Kiintoaineen tuulikammiotestien suunnittelu ja päästökirjaston luonti

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tuottaa Rambollille pohjatietoa hajapölypäästöjen määrittämisestä tuulitunnelitestausten avulla, löytää sopiva tapa tehdä tuulikammiokokeet Rambollin rakentamaan tuulikammioon, sekä luoda päästökirjasto. Teollisuudessa syntyvien varastointikasojen ja varastointikenttien, kuten rikastushiekka-alueiden ja kiintoaineskasojen hajapölypäästömääristä on vielä suhteellisen vähän tietoa ja niiden vaikutusta teollisuuden hajapölypäästömääriin haluttiin selvittää lisää. Hajapölypäästöjen sisältämät PM10 ja PM2,5 hiukkaset ovat ihmisen terveydelle haitaksi ja pölypäästöt aiheuttavat myös viihtyvyysongelmia.

Varastoitavien materiaalien pölypäästöjä voidaan tutkia emissiopotentiaalikammiokokeiden avulla. Kirjallisuusselvityksessä selvitettiin jo aiemmin tehtyjä tuulitunnelikokeita, tuulen vaikutus hiukkasten liikkumiseen ja tuulen nopeuden muutoksia varastointikasojen pinnalla. Opinnäytetyössä tarkasteltiin tyypillisimpiä sääoloja Suomessa. Sääolosuhteet, kuten tuulen nopeuden vaihtelut, materiaalin kosteus ja lumipeite vaikuttavat suuresti hajapölypäästöjen syntyyn. Kirjallisuudesta löytyneiden tuulitunnelikokeiden pohjalta suunniteltiin koejärjestelyt Rambollin tekemään tuulikammioon. Koejärjestelyt suunniteltiin niin, että kokeet on helppo toistaa ja ne voidaan tehdä eri materiaaleille samalla tavalla, jotta tuloksia pystytään vertailemaan keskenään. Suunnitelmassa materiaalit asetetaan tuulikammioon alumiinilevyn avulla ja kammioon syötetään ilmaa 0,5 - 10 m/s virtausnopeudella. Kokeiden perusteella materiaaleille saadaan määritettyä päästökertoimet.

Lopputuloksena saatiin päästökirjasto, johon kirjattiin kirjallisuudessa jo tunnettuja päästökertoimia eri materiaaleille, kuten hiilivarastokasalle ja kultakaivoksen rikastushiekalle. Päästökertoimien yksikkönä on mg/m2/s. Nämä päästökertoimet löytyivät pääasiassa Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston ja Australian hallituksen ylläpitämältä ilmastopäästöjen sivustolta, joihin on kirjattu suoraan teollisuuden eri toiminnoista syntyviä päästökertoimia. Tulevaisuudessa Ramboll voi täydentää päästökirjastoa ja lisätä tuulikammiokokeista saadut hajapölypäästökertoimet päästökirjastoon.

Ramboll has designed a wind tunnel to determine the fugitive dust emissions. This bachelor’s thesis gives background information to their measurements of fugitive dust emission.

Information about fugitive dust emissions from industry storage areas is quite low. The purpose was to find more information about these emissions. Dust emissions cause pollution in the environment and the particles PM10 and PM2,5 in dust emissions are a health hazard. Fugitive dust emissions can be determined by wind tunnel tests. The most typical weather conditions in Finland were observed in this bachelor’s thesis because they have a great impact on fugitive dust emissions. Wind tunnel tests, which had already been run, were observed and the results from these tests were used to create testing arrangements for Ramboll’s wind tunnel. In the future, when the test is ready to run, Ramboll will use the flow velocity of 0.5 - 10 meters per second to measure how much the materials contain fine particles like PM10.

The results from these wind tunnel tests will give emission factors to different materials. The most commonly used emission factors were brought together from other sources and were written down to a worksheet and this thesis. The unit for emission factors is mg/m2/s. In the future Ramboll will be able to add the results to the worksheet.