Torju pienhiukkaset!

Torstai 6.1.2011 klo 16:25 - Aimo Taipale

Pienhiukkasten aiheuttamat terveyshaitat

Hengitysilman sisältämät pienhiukkaset muodostavat merkittävimmän ympäristöterveysongelman teollisuusmaissa. Harvardin yliopiston vuonna 1993 julkaisema ns. kuuden kaupungin tutkimus osoitti, että kohonneet hiukkasten vuosipitoisuudet lyhentävät merkittävästi ihmisten elinikää. Viimeisimpien arvioiden mukaan pienhiukkaset aiheuttavat maailmassa vuosittain yli 800 000 ennenaikaista kuolemaa. Vuonna 2005 julkaistussa laajassa CAFE (Clean Air For Europe) -selvityksessä arvioitiin, että EU:n alueella pienhiukkasten aiheuttamia kuolemantapauksia on vuosittain noin 350 000, näistä Suomessa noin 1300. Keskimääräiseksi eliniän lyhentymäksi arvioitiin noin 10 vuotta.

Pienhiukkasaltistumisen on havaittu kiihdyttävän tulehdusprosesseja elimistössä sekä vaikuttavan sydämen sähköiseen toimintaan. Pienhiukkasille erityisen herkkiä väestöryhmiä ovatkin astmaatikot sekä keuhkoahtaumaa, sepelvaltimotautia ja sydämen vajaatoimintaa sairastavat ihmiset. Näitä vakavia sairauksia potee arviolta 15 % maamme väestöstä. Terveystutkimuksissa on havaittu päivittäisen tai jopa tuntitason hiukkaspitoisuuksien olevan yhteydessä sekä hengitys- että sydänsairauksiin. Jatkuva vähäinenkin altistuminen pienhiukkasille näyttää pahentavan sydämen, verenkiertoelimistön ja hengityselinten sairauksia. Toisaalta mitään turvallista hiukkaspitoisuuden alarajaa ei ole pystytty määrittämään.

Erikokoiset hiukkaset vaikuttavat ihmisen terveyteen eri tavoilla riippuen siitä miten pitkälle ne kulkeutuvat hengityksen mukana. Kaikkein suurimmat hengitettävät hiukkaset takertuvat suurempiin keuhkoputkiin, ja aiheuttavat siellä ärsytystä. Ne voivat pahentaa ainakin hengityssairauksia, kuten astmaa ja keuhkoahtaumaa. Pienhiukkaset pääsevät keuhkojen ääreisosiin saakka, ja kiihdyttävät siellä tulehdusprosesseja. Ultrapienet hiukkaset voivat siirtyä keuhkorakkuloiden kautta ihmisen verenkiertoon ja kulkeutua sen mukana eri puolille kehoa. Hiukkasten kemiallinen koostumus ja liukoisuus määräävät niiden käyttäytymisen kehon sisällä.

Epätäydellisessä palamisessa syntyviä hiukkasia pidetään kaikkein haitallisimpina ihmisen terveydelle. Lähilähteistä peräisin olevia pienhiukkasia pidetään vaarallisempina kuin kaukokulkeuman tuomia ikääntyneitä hiukkasia. Suomessa aiheutuu todennäköisesti eniten terveydellisiä haittoja pitkäaikaisesta altistumisesta liikenteen ja puun pienpolton hiukkasille. Nykyinen terveystutkimustieto on kuitenkin vielä puutteellista sekä hiukkaskokoon että erityisesti hiukkasten lähteisiin ja kemialliseen koostumukseen liittyvien vaikutusten osalta.

Miten pienhiukkasten aiheuttamia terveyshaittoja voi ehkäistä?

Pienhiukkaspäästöjen merkittävä vähentäminen on kaikkein tehokkain keino terveyshaittojen estämiseksi. Erilaisilla päästörajoituksilla onkin ulkoilman hiukkaspitoisuutta saatu monin paikoin alennettua merkittävästi. Teknisten ja taloudellisten haasteiden lisäksi rajoituksilla on hyvin vahva poliittinen luonne. Hiukkasten kulkeutumien valtakunnan rajojen yli tekee ongelmasta yleismaailmallisen. Toisaalta suurimmat päästöt syntyvät tänä päivänä kehittyvissä yhteiskunnissa, joissa päästöjen rajoittaminen ei ole ensisijainen tavoite. Parhaassakin tapauksessa vaikuttaminen tilanteeseen ainoastaan päästörajoitusten kautta kestää useita vuosikymmeniä.

