Eesti teadlased rakendavad mudelit, mille abil saab analoogselt ilmaennustusele prognoosida ka välisõhu saastatust ohtlike ainetega.
Välisõhu kvaliteedi kontrollimisele ja jälgimisele on viimastel aastatel hakanud rohkem tähelepanu pöörama nii riigi- kui teadusasutused, samuti on õhus leiduvate saasteainete vastu järjest rohkem huvi üles näitamas avalikkus – igaüks meist soovib teada, mida ta siis lõppude lõpuks sisse hingab ning millises keskkonnas elab. Eraldi on see vajalik allergiaid põdevatele inimestele, kellele on lausa eluliselt vajalik jälgida allergeenide, näiteks õietolmu levikut meid ümbritsevas õhus.
Selleks on näiteks Tallinnas mitmes kohas üles seatud ekraanid, millelt igaüks saab ammutada infot seirejaamade mõõtmisandmete kohta ja saada teavet välisõhu kvaliteedist mingis konkreetses piirkonnas. Sellised infokandjad saavad oma andmed anduritelt ning kajastavad hetkeolukorda, kusjuures andurite paiknemise kohtadeks on valitud just sellised kriitilised paigad, kus õhusaaste võib olla suurem, kui tavapärane keskmine üldiselt. Pealinnas mõõdetakse õhukvaliteedi näitajaid Liivalaia tänava ääres, sest tänapäeval on kõige suurem saasteallikas just autoliiklus. Veel on seirejaamad Kopli ja Õismäe piirkonnas, tuvastamaks olukorda laiemal alal.
Teise olulise saasteallikana võib ära märkida puuküttega eramajade kütmisest tingitud saaste, mis saavutab haripunkti eelkõige talvisel ajal ja just teatud piirkondades, kus palju ahjuküttega maju.
Eesti kohta tuleb täpne saastekaart
Nüüd on teadlased Tartu Ülikooli füüsika instituudi õhusaaste modelleerimise kaasprofessori Marko Kaasiku juhtimisel võtnud ette välisõhu kvaliteedi prognoosimise, mis põhimõtteliselt toimub sarnaselt ilma prognoosimisega – kasutatakse spetsiaalset mudelarvutuse meetodit ning erinevaid parameetreid arvesse võttes koostatakse vastav prognoos lähemateks päevadeks.
Teaduslik töö võeti ette Eesti teadusagentuuri sektoritevahelise mobiilsuse toetusmeetme (SekMo) raames, teadlaste partneriks selles töös on Eesti Keskkonnauuringute Keskus ning Rootsi ettevõte Apertum AB. Modelleerimise n-ö tööriistaks võeti Soome Meteoroloogia Instituudis välja töötatud saasteainete kontsentratsioone prognoosiv mudel nimetusega SILAM, mis on üks paljudest analoogse eesmärgi saavutamiseks maailmas kasutusel olevatest mudelitest.
Marko Kaasik selgitab, et SILAM kujutab endast tarkvarapaketti, mis lähtudes õhusaasteallikate paiknemisest ja nende heitkogustest ajavahemikul arvutab saastetasemed ehk saasteainete kontsentratsioonid teatud etteantud alas. Mudel on kasutusel terve Euroopa, sh Põhja-Euroopa kohta ning see töötab pidevas režiimis. Näiteks Soomes arvutab SILAM põhiliste saasteainete kontsentratsioone mõneks lähemaks ööpäevaks.
Analüüsi võetakse erinevad õhuandmed
„Projekti eesmärk on panna SILAM detailsemalt arvutama saasteainete sisaldust välisõhus Eesti alas. Eesti ala on Põhja-Euroopa alast väiksem ja siin saab panna mudeli tööle kõrgema võrgulahutusega,” selgitab Kaasik. „Kui Põhja-Euroopas on võrgulahutuseks üldiselt viis kilomeetrit, siis Eesti kohta teeme mudelarvutused umbes kahekilomeetrilise lahutusega. Seega saame siin ruumiliselt täpsema pildi.”
SILAM-i sisenditeks on heitmete kohta kogutavad andmed ning ilmaandmed.
Heitmete puhul võetakse aluseks Eesti Keskkonnauuringute Keskuse (EKUK) heitmeandmed. See on riiklik statistika, mis kajastab saasteallikate heitmeid. Nii on selles statistikas kirjas, kui palju tuleb mingisuguseid saasteaineid mingi ajaühiku jooksul näiteks konkreetsest korstnast.
Üks saasteallikas on ka autoliiklus, mida kajastavad liiklustiheduse andmed maanteedel ja tänavatel – neid aluseks võttes saab välja rehkendada, kui palju ajaühikus tuleb ühest või teisest paigast õhku heitmeid. Kolmas, kõige keerulisemalt hinnatav valdkond, on olmekütmine, põhiliselt eramud. Andmete aluseks on peaasjalikult elanikkonna küsitlemise tulemusena hangitud teave.
Teine sisend mudelisse on ilmaandmed ehk teadusliku nimetusega meteoroloogilised väljad. Need andmed saadakse keskkonnaagentuuri ilmaprognooside osakonnast. Siia hulka kuuluvad õhutemperatuur, õhurõhk, sademed, tuule suund, tuule kiirus jmt.
