi ehkä toimittava jollakin tavalla samoilla periaatteilla kuin vapaaehtoinen pelastuspalvelu tai SPR. Joka tapauksessa kehitys on nähdäkseni väistämätön, ja siihen kannattaisi alkaa varautua jo nyt.

Muita aihetta sivuavia kirjoituksia: täällä.

“Päivän heitto” on Zygomatican versio twiittauksesta. Joidenkin
kysymysten miettimiseen kannattaa kuluttaa vartti, ei enempää eikä
vähempää.

Kun jäte palaa väärin, Osa 1: Taustaa

Turkuun suunnitellaan uutta jätteenpolttolaitosta. Siirryn nyt akateemisista harjoituksista oikeaan maailmaan. Selvitän, mitä voi tapahtua, jos tapahtuu asioita joiden ei pitäisi tapahtua.   [English version: click here]   

Jotta Zygomatica ei olisi vain viisastelua ja toisten kritisointia, olen päättänyt laittaa pääni pölkylle ja aktivoitua konkreettisessa  asiassa jota en hallitse. Asia: Jos Turkuun rakennetaan uusi jätteenpolttolaitos, mitä turvallisuusominaisuuksia siltä pitäisi vaatia?

Aihe on ongelmallinen, koska en tiedä siitä (vielä) oikeastaan mitään.  Kirjoitussarja on päiväkirjamainen, koska kirjaan ylös asioita sitä mukaa kun opin jotain uutta. Jos opin. Tässä osassa kuvaan vasta taustaa, jonka muutaman päivän selaamisella olen saanut selville. En usko että siinä on suuria virheitä.

Konkreettisesti osallistun Turun Seudun Jätehuolto Oy:n (TSJ) uuden jätteenpolttolaitoksen ympäristövaikutusten arviointiohjelmaan (YVA). Ensimmäinen vaihe päättyi maaliskuun alussa, ja osallistuin  Turun Luonnonsuojeluyhdistykseen (TLSY) kaavaryhmän mielipiteen kirjoittamiseen rivijäsenenä.  Osittain saadakseni tietoa, osittain siksi että haluan myös vaikuttaa asioihin teoretisoinnin lisäksi. Tässä esittämäni mielipiteet ovat kuitenkin vain ja ainoastaan omiani.

Jätteenpoltto on vaikea ja monimutkainen poliittinen, eettinen, luonnonsuojelullinen, ja tekninen kysymys (tarkemmin asiasta englanniksi). En itse vielä tiedä kantaani. Asun suunnitellun polttolaitoksen lähellä, mutta en automaattisesti ole sitä vastaan. Otan tässä kirjoitussarjassa tiukan laserfokuksen, joka on täysin sama riippumatta siitä kumpaa mieltä lopulta olen: keskityn (suur)onnettomuuksien mahdollisuuteen, niihin varautumiseen, niistä tiedottamiseen, ja niistä toipumiseen. Kuten Zygomaticassa yleensäkin, painopiste on siis nimenomaan tiedon saamisessa ja levittämisessä.

Teknologiasta ei ole valtavasti yleistajuista materiaalia, mutta Suomen Ympäristökeskuksen BAT-julkaisu tiivistää asiat hyvin. Yhdellä lauseella:  jätteenpolttolaitos on lähinnä valtava takka.  Jäte kipataan rekoista varastosiiloon, josta sitä syötetään polttokattilaan (kuva 1). Polttolämpötilan tulisi olla vähintään 800 astetta, jotta myrkylliset ainekset palaisivat. Prosessi tuottaa sekä kaukolämpöä että sähköä.  Polttaminen synnyttää savukaasuja, jotka puhdistetaan (kuva 2). Tämä puhdistusjäte (noin 5% alkuperäisestä massasta) on ongelmajätettä.   Arinatuhkaa jää noin 15% alkuperäisestä massasta. Mikäli poltto sujuu hyvin, arinatuhka ei ole ongelmajätettä, ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi maanrakennuksessa. Onnistuminen ei ole varmaa, ja riippuu paljolti esimerkiksi siitä, onko alkuperäisen jätteen seassa ollut vääränlaisia aineita.


