Pienhiukkaset tunkeutuvat hengitysteihin - vuosittain jopa 1300 ennenaikaista kuolemaa Suomessa

Ilmakehän pienhiukkanen on kuin kaksiteräinen miekka. Arvioiden mukaan noin 350 000 ihmistä kuolee Euroopassa vuosittain ennenaikaisesti pienhiukkasten aiheuttamiin sairauksiin, kirjoittaa Keskisuomalainen. Toisaalta hiukkaset hidastavat ilmaston lämpenemistä.

Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen tutkijatohtori Katrianne Lehtipalo tutkii kaikkein pienimpien aerosolihiukkasten syntymekanismia. Hänen mukaansa pienhiukkasten rooli ilmastonmuutoksessa on vasta vähitellen avautumassa tutkijoille.

Uuden mittaustekniikan ansiosta nyt päästään tutkimaan yhä pienempien hiukkasten syntyä ja käyttäytymistä.

– Pienimmät hiukkaset syntyvät yleensä polttoprosesseissa, esimerkiksi tiivistymällä liikenteen ja teollisuuden tuottamista kaasuista. Uusi havainto on se, että myös metsän ja kasvillisuuden orgaanisesta höyrystä tiivistyy hiukkasia, Lehtipalo toteaa.

Virallinen termi pienhiukkaselle on aerosolihiukkanen. Sillä tarkoitetaan kaasumaisessa väliaineessa, esimerkiksi ilmakehässä, leijuvaa kiinteää tai nestemäistä hiukkasta. Sen koko vaihtelee muutaman nanometrin kokoisesta molekyyliryppäästä näkyvään pölyhiukkaseen.

Kaikkialla ilmakehässä on hiukkasia, mutta niiden pitoisuudet vaihtelevat niin ajallisesti kuin paikallisesti.

Pienhiukkasia on esiintynyt luonnossa jo ennen ihmisen teollista toimintaakin, mutta kaupungistuminen, liikennemäärien kasvu ja teollisuus ovat lisänneet hiukkasten määrää.

Ihmisen toiminta tuottaa arviolta 10–50 prosenttia pienhiukkasista. Kaupunkialueilla ihmisen vaikutus on merkittävin.

Pienhiukkasten vaikutus havaittiin konkreettisesti jo teollistumisen alkuaikoina Englannissa 1800-luvulla, kun tehtaat tupruttivat taivaalle puhdistamattomia savukaasuja.

Euroopassa pitoisuudet ovat alenemaan päin, sillä teollisuuden ja liikenteen päästöjä on onnistuttu rajoittamaan. Kehittyvien talouksien suurkaupungeissa ongelmat sen sijaan pahenevat. Suomessa puun pienpoltto on merkittävin yksittäinen hiukkaslähde.

– Hiukkaset kulkeutuvat ilmavirtojen mukana pitkiäkin matkoja. Noin puolet Suomen pienhiukkasista on tullut ilmavirtausten mukana erityisesti Keski- ja Itä-Euroopasta, Lehtipalo toteaa.

Alhaisimmat troposfäärin eli alailmakehän hiukkaspitoisuudet, vain joitain kymmeniä kappaleita kuutiosenttimetrissä, on mitattu Antarktiksella ja syrjäisillä mittausasemilla Lapissa.

– Suurkaupungeissa pitoisuus voi yltää miljooniin hiukkasiin kuutiosenttimetrissä, Lehtipalo toteaa.

Euroopassa on vahva halu parantaa ilmanlaatua. Esimerkiksi Pariisi on ilmoittanut rajoittavansa tietyillä alueilla vanhojen dieselautojen kulkua.

– Vaikka uusissa autoissa hiukkaspäästöjä on onnistuttu vähentämään, suodattimet päästävät edelleen läpi kaikkein pienimmät hiukkaset sekä diesel- että bensiinimoottoreissa, Lehtipalo toteaa.

Fossiilisten polttoaineiden käytöstä aiheutuva kasvihuoneilmiön voimistuminen nostaa maapallon keskilämpötilaa. Ilmakehän pienhiukkasilla on päinvastainen vaikutus: ne viilentävät ilmastoa sirottamalla Auringosta tulevaa säteilyä.

Hiukkaset osallistuvat myös pilvien muodostumiseen: ne ovat kuin sateen siemeniä. Pilvet koostuvat vesipisaroista tai jääkiteistä, joiden ytimenä on aerosolihiukkanen. Pilvien muodostumiseen osallistuvat hiukkaset, jotka ovat kooltaan yli sata nanometriä.

Hiukkaspitoisuus vaikuttaa sekä pilvien koostumukseen että elinikään. Osa pilvistä heijastaa auringonsäteilyä takaisin avaruuteen, mikä puolestaan hidastaa ilmaston lämpenemistä.

– Jos pienhiukkasia ei olisi olemassa, veden kiertokulku menisi sekaisin. Hiukkanen nimittäin tulee sateena alas, Lehtipalo sanoo.

Pienhiukkasia pidetään tärkeimpänä terveyteen vaikuttavana ympäristötekijänä. Suurimmat hiukkaset jäävät ihmisen ylähengitysteihin, mistä esimerkkinä on siitepölyallergia. Pienhiukkasten terveysvaikutukset tunnetaan heikommin.

– Suurkaupungeissa pienhiukkasilla on mittavia vaikutuksia ihmisten terveyteen. Ne aiheuttavat hengitystiesairauksia sekä sydän- ja verisuonitauteja, Lehtipalo huomauttaa.

Pienhiukkasilla on kyky tunkeutua syvälle ihmisen hengitysteihin. Suomessa hiukkasten on arvioitu aiheuttavan vuosittain 1 300 ennenaikaista kuolemaa ja yli 600 uutta pysyvää keuhkoputkentulehdusta.

Hiukkasten terveysvaikutukset on tunnettu jo pitkään. Hyvänä esimerkkinä on kuitumaisten, alle mikrometrin paksuisten asbestikuitujen aiheuttama keuhkosairaus, asbestoosi.

– Sen sijaan vielä on epäselvää, millaisia terveysvaikutuksia nanomateriaalien tuotanto voi aiheuttaa. Tutkimustietoa nanohiukkasten pitkäaikaisista terveysvaikutuksista on vain vähän, Lehtipalo pohtii.