z l{
\-{
^ F
5 a
\ô
{
NILU
REFERANSE
DATO
ISBN
oR
40t97 0-97075JULI1997
82-425-0897-6Konsekvensvurdering av utslipp til luft fra
Sture-terminalen
S. Knudsen, B. Innset, L.H. Slørdal
Innhold
Side
Sammendrag og
konklusjon
21.
Innledning...
...42.
Anbefalte luftkvalitetskriterier
ogtåIegrenser...
...,.,,.,.,43.
Luftkvalitet
og avsetningi området i dag...
..,,,.,.,..74.
Utslipp til luft I
5.Meteorologi spredningsforhold I
6.Spredningsberegninger tt
6.1 Maksimale timemidletebakkekonsentrasjoner...
...126.2Langtidsmiddelkonsentrasjoner...
... 136.3 Avsetning av nitrogen
forbindelser...
...167. Dannelse av
ozon.
...198.
Referanser...
...20Vedlegg
A
Meteorologiskefrekvensmatriser for Sture..
.,...,.,...,,,..212
Sammendrag og konklusjon
Norsk Hydro
ASA
har bedt Norsk instituttfor luftforskning (NILU)
om å vurdere konsekvenserved utslipp fra et planlagt
gassgjenvinningsanleggpå Sture i
Øygarden kommune.
Det
nye anlegget skal destillere metan og naftafra
råoljen.Utslippene av
flyktige
organiske forbindelser(VOC)
fra lasting av oljenvil
delvisbli
gjenvunnet. Enslik
gjenvinningvil
føretll
betydelige reduksjoneri
utslippene av VOC.Det
er vurdert effekter avutslipp til luft lokalt
rundt anlegget, regional avsetning av nitrogenforbindelser og dannelse av ozon somfglge
av utslippene avVOC
og NO*.Den nåværende luftforurensningssituasjonen
i
området rundt Sture er dominert avlangtransportert luftforurensning. Biltrafikk i området kan forårsake
høyekonsentrasjoner langs veiene.
De
maksimale bakkekonsentrasjoneneav NO* fra veitrafikk vil
oppstå ved svake vinder og stabile atmosfæriskeforhold.
Ved svakevinder bidrar ikke
utslippenefra Sture vesentlig til
konsentrasjonerav NO2 i
bakkenivå.Med
30m
skorsteinshBydeog
nærliggendebygninger på
15m, vil maksimal
timemiddelkonsentrasjonvære
12pglmz ca.
500m fra
skorsteinen.Dette utg¡Ør ca.
12Vo av anbefalt luftkvalitetskriteria for NOz.
Maksimal konsentrasjonvil
forkomme ved sterk vind og nþytrale atmosfæriske forhold.Den maksimale
halvårsmiddelkonsentrasjonenav NO* (regnet som NOr)
er beregnettil
0,5pglmt for
vinterhalvåret og 0,3 Vglmtfor
sommerhalvåret. Disseverdiene utg¡Ør ca. I Vo (vinter) og
0,6Vo (sommer) av SFTs
anbefalteluftkvalitetskriterium for
halvårmiddelkonsentrasjonav NOz for helse.
Omvinteren vil
konsentrasjonene forekommeca.
500m nord for
anleggetog
om soflrmeren ca. 500 m sørfor
anlegget.Avsetning av
nitrogenforbindelserforegår ved
tørravsetningog
våtavsetning.Tørravsetning er opptak av
gasserav planter eller avsetning av
gasser på overflater. Våtavsetning er avsetning av gasser som er absorberti
nedbøren.Beregninger viser at avsetningen av nitrogenforbindelser fra utslipp
av nitrogenoksiderfra
Sture bidrarlite til
avsetningen av nitrogeni
området. Det ble avsatt890mgN/mt pr. är
nærSture i
periodenjuni 1991-juni
1992.For
densanìme perioden ble det beregnet et bidrag på 5 mg
N/mt
som fglge av utslippene på Sture. Dette representerer enøkningpä0,5
7o.Tidligere tålegrenseberegninger
for
syretilfBrsel fra andre utslippi
området, medti
ganger belastningenfra
Sture,har konkludert med at selv når det
antasat
allnitrogenavsetningen bidrar til forsuring, vil syrebidraget som følge
avnitrogenoksidutslipp være så lavt at det ikke kan ventes å ha
målbare konsekvenserfor
forsuringstilstandeni
innsjøenei
det berØrte området.I tillegg vil
en stor andel av nitrogentilførselenbli
tatt oppi
nedbørfeltene. Siden bidragetNILU OR 4Ol97
fra Sture bare utgjØr en tiendedel av det omtalte bidraget, vil bidraget fra
Stureanleggene ha minimal
virkning
på forsuringssituasj onen.Ozon i
troposfærenhar et
varierende bakgrunnsnivåog forekommer
dessutenepisodisk med hgye
konsentrasjoner. Bakgrunnsnivåeter vanligvis lavere
enn anbefalte luftkvalitetskriterier, men likevel relativt høyti
forholdtil
de fleste andreluftforurensende komponenter. Bakgrunnsnivået av ozon på Sture i
dag(ca.
65
Vglm3 som halvårsmiddel) er periodiskhgyt nok til
å kunnegi
skader på vegetasjon som medfører redusert fotosyntese og plantevekst.Tidligere
beregningerfor utslipp
fra petroleumsindustrien þå norsk sokkel viser at deter
nitrogenoksidutslippene som er begrensendefaktor for
dannelse av ozoni
dette området.
De
fotokjemiske reaksjonenevil i
den første fasen raskt oksidereNO til
NO2 og omdanne ozontil
oksygen. Nitrogenoksidenevil
så danne ozon ved reaksjoner med hydrokarboner pålitt
lengre tidsskala.Utslippene
fra
gassgjennvinningsanlegg errelativt
små.Utslippet
avNO* er litt
stØrre enn utslippene fra gassterminalen for Trollgass på Kollsnes.
Beregninger utført
for
rØykfaner med stØneutslipp
avNO*
viser at påvirkningen av ozonkonsentrasjonen innei
rgykfanen ved et utslipp på 68 tonn NO* er vurderttil å bli mindre enn 3 Vgm3.
