Metaanimittaukset Ämmässuon vanhalla kaatopaikalla ja loppusijoitusalueella 2022

Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksessa on kaksi aluetta, jonne sijoitetaan tai on sijoitettu loppusijoitettavaa jätettä. Loppusijoitettu jäte tuottaa metaania, jonka vuoksi alueille on asennettu kaasunkeräysjärjestelmä, että metaanipäästö saadaan kerättyä hyötykäyttöön. Helsingin seudun ympäristöpalvelujen, seutu- ja ympäristötiedon tulosalue (ent. YTV) on kartoittanut loppusijoitusalueiden metaanipäästöjä sekä kaasunkeräysjärjestelmän vuotokohtia mittaamalla metaanipitoisuuksia loppusijoitusalueilla vuodesta 1998 alkaen.

Toiselle loppusijoitusalueista (tässä raportissa viitataan jatkossa nimellä vanha kaatopaikka) jätteen tuonti lopetettiin vuonna 2007 ja samalla avautui uusi loppusijoitusalue (jatkossa tässä raportissa viitataan nimellä loppusijoitusalue).

Metaanivuotoja kartoitetaan vähintään kerran vuodessa. Vuonna 2022 vanhalla kaatopaikalla kartoitus tehtiin 16.–20.5.2022 ja loppusijoitusalueella 28.4.2022 sekä 10.11.2022. Mittaukset tehdään joko kävellen tai mönkijällä riippuen maastosta.

Mittauksilla pyritään selvittämään mistä kohtaa metaania vuotaa. Näiden mittaustulosten perusteella HSY pyrkii korjaamaan tilannetta mahdollisimman nopeasti. Korjaukset tapahtuvat mm. kaivojen korjauksilla ja pintarakenteiden parannuksilla. Tulokset luovutetaan aina mittausten jälkeen välittömästi eteenpäin, jolloin vuotokohtiin pystytään reagoimaan nopeasti.

Viimeistellyllä alueella jätetäytön ja esipeittokerroksen päälle on rakennettu kaasunkeräyskerros, jonka päällä ovat tiivisterakenteet bentoniitista ja 2,5 mm paksuisesta muovikalvosta. Näiden päälle on rakennettu kuivatus- ja kasvukerrokset (kuva 1). Rakenteen tarkoituksena on estää veden ja kaatopaikkakaasun hallitsematon pääsy alueen ulkopuolelle.

Vanha kaatopaikka-alue on laajuudeltaan 55 ha, josta suurin osa oli tiivistysrakenteella tai jo kasvukerroksella viimeisteltynä ennen mittauksia. Vanhan kaatopaikan lakialueella on osittain jo tiivis pintarakenne, mutta on myös osittain aluetta, joka on vasta esipeitetty tiiviillä maatäytöllä, ja alueelle on asennettu pystykeräysjärjestelmän lisäksi vaakasuuntainen kaasunkeräysputkisto (kuva 2).

Loppusijoitusalue on pinta-alaltaan noin 12 ha. Loppusijoitusalue on aktiivisessa käytössä, joten viimeisteltyjä alueita ei vielä ole ja tiiviitä pintarakenteita on vasta alueen reunoilla (kuva 3). Biojätteen sijoittaminen loppusijoitusalueelle on lopetettu vuodesta 2016 alkaen. Biojäte on merkittävin metaania tuottava jäte.

