• Ääni
• Melumittaukset
• Melupäästöt
• Toiminta-aikaprosentti
• Ympäristömelu

Linnunlaulu, laineiden liplatus, tuulen humina, ilotulitusrakettien pauke, ukkosen jyrinä, iskuporan jyske – erilaisia ääniä on ympärillämme lukemattomia. Ääni itsessään on vain fysikaalinen ilmiö. Subjektiivinen tulkintamme äänestä määrittelee, koemmeko äänen nautinnollisena vai häiritsevänä. Esimerkiksi rock-konsertti voi toiselle olla nautinto, kun taas toinen kokee kovalla volyymilla olevan musiikin häiritseväksi. Hiljaiseksi mieltämämme ympäristökin on itse asiassa täynnä ääntä. Vaikka olisimme tyhjässä hiljaisessa huoneessa, ääntä syntyy esimerkiksi ilmastoinnista ja valaistuksesta. Ääniä kantautuu myös viereisistä huoneista tai ulkoa. Nykyään monet ihmiset kärsivät melusaasteesta etenkin suurkaupungeissa, jotka eivät hiljene öisinkään. Suomesta löytyy kuitenkin vielä hiljaisia luonnonympäristöjä, vaikka ne ovat vähenemässä ja melu leviämässä yhä laajemmalle alueelle.

Ääni fysikaalisena ilmiönä ja kuuloelimistön välittämänä aistimuksena

Ääni on fysikaalisena ilmiönä hiukkasten värähtelyä. Värähtelyä ei tapahdu tyhjiössä, eli tyhjiö on täysin hiljainen. Ääni tarvitsee kulkeakseen väliaineen, kiinteän, nesteen tai kaasun. Väliaineen koostumus vaikuttaa äänen etenemiseen. Tyypillisesti ääni etenee ilmassa. Kaasuissa ääni etenee huomattavasti hitaammin kuin nesteissä. Ilmassa äänen etenemisnopeus on 343 metriä sekunnissa, kun puolestaan merivedessä ääni etenee 1520 m/s. Myös lämpötilalla on vaikutusta, sillä lämpimässä ääni kulkee nopeammin kuin viileässä.

Äänen havaitsemiseen tarvitaan vastaanotin, joista yleisin on ihmiskorva. Äänen värähtely havaitaan korvassa ilmanpaineen vaihteluna. Kuuleminen tapahtuu monivaiheisesti. Tärykalvo, jalustin, simpukka, kuulohermosäikeet ja kuuloaivokuori osallistuvat tähän monimutkaiseen kuulotapahtumaan. Normaalikuuloiset ihmiset kuulevat ääntä taajuusalueella 20–20000 hertsiä (Hz). Tätä taajuusväliä kutsutaan kuuloalueeksi. Herkimmillään ihmiskuulo on taajuusalueella 2000–5000 Hz. Monilla elämillä, kuten valailla, norsuilla ja lepakoilla kuuloalue on paljon laajempi kuin ihmisellä. Esimerkiksi kissat kuulevat jopa 85000 Hz:n ääniä. Ihmisen kuuloalueen ulkopuolisia matalia ääniä kutsutaan infraääniksi ja korkeita ultraääniksi.

Äänen voimakkuuden yksikkö on desibeli (dB). Äänen voimakkuus mielletään usein yhteen sen häiritsevyyden kanssa. Häiritsevyyteen vaikuttavat myös muut äänen ominaisuudet sekä ympäristö, etäisyys äänilähteeseen, ajankohta ja kesto. Myös kuulijan omat ominaisuudet ovat vaikuttava tekijä, sillä kaikki eivät ole yhtä herkkiä äänille. Voimakas ääni on kuitenkin terveyshaitta. Yli 120 dB:n ääni aiheuttaa ihmiselle kipua. Terveydellisiä vaikutuksia aiheutuu jo yli 80 dB:n äänitasolla. Käytännössä 80 dB:n raja on saavutettu, jos ei normaali puhe kuulu metrin etäisyydeltä.