Ozonkonsentrasjonenevil bli lite påvirket
av utslippene avVOC fordi
detvil
tarelativt
langtid før
disse blandes, ogtidligere
beregninger harvist
at ozonkonsentrasjoneni
dette områdetblir lite påvirket
av VOC-utslipp.Økningen
i
ozonkonsentrasjoneni
bakkenivåsom fglge av utslipp av
nitrogen- oksider og hydrokarboner på Sture erimidlertid
sålav
(mindre enn 1 pg/m3 somtimemiddel)
at den ikkevil
påvirke vegetasjoneni
området.4
Konsekvensvurdering av utslipp tit luft fra Sture- terminalen
1,. Innledning
Norsk Hydro
ASA
har bedt Norsk instituttfor luftforskning (NILU)
om å vurdere konsekvenserved utslipp fra et planlagt
gassgjenvinningsanleggpå Sture i
Øygarden kommune.Detnye
anlegget skal destillere metanog
naftafra
råoljen.Utslippene av
flyktige
organiske forbindelser(VOC)
fra lasting av oljenvil
delvisbli
gjenvunnet. Enslik
gjenvinningvil
føretil
betydelige reduksjoneri
utslippene av VOC.Norsk Hydro ASA
hargitt
utslippstallfor
nitrogenoksiderog flyktige
organiske forbindelser (VOC). Det er vurdert effekter av utslipptil luft lokalt
rundt anlegget,regional
avsetningav
nitrogenforbindelserog
dannelseav ozon som følge
av utslippene avVOC
og NO*.2. Anbefalte luftkvalitetskriterier og tålegrenser
Ved
vurdering avluftkvaliteten i
et område er detvanlig
å sammenligne målte ogberegnete konsentrasjoner med luftkvalitetskriterier eller grenseverdier for luftkvalitet.
SFT utarbeideti l9l7 et
forslagtil luftkvalitetskriterier for
de mest alminnelig forekommende forurensningskomponentene (svoveldioksid (SO2), sot, nitrogendioksid (NO2) ogfluorid).
En
arbeidsgruppe oppnevnt av SFT lai
1982 fram forslagtil luftkvalitetskriterier for
stoffene SO2, sot, NO2, karbonmonoksid, fotokjemiske oksidanter og fluorider, på grunnlag av litteraturstudierom
sammenhengenmellom
luftforurensninger og skade på helse ogmilj6.
I1992
gjennomfprte en ny arbeidsgruppe oppnevnt av SFT en revisjon avkriterie-
arbeidetfta
1982. Resultatet av revisjonener lagt fram i
SFT-rapportnr.
92:16,"Virkninger
av luftforurensning på helse og miljØ, anbefalteluftkvalitetskriterier".
Et forkortet sammendrag fra denne rapporten er gjengitt nedenfor:
"SFT-gruppen
har på grunnlag av
litteraturstudier beskrevet sammenhengenmellom
luftforurensningerog
skadevirkningerpå
helseog
vegetasjon (dose-effektforhold) for stoffene nitrogendioksid (NO2), nitrogenmonoksid
(NO),ozon
(O3),svoveldioksid
(SO2), svevest@v,sure
aerosoler, karbonmonoksid (CO),fluorider
(F),bly
(Pb) og polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH).Eventuelle effekter på materialer er også kort beskrevet.
NILU OR 4Ol97
For NO2, oZor, SO2, svevestøv, CO og
fluorider
har gruppen foreslått anbefalteluftkvalitetskriterier med
hensyntil
helseeffekter.For NO2, ozon,
SO2 og fluorider har gruppen foreslått anbefalteluftkriterier
med hensyntil
effekter påvegetasjon,
og for fluorider er
deti tillegg foreslått et
anbefaltluftkvalitets-
kriterium med hensyntil
virkning på dyr.Gruppen har foreslått anbefalte
luftkvalitetskriterier for
eksponeringsnivå som man ut fra nåværendeviten
antar befolkningen ogmiljøet
kan utsettesfor
utenat alvorlige
skadevirkninger oppstår.Det er forsøkt å ta
hensyntil
sårbaregrupper
i
befolkningen/sårbare plantegrupper,og det er tatt
hensyntil
even- tuelle samspilleffektermellom
den aktuelle komponenten og de andre omtalte forurensnin gskomponentene.For flere av
komponentene innebærerrevisjonen ingen
vesentlige endringer med hensyntil
hva som anbefales somluftkvalitetskriterier.
For enkelte kom- ponenterderimot foreslår
SFT-gruppentil
delsbetydelig
skjerpede anbefalteluftkvalitetskriterier. Dette gjelder
spesieltverdien for
NO2med hensyn til
helseeffekter.
Hovedårsaken
til
at de anbefalte luftkvalitetskriterienefor
en del komponenterer
skjerpet,er at
nyere undersøkelserviser effekter på
laverenivåer
enntid-
ligerekjent.
Dessuten har SFT-gruppen,når
det gjelder de helsebaserte anbe-falte luftkvalitetskriteriene,
funnet det påkrevetå
anvende stØrre usikkerhets- faktorer for enkelte av komponentene.Ved
fastsettelseav de
helsebaserteluftkvalitetskriteriene er det
benyttet usikkerhetsfaktorer påmellom 2
og 5. Dettebetyr
at eksponeringsnivåene måopp i 2-5
gangerhgyerc enn de angitte verdiene før
detmed sikkerhet
er konstatert skadelige effekter. De anbefalte kriteriene kan derforikke
tolkesslik
at nivåer over disse er definitivt
helseskadelig,men det kan heller ikke
utelukkes effekter hos spesielt sårbareindivider
selv ved nivåer under anbefalte luftkvalitetskriterier.Arbeidsgruppen gjØr
videre
oppmerksompå at
forurensetluft vanligvis
ogsåinneholder andre skadelige komponenter enn dem som her er
omtalt.Overholdelse av de anbefalte luftkvalitetskriteriene
er
derfor ingen garantifor
at forurenset
luft
er uten skadevirkninger."Tabell 1 gir
anbefalteluftkvalitetskriterier for stoffer som er aktuelle i
under- sØkelsenfor
Sture.Tabell I
:
Anbefolte luftkvalitetskriterier.Midt¡
15 min. 1r
8t 24t
30d 6 mnd. 1år30
20 50
501)
40 75
90 50 80
60
10 100
100 150
150
25 s00
400
80 Virknings-
område Helse Vegetasjon Helse Vegetasjon Helse2) Helses) Vegetasjon Helse Måleenhet
Pg/mg
l¡9/m3
P9/ms
mg/m3 Komponent
Noz
Ozon
Soz
co
1) Giennomsnittlig 7-timers middel (kl O9OO-1600) for vekstperioden 2) Hvor SO2 er helt dominerende forurensning
3) I samspill med svevestøv og annen forurensning
zt.
