Ilmansaasteiden terveyshaitat

Transkriptio

1 Ilmansaasteiden terveyshaitat Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti THL 1

2 Vertaileva arviointi tautikuormaa ja vammoja (= ennenaikainen kuolema + terveiden elinvuosien menetys) aiheuttavista 67 riskitekijästä ja tekijäklusterista 21 maapallon alueella (Lim ym. 2012) 1 (2) Kolme voimakkainta riskitekijää v liittyivät epäterveellisiin elintapoihin: 1. kohonnut verenpaine, 2. tupakointi (aktiivinen + passiivinen) sekä 3. alkoholin liikakäyttö Pitkäaikainen altistuminen kotitalouksien kiinteiden polttoaineiden (puu, muu biomassa, hiili ) käytöstä ruoanlaitossa syntyville sisäilman hiukkasille ja kaasuille 4. voimakkain riskitekijä v Koskee eniten vähemmän kehittyneitä maita, erityisesti Afrikkaa Noin 3,5 milj. (myöhemmässä arviossa 4 milj.) ennenaikaista kuolemaa ja 110 miljoonaa menetettyä tervettä elinvuotta yli 50-vuotiailla vuodessa pääasiassa hengitys-, sydän- ja verenkiertosairauksien takia Epätäydelliseen kiinteän polttoaineen palamiseen perustuvasta ruoanlaitosta myös lähistön ulkoilmaan polttoperäisiä pienhiukkasia n ennenaikaista kuolemaa vuodessa maailmanlaajuisesti 22/05/2015 2

3 Vertaileva arviointi tautikuormaa ja vammoja (= ennenaikainen kuolema + terveiden elinvuosien menetys) aiheuttavista 67 riskitekijästä ja tekijäklusterista 21 maapallon alueella (Lim ym. 2012) 2 (2) Pitkäaikainen altistuminen ulkoilman pienhiukkasille (PM 2.5 ) maailmanlaajuisesti 9. voimakkain riskitekijä v Noin 3,2 miljoonaa ennenaikaista kuolemaa ja 76 miljoonaa menetettyä tervettä elinvuotta yli 50-vuotiailla pääasiassa sydämen ja verenkierron sekä hengityselinsairauksien takia Ajoneuvojen moottoripäästöjä sekä biomassa- ja hiililämmityksestä kotitalouksissa, teollisuudesta, energialaitoksista, laivoista, metsäpaloista ym. peräisin olevia pienhiukkasia Primäärisiä noki-, metalli- ja maaperän hiukkasia sekä ilmakehässä kaasumaisten päästöjen jäähtyessä muodostuvia sekundäärisiä, nestemäisiä orgaanisia ja epäorgaanisia hiukkasia, jotka kiinnittyvät kiinteiden hiukkasten pinnalle Sydän-, verenkierto- ja hengityselimistön haitat alkavat lisääntyä hyvin pienissä PM 2.5 -pitoisuuksissa, joita mitataan yleisesti Suomenkin kaupungeissa ei tunnistettua kynnyspitoisuutta vakaville terveyshaitoille, altistumisen vähentämisestä aina terveyshyötyjä 22/05/2015 3

4 Arvioidut PM 2.5 -vuosipitoisuudet eri puolilla maapalloa v (WHO-ohjearvo 10 µg/m 3 ) Global Burden of Disease Study -tutkimuksessa tuotetut arviot 0,1 x 0,1 (päiväntasaajalla 11 km x 11 km) ruuduissa PM 2.5 -altistumisesta, jotka perustuivat yhdistelmään tuloksista maanpinnan aerosolikerroksen paksuudesta satelliittimittauksissa ja globaalilla TM5- ilmakehämallilla. Altistumistulosten kalibroinnissa ennustemalli, joka sisälsi maanpinnan PM 2.5 -mittaustuloksia (Brauer ym. 2012). 22/05/2015 4

