tr tr tr
kuvakollaasi
www.ilmanlaatu.fi Yhteystiedot ohje Linkit Palaute Sivukartta
palkki ilmanlaatu nyt tarkistetut mittaustulokset ilmanlaadun mittaaminen tietoa ilmansaasteista palkki
varjo
tr
trtrtr
neliöIlmansaasteet
tr
neliöSaasteet ja terveys
tr
neliöIlmanlaatuindeksi
tr
neliöSäädökset ja ohjeet
tr
neliöSyventävää tietoa
 kolmioSeurannan historiaa
trans
 kolmioOtsoni ilmansaasteena
trans
 kolmioMetsäpalot ja ilmanlaatu
trans
 kolmioIlmanlaatu vuosina 2006 ja 2007
trans
 kolmioIlmanlaadun kehittyminen 1994-2007
trans
tr
neliöJulkaisuja
tr
   
   
   
  Tutustu uuteen ilmanlaatusivustoon  
   
 
tr tr
tr Tietoa ilmansaasteista › Syventavää tietoa › Metsäpalot ja ilmanlaatu
tr Metsäpalot ja ilmanlaatu
Erikoistutkija Pia Anttila, Ilmatieteen laitos
03.04.2008
 
Kesällä 2006 laajat alueet eteläisintä Suomea peittyväti useaan otteeseen kaukokulkeutuneisiin metsä- ja maastopalojen savuihin. Metsäpaloepisodeja koettiin kahdessa jaksossa, ensimmäinen jo keväällä huhti-toukokuun vaihteessa ja toinen heinä-elokuussa. Metsäpalot saivat aikaan erityisesti ilman pienhiukkasten (PM2.5) pitoisuuksien kohoamisen. Pahimmillaan maisemat peittyivät savunhajuiseen utuun, joka heikensi näkyvyyden satoihin metreihin.
savua Käpylässä
Kuva 1. Helsingin Käpylä 21.8.2006, klo 16:25. Kuvanottohetkellä näkyvyys oli 2100 metriä (Kaisaniemi/IL) ja pienhiukkasten tuntipitoisuus oli 160 µg/m3 (Kallio/YTV). Valtaosa hiukkasista oli pienhiukkasia, sillä hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuus oli 180 µg/m3.
Savut kulkivat Etelä-Suomen yli
pm10
Kuva 2. Hengitettävien hiukkasten kuukausikeskiarvot 65 asemalla eri puolilla Suomea.
  Suomessa on vasta kourallinen pienhiukkasten mittauksia, joten niiden perusteella ei voi arvioida savujen esiintymisen laajuutta. PM10-mittauksia on runsaasti, mutta keväisen metsä- ja maastopalokulkeuman havaitsemista vaikeutti osittain samanaikainen kaupunkien katupölyjakso. Joka vuosi maalis-huhtikuussa hengitettävien hiukkasten pitoisuudet kohoavat katupölyn vuoksi.

Loppukesällä sen sijaan PM10-pitoisuudet ovat normaalisti varsin matalat. Niinpä elokuisten metsäpalojen vaikutus kohonneina PM10-pitoisuuksina erottui valtaosassa mittauksia (Kuva 2).

Loppukesän metsäpalojen vaikutus ilmeni selvimmin Kaakkois-Suomessa ja etelärannikolla (Kuva 3), mutta myös Hämeenlinnassa, Jyväskylässä ja Vaasassa elokuun hiukkaspitoisuudet olivat yli 50 % korkeammat kuin heinä- ja syyskuussa.

Virolahti etuvartiossa

Ilmatieteen laitoksen Virolahden taustamittausasema Suomen kaakkoiskulmassa sijaitsi pahiten kuormittuneella alueella. Elokuussa siellä mitattiinkin aseman hiukkaspitoisuusennätyksiä (Kuva 4). Seuraavassa esitellään tarkemmin ko. aseman ilmanlaadun mittaustuloksia elokuulta 2006.

pm25 sarja
Kuva 4. Virolahden pienhiukkasten tuntipitoisuudet ja seitsemän päivän liukuva keskiarvo 2004-2006
 
pm10kartta
Kuva 3. Elokuussa 2006 mitatut PM10-pitoisuudet eri asemilla verrattuna heinäkuun ja syyskuun pitoisuuskeskiarvoon.

Paloja Viipurin ympäristössä

Elokuussa metsä-ja maastopaloja oli erittäin runsaasti Venäjällä Moskovan eteläpuolella sekä Valko-Venäjällä ja Ukrainassa. Suomen tilanteen kannalta ratkaisevia olivat kuitenkin suhteellisen harvalukuiset läheisimmät palot Karjalan kannaksella, Viipurin ja Pietarin ympäristöissä (Kuva 5).

MODIS-satelliitti pystyy havaitsemaan jopa aarin kokoisen liekehtivän paloalueen kirkkaalla säällä, mutta pilvisyyteen peittyvät tai kytevät palot eivät näy yhtä hyvin. Elokuussa 2006 lähimmät palot satelliitti havaitsi noin 60 kilomerin päässä Virolahdesta Viipurin lähiympäristössä.