Paljon melua tyhjästä

Kun ääntä on liikaa ja se on häiritsevää, puhutaan melusta. Maailman terveysjärjestö WHO:n (World Health Organization) mukaan melu on epätoivottava, terveydelle haitallinen ääni. Meluun liittyy myös vahvasti ajatus äänen ihmisperäisestä lähteestä. Melua on nykymaailmassa vaikea päästä pakoon. Rauhallista ja melutonta paikkaa on haastavaa löytää Suomessakaan enää muualta kuin Lapin tunturierämaasta.

Äänen kokeminen meluksi riippuu siitä, onko ääni toivottua vai ei. Melu on tällöin subjektiivinen käsite. Melu on ei-toivottua ääntä, jolle ominaista on sen häiritsevyys. Melun mittaamiseen on olemassa hyviä mittareita ja melualtistuksen laskemiseen erilaisia ohjelmia. Melualtistus mitataan ihmiskorvan herkkyyden mukaan taajuuspainotet­tuna. Fysikaalisesti mitattu arvo ei välttämättä määritä suoraan melun häiritsevyyttä. Mitattu melutaso ja sen vaikutukset eivät ole yksiselitteisiä. Ihmiset ovat psyykkisesti ja fyysisesti erilaisia. Yksilölliset ja jopa kulttuurilliset asiat vaikuttavat melun kokemiseen. Mittauksilla saadaan kuitenkin selville taso, jolloin ääni saa meluominaisuuksia. Epämiellyttävyyden ja häiritsevyyden arvioimiseksi tarvitaan haastattelututkimuksia.

Melua syntyy kaikkialla, eikä siltä voi välttyä työssä tai vapaa-ajalla. Myös lapset ja nuoret altistuvat melulle. Työelämässä aiheutuneet kuulovammat ovat tilastollisesti vähentyneet, kun meluntorjuntaan ja kuulonsuojaukseen on panostettu. Tästä huolimatta edelleen työelämässä altistutaan melulle. Eniten meluvammoja aiheutuu metalli- ja rakennusalan työntekijöille. Meluvammojen riski on olemassa erityisesti esimerkiksi puu-, paperinvalmistus-, kasvatus-, elintarvike- ja suurtalousaloilla sekä kiinteistönhuollossa, avokonttorissa työskentelevillä sekä muusikoilla ja maanviljelijöillä.

Koneellistuminen on yksi lisämelua tuottava tekijä. Kodeissa on usein taustamelua tv:stä tai radiosta ja erilaiset kodinkoneet kuten astianpesukone, pyykinpesukone ja tietokone pitävät ääntä. Ruoho leikataan ja lehdet puhalletaan koneella eikä lunta luoda lapiolla, vaan se lingotaan pois lumilingolla. Kaikki nämä aiheuttavat ympäristöön melusaastetta.

Ympäristömelulla ei ole selkeää tieteellistä luokitteluperustetta. Ympäristömelua aiheutuu liikenteestä, rakentamisesta, teollisuudesta ja vapaa-ajan toiminnoista. Ympäristömelu on ympäristöä pilaavaa saastetta siinä missä pakokaasut ja hajutkin. Suurin ympäristömelun aiheuttaja Suomessa on liikenne. Liikennemelua syntyy tie-, lento-, raide-, vesi- ja maastoliikenteestä. Kaikki rakennustoiminta aiheuttaa rakentamismelua. Melua syntyy jo työmaiden alkuvaiheessa, kalliota poratessa, kaivinkoneella tehtävässä maan muokkaamisessa ja tavarantoimittamisessa työmaalle. Työmaalla melun lähteitä ovat esimerkiksi sirkkeli, porakone, naulapyssy ja jopa työmiesten työmaaradio. Teollisuusmelua ympäristöön syntyy teollisuusrakennuksista ja voimalaitoksista sekä louhimoista ja murskaamoista. Vapaa-ajanmelua aiheutuu puolestaan pienlaitteiden käytöstä. Ampumaradat ja moottoriurheilu ovat myös ympäristömelunlähteitä.

Ympäristömelun torjuntaa käsitellään ympäristönsuojelulaissa ja -asetuksessa, maankäyttö- ja rakennuslaissa, liikennealan lainsäädännössä sekä terveydensuojelulaissa ja -asetuksessa. Eri viranomaiset huolehtivat meluntorjunnasta omilla toimialueillaan. Ympäristömeluun liittyvästä yleisestä ohjeistuksesta, seurannasta ja kehittämisestä vastaa ympäristöministeriö.

