Kumirouheen kulkeutuminen jalkapallokentiltä ympäristöön

Abstract

TEKONURMI-hankkeessa selvitettiin jalkapallokentiltä ympäristöön päätyvän täyteaineena käytetyn kumirouheen kulkeutumisreittejä ja määriä kenttämittauksin ja kyselytutkimuksin. Pääosa työstä toteutettiin kahdella helsinkiläisellä jalkapallokentällä (Pirkkola ja Puotila), jotka valittiin tutkimuksen kohteeksi kenttien ylläpitäjille lähetetyllä kyselyllä kerättyjen esitietojen ja kenttäkäyntien perusteella. Tavoitteena oli tarkastella kahta erityyppistä kenttää. Näytteitä kerättiin kenttien lähiympäristön maaperästä, laskupurojen pohjasedimentistä, hulevesikaivoista, lumesta ja huoltotoimissa käytetyistä työkoneista. Lisäksi tutkittiin kumirouheen tarttumista kenkiin. Hulevesimallinnuksen avulla arvioitiin hulevesikaivojen virtaamia, joiden kautta edelleen voitiin laskennallisesti määrittää kumirouheen pitoisuus kaivoihin päätyneessä hulevedessä. Hulevesi- ja maastomallin avulla arvioitiin valuma-alueiden kaltevuuksia, huippuvirtaamia sekä hulevesiverkostoon purkautuvan virtaaman virtausnopeutta.

Tutkimusalueilla tehtyjen mittausten mukaan kumirouhetta kentiltä poistavien reittien merkitys vaihteli huomattavasti. Esimerkiksi kentän käyttäjien kenkien mukana sekä kenttien huollon ja ylläpidon seurauksena Pirkkolan kentältä poistui arviolta 153 kg kumirouhetta vuodessa, kun Puotilassa vastaava poistuma arvioitiin selvästi suuremmaksi (444 kg/vuosi). Huoltotoimenpiteissä käytetyt koneet siirtävät kumirouhetta erityisesti niille alueille, joilla koneita puhdistetaan ja säilytetään. Lumesta kerättyjen näytteiden perusteella kentältä aurattu lumi on tärkeä tekijä rouheen poistumisessa kentältä ja sen kulkeutumisessa ympäristöön.

Maaperästä ja hulevesikaivoista mitattujen kumirouhemäärien perusteella kumirouhetta päätyy kentän lähiympäristöön Pirkkolassa keskimäärin 536 kg/vuosi ja Puotilassa 1869 kg/vuosi. Tulosten perusteella kulkeutumiseen hulevesien mukana vaikutti erityisesti vuodenaika sekä kaivon sijainti kenttäalueella. Huleveden mukana tapahtuvaan kumirouheen huuhtoutumiseen tekonurmikenttien viereisiltä pinnoilta, kuten asfaltilta, vaikuttaa eniten sateen intensiteetti mutta myös pinnan karkeus ja jyrkkyys. Tarkastelluista, kentiltä laskevien purojen sedimenttinäytteistä löytyi vain pieniä määriä (pääsääntöisesti <1 % kuivapainosta) kumirouhetta. Korkeimmat pitoisuudet (31,6 % kuivapainosta) löytyivät Puotilasta, Marjaniemenpuroon laskevan hulevesiputken purkuaukolta, mistä eteenpäin kumirouhepitoisuus nopeasti laski, ollen 0,8 % kuivapainosta 57 metrin päässä sijaitsevalla näytepisteellä.

