Liikenne on yksi suurimmista ilmansaasteiden päästölähteistä. Nykyiset henkilöautojen päästörajoitukset eivät vielä ota huomioon tarpeeksi hyvin kaikkia päästökomponentteja, esimerkiksi muutaman kymmenen nanometrin kokoisia hiukkasia, joiden terveysvaikutukset voivat olla merkittäviä.
FM Henri Hakkaraisen väitöskirjatyössä tutkittiin modernien ajoneuvojen pakokaasupäästöjen toksikologisia vaikutuksia ja miten eri polttoaineet, autojen pakokaasun jälkikäsittelytekniikat, sekä ajolämpötila vaikuttavat päästöihin ja niiden haitallisuuteen. Tutkimuksessa terveyshaittojen taustalla vaikuttavien toksikologisten ilmiöiden analysointi perustui solukokeisiin käyttäen niin kerättyjä hiukkasia, kuin solujen suora-altistusta suoraan päästöistä ilma-neste-rajapinnassa.
Tulokset osoittivat, että päästöjen pitoisuudet ja toksikologinen potentiaali vaihtelivat erityyppisten ajoneuvojen välillä. Syitä tähän olivat ajoneuvoissa käytetyt eri polttoaineet sekä päästöjen jälkikäsittelytekniikat.
Erityisesti hiukkassuodattimien vaikutus korostui jälkikäsittelyjärjestelmissä, koska nämä vähensivät hiukkaspäästöjä moninkertaisesti, ja siten myös madalsivat päästöjen haitallisia vaikutuksia solualtistuksissa. Nykyaikaisten dieselmoottorien päästöt ovat erittäin pienet, kun jälkikäsittelytekniikat toimivat. Uusissa dieselautoissa hiukkassuodatin on ollut käytännössä pakollinen jo useamman vuoden ajan, jonka seurauksena uusien bensiiniautojen hiukkaspäästöt ovatkin usein korkeammat kuin dieselautoissa. Lisäämällä hiukkassuodattimien käyttöä bensiinikäyttöisissä-autoissa, myös niiden hiukkaspäästöjä saataisiin vähennettyä huomattavasti.
Tuloksissa havaittiin myös, että suuri osa henkilöautojen pakokaasujen hiukkasista on sääntelemättömien (<23 nm) hiukkasten kokoluokassa, joilla näkyi myös solukokeissa korkeita vasteita. Sen vuoksi tulevissa päästölainsäädännöissä alle 23 nanometrin kokoiset hiukkaset pitäisi pyrkiä ottamaan huomioon.
Lisäksi polttoainejakelussa voisi lisätä uusiutuviin raaka-aineisiin perustuvien aromaatittomien polttoaineiden osuutta, koska näiden polttoaineiden aiheuttamat päästöt olivat pienemmät ja myös vähemmän haitalliset solukokeissa. Tämä antaisi mahdollisuuden yksilötasolla vaikuttaa suoraan myös vanhempien autojen ja raskaan kaluston päästöjen vähentämiseen, johtaen parhaimmillaan merkittäviin kansanterveydellisiin hyötyihin.
Päästölainsäädännöllä on pystytty huomattavasti pienentämään päästöjä sekä niiden haitallisuutta. Tämä tutkimus identifioi ne kohteet, joihin tulisi keskittyä tulevaisuuden päästölainsäädännössä, jotta liikenteen päästöjä voitaisiin vielä tehokkaasti vähentää.
Hakkaraisen väitöstutkimus perustuu useaan artikkeliin, jotka ovat syntyneet isojen tutkimuskampanjoiden seurauksena. Kampanjat on toteutettu Tampereen yliopiston ja VTT:n tiloissa, ja niihin on osallistunut kymmeniä tutkijoita useista eri yhteistyötahoista ja maista. Tärkeimpiä yhteistyökumppaneita ovat Tampereen yliopisto, VTT ja Ilmatieteen laitos. Hakkarainen yhteistyökumppaneineen teki yhden tutkimuskampanjan perusteella keksintöilmoituksen liittyen bensiinipolttoaineeseen, aromaattisten yhdisteiden korvaamiseen polttoaineessa ja miten kyseisellä keksinnöllä voitaisiin vähentää päästöjä.
– Nämä suuret tutkimuskampanjat ovat olleet todella opettavaisia ja mahdollistaneet hyvän verkostoitumisen alan tutkijoihin, Hakkarainen toteaa.
Väitöskirjassa tehty tutkimus liittyy kahteen suureen tutkimushankkeeseen; Business Finlandin rahoittamaan Black Carbon Footprint -hankkeeseen, sekä EU:n rahoittamaan H2020 hankkeeseen, Transport Derived Ultrafines and the Brain Effects (TUBE).
FM Henri Hakkaraisen ympäristötieteen alaan kuuluva väitöskirja Toxicological Effects of Modern Traffic Exhaust - In Vitro Evaluation of Emission After-treatment Technologies, Role of Fuels, and Operating Temperature tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Kuopion kampuksella. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Hanna Karlsson, Karolinska Institutet ja kustoksena professori Pasi Jalava, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on englanti, ja sitä voi seurata verkossa.
Lisätietoja:
Henri Hakkarainen, henri.hakkarainen@uef.fi, +358451333684, @Henri_Hkkrainen
