Ihminen onnistui valloittamaan nopeasti koko maailman. Ihmiskunnasta uhkaa kuitenkin tulla oman menestyksensä uhri. Ilma on jo nyt niin saastunutta, että se tappaa joka vuosi seitsemän miljoonaa ihmistä.
Ilman hiilidioksidipitoisuus on nykyään suurempi kuin miljooniin vuosiin. Suurkaupungeissa kärsitään savusumusta, ja kaikkein kaukaisimmillakin takamailla ilma sisältää nokihiukkasia ja ympäristömyrkkyjä, vaikka luonto on puhdas.
Ilmastonmuutos vain pahentaa asiaa. Polttamalla kivihiiltä, öljyä ja maakaasua aiheutetaan ilmaa pilaava ketjureaktio, ja huonosta ilmanlaadusta kärsii tätä nykyä ainakin kymmenesosa ihmiskunnasta.
Onneksi se kekseliäisyys, josta ongelmat johtuvat, auttaa myös ratkaisemaan niitä. Insinöörit kehittävät täyttä häkää ilmaa puhdistavaa tekniikkaa. Hyvä esimerkki keksinnöistä on asfaltti, johon savusumu imeytyy.
Kun ilmasto lämpenee, maastopalot yleistyvät. Ne ovat merkittäviä ilmansaasteiden lähteitä. Pelkästään Yhdysvalloissa häviää palamalla jopa 40 000 neliökilometriä luontoa vuodessa, ja käännettä parempaan lienee turha odottaa.
Hiilidioksidi on vanha velka
Suurin ilmastohaaste on ilmakehän hiilidioksidimäärä. Yhteyttävät eliöt käyttävät hiilidioksidia, mutta ravintoketjuun sitoutunut hiili vapautuu ilmakehään hengityksessä ja kuolleiden eliöiden maatuessa.
Syvällä maan uumenissa eloperäiselle jätteelle tapahtuu kuitenkin jotain muuta. Koska sieltä puuttuu happi ja siellä vallitsee suuri paine, kuolleista kasveista ja eläimistä syntyy hitaasti – miljoonien vuosien kuluessa – kivihiiltä, öljyä ja maakaasua. Kun näitä fossiilisia polttoaineita käytetään, muinoin varastoitunut hiili palaa kiertoon.
Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ilmaistaan suhdeyksiköllä ppm (parts per million, miljoonasosa). Luku kertoo siis hiilidioksidin osuuden ilmasta. Ennen teollistumista se oli noin 280 ppm.
Kun kivihiiltä ja öljyä alettiin käyttää muun muassa työkoneiden, sähkölaitosten ja autojen energialähteenä, ilman hiilidioksidimäärä lähti kasvuun. Ihmistoiminnan hiilidioksidipäästöt on arvioitu 1,5 biljoonaksi (1 500 000 000 000) tonniksi. Niiden vuoksi ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on noussut jo yli 400 ppm:ään – ja siten ilmastoa muuttavalle tasolle.
50 prosenttia kasvaa maastopalojen määrä vuoteen 2100 mennessä lähinnä siksi, että ilmasto lämpenee.
Siitä, että hiilidioksidipitoisuus kieppuu 400 ppm:n tienoilla, ei ole suoranaista vaaraa. Makuu- tai luokkahuoneessa, jossa on puutteellinen ilmanvaihto, voidaan mitata 2 000–3 000 ppm:n pitoisuuksia, ja vasta noin 5 000 ppm aiheuttaa monille päänsärkyä ja huimausta.
Äkillinen hengenvaarallinen myrkytys uhkaa vasta, kun pitoisuus on 30 000–40 000 ppm. Silti ilmakehän 400 ppm on vakava asia: se voimistaa kasvihuoneilmiötä pidättämällä auringonlämpöä. Siksi maapallon keskilämpötila nousee, jäätiköt sulavat ja merenpinta kohoaa.
Maastopalot saastuttavat
Ongelmakenttä on kuitenkin laajempi. Ilmaston lämpeneminen vaikuttaa ilmakehään muutenkin kuin lämmittämällä ilmaa. Se aiheuttaa itsestään jatkuvan ja vaikeutuvan tilan, jossa ilmanlaatu huononee huononemistaan.
Ilmastonmuutos tuo mukanaan pitempiä helle- ja kuivuusjaksoja, ja kun on kuumaa ja kuivaa, maastopalojen riski kasvaa. Kasvillisuuden palaminen voi olla huono asia paitsi paikallisluonnon myös kaikkien maanosien ilmanlaadun kannalta.