Kaatopaikkakaasu kokonaisuudessaan sisältää metaania, hiilidioksidia, vesihöyryä ja pieniä määriä muita kaasuja kuten haisevia rikkiyhdisteitä (TRS). Metaania (CH₄) muodostuu, kun eloperäinen aines, tässä tapauksessa jäte, hajoaa hapettomassa tilassa. Metaani on merkittävä kasvihuonekaasu, ja sen ilmastoa lämmittävä vaikutus on noin 21-kertainen verrattuna hiilidioksidiin (CO₂). Kaatopaikoilta vapautuva metaani aiheuttaa kasvillisuusvaurioita ja helposti syttyvänä kaasuna metaani voi suurina pitoisuuksina aiheuttaa myös räjähdysvaaran. Metaanin mukana tavallisesti purkautuvat haisevat rikkiyhdisteet puolestaan aiheuttavat lähialueille epäviihtyvyyttä. Metaanin muodostumisnopeus on riippuvainen useasta muuttujasta, kuten jätteen laadusta, iästä ja määrästä sekä käsittelytavasta. Lisäksi muodostumiseen vaikuttavat myös lämpötila ja kosteus jätetäytön sisällä.

Metaania purkautuu ilmaan jätetäytön halkeamista ja kaasua johtavista peitekerroksista. Peitekerroksiin vapautuva kaasu saattaa kulkeutua ja levitä vaakasuunnassa etäämmälle varsinaisesta vuotokohdasta, joten suuri pitoisuus tietyssä kohdassa ei välttämättä takaa, että vuoto on täsmälleen kyseisellä alueella. Alueella tehtävissä viimeistelytöissä käytetään raskaita työkoneita, jotka voivat aiheuttaa pintarakenteeseen vuotokohtia ja lisätä tällä tavoin metaanipäästöjä ilmaan.

Metaanimittauksiin käytettiin Sewerin DP-IR mittalaitetta. Laitteen tekniikka perustuu optiseen IR-CIPS (Infrared Controlled Interference Polarization Spectrometer) tekniikkaan. Laite on metaanille spesifinen, joten muut kaatopaikkakaasut eivät häiritse mittausta. Laitteella on myös suurempi (0–100 % eli 0–1 000 000 ppm) mittausalue kuin aiemmin käytössä olleella FID-menetelmällä (Flame Ionization Detector), jossa mittausalueen tekninen yläraja on 14 % (140 000 ppm). FID-laitteella mitattiin vuosina 2004–2012¬. Nykyisellä laitteistolla mittauksia on tehty vuodesta 2013 eteenpäin.

Vanhalla kaatopaikalla mittaukset suoritetaan mönkijällä ja sen vuoksi mittalaitteeseen on liitetty lisäksi ajoneuvosarja. Ajoneuvon asennussarjaan kuuluu nelipäinen mittausteline sekä ulkoinen pumppu tehostamaan näytevirtausta (kuva 4). Mittauspäät on sijoitettu mahdollisimman lähelle maanpintaa, jotta pintarakenteen vuotokohdat saataisiin paikannettua varmemmin.

Loppusijoitusalueella maasto on mönkijälle niin vaikeakulkuista, että mittaukset suoritetaan jalan käyttäen kannettavaa yksipäistä mittauspäätä. Alueelta mitataan kaivojen ympäristöistä sekä tasaisin välein kaatopaikan pinnalta metaanipitoisuus.

Vuosina 2004–2012 mittaukset suoritettiin jalan 25 metrin hilaverkolla. Mittaus tapahtui suoraan kaatopaikan pinnasta, jolloin taustapitoisuus joko mitattiin mukaan mittaustulokseen tai sitten se ei häirinnyt mittausta. Koska kaivojen sijainnit ovat pysyneet samoina, näitä vanhoja mittauksia voidaan verrata kaivojen ympäristöissä mitatuista pisteistä uusiin mittauksiin huomioiden vanhan mittauksen teknisen ylärajan. Tulee myös huomioida, että kaivojenkin ympäristöt voivat muuttua paljon viimeistelemättömillä alueilla. Vuosien 2004–2012 mittaukset on esitetty aiemmissa raporteissa.

