Ultrapienet hiukkaset pääkaupunkiseudulla
Ultrapienillä hiukkasilla (UFP, ultra fine particles) tarkoitetaan kooltaan alle 100 nm hiukkasia. Ultrapienet hiukkaset mitataan hiukkasten lukumääräpitoisuutena ilmassa (PNC, particle number concentration; yksikkö kpl/cm3). HSY on tehnyt ultrapienten hiukkasten kartoitusta pääkaupunkiseudulla jo vuodesta 2009 alkaen. Korkeimmat ultrapienten hiukkasten pitoisuudet ovat vilkasliikenteisten väylien, katujen ja lentokentän lähellä. Ultrapienten hiukkasten pitoisuuksista ja terveyshaitoista tarvitaan lisätietoa ja niille ei ole vielä säädetty ilmanlaadun ohje- tai raja-arvoja.
Liikenteen pakokaasujen lähipäästöt vaikuttavat eniten ultrapienten hiukkasten pitoisuuksiin kaupunki-ilmassa
Ultrapienten hiukkasten pitoisuuteen vaikuttavat pääkaupunkiseudulla eniten pakokaasujen lähipäästöt ajoneuvoista, työkoneista, lentokoneista ja laivoista. Myös puunpolton lähipäästöt sekä energiantuotannon ja teollisuuden polttoperäiset päästöt nostavat hieman ultrapienten hiukkasten pitoisuuksia. Lisäksi alueellinen taustapitoisuus ja kaukokulkeuma vaikuttavat pitoisuuksiin koko seudulla.
Osa ultrapienistä hiukkasista on jo päästöissä hiukkasmuodossa ja osa muodostuu kaasuista ilmakehässä kulkeutumisen aikana. Hiukkasten esiastekaasuja syntyy myös luonnollisista lähteistä, kuten kasvillisuudesta, maaperästä ja meristä. Kaasu-hiukkas muodostuminen on runsainta kevään ja alkukesän aurinkoisilla säillä.
Ultrapienten hiukkasten pitoisuudet korkeita pääväylien ja -katujen sekä lentokentän vieressä
Pääkaupunkiseudulla ultrapieniä hiukkasia on mitattu suuntaa antavasti jo yli 20 erilaisessa mittauspaikassa. Korkeimmat lukumääräpitoisuuden vuosikeskiarvot ovat olleet yli 10 000 hiukkasta/cm3 vilkasliikenteisten kehäteiden ja sisääntuloväylien pientareilla, vilkasliikenteisissä kerrostalojen reunustamissa katukuiluissa ja lentokentän vieressä. Lentokentän ja lentokoneiden päästöt nostavat pitoisuuksia useiden kilometrien etäisyydellä, kun tuulee lentokentän suunnalta.
Satamissa ja niiden lähistöllä laiva- ja autoliikenteen sekä työkoneiden päästöt lisäävät ultrapienten hiukkasten pitoisuuksia. Pientaloalueilla pitoisuudet ovat yleensä melko matalia, mutta puunpolton ja liikenteen päästöt näkyvät selvästi pitoisuuksissa. Ultrapienten hiukkasten pitoisuudet pääkaupunkiseudulla ovat matalia kaukana päästölähteistä, esimerkiksi metsissä, meren rannalla ja puistoissa.
Päästöjen ajallinen vaihtelu näkyy myös selvästi mitatuissa pitoisuuksissa. Autoliikenne nostaa pitoisuuksia eniten arkena ruuhka-aikoina ja puunpoltto iltaisin pientaloalueilla. Lento- ja laivaliikenteen rytmi näkyy puolestaan ultrapienten hiukkasten pitoisuuksissa lentokentän ja satamien lähistöllä.
