Ulkoilman saasteille altistuminen erilaisissa sisätiloissa Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti 14.12.2016 THL 1
PUUTE / INKA-ILMA tutkimusryhmä 2014-2016 THL Raimo Salonen Kari Pasanen Anni-Mari Pulkkinen Arto Pennanen Pekka Taimisto Yhteistyö 1 / Kuolleisuus ja syövät Tampereen yliopisto ja Suomen Syöpärekisteri Eero Pukkala Yhteistyö 2 / Ilmanlaatu pientaloalueilla, päästöt & altistuminen HSY SYKE Kuopion kaupunki Tarja Koskentalo Maria Myllynen Niko Karvosenoja Ville-Veikko Paunu Yhteistyö 3 / Kemia-analyysit hiukkasnäytteistä IL Ilmakehän aerosolitutkimus Hilkka Timonen Kimmo Teinilä Risto Hillamo Hannele Hakola Mika Vestenius Erkki Pärjälä Mikko Sokura 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 2
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. 14.12.2016 THL 3
Puun pienpolton jyrkkä lisäys v. 2000 alkaen Puunpoltto väheni ~ 50% 1970-luvulla Lisääntynyt ~ 50% v. 2000 jälkeen, erityisesti taajamissa 2010 käyttö n. 8 milj. kiinto-m 3 = 40% pientalojen lämmityksen primäärienergian kulutuksesta N. 40% prim. PM 2.5 päästöistä v. 2010 (FRES-malli, Karvosenoja N., SYKE ) Puun pienpolton muutos Puunpoltto, m 3 /v Pientalojen lkm 0 (rivitaloja) 400 000 < 4 800 000 4 10 300 000 10 (kattiloita) 200 000 Puunpolton päästöt uuneista, varaavista takoista, saunankiukaista ym. ongelmana myös pääkaupunkiseudun pientaloalueilla: jopa yli 60% ( 5 µg/m 3 ) talvikauden PM 2.5 -pitoisuudesta (Saarnio ym. 2012)
Puun pienpolton osuus kokonaispäästöistä Suomessa v. 2010 (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 (ihmisen terveyteen merkittäviä vaikutuksia, ilmakehää lämmittävä epäpuhtaus) 25 % hiilimonoksidin (CO) päästöistä 14.12.2016 THL 5
Suojaisilla esikaupunkialueilla huonoin ilmanlaatu (HSY) Wintertime months: 1,2,3,11,12 Helmikuu, µg/m 3 18 12 13 10 15
Vakavia terveyshaittoja pientalojen runsaasta puulämmityksestä Suomessa? Tutkimus puunpolton vaikutuksista tautikuolleisuuteen ja syöpäilmaantuvuuteen pääkaupunkiseudun pientalovaltaisissa taajamissa (N=92355) Data: pienalueittaiset (250 m x 250 m) rekisteriaineistot: Kuolemansyy- ja väestötiedot vv. 1981-2005, syöpäilmaantuvuus tyypeittäin vv. 1981-2012 Tilastokeskuksen ruututietokanta 1980 (lämmitysmuodot) Mallinnus: Neljä altistumisluokkaa puulämmityksen yleisyyden mukaan Vakioitu kuolleisuusriski ja syöpäriski altistumisluokittain verrattuna vähiten altistuneeseen referenssiväestöön Otettu huomioon muita vaikuttavia ja sekoittavia tekijöitä: ikä, sukupuoli, yksilötason sosioekonomiset erot, 5-vuotisperiodi, pientalotiheys, tuuliolosuhteet ym.
