1. No category

Layman’s report
Kunnossapidon keinot hengitettävän katupölyn
vähentämiseen kaupunkiseuduilla
Maintenance measures to mitigate respirable
street dust in urban areas
www.redust.fi
1
LIFE09 ENV/FI/000579 REDUST
2
Sisällysluettelo
Katupöly ilmanlaatuongelmana.......................................................................................................................4
Hankkeen tavoitteet.........................................................................................................................................6
Hankkeen demonstraatiotestien laitteita........................................................................................................6
Hankkeen toimenpiteet....................................................................................................................................7
Hankkeen tulokset.........................................................................................................................................10
Hankkeen parhaat käytännöt.........................................................................................................................14
Kunnossapidon strategia...............................................................................................................................16
Vaikutukset ilmanlaatuun..............................................................................................................................18
Contents
The air quality problem of street dust.............................................................................................................4
Equipment of the REDUST demonstrations.....................................................................................................6
Objectives of the project..................................................................................................................................6
Project actions.................................................................................................................................................7
Results of the project.....................................................................................................................................10
Best practices of the project..........................................................................................................................15
Maintenance strategy....................................................................................................................................16
Impacts to air quality.....................................................................................................................................18
3
Katupöly ilmanlaatuongelmana
The air quality problem of street
dust
Hiukkasmaisia ilmansaasteita pidetään nykyisin yleisesti
yhtenä merkittävimmistä ympäristöterveysongelmista.
Yksi hiukkassaasteiden muoto on katupöly, jota kertyy
katuympäristöihin pohjoisilla kaupunkiseuduilla erityisesti talvena aikana. Keväällä katujen sulaessa ja kuivuessa
hiukkaset vapautuvat nopeasti aiheuttaen usein hyvin
korkeitakin hiukkaspitoisuuksia vaihtelevan pituisella
ajanjaksolla. Suomen eteläosissa kevätpölykausi ajoittuu
yleensä maalis-toukokuuhun.
Particulate air pollution is nowadays widely regarded as
one of the most significant environmental health problems.
One form of particulate air pollution is street dust, which
accumulates into street environments especially during
the winter in northern urban areas. When the ice and
snow melts and streets dry up during the spring, the
accumulated street dust is released quickly and often
causes very high ambient air particulate concentrations
during a time period of varying lenght. In Southern Finland
the spring dust period typically happens between March
and May.
Suomessa nastarenkaiden aiheuttamaa päällysteen kulumaa ja hiekoitusmateriaaleja pidetään merkittävimpinä lähteinä talven aikana tieympäristöön kertyville
hiukkasille. Viime vuosikymmenien aikana ajoneuvojen
pakokaasupäästöissä on tapahtunut merkittävää kehitystä parempaan suuntaan kiristyneiden päästörajoitusten,
teknologisen kehityksen sekä rikittömien ja lyijyttömien
polttoaineiden myötä. Nämä tekijät eivät kuitenkaan vaikuta katupölyyn, joten katupölypäästöjen vähentämiseksi
on kehitettävä muita keinoja. Katupölyn suhteellinen merkittävyys kaupunkien ilmanlaatuongelmana onkin viime
vuosikymmeninä kasvanut.
In Finland street wear caused by studded winter tyres
and use of traction sanding materials are regarded as
the most significant sources for particles accumulating
in the street environments during winter. During the last
decades there have been significant improvements in
the vehicle exhaust emissions due to tightened emission
control, technological development and sulphur- and leadfree fuels. These improvements do not affect street dust,
so additional measures need to be developed to mitigate
street dust emissions. During the previous decades the
relative importance of street dust as an urban air quality
problem has increased.
4
REDUST-hankkeessa tutkimukset ja demonstraatiot keskittyivät erityisesti katupölyn hengitettävään osuuteen:
hiukkasiin, joiden halkaisija on alle 10 mikrometriä (PM10).
Nämä hiukkaset edustavat vain pientä osuutta koko katupölyn massasta, mutta niiden aiheuttamia terveysriskejä pidetään merkittävinä. PM10-kokoluokan hiukkaset
tunkeutuvat ihmisen keuhkoihin hengitysilman mukana ja
pitkäaikaisen altistumisen on todettu lisäävän riskiä hengityselin- ja sydänsairauksien kehittymiseen. Akuutteja
terveyshaittoja voi aiheutua herkille väestöryhmille, joihin
kuuluvat lapset, kaikenikäiset astmaatikot ja ikääntyneet
sepelvaltimo- tai keuhkoahtaumatautia sairastavat. Viihtyisyyshaittoja kevätpölykauden aikana aiheutuu käytännössä kaikille ulkona liikkujille vilkasliikenteisillä alueilla.
Hengitettävien hiukkasten (PM10) vuorokausiraja-arvotaso
on 50 µg/m3. Varsinainen raja-arvo ylittyy, jos useampana
kuin 35 päivänä kalenterivuoden aikana vuorokausikeskiarvo on yli 50 µg/m3. Hengitettävien hiukkasten raja-arvo
on viimeksi ylittynyt Helsingissä vuonna 2006. PM10 -vuosikeskiarvon raja-arvo (40 µg/m3) ei ole koskaan ylittynyt
Suomessa.
Raja-arvot hengitettäville hiukkasille (PM10).