Fè ô€
{
o\3. Luftkvalitet og avsetning i området i dag
Den eksisterende luftforurensningssituasjonen
i
området rundt Sture erinfluert
av langtransportertluftforurensning. Det vil også være påvirkning av de
lokale utslippene på Kollsnes og Sture. Målingene av innholdetav
nitrøse gasseri luft utført i I99ll92 viser at det midlere nivået er lavt og
sammenlignbart med konsentrasjonsnivået på lite forurensede stederi
Norge.Det ble utført kontinuerlige målinger av meteorologi, svoveldioksid
(SO2), nitrogenoksider(NO*) og
ozon(O¡) på
Rossnes,ca. 2 km
Østfor Kollsnes, i
perioden 20.
juni I99l-30. juni
1992.Målingene viser at luftkvaliteten i
områdeter god.
Konsentrasjoneri luft
ogavsetning
av
nitrogenog
svoveler
dominert av langtransportert luftforurensning og er sværtlik lite
forurensede steder på Vestlandet. .Ä.rsmiddelkonsentrasjonen av svoveldioksidble målt til
0,93 pg/mz,og
den maksimaletimemiddel
konsentra- sjonenvar
49,9 þElmz. Å¡smiddelkonsentrasjonen av nitrogenoksiderble målt til
5,4 pglm3,
hvorav 4,5
pglmzvar nitrogendioksid. Den
maksimale timemidlede konsentrasjonenav NO* ble målt til
99,5 pglmzog for
NO2til 69,I
pglmz. De hByeste konsentrasjoneneforekommer ved vind fra øst og er
sannsynligvis hovedsakelig forårsaket avveitrafikk.
Konsentrasjonene av svovelforbindelser og nitrogenforbindelser er lavere enn anbefalte luftkvalitetskriterier.Konsentrasjonene
av
ozonvar hgye
sammenlignetmed
gjeldendeluftkvalitets- kriterier
men normalefor
kysten av Vest-Norge.Det
blemålt
timemiddelverdierav ozon over anbefalt luftkvalitetskriterium
(100Fg/m:; i 459 timer i
måle- perioden.Det ble målt
konsentrasjonerover
150 Vglmzi
16timer. Den
hByestemålte timeverdien for ozon var l94pglmz. De høye
ozonkonsentrasjonene er hovedsakelig forårsaket av langtransportert luftforurensning.Nitrogenavsetningen
med
nedbørenvar
890 mgN/mz i
måleperioden. Svovel- avsetningenmed
nedbørenvar
679 mg S/mz.Den
nærmeste stasjoneni
statligprogram
for
luftkvalitetsovervåkning, Haukelandi
Hordaland, hadde en avsetning ved nedbøri
1992pä | 421mg
S/mz og en nitrogen avsetningpå
1 500 mg N/mz.Avsetningen
er sterkt
avhengigav
nedbørmengden,som varierer fra år til
år.Avsetningen på Haukeland har variert
mellom I
200og
1 600 mg¡/¡¡z pr.
år de siste årene. Nedbørmengden Økerinnover i
landetfra
Sturefordi
topografieni hovedtrekk stiger, og dette medfører
stØrre nedbørmengderog dermed
stØrre avsetning av nitrogen og svovel.I tillegg til
våtavsetningenvil det bli
avsatt nitrogenforbindelserved opptak
rplanter
og på overflater
(tønavsetning).Det er ikke
grunnlagi
målingenefor
å beregne tØrravsetningen nær Sture.De
nærmeste stasjonene der tØrravsetning er målt er Kårvatn på Nordmgre og Skreådalen på Sørvestlandet. TØruavsetningen av svovelkomponenter på disse to stasjonene varierte mellom 50-170 mg S/mzpr.
är.Den totale
svovelavsetningeni området vil da
være 700-850 mg S/m2pr.
år.Tørravsetningen av nitrogenforbindelser varierer
mellom
90og
415 mg N/m2 pr.år. Den totale
avsetningenav nitrogen i
måleperiodeni
områdetvil da
være1 000-1 350 mg N/mz pr. år.
8
4. Utslipp til luft
Norsk Hydro ASA har planer om å bygge et
gassgjenvinningsanlegg medutskilling
av metan og naftafra oljen
som behandles på Stureanlegget.Dette vil
føre
tll et
økt energibehov. Dette energibehovet er tenkt fremskaffet vedbruk
avfossilt brensel.
Gassgjenvinningsanleggetvil
redusereutslippene av
hydro-karboner
fra
lasting avolje
vesentlig. Det eri
denne utredningen antatt at utslipptil luft vil
væreNO* og
hydrokarboner.Det er ikke tatt i
betraktningutslipp
av klimagasser, som f.eks. CO2.Gassgjenvinningsanlegget
vil bli
plassertlitt
h@yerei tenenget enn de
eksis- terende anleggene. Det nye anleggetvil
ligge nordfor
dagens anlegg ogvil
frem- stå som en egen enhet.Tabell 2 gh
en oppsummeringav
utslippsbetingelsenefor NO*.
Beregnet time- utslipp er basert på at anlegget eri drift i I
760 timeri
året.Tabell
2:
Utslippsbetingelserfor
NO,.Enhet Utslippsmengde NO, (regnet som NO2)
Skorsteinshøyde Skorsteinsdiameter Utslippshastighet Avqasstemperatur
tonn/år (g/s m
m
)
m/s
oc
68 (2,16) 30
1,6 21
240
Utslippet av hydrokarboner skjer ved lasting av tankbåter. Dette utslippet er
fysisk skilt
fra NO*-utslippet. VOC-utslippetvil
ikke være kontinuerlig ogvil
kommefra
kaiområdet.Det
slippesut i
bakkenivåog vil ikke
transporteresi
samme høydesom utslippet av NO*. Det vil derfor ta relativt lang tid før
disse utslippeneblandes. En fremskriving for VOC-utslippet fta Stureterminalen
uten gassgjenvinningsanlegggir for
år 2000 etutslipp pä7
740 tonnVOC pr.