Toinen mahdollinen toimenpide tereveysvaikutusten estämiseksi on vähentää ihmisten altistumista hengitysilman pienhiukkasille. Kokonaisaltistuksen arvioinnissa tärkeimpiä tekijöitä ovat hengitysilman hiukkaspitoisuus, eri ympäristöissä vietetty aika sekä ihmisen aktiviteettitaso. Kohdistettaessa altistumisen vähentämiseen tähtääviä toimenpiteitä on lähtökohtana pidettävä ihmisten käyttäytymismallia. Nykypäivänä ihmiset viettävät valtaosan (keskimäärin 80-90%) ajastaan sisätiloissa, kuten kodissa, koulussa ja työpaikalla. Näin ollen merkittävä osa pienhiukkasaltistumisesta tapahtuu näissä kohteissa. Paras tapa altistuksen vähentämiseksi onkin alentaa rakennusten sisäilman hiukkaspitoisuuksia hyödyntämällä tehokasta ilmansuodatustekniikkaa.

Tänä päivänä rakennuksissa on käytössä monenlaisia ilmanvaihtojärjestelmiä, jotka perustuvat eri aikakausien rakennuskäytäntöihin. Parhaiten ulkoilman sisältämien hiukkasten kulkeutuminen sisätiloihin pystytään estämään nykyaikaisissa suhteellisen tiiviissä rakennuksissa, joissa on koneellinen tulo- ja poistoilma ja tehokas tuloilman suodatin.

Pelkästään koneellisella poistolla toteutetuissa rakennuksissa hiukkaspitoisuuden alentaminen on mahdollista sijoittamalla suodatin korvausilman reitille. Painovoimaisella ilmanvaihdolla toteutetuissa taloissa ongelmana on suodatukseen käytettävissä olevan paine-eron pienuus. Tällöin ainoaksi vaihtoehdoksi jää kierrättävien huoneilmapuhdistimien käyttö. Niiden avulla sisäilman hiukkaspitoisuutta on mahdollista laskea merkittävästi, kunhan ne on mitoitettu oikein käyttökohteeseen nähden. Lisäksi ne poistavat huoneessa mahdollisesti sijaitsevien hiukkaslähteiden synnyttämiä hiukkasia.

Rakennuksissa sisällä vietetyn ajan lisäksi toinen merkittävä ja selkeästi erotettavissa oleva altistumisjakso on ihmisten liikkuminen. On arvioitu, että ihmiset ovat liikenteen päästöjen välittömässä vaikutuspiirissä keskimäärin noin tunnin vuorokaudessa. Päästölähteen ollessa lähellä pitoisuudet ovat huomattavasti keskiarvoja korkeammat, ja altistuminen on merkittävää jo suhteellisen lyhyessäkin ajassa. Ajoneuvojen ohjaamoiden ja joukkoliikennevälineiden matkustamoiden hiukkaspitoisuuden alentaminen ilmansuodatuksen avulla vähentäisikin merkittävästi altistumista liikenteen tuottamille pienhiukkasille.

Suodatustekniikan mahdollisuudet

Korkeatasoinen ilmansuodatus on tehokkain ja helpoiten käyttöönotettava keino vähentää pienhiukkasten aiheuttamia terveyshaittoja. Teknisiä ratkaisuita hiukkaspitoisuuden alentamiseksi on kyllä olemassa, mutta niiden soveltaminen on vielä puutteellista. Useissa kohteissa tehokasta hiukkassuodatusta olisi mahdollista soveltaa suhteellisen pienillä muutoksilla olemassa oleviin ilmanvaihtojärjestelmiin, jolloin mittavia investointeja ei tarvita. 

