Spredningsberegning av NOx

Transkript

1 MM Karton FollaCell AS Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D

2 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D01 Oppdragsgiver: MM Karton FollaCell AS Oppdragsgivers kontaktperson: Kjell Eriksen Rådgiver: Norconsult AS, Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Oppdragsleder: Mats Nordum Fagansvarlig: Katrine Bakke Andre nøkkelpersoner: D For kommentar hos oppdragsgiver MANOR KJB MANOR A Til fagkontroll MANOR KJB MANOR Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier n:\515\66\ \5 arbeidsdokumenter\52 luftforurensning\rapport\spredningsberegning mm karton follacell Side 2 av 18

3 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D01 Sammendrag I forbindelse med søknad om midlertidig endring av grenseverdier i gjeldende utslippstillatelse har Norconsult AS, på oppdrag for MM Karton FollaCell AS, foretatt en spredningsberegning av nitrogenoksider (NOx) og karbonmonoksid (CO) fra oppdragsgivers virksomhet i Follafoss. Miljødirektoratet krever spredningsberegning basert på representative utslippstall og de utslippsgrenser det skal søkes om ved endring av utslippstillatelse. Beregningsresultatene sammenlignes med krav til lokal luftkvalitet i Forurensningsforskriften, nasjonale mål og luftkvalitetskriterier gitt av Miljødirektoratet og Folkehelseinstituttet. Modelleringen er utført med modellen AERMOD. Spredningsberegningene viser at luftkvalitetskriteriene, nasjonale mål og grenseverdien i forurensningsforskriftens kapittel 7 overholdes med god margin både for NO2 og CO. Hele området vil ha god luftkvalitet med utslipp av 500 mg NOx/Nm 3 og 300 mg CO/Nm n:\515\66\ \5 arbeidsdokumenter\52 luftforurensning\rapport\spredningsberegning mm karton follacell Side 3 av 18

4 I nnhold Innledning 5 Forutsetninger 6 Anlegget s plassering og omgivelser 6 Anleggs - og utslippsdata 7 Luftforurensning og grenseverdier 8 Metode 10 Meteorologi og lokalklimasituasjon for området 10 Bakgrunnskonsentrasjoner 11 Modellering AERMOD 12 Resultater 13 Spredningsberegning av N O2 13 Spredningsberegning av CO 15 Konklusjon 17 Referanser Side 4 av 18

5 I nnledning I forbindelse med søknad om midlertidig endring av grenseverdier i gjeldende utslippstillatelse har Norconsult AS, på oppdrag for MM Karton FollaCell AS, foretatt en spredningsberegning av nitrogenoksider ( NOx ) og karbonmonoksid (CO) fra oppdragsgivers virksomhet i Follafoss. Miljødi rektoratet krever spredningsberegning basert på representative utslippstall og de utslippsgrenser det skal søkes om ved endring av utslippstillatelse. Beregningsresultatene sammenlignes med krav til lokal luftkvalitet i Forurensningsforskriften, nasjonale mål og luftkvalitetskriterier gitt av Miljødirektoratet og Folkehelseinstituttet. Resultatene og vurderingene av modelleringen er presentert i denne rapporten Side 5 av 18

6 Forutsetninger Anleggets plassering og omgivelser MM Karton FollaCell AS holder til i Follafoss i Verran kommune i Nord - Trøndela g. Fabrikken produserer kjemisk termomekanisk tremasse (CTMP). Virksomheten ligger på et flatt daltrekk helt ut mot Beitstadfjorden, rett vest for Follaelva og bebyggelsen i Follafoss, omringet av et sterk kupert og skogkled d terreng. V est for Follafoss og fabrikken ligger fjellhøyden Follahøgda (642 moh) og i øst Gortjønnhøgda (254 moh). Fabrikkens plassering regionalt og lokalt er vist i Figur 1 og Figur 2. Figur 1 : Geografisk plassering av MM Karton FollaCell AS virksomhet i Follafoss i Beitstadfjorden, Verran kommune. Kartkilde: Google Maps Side 6 av 18

7 Figur 2 : Plassering av MM Karton FollaCell AS fabrikk i Follafoss. Dagens skorstein/utslippspunkt markert med kryss. Fotokilde: norgeibilder.no. Anleggs - og utslipps data Modelleringen er utført med a nleggs - og utslipps data oppgitt av MM Karton FollaCell som vist i Tabell 1 og Tabell 2. Virksomheten har ett utslippspunkt for utslipp til luft. Tabell 1 : Anleggsdata for MM Karton FollaCell. Røykgassmengde Røykgass - temperatur Røykgass - hastighet Høyde skorstein Diameter skorstein [mg/nm 3 ] [ o C] [m/s] [m] [m] ,8 25 0,710 Tabell 2 : Omsøkte konsentrasjon er for utslipp av NOx og CO i utslippssøknaden. K onsentrasjone ne er benyttet i spredningsberegningene. Komponent NOx CO [mg/nm 3 ] [mg/nm 3 ] Maksimal tillatt konsentrasjon Side 7 av 18