Yhdysvaltojen sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAA tilastoi sikäläisiä maastopaloja. Ne ovat yleistyneet erityisesti maan länsiosissa.
Vuonna 2021 Yhdysvalloissa paloi maastoa 22 000 neliökilometriä. Pinta-ala on kaksi kertaa niin suuri kuin Varsinais-Suomen maakunta – ja peräti neljä kertaa niin suuri kuin Yhdysvaltojen pitkäaikainen keskiarvo.
Voimakas auringonpaiste edistää savusumun syntymistä. Ilmansaasteista kärsitään esimerkiksi Shanghaissa Kiinassa.
Asfaltti imee ilmasta saasteita
Kaupunkien lämpeneminen lisää savusumuja, ja alailmakehän otsonimäärä kasvaa. Katujen ja jalkakäytävien titaanioksidia sisältävä valokatalyysipinnoite voi vähentää ilmansaasteita.
1. Auringonvalo hajottaa yhdisteitä
Kun fossiilisista polttoaineista syntyvät typen oksidit (NOx) saavat Auringon ultraviolettisäteistä lisää energiaa, happiatomi irtoaa typpidioksidista (NO2). Jäljelle jää typpioksidia (NO) ja vapaita happiatomeja (O).
2. Osista muodostuu otsonia
Kun vapaat happiatomit yhtyvät ilman happimolekyyleihin (O2), syntyy otsonia (O3). Alailmakehän – savusumun sisältämä – otsoni on terveyteen vaikuttava ilmansaaste, joka ärsyttää ja vahingoittaa hengitysteitä ja keuhkoja.
3. Pinnoite ehkäisee otsonia
Kun kulkuväylien kivi- tai asfalttipinta pinnoitetaan titaanioksidilla (TiO2), otsonia tuottava ketjureaktio estyy. Titaanioksidin vaikutuksesta typen oksideista syntyy veteen liukenevaa nitraattia (NO3). Kasvit käyttävät nitraattia typen lähteenä.
NOAA on paitsi päätellyt, että kuivempi ja kuumempi ilmasto lisää maastopaloja, myös arvioinut, että jo asteen nykyistä korkeampi keskilämpötila kuusinkertaistaa Yhdysvaltojen länsiosissa vuoden aikana palavien alueiden kokonaispinta-alan.
YK ennustaa, että maastopalojen määrä kasvaa 50 prosenttia vuoteen 2100 mennessä. Niinpä tulevaisuudessa yhä suurempi osa ihmiskunnasta kärsii niistä.
Maastopalo ei vain tuhoa kasvillisuutta paikallisesti. Se myös saastuttaa ilmaa.
Hiukkaset leijuvat kauan
Ilmaa pilaavista aineista erityisen vaarallisia ovat pienhiukkaset, joihin viitataan lyhenteellä PM2,5. Kirjaimet tulevat englannin kielen sanoista particulate matter ja luku tarkoittaa läpimittaa, joka on enintään 2,5 mikrometriä eli millimetrin tuhannesosaa. Millimetrin matkalle voi mahduttaa 400 tällaista pienhiukkasta.
Keltaisella merkityt PM2,5-pienhiukkaset, joiden läpimitta on alle 2,5 millimetrin tuhannesosaa, eivät ole läheskään yhtä paksuja kuin hius (musta).
Näin pienet hiukkaset voivat leijua ilmassa viikkoja ja kulkeutua tuhansien kilometrien päähän. Kun niitä hengitetään, ne pääsevät helposti syvälle keuhkoihin. Pienhiukkaset voivat ärsyttää ja vahingoittaa hengitysteitä ja keuhkoja ja terveyshaitoillaan lyhentää elinikää.
Arvostetussa Nature-tiedelehdessä vuonna 2021 julkaistun tutkimuksen mukaan maastopaloista peräisin olevat PM2,5:t ovat kaikkein haitallisimpia tämän kokoluokan pienhiukkasia.
Kuva maastopaloista peräisin olevien saasteiden ja ennenaikaisten kuolemien yhteydestä on vielä epätarkka. On kuitenkin esitetty, että niissä kaupungeissa, joissa kärsitään ilmanlaatuongelmista, nokihiukkasten määrän kasvu aiheuttaa lisää kuolemantapauksia.
Tiheään asutuilla seuduilla ilmaa saastuttavat muun muassa liikenteen päästöt. Tavallisia haitta-aineiden lähteitä ovat muun muassa ajoneuvojen dieselmoottorit, renkaat ja jarrut. Koska ilmanlaatu on usein hyvin huono pääväylien varrella, saksalainen keksijä Robert Krüger ideoi siirrettävän suodattimen.