Arvo, määritelmä ja edellinen ylitys
pääkaupunkiseudulla
50 µg/m³ Päiväkeskiarvo,
enintään 35 ylityspäivää kalenterivuoden aikana
Mannerheimintie,
Helsinki
2006
37 päivää
40 µg/m³ Vuosikeskiarvo
Ei ole koskaan
ylittynyt
The research and demonstrations of the REDUST project
focused especially on the respirable portion of street dust:
particles with a diameter of less than 10 micro meters
(PM10). These particles represent only a small fraction of
the total mass of street dust, but the health risks caused
by respirable particles are considered significant. PM10
particles enter human lungs with the breathing air and
long-term exposure has been found to increase the risk
of respiratory- and cardiovascular diseases. Acute health
effects may be caused to sensitive population groups, such
as children, asthmatics of all ages and elderly citizens with
coronary heart disease or chronic obstructive pulmonary
disease. Comfort of outdoor activities is impaired
practically for all citizens at busy traffic environments
during the street dust period.
Limit values for respirable particles (PM10).
Value, definition and previous exceedance in
Helsinki metropolitan area
50 µg/m³
Daily average, may
be exceeded on
35 days during
a calendar year
Mannerheimintie,
Helsinki
2006
37 days
40 µg/m³
Annual average
Never exceeded
The daily limit value level for respirable particles (PM10) is
50 µg/m3. The actual limit value is exceeded if the daily
average value is above 50 µg/m3 during more than 35 days
within a calendar years. The limit value for PM10 has last
been exceeded in Helsinki in 2006. The annual average
PM10 limit value (40 µg/m3) has never been exceeded in
Finland.
5
Hankkeen demonstraatiotestien laitteita • Equipment of the REDUST demonstrations
Hiekoituslaite kuorma-autoalustalla
Traction sanding equipment on lorry platform
Koko kaistan pölynsidonta pesuautolla
Washing lorry used for whole-lane dust binding
Painepesevä imulakaisuauto (PIMU)
Modern street scrubber
Pesuauto kääntyvillä painepesureilla
Washing lorry equipped with rotating pressure washers
Hankkeen tavoitteet
Objectives of the project
Euroopan unionin LIFE+ -ohjelman tuella toimineen
REDUST-hankkeen tavoitteina oli:
Objectives of the European Union LIFE+ funded REDUST
project were:
• Löytää parhaat talvikunnossapidon käytännöt liukkaudentorjunnan, pölynsidonnan ja katujen puhdistuksen
menetelmissä hengitettävän katupölyn vähentämiseen, demonstroida niiden päästövähennysmahdollisuuksia ja verrata kustannuksia aiemmin käytössä
olleisiin menetelmiin
• To find and demonstrate the best winter maintenance
practices in the fields of traction control, dust binding
and street cleaning, to accelerate their implementation
to reduce levels of respirable (PM10) street dust in
urban areas and to compare the costs with current
state measures
• Kehittää ja toimeenpanna strategia PM10-kokoluokan
katupölyn vähentämiseksi hyödyntäen parannettuja
kunnossapidon keinoja
• To develop and implement a strategy to reduce levels
of respirable (PM10) street dust by means of better
winter maintenance practices in urban areas in Finland
6
Täsmäpölynsidonta pesuautolla
Targeted dust binding with washing lorry
Täsmäpölynsidonta liukkaudentorjunta-autolla
Traction control lorry used for targeted dust binding
Imulakaisukone ja painepesuauto (yhdistelmäpesu)
Suction sweeper and pressure washing lorry (combination cleaning)
Tutkimusajoneuvo “Nuuskija”
Mobile laboratory “Sniffer”
Hankkeen toimenpiteet
Project actions
Demonstraatio-ohjelma
Demonstration program
REDUST-hankkeen puitteissa kunnossapidon toimintaa
tutkittiin pääkaupunkiseudulla erillisillä demonstraatiotesteillä sekä mittauksilla Helsingin, Espoon ja Vantaan
katuverkossa. Testeissä tutkittiin valittujen kunnossapitotoimenpiteiden vaikutusta katupölyn muodostumiseen
neljän kevään aikana vuosina 2011–2014 erikseen joka
vuodelle laaditun demonstraatiosuunnitelman mukaan.
Metropolia-ammattikorkeakoulun Nuuskija-tutkimusajoneuvo seurasi kadun pinnasta nousevan katupölyn määrää ennen kunnossapidon toimenpiteitä ja niiden jälkeen.
Tuloksia verrattiin samoissa kohteissa oleviin osuuksiin,
joilla kunnossapitotoimenpiteitä ei tehty.
Within the REDUST project street maintenance actions
were studied in the Helsinki metropolitan area with
specific demonstration tests and measurements in the
street networks of Helsinki, Espoo and Vantaa. Effects of
the chosen street maintenance actions were studied in
the tests during four springs (years 2011–2014) according
to a specific demonstration plan drawn up for each year.
The mobile laboratory Sniffer, operated by Metropolia
University of Applied Sciences, tracked the street dust
emissions from street surfaces before and after the
maintenance actions. The results were then compared
with untreated street sections within the same sites.
7
Testejä varten Helsingin Suurmetsäntielle rakennettiin
ilmanlaadun seurantajärjestelmä, joka koostui siirrettävästä ilmanlaadun mittausasemasta sekä akkutoimisten
PM10-hiukkasmittalaitteiden sarjasta. Toisena kohteena
käytettiin Vanhaa Porvoontietä Vantaalla, missä mittaukset tehtiin vain tutkimusajoneuvoilla. Useamman vuoden
tarkastelujakso oli tarpeen toimenpiteiden tehon osoittamiseksi, koska sää- ja katupölyolosuhteet tyypillisesti
vaihtelevat huomattavasti eri vuosien välillä. Hankkeen
eri vuosina talvet ja keväät olivatkin hyvin erilaisia.
For the demonstrations an air quality monitoring system
was set up at Suurmetsäntie in Helsinki. The system
consisted of a air quality monitoring station trailer and
a series of battery-powered PM10 particle measurement
devices. Vanha Porvoontie in Vantaa was used as another
demonstration site and there the measurements were
made only by mobile devices. Because weather and street
dust conditions vary considerably from year to year, a
multi-year project period was required to demonstrate
the efficiency of different measures. The actual winter
and spring conditions were very different during different
years of the project period.
