Toiminta maalla tapahtuvissa öljy- ja kemikaalivahingoissa sekä onnettomuusskenaarioiden mallinnus HMTECM-mallilla 29.10.2013, Lahti RIMA loppuseminaari Katri Lepikkö Helsingin Yliopisto, Koulutus- ja kehittämiskeskus Palmenia Toiminta maalla tapahtuvissa öljy- ja kemikaalivahingoissa • Öljyvahinkojen torjuntalaki, pelastuslaki, kemikaalilaki ja ympäristönsuojelulaki • Lainsäädännössä maalla tapahtuvat öljy- ja kemikaalivahingot on käsitelty eri tavalla • Näitä eroavaisuuksia sekä lainsäädäntöön liittyviä ongelmakohtia selvitettiin yhteistyössä asiantuntijoiden kanssa Öljyvahinko • Öljyvahinkojen torjuntalaki, jossa torjuntaviranomaiset ja näiden tehtävät on nimetty selkeästi • Ensitorjunnasta vastaa pelastuslaitos • Jälkitorjuntavaihe, josta vastaa tarvittaessa kunnan määräämä viranomainen, voi olla pelastuslaitoskin • Jos jälkitorjunnan jälkeen vielä tarvitaan maaperän puhdistusta, siirrytään ympäristönsuojelulain 12 luvun mukaiseen ns. ”PIMAvaiheeseen” • Torjunta- ja muista kustannuksista vastaa aiheuttaja • Voidaan hakea korvausta öljynsuojarahastosta, mikäli vahingon aiheuttaja ei ole tiedossa tai ei ole maksukykyinen Kemikaalivahinko • Kemikaalivahinkojen osalta lainsäädäntö on puutteellisempi eikä toimintamalli ole yhtä selkeä kuin öljyvahingoissa • Pelastuslaki, kemikaalilaki ja ympäristönsuojelulaki • Ei erikseen nimetty torjuntaviranomaisia, mutta pelastustoimi on pelastuslain yleisten säännösten mukaan vastuussa vahingon rajoittamisesta • Jälkitorjuntavaihetta ja sen vastuuviranomaista ei ole nimetty erikseen • Myös kemikaalivahingossa aiheuttaja on ensisijaisesti vastuussa vahingon kustannuksista • Jos kemikaalivahingon aiheuttaja ei ole tiedossa eikä vakuutus korvaa kustannuksia, korvaajaksi joutuu alueen haltija tai kunta, sillä öljynsuojarahaston kaltaista rahastoa kemikaalivahingoille ei ole. Toiminta käytännössä ja ongelmatilanteet • Öljyvahinkojen torjunnan toimintatapaa sovelletaan yleensä myös maalla tapahtuvissa kemikaalivahingossa • Öljy- ja kemikaalivahinkoja koskevan lainsäädännön erot ja epävarmuus kustannusten korvaajasta etenkin kemikaalivahinkojen yhteydessä voivat kuitenkin aiheuttaa ongelmatilanteita • Jälkitorjuntavaiheen puuttuessa kemikaalivahingossa on siirryttävä suoraan PIMA-vaiheeseen • Öljyvahingossa voidaan jälkitorjunnan puitteissa tehdä enemmän toimenpiteitä ilman PIMA-ilmoitusta Toiminta käytännössä ja ongelmatilanteet • Pelastuslaitoksen suorittaman ensitorjunnan jälkeen vastuu kemikaalivahingosta hoitamisesta jää periaatteessa aiheuttajalle, koska torjuntaviranomaisia ei ole nimetty • Öljyvahinkojen torjuntalain mukaan pelastuslaitos vastaa ensitorjunnasta ja tarvittaessa kunnan määräämä viranomainen jälkitorjunnasta • Kaikissa pienissä kunnissa ei kuitenkaan välttämättä ole öljyvahingon jälkitorjunnassa tarvittavaa teknistä ja ympäristöalan osaamista Onnettomuusskenaarioiden mallinnus HMTECM-mallilla • Semianalyyttinen HMTECM (Hazardous Materials Transportation Environmental Consequence Model) –malli • ns. ”screening”-tason malli, joka on kehitetty erityisesti kuljetusonnettomuuksien ympäristövaikutusten arviointiin • Kehitetty US EPA:n HSSM (Hydrocarbon Spill Screening Model) mallin pohjalta Onnettomuusskenaarioiden mallinnus HMTECM-mallilla • Kuuden runsaasti kuljetetun kemikaalin kulkeutuminen NAPLfaasina mallinnettiin neljässä Suomelle tyypillisessä maalajissa • Kemikaalit: bensiini, akryylinitriili, styreeni, fenoli, rikkihappo ja metanoli • Maalajit: sora, hiekka, moreeni ja siltti • Kaksi skenaariota: pieni (100 l) ja suuri (10) m3 vuoto • Mallinnettava ajanjakso 5 vuotta • Vuodon kesto 2 tuntia Akryylinitriili Metanoli Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 Styreeni Bensiini Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 Fenoli Rikkihappo Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 