60 000 kuutiometriä tunnissa pystyy puhdistamaan hiukkasista siirrettävä Purevento S-60 -ilmansuodatin.
Kontin kokoinen Purevento City Air Cleaner S-60 voidaan sijoittaa esimerkiksi vilkkaaseen risteykseen, jossa mitataan suuria saastepitoisuuksia.
Purevento puhdistaa 60 000 kuutiometriä tunnissa painamalla ilman sekä mekaanisten että kemiallisten suodattimien läpi. Se poistaa muun muassa 85 prosenttia PM2,5-pienhiukkasista.
Kaupunkien vilkkaimmilla kaduilla ilmaa voi olla haitallista hengittää. Pahimmissa ongelmapaikoissa saasteita on mahdollista vähentää Pureventon kaltaisilla suodattimilla.
Ilmanpuhdistin on ollut koekäytössä valmistajan päätoimipaikassa Hampurin eteläpuolella ja niin ikään Pohjois-Saksassa sijaitsevassa Kielissä. Pureventolla pyritään estämään epäpuhtauksien määrää ylittämästä suurinta sallittua pitoisuutta ja vähentämään typen oksideja.
Auringonpaisteesta harmia
Typen oksidit – NOx – huonontavat kaupunki-ilman laatua. Niitä syntyy, kun poltetaan kivihiiltä, öljyä ja maakaasua. Näistä jo sinänsä terveydelle haitallisista yhdisteistä muodostuu ongelmallista otsonia auringonvalon myötävaikutuksella.
3 tapaa VAIKUTTAA
Tankkaa illalla
Kun polttonestesäiliön täyttää päivällä, auringonsäteet tekevät bensiinihöyryistä otsonia. Monissa kaupungeissa, joissa on kesällä hyvin kuumaa, suositellaan tankkaamaan polttomoottoriauto vasta auringonlaskun jälkeen. Vaihtamalla sähköautoon voit pienentää paikallista otsonikuormaa.
Luovu tulisijasta
Suurimpia haitallisten pienhiukkasten lähteitä on puun pienpoltto. Asuntojen tulisijat, kuten takat ja kamiinat, saastuttavat ilmaa niin paljon, että niiden tiliin on arvioitu menevän pelkästään Euroopassa jopa 60 000 kuolemantapausta vuodessa. Päästöjä syntyy, vaikka poltettaisiin kuivaa puuta nykyaikaisessa uunissa.
Hylkää dieselmoottori
Dieselöljyllä käyvä polttomoottori tuottaa paljon terveydelle haitallisia pienhiukkasia. Ennen vanhaan dieselajoneuvot tupruttivat yleisesti mustaa savua, mutta EU alkoi vaatia jo yli kymmenen vuotta sitten, että uudet autot varustetaan hiukkassuodattimella. Se on pienentänyt päästöjä, mutta savuttavia autoja on liikenteessä paljon.
Otsoni oli 1980-luvulla jatkuvasti esillä, sillä silloin puhuttiin paljon otsonikadosta. Oli havaittu, että maapalloa 15–35 kilometrin korkeudessa ympäröivään otsonikerrokseen oli revennyt aukkoja. Yläilmakehän otsoni suojaa Auringon ultraviolettisäteilyltä, mutta alailmakehässä otsoni on vahingollinen kaasu, joka voi liittyä savusumuun.
Kun auringonsäteet osuvat typen oksideihin, ne irrottavat yhdisteistä happiatomeja. Kun ne yhtyvät ilman happeen (O2), syntyy otsonia (O3).
Silmiä ja hengitysteitä ärsyttävä otsoni voi vahingoittaa keuhkoja ja ilmeisesti myös altistaa sellaisille aivorappeumasairauksille kuin Alzheimerin tauti ja siten lyhentää elinikää. Siellä, missä ilmastonmuutos tarkoittaa auringonvalon määrän kasvua, typen oksideista (NOx) saattaa muodostua enemmän otsonia.
Ratkaisu voi löytyä jalkojen juuresta: titaanioksidiin perustuva kulkuväylien pinnoite imee itseensä savusumua. Aine sitoo typen oksideja ja muuttaa niitä nitraatiksi, joka liukenee veteen – esimerkiksi silloin, kun sataa.
WHO:n arvion mukaan ilmansaasteet tappavat vuosittain seitsemän miljoonaa ihmistä ja määrä vain kasvaa ilmastonmuutoksen vuoksi. Ehkä puhdistimet ja päällysteet antavat ihmiskunnalle vähän hengähdysaikaa, kun ilmastokuormaa pienennetään – myös paremman ilmanlaadun hyväksi.