Ympäristö Kaupunki-ilman pienhiukkasten terveysvaikutukset Juha Pekkanen Ulkoilman pienhiukkaset (läpimitta alle 2,5 µm, PM 2.5 ) lisäävät sairastuvuutta hengityselinsairauksiin sekä sydän- ja verisuonitauteihin myös Suomessa. Vaikutus näyttäisi alkavan jo hyvin pienissä pitoisuuksissa, joten turvallista pitoisuutta ei ole pystytty määrittämään. Pienhiukkasten riskin arvioinnin kannalta keskeistä on pohtia ulkomaisten tutkimusten soveltuvuutta olosuhteisiimme ja mahdollisen kynnysarvon olemassaoloa. Viimeksi mainittu seikka on tärkeä erityisesti Suomessa, jossa PM 2.5 -pitoisuudet ovat suhteellisen pieniä. Suomessa on toisaalta runsaasti pienpoltosta ja kevätpölystä peräisin olevia hiukkasia sekä ultrapieniä hiukkasia, joihin liittyvien terveysvaikutusten arviointia haittaa se, että tieto terveysvaikutusten mekanismeista on puutteellista. Erityisen haitallisia ovat ilmeisesti polttoperäiset hiukkaset, jotka Suomessa ovat pääosin peräisin kaukokulkeumasta, liikenteestä ja pienpoltosta. Ulkoilman pienhiukkaset ovat keskeinen ympäristöterveysongelma. EU-maat ovat edelleen kiristämässä lainsäädäntöään tavoitteenaan pienhiukkasaltistuksen vähentäminen. Ulkoilman pienhiukkasten on tiedetty jo pitkään olevan vaarallisia ihmisen terveydelle. Esimerkiksi joulukuussa 1952 Lontoossa oli poikkeuksellisen pitkään tyyntä ja talojen lämmityksessä käytetyn kivihiilen savu kerääntyi Lontoon ylle sakeaksi savusumuksi. Tätä kesti noin viisi päivää, ja vähintään 4 000 ihmisen arvioidaan kuolleen savusumun takia. Erityisesti kuolleisuus hengityselinsairauksiin sekä sydän- ja verisuonitauteihin lisääntyi. Savusumuepisodin jälkeen kivihiilen käyttö talojen takoissa kiellettiin Lontoossa. Suomessakin siirtyminen pois talokohtaisesta lämmityksestä on parantanut merkittävästi kaupunki-ilmaa (kuva 1). Vilkas tutkimus hiukkasten terveysvaikutuksista alkoi uudelleen 1990-luvulla, kun uudet seurantatutkimukset ja aikasarjatutkimukset uusin tilastollisin menetelmin osoittivat, että ulkoilman pienhiukkasilla on merkittäviä terveysvaikutuksia niinkin pieninä pitoisuuksina, joita esimerkiksi meillä Suomessa esiintyy. Nykyään arvioidaankin, että Keski-Euroopassa jopa 6 % kaikista kuolemista johtuu pienhiukkasista (Künzli ym. 2000). Pienhiukkasten pitoisuuksia, ominaisuuksia ja altistumista on käsitelty tarkemmin toisaalla (Pekkanen 2002a). Kaupunki-ilman hiukkaset Kaupunki-ilman hiukkaset ovat monimutkainen seos, joka jaetaan usein kolmeen eri luokkaan: ultrapieniin hiukkasiin (hiukkasten läpimitta 0,01 0,1 µm), akkumulaatio- eli kertymähiukkasiin (0,1 1 µm) ja karkeisiin hiukkasiin (yli 1 µm tai yli 2,5 µm) (kuva 2). Ultrapieniä hiukka- Duodecim 2004;120:1645 52 1645
Kuva 1. Kuopion lämmitystä 1950-luvulla ja vuonna 2002. Kuvat otettu samasta paikasta. sia syntyy aina palamisessa, kaupunkialueilla erityisesti liikenteessä. Hyvin suurina pitoisuuksina ultrapieniä hiukkasia esiintyy vain lyhyen aikaa, mutta kaupunki-ilmassa esiintymisaika voi olla useita tunteja (Pekkanen ja Kulmala 2004). Ultrapienet hiukkaset muodostavat vain muutaman prosentin pienhiukkasten massasta mutta merkittävän osan pinta-alasta ja käytännössä koko lukumäärän (Pekkanen 2002a, Pekkanen ja Kulmala 2004). Ultrapienet hiukkaset kasvavat akkumulaatiohiukkasiksi, jotka pysyvät ilmakehässä viikkoja. Akkumulaatiohiukkasten keskeinen lähde onkin kaukokulkeuma. Karkeat hiukkaset ovat pääosin maaperän kiviainesta, esimerkkinä liikenteen ja nastarenkaiden asfaltista irrottama pöly ja hiekoitushiekka (kevätpöly). Ainoastaan