Millaiset ovat melun vaikutukset?

Melu saattaa aiheuttaa suoria ja epäsuoria terveydellisiä haittoja. Kuulovaurio on ainoa suoraan fysiologisesti osoitettavissa oleva melusta aiheutunut terveysvaikutus. Kuulovaurio voi tapahtua äkillisesti melupiikin seurauksena tai pitkäaikaisen jatkuvan altistumisen seurauksena. Melulla on myös muita terveysvaikutuksia. Melun tiedetään vaikuttavan muun muassa sykkeen nopeutumiseen ja verenpaineen nousuun. Melu voi aiheuttaa lihasjännitystä, päänsärkyä, korvien soimista ja stressiä. Melulla voi olla myös häiritsevä vaikutus unen laatuun. Melun on todettu vaikuttavan jopa puheviestintään ja puhemelun heikentävän lyhytkestoista sarjamuistia. Melu vaikuttaa lisäksi ihmisen käyttäytymiseen ja saattaa heikentää suorituskykyä ja sosiaalisia suhteita.

Melulla on myös yhteiskunnallisia vaikutuksia. Esimerkiksi kiviainestuotantoa voi olla asuinrakennuksien läheisyydessä, jolloin siitä aiheutunut melu voi välillisesti aiheuttaa maanarvon alentumista. Melusta aiheutuneiden terveyshaittojen takia ihmisten lääke- ja hoitokulut lisääntyvät. Meluvaikutusten takia työpoissaolojen määrän on todettu kasvavan, mikä puolestaan alentaa tuottavuutta. Tutkimuksilla on myös osoitettu, että jatkuvalla melulla on vaikutusta lasten oppimiseen. Pitkään melulle altistuneiden lasten lukeminen ja kielellinen suoriutuminen oli tutkimuksessa heikompaa kuin vertailuryhmän. Tästä saattaa seurata pitkäkestoisesti jopa tietoyhteiskuntaa heikentävä vaikutus. Koska meluntorjunnan kustannukset ovat yhteiskunnalle suuri kuluerä, melun vaikutusten haitat tulisi ymmärtää ja meluntorjunnan hyödyt nähdä liiketaloudellisesti kannattavina.

Kiviainestuotannosta aiheutuu melua

Kiviaines tarkoittaa hiekkaa, soraa ja kalliomursketta. Kiviainesta voidaan tarvittaessa jalostaa tai käyttää sellaisenaan. Kiviaineksen käyttömäärät ovat kasvaneet rakentamisen lisääntymisen myötä. Kiviainesta käytetään katujen, teiden ja rautateiden rakentamiseen. Sitä voidaan hyödyntää myös talonrakentamisessa sekä betonin ja asfaltin valmistuksessa. Kalliokiviaineksen käytön oletetaan lisääntyvän luonnonsoran korvaavana materiaalina.

Kiviaineksen jalostuksessa kiveä murskataan ja seulotaan. Kiviaines porataan tai räjäytetään kalliosta. Poraukseen käytetään hydraulista iskuporaa. Irrotetut kalliolohkareet rikotetaan. Tähän käytetään kaivinkonetta, jossa on hydraulinen iskuvasara. Laitetta kutsutaan rikottimeksi. Kiviaineksen murskaukseen käytetään Suomessa yleensä liikuteltavia tai liikkuvia murskauslaitoksia. Työmaa-alueella käytettäviä muita koneita ovat kaivinkoneet, pyöräkuormaajat ja dumpperit. Kaikki edellä mainitut laitteet ja toiminnot aiheuttavat luonnollisesti käytössä melua. Melun määrää ja laatu on vaihteleva, kun otetaan huomioon esimerkiksi laitteiden käyttöajat ja melun kesto.