Hankkeessa käytetyistä mittalaitteista osa hankittiin
hankkeen EU-rahoitustuella ja osa oli hankkeen toteuttajien omaa laitteistoa. Rahoitustuella hankittiin muun muassa HSY:n ilmanlaadun mittausasemalle ilmanlaatumonitorit ja sääasema sekä Suurmetsäntiellä käytettäväksi
viisi akullista PM10-monitoria. Nordic Enviconin tutkimusajoneuvo Vectraan hankittiin kaksi TSI DustTrack II -hiukkasmittalaitetta, joita käytettiin muun muassa hankkeen
talvirengastesteissä.
Measurement equipment used in the project was partially
procured with EU funding. Project funding was used for
example to update HSY’s monitoring station with air
quality monitoring devices and weather station as well as
for five battery powered PM10 monitoring devices used at
Suurmetsäntie. Two TSI DustTrack II particle measurement
devices were procured for the Nordic Envicon’s research
vehicle Vectra, and they were used e.g. in the winter tyre
testing.
Testien kunnossapitokalustosta vastasivat hankkeeseen
osallistuneet Helsingin, Espoon ja Vantaan kaupungit. Eri
vuosina testikäytössä oli imulakaisukoneita, pesuautoja,
painepeseviä imulakaisukoneita, erilaisia pölynsidontalaitteistoja sekä hiekoituslaitteita. Testien toteuttaminen
edellytti joustavuutta ja nopeaa reagointia kunnossapidolta, sillä eri vuosina testeihin soveltuvia kuivia jaksoja
saattoi säätilan vaihtelusta johtuen olla vain muutamia.
The maintenance equipment used in the testing was
provided by the Helsinki, Espoo and Vantaa street
maintenance departments. During different years the
tested equipment included suction sweepers, street
scrubbers, different dust binding equipment setups and
traction sanding setups. Performing the demonstrations
required flexibility and short-notice availability from the
maintenance organizations, as due to weather fluctuations
during different years there sometimes were only a few
suitable dry periods for demonstration testing.
Katuverkon pölytilanne
REDUST-hankkeen aikana Nuuskijan avulla seurattiin
myös todellisen kunnossapidon vaikutusta katupölyyn esimerkkitieosuuksilla, eli REDUST-kaupunkireiteillä Helsingissä, Espoossa ja Vantaalla. Kunnossapidon henkilöstö
kirjasi kaupunkireiteillä tehdyt toimenpiteet, ja tietoja verrattiin kevätkauden jälkeen Nuuskijan mittaamiin katupölytietoihin. Tarkasteluun lisättiin mm. tiedot liikennemääristä ja sääolosuhteista. Tietojen avulla laadittiin arvio
kunnossapidon todellisten toimenpiteiden vaikutuksesta
toteutuneisiin katupölymääriin. Myös virallisen ilmanlaadun seurantaverkon tietoja käytettiin tässä yhteydessä.
Street dust situation in the street network
During the REDUST project the effects of the perfomed
maintenance measures on street dust emissions were
followed up by the mobile laboratory Sniffer on the
REDUST city routes in Helsinki, Espoo and Vantaa.
Maintenance personnel kept book of measures taken on
the city routes and the information was compared with the
street dust data gathered by Sniffer. Information regarding
traffic volumes and weather conditions were included in
the analysis and with this information it was possible to
evaluate the effects of actual maintenance measures on
realized street dust emissions. Also the official air quality
data from the HSY air quality monitoring network was
used in this context.
8
Analyysit ja strategian kehittäminen
Analysis and strategy development
Demonstraatio-ohjelman ja katuverkon tietojen perusteella
REDUST-hankkeessa analysoitiin eri toimenpiteiden vaikutusta katupölyyn ja niiden kustannustehokkuutta. Toimenpiteiden kustannukset laskettiin katujen pesumenetelmille
ja pölynsidonnalle kaupunkien toimittamien tietojen avulla.
Analyysien tuloksia käytettiin seuraavien vuosien parannettujen strategisten toimenpiteiden suunnittelussa. Esimerkiksi
pölynsidontakertoja ja modernien painepesevien imulakaisukoneiden käyttöä lisättiin hankkeen aikana korkean kunnossapitoprioriteetin katukohteissa, joissa toimenpiteiden
havaittiin olevan kaikkein tehokkaimpia sekä päästövähennysten että kustannusten näkökulmasta. Hankkeen lopussa
tulokset koottiin työpakettien loppuraportteihin ja parhaat
käytännöt -raporttiin.
With the information provided by the demonstration
program and the measurements on REDUST city routes
the effect of different maintenance measures on street
dust emissions and the cost efficiency of these measures
were evaluated. The cost was calculated for the street
cleaning and dust binding maintenance actions. Results of
the analysis were applied in the planning of the following
year improved strategic maintenance actions. For example
the number of dust binding actions and the use of modern
street scrubber equipment was increased during the
project in high maintenance priority locations, where the
actions were found to be most efficient from the cost- and
emission reduction point of view. At the end of the project
period the results were concluded in the final reports of
the project Actions and the best practices report.
Viestintätoimenpiteet
Communication and dissemination
Hankkeen aikana tuloksista viestittiin monille katupölyaihepiirin sidosryhmille. Vuosittaisissa katupölyseminaareissa
käytiin läpi hankkeen viimeisimpiä tuloksia kotimaisille ammattiyleisöille. Kahdessa kansainvälisessä tutkimusseminaarissa hankkeen tuloksia esiteltiin myös muista Pohjoismaista ja Baltiasta kotoisin olevalle yleisölle. Hankkeen aikana
tehtiin parhaat käytännöt -raportin lisäksi kolme esitettä,
joista kaksi oli suunnattu kunnossapidon ammattilaisille ja
yksi kaupunkilaisille. Tuloksista kirjoitettiin myös artikkeleita
ammattilehtiin, ja hankkeen tutkijat esittelivät tuloksia kansainvälisissä seminaareissa Kreikassa, Ruotsissa ja Italiassa.