Täyteainepäästöjen hillintään tähtäävillä hallintatoimilla on potentiaalisesti suuri merkitys kumirouhepäästöjen vähentämisessä ja leviämisen rajaamisessa. Päästöjä voidaan estää useilla toimenpiteillä, joita voidaan toteuttaa eri vaiheissa kentän elinkaarta: suunnittelussa ja rakentamisessa, asentamalla suojaavia rakenteita ja välineitä, huolehtimalla parhaista toimintatavoista käytön, ylläpidon ja huollon yhteydessä sekä ylipäätään jakamalla tietoa ja ohjeita. Hulevesimallinnuksen, verkostotarkastelun, huuhtoutumis- ja kulkeutumislaskelmien sekä maastossa tehtyjen havaintojen perusteella voidaan todeta, että hulevesiputkeen tai ojaan päästessään tekonurmilta karkaava rouhe kulkeutuu luonnonvesistöön nopeasti ja hallitsemattomasti, minkä vuoksi tekonurmikenttien hulevesien laadulliseen ja määrälliseen hallintaan tulisi kiinnittää erityistä huomiota. Tekonurmikenttien käyttäjien mukana kentiltä poistuu suuria määriä kumirouhetta. Pelaajille ja seuratyöntekijöille tulisi kertoa päästöistä ja erilaisista keinoista, joilla yksilötasolla päästöjä voidaan vähentää, kuten säännöllisen varusteiden puhdistuksen tärkeydestä kentältä poistuttaessa.

Sammandrag Spridning av gummikross från fotbollsplaner till omgivningen

I TEKONURMI-projektet utreddes genom fältmätningar och enkätundersökningar vilka vägar det gummikross som använts som fyllmedel på fotbollsplaner kommer ut i miljön och i vilka mängder. Största delen av arbetet genomfördes på två fotbollsplaner i Helsingfors (Britas och Botby gård), som valdes ut som forskningsobjekt med hjälp av förhandsuppgifter som samlats in genom en enkät till planadministratörerna samt genom besök på planerna. Målet var att granska två olika typer av planer. Prover samlades in från jordmånen i planernas närmiljö, bottensedimentet i utloppsbäckar, dagvattenbrunnar, snö och arbetsmaskiner som användes för underhåll. Dessutom undersöktes hur gummikross fastnar i skorna. Med hjälp av dagvattenmodelleringen bedömdes dagvattenbrunnarnas flöden, genom vilka man vidare kunde beräkna halten av gummikross i dagvattnet som hamnat i brunnarna. Med hjälp av dagvatten- och terrängmodellen bedömdes avrinningsområdenas lutningar, toppflöden samt flödeshastigheten för den vattenföring som rinner ut i dagvattennätet.

Enligt mätningarna som gjordes på undersökningsområdet varierade betydelsen av de rutter längs vilka gummikrosset försvinner från planerna betydligt. Till exempel försvann uppskattningsvis 153 kg gummikross per år med plananvändarnas skor samt som en följd av underhållet och servicen på planen i Britas, medan motsvarande avgång i Botby gård bedömdes vara klart större (444 kg/år). Maskiner som används för underhåll förflyttar gummikrosset särskilt till de områden där maskinerna rengörs och förvaras. På basis av de prover som samlats in från snö utgör snö som plogats från planen en viktig faktor när krosset avlägsnas från planen och transporteras till omgivningen.

På basis av de mängder gummikross som uppmätts i jordmånen och dagvattenbrunnarna hamnar i genomsnitt 536 kg gummikross per år i planens närmiljö i Britas och 1869 kg per år i Botby gård. Enligt resultaten påverkades transporten med dagvattnet särskilt av årstiden och brunnens placering på planområdet. Avrinningen av gummikross med dagvattnet från ytor intill konstgräsplaner, t.ex. asfalt, påverkas mest av regnets intensitet men också av hur grov och brant ytan är. I sedimentproverna från de granskade bäckarna som strömmade från planerna hittades endast små mängder gummikross (i regel < 1 % av torrvikten). De högsta halterna (31,6 % av torrvikten) hittades i Botby gård, i utloppet till dagvattenröret som mynnar ut i Maruddsbäcken. Därifrån sjönk gummikrosshalten snabbt och utgjorde 0,8 % av torrvikten vid en provtagningspunkt på 57 meters avstånd.