Alueella suoritettujen mittausten laajuus ja sijainti vaihtelevat eri vuosina, myöskin mittauspisteiden määrä vaihtelee. Näihin vaikuttavat alueilla tapahtuvat täytöt ja muut mittaamista hankaloittavat työt. Lisäksi varsinkin loppusijoitusalueen pintarakenne on jatkuvassa muutostilassa, joka osaltaan vaikuttaa mittauksiin. Talviaikaan mittauksien haittana on vallitseva lumitilanne ja jäätynyt maa. Osia alueista on voitu myös jättää mittaamatta, jos alueella ei ole voinut liikkua työturvallisesti.

Paikantamiseen käytetiin Teltonika TMT250 GNSS-paikanninta, joka käyttää paikannukseen GPS- ja Galileo-satelliitteja. Käyttöliittymänä toimi Karttaselain-ohjelmisto, joka tallentaa paikantimen reittiä jatkuvasti. Mittauksissa tallennettiin kuljettu reitti noin 10 sekunnin välein sekä mitatut pisteet sekä mitattu pitoisuus.

Mönkijän avulla mitattaessa, mittaukset suoritettiin siten, että mönkijällä ajettiin noin 2–4 km/h nopeudella ja samalla DP-IR laite mittasi jatkuvasti neljästä mittauspäästä kerättyä näyteilmaa. Samalla paikannin tallensi kuljettua reittiä (kuva 5). Metaanimittauksia tehtiin ajoreitillä jatkuvasti. Hälytysrajan (10 ppm) ylittyessä pysähdyttiin. Vuotokohdan löydyttyä mitattiin aluetta tarvittaessa tarkemmin yksipäisellä sondilla, jotta saatiin tarkka arvo ja paikka vuotokohdalle. Mittauksia yli 5 m/s tuulella pyritään välttämään, koska tarkan vuotokohdan havaitseminen on silloin vaikeaa.

Alle 10 ppm pitoisuuksissa vuotoa ei pysty erottamaa alueen taustapitoisuudesta, jolloin mittaukseksi merkittiin nolla. Vuotokohdan pitoisuus ja sijainti mitattiin ja tallennettiin Karttaselain-ohjelmistolla, jolloin vuotokohdat saatiin tallennettua pistemäisinä (kuva 5).

Kaasunkeräyskaivojen ympäristöjen pitoisuudet mitattiin käsin yksipäisellä mittaussondilla ja pitoisuus tallennettiin Karttaselain-ohjelmistolla vastaavasti, kuten maastossa ajettaessa. Mittaukset suoritettiin mahdollisuuksien mukaan myös kaasunkeräyskaivon suojakuvun sisäpuolelta.

Mitattava alue pyrittiin ajamaan siten, että ajettujen reittien välimatka ei olisi enempää kuin 20 metriä. Vanhan kaatopaikan viimeistellyn alueen reunalla mittauksia hankaloitti jyrkät rinteet ja pintarakenteena ollut sepeli, jossa mönkijän renkailla on huono pito.

Kesän 2022 metaanimittausten reitille kertyi pituutta yhteensä noin 26 kilometriä ja mitattuja pisteitä 352 kappaletta. Ajetun reitin pituus on vaihdellut eri vuosien välillä noin 25–50 kilometrin välillä. Kuvassa 6 on esitetty kesän 2022 mittausreitti ja mitattujen pisteiden sijainnit kokonaisuudessaan.

Mittauksia tehtiin loppusijoitusalueella keväällä (28.4.2022) sekä syksyllä (10.11.2022). Mittaukset tehtiin loppusijoitusalueella käsin yksipäisellä mittaussondilla ja pitoisuus tallennettiin Karttaselain-ohjelmistolla vastaavasti, kuten maastossa ajettaessa. Alueelta mitattiin kaasunkeräyskaivojen ympäristöjen sekä tasaisin välimatkoin alueen pinnalta. Mittaustuloksia kertyi keväällä yhteensä 233 (kuva 7) ja syksyllä 230 eri pisteestä (kuva 8).