Suomessa projektihenkilöstö myös jalkautui katupölykausina
kaupunkilaisten pariin jakamaan tietoa ja keskustelemaan
katupölyn syistä ja haitoista. Hankkeen yhteydessä kehitettiin lisäksi kaupunkilaisia huonosta ilmanlaadusta varoittava
tekstiviestipalvelu (Ilmanlaatuviesti).
During the project the results were communicated to
many street dust stakeholder groups. In annual street dust
seminars the latest results were presented to Finnish expert
audiences. Two international research seminars were
held for Nordic and Baltic audiences. During the project
three brochures in addition to the best practices report
were produced, two of these were aimed for maintenance
professionals and one for the citizens. Articles written by
project staff were published in professional magazines
and the researchers of the project presented the results
in international conferences in Greece, Sweden and Italy.
In Finland during the street dust seasons project staff took
to public spaces to distribute information and discuss the
reasons and effects of street dust with the citizens. During
the project a new SMS service called Ilmanlaatuviesti was
launched to warn citizens about bad air quality.
9
Hankkeen tulokset
Results of the project
Talvirengastestit
Winter tyre testing
Rengastesteissä testattiin eri valmistajien ja eri vuosimallien nastallisten ja nastattomien talvirenkaiden (kitkarenkaiden) pölypäästöjä. Tutkimusajoneuvo Vectra mittasi
katupölyä renkaan takaa, ja tuloksissa näkyi sekä renkaan
muodostama uusi katupöly että tien pinnasta renkaan ja ilmavirran vaikutuksesta nouseva jo aiemmin muodostunut
katupöly. Renkaiden välillä oli suurta vaihtelua, mutta yleisesti ottaen nastalliset talvirenkaat muodostivat enemmän uutta pölyä kuin nastattomat kitkarenkaat. Havainnot
tukevat aiempien tutkimusten tuloksia, joiden mukaan
nastarenkaat toimivat katupölyn lähteenä talvikaudella.
Jos kadun pinta on jo hyvin pölyinen, molemmat rengastyypit nostavat pölyä tehokkaasti ilmaan. Alustavat testaukset vuoden 2013 kiristyneiden nastarengassäännösten
mukaisilla uudenmallisilla nastarenkailla eivät osoittaneet
vähennystä katupölyn muodostumisessa. Toisaalta uusien
nastarenkaiden päästöt olivat korkeat myös silloin kun
nastat poistettiin, mikä viittaa renkaan materiaalilla ja
aerodynamiikalla olevan myös vaikutusta päästöjen muodostumiseen. Tietojen täsmentämiseksi tarvitaan lisää
tutkimuksia uusilla nastarengastyypeillä.
In the winter tyre tests dust emissions of studded and
studless (friction) winter tyres of different manufacturers
and different model years were tested. The research
vehicle Vectra measured street dust from behind the tyre
and the results included both new street dust formed by
the tyre and the already existing street dust rising from the
street surface due to tyre contact and air flows. There was
significant variation between different tyres, but in general
the studded winter tyres caused more dust emissions than
the studless winter tyres. The results supported previous
observations that studded tyres act as sources for street
dust during winter seasons. If the street surface is already
very dusty, both winter tyre types will efficiently resuspend
the existing dust from the street surface. The initial testing
done with new studded tyres manufactured according to
tightened 2013 studded tyre regulation did not indicate
reduction in street dust emissions. On the other hand the
emissions were high even after the studs were removed,
which indicated that tyre material and aerodynamics have
an effect on emission formation. More research with new
studded tyre types is required to further specify the results.
10
Hiekoitus
Traction sanding
REDUST-hankkeen hiekoitustesteissä kokeiltiin eri kokoja laatuluokkien hiekoitusmateriaaleja ja seurattiin niiden
vaikutusta lyhytaikaiseen pölynmuodostukseen testitiellä.
Hiekoitustoimenpiteet aiheuttivat merkittävää pölyämistä
erityisesti, jos hiekoitusmateriaalin laatu oli heikko. Pölyäminen oli vähäisempää märkäseulotulla materiaalilla,
josta hienoimmat raekoot (<1–2 mm) oli poistettu. Materiaalin valinnalla ja laadunvarmistuksella voidaan edesauttaa katupölyn vähentämistä. Ilmanlaadun kannalta olisi
parasta, jos hiekoitusta voitaisiin korvata muilla liukkaudentorjuntakeinoilla.
Short term street dust emissions of traction sanding
materials of different size fractions and quality were
studied in the REDUST demonstrations. Traction
sanding actions caused significant street dust emissions
especially if the quality of the traction sanding material
was low. Lower dust emissions were measured for wet
sieved traction sanding material from which the finest size
fractions (<1–2 mm) were removed. The choice of traction
sanding material and quality control help to mitigate street
dust emissions. From the air quality point of view it would
be best if traction sanding could be replaced with other
traction control methods.