Hiukkasten suodattamiseksi on olemassa useita eri mahdollisuuksia, joista yleisin on huokoinen kuitumainen suodatinmateriaali. Kuitusuodattimelle on ominaista erotustehokkuuden voimakas riippuvuus hiukkaskoosta, sen sijaan ilman virtausnopeus vaikuttaa erotuskykyyn vain vähän. Korkeimpiin erotusasteisiin pyrittäessä kuitusuodatinmateriaalin aiheuttama paine-ero kasvaa helposti melko suureksi, mikä rajoittaa parhaiden suodattimien käyttöä useissa kohteissa. Kuitusuodatin on hankintahinnaltaan edullinen, joten suurimman osan suodatuksen kokonaiskustannuksista muodostaa suodattimen painehäviön aiheuttama energiankulutus. 

Toinen perusratkaisu hiukkasten poistamiseksi on sähköisen suodatustekniikka, jossa hiukkaset varataan koronapurkauksen synnyttämillä ioneilla ja kerätään ilmavirrasta sähkökentän synnyttämän voiman avulla. Sähkösuodatin ei käytännössä aiheuta juuri lainkaan painehäviötä. Sähkösuodattimen erotuskyky riippuu vain vähän hiukkaskoosta, mutta virtausnopeus vaikuttaa erotuskykyyn ratkaisevasti. Joissain tapauksissa sähköisen suodatustekniikan luotettavuus on puutteellista, ongelmia esiintyy erityisesti silloin jos laitteen huolto on laiminlyöty. Myös koronapurkauksen synnyttämä otsoni on luettava sähkösuodattimen heikkoudeksi, tosin se on suhteellisen helppo poistaa ilmasta aktiivihiilisuodattimen avulla. Kuitusuodattimeen verrattuna sähkösuodattimen hankintahinta on korkea.

Sähköisillä kuitusuodattimilla tarkoitetaan yhdistelmäsuodattimia, jossa hyödynnetään sekä mekaanisen kuitusuodattimen että sähköisen suodatuksen edut. Käytännössä ratkaisut perustuvat useimmiten varaajan käyttöön, mutta keruuosana on kuitusuodatinmateriaali, johon on järjestetty sähkökenttä. Näillä ratkaisuilla on mahdollista saavuttaa erittäin korkea erotusaste kaikille hiukkaskokoluokille ilman korkeaa painehäviötä.

Myös ns. elektreettisuodattimet ovat eräänlaisia sähköisiä kuitusuodattimia, sillä niiden kuiduissa oleva varaus muodostaa kuitumatriisiin hiukkasten erottumista tehostavia sähkökenttiä. Elektreettisuodattimien ei-toivottu ominaisuus on sähköisen suodatusvaikutuksen heikkeneminen käytön aikana. Suodattimeen kertyvät hiukkaset heikentävät kuitujen välisten sähkökenttien voimakkuutta suodattimen sisällä, jolloin sen erotusaste saattaa heikentyä merkittävästi. 

Tulevaisuuden näkymiä

Korkean erotusasteen ja alhaisen painehäviön yhdistäviä suodatinratkaisuita on jo alettu kehittää, ja seuraava haaste onkin saada niiden käyttö leviämään mahdollisimman laajasti. Tämä edellyttää ihmisten tietoisuuden lisäämistä pienhiukkasten terveyshaitoista ja niiden mahdollisista torjuntaratkaisuista. Suomesta tehdään runsaasti kansainvälisesti tunnustettua pienhiukkastutkimusta, ja jatkossa poikkitieteellistä yhteistyötä mm. terveystutkijoiden kanssa on tarkoitus tiivistää mahdollisimman selkeiden näyttöjen hankkimiseksi suodatustekniikan mahdollisuuksista vähentää pienhiukkasten terveyshaittoja.

Aimo Taipale

tutkija

VTT Ilmanpuhdistustekniikka

 

Lähteitä

 

Dockery DW, Pope CA III, XU X, Spengler JD, Ware JH, Fay ME, Ferris BG, Speizer FA. An association between air pollution and mortality in six US cities. N Engl J Med 1993;329:1753-1759.

Lanki T ja Pekkanen J. Kaupunki-ilman hiukkaset ja sydänsairaudet. Suomen Lääkärilehti 2008;63(11):1059-1065.

Lehtimäki M, Taipale A, Säämänen A. Investigation of Mechanisms and Operating Environments that Impact the Filtration Efficiency of Charged Air Filtration Media (1189-RP). ASHRAE 2005

Pope CA, Dockery DW. Health effects of fine particulate air pollution: lines that connect. J air Waste Manage Assoc 2006;56:709-742.