år. Med gassgjenvinningsanleggeti drift vil utslippet bli lavere. Det er antatt
atreduksjonen
vil bli
ca. 3 000 tonnVOC pr.
år,slik
at utslippetI är
2000vil bli
redusert
tll
4 740 tonn VOC pr. år.5. Meteorologi spredningsforhold
Spredningsforholdene på Sture er typiske for kystklima. Det er
godespredningsforhold med sterk
vind.
Den mest forekommendevindretning
er langs kysten. Det er også relativt mye nedbør.De meteorologiske målingene som er benyttet
i
spredningsberegningene er hentetfra to måleperioder, én fra november
1984-november1985 innhentet
ved Stureterminalen,og
én frajuni 1991-juni
1992 innhentet på Kollsnesca.
10km
sØrfor Sture. Grunnen for å velge
disseto
måleperiodeneer at
dataenefra Kollsnes
alleredevar tilrettelagt for
beregningenav
avsetningved
nedbør, noesom krever samtidig informasjon om meteorologi,
spredningsparametre,NILU OR 4Ol97
bakgrunnskonsentrasjoner
av
ozonog
nedbør.Det var ikke mulig
å tilrettelegge slike data basert på målinger fra Sture på den korte tiden som var tilgjengelig.Vindrosene for de to måleperiodene er vist
i Figur
1.Det
sesut fra
vindrosene at hovedvindretningener nord-
sørog
atdet er
størsthyppighet av sterk vind fra sØr. De svakeste vindene er forbundet
medfralandsvind og
pålandsvind.Dette
vindmønstereter typisk for
Vestlandet. En sammenligning av vindroserfor
HellisØyfyr for
de to periodene med en vindrosefor de
siste30
åreneviser at vindklimaet i
deto
periodene somer benyttet til
spredningsberegninger er representative
for
vindklimaeti
området.Figur I: Vindroserfornovember
L994-novemberIgB5for
Sture,ogfor
Kollsnes i periodenjuni
1991-juni 1992.Tabell 3 viser midlere vindstyrke og
maksimaltimemiddelverdi målt på
Sture.Vindstyrken
på Sture vari
gjennomsnitt lavere enn påHellisgy i
samme periode.Dette kommer sannsynligvis av at
Hellisgy fyr
ligger mer vindutsatttil.
Tabell3:
Maksimal og midlere vindstyrke måtti
36 m på sture i perioden november 1984- november 1985.Midlere vindstyrke m/s
Maksimal vindstyrke m/s
Sommer Sture Høst Sture Vinter Sture Vår Sture 1984/85 Sture 1984/85 Hellisøy
5.1 6.8 6.7 5.5 6.0 7.2
17.3 22.3 16.6 21 22.3 32
Sture Breivik
t0
r
6.0 m/s4.0- 6.0 m/s
2.0- 4.0 m/s
0.4- 2.0 m/s
t0
20 20
l0
På bakgrunn
av vind-
og stabilitetsdataeneer
det utført en statistisk bearbeidelseav
frekvensfordelingav vind og stabilitet for vinter- og
sommerhalvåret,og for året fordelt på tolv 30'
vindsektorer,fire
stabilitetsklasserog fire
vindstyrke- klasser. Frekvensfordelingenav vind og stabilitet gitt i Tabell 4 er
benyttettil beregning av langtidsmiddelverdier av nitrogenoksider for utslipp
fra Stureterminalen.Frekvensfordelingen
av vind og stabilitet for vinterhalvåret gir en
estimertfordeling mellom ustabil,
nøytral,lett stabil og stabil sjiktning på
henholdsvis lO,0 Vo, 73,5 Vo,I2,5
7oog
3,9 Vo, t:t\errs tilsvarendetall for
sommerhalvåret er 36,6 vo, 47 ,2 vo, 10,8 vo og 5,6 vo . Fordelingen av forekomst av stabilitet over hele året er 23,3 vo, 60,3 7o,ll,7
vo og 4,7 vo for henholdsvis ustabil,nøytral,lett
stabil og stabil sjiktning.Middeltemperaturen på Sture er 4,0 oC
i
vinterhalvåret, 10,4"C i
sommerhalvåretog7,2
oCfor
hele året.Tabell
4:
Vind og stabilitetsþrdelingfor
perioden november |994-november1985 på Sture
fordelt på
12 vindsektorer, 4 vindstyrkeklasser og 4 stabilitetsklasser.FREKVENSFORDETJTNG soM FUNKs,loN Av VTNDRETNTNG, vrNDsryRKE oc srABrIJrrET
ToEal r.8.8 39.4 11..0 4.8 2.6 1,0.0 0.4 o.o L,4 5.5 0.1 o.o 0..7 5.2 0.1 0,0 1oo.o DT
DT DT DT
-n
0 0
Vindstille: U mindre eller 1ik 0,4 n/s
5 3 5
I
l-0 2L 6 4 4 7 1.3 0
9)
6 4 0 6 4 6 6 õ 5 1
n/* *
m/ *
m/ I
n/
100.0 t vind-
Rose
s s s 10
retning I
Forekomst DelÈa T
vindPeriode Enhet
Klasse I; UsÈabil Klasse If: NøyÈral -0 Klasse IfI: LeCE stabil 0
Klassê IV: SÈabiL 0
5<
0<
5<
0,0- 8.0 m/s
II III IV
8.0- 10.0 m/s I II III IV
1.0.0- L2.0 m/s
I II III TV
overL2.0 m/s I II IIT IV
30 60 90 L20 150
2t0t80 240 270 300 330 360 St.i I1e
5.9 t 13.9 m/s
4.4 l-3 8.9.0 0.0
6.0 Fordeling på sEabiliteEsklasser
Klasse II Klasse Iff
60.1 t 1L.6 *
Klasse IV 4.8 t : SÈure1
: Sburel
: 01.11.,84 - 31. l-0. 85
: Prosent
Forekomst
Vindstyrke 107
Klasse I 23.6 *,
AntaLl obs, : 83L3
Mæglende obs. : 447
l-.3 L.6 r".8 0.7
0.4 L.4 0.9 0.6
0.5 2.6 1.0 0.7
1.0 4.'1 L.2 0.5
L.2 5.7 !.7 0.5
r-.9 7 .8 0.9 0.3
1.8 3 .0 0.6 0 .2
1.6 3 .2 0.5 0 .2
1.1 2.0 0.3 0 .2
l-.8 L.7 0.3 0_2
2.8 2.9 0.5 0.3
3.6 2.8 1.3 0.7