Kuva 1: Polttamisjärjestelmä (arinatekniikka). (Lähde: TSJ:n YVA-dokumentti).

Kuva 1: Puhdistusjärjestelmä. (Lähde: TSJ:n YVA-dokumentti).

Turun tapauksessa suuruusluokat ovat suunnilleen seuraavia: Jätettä poltetaan vuodessa noin 150 000 tonnia (noin jäterekallinen tunnissa). Puhdistusjätettä (ongelmajäte) kertyy noin 8000 tonnia vuodessa (jäterekallinen päivässä). Arinatuhkaa jää noin 25 000 tonnia vuodessa (muutama jäterekallinen päivässä).

Ennen 1980-lukua ympäristökysymyksistä ei paljon välitetty, ja jätteenpolttolaitoksissa syntyi runsaasti mm dioksiinia ja raskasmetallipäästöjä. Kun todellisuus iski, Suomesta katosivat jätteenpolttolaitokset moneksi vuodeksi; Turun Orikedon polttolaitos (suunnitellun laitoksen edeltäjä) oli pitkään ainoa. Teknologia on sillä aikaa kehittynyt muualla Euroopassa ja USA:ssa. Uusissa laitoksissa päästörajat on lainsäädännöllä määrätty pienemmiksi kuin muissa energiantuotantolaitoksissa.  Mikäli kaikki toimii kuten pitääkin, ilmapäästöjen katsotaan olevan vaarattomia (tästä kysymyksestä voi olla monenlaisia mielipiteitä, mutta en tässä sekaannu niihin).

Sen sijaan yksi asia on maalaisjärjelläkin selvä: jos laitos pyörii kolmekymmentä vuotta, kaikki ei aina toimi kuten pitäisi. Jotain tapahtuu ennen pitkää: tulipaloja, suodattimien pettämisiä, seisokkeja, vääränlaisen jätteen joutumista poltettavaksi, odottamattomia kemiallisia reaktioita, vääriä komponentteja,  inhimillisiä virheitä…. Nokian vesikriisinkin  piti olla mahdoton tapahtuma, mutta aina kun ihminen tekee jotain, ennen pitkää jotain tapahtuu.

Tämän maalaisjärjen tueksi olisi suotavaa olla myös faktoja. Ja tässä on ongelman ydin: faktoja löytyy heikosti, jos ollenkaan. Laitteiden valmistajat ja operaattorit eivät ongelmatilanteista tiedota. Mitään automaattisia raportointijärjestelmiä ei ole. Satunnaisia onnettomuustutkintaraportteja löytyy sieltä täältä.  On toki mahdollista luottaa siihen, että viranomaiset ja yritykset yhdessä pitävät turvallisuusasioista huolen. Mutta järkevää se ei ole. Tästä seuraa hankala tilanne. Kun tietoa ei ole, on pakko käyttää osin mielikuvitusta.

Tässä siis tämän kirjoitussarjan teema: puutteellisin tiedoin koitan selvittää, millaiset asiat voisivat jätteenpolttolaitoksessa mennä pieleen, ja mitä ympäristön asukas sellaisessa tilanteessa voisi tehdä.  Minua kiinnostaa ennen muuta mitä voi tapahtua, kun tapahtuu jotain odottamatonta jonka ei pitäisi tapahtua.

Hysteerinen en ole. Prosessi sinällään on rajallinen: vaikka syttyisi tulipalo, se sammuu kun palava aines loppuu.  Mikään Flixborough-tyyppinen valtava kemikaaliräjähdys ei myöskään ole mahdollinen.  (Teoreettisessa) räjähdyksessäkin vaaratekijä olisi myrkyllisten aineiden pääsy luontoon, ei itse paineaalto. Sen sijaan näiden myrkyllisten aineiden mahdollinen vaarallisuus ja määrä on tällä hetkellä minulle täysi arvoitus.