alle 10 µm:n hiukkaset (PM 10, aerodynaaminen läpimitta alle 10 µm) pystyvät tunkeutumaan ihmisen ilmateihin, ja EU:ssa säädellään nykyään keskeisesti PM 10 -hiukkasten pitoisuuksia. Terveyshaittojen arvellaan kuitenkin yhdistyvän erityisesti PM 2.5 -hiukkasiin (aerodynaaminen läpimitta alle 2,5 µm) (Brunekreef ja Holgate 2002, WHO 2003). Suomen kaupungeissa tyypillinen PM 10 -vuosikeskiarvo on noin 20 µg/m 3, josta noin puolet on PM 2.5 -hiukkasia. Helsingissä kaupunki-ilman PM 2.5 -pitoisuudesta runsas puolet muodostuu kaukokulkeumahiukkasista, 10 20 % liikenteessä ja muussa poltossa syntyneistä hiukkasista sekä pieneltä osalta merisuolasta ja hiekkapölystä (Vallius ym. 2003). Suomen pitoisuudet ovat samanveroiset kuin muualla Pohjoismaissa mutta pienemmät kuin muualla Euroopassa (Hoek ym. 1997). Keskimääräiset PM 10 -tasot ovat Keski- Euroopassa noin 30 40 µg/m 3 ja Etelä-Euroopassa vielä suuremmat, Ateenassa lähes 100 µg/ m 3. Lyhytaikaisvaikutukset Lukuisissa aikasarjatutkimuksissa on osoitettu, että ulkoilman hiukkaspitoisuus on yhteydessä lisääntyneeseen sairastuvuuteen ja kuolleisuuteen (Brunekreef ja Holgate 2002, WHO 2003). Ai- 1646 J. Pekkanen
Paikallinen poltto Kaukokulkeuma PM 2,5 Maaperä Suhteellinen massapitoisuus C SO 4 NH 4 NO 3 C Al Ca Fe O Si 0,01 0,1 1 10 100 Hiukkasten läpimitta (µm) Kuva 2. Kaavio kaupunki-ilman hiukkasten massapitoisuuksista ja niiden lähteistä. Ultrapienet hiukkaset (läpimitta alle 0,1 µm) ovat kemialliselta koostumukseltaan pääosin hiiliyhdisteitä (C), kaukokulkeuma (0,1 1 µm) koostuu rikin (SO 4 ) ja typen (NO 3 ) oksideista ja hiiliyhdisteistä (C), ja karkeat hiukkaset (yli 1 µm tai 2,5 µm) ovat maaperän alkuaineita, kuten piitä (Si) ja alumiinia (Al). kasarjatutkimuksissa verrataan hiukkaspitoisuuden päivittäisen vaihtelun yhteyttä kuolleisuuden päivittäiseen vaihteluun (kuva 3). Tyypillisesti vahvin yhteys on havaittu hengityselinten sairauksiin sekä toisaalta sydän- ja verisuonitauteihin. Hiukkaset aiheuttavat erityisesti astmaatikoille ja muille hengitystiesairauksia poteville oireita, huonontavat keuhkojen toimintakykyä ja lisäävät sairaalakäyntejä. Kun ulkoilman päivittäisen pienhiukkaspitoisuuden (PM 10 ) muutos on 10 µg/m 3, sen arvioidaan lisäävän päivittäistä kuolleisuutta noin 0,5 % (Katsoyanni ym. 2001, Samet ym. 2000, WHO 2003). Vastaavia tuloksia on saatu myös Suomesta. Pienhiukkasten yhteys keuhkojen huonontuneeseen toimintakykyyn on havaittu astmaa sairastavilla lapsilla Kuopiossa (Pekkanen ym. 1997, Timonen ja Pekkanen 1997) ja aikuisilla astmaatikoilla Helsingissä (Penttinen ym. 2001). Pienhiukkasten on myös todettu lisäävän sepelvaltimotautipotilailla toistetussa rasitus-ekg:ssä ST-välin laskun vaaraa (Pekkanen ym. 2002b) ja olevan yhteydessä sydän- ja verisuonitautien ja hengityselinsairauksien aiheuttamaan kuolleisuuteen (Pönkä ym. 1998, Penttinen ym. 2004). Aikasarjatutkimusten tuloksia pidetään hyvin luotettavina, koska ainoastaan tekijät, jotka vaihtelevat päivittäin yhdessä pienhiukkaspitoisuuksien kanssa, voivat sekoittaa tulosta. Tällaisia tekijöitä ovat lähinnä muiden ilmansaasteiden pitoisuudet ja säätila. Keskeinen kritiikki aikasarjatutkimuksia kohtaan on aiemmin liittynyt altistumisen arviointiin eli siihen, kuinka hyvin kaupungin keskustassa sijaitsevan kiinteän mittauspisteen pienhiukkaspitoisuus kuvaa asukkaiden henkilökohtaisen altistumisen päivittäistä vaihtelua. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on kuitenkin osoitettu, että tämä yhteys on varsin hyvä erityisesti PM 2.5 -hiukkasten osalta. Tämä koskee myös Helsinkiä (Janssen ym. 2000). Pitkäaikaisvaikutukset Pienhiukkasten terveysvaikutuksista on tehty erittäin suuri määrä aikasarjatutkimuksia eri puolilla maailmaa, mutta ne eivät kerro pien- Kaupunki-ilman pienhiukkasten terveysvaikutukset 1647