0.0 0.1 0.0 0.0 0.L0.0 0.00.1 0.00.5 0.1 0.00.0 0.2 1t
o.20.0 0.5 0.6 0.5 3.5t.2
0.60.5 0.4 0.3 1.5
0.00.0 0.00.0 0.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.3
0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.0 0.00.0 0.0
0.1 0.00.0 0.00.0 o.2 0.00.1 0.L0.1 0.1 o.'7
0.10.0 0.L0.3 2.50.3 0.70.3 0.30.1 0.00.5
0.00.0 0.0 0.00.0 0.00.0 0.0 0.00.0 0.00.0
0,0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.0 0.00.0 0.00.0
0.0 0.0 0.00.0 0.0 0.2 0.0 0.00.0 0,0 0.0 0.4
0.10.0 0.0 0,00.L 3.'.Ì 0.60.2 0.10.0 0.10.3
0.00.0 0.00.0 0.00,0 0.0 0.00.0 0.00,0 0.0
0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.0 0.0 5 crader C
0 crader C
5 Grader C
Grader c
NILU OR 4Ol97
6. Spredningsberegninger
Det
erufført
spredningsberegningerfor
maksimale timemiddelkonsentrasjoner og middelkonsentrasjonerfor
sommer-og
vinterhalvårfor NO,
(regnet som NO2).Det er
ogsåutfprt
beregningerfor
avsetningav nitrogen og en vurdering
av dannelse av ozon somfglge
av utslippfra
det planlagte gassgjenvinningsanlegget på Sture.Beregninger av maksimale
timemiddelkonsentrasjonerutført med NILUs gaussiske spredningsmodeller (CONCX) (Bøhler, 1981) som
beregner timemiddelkonsentrasjonsom funksjon av
avstandfra kilden for en
rekke meteorologiske situasjoner. Meteorologiske situasjoner som forårsaker maksimale timemiddelkonsentrasjoneri
bakkenivåfor
områdeter identifisert, og
de maksi- male timemiddelverdiene er vurdert mot anbefalte kriterierfor luftkvalitet. I
denneberegningen inngår en vurdering av
bygnings-/skorsteinshØyde. Bygnings- dimensjoneneog
skorsteinshØydener
avpassetslik at
konsentrasjonen ikke overstiger 5O %o av anbefalte luftkvalitetskriterier.Langtidsmiddelkonsentrasjoner
er beregnet med en av NILUs
gaussiskespredningsmodeller (CONDEP) (Bøhler, 1987). Denne modellen
fordelermeteorologiske situasjoner i fire vindstyrkeklasser, fire
atmosfæriske stabilitetsklasserog tolv
30 o-vindretningssektorer. Langtidsmiddelkonsentrasjonsom funksjon av
avstander
beregnetfor hver
30 o-sektorpå grunnlag av
den meteorologiske statistikken for perioden.Utslipp
gjennom skorsteinervil
få en tilleggshgyde pä grunn av utslippshastighet og at utslippet er varmere enni
den omkringliggende lufta. Dersom skorsteinen erfor lav i forhold til omkringliggende bygninger, kan
turbulenssonen rundtbygningene redusere røykløftet eller føre til
rØyknedslag.Rpyknedslag vil
medføre hpye bakkekonsentrasjoner.
Det nye
gassgjenvinningsanleggetvil bli
plasserti nordlig ende av
terminal- områdetog vil ligge
pået
hpyerenivå i
terrenget enn eksisterende anlegg. Den endelige beslutningenom
utformingenav
gassgjenvinningsanleggeter ikke
tatt, meni
henholdtil
den mest sannsynlige lgsningvil
detikke
være bygninger innepå
terminalområdetsom har en
stØrrelseeller
plasseringsom tilsier at de
kanpåvirke røykløftel Tre
destillasjonskolonnersom har en planlagt
plasseringtilstrekkelig
nær skorsteinentil
å kunnepåvirke
røykløftet, har en midlere høyde på ca. 23m
og en diameter på ca. 2,5 m. På grunn av deres spredte plassering ogrelativt
begrensede omfangvil
heller ikke disse påvirke røykløfteti
vesentlig grad.Nærmeste bebyggelse utenfor terminalområdet ligger ca. 800 m vest
for
anlegget.SFT har
somkrav til nye
anlegg at disseikke
skalbidra
medmer
enn 507o av anbefalteluftkvalitetskriterier.
Utslippet avNO* fra
anleggetvil i
hovedsak beståav NO med en liten andel NO2. NO
oksyderesimidlertid raskt til NO2 i
atmosfæren,
og all NO* er regnet som NO2 i
spredningsmodellen. NOz-konsentrasjonen vil da være den dimensjonerende komponenten for
skorsteinshØyden.Resultatene er sammenlignet med norske anbefalte
luftkvalitetskriterier for
helse og vegetasjongitt
av Statens forurensningstilsyn (SFT, 1992). Grenseverdienefor kort-
og langtidsmiddelverdifor
NO2 er gitti
Tabell 1.6.1 Maksimale timemidlete bakkekonsentrasjoner
BygningshØyden på gassgjenvinningsanlegget er
ikke
endelig fastsatt.NILU
harforutsatt at
bygningshBydenikke vil
overstige 15m, slik at røykløftet ikke blir påvirket
vesentlig av bygningsturbulens.Det er úført
spredningsberegningerfor forskjellige bygningshpyder. Beregningene viser at ved sterk vind,
30m
skorsteinhøyde og 20 mhgye bygningervil
rBykfanen fangesi
turbulenssonen bak bygningene. Dettevil
føretil
hØye bakkekonsentrasjoner nær bygningen. Dette er upnsket, og skortsteinshøyden må derfor økes dersom hgyden på bygningeneblir
hgyere enn 15 m.