Salonen RO ja Pennanen A (toim. Paukku T). Pienhiukkasten vaikutus terveyteen. Tuloksia ja päätelmiä teknologiaohjelmasta FINE Pienhiukkaset - Teknologia, ympäristö ja terveys. Helsinki: Tekes, 2006. Internet: www.tekes.fi/julkaisut/Fine_Terveys.pdf

Tainio, Marko. Methods and uncertainties in the assessment of the health effects of fine particulate matter (PM 2.5) air pollution. Väitöskirja. Helsinki 2009.

Watkiss P, Pye S, Holland M. CAFÉ CBA: Baseline analysis 2000 to 2020. report AEAT/ED51014/Baseline issue 5. AEA Technology Environment: Oxon, UK 2005.

Keväällä ilmanlaatu heikkenee

Sunnuntai 11.4.2010 klo 13:49 - Anu Kousa

Kevät - ilmanlaadun kannalta ongelmallista aikaa

Auringonpaiste tuntuu piristävältä pimeän talven jälkeen, mutta samaan aikaan voi hampaissa inhottavasti ratista ja silmiä kirvellä. Kevään katupölykausi on jälleen kerran alkanut. Kirkas auringonpaiste on kuivattanut tienpinnat, joilta liikenne ja tuuli nostattavat ilmaan kaduille ja teille talven aikana kertynyttä pölyä.

Siitepölyä ja pienhiukkasia Suomen ulkopuolelta

Ilmanlaatua voivat vielä pahentaa tyynet säät ja inversiotilanteet, jolloin ilmassa olevien epäpuhtauksien sekoittuminen ja laimeneminen on heikkoa. Tällöin myös muiden ilmansaasteiden pitoisuudet kohoavat. Lisäksi ilmassa saattaa samanaikaisesti olla siitepölyä ja tavallista enemmän maamme rajojen ulkopuolelta kulkeutuneita pienhiukkasia. Keväällä ja syyskesällä Itä-Euroopassa, erityisesti Venäjällä, Valko-Venäjällä ja Ukrainassa, on usein runsaasti avopaloja, jotka näkyvät meillä pienhiukkasten kaukokulkeumaepisodeina.

Mitä katupöly on?

Kaupunki-ilmassa olevista hengitettävistä hiukkasista (PM₁₀) huomattava osa on peräisin autojen renkaiden alla jauhautuneesta hiekoitushiekasta ja asfaltista. Suuri osa pölystä syntyy siten, että kitka- tai nastarenkaiden ja tien pinnan välissä oleva hiekka kuluttaa asfalttia hiekkapaperin tavoin. Myös nastarenkaiden nastat kuluttavat voimakkaasti asfaltin pintaa. Märällä tienpinnalla renkaiden aiheuttama asfaltin kuluminen on moninkertaista kuivaan verrattuna.

Jalkakäytäviltä ja kevyenliikenteen väyliltä kulkeutuu hiekoittamattomillekin alueille ja ajoväylille hiekkaa ja tämä lisää pölyn muodostumista. Muita katupölyn lähteitä ovat mm. rakennustyömailta kulkeutuva maa-aines, rengas- ja jarrupöly, teiden suolaus sekä kaduilla jauhautuvat kasvintähteet. Myös pienhiukkasia (PM_2,5) laskeutuu kaduille ja sekoittuu katupölyyn.

Talven aikana syntynyt ja kertynyt katupöly nousee ilmaan keväällä, kun katujen pinnat kuivuvat. Liikennevirta ja tuuli nostavat pölyn tehokkaasti ilmaan kuivalla säällä. Kitkarenkaat nostattavat kaduilla olevaa pölyä voimakkaammin ilmaan kuin nastarenkaat. Suurikokoiset ajoneuvot pölyttävät hiukkasia ilmaan paljon enemmän kuin pienet autot. Ilmanlaatu heikkenee erityisen huonoksi keväisin kuivalla ja tyynellä säällä, kun kevätpuhdistus on vielä kesken.

Miksi hiukkaset ovat haitallisia?