100 80 PM10 (µg/m 3 ) 60 40 20 0 Kuolemia (n) 35 30 25 20 15 10 5 0 1.1.1998 1.1.1999 1.1.2000 1.1.2001 Päivämäärä Kuva 3. PM10-pitoisuuden ja kuolemien lukumäärän päivittäinen vaihtelu pääkaupunkiseudulla vuosina 1998 2000. hiukkasten pitkäaikaisesta vaikutuksesta kuolleisuuteen eli vaikutuksesta elinikään. Onhan mahdollista, että pienhiukkasten suuri päiväpitoisuus tappaa ne henkilöt, jotka olisivat joka tapauksessa kuolleet seuraavana päivänä. Uudet analyysit aikasarjatutkimuksista (Dominici ym. 2003) ja tulokset kohorttitutkimuksista eivät kuitenkaan tue tätä ajatusta (WHO 2003). Ensimmäinen ja parhaiten tehty seurantatutkimus oli ns. Six Cities Study, joka suunniteltiin alun pitäen selvittämään hiukkasten terveysvaikutuksia (Dockery ym. 1993). Tutkimuksessa seurattiin 8 111:tä aikuista kuudessa eri kaupungissa. Kaupunkien pienhiukkaspitoisuuksia seurattiin tarkasti ja muut riskitekijät selvitettiin perusteellisesti. Tutkittavien kuolleisuus lisääntyi suorassa suhteessa kaupungin keskimääräisen pienhiukkaspitoisuuden kasvuun (kuva 4). Erityisesti lisääntyi kuolleisuus sydän- ja verisuonitauteihin ja keuhkosyöpään. Tulos on vahvistettu kahdessa muussa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa (Pope ym. 2002, McDonnell ym. 2000). Ensimmäisen eurooppalaisen seurantatutkimuksen (Hoek ym. 2002) tulosten mukaan liikenneperäiset ilmansaasteet lisäsivät kuolleisuutta sydän- ja verisuonitauteihin. Ilmansaasteiden yhteyttä keuhkosyövän ilmaantuvuuteen tukevat monet toksikologiset ja muut epidemiologiset tutkimukset (Cohen 2000). Hiukkaspitoisuuksien vähentämisen hyödyllisistä vaikutuksista on myös saatu uutta tietoa. Dublinissa Irlannissa siirryttiin öljykriisin seurauksena 1980-luvulla käyttämään yhä enemmän hiiltä kotien lämmitykseen. Vuonna 1990 hiilen käyttö kiellettiin, jolloin Dublinin hiukkaspitoisuudet pienenivät nopeasti ja myös kuolleisuus hengityselinsairauksiin sekä sydänja verisuonitauteihin väheni (Clancy ym. 2002). Kaliforniassa havaittiin lasten keuhkojen toiminnan parantuvan heidän muutettauaan vähemmän saastuneille alueille (Avol ym. 2001). Pienhiukkasten lähteistä terveysvaikutuksiin avoimia kysymyksiä Monien mielestä pienhiukkasten terveysvaikutukset liittyvät erityisesti polttoperäisiin hiukkasiin, kuten liikenteestä ja hiilivoimaloista peräi- 1648 J. Pekkanen
sin oleviin (Laden ym. 2000). Suurin osa pienhiukkasia koskevasta tutkimustiedosta koskee kuitenkin PM 10 - tai PM 2.5 -hiukkasia yleensä riippumatta niiden lähteistä tai muista ominaisuuksista. Onkin vielä epäselvää, mikä aiheuttaa hiukkasiin yhdistetyt haitalliset terveysvaikutukset. Onko se hiukkasten kemiallinen koostumus, lukumäärä, pinta-ala vai jokin näiden yhdistelmä? Entä mikä on mekanismi? Näiden avoimien kysymysten vuoksi on vaikeaa arvioida eri lähteistä peräisin olevien hiukkasten terveysvaikutuksia. Pienhiukkasten terveysvaikutusten mekanismi 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 Yleisesti ajatellaan, että pienhiukkaset aiheuttavat keuhkoissa oksidatiivista stressiä ja sitä kautta tulehdusta, joka huonontaa keuhkosairautta potevan vointia sekä lisää veren hyytymistekijöiden pitoisuutta ja sitä kautta sydäninfarktin vaaraa (Donaldson ym. 2001). Pienhiukkasille altistuminen voi myös vaikuttaa sydämen autonomiseen säätelyyn (Stone ja Godleski 1999). Eläinkokeissa pienhiukkasten on havaittu lisäävän keuhkojen tulehdusta (Saldiva ym. 2002), vaikuttavan sydämen autonomiseen säätelyyn ja veren hyytymistekijöihin (Godleski ym. 2000) sekä pahentavan ateroskleroosia (Suwa ym. 2002). Vaikutus sydänlihaksen iskemiaan on havaittu sekä eläimillä (Godleski ym. 2000) että ihmisillä (Pekkanen ym. 2002b). Toksikologisten tutkimusten mukaan pienhiukkasten ominaisuuksilla on merkittävä yhteys hiukkasten terveysvaikutuksiin (Saldiva ym. 2002). Keskeistä ominaisuutta, joka selittäisi pienhiukkasten terveysvaikutukset, ei kuitenkaan ole pystytty osoittamaan. Pienhiukkasten siirtymämetallipitoisuuden on osoitettu toksikologisissa tutkimuksissa olevan yhteydessä tulehdusreaktioon, ja monissa koejärjestelmissä sen on havaittu selittävän pienhiukkasten aiheuttamat vasteet (EPA 2001). Ultrapienet hiukkaset ovat toksikologisisten tutkimusten mukaan aktiivisempia kuin massaltaan sama määrä isompia hiukkasia (Oberdörster 2001). Eläinkokeiden mukaan dieselmoottoreista peräisin olevat hiukkaset lisäävät elimistön vasteita allergeeneihin (Granum ja Lovik 2002). Dieselhiukkaset aiheuttavat myös todennäköisesti syöpää (Cohen 2000). Kevätpöly P T W L H 0 5 10 15 20 25 30 35 Kuva 4. Keskimääräisen pienhiukkaspitoisuuden yhteys suhteelliseen kuolemanvaaraan kuudessa yhdysvaltalaisessa kaupungissa (merkitty nimen etukirjaimen mukaan) (Dockery ym. 1993). Suomessa noin puolet PM 10 -hiukkasista on karkeita, lähinnä kiviainesta (Pakkanen ym. 2001). Suomessa ilmanlaadun 24 tunnin raja-arvo (50 µg/m 3 PM 10 -hiukkasia) ylittyykin erityisesti juuri kevätpölypäivinä (kuva 3). Kevätpöly koostuu pääosin karkeasta (yli 2,5 µm), maaperästä peräisin olevasta kiviaineksesta. Keskeistä sen synnylle on ilmeisesti hiekoitushiekan ja renkaiden yhteisvaikutus, joka jauhaa asfaltista irti pölyä, eli tapahtuu ns. hiekkapaperi-ilmiö (Tervahattu 2002). Useimmissa muissa maissa kiviaineksen osuus PM 10 -hiukkasista ei ole niin merkittävä kuin Pohjoismaissa. Niinpä muualla tehdyt tutkimukset hiukkasten terveysvaikutuksista kertovat pääosin polttoperäisten hiukkasten vaikutuksista. Alaskassa tehdyssä aikasarjatutkimuksessa todettiin, että myös maaperästä peräisin olevat PM 10 -hiukkaset olivat yhteydessä hengityselinsairauksien ilmaantuvuuteen (Gordian ym. 1996), mutta yhteys oli heikompi kuin aiemmin S Kaupunki-ilman pienhiukkasten terveysvaikutukset 1649
oli havaittu polttoperäisten pienhiukkasten osalta. Kovan tuulen nostattamat suuret maaperähiukkasten pitoisuudet eivät olleet Schwartzin ym. (1999) tutkimuksen mukaan yhteydessä kuolleisuuteen Yhdysvaltain länsiosissa. Kahdessa eri aikasarjatutkimuksessa on arvioitu eri lähteistä peräisin olevien PM 2.5 -hiukkasten terveysvaikutuksia (Laden ym. 2000, Mar ym. 2000). Kummankaan tutkimuksen mukaan maaperästä peräisin olevat PM 2.5 -hiukkaset eivät olleet yhteydessä lisääntyneeseen kuolleisuuteen, mutta toisessa tutkimuksessa (Mar ym. 2000) pääosin maaperästä peräisin olevien karkeiden (2,5 10 µm) hiukkasten todettiin olevan yhteydessä kuolleisuuteen. Suomessa on useassa eri tutkimuksessa pyritty selvittämään kevätpölyn terveysvaikutuksia. Tämä on kuitenkin hankalaa kevätpölypiikkien harvalukuisuuden takia. Kokonaisuutena vaikuttaa siltä, että hiekkapöly ei ole niin haitallista kuin polttoperäiset pienhiukkaset, erityisesti kuolleisuuden ja sairastuvuuden kannalta (Penttinen