Itä-Suomen yliopiston ympäristö- ja biotieteiden laitoksen johtamassa tutkimuksessa havaittiin, että puun panospolton hiukkaspäästöt lisääntyvät merkittävästi päästön ikääntyessä ulkoilmassa, jo noin kolmen tunnin aikana. Päästön lisääntyminen johtui erityisesti niin sanotun sekundäärisen orgaanisen aerosolin (SOA) muodostumisesta, jossa poltosta vapautuneita kaasumaisia orgaanisia yhdisteitä hapettuu ilmakehässä ja tiivistyy hiukkasiin. Havainto on merkittävä, koska tällä hetkellä päästöinventaarioissa ei huomioida polttolaitteiden SOA-päästöjä laisinkaan.
Tutkimukset tehtiin Itä-Suomen yliopiston ILMARI-tutkimuslaboratoriossa yhteistyössä Ilmatieteenlaitoksen kanssa, osana eurooppalaista HICE Helmholtz Vitual Institute -tutkimusverkoston toimintaa. Laboratoriokokeissa havaittiin, että erityisesti tulisijan puupanoksen syttymisen yhteydessä vapautuu runsaasti orgaanisia kaasumaisia aineita, jotka muodostavat sekundäärisiä hiukkaspäästöjä ilmakehässä. Sytyttämistavan havaittiin vaikuttavan merkittävästi päästön suuruuteen. Erityisen korkeita päästöjä muodostuu, jos poltetaan liian kosteaa puuta. Sen sijaan muun muassa pellettikattila ei tuota juurikaan SOA-päästöjä.
Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että sillä on merkitystä vapautuuko päästö ilmaan valoisaan vai pimeään vuorokauden aikaan. Pimeäikääntymisessä SOA-päästöjen muodostuminen oli vähäisempää, mutta sen aikana havaittiin muodostuvan ilmakehäaktiivisia organonitraattiyhdisteitä, joiden päästölähteet ovat olleet suurelta osin hämärän peitossa. Ilmakehän hiukkasfaasin nitraattiyhdisteistä 34–44 prosenttia on havaittu olevan organonitraattimuodossa. Päästöjen Ikääntymisprosessista kerätyn mittausdatan yksityiskohtainen analyysi toi myös esille, että suurin osa puun poltossa syntyvistä primäärisistä orgaanisista hiukkaspäästöistä (POA), muuntui ilmäkehäikääntymisen aikana, toisin kuin aikaisemmin oli ajateltu.
Aerosolien ikääntymisessä tapahtuvilla muutoksilla on merkitystä päästöjen terveys- sekä ilmastovaikutuksiin ja niitä selvitetään parhaillaan osana kansainvälistä, monitieteistä tutkimusverkostoa. Suomen akatemian ASTRO-kärkihankkeessa palamispäästöjen ikääntymistutkimusta tehdään soveltamalla siihen uutta erikseen kehittyä virtausreaktoria, jossa ilmakehäikääntymistä voidaan skaalata tunneista viikkoihin täydentäen merkittävästi kammiossa tehtäviä tutkimuksia.
Viite alkuperäiseen artikkeliin:
Transformation of logwood combustion emissions in a smog chamber: formation of secondary aerosol and changes in the primary organic aerosol upon daytime and nighttime aging. Tiitta, P., Leskinen, A., Hao, L., Yli-Pirilä, P., Kortelainen, M., Grigonyte, J., Tissari, J., Lamberg, H., Hartikainen, A., Kuuspalo, K., Kortelainen, A., Virtanen, A., Lehtinen, K. E. J., Komppula, M., Pieber, S., Prevot, A. S. H., Onasch, T. B., Worsnop, D., Czech, H., Zimmermann, R., Jokiniemi, J., and Sippula, O., Atmos. Chem. Phys., 16, 13251-13269, doi:10.5194/acp-16-13251-2016, 2016.
Time-resolved analysis of primary volatile emissions and secondary aerosol formation potential from a small-scale pellet boiler. Hendryk Czech, Simone M. Pieber, Petri Tiitta, Olli Sippula, Miika Kortelainen, Heikki Lamberg, Julija Grigonyte, Thorsten Streibel, André S. H. Prévôt, Jorma Jokiniemi, Ralf Zimmermann. Atmos. Environ. Accepted. 2017. doi:10.1016/j.atmosenv.2017.03.040