Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen. Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö

Transkriptio

1 Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö Anni-Mari Pulkkinen 1

2 Intro: Lisääntyvää näyttöä siitä, että pienhiukkasten lähilähteillä (liikenne, puun poltto) on yhteys pitkäaikaisen altistumisen terveyshaittoihin Merkittävä osa esim. kaupunkiasukkaan kokonaisaltistumisesta PM2.5:lle saattaa tulla sisätiloissa ulko-sisä-siirtymän takia Kun altistumispaikka tiedetään, voidaan tehokkaammin vaikuttaa altistumisen torjuntatapoihin (reittivalinnat, tuloilmansuodatus, huoneilman puhdistimet) Anni-Mari Pulkkinen 2

3 Mitä ja miksi mitataan? Epäpuhtaus Mittauksen syy Päästölähde (esimerkki) BC (musta hiili; noki), mustuus PM10 (hengitettävät hiukkaset) PM2.5 (pienhiukkaset) Ultrapienet hiukkaset ( nm) PAH-yhdisteet (polysykliset aromaattiset hiilivedyt) Terveys: toimii vektorina mm. metalleille ja orgaanisille yhdisteille; Muuta: lämmittää alailmakehää Terveys: kulkeutuvat keuhkoputkiin Terveys: kulkeutuvat keuhkorakkuloihin ja sitä kautta vaikutukset välittyvät verenkiertoelimistöön ja sydämeen todennäköisesti tulehduksen ja autonomisen hermoston kautta; arvioitu aiheuttavan Suomessa 1800 ennenaikaista kuolemaa vuosittain. Terveys: osa voi kulkeutua keuhkorakkuloiden kautta verenkiertoon Terveys: useat yhdisteet syöpävaarallisia; Muuta: BaP:tä käytetään puunpolton indikaattorina, kohonneita BaP-pitoisuuksia mitataan puun polttoa suosivilla pientaloalueilla ja hiiliteräksen tuotantopaikkakunnilla. Polttoprosessit (pakokaasu, puun poltto), kaukokulkeuma Katupöly Puun poltto, liikenne, energialaitokset, laivat, kaukokulkeuma Liikenne, puun poltto Levoglukosaani Käytetään puun polton indikaattorina Puun poltto Epätäydellinen palamisprosessi (puun poltto, vanhat dieselajoneuvot); kiinnittyneinä PM2.5 ja PM10 hiukkasiin VOC (haihtuvat orgaaniset yhdisteet) Terveys: haisevia ja limakalvoja ärsyttäviä yhdisteitä Liikenne, puun poltto, kemianteollisuus, muovimatot Anni-Mari Pulkkinen 3

4 Miten mitataan? Epäpuhtaus Mittari / menetelmä BC PM10, PM2.5 Ultrapienet hiukkaset ( nm) PM10, PM2.5 Mustuus PAH Levoglukosaani VOC; aktiivinen keräys VOC; passiivinen keräys MicroAethalometer AE51 DustTrak DRX 8533 Ptrak 8525 PM10 tai PM2.5 Harvard-impakori, pumppu (10 lpm), PTFE-suodatin Tenax TA / Carbograph 5 TD - adsorptioputki + pumppu (TTL) Tenax TA / Carbograph 5 TD - adsorptioputki (IL) Toimintaperiaate Optinen, mittaa suodattimen absorbanssia, aallonpituus 880 nm Optinen, laskee fotometrisen jännitteen ja yksittäisen hiukkasen impulssin avulla eri hiukkaskokoluokkien massapitoisuudet Optinen hiukkaslukumäärämittari, käyttää isopropanolia Gravimetrinen massapitoisuus, mustuus reflektometrillä (THL), kemialliset analyysit IL:ssä Näyte kerätään pumpun avulla näytteenottoputkeen ja analysoidaan TTL:ssä Näyte kerätään passiivisella diffuusiolla näytteenottoputkeen ja analysoidaan IL:ssä Tallennusresoluutio / keräysaika Jatkuvatoiminen / suodatin / muu 1 tai 5 min Jatkuvatoiminen 1 tai 2 min Jatkuvatoiminen 1 min Jatkuvatoiminen Usein 2 vrk Suodatin (n. 48 h) tai 4 vrk (n. 96 h) n. 90 min Adsorptioputki Useita vuorokausia Adsorptioputki Anni-Mari Pulkkinen 4

5 Esimerkki: PUUTE-Kuopio Tavoite: mitata hiukkasten ulko-sisä-siirtymää omakotitaloissa tiiviisti rakennetulla pientaloalueella Mitattiin 7 omakotitalossa, mittausten kesto yhdessä kohteessa 1-2 viikkoa; mittauksia vain arkipäivinä; kokonaiskesto n. 3 kk (tammimaaliskuu 2015). Ulko- ja sisämittauksia, referenssimittaukset pientaloalueen keskelle sijoitetulla mittausasemalla PM2.5 (jatkuvatoiminen), PM10 (jatkuvatoiminen ja suodatin), BC (jatkuvatoiminen), levoglukosaani ja BaP (PM10-suodatin), yleiset olosuhteet (lämpötila, kosteus, CO2 ja CO; jatkuvatoiminen) Anni-Mari Pulkkinen 5

6 Esimerkki: PUUTE-Kuopio Taulukko. Asuntojen sisäilmasta ja pihapiirin ulkoilmasta mitatut vuorokausikeskiarvot (PM2.5 ja BC) ja 4 vrk:n keskiarvot (BaP ja levoglukosaani) sekä I/O-suhteet. Muuttuja Sisäilma Ulkoilma I/O-suhde PM2.5 (µg/m 3 ) % BC (µg/m 3 ) 0,1 1,9 0,3 4, % BaP (ng/m 3 ) 0,07 0,79 0,33 2, % Levoglukosaani (ng/m 3 ) 1, % Anni-Mari Pulkkinen 6

7 Kiitos! Ja Take a home message: Tutkijan näkökulmasta ihanteellisen mittalaitepaketin mittalaitteet: Luotettavia, laajasti käytössä oleva (vertailumittaukset, standardit, tulosten vertailtavuus) Helposti huollettavia (pienet huollot ja korjaukset voisi tehdä itse ja tarvittaessa kenttäolosuhteissa, tehtaalle lähetettäessä korjausaika kohtuullinen tai korjauksen ajaksi saisi tarvittaessa varalaitteen käyttöön) Etäluettavia ja -ohjattavia (työajankäyttö, mittausten ajallinen kattavuus) Kohtuuhintaisia ostaa tai vuokrata (samanaikaiset mittaukset eri paikoissa, rahaa on aina liian vähän käytettävissä) Pieniä ja hiljaisia (esim. kodeissa ja kouluissa tilaa on rajallisesti, laitteet eivät saa häiritä jokapäiväistä toimintaa) Ulko- ja sisäkäyttöön sopivia (epäpuhtauksien ulko-sisä-siirtymän mittaukset samanlaisin laittein) Anni-Mari Pulkkinen 7