Pientalojen pääasiallinen lämmönlähde v. 1980 Puu- tai hiililämmitystä ensisijaisesti v. 1980 käyttäneiden kotien osuudet eri altistumisluokissa (Talokohtaiset tiedot polttoaineesta v. 1980 kerätty Rakennusrekisteriä perustettaessa) Altistumisluokka Tilastotiedot 1980 Ensisijainen lämmitys 1980, % Puu- / hiililämmityksen luokittelu Väestö Kodit Kaukolämpö Öljy / Kaasu Sähkö Puu / Hiili Vertailuväestö < 10% 51907 18560 4370 24 % 10211 55 % 3446 19 % 533 3 % Matala 10-19% 22014 8431 352 4 % 4800 57 % 2094 25 % 1185 14 % Kohtalainen 20-29% 9479 3671 99 3 % 1874 51 % 829 23 % 869 24 % Korkea 30 % 8964 3826 50 1 % 1283 34 % 738 19 % 1755 46 % Suuri paikallinen vaihtelu kaukolämmön saatavuudessa v. 1980 Altistumisluokkien välillä selvät erot puun käytössä
Puu+hiililämmityksen osuus 250x250 ruuduissa v. 1980 9 14/12/2016 Presentation name / Author
Miesten ja naisten sydän- ja verisuonitautikuolemat lisääntyivät puunpolton savuille altistumisen suhteessa 1981-2006 (Pasanen ym. 2013; Salonen ym. 2015) Aineistosta rajattu pois: lentomelualueet, vilkkaiden teiden ja rautateiden ympäristöt Keskitason + korkea altistus (18500 asukasta): Yhteensä 2378 sydänkuolemaa 1981-2005 13 ylimääräistä sydänkuolemaa / vuosi N. 500 ylimääräistä sydän-, verisuoni- ja hengityssairauskuolemaa 25 vuodessa
Miesten ja viitteellisesti naistenkin keuhkosyöpätapaukset lisääntyivät puunpolton savuille altistumisen suhteessa Aineistosta rajattu pois: lentomelualueet, vilkkaiden teiden ja rautateiden ympäristöt
Puun pienpolton savuille altistuminen Tutkittiin puunpolton savujen vaikutuksia tiiviisti rakennetun vanhan pientaloalueen ulkoilman laatuun sekä talojen pihaalueen ja keskeisen sisätilan ilmanlaatuun (FM Anni Pulkkinen) 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 12
Ilmanlaatu- / altistumistutkimuksen kohdealue Kuopion Niiralassa Luode 0-1 m/s 1-2 m/s 2-3 m/s 3-4 m/s 4-5 m/s Pohjoinen 150 100 50 Koillinen Länsi 0 Itä Lounas Etelä Kaakko Mittausasema toiminnassa tutkimusalueen keskellä koko vuoden 2015 Tutkimuskohteina viisi vanhaa ja kaksi uutta omakotitaloa korkeintaan 0,5 km:n etäisyydeltä mittausasemasta, omien tulisijojen käyttö kielletty tutkimuksen aikana Samanaikaisesti mitattiin yhden talon sisäilman ja pihapiirin ulkoilman muuttujia ma-pe (4 vrk = 96 h) 1-2 viikkona tammi-maaliskuussa 2015 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 13
Menetelmät: mitatut muuttujat Laite Mitattava muuttuja Tallennusresoluutio (*keräysaika) Mittauspaikka AE51 Musta hiili (BC) 1 min Mittausasema, sisällä, ulkona DustTrak DRX P-Trak VelociCalc HI-PM10- PTFEsuodatin HI-PM10- PTFEsuodatin Hiukkaset (PM 1, PM 2.5, PM 4, PM 10, PM 15 ) Hiukkaslukumäärä (PNC; >20nm) Olosuhteita (T, RH, CO, CO2, paine) PAH, PM 10 - massapitoisuus Levoglukosaani, oksalaatti, kalium, PM 10 -massapit. 2 min Mittausasema, sisällä, ulkona 1 min Mittausasema, sisällä, ulkona 1 min Mittausasema, sisällä, ulkona 48 h * Mittausasema, sisällä, ulkona 48 h * Mittausasema, sisällä, ulkona 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 14