Yhdyskuntailman hiukkasia pidetään länsimaissa kaikkein haitallisimpana ympäristötekijänä ihmisten terveydelle. Hiukkasten päivittäisten pitoisuuksienlyhytaikainen kohoaminen lisää sydän- ja hengityselinoireita, sekä hengityselin- ja sydänsairauksista johtuvia sairaalakäyntejä ja kuolleisuutta. Lyhytaikaista altistumista haitallisempaa on kuitenkin pitkäaikainen altistuminen hiukkasille. Esimerkiksi asuminen lähellä vilkasliikenteistä tietä voi lisätä selvästi altistumista, ja johtaa ääritapauksissa hengityselin- tai sydänsairauden kehittymiseen ja eliniän lyhenemiseen. Yksilöiden herkkyys ilmansaasteille kuitenkin vaihtelee. Herkät väestöryhmät oireilevat jo paljon alhaisemmissa pitoisuuksissa kuin terveet. Ilmansaasteille herkkiä ryhmiä ovat lapset, kaikenikäiset astmaatikot ja ikääntyneet sepelvaltimo- tai keuhkoahtaumatautia sairastavat.

Miten pölyämistä torjutaan?

Kunnat voivat hillitä katujen ja teiden pölyämistä monin tavoin. Tärkeää on kiinnittää huomiota hiekoitussepelin laatuun. Liukkaiden torjunnassa on syytä käyttää pesuseulottu sepeliä, jolloin pölyävää tavaraa on vähemmän. Myös aurauksella ja lumenkuljetuksella voidaan poistaa merkittävä määrä likaista pölyävää materiaalia. Pölyämisen hillitsemiseksi katuja voidaan keväällä kastella esimerkiksi kalsiumkloridiliuoksella. Tärkeintä on kuitenkin puhdistaa kadut mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti. 

Miten asukas voi vaikuttaa?

• Käytä hiekoitukseen pesuseulottua sepeliä.
• Siivoa hiekat pihaltasi ja jalkakäytävältäsi heti sään salliessa.
• Poista hiekoitushiekka aina kosteana.
• Siirrä autosi ajoissa pois kadulta, jota puhdistetaan.
• Vaihda talvirenkaat ajoissa kesärenkaisiin.
• Älä käytä lehtipuhallinta hiekoituksen siivoukseen, sillä se nostaa pölyn tehokkaasti ilmaan.

Miten voit vähentää omaa altistumistasi?

• Vältä ulkoilua vilkkaiden väylien varrella.
• Käytä ruuhkassa auton ilmanvaihdon sisäkiertoa.
• Vältä ikkunoiden aukipitämistä pölyisenä aikana.
• Asenna tehokkaat tuloilmansuodattimet asuntoihin ja autoihin sekä huolla suodattimet säännöllisesti.
• Huomioi jo rakennettaessa tai asuntoa hankittaessa, että rakennuksen ilmaottoaukot ovat pihan puolella tai kaukana päästölähteistä

Tietoa ilmanlaadusta on helposti saatavilla useissa eri lähteissä. Näistä alla muutamia.

 

HSY:n ilmanlaatumittaukset:

www.hsy.fi/ilmanlaatu

Matkapuhelimella:

http://mobi.hsy.fi

Koko Suomen ilmanlaatutiedot

http://www.ilmanlaatu.fi/

Katupölystä kertovia esitteitä löytyy HSY:n sivuilta:

http://www.hsy.fi/seututieto/ilmanlaatu/tiedotus/esitteet/

 

Anu Kousa

ilmansuojeluasiantuntija, FT

HSY Seututieto

Talven sääolosuhteet haaste ilmansuodatukselle

Keskiviikko 31.3.2010 - Minna Väkevä

Kaunis valkoinen talvi on pitänyt katupölyt poissa ilmasta. Hyvää mieltä virittänyt talvemme ei kuitenkaan ilmanlaadullisesti ole ollut kovin kaunis - Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY) raportoi, että Helsingin keskustassa ilmanlaatu on ollut välttävä tai huono viidenneksen koko talviajasta.

Huono ilmanlaatu on usein johtunut heikoista tuulista ja inversiotilantilanteista, joiden aikana liikenteen päästöt ovat jääneet kuin purkkiin huonontamaan ulkonaliikkujien hengitysilmaa!