Vuonna 2022 vanhalta kaatopaikalta löytyi 31 vuotokohtaa. Vuodoista 21 mitattiin kaasunkeräyskaivojen välittömästä läheisyydestä. Vuotoja löytyi erityisesti tiiviin- ja tiivistämättömän alueen rajalta lakialueelta sekä alueen koillisosasta missä ei ole vielä valmista pintarakennetta sekä poikkeuksellisesti myös valmiin pintarakenteen alueilta (kuva 9).

Taulukossa 1 on esitetty vuosien 2013–2022 mitattujen metaanipitoisuuksien jakautuminen eri luokkiin vanhalla kaatopaikalla. Mitattujen pitoisuuksien määrässä on ollut paljon hajontaa eri vuosien välillä. Edellisvuonna 2021 vuotokohtia löytyi poikkeuksellisen vähän. Vuonna 2022 vuotokohtia löytyi hieman enemmän.

Vuosien 2013–2022 mittaukset ovat keskenään vertailukelpoisia, koska mittaukset on tehty samalla menetelmällä käyttäen apuna mönkijää. Tulosten vertailussa tulee kuitenkin ottaa huomioon, että reitti ei ole aina täysin sama ja vanhan kaatopaikan rakenteet muuttuvat koko ajan varsinkin lakialueella.

Kuvassa 10 on karttakooste kaikista vuotokohdista vuosilta 2017–2022. Kuvassa myös näkyy samalla pintarakenteiden edistyminen. Kuvasta nähdään, että vuotokohtien määrä alueen pohjois- ja koillisosassa on lisääntynyt merkittävästi vuosina 2019–2020. Vuonna 2021 kyseiseltä alueelta ei juurikaan löytynyt vuotoja, mutta vuonna 2022 vuotojen määrä hieman lisääntyi koillisosassa. Vuonna 2022 lakialueelta ei löytynyt isoja yli 10 000 ppm vuotoja.

Tyypillisesti loppusijoitusalueella mitatut pitoisuudet ovat selvästi suurempia kuin vanhalla kaatopaikka-alueella. Pitoisuuksien ero johtuu loppusijoitusalueen toiminnasta sekä siitä, ettei alueella ole tiiviitä pintarakenteita kuin alueen reunoilla (kuva 11 oranssi alue). Tämän vuoksi loppusijoitusaluetta ja vanhaa kaatopaikka-aluetta ei voi suoraan verrata toisiinsa.

Kuvassa 11 on Ämmässuon kaatopaikalla 28.4.2022 tehtyjen mittausten tulokset. Mittauspisteitä kertyi yhteensä 233 kappaletta, joista 60 pisteessä mitattiin vähintään 10 ppm:n suuruinen metaanivuoto, joka on hieman keskimääräistä vähemmän. 28 näistä vuotokohdista löytyi kaasukaivojen välittömästä läheisyydestä. Vuotokohdat ovat jakautuneet tasaisesti loppusijoitusalueelle pääosin kaasukaivojen juureen, ja vuotoja oli myös tiiviin pintarakenteen alueilla. Tiiviin pintarakenteen reunoilta mitattiin paljon pieniä vuotoja muualtakin kuin kaivojen läheisyydestä.

Kuvassa 12 on Ämmässuon kaatopaikalla 10.11.2022 tehtyjen mittausten tulokset. Mittauspisteitä kertyi yhteensä 230 kappaletta, joista 36 pisteessä mitattiin vähintään 10 ppm:n suuruinen metaanivuoto, joka on selvästi keskimääräistä vähemmän. 18 näistä vuotokohdista löytyi kaasukaivojen välittömästä läheisyydestä. Vuotoja löytyi tällä kertaa myös kaakkoisrinteestä, rinteen alaosasta.

Taulukossa 2 on esitetty vuosien 2013–2022 mitattujen metaanipitoisuuksien jakautuminen eri luokkiin jätteen loppusijoitusalueella. Mitattujen pitoisuuksien määrässä on ollut paljon hajontaa eri vuosien välillä. Vuoden 2022 mittauksissa löytyi keskimääräistä vähemmän vuotokohtia mikä voi selittyä osin vuonna 2021 valmistuneesta pintarakennetyöstä, jolloin alueen itärinteeseen rakennettiin tiivis pintarakenne sekä kaasuputkille putkipedit.