Pölynsidonta
Dust binding
Pölynsidonnalla tarkoitetaan REDUST-hankkeen yhteydessä päällystettyjen katujen kastelua pölyämistä estävillä
liuoksilla. Hankkeessa testattiin kalsiumkloridi- ja kaliumformiaattiliuoksia eri levitystekniikoilla. Pölynsidonta
tuotti REDUST-demonstraatioissa kaikkein varmimmat
tulokset lyhytaikaiseen katupölyn vähentämiseen. Kadun
reunoille ja keskiviivan alueelle kohdennettu täsmäpölynsidonta vähensi päästöjä noin 40 % kahden päivän ajan
ja koko kaistan pölynsidonta noin 60 % kolmen päivän
ajan. Vaikutuksen voimakkuus ja kesto riippuvat aina olosuhteista, kuten säästä, liikennemääristä ja tienpinnan
toimenpidettä edeltävästä pölyisyydestä. Pääkaupunkiseudulla käytetään pölynsidontaan pääasiassa kalsiumkloridia. Kaliumformiaattia voidaan puolestaan käyttää
biohajoavien ominaisuuksiensa ansiosta myös herkemmillä pohjavesialueilla.
Dust binding in the context of the REDUST project refers to
spreading of liquid solutions on paved streets to mitigate
street dust emissions. In the project calcium chloride and
potassium formate solutions were tested with different
spreading tecniques. Dust binding produced the most
reliable results for short term reduction of street dust
emissions in the REDUST demonstrations. Targeted dust
binding to street edges and to the area in the middle of the
lanes decreased street dust emissions by approximately
40% during two days after the action and whole lane
dust binding by approximately 60% for three days after
the action. The dust mitigation power and duration of
the action always depend on conditions such as weather,
traffic and initial dust load on the street surface. In the
Finnish capital area mainly calcium chloride is used for
dust binding. Potassium formate may be used also at
sensitive ground water areas due to its biodegradable
properties.
Hankkeen tulosten perusteella pölynsidontaa suositellaan
tehokkaana keinona katupölypäästöjen vähentämiseen,
kun katupölypäästöt aiheuttavat ilmanlaatuongelmia.
Toimenpiteiden suunnittelussa tulee kuitenkin huomioida
myös suolan käytöstä ympäristöön kohdistuvat muut rasitteet. Näiden mahdollisten sivuvaikutusten merkittävyys
riippuu toimenpiteen toteutuspaikasta ja käytetyn aineen
ominaisuuksista, levitystavasta ja määrästä. Dramaattisia
sivuvaikutuksia ei kuitenkaan ole odotettavissa ainakaan
alueilla, joilla suolausta käytetään ennestään liukkaudentorjuntaan, sillä kyse on samankaltaisista aineista pienemmissä määrin. Pölynsidonnassa on tarpeen huomioida
myös liikenneturvallisuus, sillä liian suuret ainemäärät
voivat liukastaa ajoratoja.
According to the project results dust binding is recommended
as an efficient measure to mitigate street dust emissions
during times when street dust emissions cause air quality
problems. In the planning of potential dust binding actions
the environmental burden caused by salt use must also be
considered. The significance of potential side effects depends
on the action location and properties, spreading technique and
amount of dust binding material used. Dramatic side effects
are not to be expected at least at areas where salt is already
used for traction control purposes, as dust binding materials
are often similar substances in smaller quantities. Also traffic
safety should be considered, because too large amounts of
dust binding solution may make the street slippery.
11
Päivittäiset PM10 päästöt (kg/km)
70
Helsingin keskusta (Mannerheimintie)
60
EI RESUSPENSIOTA:
50
Märkä, jäinen tai luminen katu
40
Katujen puhdistus
30
Pölynsidonta
20
PÖLYPÄÄSTÖ:
10
Päästöarvio
0
1.10.
1.11.
1.12.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Päivämäärä
REDUST-hankkeen työpaketissa 3 arvioitiin, että kevätpölykauden aikaan parannetuilla pölynsidonta- ja pesutoimenpiteillä voitaisiin vähentää 25 % vilkkaiden liikennekohteiden katupölypäästöistä. Kuvassa mustat palkit kuvaavat katupölypäästöä ja värilliset osuudet arvioita parannetulla kunnossapidolla vähennetystä pölymäärästä.
Daily PM10 emission per distance (kg/km)
70
Helsinki Centre (Mannerheimintie)
60
NO RESUSPENSION:
50
Wet, icy or snowy street
Street cleaning
40
Dust binding
Empty row
30
DUST EMISSION:
20
Emission estimate
Empty row 2
10
0
1.10.
1.11.
1.12.
1.1.
1.2.
1.3.
Date
1.4.
1.5.
In the final report of REDUST Action 3 it was estimated that it is possible to reduce 25% of street dust emissions
during the spring dust period with improved dust binding and street cleaning actions. In the figure black bars
indicate street dust emission estimate and coloured sections the estimate of street dust amount reduced with
improved maintenance actions.
Katujen puhdistus
Street cleaning
REDUST-hankkeen demonstraatioissa parhaat pesutulokset hengitettävän katupölyn vähentämisessä saatiin menetelmillä, joihin liittyy korkeapaineinen vesipesu. Parhaat
tulokset saatiin modernilla painepesevällä imulakaisukoneella. Laitteessa on perinteiseen imulakaisukoneeseen
verrattuna lisäksi painepesurit, jotka irrottavat likaa myös
tien huokosista. Testattaessa perinteistä imulakaisukonetta ei havaittu vähennyksiä hengitettävän katupölyn
päästöissä. Menetelmä perustuu mekaaniseen harjaukseen ja imuun, joka ei syväpuhdista tietä samalla tavalla kuin painepesevät koneet. Perinteinen imulakaisukone
näytti kuitenkin toimivan myös hengitettävän kokoluokan
katupölyn vähentämisessä, kun laitetta käytettiin yhdessä erillisen painepesuauton kanssa. Karkean materiaalin
Best results for respirable street dust mitigation in
the REDUST street cleaning demonstration tests were
achieved with methods which apply high pressure water
washing, such as the modern street scrubber. Compared
to traditional suction sweeper the modern street scrubber
has additional high pressure washers which reach the dust
accumulated in the pores of street surfaces. Reduction in
respirable street dust emissions was not recorded for a
traditional suction sweeper in the demonstration testing.
