Puun pienpolton hiukkaspäästöjen terveyshaitoista uutta tietoa

Itä-Suomen yliopistossa valmistuneen tutkimuksen mukaan puun pienpolton päästöjä ja niiden terveydelle haitallisia ominaisuuksia (toksisuutta) voidaan vähentää merkittävästi käyttämällä uudenaikaisia polttolaitteita, puhtaita polttoaineita ja oikeita käyttötapoja. 

Palamisolosuhteilla on merkittävä vaikutus hiukkasten haitallisuuteen

Hankkeessa kehitettiin uusia monitieteellisiä menetelmiä, joissa yhdistettiin pienpolton päästöjen ja niiden haitallisuuden tutkiminen. Vastaavia laaja-alaisia tutkimuksia on aiemmin tehty vähän koko maailmassa. Tutkimuksen tulokset osoittivat selkeästi, että altistettaessa ihmisen ja hiiren soluja hiukkasilla, huonon palamisen päästöhiukkaset olivat haitallisempia soluille kuin hyvän palamisen hiukkaset.

Pienetkin muutokset palamisolosuhteissa vaikuttivat hiukkasten kemialliseen koostumukseen ja toksikologisiin vasteisiin. Erilaisissa palamistilanteissa hiukkasten aiheuttamat terveysvaikutukset voivat syntyä erilaisten biologisten mekanismien kautta. Monien terveyteen vaikuttavien yhdisteiden joukosta hiukkasten polysykliset aromaattiset hiilivedyt (ns. PAH – yhdisteet) olivat parhaiten kytkettävissä polttotekniikan ja palamisolosuhteiden hyvyyteen. PAH-yhdisteiden päästöt ovatkin potentiaalinen vaihtoehto luokitella polttolaitteita ja olosuhteita tulevaisuudessa. Tätä luokittelua tarvitaan päästöjen testauksessa ja rajoittamisessa.
 

Hyvän polton hiukkasten vaikutuksista tarvitaan lisätietoa

Päästöt ja niiden toksikologiset vasteet olivat samansuuntaisia sekä Kuopiossa tutkituilla suomalaisilla polttolaitteilla että Grazissa tutkituilla itävaltalaisilla laitteilla.  Päästöjen haitallisuus oli pienempi nykyaikaisilla laitteilla kuin perinteisillä laitteilla, joten hiukkasten terveysvaikutusten kannalta polttolaitteiden kehittämiseen panostaminen kannattaa. Erityisesti panospolttolaitteiden polttotekniikoita on vielä mahdollista parantaa ja siten vähentää päästöjä. Myös hyvissä palamisolosuhteissa syntyneiden hiukkasten haitallisuutta olisi syytä tutkia yksityiskohtaisemmin, koska puhtaan polton päästöjen aiheuttamia biologisia vasteita ei pystytty selittämään hiukkasten kemiallisella koostumuksella tilastollisissa analyyseissä riittävän tarkasti.
 

Tekes ja teollisuus mukana rahoittamassa

Juuri päättynyt, pääosin Tekesin rahoittama projekti ”Polttotekniikaltaan erilaisten puunpienpolttolaitteiden päästöt ja terveys: kemia-toksisuusmalli” on Itä-Suomen yliopiston pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratorion koordinoima. Mukana tutkimuksessa ovat olleet Terveyden ja hyvinvoinnin laitos ja Ilmatieteen laitos. Projektin kansainvälinen osio toteutettiin yhdessä itävaltalaisen Bioenergy 2020+:n kanssa. Hanketta rahoittivat myös seuraavat polttolaitevalmistajat: BET-KER Oy, Narvi Oy, NunnaUuni Oy, Tulikivi Oyj, Turun Uunisepät Oy, Vapo Oy ja Wienerberger Oy.

 

Tutkimustulokset kaikkien saataville

Puun pienpoltto on yksi tärkeimmistä pienhiukkasten päästölähteistä Suomessa, Euroopassa ja maailmanlaajuisesti. Suomessa, kuten monissa muissakin maissa olisi tärkeää nopeuttaa uusien vähäpäästöisten puunpolttolaitteiden käyttöönottoa hiukkaspäästöjen ja terveyshaittojen vähentämiseksi. Projektissa tuotetun tiedon avulla polttotekniikan parantamiseen ja tuotekehitykseen on saatu entistä tarkempaa tieteellistä tutkimustietoa, jota jaetaan käytännönläheisesti internetissä olevan Kuava Oy:n toteuttaman tietokannan avulla. Tietokanta on tarkoitettu viranomaisille, laitevalmistajille ja tavallisille kansalaisille tiedonlähteeksi ja siihen voi tutustua osoitteessa www.uef.fi/fine/pupo . Tutkimusraportti löytyy osoitteesta www.uef.fi/fine/julkaisut . Tutkimuksesta valmistuu yhteensä 7 kansainvälistä tieteellistä lehtiartikkelia, joista kolme on jo julkaistu.

Lamberg, H., Nuutinen, K., Tissari, J., Ruusunen, J., Yli-Pirilä, P., Sippula, O., Tapanainen, M., Jalava, P.I., Makkonen, U., Teinilä, K., Saarnio, K., Hillamo, R., Hirvonen, M-R., Jokiniemi, J. (2011) Physichochemical characterization of fine particles from small scale wood combustion. Atmos. Environ. In Press.

Saarnio, K., Teinilä, K., Aurela, M., Timonen, H., Hillamo, R. (2010) High-performance anion-exchange chromatography-mass spectrometry method for determination of levoglucosan, mannosan, and galactosan in atmospheric fine particulate matter. Anal. Bioanal. Chem. 39 ,2253-2264.

Tapanainen, M., Jalava P.I., Mäki-Paakkanen, J., Hakulinen, P., Happo, M.S., Lamberg, H., Ruusunen, J., Tissari, J., Nuutinen, K., Yli-Pirilä, P., Hillamo, R., Salonen, R.O., Jokiniemi, J., and Hirvonen, M-R. (2011). In vitro immunotoxic and genotoxic activities of fine particles emitted from two different small-scale wood combustion appliances. Atmos. Environ. In Press .
 

Jatkotutkimus jo käynnissä

Tutkimus jatkuu kansainvälisessä ERA-NET Bioenergy -ohjelman BIOHEALTH – hankkeessa, jossa on mukana 13 tutkimusryhmää Suomesta, Ruotsista, Ranskasta ja Itävallasta sekä POPE–hankkeessa, jossa tutkitaan polttoperäisten päästöjen ja nanohiukkasten haitallisuutta uudella tutkimusmenetelmällä. Hankkeiden suomalaiset osiot ovat Tekesin rahoittamia. 

Lisätietoja:

Palaminen ja päästöt: Professori Jorma Jokiniemi, Itä-Suomen yliopisto, p. 040  5050 668

Päästöhiukkasten terveysvaikutukset: Professori Maija-Riitta Hirvonen, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos ja Itä-Suomen yliopisto p. 050-3525 160, ja dosentti Raimo O. Salonen, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos p. 0400 673 198 

Hiukkasten ilmakehävaikutukset: Tutkimusprofessori Risto Hillamo, Ilmatieteen laitos p. 050 550 5778 

Artikkelin kirjoitusvuosi: 2011

Takaisin tämän vuoden artikkeleihin