ym. 2001 ja 2004). Kevätpöly aiheuttaa kuitenkin ilmeisesti välitöntä ärsytystä varsinkin astmaatikoille ja muuten herkille yksilöille (Gordian ym. 1996, Tiittanen ym. 1999). Myös toksikologisesti kiviaines, erityisesti kvartsi, on hyvin aktiivista. Ultrapienet hiukkaset Vaikka Suomessa on muuhun Eurooppaan verrattuna pienet PM 2.5 -pitoisuudet, ultrapieniä hiukkasia on meillä kaupunki-ilmassa yhtä paljon kuin muissa Pohjoismaissa ja Keski-Euroopan maissa (Ruuskanen ym. 2001). Ultrapienten hiukkasten terveysvaikutusten oletetaan perustuvan niiden suuren lukumäärään eikä niinkään kemialliseen koostumukseen. Toksisuus on vahvimmin yhteydessä hiukkasten pinta-alaan (Oberdörster 2001). Ultrapienet hiukkaset lisäävät oksidatiivista stressiä ja vähentävät keuhkorakkuloiden makrofagien fagosytoosia (Donaldson ym. 2001). Viimeksi mainittu saattaa osittain selittää ultrapienten hiukkasten poikkeuksellista kykyä tunkeutua keuhkokudokseen. Verenkiertoon päästyään ultrapienet hiukkaset saattavat lisätä tromboosin vaaraa (Nemmar ym. 2002). Epidemiologisia tutkimuksia ultrapienten hiukkasten terveysvaikutuksista on tehty vain muutamia. Yleensä ultrapienet hiukkaset ovat olleet yhtä vahvasti (Pekkanen ym. 1997, Tiittanen ym. 1999) tai vahvemmin (Peters ym. 1997, Penttinen ym. 2001) yhteydessä astmaatikkojen vointiin kuin isommat hiukkaset, mutta myös toisensuuntaisia tuloksia on esitetty (Osunsanya ym. 2001). Altistumisen arviointi on keskeinen epävarmuustekijä tulkittaessa ultrapienillä hiukkasilla tehtyjä aikasarjatutkimuksia (Pekkanen ja Kulmala 2004). Ultrapienet hiukkaset tuskin selittävät ainakaan kaikkia pienhiukkasiin liitettyjä terveysvaikutuksia (WHO 2003). Tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että ultrapienten ja isompien hiukkasten päivittäiset pitoisuudet eivät korreloi niin hyvin kuin aiemmin on luultu (Ruuskanen ym. 2001). Ultrapienillä ja isommilla hiukkasilla on myös osin omat terveysvaikutuksensa. Niinpä ultrapieniä ja isompia hiukkasia onkin mahdollisesti pidettävä ja seurattava erillisinä ilmansaasteina. Puun pienpoltto Suomen ympäristökeskuksen arvioiden mukaan jopa 30 % Suomen PM 2.5 -päästöistä on peräisin hajalämmityksestä ja pienpoltosta ja näistä päästöistä puun poltto muodostaa valtaosan. Pienhiukkasaltistumisessa puun polton osuus on kuitenkin pienempi, sillä tiheään asutuilla alueilla harjoitetaan toistaiseksi vähemmän puun pienpolttoa kuin haja-asutusalueilla. Puun pienpoltto on kuitenkin lisääntynyt huolestuttavasti myös taajamissa. Puun pienpoltto on poikkeuksellisen vaikeasti arvioitava ja hallittava pienhiukkaslähde. Pienhiukkaspäästöt riippuvat merkittävästi mm. uunin käyttötavasta. Puun poltossa syntyvä savu on yhdistetty moniin terveysvaikutuksiin erityisesti sisäilmassa mutta myös ulkoilmassa (Boman ym. 2003). Puun pienpoltto on myös merkittävä epäviihtyisyyttä ja valituksia aiheuttava tekijä. Suomessa ei puun polttoon tarkoitetuille uuneille ole mitään standardeja, joilla pyrittäisiin varmistamaan mahdollisimman puhdas pa- 1650 J. Pekkanen
