Hiukkasmittausten vaatimuksenmukaisuuden todentaminen (HIVATO) 2019-2020

Show full item record



Permalink

http://hdl.handle.net/10138/338137
Title: Hiukkasmittausten vaatimuksenmukaisuuden todentaminen (HIVATO) 2019-2020
Author: Saarnio, Karri; Vestenius, Mika; Kyllönen, Katriina
Publisher: Ilmatieteen laitos - Finnish Meteorological Institute
Date: 2021-12
Language: fi
Belongs to series: Raportteja - Rapporter - Reports 2021:2
ISBN: 978-952-336-133-1
ISSN: 0782-6079
DOI: https://doi.org/DOI:10.35614/isbn.9789523361331
URI: http://hdl.handle.net/10138/338137
Abstract: Kansallinen ilmanlaadun vertailulaboratorio varmistaa Suomessa tehtävien ilmanlaatumittausten korkean laadun tekemällä ilmanlaatumittausten auditointeja ja vertailumittauksia. Tässä hankkeessa arvioitiin hiukkasmittausten vaatimuksenmukaisuutta keskittyen erityisesti keskimääräisen altistumisindikaattorin (AEI) määrittämiseen käytettävään mittaukseen. Tutkimuksessa arvioitiin Helsingin Kalliossa mitatun PM2,5-altistumisindikaattorin mittauksen tulosten soveltuvuutta ja edustavuutta Suomessa. Havaittiin, että Kallion mittaus edustaa hyvin keskimääräistä pienhiukkasaltistusta sekä pienhiukkaspitoisuuden vuositrendiä Suomessa. Lisäksi vuodesta 2015 eteenpäin Suomen kaupunkitausta-asemilla tehtyjen PM2,5-mittausten keskiarvot niin asemakohtaisesti kuin asemien yhteisenä keskiarvona alittavat kokonaisuudessaan vuoden 2020 keskimääräisen altistumisindikaattorin enimmäisarvon 8,5 µg/m3, jota käytetään altistumisen vähennystavoitteen arvioinnissa. AEI-mittaukseen käytetyn TEOM 1405 -hiukkasmonitorin mittaustuloksia vertailtiin Kalliossa menetelmästandardin SFS-EN 12341:2014 mukaisella vertailumenetelmällä saatuihin tuloksiin. Havaittiin, että AEI-laskentaan käytettävä Kallion TEOM 1405 -laite täyttää niukasti standardissa määritetyn 25 %:n epävarmuusvaatimuksen ja sillä tehtävän mittauksen laatu riittää altistumisindikaattorin määrittämiseen, vaikka vertailtavat pitoisuudet olivat yleisesti ottaen pieniä eikä menetelmästandardin SFS-EN 16450:2017 mukaisen vertailumittauksen pitoisuusvaatimus täyttynyt vertailujaksolla korkeiden pitoisuuksien puuttuessa. Tässä raportissa esitellään myös tulokset jatkuvatoimisille hiukkasmittalaitteille järjestetyistä vertailumittauksista Virolahdella ja Helsingissä sekä PM10- että PM2,5-hiukkaskokojakeelle sekä näiden lisäksi Kuopiossa ja Lahdessa PM2,5-hiukkaskokojakeelle. Vertailumittauksista saatujen tulosten perusteella määritettiin ensimmäistä kertaa korjauskertoimet FIDAS 200 -hiukkasmittalaitteen PM10- ja PM2,5-mittaukselle Suomessa. Tulosten perusteella FIDAS 200 -hiukkasmonitori soveltuu ulkoilman PM10- ja PM2,5-hiukkaskokojakeiden mittaukseen Suomessa käyttäen tässä raportissa esitettyjä korjauskertoimia, vaikkakin on huomioitava, että kertoimet eivät täytä ekvivalenttisuuden osoittamiselle asetettuja vaatimuksia. Kyseisiä kertoimia on kuitenkin suositeltavaa käyttää siihen asti, kunnes ekvivalenttisuus on osoitettu seuraavassa ekvivalenttisuuden osoittamiskampanjassa. Kahta muuta jatkuvatoimista laitetta (SHARP 5030 ja TEOM 1405) verrattiin referenssikeräimeen Virolahdella ja Helsingissä. Havaittiin, että Kuopion vertailumittauksessa 2014–2015 eri laitteille määritetyt korjauskertoimet eivät aina sovellu eri paikoissa ja eri vuodenaikoina PM10- ja PM2,5-hiukkaspitoisuuksien mittauksiin, koska mittauspaikat ja niiden olosuhteet vaihtelevat. Tämän takia vertailulaboratorio esittää ekvivalenttisuuden osoitusta viiden vuoden välein sekä jatkuvaa ohjelmaa käytettävien kertoimien soveltuvuuden osoittamiseksi paikallisilla vertailumittauksilla, joissa jatkuvatoimisten hiukkasmonitorien mittaustuloksia verrataan vertailumenetelmää vastaan eri paikoissa ja vaihtelevissa olosuhteissa jatkuvana kampanjana pitempiaikaisesti, puolesta vuodesta vuoteen kestävillä paikallisilla vertailuilla. Näillä ns. ongoing-mittauksilla voidaan osaltaan varmentaa Suomessa mitattavien PM10- ja PM2,5-hiukkasmittausten laatu ja vertailukelpoisuus