Kontrollåtgärder som syftar till att stävja utsläppen av fyllmedel har potentiellt stor betydelse för att minska utsläppen av gummikross och begränsa spridningen. Utsläppen kan förhindras med hjälp av flera åtgärder som kan genomföras i olika skeden: vid planering och byggande, genom att installera skyddande konstruktioner och redskap, genom att sörja för bästa praxis i samband med användning, underhåll och service samt överhuvudtaget genom att dela information och anvisningar. På basis av dagvattenmodelleringen, nätverksgranskningen, spolnings- och spridningsberäkningarna samt de observationer som gjorts i terrängen kan man konstatera att när kross från konstgräs kommer ut i dagvattenrör eller diken transporteras krosset snabbt och okontrollerat till naturliga vattendrag, och därför bör särskild uppmärksamhet fästas vid den kvalitativa och kvantitativa hanteringen av dagvattnet från konstgräsplanerna. Stora mängder gummikross avlägsnas från planerna tillsammans med dem som använder konstgräsplanerna. Spelarna och föreningsarbetarna bör informeras om utsläppen och olika sätt att minska utsläppen på individnivå, såsom vikten av regelbunden rengöring av redskapen då man avlägsnar sig från planen.

Abstract Transport of rubber granulates from football fields to the environment

The aim of the TEKONURMI project was to study rubber granulate emissions from two synthetic football pitches (Pirkkola and Puotila) situated in Helsinki, southern Finland. The transport routes and amounts of the emissions were investigated with field studies and two on-line surveys. The study fields were chosen based on the results from the surveys and visits to candidate fields. Samples were collected from soil, stormwater inlets, sediments of the outlet drains (brooks), snow and equipment used for the field maintenance to estimate the amount of styrene-butadiene rubber granulates. Attachment of rubber granulates to different types of training shoes was also tested. Hydrological stormwater modelling was applied to estimate water flow to the stormwater inlets and the concentration of rubber granulate in the water entering the inlets.

Based on the study the role of different transport routes for rubber granulates varied greatly between the fields. For example, the estimated yearly rubber granulate emissions due to granulates attached to the shoes of players and maintenance of the pitches were 153 kg in Pirkkola, while in Puotila the estimated emissions were much higher (444 kg/year). The equipment used for field maintenance transported rubber granulates especially to the areas where the machines are cleaned and stored. Based on the snow sample analyses, snow which has been plowed from the fields is an important pathway for the rubber granulates to escape the turf area.

Based on the measurements from the soil plots and stormwater inlets the yearly rubber granulate emissions to the environment would be in average 536 kg in Pirkkola and 1 869 kg in Puotila. The study showed that the transport of the rubber granulates in stormwater was affected by the study season (weather conditions) and the localization of the inlet on the field and the area close by. The discharge of rubber granulates into the stormwater inlets from the area surrounding the fields is especially affected by the rain intensity but also the coarseness and slope of the surface. Small amounts of rubber granulate were detected in all the samples collected from the outlet brook sediments (<1 % dry weight), except for one distinct site, where the amount of granulates at the end of one discharge pipe was several times higher (31.6 % dry weight). However, also in that case, the proportion of rubber granulates in the brook sediment quickly decreased, being 0.8 % at 57 m distance from the discharge site.

Different management methods have the potential to markedly decrease the escape of infill material from the pitches. Management can be carried out on different phases of the field´s lifetime: during planning and construction, installing protective constructions and equipment, promoting best practices for the use and maintenance of the pitches and communicating actively through different stakeholder groups. On-site information is needed, for example posting signs of the best practices. Based on the stormwater modelling, discharge calculations and field measurements, it can be concluded that once the rubber granulates reach the stormwater inlets, they have free passage to the receiving water body. Therefore, the management of stormwaters should be prioritized. Because players and other users of the turfs may transport rubber granulates outside the actual field area, awareness raising is needed on an individual level on the importance of cleaning the shoes, socks and other gear used.