Demonstration of the equivalence of PM2.5 and PM10 measurement methods in Kuopio 2014 - 2015

Euroopan Yhteisön CAFÉ-direktiivin (2008/50/EY) määrittää mm. hiukkasmittausten vertailumenetelmän, mikä perustuu hiukkasmassan gravimetriseen määritykseen. Jäsenmaa voi käyttää muuta menetelmää vertailumenetelmän sijasta, mikäli se voi osoittaa, että tulokset ovat yhteneviä vertailumenetelmän antamien tulosten kanssa. Tällaisella menetelmällä saatuja tuloksia on tarvittaessa korjattava, jotta saataisiin vertailumenetelmää käyttämällä saatavia tuloksia vastaavat tulokset. Hiukkasmittausten osalta vertailumenetelmä PM2.5 ja PM10 massapitoisuuden määrittämiseksi ulkoilmassa perustuu gravimetriseen määritysmenetelmään. Tässä tutkimuksessa testattiin eräiden jatkuvatoimisten hiukkasmittalaitteiden yhdenvertaisuutta vertailumenetelmää vastaan noudattaen komission ohjetta. Vertailumittaukset tehtiin Kuopiossa ja ne käsittivät hiukkasten aerodynaamiselta halkaisijaltaan olevat alle 2.5 μm:n ja alle 10 μm:n kokoiset hiukkasmittaukset. Vertailuun osallistuivat kaikkiaan kahdeksan eri jatkuvatoimista hiukkasanalysaattorimallia: BAM 1020, DustTrak 8535, FH 62 I-R, Grimm 180, MP101 CPM, Osiris, SHARP 5030 ja TEOM 1405. Vertailumittausohjelma toteutettiin komission ohjeen mukaisesti. Ohje määrittelee mm. pitoisuustasoista niin, että 20 % havainnoista tulee ylittää alimman arviointikynnykset (UAT) sekä PM2.5 että PM10 massapitoisuuksille. Havaintoaineistosta osoittautui, että PM2.5 massapitoisuudet eivät ylittäneet sille asetettua UAT arvoa, 17 µg/m3, yli asetetun kriteerin, vaan tästä jäätiin selvästi alle. Verrattaessa Suomessa mitattuja PM2.5 pitoisuuksia, voidaan todeta, että hyvin harvoin mittauksissa ylitetään UAT-arvo PM2.5 pitoisuuksissa. PM10 pitoisuuksissa sen sijaan ylempi arviointikynnys, 30 µg/m3, ylitettiin useammin kuin vaadittava määrä. Vertailumittaustulokset analysoitiin komission ohjeen mukaan ja sen perusteella esitetään jokaiselle vertailtavalle hiukkasanalysaattorille kalibrointikertoimet sekä PM2.5- että PM10-mittauksille. Raportissa osoitetaan myös kaikki poikkeamat, mitä esiintyi sallituista kriteereistä. Tulosten perusteella voidaan todeta, että yksi vertailtava analysaattori, DustTrak 8535, ei täyttänyt vaadittavia kriteerejä sekä PM2.5- että PM10-mittauksille. Osiris täytti vaatimukset PM10-mittauksille, mutta ei PM2.5-mittauksille. Sen sijaan kaikki muut testatut hiukkasanalysaattorit, FH 62 I-R, Grimm 180, MP101 CPM, SHARP 5030, TEOM 1405 ja BAM 1020 täyttivät vertailumenetelmälle asetetut vaatimukset sekä PM2.5- että PM10-mittauksille

Ulkoilman SO2-, NO- ja O3-mittausten kansallinen vertailumittaus sekä ilmanlaatumittausten laatujärjestelmä- ja kenttäauditointi 2017