5 Ulkoilman pienhiukkasten (PM 2.5 ) ja otsonin (O 3 ) terveyshaitat asiantuntija-arvioinneissa 2000-luvulla EU-aluetta ja Suomea koskevia arvioita: Clean Air for Europe (CAFE 2013) PM 2.5 :stä ja O 3 :sta ennenaikaista kuolemaa EU-28:ssa v (CAFE 2005: PM 2.5 :stä ja O 3 :sta ennenaikaista kuolemaa EU-25:ssä v. 2000) Päästöt, leviäminen + muutunta ja väestöjen altistuminen arvioitu 50 km x 50 km ruuduissa v. 2000; pienemmissä 7-28 km ruuduissa tarkempi arviointi vv European Topic Centre on Air and Climate Change (ETC/ACC 2009 ja 2010) Pienhiukkasista EU-27:ssä n ennenaikaista kuolemaa ja Suomessa n v (CAFE 2005: PM 2.5 :stä 1300 ja O 3 :sta 100 ennenaikaista kuolemaa Suomessa v. 2000) Altistumisen arviot: PM 2.5 /PM 10 interpolointi 10 km x 10 km ruuduissa THL:n arviot SETURI-projektissa (Hänninen ym. 2010) Pienhiukkasista Suomessa n ennenaikaista kuolemaa, 1200 uutta kroonisen bronkiitin sairaustapausta ja 2,1 milj. vakavaa oirepäivää vuotiailla v Altistumisen arvioinnissa ETC/ACC-tiedot (2009) 10 km x 10 km ruuduissa, vaikutusarvioinneissa osittain CAFE-metodiikka (2005) 22/05/2015 5

6 Ulkoilman pienhiukkasista enemmän ennenaikaisia kuolemia / vuosi Suomessa kuin muista elin- ja työympäristöjen altisteista yhteensä Työaltisteet Bentseeni* Kromi(VI) Nikkeli Puupöly* Säteily Formaldehydi* Asbesti Hitsaus Dieselpakokaasut Kvartsipöly Pöly, huurut, kemikaalit Melu** Ympäristöaltisteet Arseeni porakaivot* Bentseeni* Säteily porakaivot Tshernobyl Dioksiini* Otsoni*** Juomaveden klooraus* Melu** UV-säteily Radon Passiivitupakointi Pienhiukkaset 0,1 0,1 0,2 0, Tapausmäärä/vuosi * Sisältää sekä syöpäsairastuvuuden että -kuolleisuuden ** Kolmasosa infarkteista oletettu tappaviksi *** Jaettu piehiukkas- ja otsonikuolemien aiheuttaman eliniän lyhenemän suhteella THL Pekkanen, Ympäristö ja Terveys 3/2010

7 UNECE CLRTAP Executive body Pienhiukkaset terveysperusteisesti mukaan UNECE-konventin happamoitumista, rehevöitymistä ja maanpinnan otsonia vähentävään Göteborgin protokollaan (5/2012) Kansalliset päästökatot ja päästövähennystavoitteet vuoden 2005 tasosta vuoteen mennessä 27 EU-maalle sekä Valko- Venäjälle, Kroatialle, Norjalle ja Sveitsille Muita maita 51 jäsenen joukosta liittymässä sopimukseen myöhemmin (mm. USA, Kanada, Venäjä, Keski-Aasian maat) Sopimuksen piiriin nyt kuuluvat keskeiset ilmansaasteet: Rikkidioksidi (SO 2 ), typpidioksidi (NO 2 ), ammoniakki (NH 3 ), haihtuvat hiilivedyt (VOC) ja pienhiukkaset (PM 2.5 ) Lisäksi erityishuomiota kiinnitettävä pienhiukkasten mustahiileen (BC), koska se toimii polttoperäisten, terveydelle haitallisten hiukkaskoostumusten kuljettajana keuhkojen, verenkierron ym. herkkiin kohteisiin (WHO / Janssen ym. 2012) BC:llä ei merkittäviä omia terveyshaittoja (WHO / Janssen ym. 2012) Lyhyellä aikavälillä BC kohottaa alailmakehän lämpötilaa merkittävästi erityisesti pohjoisilla alueilla (lumen ja jään sulaminen ) 22/05/2015 7