Ultrapienten hiukkasten pitoisuudet laskeneet pitkällä aikavälillä
HSY on mitannut ultrapieniä hiukkasia Helsingissä Kalliossa (kaupunkitausta) ja vilkasliikenteisen Mäkelänkadun varrella vuodesta 2015 alkaen. Kymmenen vuoden kuluessa ultrapienten hiukkasten pitoisuudet ovat laskeneet selvästi Mäkelänkadulla, mutta hitaammin kuin pakokaasujen typenoksidien (NOx) ja mustan hiilen (BC) päästöt. Autoliikenteen päästöjä ovat vähentäneet pakokaasujen kiristynyt päästösääntely (esim. hiukkassuodattimet ja katalysaattorit) ja liikenteen sähköistyminen sekä liikennemäärän vähentyminen. Myös Kalliossa kaupunkitausta-asemalla pitoisuudet ovat laskeneet hieman.
Ultrapienten hiukkasten terveyshaitoista tarvitaan lisätutkimusta
Ultrapienet hiukkaset aiheuttavat erilaisia terveysriskejä verrattuna suurikokoisempiin hiukkasiin, sillä ultrapienet hiukkaset voivat tunkeutua syvälle keuhkoihin keuhkorakkuloihin sekä päästä verenkiertoon saakka. Niitä saattaa päästä myös nenähengityksen ja aivo-veriesteen läpäisyn kautta aivoihin.
Ultrapienillä hiukkasilla on pieni massa, mutta korkea lukumäärä ja suuri pinta-ala, mitkä vaikuttavat terveyshaittoihin. Terveyshaittoihin vaikuttaa myös mistä hiukkaset ovat peräisin. Esimerkiksi pakokaasujen hiukkaset sisältävät paljon terveydelle haitallisia aineita verrattuna luonnosta peräisin oleviin hiukkasiin.
Terveystutkimuksissa on havaittu ultrapienille hiukkasille altistumiseen liittyen yhteyksiä muun muassa sydän- ja verisuonisairauksiin, hengityselinsairauksiin ja lisääntynyttä kuolleisuusriskiä. Ultrapieniin hiukkasiin liittyy ainakin osittain terveyshaittoja, jotka ovat riippumattomia muista säännellyistä ilmansaasteista (esim. PM2.5, NO2). Tarvitaan kuitenkin edelleen lisää tutkimuksia sekä lyhyt- että pitkäaikaisen altistumisen terveysriskeistä. Maailman terveysjärjestö WHO ei ole antanut ultrapienten hiukkasten pitoisuuksille ohjearvoja, mutta suosittelee niiden mittaamista osana ilmanlaadun seurantaa, jotta saadaan lisätietoa terveyshaittatutkimusten tueksi.
WHO antoi myös alustavat korkeiden pitoisuuksien rajat ultrapienten hiukkasten vähentämiseen liittyvän päätöksenteon tukesi. WHO:n mukaan hiukkasten lukumäärän korkean tuntipitoisuus on yli 20 000 kpl/cm3 ja korkea vuorokausipitoisuus yli 10 000 kpl/cm3. Pääkaupunkiseudulla nämä raja ylittyvät erittäin usein vilkasliikenteisissä paikoissa ja lentokentän lähellä.
Eurooppalainen mittausverkosto kehittyy ja seuranta yhtenäistyy
EU:n uudessa ilmanlaatudirektiivissä (2024) säädettiin ultrapienille hiukkasille mittausvelvoitteita kaupunkitaustan ja maaseudun supermittausasemille sekä paikkoihin, joissa pitoisuudet ovat todennäköisesti korkeita. Ilmanlaatudirektiivissä määriteltiin lukumäärän mittauksen alarajaksi 10 nanometriä (nm) hiukkaskoko, ja hiukkaskoolle ei sovelleta ylärajaa. Hiukkaskoon alarajalla on suuri vaikutus mittaustuloksiin, mikä on tarpeen huomioida, kun vertailee erilaisten tutkimusten tuloksia toisiinsa.
Ultrapienten hiukkasten mittaustuloksia hyödynnetään muun muassa ilmansuojelutyön tuloksellisuuden seurannassa, terveyshaittatutkimuksissa ja kansainvälisissä vertailuissa. Pääkaupunkiseudulla mitatut ultrapienten hiukkasten pitoisuudet ovat olleet keskinkertaisella tasolla verrattuna muihin Euroopan kaupunkeihin.