8 Luftforurensning og grenseverdier Luftforurensning kan både gi og forverre luftveislidelser som KOLS og astma, og videre medføre økt risiko for kreft og hjerte - og karsykdom. Eksponering for luftforurensning gir generelt økt sykelig het og dødelighet. I tillegg kommer redusert sikt, skitt og redusert trivsel. EU har vedtatt et direktiv om luftkvalitet (Dir1999/30/EF) som er implementert i norsk lovgivning i form av kapittel syv i forurensningsforskriften [ 1 ]. Gjennom denne forskriften fastsettes juridisk bindende krav til luftkvalitet. Nasjonale mål for luftkvaliteten i byer og tettsteder ble vedtatt av regjeringen høsten Nasjonale mål er veiledende. De nasjonale målene er i hovedsak noe mer ambisiøse enn grenseverdiene i forurensningsforskriften, men ikke så strenge som Miljødirektoratets og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier [ 2 ]. Forholdet mellom disse tre er illustrert i Figur 3. Tabell 2 viser gjeldende grenseverdier for lokal luftkvalitet i forurensningsforskriften (kapittel 7), nasjonale mål og Miljødirektoratet s (tidligere SFT, Klif) og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier. Grenseverdiene i forurensningsforskriften: Et juridisk minimumsnivå for luftkvalitet som skal overholdes. Nasjonale mål : Et fremtidig mål der de fleste befolkningsgrupper beskyttes mot helseeffekter. Luft kvalitetskriterier : Trygt nivå for alle befolkningsgrupper, rene helsemessige vurderinger av luftkvaliteten. g in n s n re ru ftfo lu v a n jo s tra n e s n o K Figur 3 : Illustrasjon over relasjonen mellom de juridisk bindende grenseverdiene til luftkvalitet i forurensningsforskriften, veiledende nasjonale mål og luftkvalitetskriteriene [ 3 ] Side 8 av 18

9 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D01 Tabell 3: Gjeldende grenseverdier i forurensningsforskriften, nasjonale mål og Miljødirektoratets og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier. Alle verdier gitt som µg/m 3 [1,2]. NO 2 (µg/m 3 ) CO (µg/m 3 ) Gjeldende grenseverdi forurensningsforskriften Antall tillatte overskridelser årlig Nasjonale mål Antall tillatte overskridelser årlig Miljødirektoratets og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier Midlingstid: 1 time Midlingstid: 1 år Midlingstid: 1 time Midlingstid: 8 timer daglig n:\515\66\ \5 arbeidsdokumenter\52 luftforurensning\rapport\spredningsberegning mm karton follacell Side 9 av 18

10 Metode Meteo rologi og lokalklimasituasjon for området De meteorologiske parameterne som mates inn i AERMOD er temperatur, luftfuktighet, lufttrykk, vindretning, skydekke, vindhastighet, skyhøyde, jordstråling og nedbørsmengder. De meteorologiske dataene er hentet fra Meteorologisk institutts database for værdata, e - klima [ 4 ]. Da nærmeste værstasjon ikke alltid har alle værparametere, velges data fra stasjoner som er nærliggende og representative for planområdet. Dataene som er hentet ut og bearbeidet for bruk i modellen foreligger fra januar 2010 til og med desember T idsseriene er hentet fra følgende meteorologiske stasjoner: Steinkjer Søndre Egge Værnes Frosta Frekvensfordelingen av vind for den meteorologiske stasjonen i Steinkjer de siste 6 årene er vist i Figur 4 til Figur 6. Vindrosen viser at vind fra sørvest og Beitstadfjorden, samt vind fra øst/ nordøst er fremherskende. Det er vindsti lle 16 % av tiden. I vinterhalvåret er østavinden dominerende. MM Karton FollaCell v/bengt Widegren opplyser nærmere om de spesifikke meteorologiske forholdene i Follafoss: ved nord, nordvestlige og østlige vindforhold trekke r luften og røykgassen fra fab rikken i dalretningen utover fjorden. Ved sør og sørvestlige vindforhold trekker mer av røyken innover bygda. Figur 4 : Vindrose for værstasjonen på Steinkjer for [ 4 ] Side 10 av 18

11 Figur 5 : Vindrose for værstasjonen på Steinkjer for sommerhalvåret [ 4 ]. Figur 6 : Vindrose for værstasjonen på Steinkjer for vinterhalvåret [ 4 ]. Bakgrunnskonsentrasjoner Det er hentet ut bakgrunnskonsentrasjoner for området fra Bakgrunnsapplikasjonen i ModLuft [ 5 ]. Gjennomsnittlig b akgrunnskonsentrasjon for nitrogendioksid ( NO2) er 9,4 µg/m 3 og for ozon (O3) 61,4 µg/m Side 11 av 18