Tyynellä ilmalla epäpuhtaudet eivät sekoitu ja leviä, vaan kerääntyvät lähelle päästölähteitä. Inversiotilanteessa lopputulos on samankaltainen: pintainversiossa ilmakehän alimpaan kerrokseen jää kylmää ilmaa ikään kuin loukkuun lämpimämmän ilmamassan alle.

Pintainversio voi syntyä kesällä selkeinä tyyninä öinä ja talvella mihin vuorokaudenaikaan tahansa, kun maanpinta jäähtyy ja jäähdyttää ilmakehän alimman kerroksen. Yläpuolelle jäävä lämmin kerros paketoi sisäänsä kylmän ilman ja kaikki epäpuhtaudet, joita inversiokerrokseen tuprutellaan. Auringon paiste tai yltyvä tuuli purkavat inversion.

Suurin osa meistä viettää päivänsä sisätiloissa toimistoissa, päiväkodeissa ja kouluissa. Jos rakennuksen ilmanvaihto on kunnossa ja ilmanvaihtokoneessa on kunnolliset suodattimet, olemme hengitelleet melko hyvälaatuista ilmaa myös talven saasteisina aikoina. Jos taas ilmanvaihtokoneen suodattimet on valittu suojaamaan lähinnä näkyvää pölyä – kuten katupölyä – vastaan, on tilanne toinen. Liikenteen päästöjen hiukkaset ovat hyvin pieniä: pienhiukkasia, ja erityisesti niitä viime aikoina usein keskusteltuja ultrapieniä hiukkasia. Karkealta pölyltä suojaava F5-suodatin (tai M5) saa näistä hiukkasista kiinni noin 5 %. Suomessa kaikkein yleisimmin käytetty F7-suodatinkin poistaa liikenteen hiukkasista vaan noin 35-55 %. Liikenteen päästöissä on pienhiukkasten lisäksi myös kaasumaisia epäpuhtauksia, joihin yleisimmin käytetyt suodattimet eivät vaikuta juuri mitenkään.

Lyhytaikainenkin altistuminen pienhiukkasille voi aiheuttaa terveyshaittoja. Viranomaisten suunnitelmat esimerkiksi liikennemäärien rajoittamisesta pahimpien saastetilanteiden aikaan ovat siksi meille kaikille erittäin tärkeitä. Itse voimme vaikuttaa omaan altistumiseemme vaatimalla ilmanvaihtojärjestelmiin kunnollista suodatusta. Minä haluan hengittää syvään ja nauttia työni lisäksi myös puhtaasta sisäilmasta!

Toivottavasti saamme jatkossakin nauttia kauniista valkoisista maisemista myös Etelä-Suomessa… kuitenkin ilman pelkoa jatkuvasta liikenteen epäpuhtauksille altistumisesta.

Lisää aiheesta:

http://www.hsy.fi/tietoahsy/tiedotteet/2010/Sivut/Ilmanlaatutalvella.aspx

http://www.ilmanlaatu.fi/ilmanyt/tiedote/tiedote_dynaaminen.php?id=734

Minna Väkevä

Aerosolifysiikan tohtori

Innovaatioasiantuntija, Halton Technology Center

Ilmansuodatus.fi

Tiistai 16.2.2010 - Tuomas Qvick

Arvoisa asiakas, yhteistyökumppani ja kiinteistön käyttäjä,

Halton tulee aktiivisesti kampanjoimaan puhtaamman sisäilman puolesta koko vuoden 2010. Osana tätä kampanjaa olemme perustaneet Ilmansuodatus.fi-sivuston, jonka tavoitteena on kerätä, tiivistää ja jakaa olennainen ilmansuodatukseen ja sisäilman puhtauteen liittyvä tieto.

Sivustoa päivitetään säännöllisesti ja aineisto pyritään pitämään kiinnostavana sekä kiinteistön omistajille, huoltajille, hallitsijoille sekä käyttäjille. Kaikkien tarpeet puhtaamman sisäilman osalta ovat vähän erilaiset.

Toivomme, että sivustosta on teille hyötyä ja saamme teiltä ideoita ja ajatuksia sivuston kehittämisessä.

 

Tervetuloa puhtaamman sisäilman maailmaan!

 

Tuomas Qvick

toimitusjohtaja

Halton Clean Air Oy