Kiviainestuotannossa syntyy melua useista erilaisista melulähteistä. Melusaaste on voimakkuudeltaan erilaista riippuen lähteestä. Melun tyyppi on puolestaan vaihtelevaa sen mukaisesti, millainen on sen lähde. Aiheutunut melu voi olla tyypiltään tasaista tai impulssimaista (tai osittain impulssimaista), eli äkillistä iskumelua. Tasaista melua syntyy porauksessa sekä työmaan liikenteestä ja jonkin verran myös eri työkoneista. Impulssimaista melua aiheutuu räjäytyksistä ja rikotuksesta. Murskaus tuottaa osittain impulssimaista melua.

Meluntorjuntaa kiviainestuotannossa

Kiviaineistuotannosta syntyy häiritsevän paljon melua, ellei alueella ole lainkaan meluntorjuntaa. Kiviaineistuotannossa melua syntyy kallion poraamisesta, räjäytyksistä, kallion palasten rikottamisesta ja tietenkin palasten murskaamisesta erikokoisiksi soralaaduiksi sekä kuljetuksista.

Porauksessa melua aiheuttaa porausvaunu. Lisäksi kallion laatu ja porattavien reikien määrä vaikuttaa melun ominaisuuksiin. Räjäytysten aiheuttama melu on hyvin voimakasta mutta lyhytaikaista. Jos räjäytyksiä tarvitaan enemmän, myös niistä aiheutunut melusaaste lisääntyy. Rikotuksessa melua vaimentaa yleensä lähellä oleva kallioseinämä. Kuten räjäytyksessä myös rikotuksessa toiminta yhdellä paikalla on lyhytaikaista. Rikotusta voidaan tehdä myös soranottoalueilla, tosin harvemmin. Murskauslaitoksessa on useita eri melulähteitä. Näistä pahimmat melusaasteen aiheuttajat ovat esimurskain ja seula. Suomessa yleinen liikuteltava murskain aiheuttaa vähemmän melupäästöjä kuin kiinteä laitos. Myös lastaustoiminnasta (kaivinkoneet) ja kuljetuksista (kuorma-autot) aiheutuu melupäästöjä.

Kiviainesalalla meluntorjunta on melupäästöjen vähentämistä ja äänen etenemisen estämistä. Melupäästöjä vähentää eniten laitekannan kehittäminen. Käyttötavoillakin on merkitystä. Laitelähtöisessä meluntorjunnassa käytännön keinoja ovat äänilähteiden koteloinnit ja kumitus. Esimerkki käytännön keinoista ovat työmaalla käytettävien aggregaattien sijoittaminen ääntä vaimentaviin kontteihin ja räjäytyksessä käytettävät kumimatot. Äänen etenemisen estämiseen käytetään meluvalleja. Räjäytystyössä meluntorjunta on haasteellista. Tarkalla työn aikatauluttamisella ja hyvällä tiedottamisella voidaan räjäytystyöstä tehdä mahdollisimman vähän häiriötä aiheuttavaa.

Kiviainestuotannossa toimintaa ohjaavat useat eri lait ja asetukset kuten:

• Laki ympäristövaikutusten arviointimenettelystä (468/1994)
• Maa-aineslaki (555/1981)
• Vesilaki (264/1961)
• Ympäristönsuojelulaki (86/2000)
• Valtioneuvoston asetus kivenlouhimojen, muun kivenlouhinnan ja kivenmurskaamojen ympäristönsuojelusta (800/2010)
• Valtioneuvoston asetus kaivannaisjätteistä (379/2008).

Kaikki kiviainestoiminta on luvanvaraista. Yleensä lupaa maa-ainesten ottoon haetaan paikalliselta viranomaiselta, kuten esimerkiksi kunnan rakennus- tai ympäristölautakunnalta. Ympäristöluvan myöntää kunnan ympäristönsuojeluviranomainen tai aluehallintovirasto. Ympäristövaikutusten arviointimenettelyssä mukana ovat elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus. Myös meluntorjunta on kiviainesalalla säädeltyä. Sääntely toteutuu muun muassa toiminta-aikarajoituksilla, jotka voivat olla hyvinkin tiukkoja. Sallitun melupäästön määrät ovat myös tarkkaan määrättyjä.