Neljäs kaasumaisten yhdisteiden vertailumittauskampanja sekä mittausasemien kenttä- ja laatujärjestelmä-auditointi suoritettiin Suomen ilmanlaadun mittausverkoille vuoden 2017 aikana. Vertailumittauksessa kaasu-komponentit olivat rikkidioksidi (SO2), typpimonoksidi (NO) ja otsoni (O3). Vertailupitoisuudet eri komponenteille koostuivat kahdesta eri pitoisuudesta, joista toinen edusti alhaista pitoisuutta ja toinen korkeahkoa pitoisuutta. Lisäksi kullekin komponentille suoritettiin nollatason mittaus. Mittaustulosten raportointi vertailuun osallistuneilta tahoilta edellytti korjatut tulokset jokaisesta vertailumittauksesta sekä arvion mittaustulosten epävarmuudesta. Vertailu-mittauksiin osallistui 21 mittausverkkoa 31:stä ilmanlaadun seurantaa suorittavasta mittausverkosta. Näissä vertailu-mittauksia suoritettiin yhteensä 80 mittausta 28:lla eri mittausasemalla. Pitoisuusvertailujen ohessa suoritetussa kenttä- ja laatujärjestelmäauditoinnissa pyrittiin selvittämään mittausverkon laatujärjestelmän laajuus ja toimivuus. Pääpaino oli erityisesti mittausmenetelmää kuvaavien standardien vaatimusten toteutuminen kentällä tehtävissä laadunvarmennus-toimissa. Auditoinnissa tarkasteltiin kaasumaisten komponenttien mittausten lisäksi ulkoilman hiukkasmittauksia. Tässä raportissa esitetään vertailumittausten sekä kenttä- ja laatujärjestelmäauditoinnin tulokset sekä johtopäätökset. Raportoiduista SO2-tuloksista 22 tulosta 24:stä oli hyväksyttäviä. NO:n osalta 38 tulosta 40:stä oli hyväksyttäviä. O3:n osalta 14 tulosta 16:sta oli hyväksyttäviä. SO2:n, NO:n ja O3:n osalta yhteensä 92,5 % tuloksista oli hyväksyttäviä, mutta korjaavien toimenpiteiden jälkeen kaikki mittausverkot tuottivat hyväksyttävän vertailutuloksen. Mittausepävarmuusarvion oli laatinut noin 86% osallistuneista mittausverkoista. Laatujärjestelmä- ja kenttäauditointien tulokset olivat ylipäätään hyviä. Mittausverkot ovat laatineet menetelmäohjeita mittausaseman sijoittamisesta, mittausmenetelmistä, laadunvarmennustoimista, tulosten käsittelystä ja raportoinnista. Laatujärjestelmiä on kehitetty viime auditoinnin jälkeen. Mittausverkkojen ylläpitämistä laatu-järjestelmistä 16 oli kattavia, neljä oli rakenteilla ja kahdella mittausverkolla laatujärjestelmä oli pääasiallisesti dokumentoitu, mutta se ei ollut aktiivikäytössä. Kaikissa verkoissa oli toimivat tietojen keruu- ja käsittelyohjelmistot. Ilmanlaatumittausten tulokset oli jäljitetty kansalliseen vertailulaboratorioon joko suoraan mittausverkkojen ylläpitämillä tai välillisillä kalibroinneilla, joskin kalibrointivälit eivät aina täyttäneet EN-menetelmästandardeja (EN 14211, EN 14212, EN 14625). Välillisistä kalibroinneista suurin osa oli ulkoistettu yhdelle konsultille, jonka jäljitettävyys kansalliseen vertailulaboratorioon oli ylläpidetty säännöllisillä kalibroinneilla. Kaasumittausten laadunvarmennustoimet olivat pääasiallisesti em. EN-menetelmästandardien mukaisia, joskin poikkeuksiakin oli. Hiukkasmittausten osalta laadunvarmennustoimissa tavattiin eniten vaihtelevuutta eri verkkojen välillä ja tätä on syytä kehittää

Ilmanlaadun mittausohje 2017

Suomen ilmanlaadun seurantaa säätelevät suurelta osin EU:n ilmanlaatua koskevat direktiivit. Ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia säädellään sitovien raja-arvojen ja tavoitearvojen avulla. Myös kansalliset ohjearvot ovat edelleen voimassa ja niitä käytetään suunnittelun tukena, mutta niiden merkitys on vähenemässä. Raja-arvoja valvoviksi asemiksi kutsutaan niitä ilmanlaadun mittausasemia, jotka täyttävät ilmanlaatudirektiivien kriteerit ja joiden pitoisuustiedot toimitetaan EU:lle. Raja-arvopitoisuuksia valvovien mittausasemien lisäksi ilmanlaatua seurataan mittausverkoissa laajalti erilaisista paikallisista tarpeista, mikä on ollut aikanaan lähtökohta useimpien ilmanlaatumittausten aloittamiselle. Ilmanlaatua seurataan ensisijaisesti hyvän ilmanlaadun turvaamiseksi paikallisille asukkaille ja ympäristölle. Ilmanlaatua mitataan lisäksi muun muassa yksittäisten päästölähteiden vaikutusten arvioimiseksi, asukkaiden valitusten vuoksi, ympäristölupaehtojen täyttämiseksi sekä jatkuvan ilmanlaadun seurannan tarvetta arvioitaessa. Tämä ohje koskee ilmanlaadun mittaamista osana ilmanlaadun seurantaa. Ohjeessa käsitellään ilmanlaatulainsäädäntöä, mittaustarpeen arviointia, mittausten suunnittelua, tekemistä ja laadunvarmennustoimenpiteitä, laatujärjestelmän sisältöä, raportointia sekä tiedottamista. Ohjeen tarkoituksena on kehittää mittausten laatua, luotettavuutta, edustavuutta ja vertailtavuutta sekä luoda edellytyksiä ilmanlaadun mittaustulosten monipuoliselle hyödyntämiselle. Ilmatieteen laitos päivitti ilmanlaadun mittausohjetta edellisen kerran vuonna 2004 ja nyt mittausohjetta on edelleen laajennettu ja päivitetty ajan tasalle