The method is based on mechanical brushing and suction,
which does not deep-clean the street surface like the
machines with actual pressure washers. But when the
traditional suction sweeper was operated in combination
with a separate washing lorry, reductions in respirable
12
street dust emissions were achieved. The older generation
equipment will still be required to remove coarser fractions
of street dust. Also the availability and capacity of modern
street scrubber machines is for the time being limited.
Operation with modern equipment is especially important
in the high maintenance priority locations, where many
people are exposed to the negative effects of street dust.
poistossa perinteisempiä laitteita ja menetelmiä tarvitaan
edelleen. Toistaiseksi modernien painepesevien laitteiden
kapasiteetti ja saatavuus ovat myös rajoitettuja. Modernien laitteiden käyttö olisi kuitenkin erityisen tärkeää korkean kunnossapitoprioriteetin alueilla, joilla paljon ihmisiä
altistuu katupölyn haitoille.
Kunnossapidon toimintamallit
Operation models of maintenance
Hankkeen tutkimuksissa kävi selvästi ilmi, että aikaisin
keväällä aloitetut kunnossapitotoimenpiteet ovat kaikkein
tehokkaimpia sekä päästöjen vähentämisen että kustannustehokkuuden näkökulmasta. Tehokkain toimintatapa pölynsidonnassa on se, että kunnossapito-organisaatiot itse
seuraavat sääennusteita ja katupölytilannetta ja suunnittelevat toimenpiteitä sen mukaisesti. Parhaassa tapauksessa
ennakoivalla pölynsidonnalla voidaan paikallisesti estää
pahimmat katupölypäivät jo ennalta. Katujen puhdistuksen
suunnittelussa kohteiden priorisoinnilla on merkitystä, sillä
varsinkin viimeisintä tekniikkaa edustavaa sesonkiluonteista kalustoa on tyypillisesti rajoitetusti saatavilla. Vilkkaasti
liikennöityjä ja tiheästi asutettuja kohteita tulisi priorisoida
työohjelmissa suurimpien haittojen estämiseksi.
During the REDUST project it was clearly found that the
maintenance measures started early on in the spring were
the most efficient both from emission reduction and cost
perspectives. The most efficient method of operation
in dust binding is that the maintenance organizations
proactively perform dust binding actions based on weather
forecasts and air quality monitoring data. In the best case
the anticipatory dust binding actions may locally prevent
the worst street dust days altogether. In the planning of
street cleaning actions location prioritization is important,
because specialized seasonal equipment such as modern
street scrubbers have limited availability. Densely
populated areas with high traffic volumes should be
prioritized in the work programs to minimize the negative
effects of street dust.
13
Parhaat käytännöt hiekoituksessa PM10 -katupölyn vähentämiseksi
• Seulomattoman ja hienojakoisen hiekoitusmateriaalin käyttöä tulisi välttää, sillä ne sisältävät
huomattavasti pölyä.
• Materiaalina tulisi suosia kulutuskestävää hiekoitusmateriaalia, josta hienoimmat raekoot (<1-2mm)
on seulottu.
• Märkäseulontaa tulisi suosia menetelmänä hienoimpien raekokojen poistamiseen.
• Hiekoitusta tulisi käyttää vain alueilla, joilla sitä erityisesti tarvitaan, kuten risteyksissä,
bussipysäkeillä, mäissä ja liikennevaloissa. Vaihtoehtoja hiekoitukselle pitäisi etsiä.
• Laadunvarmistusta hankinta- ja kunnossapito-organisaatioissa tulisi kehittää siten, että
heikkolaatuiset hiekoitusmateriaalierät huomataan nopeasti ja virhe korjataan.
Parhaat käytännöt pölynsidonnassa PM10 -katupölyn vähentämiseksi
• Kalsiumkloridi (CaCl2, 10 paino-% liuos) vähentää tehokkaasti katupölypäästöjä asfaltoiduilla teillä.
CaCl2 on tehokkaimmillaan, kun ilman suhteellinen kosteus on korkea.
• Täsmälevitystekniikkaa kanttikiville, tien reunoille ja kaistojen väliin suositellaan pääasiallisena
levitystekniikkana haitallisten sivuvaikutusten vähentämiseksi.
• Koko kaistan levitystekniikkaa voidaan käyttää tehokkaana työkaluna pahimpina katupölypäivinä.
• Pölynsidontakäsittelyt tulisi tehdä aikaisin aamulla ennen aamuruuhkaa. Keskellä aurinkoista ja
hyvin kuivaa päivää toteutetun pölynsidontakäsittelyn teho saattaa olla heikko.
• Pölynsidontakäsittelyjen suunnittelussa tulee huomioida paikalliset ympäristöolosuhteet, sillä
CaCl2 aiheuttaa korroosiota metallille ja betonille ja voi vahingoittaa kasveja ja pohjavettä.
Kaliumformiaattia (KCOOH) voi käyttää pölynsidontaan pohjavesialueilla.
• Liikenneturvallisuus tulisi huomioida ja mahdolliset ongelmalliset tieosuudet käsitellä vähennetyillä
ainemäärillä tai jättää kokonaan työohjelman ulkopuolelle. Asianmukaisia liikennemerkkejä tai
nopeusrajoituksia voidaan harkita tieosuuksille, joilla tarvitaan toistuvia pölynsidontakäsittelyjä.
Parhaat käytännöt katujen puhdistuksessa PM10 -katupölyn vähentämiseksi
• Moderni painepesevä imulakaisukone (PIMU) vähentää tehokkaasti PM10 -katupölypäästöjä ja sen
käyttöä suositellaan parhaan puhdistusvaikutuksen saavuttamiseksi.
