Tiedote - Ilmakehän pienhiukkasetkin vanhenevat

Tutkija Ari Leskinen esittelee väitöskirjassaan kokeellisia tutkimustuloksia ilmakehään eri lähteistä päässeistä pienhiukkasista sekä niiden muodostumisesta ja vanhenemisesta. Tutkitut hiukkaset olivat peräisin puun poltosta, dieselkäyttöisistä moottoreista ja mineraali- ja metallipölyjen tuotosta.

Kuva: Ari Leskinen. Hiukkasten vanhenemista ilmakehässä voidaan jäljitellä tietyin rajoituksin ympäristökammioissa.

Ilmapaketin paikallaan pitäminen helpottaa vanhenemistutkimusta

Väitöskirjassa todennettiin, että ilmakehään päässeissä hiukkasissa tapahtuu muutuntaa vanhenemisen vaikutuksesta ja että hiukkasten vanhenemista ilmakehässä voidaan jäljitellä tietyin rajoituksin ympäristökammioissa.

Mittauksissa todennettiin myös, että käytetty suoraan osoittava mittausmenetelmä soveltuu laadullisesti korvaamaan suodatinkeräykseen ja jälkeenpäin tehtävään analyysiin perustuvan orgaanisten yhdisteiden määrityksen ja nopeuttaa siten pienhiukkasten vanhenemistutkimusta.

Tutkitut palamisperäiset hiukkaset olivat hyvin pieniä, noin 100 nanometrin kokoisia (yksi nanometri on millimetrin miljoonasosa). Kokoon vaikuttivat mm. palamisolot, moottorin tyyppi, käyntinopeus ja kuorma. Juuri ilmakehään päässeiden hiukkasten havaittiin sisältävän 360 celciusasteen lämpötilassa haihtuvia yhdisteitä 20-32 % puun poltossa ja 37-45 % dieselmoottorin käytössä.

Yhdisteiden osuuden ja hiukkasten koon havaittiin kasvavan hiukkasten vanhenemisen myötä. Kokeissa havaittiin myös uusien hiukkasten muodostumista, jota tarkasteltiin myös yleisten ilmansaasteiden, ksyleenin ja typenoksidien, reagoidessa UV-valon vaikutuksesta. Näissä kokeissa havaittiin voimakasta hiukkasmuodostusta ja nopeaa hiukkasten kasvua.

Pienhiukkaset ovat monessa mukana

Kyseessä olevan tutkimuksen tärkeydestä kertoo se, että pienhiukkasia on melkeinpä kaikkialla. Ilmakehässä pienhiukkasia on keskimäärin tuhat kappaletta sokeripalan kokoisessa tilavuudessa. Pienhiukkasten tiedetään vaikuttavan esimerkiksi valon etenemiseen ilmakehässä ja pilvien muodostumiseen. Lisäksi osalla pienhiukkasista on todettu haitallisia terveysvaikutuksia, koska hiukkaset ja niissä olevat haitalliset yhdisteet kulkeutuvat helposti elimistöön sisäänhengityksen kautta.

Ilmakehän hiukkaset ovat sekä luontoperäisiä että ihmisen toiminnan, kuten polttotapahtumien, sinne tuottamia. Eri lähteiden päästöjä on viime vuosikymmeninä tutkittu paljon, mutta päästöjen muutunnasta ilmakehässä on vähän tietoa. Päästöjen vanhenemista ilmakehässä tulisikin tutkia entistä tarkemmin, koska päästöhiukkasten koostumuksessa ja ominaisuuksissa voi tapahtua merkittäviäkin muutoksia niiden olinaikana ilmakehässä.

Filosofian maisteri Ari Leskisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Experimental studies on aerosol physical properties and transformation in environmental chambers (Aerosolien fysikaaliset ominaisuudet ja muutuntakokeet ympäristökammiossa) tarkastetaan Kuopion yliopiston luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa perjantaina 9.5.2008 klo 13 alkaen Snellmanian auditoriossa L22. Vastaväittäjänä on dosentti Jyrki Mäkelä, Tampereen teknillinen yliopisto ja väitöstilaisuuden valvojana professori Kari Lehtinen, Ilmatieteen laitos/Kuopion yliopisto.

Lisätietoja:

Tutkija Ari Leskinen, puh. 050 522 9148, Ari.Leskinen@fmi.fi

Väittelijän antamia henkilötietoja: Ylioppilastutkinto 1990, Linnanpellon lukio, Kuopio. Filosofian maisterin tutkinto 1997, Kuopion yliopisto. Toiminut tutkijana ja assistenttina Kuopion yliopistossa 1997-2004 ja tutkijana Ilmatieteen laitoksella vuodesta 2005 alkaen.