search query: @keyword ravinnekuormitus / total: 7
reference: 1 / 7
« previous | next »
| Author: | Kinnunen, Pekka |
| Title: | Typpikuormituksen kustannustehokas vähentäminen sisävesissä |
| Cost-effective nitrogen abatement in freshwater bodies | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2016 |
| Pages: | (9) + 56 s. + liitt. 3 Language: fin |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Vesi- ja ympäristötekniikka (R3005) |
| Supervisor: | Koivusalo, Harri |
| Instructor: | Ahlvik, Lassi |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201605262275 |
| Location: | P1 Ark Aalto 3904 | Archive |
| Keywords: | nutrient loading nitrogen abatement cost-effectiveness agriculture wastewater treatment ravinnekuormitus kustannustehokkuus typpikuormitus maatalous jätevedenpuhdistus |
| Abstract (eng): | Many of the Finnish freshwater bodies as well as the Baltic Sea suffer from problems resulting from excessive nutrient emissions. Excessive nutrient emissions usually have a negative effect on the ecological state of the water bodies. Additionally, the emissions may cause social costs as the recreational opportunities are reduced or the value of near water properties decreases. Agriculture together with municipal and industrial wastewaters are significant nutrient emission sources. Reducing nutrient emission causes costs e.g. by decreasing the crop yields or as investment costs. Especially nutrient reduction policies in agriculture have been criticised for being expensive and inefficient. The aim of this thesis is to examine how nitrogen abatement policies could be constructed to be cost-efficient with the goal of minimizing the social costs of nitrogen abatement. To reach this aim, a spatially high resolution cost-efficiency model framework is presented where agriculture and wastewater treatment related nitrogen abatement measures are used. Model is employed for a case-study in the Lake Vanajavesi catchment area located in southern Finland. The results are compared to previous cost-efficiency modelling results from literature, which are mainly focused on the Baltic Sea catchment area. The uncertainties of the results are evaluated with Monte Carlo analysis. According to the results yearly 200 metric ton reduction of the total nitrogen load in Lake Vanajavesi catchment area would cost approximately 1.2 million euros and respectively a 310 ton reduction would cost around 11 million euros. Improving the nitrogen abatement capabilities in the wastewater treatment plants was found to be very cheap measure for nitrogen reduction targets over 50 tons. For reduction targets over 200 tons, the agriculture measures formed 40-80 % of the total cost. Spatial allocation of wetlands did not have a significant effect on the total costs. Fertilization levels in turn depended notably on the location of the basin and the soil type. On the basis of the Monte Carlo analysis the 95 % confidence interval for the yearly cost of 100 ton nitrogen load reduction was around one million euros. For a 310 ton load reduction the confidence interval was approximately 8.8 million euros and the maximum cost for the 310 reduction target was 16.7 million. According to the sensitivity analysis the cost of improving wastewater treatment was affiliated with high uncertainty. Additionally, the wastewater treatment plants have major impact on the maximum nitrogen load reduction capacity in the Lake Vanajavesi catchment area. |
| Abstract (fin): | Monet Suomen sisävesistä sekä Itämeri kärsivät liiallisten ravinnepäästöjen aiheuttamista ongelmista. Ravinnepäästöt vaikuttavat usein heikentävästi vesistöjen ekologiseen tilaan, mutta liialliset päästöt voivat aiheuttaa myös yhteiskunnalle kustannuksia esimerkiksi vähentyvinä virkistyskäyttömahdollisuuksina ja rantatonttien arvon laskuna. Merkittäviä ravinnekuormituksen lähteitä ovat maatalous sekä yhdyskuntien ja teollisuuden jätevedet. Ravinnekuormituksen vähentäminen aiheuttaa kustannuksia muun muassa viljasatojen pienentyessä tai muiden toimenpiteiden kuten kosteikkojen tai jätevedenpuhdistamoiden investointikustannuksina. Erityisesti maatalouden ravinnekuormituksen vähentämiseen tähtääviä politiikoita on kritisoitu kalliiksi ja tehottomiksi. Tämän työn tavoitteena on tutkia, kuinka typpikuormituksen vähentämiseen tähtäävät toimenpiteet voidaan kohdentaa mahdollisimman kustannustehokkaasti minimoiden typpikuormituksen vähentämisestä yhteiskunnalle aiheutuvat kustannukset. Tavoitetta varten tutkimuksessa luodaan spatiaalisesti tarkkaresoluutioinen kustannustehokkuusmalli, jonka avulla mallinnetaan typpikuormitukseen vaikuttavia maatalouden ja jätevedenpuhdistuksen toimenpiteitä. Mallia käytetään tapaustutkimuksena Etelä-Suomessa sijaitsevalle Vanajaveden valuma-alueelle sekä verrataan tuloksia aiempiin kustannustehokkuusmallinnuksiin, jotka keskittyvät lähinnä Itämeren alueelle. Kustannusten epävarmuutta arvioidaan Monte Carlo -analyysin avulla. Vanajavedellä 200 tonnin vuotuinen vähennys kokonaistyppikuormituksessa aiheuttaa noin 1,2 miljoonan euron kustannukset ja vastaavasti 310 tonnin vähennyksellä kustannus on noin 11 miljoonaa euroa. Jätevedenpuhdistamoiden typenpoistotehon parantaminen havaittiin halvaksi keinoksi yli 50 tonnin vähennystavoitteilla. Yli 200 tonnin vähennystavoitteilla maatalouden toimenpiteet muodostavat 40-80 prosenttia kokonaiskustannuksista. Kosteikkojen rakentamisen alueellisella kohdentamisella ei havaittu olevan kovinkaan merkittävää taloudellista hyötyä. Lannoitustasojen kohdentamisessa puolestaan valuma-alueen sijainnilla ja maalajilla on merkittävä vaikutus. Herkkyysanalyysin perusteella 100 tonnin vähennystavoitteen vuosittaisten kustannusten 95 % vaihteluväli on noin miljoona euroa. 310 tonnin vähennykselle kuormituksessa kustannusten vaihteluväli on noin 8,8 miljoonaa euroa maksimikustannuksen ollessa 16,7 miljoonaa euroa. Herkkyysanalyysien perusteella erityisesti jätevedenpuhdistamoiden tehostamisen kustannuksien vaikutukseen liittyy suurta epävarmuutta. Jätevedenpuhdistamoilla on myös merkittävä vaikutus alueen typpikuormituksen vähennyskapasiteettiin. |
| ED: | 2016-05-29 |
INSSI record number: 53693
+ add basket
« previous | next »
INSSI