8 WHO European Centre for Environment and Health, Bonn, Saksa (WHO-ECEH) Katsaus ilmansaasteisiin liittyviin terveysnäkökohtiin REVIHAAP Project (1) Projektiraportti (2013) antaa vastaukset 24 kysymykseen, jotka on katsottu relevanteiksi pohdittaessa EU:n ilmansuojelupolitiikkojen tarkistamista ja niihin liittyviä terveysnäkökohtia Uutta tietoa pienhiukkasten kemiallisista komponenteista: Poltossa muodostuva mustahiili eli Black carbon (BC) epäpuhdas alkuainehiili (EC) yhteydessä haitallisiin sydän- ja verisuonivaikutuksiin (hengityshaittojen ohella) ja ennenaikaisiin kuolemiin sekä lyhytaikaisissa (24 tuntia) että pitkäaikaisissa vuoden - vuosien altistumisissa (epäsuora polttoperäisen PM:n indikaattori) Lisääntynyttä tietoa orgaanisen hiilen eli organic carbon (OC) tai particulate organic matter (POM) yhteyksistä terveyshaittoihin sekä primääristen kaasumaisten hiilipäästöjen merkityksestä sekundaaristen orgaanisten hiukkasten tuottajina (auringonvalo nopeita hapettumisreaktioita ainakin hengitysteissä tulehdusta, solutuhoa ja solujen perimävaurioita tuottavia reaktiotuotteita 22/05/2015 8

9 WHO European Centre for Environment and Health, Bonn, Germany REVIHAAP Project (2) Eri hiukkaslähteiden terveydellinen merkitys: Suurin määrä tutkimuksia liikenteestä peräisin olevan hiukkasmaisen hiilimateriaalin haitallisista vaikutuksista terveyteen (erityisesti vanhat dieselajoneuvot) Pienempi määrä tutkimuksia, joissa osoitetaan myös liikenteestä peräisin olevan pölyn (katupölyhiukkaset, jarru- ja rengaspöly) olevan yhteydessä terveyshaittoihin Vahva näyttö paljon sulfaattia sisältävien, hiilen poltosta peräisin olevien hiukkasten haitallisuudesta Terveyden kannalta merkittäviä hiukkaslähteitä ovat muun muassa laivat (öljyn poltto), voimalaitokset (öljyn ja hiilen poltto) ja metalliteollisuus (esim. nikkeli, kromi, kadmium) Altistuminen biomassan epätäydellisestä palamisesta peräisin oleville hiukkasille lähteenä erityisesti kotitalouksien pienpoltto voi olla hengityselinhaittojen lisäksi yhteydessä sydämeen ja verenkiertoon kohdistuviin terveyshaittoihin Aavikkopölyepisodit ovat olleet yhteydessä sydän- ja verisuonitautien pahenemisesta aiheutuneisiin sairaalahoitoihin ja kuolleisuuteen viimeaikaisissa epidemiologisissa tutkimuksissa 22/05/2015 9

