Publisher

National Public Health Institute
Original page

(kaukokulkeutuminen), air, air pollutants, cardiovascular diseases, exhaust gases, health effects, limiting values, microparticles, respiratory diseases

Julkaistu 5.4.2007

Eri lähteistä peräisin olevien kaupunki-ilman hiukkasten vaikutukset terveyteen

Yhdyskuntailman hiukkasmaiset ilmansaasteet aiheuttavat nykyisin kehittyneissä maissa merkittävimmät ympäristöterveydelliset ongelmat, kun huomioidaan altistuvien ihmisten määrä ja haittojen vakavuus. Pienhiukkasten on arvioitu aiheuttavan vuosittain Euroopan unionin alueella 350 000 ennenaikaista kuolemaa, näistä Suomessa 1300. Lievempiä haittoja kuten lisääntyneitä sairaalakäyntejä ja oireilua kokee moninkertainen joukko ihmisiä. Ilmansaasteille altistumisen on todettu sekä pahentavan että aiheuttavan hengityselin-, sydän- ja verisuonisairauksia.

Hiukkasten aiheuttamien terveysriskien vähentämistä vaikeuttaa epävarmuus siitä, mitkä hiukkasten fysikaaliset tai kemialliset ominaisuudet ovat vastuussa haitoista – ilmeisesti ominaisuuksia samoin kuin vaikutusmekanismeja on useampia. Samasta syystä päästörajoitusten kohdentaminen on vaikeaa, ja raja-arvoja on annettu hiukkasten massapitoisuuksille riippumatta koostumuksesta tai lähteestä. Toisaalta ohje- ja raja-arvoja on annettu entistä pienemmille hiukkasille, viimeisimpänä läpimitaltaan alle 2,5 mikrometriä oleville pienhiukkasille. Nämä ovat epidemiologisten tutkimusten perusteella erityisen haitallisia – oletettavasti koska sisältävät runsaasti polttoperäistä ainesta. Polttoperäisiä hiukkasia tuottavat ennen kaikkea liikenne ja runsasmetsäisillä alueilla puun pienpoltto, mutta myös energian laitostuotannolla, kuten öljyn ja kivihiilen poltolla, ja teollisuudella on omat vaikutuksensa.

Altistuminen palamishiukkasille rasittaa keuhkoja ja sydäntä

Hiukkasten kemiallisella koostumuksella vaikuttaa olevan suuri merkitys terveyshaittojen selittäjänä. Fossiilisten polttoaineiden käytön seurauksena syntyvissä hiukkasissa on runsaasti transitiometalleja ja orgaanisia hiiliyhdisteitä, joiden on havaittu aiheuttavan keuhkoissa hapettavaa stressiä ja edelleen paikallista tulehdusta. Tämän seurauksena hengityselinsairaudet kuten astma ja krooninen keuhkoahtaumatauti voivat pahentua. Paikallisen tulehduksen on esitetty etenevän tulehdusvälittäjäaineiden kautta koko elimistöön systeemiseksi tulehdukseksi, joka voi pahentaa sydän- ja verisuonisairauksia.

Kansanterveyslaitoksella on selvitetty eri lähteistä peräisin olevien hiukkasten vaikutuksia terveyteen ennen kaikkea ULTRA-tutkimuksessa. Ensimmäisenä tutkimusjaksona seurattiin toistuvien klinikkakäyntien avulla aikuisten astmaatikkojen terveydentilaa Helsingissä, toisena sepelvaltimotautia sairastavia henkilöitä Helsingissä, Amsterdamissa ja Erfurtissa (Saksa). Ulkoilman pienhiukkasten todettiin Helsingissä olevan peräisin lähinnä paikallisesta liikenteestä, kaukokulkeumasta, öljynpoltosta, maaperästä sekä merisuolasta, kun taas muissa kaupungeissa havaittiin myös teollisuuden vaikutusta. Päivinä, jolloin paikallisesta liikenteestä peräisin olevien tai kaukokulkeutuneiden pienhiukkasten pitoisuudet olivat koholla, havaittiin sydäntautipotilailla merkkejä sydänlihaksen hapenpuutteesta sekä sydämen syketaajuuden alenemisesta. Samat hiukkaslähteet olivat yhteydessä astmaatikkojen keuhkojen toimintakyvyn heikkenemiseen.

Liikenteen päästöjen merkitys on kasvanut

Viime vuosikymmeninä teollisuuden ja energiantuotantolaitosten hiukkaspäästöt ovat alentuneet länsimaissa, mutta tie-, laiva- ja lentoliikenne on lisääntynyt, mikä korostaa liikenteen merkitystä polttoperäisten hiukkasten lähteenä. Tieliikenteessä syntyvien päästöjen haitallisuudesta on saatu viimeaikoina uusia todisteita. Pitkäaikaisen, vuosia kestävän liikenneperäisille ilmansaasteille altistumisen on havaittu olevan yhteydessä lisääntyneeseen kuolleisuuteen, sydäntaudeista johtuviin sairaalakäynteihin, hengityselinoireisiin ja keuhkojen kehityksen hidastumiseen. Toisaalta vain tunninkin altistumisen liikenteessä on esitetty voivan laukaista sydäninfarktin.

Polttoperäisille hiukkasille altistuminen on sitä suurempaa, mitä enemmän liikenteessä viettää aikaa ja toisaalta mitä lähempänä vilkkaita liikenneväyliä asuu, minkä ULTRA-tutkimuskin osoitti. Toistaiseksi on pitkäaikaistutkimuksia tehty varsin vähän, mutta jo nykyisen tietämyksen perusteella tulisi kaavoituksen avulla pyrkiä alentamaan varsinkin ilmansaasteille herkimpien väestöryhmien altistumista sijoittamalla esimerkiksi uudet päivä- ja vanhainkodit kauemmaksi pääteistä. Ensisijaisena tavoitteena tulee kuitenkin olla liikenteen päästöjen vähentäminen.