Alueella vallinnut pitkä kuiva jakso edesauttoi palojen syttymistä. Poikkeuksellisen runsaat idänpuoleiset tuulet puolestaan toivat savut Suomeen.

  palot
    Kuva 5. Palojen sijainnit episodin huipun aikaan 12. -14. elokuuta sekä ilmavirtausten kulkureitit Virolahdelle.

Savussa terveydelle haitallisia aineita

Normaalioloissa maaperäpöly, merisuola ja kaukokulkeutuneet sekundaariset hiukkaset (sulfaatti, nitraatti ja ammonium) muodostavat valtaosan taustailman PM10-hiukkasista. Poikkeuksellisesti elokuussa 2006 Virolahdella näiden osuus hiukkasten kokonaismassasta oli vähäinen, pienimmillään vain 10 % kokonaismassasta. Suuret orgaanisen aineksen päästöt ovat tyypillisiä metsä- ja maastopaloille, joten on todennäköistä, että valtaosa Virolahden kohonneesta hiukkaspitoisuudesta oli erilaisia orgaanisia yhdisteitä (Kuva 6).

Hyvissä olosuhteissa kuiva puu palaa puhtaasti, mutta metsä- ja maastopaloissa tilanne ei suinkaan ole paras mahdollinen. Metsäpalojen savukaasu voi sisältää satoja ei-toivottuja kemiallisia yhdisteitä. Puun epätäydelliselle palamiselle tyypillisiä yhdisteitä ovat polysykliset aromaattiset hiilivedyt eli niin sanotut PAH-yhdisteet. PAH-yhdisteet ovat karsinogeenisiä ja lisäävät erityisesti keuhkosyöpään sairastumisen riskiä. Metsäpalojen aikaan Virolahden PM10-hiukkasissa oli kohonneita PAH-pitoisuuksia (Kuva 7).

PM10 jaottelu   PAH vertailu
Kuva 6. Karkea jaottelu PM10-hiukkasten koostumuksesta Virolahdella.. Punainen katkoviiva on PM10 :n vuorokausiraja-arvotaso, joka saa ylittyä 35 kertaa vuodessa.   Kuva 7. Eri PAH-yhdisteiden keskimääräiset pitoisuudet Virolahdella elokuussa 2006. Vertailuaineistolla (valkeat pylväät) hahmotetaan pitoisuuksien normaalitasoa tausta-alueilla.
PAH-yhdisteistä bentso(a)pyreenin pitoisuuksille ulkoilmassa on annettu tavoitearvo: pitoisuuksien vuosikeskiarvon tulee olla alle 1 ng/m3. Virolahdella bentso(a)pyreenin elokuun mittausten keskiarvo oli 0.24 ng/m3, eli selvästi alle ylärajan. Elokuussa mitatatuista kahdestatoista vuorokausinäytteestä vain yhdessä bentso(a)pyreenin pitoisuus ylitti ko. vuosiraja-arvon tason (Kuva 8). Tämä tapahtui 13. elokuuta, jolloin myös PM10-hiukkasten vuorokausipitoisuus oli maksimissaan ja ylitti oman vuorokausiraja-arvotasonsa (50 µg/m3).

Vaikka Virolahdella metsäpalosavuissa mitatut PAH-pitoisuudet ovat kesäiseen maaseutuympäristöön kuulumattomia, ko. pitoisuustaso on varsin yleinen Suomessakin. Kotitalouksien puunpoltto ja liikenteen pakokaasut ovat merkittäviä PAH-lähteitä, joten vilkkaasti liikennöityjen teiden varsilla ja talvisin tiheään asutuilla pientaloalueilla (Kuva 9) pitoisuudet jopa ylittävät nämä Virolahden metsäpalosavuissa mitatut pitoisuudet.

bentsosarja   bentsovertailu
Kuva 8. Bentso(a)pyreenin ja PM10-hiukkasten vuorokausipitoisuudet Virolahdella. Huomaa eri pitoisuusasteikot.   Kuva 9. Bentso(a)pyreenin pitoisuuksia erilaisissa ympäristöissä eri vuodenaikoina.
 

Raskasmetallit tavanomaisella tasolla

Elokuisia hiukkaspitoisuuksia hallitsi ensisijaisesti orgaanisen aineksen kohonneet pitoisuudet. Esimerkiksi raskasmetallien pitoisuudet pysyivät varsin normaalilla tasolla ja niiden ajallinen vaihtelu oli pitkälti riippumaton kokonaishiukkaspitoisuuksien vaihtelusta (Kuva 10). PM10-hiukkasten nikkeli- ja vanadiinipitoisuuksissa näkyi Suomenlahden laivaliikenteen vaikutus.