10 WHO European Centre for Environment and Health, Bonn, Saksa (WHO-ECEH) Health risks of air pollution in Europe HRAPIE Project Projektiraportissa (2013) väestötutkimusten yhteenvedon pohjalta suositukset ulkoilman keskeisten ilmansaasteiden pitoisuusvaikutussuhteista kustannus-hyötyanalyysiä varten: Pienhiukkasille (PM 2.5 ) ja hengitettäville hiukkasille (PM 10 ) tapahtuneeseen lyhytaikaiseen (24-tunnin) ja pitkäaikaiseen (vuoden vuosien) altistumiseen yhdistyneistä terveyshaitoista monipuolisin ja määrällisesti vahvin näyttö Otsonille (O 3 ) tapahtuneen lyhytaikaisen (8-tuntia) altistumisen vaikutuksista seuraavaksi eniten tietoa, ja pitkäaikaisen (vuoden vuosien) altistumisen vaikutuksista selvästi vähemmän tietoa Typpidioksidille (NO 2 ) tapahtuneen lyhytaikaisen (24-tuntia) ja pitkäaikaisen (vuoden vuosien) altistumisen vaikutuksista vähiten tietoa ja osa vaikutuksista yhdistyy samanaikaiseen PM-altistukseen (ns. double-counting mahdollisuus NO 2 :sta ei omaa kustannushyötyanalyysiä) 22/05/

11 Päästövähennykset EU-28 alueella nykylainsäädännöllä (1) ja tehostetuin toimin (6C) (CAFE 2013)

12 Suurimmat epävarmuustekijät päästövähennysten toteutumisessa EU-28 alueella (ml. Suomi) EU:n päättämiä kasvihuonekaasujen vähennyksiä ei toteuteta sovitulla tavalla, vaan päästöt lisääntyvät (mm. kivihiilen käyttö lisääntyy ydinvoiman ja Venäjän maakaasun vaihtoehtona) Myötävaikutuksena tuleviksi arvioidut pienhiukkaspäästöjen vähennykset eivät toteudu EU-tasolla ja useimmissa maissa kansallisesti sääntelemätön puun, muun biomassan ja hiilen käyttö kotitalouksien pienpoltossa + roskien poltto lisääntyvät voimakkaasti Syynä heikentynyt taloustilanne kotitaloudet haluavat / joutuvat säästämään lämmityskustannuksissa (Suomessa metsänomistajaa ilmaisen / halvan polttopuun hyvä saatavuus) EU:n Ecodesign-direktiivin yhteydessä neuvoteltavista uusien puun, muun biomassan ja hiilen pienpolttolaitteiden minimitehokkuus- ja enimmäispäästövaatimuksista ei saavuteta yksimielisyyttä ja asetuksen voimaantuloa lykätään pitkälle 2020-luvulle Merkittävään päästövähennykseen vuosissa vuosikymmenessä tarvittaisiin suuri muutos olemassa olevien pienpolttolaitteiden käytössä: hyväksytyt / kielletyt hajautetun energian tuotantotavat yhdyskunnissa, ympäristövyöhykkeet puunpoltolle, tiukempi päästökontrolli, hyvistä puun säilytys- ja polttotavoista valistaminen jne THL 12

13 WHO & UNECE / CLRTAP Task Force of Health Residential heating with wood and coal: health impacts and policy options in Europe and North America by Z. Chafe, M. Brauer, M-E Heroux, Z. Klimont, T. Lanki, R.O. Salonen and K.R. Smith (2015): Tutkittuun tietoon perustuva katsaus puun, muun biomassan ja hiilen pienpolton vaikutuksista väestön altistumiseen ja terveyshaittoihin sekä päästöjen ja altistumisen vähennyskeinojen tehosta erityisesti Euroopassa Päästöt kasvussa niistä seuranneista kohonneista ulkoilman PM pitoisuuksista ennenaikaista kuolemaa Euroopassa v (Suomessa arvioitu n. 260 kuolemaa v. 2000) Pitkäaikaisesta savuille altistumisesta ja siitä aiheutuvista terveyshaitoista liian vähän tietoa Tutkittuja / vireillä olevia politiikkatoimia: päästörajat / energiatehokkuusvaatimukset, polttoaineen vaihto, pienpolton kielto huonon ilmanlaadun päivinä, tiedotuskampanjat, jne. Lisäksi tutkittu mm. sisäilman HEPA-suodatuksen tehoa 22/05/

