Ilmanlaatu pääkaupunkiseudulla vuonna 2019

Hiukkasten keuhkodeposoituvasta pinta-alasta käytetään lyhennettä LDSA (lung-deposited surface area). Hiukkasten LDSA kuvaa hiukkasten laskennallista kokonaispinta-alaa, joka kulkeutuu ja laskeutuu hengityselinten syvimpiin osiin keuhkorakkuloihin saakka. Mitä suurempi on LDSA-pitoisuus, sitä suurempi on todennäköisyys hiukkasten pinnalla olevien kemiallisten yhdisteiden kulkeutumiselle keuhkorakkuloihin ja edelleen verenkiertoon. LDSA-pitoisuuden yksikkö on neliömikrometriä kuutiosenttimetrissä ilmaa (µm²/cm³). (Kuula 2019 ja Kuula ym. 2019)

Mittaukset aloitettiin vuonna 2018 ja HSY mittasi LDSA-pitoisuutta Pegasor Oy:n valmistamilla AQ^TM Urban -mittalaitteilla, osin Helsinki metropolitan Air Quality Testbed (HAQT) -hankkeen tutkimusyhteistyönä (haqt.fmi.fi). Menetelmä soveltuu hyvin polttoperäisten lähipäästöjen hiukkasten seurantaan eli liikenteen ja puunpolton päästöjen ilmanlaatuvaikutusten arviointiin. Laite mittaa noin 10-400 nm kokoluokan hiukkasia, joten se ei havaitse ollenkaan katupölyhiukkasia ja vain osan kaukokulkeutuneista hiukkasista (Kuula ym. 2019).

Vuonna 2019 LDSA-mittalaitteita oli käytössä 10 kappaletta. Kaksi sijaitsi vilkasliikenteisissä ympäristöissä Mäkelänkadulla ja Hämeenlinnanväylän varrella Kaivokselassa, yksi Kallion kaupunkitaustaa edustavalla mittausasemalla, yksi sataman vaikutusalueella Länsisatamassa, yksi Luukin alueellisella tausta-asemalla ja viisi pientaloalueilla, joilla poltetaan paljon puuta (Helsingissä Paloheinä ja Pirkkola, Espoossa Laaksolahti ja Vantaalla Hiekkaharju).

Katupölyn ja kaukokulkeuman suurilla hiukkasilla on keskeinen vaikutus hiukkasmassaan (esimerkiksi PM₁₀ tai PM_2,5), joten mittausmenetelmän antamia tuloksia ei voi verrata hiukkasten massapitoisuuksille annettuihin raja- tai ohjearvoihin. LDSA-pitoisuuksilla on voimakas korrelaatio liikenneympäristöissä pakokaasuperäisten NO_x ja BC-pitoisuuksien kanssa sekä pientaloalueiden puunpoltosta peräsin olevien BC-pitoisuuksien kanssa. Pienhiukkasten massapitoisuuden ja LDSA-pitoisuuden välinen korrelaatio on melko heikkoa. (Kuula 2019 & Kuula ym. 2019)

LDSA-pitoisuuden vuosikeskiarvot olivat korkeimmat vilkasliikenteisissä ympäristöissä Mäkelänkadulla (18 µm²/cm³) ja Kaivokselassa (17 µm²/cm³). Luukissa vuosipitoisuus oli 6 µm²/cm³ ja pientaloalueilla 8–11 µm²/cm³. Länsisatamassa vuosikeskiarvo oli 10 µm²/cm³.

Pääkaupunkiseudulla mitatut pitoisuudet ovat matalia verrattuna muualla Euroopassa mitattuihin. Esimerkiksi Zürichissä moottoritien ja vilkasliikenteisten katujen varsilla LDSA-pitoisuudet olivat 40–63 µm²/cm³ ja liikenteeltään keskimääräisen kadun varrella 28 µm²/cm³. Kaupunkitaustaa edustavilla mittausasemilla pitoisuudet olivat esimerkiksi Zürichissä 11 ja 19, Lissabonissa 35–89, Leicesterissä 30 ja Barcelonassa 37 µm²/cm³. Liikenteellä mainittiin olleen vaikutusta kaupunkitaustan tuloksiin Zürichissä, Leicesterissä ja Barcelonassa. (Kuula ym. 2019)

Kuvassa 9.1 on esitetty LDSA-pitoisuuksien kuukausikeskiarvot eri mittausasemilla. Polttoperäisten hiukkasten pitoisuudet ovat yleensä matalimmat kesällä, mutta LDSA-pitoisuudet käyttäytyvät toisin. LDSA-pitoisuudet ovat Luukissa kesällä korkeampia kuin muina vuodenaikoina eikä muidenkaan asemien pitoisuuksissa ole havaittavissa selkeää kesäminimiä. Tämä johtunee siitä, että hiukkaset ovat kooltaan ja siten myös pinta-alaltaan kesällä suurempia kuin muina vuodenaikoina. Kesällä muodostuvat luontoperäiset orgaaniset aerosolit, muita vuodenaikoja voimakkaampi säteily ja valokemialliset reaktiot aiheuttavat mahdollisesti hiukkaskoon kasvun (Kuula ym. 2019). Luukin tulokset kuvaavat taustapitoisuuksia, jotka vaikuttavat muidenkin mittausasemien tuloksiin.

Kuvissa 9.2 ja 9.3 on esitetty LDSA-pitoisuuksien vaihtelu vuorokaudenajan mukaan. Liikenteen päästöjen vaikutus näkyy liikenneasemilla Mäkelänkadulla ja Kaivokselassa erityisen voimakkaasti arkipäivinä. Puunpolton vaikutus puolestaan näkyy pientaloalueilla iltaisin ja erityisesti viikonloppuna. Länsisataman LDSA-pitoisuuksissa on havaittavissa laivojen saapumis- ja lähtöaikojen rytmiin liittyviä pitoisuushuippuja. Ne johtuvat pääosin autoliikenteen päästöistä, sillä osa laivamatkustajista liikkuu autoilla ja lisäksi raskaan tavaraliikenteen määrä on merkittävä. Laivaliikenteen päästöillä on luultavasti vain pieni vaikutus LDSA-pitoisuuksiin satamassa hengityskorkeudella, koska laivoissa päästökorkeus on melko suuri.