12 Modellering AERMOD AERMOD View er en gaussisk spredningsmodell, godkjent og anbefalt av EPA (United States Environmental Protection Agency). Modellen AERMOD er godkjent av norske myndigheter, og anses av flere lands myndigheter å være et «state - of - the - art» modelleringssystem for spredninger. Programmet simulerer fysiske atmosfæriske prosesser og gir estimater på konsentrasjoner i omgivelsene over et vidt spekter av meteorologiske forhold og modelleringsscenarier. Modellen er ba sert på blant annet blandingshøyde, temperatur og temperaturprofil, atmosfærens turbulente egenskaper samt komplekse terrengmodeller og inkluderer blant annet beregninger av stedsspesifikke parametere for å beskrive dannelse av atmosfæriske grensesjikt, go dt utviklede formler for spredning som inkluderer lagdeling, konvektive forhold og stabile inversjonslag, vertikale profiler for vind, temperatur og turbulens samt nedslagseffekter fra omkringliggende høye bygninger. AERMOD gir visuell presentasjon av resu ltatene. I denne modellen beregnes maksimal konsentrasjon ved bakkenivå for ulike meteorologiske situasjoner basert på data levert av Meteorologisk institutt. De meteorologiske dataene behandles i en egen programdel, AERMET, og terrengdataene er prosesser t i en egen programdel, AERMAP. Modellen har en egen programdel for beregning av påvirkning av turbulens rundt bygninger. Påvirkningen av røykgassnedslag pga. turbulens og levirvler bak bygningen er tatt med i beregningene. Konsentrasjonene i omgivelsene blir beregnet i mikrogram per kubikkmeter (µg/m 3 ). Beregningene er gjort med NOx (summen av alle nitrogenoksider) og karbonmonoksid (CO) som utslippsparameter. Omdannelse av NOx til NO2 er beregnet i AERMOD. Det er gjort beregninger for timesmidlede maksim alkonsentrasjoner, samt årsmiddelverdi. Bakgrunnskonsentrasjon av ozon (O3) og omdannelse av NO til NO2 er med i beregningene. Bakgrunnsverdien for NO2 i området er også inkludert Side 12 av 18

13 Resultater Spredningsberegning av NO2 Figur 7 viser kart over luftforurensning av NO2 etter kravene i f orurensningsforskriften. Miljødirektoratets og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier er markert med gult, nasjonale mål er markert oransje og gjeldende grenseverdi i forurensningsforskriftens kapittel 7 er merket med rødt. Figur 7 : 19. høyeste timesmidlet konsentrasjon av bakkenær NO2. Røde, oransje og gule områder ville overskredet kravene i hhv. forurensningsforskriften, nasjonale mål og luftkvalitetskriteriene. Årsmidlet konsentrasjon av bakkenær NO2 er vist i Figur 8. G renseverdi i forurensningsforskriftens kapittel 7 og Miljødirektoratets og Folkehelseinstituttets anbefalte luftkvalitetskriterier er her markert med rødt Side 13 av 18

14 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D01 Figur 8: Årsmidlet konsentrasjon av bakkenær NO2. Røde områder ville overskredet kravene i forurensningsforskriften og luftkvalitetskriteriene. Det er ingen overskridelser av kravene til NO2 i forurensningsforskriften, nasjonale mål eller luftkvalitetskriteriene. Kravene overholdes med god margin. Dette gjelder både for midlingstid 1 time og 1 år. Spredningsberegningene viser dermed at hele området vil ha god luftkvalitet med utslipp av 500 mg NOx/Nm n:\515\66\ \5 arbeidsdokumenter\52 luftforurensning\rapport\spredningsberegning mm karton follacell Side 14 av 18

15 Spredningsberegning av CO Figur 9 viser kart over luftforurensning av CO etter kravene i forurensningsforskriften. G jeldende grenseverdi i forurensningsforskriftens kapittel 7 er merket med rødt. Figur 9 : Høyeste konsentrasjon av bakkenær CO, midlingstid 8 timer. Røde områder ville overskredet kravene i forurensningsforskriften. Figur 10 viser kart over luftforurensning av CO etter luftkvalitetskriteriene. Gjeldende grenseverdi i luftkvalitetskriteriene er her merket med gult Side 15 av 18

16 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: ML01 Versjon: D01 Figur 10: Høyeste timesmidlet konsentrasjon av bakkenær CO. Ingen områder overskrider luftkvalitetskriteriene. Det er ingen overskridelser av kravene til CO i forurensningsforskriften eller luftkvalitetskriteriene. Også for CO overholdes kravene med god margin. Dette gjelder både for midlingstid 1 time og 8 timer. Spredningsberegningene viser dermed at hele området vil ha god luftkvalitet med utslipp av 300 mg CO/Nm n:\515\66\ \5 arbeidsdokumenter\52 luftforurensning\rapport\spredningsberegning mm karton follacell Side 16 av 18

17 Konklusjon Spredningsberegningene for utslipp til luft fra pipe ved MM Karton FollaCell viser at luftkvalitetskriteriene, nasjonale mål og grensever dien i forurensningsforskriftens kapittel 7 overholdes med god margin både for N O2 og CO. Modelleringen viser at hele området vil ha god luftkvalitet med utslipp av 500 mg NO x/ Nm 3 og 300 mg CO /Nm Side 17 av 18

18 Referanser 1. FOR nr. 931: Forskrift om begrens ning av forurensning (forurensningsforskriften). 2. Luftkvalitetskriterier. Folkehelseinstituttet: D=cb23601d - 6b cf1-2da3f3bcbe Side 18 av 18