14 Terveyshaitat puun pienpolttoa suosivissa länsimaisissa yhdyskunnissa (*Lanki ja Salonen 2009; Chafe ym. 2015) Lisääntynyttä päivittäistä kuolleisuutta muutamissa ulkomaisissa tutkimuksissa; vaikutus biomassan poltosta syntyneellä PM 2.5 :llä yhtä voimakas kuin liikenneperäisellä PM 2.5 :llä per massayksikkö (µg/m 3 ) Lisääntyneitä astman ja myös sydänsairauksien pahenemisia useissa ulkomaisissa tutkimuksissa Oireet, keuhkojen toiminta, sairaalan päivystysvastaanotolla käynnit Muita havaintoja: Keuhkoahtaumataudin pahentuminen Pienten lasten hengityselinoireet ja infektiot *Esiselvitys WHO:n ja UNECE ilmansaasteiden kaukokulkeumasopimuksen terveysryhmälle: THL 14

15 Kaukolämpöverkosto poisti savut Iisalmen keskustasta 1970-luvulla Puun käyttö väheni ja ilmanlaatu parani Suomen kaupungeissa 1960-luvulta alkaen helpomman ja siistimmän öljylämmityksen sekä kaupunkeihin rakennettujen kaukolämpöverkostojen myötä THL 15

16 Mitä puunpolton merkityksestä tiedetään? Puunpoltto väheni ~ 50% 1970-luvulla Lisääntynyt ~ 50% 2000-luvulla, erityisesti taajamissa 2010 käyttö n. 8 milj. kiinto-m 3 = 40% pientalojen lämmityksen primäärienergian kulutuksesta N. 40% prim. PM 2.5 päästöistä (FRES-malli, Karvosenoja N., SYKE ) Puun pienpolton muutos Puunpoltto, m 3 /v Pientalojen lkm 0 (rivitaloja) < (kattiloita) Puunpolton päästöt klapikattiloista, uuneista, varaavista takoista, saunankiukaista ym. ongelmana myös pääkaupunkiseudun pientaloalueilla: jopa yli 60% ( 5 µg/m 3 ) talvikauden PM 2.5 -pitoisuudesta (Saarnio ym. 2012)

17 Puun pienpolton päästöt Suomessa v (SYKE, Metla, Tilastokeskus) 40 % kaikista pienhiukkasten (PM 2.5 ; halkaisija 2,5 m) päästöistä 55 % kaikista mustan hiilen (BC) päästöistä, jotka lämmittävät alailmakehää voimakkaasti lyhyellä aikavälillä erityisesti pohjoisilla alueilla Yli 80 % syöpävaarallisten PAH-yhdisteiden päästöistä 30 % haihtuvien, ei-metaani hiilivety-yhdisteiden (NMVOC) päästöistä Haisevia, ärsyttäviä yhdisteitä (mm. formaldehydi, akroleiini) kohottavat alailmakehän otsonipitoisuutta (lämmittävä vaikutus) 25 % hiilimonoksidin (CO) päästöistä THL 17

18 Puun pienpolton savuille altistuminen Suomessa Suuri ajallinen ja paikallinen PM ja CO-pitoisuuden vaihtelu pientaloalueilla, hiukkaspäästöt voivat heikentää merkittävästi myös alueellista ilmanlaatua Talvikauden PM 2.5 -pitoisuudesta Helsingin keskustassa 17%-29% ja esikaupungeissa 31%-66% biomassan poltosta (Saarnio ym. 2012); Kotkan keskustassa 19% ja Kuopiossa 1980-luvulla rakennetun esikaupungin kaukolämpöalueella 23% Jatkuva altistuminen voimakkainta vanhoilla, tiiviisti rakennetuilla pientaloalueilla, joilla ei ole kaukolämpöä; saastehuiput arki-iltoina ja lauantaisin Suojaisa, heikkotuulinen ympäristö ja lämpötilainversio pakkasella kohottavat voimakkaasti saasteiden pitoisuuksia PM 2.5 :n ja noen sisäpitoisuus tutkimuksissa noin puolet ulkopitoisuudesta (vaihteleva osuus liikenteestä ja omasta takanpoltosta), kaasujen sisääntulo vaihtelee suuresti THL 18