• Perinteinen imulakaisukone vähentää PM10-katupölypäästöjä, kun sitä käytetään yhdessä
korkeapaineisen vesipesun kanssa (yhdistelmäpesu).
• Puhdistustoimenpiteet pitäisi aloittaa mahdollisimman aikaisin keväällä ja kohdentaa hyvin
pölyisiin korkean prioriteetin kohteisiin, kuten kaupunkien keskustoihin, parhaan kustannus- ja
pölynvähennystehokkuuden saavuttamiseksi.
• Parhaan mahdollisen pesutuloksen saavuttamiseksi puhdistus modernilla painepesevällä
imulakaisukoneella olisi hyvä toistaa myöhemmin keväällä, koska yksi puhdistuskerta ei poista
kaikkea PM10-pölyä muodostavaa materiaalia tien pinnasta.
14
Best practices in traction sanding to reduce PM10 street dust
• Avoid non-sieved, fine grained sanding materials as they contain significant amounts of dust.
• Prefer wear resistant sanding materials from which fine grain sizes (<1-2mm) have been sieved.
• Prefer wet-sieving as the method to remove finer grain sizes.
• Use of traction sanding should be targeted only to areas where there is high need for traction; e.g.
junctions, bus-stops, hills and traffic lights. Alternatives to sanding should be sought.
• Quality control of the procurement and maintenance functions should be developed so that inferior
quality shipments of traction sanding materials will be quickly discovered and the mistake corrected.
Best practices in dust binding to reduce PM10 street dust
• Calcium chloride (CaCl2, 10 weight-% solution) treatments efficiently prevent dust emissions from
paved streets. CaCl2 is most efficient when RH is high.
• Targeted spreading technique to kerbs, street edges and between the lanes is recommended as the
main method for dust binding to minimize negative side-effects.
• Whole lane dust binding may be used as an efficient tool on the worst street dust days.
• Dust binding treatments should be performed early in the morning before the rush-hour traffic. Dust
binding during a sunny and very dry mid-day may not be as efficient.
• Consider the local environmental factors before applying dust binding treatments, as CaCl2 is
corrosive for metal and concrete and may harm plants and ground water deposits. Potassium
formate may be used for dust binding on areas where ground water deposits are at risk.
• Traffic safety should be considered and sections where traction problems are foreseen should
be treated with decreased solution amounts or be excluded from the work program. Appropriate
traffic signs or speed limit reductions may be considered on sections where extensive dust binding
treatments are required.
Best practices in street cleaning to reduce PM10 street dust
• Modern street scrubber efficiently reduces PM10 street dust emissions and is recommended to be
used to achieve the best cleaning results.
• Traditional vacuum sweeper reduces PM10 street dust emissions when it is used in combination with
high pressure water washing (combination cleaning).
• Cleaning operations should be started early in the spring and targeted to very dusty high priority
locations, such as city centres, to achieve best cost- and dust reduction efficiency.
• To achieve best cleaning results modern street scrubber treatment should be repeated later in the
spring because one cleaning operation does not remove all PM10 dust forming material from the
street.
15
Kunnossapidon strategia
Maintenance strategy
Kunnossapidon strategialla on mahdollista vaikuttaa ilmanlaatuun liittyvien strategisten ympäristötavoitteiden
saavuttamiseen. REDUST-hankkeen työpaketin 4 loppuraportissa ilmanlaadun kehitystä tukevan kunnossapidon
strategian osa-alueiksi tunnistettiin seuraavat tekijät:
It is possible to contribute to the achievement of
strategic environmental goals of air quality through the
implementation of maintenance strategy. In the final
report of Action 4 of REDUST the following factors were
identified as parts of maintenance strategy to support air
quality improvements:
Tavoitteet: kunnianhimoiset mutta realistiset pitkän ja
lyhyen aikavälin tavoitteet. Esimerkiksi PM10 -katupölyn
pitoisuuksien vähentäminen kevätkausilla.
Objectives: ambitious but relevant and correctly set longand short-term objectives. For example reductions of PM10
street dust levels during spring periods.
Keinot tavoitteiden saavuttamiseksi: kunnossapidon
käytettävissä on useita työkaluja katupölytilanteen parantamiseksi. REDUST-hankkeen parhaat käytännöt -raportin
suosituksissa esitettiin toimenpiteitä liukkaudentorjunnan, pölynsidonnan ja katujen puhdistuksen osa-alueilla.
Tools to achieve the objectives: maintenance
organizations have many tools to improve street dust
situation. In the best practices report of REDUST
recommendations were made regarding traction control,
dust binding and street cleaning actions.
16
60
Ylityspäivien lukumäärä (kpl)
50
40
Syksy (1.10 - 31.12)
Kesä (16.5 - 30.9)
Kevät (15.3 - 15.5)
Talvi (1.1 - 14.3)
Raja-arvo enintään 35 päivänä PM10 yli 50 µg/m3
30
20
10
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Vuosi
PM10-vuorokausiraja-arvotason (50 µg/m3) ylityspäivien lukumäärä Helsingin keskustan Mannerheimintien mittausasemalla 2005–2014. Palkkien vihreät osat kuvaavat kevätkausien ylityspäivien lukumäärää, jotka johtuvat yleensä katupölystä.
Number of exceedance days
60
50
40
Autumn (1 October - 31 December)
Summer (16 May - 30 Septermber)
Spring (15 March - 15 May)
Winter (1 January - 14 March)
Limit value max 35 days of over 50 µg/m3 PM10
30
20
10
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Year
Number of exceedance days of PM10 daily limit value level (50 µg/m3) at Mannerheimintie
air quality monitoring station in Helsinki Centre during years 2005–2014. Green bar sections
represent spring time daily limit value exceedances, which are typically caused by street dust.