Verification of PM-analyzers for PM10 and PM2.5 with the PM reference method

The Air Quality Directive, AQD, (2008/50/EC), set up the rules concerning the reference methods (RM) for the measurements of e.g. mass concentration of particulate matter in air. A member state (MS) can use any other method, which it can demonstrate to display a consistent relationship with the reference method. Demonstration of equivalence (DoE) for automated continuous monitoring systems (AMS) for determination of the PM2.5 and PM10 mass concentration of suspended particulate matter was conducted in Finland at the city of Kuopio during 2014-15 (Walden et al., 2017). The tested AMS were used in Finland at the local air quality networks for controlling the limit values for PM2.5 and PM10 mass concentration measurements. The purpose of the verification exercise was to demonstrate whether the AMS tested and approved during the DoE study in Kuopio are applicable elsewhere in Finland. The comparison of the AMS of the local network (site) with the RM was performed in various parts of Finland (south and north, east and west) to see if the AMS, which was approved as equivalence method still fulfills the suitability criteria elsewhere in Finland. Verification campaigns took place at eight measurement sites of different local air quality networks in Finland either for PM2.5 or PM10 measurements. AMS whose DoE was approved were: FH62-IR, Grimm model 180, MP101 CPM, Osiris, SHARP model 5030 and TEOM 1405. Additionally TEOM 1405D and APM-2 were tested for verification, though they did not participate in the DoE tests in Kuopio, but are used at some of the networks. The test strategy was modified from the relevant EN-standard for using the AMS for measurements of PM2.5 and PM10 concentrations in ambient air. This strategy enabled to include more sites and tested instruments into the study but with lack of less seasonality than would have been needed by following the guide accurately. As a result of the verification study the calibration factors achieved at DoE in Kuopio are applicable for the same model of AMS tested in Kuopio in different locations in Finland with few limitations. The FH62-IR made better performance by using the calibration factor obtained in this study in Helsinki than based on the DoE in Kuopio. Osiris passed the test for PM10 but not for PM2.5 measurements just like in Kuopio. APM-2 has been tested by Rheinland Energie und Umwelt GmbH, TÜV that is accredited testing laboratory and found to be equivalent with the reference method both for PM2.5 and for PM10 measurements. Based on the test results by TÜV and the verification results achieved in this study, the APM-2 can be used for PM2.5 and for PM10 measurements in Finland, but applying the calibration factors obtained in this study. TEOM 1405D has not been tested for DoE and cannot be claimed equivalent to reference method. Therefore calibration factors obtained in this study cannot be used for TEOM 1405D

Model for a regional air quality monitoring program

Alueelliset ympäristöjulkaisut 383Euroopan unionin neuvoston direktiivissä ilmanlaadun arvioinnista ja hallinnasta (1996/62/EY) määritellään ilmanlaadun seurannalle asetettavat vaatimukset jäsenvaltioiden rajaamilla ilmanlaadun seuranta-alueilla ja väestökeskittymissä. Suomessa ilmanlaadun seuranta-alueet on määritelty valtioneuvoston asetuksilla ilmanlaadusta (711/2001) ja alailmakehän otsonista (783/2003) koostumaan yhden tai useamman alueellisen ympäristökeskuksen toimialueesta. Väestökeskittymäksi on Suomessa määritelty ainoastaan pääkaupunkiseutu. Ilmanlaatuasetuksen ja otsoniasetuksen määräykset ohjaavat siten ilmanlaadun seurannassa alueelliseen yhteistyöhön antamalla määräyksiä ilmanlaadun seurannan järjestämisestä seuranta-alueella. Alueellisen ympäristökeskuksen tehtävä on huolehtia siitä, että niiden alueella ilmanlaadun seuranta on järjestetty hyvin ja varmistaa, että tarpeelliset seurantatiedot toimitetaan merkittäviksi ympäristönsuojelun tietojärjestelmään. Ilmanlaatuasetuksen raja-arvojen ylittymisen valvominen on ilmanlaadun seurannan vähimmäistaso, joka on samoilla periaatteella voimassa koko Euroopan unionin alueella. Tämä ei ole useinkaan kuntien ilmanlaadun seurannassa riittävä laajuus, kun otetaan huomioon esimerkiksi ympäristönsuojelulaissa kunnille annettu velvoite huolehtia alueellaan paikallisten olojen edellyttämästä tarpeellisesta ympäristön tilan seurannasta ja toiminnanharjoittajien velvoitteesta olla selvillä toimintansa ympäristövaikutuksista, ympäristöriskeistä ja haitallisten vaikutusten vähentämismahdollisuuksista. Ilmanlaatua voidaan seurata suorin ja välillisin keinoin, mittausten lisäksi leviämisselvityksin ja karkeilla objektiivisilla arvioinneilla esimerkiksi hyödyntämällä päästökartoituksin hankittuja tietoja. Ilmanlaadun vaikutuksia luontoon arvioidaan yleensä biologisin vaikutustutkimuksin. Tässä raportissa esitettävä malli ilmanlaadun alueelliseksi seurantasuunnitelmaksi kattaa koko ilmanlaadun seurannan ketjun päästötietojen kokoamisesta, erilaisten ilmanlaadun arviointi-, mallinnus ja mittausmenetelmien kautta ilmanlaadun vaikutusten seurantaan, jolla rutiiniseurannassa tarkoitetaan useimmiten luontovaikutusten seurantaa bioindikaattoritutkimusten avulla

BENCHOP—The BENCHmarking project in Option Pricing

eSSENC