19 Suojaisilla esikaupunkialueilla huonoin ilmanlaatu Wintertime months: 1,2,3,11,12 Helmikuu, µg/m

20 Vakavia terveyshaittoja pientalojen runsaasta puulämmityksestä Suomessa? (Kari Pasanen ym. 2013) Tutkimus puunpolton vaikutuksesta kuolleisuuteen HSY:n pientalovaltaisissa taajamissa Data: pienalueittaiset (250 m x 250 m) rekisteriaineistot: Kuolemansyy- ja väestötiedot Tilastokeskuksen ruututietokanta 1980 (lämmitysmuodot) Mallinnus: Neljä altistumisluokkaa puulämmityksen yleisyyden mukaan Vakioitu kuolleisuusriski altistumisluokittain verrattuna vähiten altistuneeseen referenssiväestöön Otettu huomioon muita vaikuttavia ja sekoittavia tekijöitä: ikä, sukupuoli, yksilötason sosioekonomiset erot, 5-vuotisperiodi, pientalotiheys, tuuliolosuhteet ym.

21 Puu (+muu) lämmityksen osuus 250x250 ruudulla 1980 Väestö Lentomelualue 21 22/05/2015 Presentation name / Author

22 Puunpolton savuille altistuminen lisäsi eniten sydän- ja verisuonitautikuolemia pääkaupunkiseudun pientaloalueilla (Pasanen ym. 2013) Aineistosta rajattu pois: lentomelualueet, vilkkaiden teiden ja rautateiden ympäristöt Keskitason + korkea altistus ( asukasta): yhteensä 2378 sydänkuolemaa ylimääräistä sydänkuolemaa / vuosi N. 500 ylimääräistä sydän-, verisuoni- ja hengityssairauskuolemaa 25 vuodessa

23 Päätelmiä tulisijapäästöjen haitallisuudesta Puun tavanomaisen, epätäydellisen palamisen päästöt yhtä haitallisia kuin fossiilisten polttoaineiden (hiili, raskas polttoöljy, vanha dieselöljy) käytöstä tulevat päästöt Huonoilla tekniikoilla isot hiukkaspäästöt ja paljon haitallisia yhdisteitä hiukkasissa (esim. PAH-yhdisteitä, orgaanisia happoja) Myös isot hään ja haisevien / ärsyttävien / syöpävaarallisten orgaanisten kaasujen (VOC) päästöt Puunpolton päästöjen koostumus suurelta osin samanlaista kuin tupakansavu Uusille pienkattiloille ja tulisijoille hyötysuhdevaatimukset ja päästörajat mahdollisimman pian Ohjauskeinoja myös vanhojen nopeutettuun uusimiseen (esim. määräaikoja uusimiselle, pieni investointituki) Nopein päästövähennyskeino on nykyisten puunpolttolaitteiden oikea käyttö, ja ilman vesivaraajaa olevien kitupoltto -klapikattiloiden kieltäminen tiheään asutetuilla kaava-alueilla (yksi tällainen pääasiallisena keskuslämmittimenä käytetty laite vastaa vuosipäästöiltään sataa - tuhatta vähäpäästöistä varaavaa takkaa) THL 23

24 THL 24

25 AIRHEALTH-tutkimusauto: paikallisten päästöjen yhteys väestön altistumiseen + terveys- ja viihtyvyysongelmiin Raimo O. Salonen, Pekka Taimisto, Arto Pennanen, Anni-Mari Pulkkinen & Timo Lanki Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL), Terveydensuojelun osasto, Kuopio KIITOS!