Resultatene
av
spredningsberegningenefor utslipp
avNO*
(regnet somNOr) til luft
ervist i Figur
2. Figuren viser timemidlete bakkekonsentrasjonerfor
de mestkritiske
meteorologiske situasjonene: ustabile atmosfæriskeforhold
og vindstyrke 3 m/s, samt nøytrale atmosfæriske forhold og vindstyrke 5 m/s og 15 m/s.14
12
HB 15, US 3 m/s
.HB15,N5m/s
-HB
15, N 15 m/s
(Ð E E)
co o(Ú
co
Øc
.Yo
o
ô¡z
0
T2
I
6
4
2
0
Figur
2:oooooooooo
oooooooooo(')roæoooooo c\,ta)lr)co9
Avstand (m)
M aksimale timemidlet e b akkekons entrasj one
r
av nitro g endioksid
( ¡tg/ms )
for
ulike kritiske me te o rolo g iske s ituasj oner s om funksj on avav s tand
fra
g as s gj env innin g s anle g g et. By gning shgy de I 5 m o gskorsteinshqyde
j0
m.N:
Nøytrale atmosfæriskeforhold
U S
:
U stabile atmosfæriskeforhold.
,\
NILU OR 4Ol97
Figur 2 viser at
de maksimale timemidlete bakkekonsentrasjoneneav
nitrogen-dioksid som fplge av utslipp fra
energianleggetmed
bygningshByde 15m
og skorsteinshØyde30m er
beregnettil I2pglmt i en
avstandpå ca. 500m fra
utslippet. Denne konsentrasjonenvil
kunne oppståved npytrale
meteorologiskeforhold
og vindhastighet 15 m/s. Konsentrasjonen utgjØr 127o av SFTs anbefalteluftkvalitetskriterium.
Figur 2
viser ogsåat for
nþytrale meteorologiskeforhold
og en vindhastighet på 5m/s er
maksimalkonsentrasjonen beregnettil å bli i underkant av
5 lrglms.Denne konsentrasjonen
vil kunne
forekommei en
avstandpå ca.
2 000m fra
energianlegget, mens ustabile meteorologiskeforhold og
vindhastighet 3m/s gir
maksimalkonsentrasjoni
underkant av 5 Vg/mti
en avstand ca. 800 m.Den
maksimale beregnede bakkekonsentrasjonenav NO*
(regnet somNOr) vil
komme opp
i
overkantav
10 ¡rg/ml ved ngytrale meteorologiskeforhold
og sterkvind. Vind fra
anleggetmot
bebyggelse, d.v.s. @stligvind,
med vindstyrke over 12 mls bleimidlertid
ikke målt på Sturei
måleperioden november l984-november 1985.De
hgyeste konsentrasjoneneav nitrogendioksid vil
oppståved sterk vind
og nþytrale atmosfæriske forhold.Vindstyrker
over 12 mls er målt på Sturei
8 7o av tideni
perioden november l984-november 1985, dvs. vindhastigheter lavere ellerllk
12 m/sforekom92
Vo av tideni
måleperioden.Målinger i
områdeti
dag viser at konsentrasjonsnivået av NO2 nær veier kan værehgyt. Dette vil imidlertid
væreknyttet til
periodermed svak vind og
stabile atmosfæriskeforhold. Det
stØrste bidragetfra
Sturevil
oppstå ved sterkvind
ognþytrale
atmosfæriskeforhold. Dette tilsier at når
utslippenefra
Sture belastermest er
konsentrasjoneni området fra andre kilder lav. Den
maksimale timemiddelkonsentrasjoneni
bakkenivåvil
altsåbli lite påvirket
av utslippetfra
Sture.6.2 Langtidsmiddelkonsentrasj oner
Basert på målingene
av
vindretning, vindstyrkeog stabilitet på
Sturei
periodennovember 1984-november 1985, har NILU utarbeidet tre
meteorologiske frekvensmatriserfor
Sture, enfor
vinterhalvåret, enfor
sommerhalvåret og enfor
året(Vedlegg A). De
estimertevind- og
stabilitetsfordelingenefor
sommor- og vinterhalvåret er benyttet ved beregning av halvårsmiddelkonsentrasjoner av NO*(regnet som NO2), mens
årsmatrisener brukt til beregning av
deposisjon (tgrravsetning) av NO* (regnet som NOz).0.1
Figur 3:
Beregnede middelverdier av NO, (regnet som NO2) over vinter- halvåret.Enhet: U7/ms.
I4
o$ .ut$
!i,
-t
å t$¡'üÅm¡
lt
ç rlt
¿
¡
i!
1
'I
t
q
.s
lr
ç
ó
b
1
0.4
1¡
t"1
1aârürft¡¡¡
I
27
0.5
¡t
¡" \:
t,
.rû
s
\
t
,l
NILU OR 4Ol97
-(t ! .tl8
'år¡'n
".i.
t!
¡úJ t itã
tt t
¿t,
açl
a
1 I
I
t.
ffi 0
I 1I
¿..t ,.ti , tl R*veÍ\å' 'r
B il
""*Þf
¡t
jd Ll**y&rri
h ,r
tt
)¡
ìt
0.3
J' v'r.âsd''
6alçlls{çç .
l!
'1¡
.,
'Kerltî .1 p
,|
Figur 4:
Beregnede middelverdier av NO, (regnet somNO)
over sommer- halvåret.Enhet: pg/m3.
t6
Spredningsberegningenegav maksimal
halvårsmiddelkonsentrasjonav
NO*(regnet som NO2) i overkant av 0,5 llglmt ca.
500m nord for utslippet i
vinterhalvåret(Figur 3) og i
overkant av0,3
ltg/m3 ca. 500m
sørfor
utslippeti
sommerhalvåret (Figur
4).
