Pienhiukkaspäästöjen hallinnan menetelmiä

Ilmansaasteet ovat usein otsikoissa kasvihuonepäästöjen takia, ja saasteiden aiheuttamat merkittävät terveysvaikutukset jäävät usein vähemmälle huomiolle. WHO:n (2022) mukaan jopa 99 prosenttia maailman ihmisistä elää alueilla, joilla WHO:n asettamat ohjearvot ilmanlaadulle eivät täyty. Tilanne on pahin kehittymättömissä maissa, mutta myös Suomessa hiukkaspäästöjen vuorokausikeskiarvot ylittävät haitallisena pidetyn rajan useasti erityisesti isoimmissa kaupungeissa. Euroopan unionin alueella energiantuotanto ja -kulutus sekä teollisuus muodostavat noin 75 prosenttia terveydelle haitallisimpana pidetyistä PM2.5-pienhiukkaspäästöistä (Euroopan neuvosto 2023).

Lähikuva tehtaan piipusta, josta nousee valkoista savua.
Kuva 1. Savua tehtaan piipusta. (Gerasimov174 2019, muokannut Juha Virtanen)

Onko ilmansaasteiden vähentäminen realismia?

Vaikka tilanne on globaalisti erittäin huono, näkyy tunnelin päässä kuitenkin valoa. Esimerkiksi EU:n alueella haitallisten pienhiukkasten aiheuttamia ennenaikaisia kuolemia on kyetty vähentämään vuoteen 2020 mennessä jopa 45 prosenttia vuoden 2005 tasoon verrattuna. Vastaavasti pienhiukkasten määrä hengitysilmassa on vähentynyt noin 30 prosenttia. Euroopan unioni on asettanut tavoitteeksi vähentää ennenaikaisia kuolemia 55 prosentilla vuoteen 2030 ja 100 prosentilla vuoteen 2050 mennessä. (European Environment Agency 2022a; European Environment Agency 2022b.)

Viime aikoina energian tuotannossa on tapahtunut siirtymää päästöttömiin energianlähteisiin kuten tuuli- ja aurinkoenergiaan, mutta myös perinteisessä polttoprosessissa päästöjä voidaan vähentää merkittävästi savukaasuja puhdistamalla. Kohteesta riippuen puhdistamista voidaan tehdä joko suodattamalla kuivia savukaasuja tai veden avulla, jolloin myös osa savukaasujen sisältämästä lämmöstä voidaan ottaa talteen. Tyypillisiä märkiä savukaasujen puhdistuslaitteistoja ovat savukaasupesuri ja märkäsähkösuodatin. Molemmissa menetelmissä savukaasuvirtaukseen suihkutetaan merkittäviä määriä vettä, joka poistaa kaasuista mm. raskasmetalleja, orgaanisia aineita, rikki- ja typpiyhdisteitä sekä pölyhiukkasia. Kostutetusta savukaasusta voidaan lisäksi poistaa sähkösuodatuksella jopa 99 prosenttia halkaisijaltaan yli 1µm:n kokoisista pienhiukkasista. (European Commission 2013.)

Teknologisten ratkaisujen soveltuvuutta tulee tarkastella tapauskohtaisesti

Vaikka erilaisia ympäristöteknologiasta sovellutuksia on kehitetty vuosikymmeniä, jopa vuosituhansia (Nazaroff & Alcarez-Cohen 2000, 2), tulee niiden soveltuvuutta erilaisiin kohteisiin ja erilaisille päästöille tarkastella aina tapauskohtaisesti.  Esimerkiksi savukaasuja puhdistettaessa veden avulla tulee varmistua, ettei savupiipusta karkaa lähiympäristölle haitallisia prosessista peräisin olevia vesipisaroita.

Virtanen (2023) on tutkinut opinnäytetyössään vesipisaroiden käyttäytymistä ja talteen ottamista märkäsähkösuodattimessa. Tuloksia voidaan hyödyntää erityisesti sovelluksissa, joissa pisaroiden talteenottoa tehdään keskipaikoisvoimaan perustuvalla erotusmenetelmällä. Virtasen työ on esimerkki siitä, miten aktiivisesti teollisuus osallistuu ja on osallistunut puhtaampien teknologioiden kehittämiseen osana omia tuotekehitysprosessejaan.

Kirjoittajat

Juha Virtanen valmistuu insinööriksi (YAMK) LAB-ammattikorkeakoulun Älykäs teollisuus ja uudet liiketoimintakonseptit -koulutusohjelmasta joulukuussa 2023. Hän työskentelee savukaasujen puhdistuksen parissa Valmet Technologies Oy:ssä.

Pia Haapea on energia- ja ympäristöteknologian yliopettaja LAB-ammattikorkeakoulussa. Hän on työskennellyt pitkään ympäristö- ja terveysmyönteisempiä ratkaisuja edistävien teknologioiden.

Lähteet

Euroopan neuvosto. 2023. Infografiikka – Air pollution in the EU: facts and figures. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://www.consilium.europa.eu/fi/infographics/air-pollution-in-the-eu/

European commission. 2013. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Manufacture of Glass. EUR 25786 EN. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/ff8a3955-d0d0-46f5-8a15-4b638896cb56

European Environment Agency. 2022a. Air quality in Europe 2022. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022

European Environment Agency. 2022b. Sources and emissions of air pollutants in Europe. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022/sources-and-emissions-of-air

Gerasimov174. 2019. Savuputkitehtaassa. iStockphoto.com. Viitattu 13.12.2023. Saatavissa https://www.istockphoto.com/fi/valokuva/savuputkitehtaassa-gm1154622495-314052367

Nazaroff, W.W. & Alvarez-Cohen, L. 2000. Environmental Engineering Science. New York, Chichester, Wenheim, Brisbane, Singapore, Toronto: John Wiley & Sons.

Virtanen J. 2023. Droplet behavior and separation in wet electrostatic precipitator flue gas. YAMK-opinnäytetyö. LAB-ammattikorkeakoulu, tekniikan ala. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112832418

WHO. 2022. Ambient (outdoor) air pollution. Fact sheets 19.12.2022. Viitattu 26.11.2023. Saatavissa https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health