laminen. Puun hajapoltosta syntyvien pienhiukkasten hallinta onkin yksi keskeisiä tulevaisuuden haasteita. Terveysvaikutukset Suomessa Pienhiukkasten vaikutukset kuolleisuuteen hallitsevat pienhiukkasten aiheuttaman riskin arviointia, koska kuoleman välttämistä arvostetaan huomattavasti enemmän kuin sairaalahoitojen tai oireiden välttämistä. Seurantatutkimusten mukaan PM 2.5 -pitoisuuden kasvaessa 10 µg/m 3 kuolleisuus lisääntyy 4 14 % (Dockery ym. 1993, Pope ym. 2002, McDonnell ym. 2000). Nämä arviot ovat huomattavasti suurempia kuin aikasarjatutkimuksista PM 10 :lle saadut arviot eli noin 0,5 % (Samet ym. 2000, Katsouyanni ym. 2001, WHO 2003). Niinpä seurantatutkimusten tulosten luotettavuus ja sovellettavuus Suomen oloihin ovat ratkaisevia arvioitaessa pienhiukkasten aiheuttamien terveysvaikutusten suuruutta. Seurantatutkimusten tulokset koskevat lähinnä polttoperäisiä PM 2.5 -hiukkasia. Myös Suomessa valtaosa PM 2.5 -hiukkasista on polttoperäistä, joten siinä suhteessa tulokset ovat karkeasti sovellettavissa Suomeen. Suurin epävarmuus liittyy mahdollisuuteen, että pienhiukkasten vaikutuksilla olisi jonkinlainen kynnysarvo. Pienin pienhiukkasten vuosikeskiarvo Six Cities Studyssa oli 11 µg/m 3, joka vastaa suunnilleen Helsingin keskimääräistä pitoisuutta. Ihmisten henkilökohtainen altistuminen PM 2.5 -hiukkasille Helsingissä kuitenkin jakautuu tuon keskiarvon ympärille. Aikasarjatutkimuksissa on voitu tarkastella vieläkin pienempiä pienhiukkaspitoisuuksia, eikä kynnysarvoa ole pystytty havaitsemaan. WHO onkin päätynyt arvioon, että pienhiukkasille ei nykytiedon valossa voida asettaa tiettyä raja-arvoa, jonka alapuolella terveysvaikutuksia ei olisi (WHO 2003). Enimmillään keskimääräisiä PM 2.5 -pitoisuuksia voitaisiin YDINASIAT Suomessa vähentää noin 10 µg/m 3 eli pyrkiä nollapitoisuuteen. Jos oletetaan, että pienhiukkasten terveysvaikutuksille ei ole mitään kynnysarvoa ja sovelletaan yhdysvaltalaisten kohorttitutkimusten tuloksia Suomeen, tämä merkitsisi laskennallisesti lähes yhden vuoden pidentymistä keskimääräisessä eliniässä (Nevalainen ja Pekkanen 1998). Tämä aiheutuisi pääasiassa sydänja verisuonitautien aiheuttaman kuolleisuuden vähentymisestä. Lisäksi pienhiukkasten päivittäisen vaihtelun aiheuttamat välittömät terveysvaikutukset (sairaalahoidon tarve, oireet, lääkitys) vähenisivät. Nollapitoisuus ei kuitenkaan ole realistinen tavoite. Yli puolet Suomen pienhiukkaspitoisuudesta aiheutuu kaukokulkeumasta, joka on peräisin Länsi- ja Keski-Euroopasta, Baltian maista ja Venäjältä (Pakkanen ym. 2001, Vallius ym. 2003). Liikenteessä keskeinen pienhiukkasten lähde ovat dieselajoneuvot. Niiden aiheuttamat pienhiukkaspäästöt vähentyvät lähivuosina merkittävästi parantuneen suodatintekniikan tai uusien polttoaineiden ansiosta. Energiantuotannon ja teollisuuden pienhiukkaspäästöt ovat jo nyt varsin hyvin hallinnassa piippuihin asennettujen sähkösuodattimien ansiosta, ja lisävähennykset ovat kalliita, ellei muuteta uusissa laitoksissa käytettävää polttoainetta. Tällöin ratkaisevaan asemaan päästöjen rajoittamisessa nousevat kansainväliset toimet sekä erilaiset hajalähteet, kuten pienpoltto. Kaupunki-ilman pienhiukkaset lisäävät sairastuvuutta sydän- ja hengityselinten tauteihin. Vaikutuksella ei ole havaittu olevan kynnysarvoa. Vaikutusten mekanismi on pääosin tuntematon. Erityisen haitallisia ovat ilmeisesti polttoperäiset hiukkaset. Liikenteen ja pienpolton hiukkaspäästöjä ja kaukokulkeumaa on vähennettävä. Kaupunki-ilman pienhiukkasten terveysvaikutukset 1651
