Teksti Kemia-lehti, kuva Jacek Dyląg / Unsplash
Tampereen yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijat ovat tunnistaneet kemiallisen prosessin, joka yllättäen voikin lisätä pienhiukkasten muodostumista kaupunkiympäristöissä. Tutkimus osoittaa, että typpioksidi, jota syntyy pääasiassa liikenteessä, energiantuotannossa ja muissa polttoprosesseissa voi edistää haitallisten pienhiukkasten muodostumista ilmakehässä. Ilmakehätieteessä on pitkään vallinnut päinvastainen käsitys.
Ilmakehätutkijat ovat pitkään pitäneet typpioksidia yhdisteenä, joka hillitsee pienhiukkasten syntymistä edistävien tiivistyvien kaasujen muodostumista ilmakehässä. Uusi tutkimus osoittaa, että typpioksidin vaikutus voi olla päinvastainen joissakin kaupunkiympäristön ilmansaasteissa, kuten aromaattisissa karbonyyliyhdisteissä.
”Typpioksidin on perinteisesti ajateltu estävän aerosolien esiasteiden muodostumista ilmakehässä. Nämä yhdisteet voivat kemiallisten reaktioiden kautta tiivistyä kiinteiksi pienhiukkasiksi. Tutkimustuloksemme kuitenkin osoittavat, että typpioksidi todennäköisemmin edistää esiasteiden muodostumista tietyistä haihtuvista yhdisteistä”, kertoo väitöskirjatutkija Shawon Barua Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
Tutkijat selvittivät, miten aromaattiset karbonyyliyhdisteet käyttäytyvät ilmakehässä, kun niitä vapautuu ajoneuvojen pakokaasuista, teollisuuden prosesseista ja erilaisista kuluttajatuotteista. Edistyneiden laboratoriokokeiden ja laskennallisten mallien avulla he tunnistivat aiemmin tuntemattoman kemiallisen prosessin, joka muuttaa nämä yhdisteet pienhiukkasten esiasteiksi.
”Nykyisissä ilmakehämalleissa ei ole otettu huomioon yleisten ilmansaasteiden välisiä peräkkäisiä hapettumisreaktioita.”
”Havaintomme osoittavat kaupunki-ilman kemian olevan monimutkaisempi ilmiö kuin aikaisemmin on oletettu. Ilmanlaatua ei voida ennustaa tarkasti tuntematta kaikkia pienhiukkasten muodostumiseen vaikuttavia kemiallisia mekanismeja”, sanoo tutkijatohtori Avinash Kumar.
Ilmiö korostuu erityisesti kaupunkiympäristöissä, joissa aromaattisia yhdisteitä ja typpioksidipäästöjä esiintyy usein yhtä aikaa. Tutkijoiden tunnistama kemiallinen prosessi voi olla merkittävä tekijä kaupunki-ilman pienhiukkasten muodostumisessa.
Valtaosa ilmansaasteiden aiheuttamista terveyshaitoista johtuu pienhiukkasista. Niitä on tutkittu jo vuosikymmeniä, mutta hiukkasten syntymekanismia kaupunkiympäristöissä ei vieläkään täysin tunneta.
”Nykyisissä ilmakehämalleissa ei ole otettu huomioon yleisten ilmansaasteiden välisiä peräkkäisiä hapettumisreaktioita. Tämä on todennäköisesti yksi syy siihen, miksi kaupunki-ilman pienhiukkaspitoisuuksien ennustaminen on ollut niin vaikeaa”, sanoo professori Matti Rissanen.
Hän uskoo uusien tutkimustulosten auttavan tutkijoita kehittämään tarkempia ilmakehämalleja, joiden avulla voidaan ennakoida ilmanlaatua sekä arvioida ilmansaasteiden vaikutuksia ihmisten terveyteen ja ilmastoon.
Tutkimusartikkeli ”Nitric oxide can enhance secondary aerosol precursor formation from aromatic carbonyls” julkaistiin 7.5.2026 Nature Communications -lehdessä.