sora hiekka siltti moreeni Akryylinitriili Metanoli Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 Styreeni Bensiini Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 Fenoli Rikkihappo Kulkeutumissyvyys (m) 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 10 h 1 d 4 d 10 d 1 kk 3 kk 6 kk 1 v 2 v 5 v 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 sora hiekka siltti moreeni Onnettomuusskenaarioiden mallinnus HMTECM-mallilla • Maalajilla on erittäin suuri merkitys kemikaalien kulkeutumisnopeuteen maaperässä • Kemikaalien väliset erot selittyvät eroilla viskositeettiarvoissa • Mallinnus koski ainoastaan kulkeutumista NAPL-faasissa eikä vesiliuoksessa kulkeutumista huomioitu Onnettomuusskenaarioiden mallinnus HMTECM-mallilla • Pienessä vuodossa riski pohjaveden pilaantumisesta on lähinnä sorassa ja vain jos pohjavesi on lähellä maan pintaa • Pienen vuodon tapauksessa kemikaalit voidaan yleensä helposti poistaa maaperästä kaivamalla • Suuressa vuodossa riski pohjaveden saastumiselle on suuri kaikissa maalajeissa • Sorassa ja hiekassa NAPL-faasi voi mallinnuksen mukaan kulkeutua pohjaveteen ja kaivinkoneen ulottumattomiin jo muutamassa tunnissa Mallin testaaminen todellisen onnettomuuden tiedoilla: Säiliöautoonnettomuus Iisalmessa • Juhannuksena 2010 Iisalmessa säiliöauto kaatui ojaan • Öljysäiliö repeytyi ja maaperään pääsi vuotamaan yhteensä noin 4 m3 bensiiniä ja dieseliä • Maaperä onnettomuuspaikalla oli läpäisevää karkeaa hiekkaa ja alue sijaitsi tärkeällä (I-luokan) pohjavesialueella • Viranomaiset toimivat nopeasti ja saastunutta maata alettiin kaivaa samana päivänä Mallin testaaminen todellisen onnettomuuden tiedoilla: Säiliöautoonnettomuus Iisalmessa • HMTECM-mallilla mallinnettiin bensiinin ja dieselin kulkeutuminen maaperässä Iisalmen onnettomuuden mukaisissa olosuhteissa • Mallinnettuja tuloksia verrattiin onnettomuuspaikalta mitattuihin tuloksiin Lähtöarvot Vuotaneen kemikaalin määrä (m3) Vuotoalueen pinta-ala (m2) Vuodon kesto (h) (arvio) Maanpoiston aloitusaika (h onnettomuuden jälkeen) Syvyys, jolta maata poistettiin (m) Pohjaveden syvyys (m) Maaperän huokoisuusa Maaperän vedenjohtavuus (m/d)a Tiheys (kg/l)b Viskositeetti (cP)b NAPL-vesi rajapintajännitys (dyn/cm)b Bensiini 1 1.8 1 12 Diesel 3 3.5 1 12 3 15 0.42 50 0.753 0.602 42.692 3 15 0,42 50 0.83 2 57 Pintajännitys (dyn/cm)b Vesiliukoisuus (mg/l)b Diffuusiovakio vedessä (cm2/s)b Kaasun kyllästyspitoisuus (mg/l)b Diffuusiovakio kaasussa (cm2/s)b Höyrynpaine (atm)b Molekyylipaino (g/mol)b 60.6 172.65 0.000017 1760.16 0.01133 0.406 95.273 60 65.05 0.00002 258.75 0.00243 0.05967 137.7 Mallin testaaminen todellisen onnettomuuden tiedoilla: Säiliöautoonnettomuus Iisalmessa • Mallinnettu kulkeutumissyvyys vastasi erittäin hyvin pitoisuusmittauksissa havaittua kulkeutumissyvyyttä viisi päivää onnettomuuden jälkeen, kun mallinnuksessa otettiin huomioon torjuntatoimenpiteenä tehdyn maan poiston vaikutus • Mallin mukaan, jos maan poistoa ei olisi tehty, bensiini ja diesel olisivat viiden päivän aikana ehtineet kulkeutua NAPL-muodossa n. 2-3 metriä syvemmälle. • Bensiini ja diesel kulkeutuivat suunnilleen yhtä syvälle sekä mallin että havaittujen pitoisuuksien mukaan Mallin testaaminen todellisen onnettomuuden tiedoilla: Säiliöautoonnettomuus Iisalmessa • Iisalmen onnettomuuden tapauksessa mallinnetut ja mitatut kulkeutumissyvyydet vastasivat hyvin toisiaan • HMTECM-mallilla mallinnettuja tuloksia on kuitenkin verrattu todellisissa onnettomuustilanteissa mitattuihin tuloksiin vasta vähän • Screening-tason mallina se myös tekee yksinkertaistuksia, joten mallinnettuihin tuloksiin on aina syytä suhtautua karkeina arvioina Kiitos! Katri Lepikkö Helsingin yliopisto Koulutus- ja kehittämiskeskus Palmenia [email protected] www.rimaproject.eu