Muut ilmanpäästöt

Pienhiukkaspäästöt

Pienhiukkasia voi muodostua esimerkiksi hiilen, turpeen, puun ja nestemäisten polttoaineiden poltossa. Puun pienpolttoa talokohtaisissa tulisijoissa ja lämmityskattiloissa pidetään merkittävänä pienhiukkasten lähteenä. Puun pienpoltosta aiheutuu pienhiukkasten ohella myös hiilivetyjä ja häkää, ja näiden kaikkien määriin vaikuttavat polttoaine, palamisen täydellisyys ja savukaasujen käsittely. Tutkimusten mukaan kuitenkin liikenteellä on suurin vaikutus hiukkaspitoisuuteen yhdyskunnissa. Pienhiukkaset ovat kooltaan alle 2,5 µm.

Pienhiukkaset voivat olla primäärisiä tai sekundäärisiä. Primäärihiukkaset ovat suoraan ilmaan pääseviä hiukkasia, joita aiheutuu ihmisperäisistä tai luonnon prosesseista. Esimerkkinä primäärihiukkasista voidaan mainita palamisessa muodostuva noki, joka koostuu alkuainehiilestä. Sekundäärihiukkaset muodostuvat ilmassa eri kaasuista, jotka ovat pääosin ihmisperäisiä. Kaasuista voidaan erityisesti mainita rikkikaasu, typpikaasu ja ammoniakkikaasu. Esimerkiksi rikkidioksidi voi muuntua rikkihapoksi, joka muodostaa hiukkasia tai tiivistyy hiukkasten pinnalle.

Terveysvaikutukset

Ilmansaasteet vaikuttavat ihmisten terveyteen ja viihtyvyyteen. Ilmassa leijuvilla pienillä hiukkasilla on merkittäviä terveysvaikutuksia. Pienhiukkaset eivät tartu pienen kokonsa vuoksi hengityselinten pölynpoistomekanismeihin, vaan kulkeutuvat ilman mukana keuhkorakkuloihin asti. Pienhiukkasiin on liitetty muun muassa astman yleistyminen. Pienhiukkasilla on ihmisiin sekä akuutteja että kroonisia vaikutuksia. Suomessa hiukkasalttius on suhteellisen pientä paitsi keväisen hiekoituksen aikaan.

Pienhiukkasten terveysvaikutukset liittyvät erityisesti polttoperäisiin hiukkasiin, kuten liikenteestä ja voimalaitoksista peräisin oleviin hiukkasiin. Suomen ympäristökeskus on arvioinut että jopa 30 % pienhiukkaspäästöistä olisi peräisin hajautetusta lämmityksestä ja pienpoltosta. Näistä päästöistä puun poltto muodostaa valtaosan.

Pitkäaikaisen pienhiukkasaltistuksen vaikutuksia on tutkittu vähän. Tällä hetkellä ollaan hyvin kiinnostuneita siitä, mistä lähteistä peräisin olevat hiukkaset ovat terveydelle vaarallisia eli mikä hiukkasten ominaisuus selittää hiukkasten haitallisuuden ja millä mekanismilla haitat aiheutuvat. Yhtä keskeistä lähdettä tai muuta ominaisuutta, joka selittäisi pienhiukkasten terveysvaikutukset, ei ole pystytty tunnistamaan. Todennäköistä onkin, että erityyppisiin hiukkasiin liittyy erilaisia terveysvaikutuksia. Nämä tiedot olisivat erittäin tärkeitä suunniteltaessa toimia pienhiukkasaltistuksen vähentämiseksi.

Pienhiukkaspäästöjen vähentäminen

Pienhiukkasten aiheuttamat riskit ihmisten terveydelle ovat nousemassa yhdeksi tärkeimmistä lähivuosien ilmansuojelun haasteista. On tehtävä sekä paikallisia toimenpiteitä että pyrittävä vähentämään kaukokulkeumia kansainvälisten päästövähennysneuvottelujen avulla.