Tieliikenne ei kuitenkaan synnytä ainoastaan pakokaasuhiukkasia. Teiden kuluminen varsinkin nastarenkaiden ja hiekoitushiekan yhteisvaikutuksesta kohottaa maaperähiukkasten pitoisuuksia, toisaalta metallihiukkasia irtoaa kytkimistä ja jarrulevyistä. Moottoritekniikan kehittyessä palamishiukkasten pitoisuudet tulevat edelleen alenemaan, mutta liikennemäärien kasvaessa muiden liikenteen tuottamien hiukkasten merkitys kasvaa. Tutkimustietoa on toistaiseksi lähinnä pakokaasupäästöjen vaikutuksista: esimerkiksi dieselhiukkaset aiheuttavat tulehdusta ja ovat yhteydessä keuhkosyöpiin ja mahdollisesti allergisiin sairauksiin. Riittämättömästi on toisaalta tietoa ultrapienten hiukkasten (läpimitta alle 0,1 mikrometriä) vaikutuksista. Ultrapieniä hiukkasia syntyy kaikissa polttoprosesseissa, mutta lyhytikäisyytensä vuoksi niille altistuminen on suurinta liikenteessä, jossa hiukkaset eivät ehdi muuntua suuremmiksi ennen joutumistaan hengitysteihin.

Kaukokulkeuman koostumus vaihtelee

Esimerkiksi Helsingissä noin puolet pienhiukkasista ei ole peräisin paikallisista päästöistä vaan ne ovat kulkeutuneet kauempaa, usein satojen kilometrien päästä. Kaukokulkeumalle altistumisen vähentämiseksi tarvitaan myös kansainvälisiä ponnistuksia. Monissa epidemiologisissa tutkimuksissa kaukokulkeutuneet hiukkaset on todettu haitallisiksi, mutta haitallisuudesta on vaikea sanoa mitään yleispätevää, koska kaukokulkeuman koostumus riippuu ajasta ja paikasta. Yleensä kaukokulkeutuneet hiukkaset sisältävät joka tapauksessa runsaasti liikenneperäisiä pienhiukkasia, ja vaihtelevammin energiantuotannosta ja teollisuudesta peräisin olevia hiukkasia. Suurin osa kaukokulkeutuneiden hiukkasten massasta ei ole peräisin suorista hiukkaspäästöistä vaan epäorgaanisten ja orgaanisten kaasujen muuntuessa syntyneistä ns. sekundäärisistä hiukkasista. Useimpien sekundääristen yhdisteiden toksisuus lienee vähäisempää kuin primääristen hiukkasten. On epäselvää, vähentääkö kemiallinen muutunta kulkeutumisen aikana primäärihiukkasten haitallisuutta.

Maaperän hiukkasia ja biomassan polttoa on vielä tutkittava

Karkeat, maaperästä irronneet hiukkaset aiheuttavat ennen kaikkea paikallisia ilmanlaatuongelmia. Tiedetään että karkeat maaperähiukkaset voivat pahentaa hengityselinsairauksia, mutta on vielä epäselvää, onko altistumisella vaikutuksia myös sydämen ja verenkiertoelimistön terveydelle. Maaperän hiukkasiin yhdistettyjä haittavaikutuksia saattavat selittää osaltaan biologiset komponentit, esimerkiksi bakteerien tuottamat endotoksiinit, mistä toksikologiset tutkimukset ovat tuottaneet näyttöä. Epävarmuutta epidemiologisten tutkimusten tulkinnassa lisää se, että ilmanlaatumittaukset kiinteässä ulkoilman mittauspisteessä eivät kuvasta todellista altistumista maaperän hiukkasille yhtä hyvin kuin esimerkiksi polttoperäisille hiukkasille. Toksikologiaa ja epidemiologiaa yhdistävät tutkimusasetelmat ovatkin tarpeellisia eri lähteistä peräisin olevien hiukkasten haitallisuuden arvioinnissa.

Uusimpien arvioiden mukaan noin neljännes Suomessa syntyvistä pienhiukkasista on peräisin puun pienpoltosta. Biomassan palamisesta syntyvien hiukkasten vaikutuksia terveyteen on tutkittu varsin vähän. Lähinnä on keskitytty hengityselinsairauksiin: sairaalakäyntien ja oireiden onkin havaittu lisääntyvän altistumisen seurauksena. Aiheutuvat ongelmat voivat olla paikallisia, mikä on tyypillistä esimerkiksi puun poltolle haja-asutusalueilla, tai alueellisia. Jälkimmäistä ongelmaa edustavat lähialueiden massiivisista metsä- ja maastopaloista Suomeen säännöllisesti kulkeutuvat hiukkaset. Biomassan poltosta aiheutuvien terveysriskien arvioinnin merkitys korostuu lähitulevaisuudessa, koska tavoitteena on Suomessakin lisätä biomassan käyttöä energiantuotannossa yhtenä keinona ilmastonmuutoksen hidastamiseksi. On toisaalta epäselvää, miten liikenteen pakokaasuhiukkasten haitallisuus tulee mahdollisesti muuttumaan biopolttoaineiden käytön lisääntyessä.

Timo Lanki, tutkija
KTL, Ympäristöepidemiologian yksikkö
GSF – National Research Center for Environment and Health, Saksa
timo.lanki(at)ktl.fi

Liikenteen päästöjen haitallisuutta lisää se, että päästökorkeus on matala ja päästöt suurimpia siellä, missä ihmiset asuvat ja liikkuvat.