Kirjallisuutta Avol EL, Gauderman WJ, Tan SM, London SJ, Peters JM. Respiratory effects of relocating to areas of differing air pollution levels. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:2067 72. Boman BC, Forsberg AB, Jarvholm BG. Adverse health effects from ambient air pollution in relation to residential wood combustion in modern society. Scand J Work Environ Health 2003; 29:251 60. Brunekreef B, Holgate ST. Air pollution and health. Lancet 2002;360: 1233 42. Clancy L, Goodman P, Sinclair H, Dockery DW. Effect of air-pollution control on death rates in Dublin, Ireland: an intervention study. Lancet 2002;360:1210 4. Cohen AJ. Outdoor air pollution and lung cancer. Envir Health Perpectives 2000;108(Suppl 4):743 50. Dockery DW, Pope CAI, Xu X, ym. An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. N Engl J Med 1993;329:1753 9. Dominici F, McDermott A, Zeger SL, Samet JM. Airborne particulate matter and mortality: timescale effects in four US cities. Am J Epidemiol 2003;157:1055 6. Donaldson K, Stone V, Seaton A, MacNee W. Ambient particle inhalation and the cardiovascular system: Potential mechanisms. Envir Health Perpect 2001:109(Suppl 4):523 7. EPA. Air quality criteria for particulate matter, Vol II. United States Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, 2001. Granum B, Lovik M. The effect of particles on allergic immune responses. Toxicological sciences: an official journal of the Society of Toxicology 2002;65:7 17. Godleski JJ, Verrier RL, Koutrakis P, Catalano P. Mechanisms of morbidity and mortality from exposure to ambient air particles. HEI research report nr 91. Health effects institute, Cambridge, MA USA, 2000. Gordian ME, Özkaynak H, Xue J, Morris SS, Spengler JD. Particulate air pollution and respiratory disease in Anchorage, Alaska. Environ Health Perspect 1996;104:290 7. Hoek G, Forsberg B, Borowska M, ym. Wintertime PM 10 and black smoke concentrations across Europe: results from the peace Study. Atm Environ 1997;31:3609 22. Hoek G, Brunekreef B, Goldbohm S, Fischer P, van den Brandt PA. Association between mortality and indicators of traffic-related air pollution in the Netherlands: a cohort study. Lancet 2002;360: 1203 9. Janssen NAH, de Hartog JJ, Hoek G, ym. Personal exposure to fine particulate matter in elderly subjects: Relation between personal, indoor and outdoor concentrations. J Air Waste Manage Assoc 2000;50:1133 43. Katsouyanni K, Touloumi G, Samoli E, ym. Confounding and effect modification in the short-term effects of ambient particles on total mortality: results from 29 European cities within the APHEA2 project. Epidemiology 2001;12:521 31. Künzli N, Kaiser R, Medina S, ym. Public-health impact of outdoor and traffic-related air pollution: a European assessment. Lancet 2000; 356:795 801. Laden F, Neas LM, Dockery DW, Schwartz J. Association of fine particulate matter from different sources with daily mortality in six U.S. cities. Environ Health Perspect 2000; 108:941 7. Mar TF, Norris GA, Koenig JQ, Larson TV. Association between air pollution and mortality in Phoenix, 1995 1997. Environ Health Perspect 2000;108:347 53. McDonnell WF, Nishino-Ishikawa N, Petersen FF, Chen LH, Abbey DE. Relationships of mortality with the fine and coarse fractions of long-term ambient PM 10 concentrations in nonsmokers. J Expo Anal Environ Epidemiol 2000;10:427 36. Nemmar A, Hoylaerts MF, Hoet PHM, ym. Ultrafine particles affect experimental trombosis in an in vivo hamster model. Am J Respir Crit Care Med 2002;166:998 1004. Nevalainen J, Pekkanen J. The effect of particulate air pollution on life expectancy. Sci Total Environ 1998;217:137 41. Oberdörster G. Pulmonary effects of inhaled ultrafine particles. Int Arch Occup Environ Health 2001;74:1 8. Osunsanya T, Prescott G, Seaton A. Acute respiratory effects of particles: mass or number? Occup Environ Med 2001;58:154 9. Pakkanen TA, Loukkola K, Korhonen CH, ym. Sources and chemical composition