Melupäästön mittaukset kiviainestyömaalla

Turun ammattikorkeakoulun energia- ja ympäristötekniikkaan tekemäni opinnäytetyön aiheena on melupäästöjä aiheuttavien työkoneiden toiminta-aikaprosentin määrittäminen. Tarkoituksenani oli hankkia tietoa siitä, kuinka paljon todellista melupäästöä syntyy työkoneiden tehollisella työajalla. Tein opinnäytetyöni toimeksiantajayritykselle. Mittaukset suoritettiin kiviainestyömaalla kiinnittämällä eri työkoneisiin äänimittarit. Tuloksista poimittiin referenssituloksen ylittävät arvot, joista laskettiin toiminta-aikaprosentti.  

Melupäästöjen mittaukseen on olemassa tarkat ympäristöministeriön meluntorjuntalain (382/87) mukaiset ohjeet. Ennen mittauksia on tehtävä toimenpiteitä, jotka varmistavat mittausten luotettavuutta. Näitä ovat mittauksen suoritustavasta päättäminen, mittausajankohdan optimointi ja mittausten keston määrittely. Mittausolosuhteet tulee huolellisesti varmistaa, että ne vastaavat melulähteen käyttöoloja, joissa melupäästön määrä halutaan varmistaa. Sääolot on otettava huomioon ja mittausmatkat mietittävä tarkasti. Mittauslaitteiston tulee olla tietyt standardit täyttävä. Ennen mittauksia laaditaan melumittaussuunnitelma ja -pöytäkirjapohja.

Mittauspaikalla tehdään sääolosuhdearviointi ja sääolokirjaukset pöytäkirjaan. Mittausympäristöstä tehdään luonnospiirros. Äänitasomittari kalibroidaan ennen jokaista mittaussarjaa ja kalibrointi tarkistetaan mittausten jälkeen. Mikrofonien sijoittelu tehdään huolellisesti eikä käsivaraisesti tulisi lainkaan mitata. Äänitasomittaria valvotaan koko ajan mittausten aikana. Saadut mittaustulokset käsitellään poistamalla mittausajankohtana tulleet häiriöt. Häiriöttömistä mittaustuloksista lasketaan todellinen melun määrä mittausajankohtana. Tekemiäni mittauksia ja niiden tuloksia tarkastelen yksityiskohtaisemmin opinnäytetyössäni.

Lähteet:

Toivonen V. 2023. Melupäästön mittaaminen maa-aineksen ottamisessa – Toiminta-aikaprosentin määrittäminen. Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö. https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/791273/Toivonen_Vaino.pdf?sequence=2&isAllowed=y

Borenius J.; Jauhiainen T.; Lampio E.; Nuotio J.; Pesonen K.; Pyykkö I.; Toivanen J. 1981. Akustiikan perusteet. Insinööritieto Oy.

Inkinen P.; Manninen R. & Tuohi J. 2003. Momentti 2. Insinöörifysiikka. Helsinki: Otava.

Kuuloliitto. 2023. Kuuleminen. Viitattu 6.2.2023. https://www.kuuloliitto.fi/kuu-lo/kuulo-ja-kuulovammat/

Kysy kirjastonhoitajalta. 2022. Viitattu 2.3.2023. https://www.kirjastot.fi/kysy/milla-elaimilla-on-parempi-kuulo?language_content_entity=fi

Salminen T. 2021. FY5 Jaksollinen liike ja aallot. Omaan tahtiin fysiikka. Ääni esimerkkinä aaltoliikkeestä. Eiran aikuislukio. Opetushallitus. Viitattu 7.2.2023. https://fysiikka.omaantahtiin.com/etusivu/fysiikka-5/

Starck J. & Teräsvirta L. 2009. Melu. Helsinki: Työterveyslaitos.

Suomen ympäristökeskus. 2010. Paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT). Ympäristöasioiden hallinta kiviainestuotannossa. Helsinki: Suomen ympäristökeskus (SYKE).

Tiihinen J. & Hänninen O. 1997. Meluntorjunnan perusteet. Meluntorjunnan koulutusaineisto ja käsikirja. Kuopio: Oy Edita Ab.

Ympäristöministeriö (2004). Meluntorjunnan valtakunnalliset linjaukset ja toimintaohjelma. Helsinki: Edita Prima Oy.