„Nende kõigi andmete põhjal arvutab mudel välja, kuidas saaste hajub nendest allikatest, millest lähtuvad heitmed on teada. Ja selle arvutuskäigu tulemuseks on välisõhu saasteainete kontsentratsioon ehk õhusaaste tase,” räägib Marko Kaasik. „Meie projekti eesmärk ongi selle mudeli abil prognoosida, millised saastetasemed on lähipäevil tulemas ja anda need andmed võrgupõhise online-kaardina välja. Teine eesmärk on luua võimalus mängida läbi teatud situatsioone, andes mudelile ette saasteandmed ja ilmaandmed, et saada pilti saasteallikatest mingi tulevikustsenaariumi korral. See võib osutuda väärt abimeheks näiteks keskkonnamõjude hindamisel vmt.”
Kogutud andmed saavad kõigile nähtavaks
Õhusaaste taset (näiteks lämmastikoksiid või peenosakesed) väljendatakse tavaliselt ühikuga mikrogrammi kuupmeetris (µg/m3). Õhusaaste prognoosi kaart on plaanis teha analoogselt praegu veebipaigas https://www.ilmateenistus.ee/ilm/prognoosid/mudelprognoosid/ oleva ilmaprognoosi kaardiga.
Apertum kasutab õhuseireandmete vaadeldavaks muutmiseks Airviro tarkvaraplatvormi, millel põhineb näiteks õhuseire veebileht. Nimelt võimaldab Airviro kasutajale lihtsal moel visualiseerida internetis nii reaalajas kogutavaid õhuseireandmeid kui ka õhusaaste prognoosi.
„Airviro võtab mudelist andmed ja muudab need kõigile arusaadavaks, näiteks kaardina või graafikutena nähtavaks. Lisaks annab Airviro SILAM-ile sisendit ehk piltlikult võib öelda nii, et SILAM töötab Airviro rüpes,” iseloomustab Kaasik mudeli ja tarkvara koostööd. „Airvirole võib juurde liita erinevaid mudeleid. Praegu on lihtsalt leitud, et SILAM on teiste analoogsetega võrreldes kõige paindlikum.”
Ka Apertumile on käimasolev töö pilootprojektiks, aga edaspidi loodetakse selliste mudelite rakendamisest ikkagi ettevõttele ka ärilist tulu saada, lahendust näiteks erinevate maade õhuseires rakendades.
Eestis hakatakse niisiis SILAM-i baasil välja andma ja haldama kogu meie territooriumi kohta käivat õhusaaste prognoosi kaarti.
Süsteemi ülesehitamine ei vaja iseenesest reaalajas töötavaid andureid, aga Marko Kaasik märgib, et kogu mudelarvutus vajab süstemaatilist valideerimist ja uurimist, kui hästi prognoosid siis lõpuks ikkagi tegelikkusele vastavad.
„Praegu tegeleme süsteemi tööle saamisega, aga selle täiustamine ja parandamine jääb edaspidi kestvaks tööks,” tõdeb Kaasik.
Ta räägib, et saasteallikate osas väga kiiret muutust ei esine, pigem on saasteallikate heitkogused, millest sõltuvad õhusaaste taseme muutused, ajas tsüklilised. On ööpäevane, nädalane ja aastane tsükkel. Näiteks liiklus on hommikul ja õhtul tihedam kui keskpäeval või öösel, talvisel ajal köetakse rohkem kui suvel jne. Kõike seda võtab mudel koefitsientide kaudu arvesse.
Suurim õhusaaste pärineb liiklusest
Möödas on ajad, kui kõige suurem reostus pääses keskkonda – olgu siis õhku, vette või pinnasesse – tööstusest. Tänapäeval saastab õhku konkurentsitult kõige rohkem autoliiklus, teisel kohal asuvad Põhja-Euroopas puuküttega elamud.
Marko Kaasik räägib, et tehaste põhjustatud õhusaaste probleeme tuleb ette kaunikesti harva – vaid Kiviõli ja Kohtla-Järve vahetus läheduses on neid aeg-ajalt täheldatud. Ta tunnistab, et ei tea Eestis teist sellist korstent nagu Kiviõli keemiatööstuse oma, mis nii tugevasti musta tossu välja ajaks. Lisaks on õlitehase kõrval tuhamägi, kust lendub igasuguse koostisega tolmu. Kaasik räägib, et on Kiviõlist uuringuteks lumeproove võtnud ja nendib, et pole kusagil mujal viimased paarkümmend aastat nii räpast lund näinud.
Ülemääraseid heitmeid on teinekord registreeritud ka asfalditehaste läheduses. „Kõige suurem mõju õhusaastele on ikkagi liiklusel. See on kogu Euroopas niimoodi, eriti muidugi suuremates linnades,” märgib Kaasik. „Liiklusest lähtuv reostus on ennekõike lämmastikoksiidid – NO ja NO2. Ja ka tahked osakesed, aga viimaste osas tekivad kõige kõrgemad tasemed siiski olmekütmise tagajärjel. See on Põhja-Euroopa spetsiifiline iseärasus. Mitte katlamajade puhul, vaid just kohtküttel majade kütmine on selle põhjuseks. Kütmisharjumuste muutmisega saaks olukorda parandada.”
Õhu poolest kõige saastunumate paikadena Eestis toob ta välja kõige intensiivsema liiklusega kohad Tallinnas. Seirejaam asub küll Liivalaia tänava ääres, aga teadlaste arvutused näitavad, et on kohti, kus saasteainete kontsentratsioonid võivad olla kõrgemad. Näiteks Viru väljaku kandis kõrgete hoonete vahel, sadama piirkonnas või nn taksopargi ristmikul.
Kõige kõrgemad õhusaaste tasemed on Kaasiku sõnul mõõdetud talvistel hommiku- ja õhtupoolikutel, siis, kui valitseb talvine kõrgrõhkkond ning õhu segunemine on väga kehv.