of atmospheric fine and coarse particles in the Helsinki area. Atmos Environ 2001;35:5381 91. Pekkanen J, Timonen KL, Ruuskanen J, Reponen A, Mirme A. Effects of ultrafine and fine particles in urban air on peak expiratory flow among children with asthmatic symptoms. Environ Res 1997;74: 24 33. Pekkanen J. Kaupunki-ilman pienhiukkasten pitoisuudet ja terveysvaikutukset. Ympäristö ja Terveys 2002(a) (Suppl):6 19. Pekkanen J, Peters A, Hoek G, ym. Particulate air pollution and risk of ST segment depression during repeated submaximal exercise tests among subjects with coronary heart disease. The ULTRA study. Circulation 2002(b);106:933 8. Pekkanen J, Kulmala M. Exposure assessment of ultrafine particles in epidemiological time series studies. Scand J Work Environ Health 2004, painossa. Penttinen P, Timonen KL, Tiittanen P, Mirme A, Ruuskanen J, Pekkanen J. Ultrafine particles in urban air and respiratory health among adult asthmatics. Eur Respir J 2001;17:428 35. Penttinen P, Tiittanen P, Pekkanen J. Mortality and air pollution in Metropolitan Helsinki 1988 1996. Scand J Work Environ Health 2004, painossa. Peters A, Wichmann E, Tuch T, Heinrich J, Heyder J. Respiratory effects are associated with the number of ultra-fine particles. Am J Respir Crit Care Med 1997;155:1376 83. Pope CA 3rd, Burnett RT, Thun MJ, ym. Lung cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution. JAMA 2002;287:1132 41. Pönkä A, Savela M, Virtanen M. Mortality and air pollution in Helsinki. Arch Environ Health 1998;53:281 6. Ruuskanen J, Tuch Th, Ten Brink H, ym. Concentrations of ultrafine, fine and PM 2.5 particles in three European cities. Atm Environ 2001;35:3729 38. Saldiva PH, Clarke RW, Coull BA, ym. Lung inflammation induced by concentrated ambient air particles is related to particle composition. Am J Respir Crit Care Med 2002;165:1610 7. Samet JM, Dominici F, Curriero FC, Coursac I, Zeger SL. Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S. Cities,1987 1994. N Engl J Med 2000;343:1742 9. Schwartz J, Norris G, Larson T, Sheppard L, Claiborne C, Koenig J. Episodes of high coarse particle concentrations are not associated with increased mortality. Environ Health Perspect 1999;107:339 42. Stone PH, Godleski JJ. First steps toward understanding the pathophysiologic link between air pollution and cardiac mortality. Am Heart J 1999;138:804 7. Suwa T, Hogg JC, Quinlan KB, Ohgami A, Vincent R, van Eeden SF. Particulate air pollution induces progression of atherosclerosis. J Am Coll Cardiol 2002;39:935 42. Tervahattu H. Kevätpölyn koostumuksesta uutta tietoa. Ilmansuojelu 1/ 2002:10 14. Tiittanen P, Timonen KL, Ruuskanen J, Mirme A, Pekkanen J. Fine particulate air pollution, resuspended road dust and respiratory health among symptomatic children. Eur Respir J 1999;13:266 73. Timonen KL, Pekkanen J. Air pollution and respiratory health among children with asthmatic or cough symptoms. Am J Respir Crit Care Med 1997;156:546 52. Vallius M, Lanki T, Tiittanen P, Koistinen K, Ruuskanen J, Pekkanen J. Source apportionment of urban ambient PM 2.5 in two successive measurement campaigns in Helsinki, Finland. Atmos Environ 2003;37:615 23. WHO. Health Aspects of Air Pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen Dioxide. Report on a WHO Working Group Bonn, Germany 13 15 January 2003. http://www.euro.who.int/document/e79097.pdf JUHA PEKKANEN, tutkimusprofessori juha.pekkanen@ktl.fi Kansanterveyslaitos, ympäristöepidemiologian yksikkö PL 95, 70701 Kuopio 1652