Tavoitteiden saavuttamisen seuranta: tavoitteiden
saavuttamisen seuraaminen pitää olla mahdollista strategian tehokkaan toimeenpanon varmistamiseksi. Ilmanlaatuun ja katupölypitoisuuksiin liittyviä tavoitteita voidaan
seurata joko ilmanlaadun mittausverkoston avulla tai liikkuvilla katupölyn mittauslaitteistoilla.
Measuring the progress towards the objectives:
to measure strategic success methods to follow up the
progress need to be in place. Goals related to air quality
and street dust emissions may be followed through
air quality monitoring networks or mobile street dust
measurement devices.
17
Vaikutukset ilmanlaatuun
Impacts to air quality
REDUST-hankkeen aikana katupölytilanne parani Helsingin
keskustan mittausasemalla Mannerheimintiellä osana jo
pidempään vallinnutta trendiä. REDUST-hankkeen aikana
kevätaikaan tapahtuvien hengitettävien hiukkasten (PM10)
raja-arvotason (50 µg/m3) ylityspäivien lukumäärä väheni
edelleen. Myös Nuuskija-tutkimusajoneuvon mittaukset
viittaavat siihen, että katupölypäästöjen trendi Helsingin
keskustan mittausreitillä on selvästi laskeva. Parannetuilla kunnossapidon käytännöillä, erityisesti intensiivisellä
pölynsidonnalla ja katujen puhdistuksella, uskotaan olleen
merkittävä vaikutus katupölytilanteen paranemiseen Helsingissä. Muita tekijöitä laskeneiden pitoisuuksien taustalla ovat myös märkäseulotun hiekoitussepelin käyttö,
hiekoituksen vähentäminen, alhaisemmat nopeusrajoitukset Helsingin keskustassa ja nastarenkaiden ominaisuuksien kehittyminen. Vaihtelevat sääolosuhteet vaikuttavat
kuitenkin voimakkaasti ilmanlaatuun, ja PM10 -vuorokausiraja-arvon ylitysriski on edelleen olemassa myös Helsingissä. Jatkossakin on siis tärkeää panostaa edelleen katupölyn torjuntaan, jotta viime vuosien positiivinen kehitys
ilmanlaadussa jatkuisi myös tulevina vuosina.
During the REDUST project street dust situation in the
Helsinki Centre monitoring station at Mannerheimintie
improved and continued a trend which began before
REDUST. The spring time exceedances of the respirable
particle (PM10) daily limit value level (50 µg/m3) continued
to decline. Also the measurements by the mobile
laboratory Sniffer point to a clearly declining trend of
street dust emissions in the Helsinki Centre measurement
route. Improved maintenance actions, especially intensive
dust binding and street cleaning actions, are believed to
be significant factors behind the improvements in Helsinki.
Other factors affecting the declining concentrations are
also the use of wet sieved traction sanding material,
reduction of traction sanding, lower speed limits in
the Helsinki Centre and development of studded tyre
properties. Varying weather conditions have a significant
impact on air quality and the risk of exceeding PM10 daily
limit value still exists also in Helsinki. Focusing on street
dust mitigation work is important also in the coming
years, so that the positive development in air quality may
continue.
18
Hankkeen tiedot
Project information
REDUST-hanke toteutettiin vuosina 2011–2014
Euroopan Unionin LIFE+ ohjelman rahoitustuella.
REDUST project was carried out in 2011-2014 with
funding support from the European Union LIFE+ scheme.
Hankkeen koko nimi
Full project name
Parhaat talvikunnossapidon käytännöt hengitettävän
katupölyn vähentämiseen kaupunkialueilla – parhaiden käytäntöjen demonstrointi, strategian kehittäminen ja käyttöönotto
Best winter maintenance practices to reduce respirable
street dust in urban areas – demonstration of best
practices, strategy development and implementation
Project partners
Hankekumppanit
City of Helsinki
City of Espoo
City of Vantaa
Helsinki Region Environmental Services Authority
Metropolia University of Applied Sciences
Nordic Envicon Oy
Helsingin kaupunki
Espoon kaupunki
Vantaan kaupunki
Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä
Metropolia ammattikorkeakoulu
Nordic Envicon Oy
Earlier REDUST publications
Aiemmat REDUST-julkaisut
REDUST Actions 1 and 2 Final report: Demonstration
test final report. Main results and conclusions. (August
2014)
REDUST työpakettien 1 ja 2 loppuraportti: Demonstraatiotestien loppuraportti. Keskeiset tulokset
ja johtopäätökset (Elokuu 2014, Englanniksi)
REDUST Action 3 Final report: PM10 dust emission
estimates for current measures and estimation of
emission reductions due to additional measures.
(October 2014)
REDUST työpaketin 3 loppuraportti: PM10
-pölypäästöjen arviointi nykymenetelmillä ja arvio
päästövähennyksistä parannetuilla menetelmillä.
(Lokakuu 2014, Englanniksi)
REDUST Action 4 Final report: Winter maintenance
strategy with feasible additional measures. (December
2014)
REDUST työpaketin 4 loppuraportti: Talvikunnossapidon strategia käyttökelpoisilla parannetuilla
menetelmillä. (Joulukuu 2014, Englanniksi)
REDUST Best practices in winter maintenance to
reduce respirable street dust. (December 2014)
REDUST Parhaat talvikunnossapidon käytännöt
hengitettävän katupölyn vähentämiseen. (Joulukuu 2014, Suomeksi ja Englanniksi)
19
City of Helsinki Media Bank / Seppo Laakso
Helsingin kaupungin ympäristökeskus
PL 500, 00099 Helsingin kaupunki
www.hel.fi/ymk
www.redust.fi
City of Helsinki Environment Centre
P.O.B 500, 00099 City of Helsinki
www.hel.fi/ymk
www.redust.fi/en
20