Myöskään perinteiset kaupunkien ja teollisuuden kaasumaiset saasteet, rikkidioksidi (SO2) ja typen oksidit (NO ja NO2) eivät elokuisen episodin aikana kohonneet mitenkään poikkeukselliselle tasolle. Samoin otsonipitoisuudet pysyttelivät vuodenajalle tyypillisellä tasolla.

  metallit
    Kuva 10. Raskasmetallien pitoisuudet PM10-hiukkasissa

Elohopeaa vapautui ilmaan

Palojen aikaan Virolahdella havaittiin myös poikkeuksellisia elohopeapitoisuuksia. Tätä herkästi höyrystyvää metallia vapautuu ilmaan fossiilisten polttoaineiden ja jätteiden (akut ja paristot!) poltossa ja teollisuudesta. Huomattavasti elohopeaa pääsee ilmaan myös tulivuorten purkauksissa ja metsä- ja maastopaloissa. Metsä- ja maastopalojen kuumuudessa ilmaan vapautuva elohopea on osaksi maankuoressa luonnostaan olevaa elohopeaa, mutta myös kasvillisuuteen ja maan eloperäiseen ainekseen ihmistoiminnan päästöistä vuosikymmenien kuluessa kertynyttä elohopeaa.

Elohopea vapautuu ilmaan kaasumaisena eli elohopeahöyrynä. Ilmakehässä ja ekosysteemeissä elohopeakaasu myöhemmin muuntuu monimutkaisissa reaktioissa toisiksi yhdisteiksi, joiden myrkyllisyys vaihtelee. Myrkyllisin on metyylielohopea, joka muodostuu mikrobitoiminnassa ja joka kertyy ravintoketjuun, varsinkin kaloihin.

Virolahdella mitattiin kaasumaisen elohopean pitoisuutta ilmassa (Kuva 12). Pitoisuudet seurasivat erittäin tarkkaan hiukkasmassan pitoisuutta. Skandinaviassa ilmakehän normaali elohopean taustapitoisuus on noin 1.3–1.6 ng/m3. Korkeimmillaan elohopean pitoisuus ilmassa oli 13. elokuuta, jolloin pitoisuustaso oli normaalitasoon verrattuna kaksinkertainen neljän peräkkäisen tunnin ajan.

elohopeasarja
Kuva 12. Kaasumaisen elohopean ja pienhiukkasmassan tuntipitoisuudet Virolahdella.
 
Elohopean yhdenmukainen esiintyminen hiukkasmassan kanssa ja idänpuoleiset pitoisuushuiput (Kuva 13) viittaavat siihen, että pitoisuushuippujen pääasiallisin alkuperä oli maaperästä ja kasvillisuudesta palamisen yhteydessä vapautunut elohopea.

Ilman kaasumaisen elohopean pitoisuudelle ei on säädetty ylärajaa EU:ssa. Nykykäsityksen mukaan terveydelle haitallinen taso on noin kymmenkertainen Virolahdella mitattuihin korkeimpiin huippuihin verrattuna.

Pitkällä tähtäimellä ihmisten terveyden kannalta merkityksellisempää onkin maaperään sitoutuneen elohopean vapautuminen biogeokemialliseen kiertoon ja sitä kautta rikastuminen ravintoketjuun erittäin haitallisena metyylielohopeana.

  elohopearuusu
Raja-arvot eivät ylittyneet   Kuva 13. Kaasumaisen elohopean tuntipitoisuudet eri tuulensuunnissa elokuussa 2006.
 
Vaikka elokuun savuepisodit olivat niin voimakkaita, että ne pystyi helposti ihmisaistein havaitsemaan, mitkään EU:n asettamat ilmanlaadun raja-arvot eivät ylittyneet. PM10-vuorokausipitoisuus ylitti 50 µg/m3 yhden kerran elokuussa (vuodessa sallittu 35 ylitystä), ja bentso(a)pyreenin yksi vuorokausiarvo ylitti 1 ng/m3 (vuositason tavoitearvo). Kaikilla muilla mitatuilla aineilla ja yhdisteillä jäätiin kauas säädösten mukaisista ylärajoista. (EU:n sääntelemistä yhdisteistä ei Virolahdella mitattu vain bentseeniä ja hiilimonoksidia). EU:n säännöstö kohdistuukin pitkälti kaupunki- ja teollisuussaasteiden rajoittamiseen ja puree huonosti näihin tapauksiin, joissa saaste on valtaosin nopeasti vaihtelevaa orgaanista ainesta. Toisaalta EU-säädösten merkitys pitoisuuksien alentamisessa oli merkityksetön joka tapauksessa, koska kysymyksessä oli kulkeutuminen EU:n ulkopuolelta ja palojen sammutukseen osallistuminen osoittautui käytännössä mahdottomaksi (vuonna 2006).

 
Lähde: Pia Anttila, Ulla Makkonen, Heidi Hellen, Katriina Kyllönen, Sirkka Leppänen, Helena Saari, Hannele Hakola, Impact of the open biomass fires in spring and summer of 2006 on the chemical composition of background air in south-eastern Finland. Atmospheric Environment 42 (2008) pp. 6472-6486.
 
tr
alapalkki
tr