*Mittaukset suoritettiin poikkeuksellisesti mönkijällä

Kuvassa 13 on karttakooste Ämmässuon loppusijoitusalueella tehdyistä mittauksista vuodesta 2016 alkaen. Metaanimittauksia on tehty yleensä 1–2 kertaa vuodessa. Vuonna 2022 mitattiin aikaisempiin vuosiin verrattuna vähemmän pieniä alle 100 ppm vuotokohtia. Poikkeuksellisesti vuotoja löytyi nyt myös kaakkoisrinteestä, rinteen alaosasta.

Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksessa on kaksi aluetta, jonne sijoitetaan tai on sijoitettu loppusijoitettavaa jätettä. Loppusijoitettu jäte tuottaa metaania, jonka vuoksi alueille on asennettu kaasunkeräysjärjestelmä metaanin keräämiseksi hyötykäyttöön. Metaanimittauksilla pyritään löytämään mahdollisia vuotokohtia kyseisillä alueilla. Mittaustulosten perusteella HSY pyrkii korjaamaan tilannetta mahdollisimman nopeasti. Korjaukset tapahtuvat mm. kaivojen korjauksilla ja pintarakenteiden parannuksilla.

Vanhalla kaatopaikka mittauksia on tehty vuodesta 1998 ja nykyisellä jätteen loppusijoitusalueella vuodesta 2008 lähtien. Kaatopaikka ja loppusijoitusalue muuttuu jatkuvasti, joten mittausten laajuus eri vuosina vaihtelee. Vuonna 2013 otettiin käyttöön uusi mittausperiaate, joten tuloksia ei voi suoraan verrata ennen vuotta 2013 tehtyihin mittauksiin. Ennen vuotta 2013 tehdyt mittaukset on esitetty aiemmissa raporteissa.

Vuonna 2022 mittaukset tehtiin vanhalta kaatopaikalta 16.–20.5.2022 ja mittauksissa löytyi 31 vuotokohtaa. Vuodoista 21 mitattiin kaasunkeräyskaivojen välittömästä läheisyydestä. Mitattujen vuotokohtien määrä oli samaa tasoa kuin aikaisempina vuosina. Edellisten vuosien tapaan vuotoja löytyi erityisesti tiiviin- ja tiivistämättömän alueen rajalta lakialueelta sekä alueen koillisosasta, missä ei ole vielä valmista pintarakennetta. Poikkeuksellisesti isompia vuotoja löytyi nyt myös valmiin pintarakenteen alueilta.

Mittauksia tehtiin loppusijoitusalueella keväällä (28.4.2022) sekä syksyllä (10.11.2022). Keväällä vuotokohtia löytyi 60 eri kohdasta, joista 28 vuoto löytyi kaasukaivon välittömästä läheisyydestä. Tämä vuotojen määrä on hieman keskiarvoa matalampi. Syksyllä vuotokohtia löytyi 36 eri kohdasta, joista 18 vuoto löytyi kaasukaivon välittömästä läheisyydestä. Tämä vuotojen määrä on selvästi keskiarvoa matalampi. Syksyllä vuotoja poikkeuksellisesti löytyi myös kaakkoisrinteestä, rinteen alaosasta.

Tulkittaessa tuloksia viimeistelemättömillä alueilla tulee ottaa huomioon, että näitä alueita muokataan edelleen ja maaston muodot ja -korot sekä pinnan tiiveys voivat muuttua paljonkin eri vuosien välillä. Mittaustuloksia tarkasteltaessa on myös huomioitava, että mitattavat pisteet muuttuvat joka vuosi, koska niitä ei ole kiinteästi määritetty.