Resultatetfor
vinterhalvåret tilsvarer ca.I
Vo av SFTs anbefalteluftkvalitetskriterium for
helse.For
sommerhalvårettilsvarer
resultatetca.0,6
Vo av þ'riteriet.Maksimumsområdet
for
vinterhalvåret med NO"-konsentrasjoner over0,5
¡t"glmzvil
dekke et område päca.0,5
km2i
en avstand ca. 500-1 000 m nordfor
anlegget.For
sommerhalvåretviser
beregningeneat
maksimumskonsentrasjonenav
NO*yaÍ
ca. 0,3 ¡tglmzog vil
dekkeet
områdepä
ca.0,5
km2i en
avstand ca. 500-1 000 m sør
for
anlegget.Beregningene
viser at
bakkekonsentrasjoneneav NO*
(regnet som NO2)midlet
over ethalvt
årvil ligge
langt under de anbefalte luftkvalitetskriterienefor
vege- tasjon.Beregningene gjelder kun bidrag fra energianlegget til det
planlagtegassgjenvinningsanlegget. Bakgrunnskonsentrasjoner
og bidrag fra
eventuelleandre utslippskilder inne på terminalområdet er ikke inkludert.
Typiske bakgrunnskonsentrasjonerav
NO2på
bakgrunnstasjoneri Norge ligger
mellom0,6 og 5,3
¡tglmz.Til
sammenligningviste
målinger nær Sturei
periodenjuni
1991-juni1992
en
middelkonsentrasjonfor NO2 pä 4,5 þg/mz. De
beregnede halvårsmiddelkonsentrasjonene av NO^ (regnet som NO2) er derfor lavere enn de målte bakgrunnskonsentrasjonene av NO2i
området.Den
maksimale konsentrasjonenmidlet over ett år ble
beregnettll
0,4þglmt
Dette utgtrørI,3
Vo av SFTs anbefalteluftkvalitetskriterium for
vegetasjon.6.3 Avsetning
avnitrogen forbindelser
Avsetning av nitrogenforbindelser foregår ved tørravsetning og ved våtavsetning.
Tørravsetning
av
gasserer
avhengig av konsentrasjonen nær bakken og planterseller overflaters evne til å
absorberegasser.
Tørravsetningen representeres vanligvis ved en avsetningshastighet.Våtavsetning
av
gasserer
sterkt avhengigav
gassens l6seligheti
vann.NO
ogNO2 er
lite
lpseligei
vann og avsettes derforikke
ved våtavsetning.For
at utslippav
nitrogenoksiderskal kunne
avsettesved
våtavsetning,må
nitrogenoksidene omdanneskjemisk til nitrat eller
salpetersyre.Nitrat er lett løselig i vann
ogavsettes
effektivt
med nedbør.Bidraget til t@rravsetningen av nitrogenforbindelser er avhengig
avkonsentrasjoner
i
bakkenivå. Utslippene av NO*vil
forårsake små konsentrasjoneri
bakkeniväog
tþrravsetningenvil derfor
komme nær anlegget.Den
maksimale beregnede tØrravsetningen av nitrogen er beregnettil
ca. 10 mg N/m2pr.
år ogvil
komme ca. 500 m nord og 500 m sør
for
utslippet. Denne avsetningenvil
dekke etNILU OR 4Ol97
område som er
0,5-1
kmz. Tørravsetningenvil
ha liten påvirkning på naturmiljøet på grunn av utstrekningenog
mengden. Tøravsetningenvil
utgjøremindre
ennI
Vo av avsetningeni
områdeti
dag (1 000 og 1 350 mg N/mz pr. år).Våtavsetningen
er
beregnetmed en trajektoriemodell (Knudsen, 1992),
som regner kjemiske reaksjoner mellomNO*, 03
ognitrat fra time til time.
Modellen tar hensyntil
nedbør og nedbBrintensitet.Modellen beregner bidraget
fra
kjentekilder. Modellen
har også "hukommelse",slik at utslipp i timer fû den aktuelle beregningstimen kan bidra til
konsentrasjoner
og
avsetning.Dette er spesielt viktig for modeller som
skal beskrive kjemiske reaksjoner der reaksjonene er langsomme og skjer over tid.Størrelsen på våtavsetningen
er
avhengig avhvor mye nitrat
somer tilgjengelig
for
avsetning.Den kjemiske
reaksjonshastighetener blant annet avhengig
av konsentrasjoneni
r@ykfanen.Hvis det er dårlig spredning skjer
reaksjonene raskere.Tilgjengelig nitrat er
ogsåsterkt
avhengigav at det ikke har
regneti
timene
før. Ved
énmillimeter
nedbørpr. time er all tilgjengelig nitrat
vasket ut.Den neste timen er det bare nitrat dannet
i
løpet av en time som ertilgjengelig for
utvasking.Våtavsetningen
fra
eksisterende og planlagte utslipp på Sture er beregnetfra
timetil time for
periodenjuni
1991-juni1992.Det er
beregnetfor timer
der datafor
meteorologi, spredningsparametere og nedbpr er tilgjengelige.De eksisterende
utslipp fra
terminalen på Sture er 68 tonn nitrogenoksiderpr.
år.Figur 5 viser den
beregnedeavsetningen av nitrogen fra
Stureterminalen.Avsetningen vil komme opp i ca.
5 mgN/mz pr. år. Dette området
dekker1200kmz.
Avsetningen ved nedbør er målt
til
890 mg N/mzi
periodenjuni 1991-jwi
1992.Det
beregnede maksimale bidragetfra
Stureterminalener
5 mg N/m2for
samme periode. Dette utgtrøri
maksimumssonen ca. 0,5 7oav
den målte avsetningen ved nedbør.Tidligere
undersøkelsermed ti
ganger stØrrebidrag til
nitrogenavset- ningen enn utslippenefra
Sture harvist
at selv når det antas atall
nitrogenavset- ning bidrartil
forsuring,vil
syrebidraget som fglge av nitrogenutslipp være så lavt at detikke kan
ventes å ha målbare konsekvenserfor
forsuringstilstandeni
inn-sjøene
i
de berØrte områdene.I tillegg vil
en stor andel av nitrogentilførselenbli tatt
oppi
nedbørfeltene. Det er derfor sværtlite
sannsynlig at nitrogen utslippenefra Sture (som er ti
gangerlavere) vil ha negativ innvirkning på
forsurings- tilstandeni
vanni
områder som er berØrt av nitrogenavsetningen.t8
lnstefjord
O
Dale
Bergen
Os
D
1
2
\
s
!
1
1
oa
1 û
1
o \
"t
a å
1Odda
Fígur 5:
Beregnet avsetning av nitrogen somf6lge av utslippfra
Stureterminalen.
Enhet: mg N/ms.