On täysin mahdollista että mitään dramaattista ei oikeastikaan löydy. Silloin raportoin, etten sellaista löytänyt. Aika näyttää.

Jätteisiin liittyviä muita kirjoituksia: Jätteet

 

When trash burns wrong, part 1

To take Zygomatica beyond the realm of academic speculation, I have decided to hitch myself to a concrete issue which I have little competence in. A municipal solid-waste incinerator is being planned in Turku, quite near where I live. In any human activity, things can always go haywire. How can things go wrong with the incinerator, and how can we prepare for them?  [Click here for Finnish version]

This first blog is simply a summary of what I have learned in some days of browsing. I think I have most of the facts right.  Concretely, I am a member of the Turku section of the Finnish Association for Nature Conservation, and have helped comment the Environmental Impact Assessment of the planned incinerator. Being a member of the Association helps find information, but also allows me to affect things rather than just theorizing about them. All views and opinions expressed here are absolutely my own, however.

Trash incineration is a difficult issue politically, ethically, environmentally, and technically. I don’t actually know my opinion yet. I live quite close to the planned incinerator, but am not automatically against it. In this series I will take a laser focus which is the same whether I end up being for or against the incinerator: I will focus on the possibility of major accidents, how to prepare for them, how to inform the population, and how to  recover from them. My essential interest is in the finding and disseminating of information.

In one sentence: an incinerator is a huge furnace. The waste from trucks is dumped into silos and fed into the incinerator (Figure 1). The temperature needs to be at least 800 degrees in order to break up the toxic materials. The process can generate both heat and electricity. The burning produces flue gases which need to be cleaned (Figure 2). The clean-up residue (5% or the original mass) is considered toxic waste. The bottom ash weighs about 15% of the original mass. If the incineration was successful, the bottom ash can be used for example in landfills and construction.


Figure 1: The furnace system. (Source: TSJ:n YVA-dokumentti).

Figure 2: The cleaning system. (Source: TSJ:n YVA-dokumentti).

In Turku, the planned amount of waste would be 150,00 tons per year (one dump truck an hour). About 8,000 tons of toxic waste will be produced (one dump truck per day), and 25,000 tons of non-toxic bottom ash (a few dump trucks per day).

Before the 1980’s, little attention was paid to environmental matters. Incinerators produced significant amounts of dioxins and toxic heavy metals. When reality struck, incinerators disappeared from Finland; for many years, Turku had the only functioning incinerator in the country. In new incinerators, the emission levels have been set lower than for other energy-producing plants. If everything works correctly, the emission levels are considered acceptable (whether they really are acceptable is an issue which I will not get into here).

However, one thing is pure common sense: if a plant operates for thirty years, everything will not work correctly all the time. Something will happen: fires, failures of the filtering system, industrial actions, accidental contamination by toxic wastes, unexpected chemical reactions, failed maintenance, human errors…. If an accident can happen, it will happen, somewhere, eventually.

This common sense should ideally be supported by facts. And there is the catch: facts are hard to come by, at least from easily available public sources. Manufacturers and operators do not report malfunctions automatically. Accident reports can occasionally be found, but not systematically. That, then, is the theme of this series. Based on the limited information that is available, I will try to determine what can go wrong in an incinerator, and how the locals can deal with such malfunctions.

I feel no hysteria. Even if a fire is set off, it will end when there is nothing more left to burn. An explosion like the Flixborough disaster is not possible. Even in the (theoretical) case of an explosion, the shock wave is not an issue. The release of hazardous substances is the core issue; right now, I have no real idea how much and what types of materials might be released.

It is certainly possible that I will find nothing dramatic. In that case, I will report that nothing dramatic was found. Time will tell.

Translate »