myös varsinaisten ekvivalenttisuuden osoittamiseen soveltuvien vertailumittauskampanjoiden välillä.The National Reference Laboratory for Air Quality (NRL) ensures the high quality of air quality measurements in Finland by organising audits and intercomparison campaigns. In this project, the conformity of the particulate matter measurements was evaluated with a particular focus on the measurement used for calculating the average exposure index (AEI) of Finland. The representativity and applicability of the AEI measurements made at the Kallio station in Helsinki were evaluated. It was noticed that the results of the Kallio measurement represent well the average fine particle (PM2.5) concentrations and the yearly based trend of fine particles in Finland. In addition, the yearly average concentrations of fine particles have been smaller than the AEI limit value of 8.5 µg/m3, at all individual urban background stations in Finland since year 2015. The measurement results made with the PM monitor used for AEI measurement, i.e. TEOM 1405 analyser at the Kallio station, were compared to the results from the reference method that follows the standard SFS-EN 12341:2014. It was noticed that the uncertainty requirement of 25% was reached and therefore the quality of the measurement is sufficient to use it for the calculation of AEI. However, the fine particle concentrations were generally very low and therefore the requirements given in the standard SFS-EN 16450:2017 for an intercomparison against the reference method were not perfectly fulfilled. This report presents also results from intercomparison measurements made for automated continuous measurement systems (AMS). At the Virolahti station and at the Mäkelänkatu station in Helsinki, PM10 and PM2.5 measurements were compared. In Kuopio and in Lahti, intercomparison measurements were made for PM2.5 only. Based on the results from these intercomparisons, the calibration coefficients both for PM10 and PM2.5 were defined for the first time in Finland for a FIDAS 200 analyser that is a new PM monitor in the Finnish market. It was concluded that FIDAS 200 analysers can be used for the PM measurements in Finland when the calibration coefficients are applied for the data; however, one must note that the presented calibration coefficients do not fulfil the requirements given for the demonstration of equivalence (DoE). Nevertheless, these coefficients are recommended to be used until the official coefficients will be delivered from the next DoE campaign. Two AMS (SHARP 5030 and TEOM 1405) were compared to the reference method for the measurements of PM10 and PM2,5 in Virolahti and in Helsinki, respectively. It was revealed that the calibration coefficients based on the DoE in Kuopio (2014–2015) do not always fit ideally at different locations and seasons due to differences in the environmental characteristics of the measurement sites. Therefore, NRL recommends that DoE should be organised every five years and in between the DoE’s so called ongoing-intercomparison measurements should be carried out continuously. In the ongoing-intercomparison, suitability of the calibration coefficients from DoE will be verified in different locations with varying environmental characteristics. The ongoing-intercomparison campaigns should take place at one site from a half a year to one year and after that, the campaign should continue at a different location similarly. This would ensure that the influence of seasonal differences to the suitability of coefficients will be verified at each measurement site.
Subject: ilmanlaatu
PM2,5
pienhiukkaset
jatkuvatoimiset hiukkasmittaukset
vaatimuksenmukaisuus
keskimääräinen altistumisindikaattori
air quality
fine particles
continuous particle measurements
conformity
average exposure index (AEI)


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Hiukkasmittaust ... io_Karri et al._2021_2.pdf 2.179Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record