Energiantuotannon pienhiukkaspäästöjä on voitu vähentää kehittämällä tuotantotekniikkaa ja siirtymällä sellaisiin tuotantomuotoihin, joissa ominaispäästöt ovat pieniä. Erityisesti hiiltä, turvetta ja öljyä polttavissa kattiloissa on onnistuttu vähentämään pienhiukkaspäästöjä merkittävästi puhdistusmenetelmien kehittymisen myötä.

Suodattimet

Suomessa energiantuotanto- ja teollisuuslaitokset on nykyään varustettu usein sähkö- tai kuitusuodattimilla, jotka vähentävät tehokkaasti hiukkaspäästöjä. Nykyaikaisilla sähkösuodattimilla saavutetaan yli 99 %:n erotusaste ja kuitusuodattimilla erotusaste on yleensä lähes 100 %.

Sähkösuodatin on yleisin hiukkaserotinlaite kiinteitä polttoaineita käyttävissä voimalaitoksissa. Laitteella on pieni painehäviö ja kohtalainen erotuskyky myös pienille hiukkasille (alle 1 um) sekä kyky käsitellä korkeita pölypitoisuuksia. Voimalaitosmittakaavan sähkösuodattimen heikkouksia ovat korkeat investointikustannukset ja suuri tilantarve.

Kuitusuodattimia käytetään yleensä, kun päästörajoitukset ovat erityisen tiukat tai sähkösuodattimesta tulisi pölyn ominaisuuksien takia kallis ratkaisu. Matalilla pölypitoisuuksilla kuitusuodattimet ovat taloudellisin tapa saavuttaa korkea keräystehokkuus. Kuitusuodatin on sähkösuodattimeen nähden yksinkertainen ja investointi kustannuksiltaan kilpailukykyinen. Kuitusuodattimia voidaan valmistaa monista eri materiaaleista (villa, nylon, keraamikuitu, teflon, jne.) riippuen puhdistusprosessin lämpötilasta. Kuitusuodattimista kangassuodatin, jota käytetään usein voimalaitoksissa, on kudottu erilaisista materiaaleista. Voimalaitosten kangassuodattimet ovat yleisimmin ns. letkusuodattimia, joiden erotusaste on myös lähes 100 %. Kuitusuodattimen ongelmia ovat joidenkin savukaasujen tarttuvat partikkelit, kuluminen, painehäviöt ja laitteiston huollon tarve.

Primäärihiukkasten päästötasot ovat alhaiset eikä myöskään tulevaisuuden polttoainevalikoimilla ole merkittävää vaikutusta primäärihiukkasten päästöihin.

Energiantuotannon ja kulutuksen sekä teollisuusprosessien hiukkaspäästöjen kokonaismäärän kehitys tilastojen mukaan sekä tarkastellussa perusskenaariossa, Kioto-skenaariossa sekä päästökauppaskenaariossa, jossa päästöoikeuden hinta on 20 euroa.

Raskasmetallipäästöt

Hiilen, turpeen, raskaan polttoöljyn sekä yhdyskunta- ja teollisuusjätteiden polton yhteydessä vapautuu metalleja kuten elohopeaa, lyijyä, nikkeliä, sinkkiä, kromia ja kadmiumia. Raskasmetallit aiheuttavat terveydellisiä riskejä, sillä ne säilyvät luonnossa pitkään hajoamattomina. Raskasmetallien pitoisuuksien mittaaminen suoraan ilmasta on vaikeaa, sillä niiden määrät ovat aika pienet. Ilman kautta metallit päätyvät laskeumina maaperään, vesistöihin ja maalla viljeltäviin kasveihin. Sitä kautta ne kulkeutuvat edelleen ravinnon mukana eläimiin ja ihmisiin, aiheuttaen elimistöön kertyessään terveydellisiä haittoja.

Raskasmetallipäästöjen vähentäminen

Raskasmetalleja voidaan vähentää käyttämällä raskasmetallipitoisuudeltaan vähäisiä raaka-aineita. Näihin tavoitteisiin voidaan päästä teknisillä ratkaisuilla, puhdistustekniikoilla ja prosessimuutoksilla. Energiantuotannon raskasmetallipäästöt eivät ole kovin suuret verrattuna esimerkiksi teollisuuden metallipäästöihin.