Tulokset: Pitoisuusvaihteluja ajan suhteen, esimerkkeinä asunnot 1 ja 5 Pitoisuuskäyrien viivat: Mittaustulokset asunnon oleskelutilasta, ulkoa talon pihalta, mittausasemalta. 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 15
Vuorokausikeskiarvo (µg/m 3 ) Vuorokausikeskiarvo (µg/m 3 ) Pitoisuudet kotien sisällä ja pihalla 1 30 PM 2.5, vuorokausikeskiarvo (µg/m 3 ) 25 20 15 10 5 Sisällä (DT) Ulkona (DT) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 4 BC, vuorokausikeskiarvo (µg/m 3 ) 3 2 1 Sisällä (AE51) Ulkona (AE51) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 16
BC (ug/m3) PM2.5 (ug/m3) Pitoisuudet kotien sisällä ja pihalla 2 15 PM2.5 (µg/m 3 ), 96h-ka 10 5 0 1 2-1 2-2 3-1 3-2 4 5 6 7 Asunto ID Sisällä Ulkona Mittausasema 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 BC (µg/m 3 ), 96h ka 1 2-1 2-2 3-1 3-2 4 5 6 7 Asunto ID Sisällä Ulkona Mittausasema 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 17
Levoglukosaani (ng/m3) Bentso(a)pyreeni (ng/m3) Pitoisuudet kotien sisällä ja pihalla 3 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Bentso[a]pyreeni (ng/m 3 ), 96h ka 1 2-1 2-2 3-1 3-2 4 5 6 7 Asunto ID Sisällä Ulkona Mittausasema 200 Levoglukosaani (ng/m 3 ), 96h ka 150 100 50 0 1 2-1 2-2 3-1 3-2 4 5 6 7 Asunto ID Sisällä Ulkona Mittausasema 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 18
I/O-suhde Tulosyhteenveto: epäpuhtauksien I/O-suhde Talokohtaisen I/O-suhteen (%) laskeminen mittausajalta: (ka-tuntipitoisuus sisällä) / (ka-tuntipitoisuus ulkona) * 100 200 150 96 97 100 48 50 38 10 23 21 0 PM2.5 BC Levog B[a]P PAH summa PM10-1 (massa) PM10-2 (massa) 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 19
PUUTE-projektin tulosten yhteenveto Pienalue-epidemiologisessa kohorttitutkimuksessa (N=92355 henkilöä; tarkasteluruudut 250 m x 250 m) vv. 1981 2006 selvä savualtistumisen voimakkuuden suhteen lineaarisesti kohoava (ad 15 % 22 %) ennenaikainen sydän- ja verisuonitautikuolleisuus miehillä ja naisilla pääkaupunkiseudun pientaloalueilla Myös ennenaikaista kuolleisuutta hengityssairauksiin (ad 29 %) erityisesti miehillä Yhteensä 500 ennenaikaista kuolemaa sydän-, verisuoni- ja hengityssairauksiin 25 vuoden seuranta-aikana vv. 1981-2006. Miehillä kaikkien syöpien (ad 8 %) sekä miehillä (ad 28 %) ja naisilla (viitteellinen trendi ad 37 %) keuhkosyövän ilmaantuvuudessa vv. 1981 2012 lineaarinen yhteys savualtistumisen voimakkuuteen. Yhteensä 183 lisäsyöpää 32 vuoden seuranta-aikana. Altistumistutkimuksessa jopa puolet polttoperäisistä pienhiukkasista ja lähes neljännes syöpävaarallisista PAH-yhdisteistä tunkeutuu talojen sisätiloihin (= suuri osa kokonaisaltistumisesta iltaisin ja viikonloppuisin kotona ollessa). Aineisto jäi pieneksi Kuopiossakin olleen lyhyen ja sateisen talven takia. 14.12.2016 THL 20
PUUTE / INKA-ILMA tutkimuksen rahoittajat vuosina 2014-2016 Ympäristöministeriö Sosiaali- ja terveysministeriö Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY) Kuopion kaupunki Tekes / Innovatiiviset kaupungit (INKA) -ohjelma 14.12.2016 Esityksen nimi / Tekijä 21