NILU OR 4Ol97
7. Dannelse av ozon
Bakkenært ozon
eÍ
skadelig for planter og mennesker. Plantene får redusert vekstnår
konsentrasjoneneav ozon kommer over visse
grenser,og ozon
nedsetter lungefunksjonenhos
mennesker.Høye
ozonkonsentrasjonerkan
også forårsake betennelsesreaksjoneri
luftveiene hos dyr og mennesker.Ozon
i
troposfæren (nær bakken) dannes ved kjemiske reaksjoner mellomflyktige
organiske stoffer og nitrogenoksider under påvirkning av sollys.
Ozon i
troposfærenhar et
varierende bakgrunnsnivåog forekommer
dessuten episodiskmed høye
konsentrasjoner. Bakgrunnsnivåeter vanligvis lavere
enn anbefalteluftkvalitetskriterier,
menlikevel relativt
høyti forhold
de fleste andreluftforurensende komponenter. Bakgrunnsnivået av ozon på Sture i
dag(ca. 65 VE/mt som halvårsmiddel) er periodisk høyt
nok til
å kunnegi
skader på vegetasjon som medfører redusert fotosyntese og plantevekst.Tidligere beregninger
for
utslipp fra petroleumsindustrien på norsk sokkel viser at det er nitrogenoksid utslippene som er begrensende faktorfor
dannelse av ozoni
dette området.
De
fotokjemiske
reaksjonenevil i
den første fasen raskt oksidereNO til
NO2 og omdanne ozontil
oksygen. Nitrogenoksidenevil
så danne ozonved
reaksjoner med hydrokarboner pålitt
lengre tidsskala.Bakgrunnskonsentrasjonene
er viktige for den fotokjemiske aktiviteten i
r@ykfanen.
Utslippene
av NO" fra
gassrenseanleggeter relativt
små.Utslippet er litt
større enn utslippene av NO* fra gassterminalenfor
Trollgass på Kollsnes.Utslippene av VOC fra Stureterminalen fremskrevet til år 2000 er
påca.7
740tonn pr. år. Ved bygging av
gassgjenvinningsanleggetvil utslippet
avVOC
reduseres med 3 000 tonnpr. är tll 4740
tonnpr.
år.Utslippet av VOC i
Norge
i
1993er 580000
tonn,hvorav
293000tonn var
metanog287 000tonn var NMVOC. Utslippet av VOC fra
Stureterminalener
beregnettil å
utgjøre ca. 1,3 7o avYOC
utslippeti
Norge. Ved bygging av gassgjenvinningsanleggetvil
dette reduseres
til
ca.0,8 7o.Det er ikke utført
beregningerfor
dannelsenav ozon for disse
utslippene.Tidligere beregninger for lignende utslipp viser at det
blir
produsert mest ozon vedlave
bakgrunnskonsentrasjoner. Ozonkonsentrasjoneninne i
r@ykfanen påvirkes lite når konsentrasjonenei
bakgrunnsluftaerhgy.
Beregninger utført
for
rgykfaner med størreutslipp
avNO*
viser at påvirkningen av ozonkonsentrasjonen innei
rpykfanen ved et utslipp på 68 tonn NO* er vurderttil å bli mindre enn 3 pglmt.
Ozonkonsentrasjonenevil bli lite påvirket
avutslippene av
VOC fordi
detvil
tarelativt lang tid før
disse blandes, og tidligere20
beregninger har
vist
at ozon konsentrasjoneni
dette områdetblir lite påvirket
avVOC
utslipp.Produksjonen
av
ozonvil
være begrensetfordi
utslippet avNO* er relativt
lite.Bidraget til
ozonkonsentrasjoneni bakkenivå vil være under I pg/mz
derrpykfanen
til
enhvertid
befinner seg. Dettevil
ha liten betydningfor luftkvaliteten i
området.Økningen
i
ozonkonsentrasjoneni
bakkenivåsom fglge av utslipp av
nitrogen- oksider og hydrokarboner er sålav
(mindreenn
1 þElmz somtimemiddel)
at den ikkevil
påvirke vegetasjoneni
området.8. Referanser
Bøhler,
T.
(1987) Users guidefor
the Gaussian type dispersion modelsCONCX
and CONDEP. LillestrØm(NILU
TR 8/87).Bøhler,
T.
og Larsen,M.
(1992) Meteorologi,luft-
og nedbprskvalitet på Kollsnesjuni
1991-juni 1992. LillesrrØm(NILU OR70l92).
Henriksen, 4., Lien, L. og
Traaen,T. (1990)
Tålegrenserfor
overflatevann:Kjemiske kriterier for tilførsler av sterke syrer. Oslo (Norsk institutt for
vannforskning. Rapport 892 1 0). (Naturens Tålegrense . F agrapport 2).Henriksen, 4., Lien, L., Traaen, T., og Taubøll, S. (1992)
Tålegrenserfor
overflatevann-
Kartlegging av tålegrenser og overskridelser av tålegrenserfor tilførsler av sterke syrer. Oslo (Norsk institutt for vannforskning.
Rapport 892 1 0). (Naturens Tålegrense. Fagrapport 34).Hornung, M.,
Sutton,M.A. & Wilson, R.B.
(1995)Mapping
andModelling of Critical Loads for Nitrogen: a Workshop Report. Institute of
Terrestrial Ecology, Edinburgh Research station.Knudsen, S.,
Hellevik, O.
(1992)INPUFF 2.0, A multiple
source gaussianpuff dispersion algorithm with NO*/SO, chemical
reactionsand wet
deposition.LJser's guide. LillestrØm
(NILU IR3/92).
Nilsson, V.J. og Grennfelt, P. (1988) Critical loads for sulphur and
nitrogenReport from a workshop held at Skokloster, Sweden 19-24 March,
1998 København, Nordisk Ministerråd (Milj grapport 1 988 : 1 5)(NORD
1 98 I : 97).SFT (1992) Virkninger av luftforurensinger på helse og miljø -
anbefalteluftkvalitetskriterier.
Oslo, Statens forurensningstilsyn (SFT-rapport92:16).SFT
(1995) Overvåking av langtransportert forurensetluft
og nedb@r. Årsrapport 1994. Red.B.L.
Skjelkvåle. Oslo, Statens forurensningstilsyn (Statlig programfor
forurensningsovervåking. Rapport 628 I 9 5) .NILU OR 4Ol97