Puun pienpolton pienhiukkaspäästöistä on nyt saatu uutta tutkimustietoa laajassa BIOHEALTH projektissa. Tehokkailla ja puhtailla polttolaitteilla ja oikeanlaisella polttotavalla päästöjä ja niiden haitallisuutta voitiin merkittävästi vähentää. Niillä oli vaikutusta myös pienhiukkaspäästöjen kemialliseen koostumukseen ja hiukkasten haitallisuuteen. Haitallisia PAH-yhdisteitä ja nokea muodostuu erityisesti epätäydellisissä palamisolosuhteissa esimerkiksi perinteisissä takoissa ja saunoissa.
Pienhiukkaset ovat hyvin merkittävä ulkoilmassa esiintyvä epäpuhtaus. Pienhiukkaset tunkeutuvat helposti myös sisälle ja aiheuttavat sielläkin terveydellistä riskiä. Pienhiukkasten vaikutukset ihmisten terveyteen vaihtelevat vähäisistä lyhytaikaisista oireista hyvin voimakkaisiin vaikutuksiin ja kuolemantapauksiin asti. Ulkoilmassa olevat pienhiukkaset leijuvat ilmassa pitkiä aikoja ja siirtyvät näin pitkiäkin matkoja. Kuitenkin paikallisilla lähteillä, Suomessa liikenteellä ja puun pienpoltolla on suuri vaikutus. Tiheästi asutuilla pientaloalueilla muun muassa pääkaupunkiseudulla onkin mitattu todella suuria pienhiukkaspitoisuuksia etenkin talvella takkojen ja saunojen lämmitysaikaan. Näihin päästöihin ja pienhiukkasiin liittyvään altistumiseen liittyvää tutkimusta tehdään tällä hetkellä monella taholla ja samalla myös pyritään kehittämään polttotekniikkaa vähemmän haitallisia päästöjä emittoivaksi.
Puun ja muun biomassan käyttö polttoaineena lisääntyy Suomessa voimakkaasti, koska sitä pidetään uusiutuvana energianlähteenä. Polton hiukkasten haitallisia vaikutuksia ilmastoon ja terveyteen ei kuitenkaan tällöin huomioida riittävästi. Tärkeimpänä syynä lienee se, että tietoa asiasta on ollut liian vähän päätöksenteon tueksi. Puun pienpoltolla on mitattu olevan merkittävä vaikutus ulkoilman pienhiukkaspitoisuuksiin Euroopassa. Pienhiukkaset tulevat pääosin vanhoista yksinkertaisista polttolaitteista, joissa käytetään niin sanottua panospolttoa. Tulevaisuudessa puun käyttöä tulisi energia- ja ilmastosyistä kuitenkin kasvattaa, sekä pienessä että keskisuuressa kokoluokassa, mutta puun polton haittavaikutuksiin tulisi kiinnittää huomiota entistä enemmän, kehittää palamista ja vähentää sen päästöjä.
Keväällä päättyneessä projektissa ”Health effects of particulate emissions from small scale biomass combustion (BIOHEALTH)”, joka on osa ERA-NET Bioenergy -ohjelmaa, on tutkittu puun pienpolton haitallisia päästöjä. Tutkimus on tehty monitieteisenä 13 kansainvälisen ryhmän yhteistyönä. Tutkimusta on koordinoinut professori Jorma Jokiniemi Itä-Suomen yliopistolta ja osallisina tai rahoittajina ovat olleet Suomesta Itä-Suomen yliopiston strateginen rahoitus (SUBI-projekti), Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, VTT, Tekes ja Vapo. Ulkomaisia kumppaneita ja rahoittajia olivat Itävallasta the Austrian Research Promotion Agency (FFG), the Austrian Tiled Stove Association ja the Austrian Biomass Association, BIOENERGY 2020+ GmbH, Ruotsista Swedish Energy Agency, the Swedish Research Council for Environment, Agricultural Sciences and Spatial Planning, MERGE (Lund University) ja Metalund, the Swedish Council for Working Life and Social Research, Umeå University, Umeå University Hospital ja Ranskasta the French Environment Agency (ADEME), the French Ministry of Environment (MEDDE), ja National Institute of Industrial and Environmental Risks (INERIS)).
Projektin tulosten mukaan biomassan poltosta peräisin olevien hiukkasten haitallisuus on vahvasti kytköksissä niiden kemialliseen koostumukseen. Tutkimuksessa havaittiin, että haitallisimmat koostumukset liittyvät polysyklisiin aromaattisiin hiilivetyihin (ns. PAH-yhdisteet), nokeen (ns. musta hiili) ja sinkkioksidiin pienhiukkasissa. Tutkimuksessa ainoastaan puhtaat kaliumin suolat eivät aiheuttaneet mitään toksikologisia vasteita soluissa. PAH-yhdisteitä ja nokea muodostuu erityisesti epätäydellisissä palamisolosuhteissa esimerkiksi perinteisissä takoissa ja saunoissa. Metalliyhdisteet, kuten sinkkioksidi, ovat peräisin polttoaineessa olevasta tuhkasta ja vapautuvat pienhiukkasina savukaasuihin sekä tehokkaassa että epätäydellisessä palamisessa.
Tehokkailla ja puhtailla polttolaitteilla ja oikeanlaisella polttotavalla päästöjä ja niiden haitallisuutta voitiin merkittävästi vähentää. Tutkimuksessa kuitenkin havaittiin, että myös tehokas poltto aiheutti vasteita sekä soluissa että altistetuilla ihmisillä. Haitalliset vaikutukset voitiin kytkeä muun muassa sinkkioksidiin hiukkasissa. Haitallisten vaikutusten vähentämiseksi puhtaiden polttoaineiden käyttöä tulisi suosia. Hiukkasten haitallisuus lisääntyy edelleen, kun päästö vapautuu ilmakehään. Huonon polton hiukkaset jäävät tehokkaammin keuhkoihin kuin hyvän polton hiukkaset. Vaikutukset näkyvät erityisesti ennestään sairailla ihmisillä.
Tutkijoiden mukaan puun ja muun biomassan poltosta peräisin olevien hiukkasten haitallisia vaikutuksia ilmastoon ja terveyteen ei tällä hetkellä oteta huomioon riittävästi. PAH-yhdisteet näyttäisivät olevan merkittävin hiukkasten toksisuuteen yhdistettävä tekijä hiukkasissa. Nokihiukkaset ovat vastaavasti merkittävin ilmastoon vaikuttava päästöjen komponentti. Siten polttoteknologioiden, joissa poltto on puhdasta ja tehokasta ja noki- ja PAH-päästöt matalat, käyttöä tulisi voimakkaasti suosia. Tämä edellyttää uusien tutkimus- ja testausmenetelmien kehittämistä, joissa huomioidaan myös päästöjen ikääntyminen ilmakehässä ja arvioidaan vaikutukset solutasolla.
Lisätietoja: Professori Jorma Jokiniemi, Itä-Suomen yliopisto VTT
Professori Maija-Riitta Hirvonen, Itä-Suomen yliopisto ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitos