Puun pienpoltto on tärkeä energiantuotantotapa, joka aiheuttaa huomattavia pienhiukkas- ja kaasupäästöjä, joiden terveys- ja ympäristövaikutukset ovat merkittäviä. Puupolttoisten takkojen päästöt sisältävät runsaasti hiiltä sisältävää orgaanista aerosolia, jonka muutuntaa ilmakehässä FM Anni Hartikainen tarkastelee väitöskirjassaan. Orgaanisten hiukkaspäästöjen massan havaittiin kaksinkertaistuvan ilmakehässä nopeasti ja päästön koostumuksen muuntuvan läpi sen eliniän. Ilmakehämuutunta tulisikin huomioida esimerkiksi päästölaskelmissa ja päästöasetuksia tai puhdistustekniikoita kehitettäessä.
Puun pienpoltosta vapautuu runsaasti kaasumaisia orgaanisia yhdisteitä, joiden hapettuminen ilmakehässä johtaa uuden hiukkasmassan muodostumiseen. Muodostuvaan hiukkasmassaan vaikuttaa myös tuoreen päästön sisältö. Epätäydelliset palamisolosuhteet, kuten kostean puun käyttö tai hidas sytytystapa, lisäävät orgaanisia kaasumaisia päästöjä merkittävästi, mikä kasvattaa myös ilmakehässä muodostuvan orgaanisen hiukkasmassan määrää. Myös ilmakehän olosuhteet vaikuttavat päästön käyttäytymiseen: pimeässä tapahtuva muutunta eroaa selvästi päiväaikaisesta, valokemiallisesta ikääntymisestä, johtaen erilaisten yhdisteiden muodostumiseen ilmakehässä.
Ilmakehän olosuhteita simuloitiin laboratoriossa kahdella Itä-Suomen yliopiston ILMARI-tutkimusympäristössä (www.uef.fi/ilmari) kehitetyllä muutuntareaktorilla. Seuraamalla muutuntaa ikäännytyskammiossa uuden hiukkasmassan havaittiin muodostuvan pääosin jo ensimmäisten ilmakehäolosuhteissa vietettyjen tuntien aikana. Päästöjen valokemiallista altistusta varten kehitetyllä jatkuvasyöttöisellä virtausreaktorilla päästö puolestaan ikäännytettiin nopeasti vastaamaan eri ikääntymisaikoja ilmakehässä, jolloin eri reaktioväylien merkityksien huomattiin vaihtelevan päästön eliniän aikana.
Ilmakehän reaktioiden vaikutus puun pienpolton päästön terveysvaikutuksiin on todennäköisesti huomattava, sillä hiukkasmassan ja -koon lisäksi muun muassa päästön sisältämien terveydelle haitallisten yhdisteiden, kuten karbonyylien ja polysyklisten aromaattisten yhdisteiden, määrä ja koostumus muuttuvat päästön ikääntyessä. Orgaanisen päästön muuntuminen voi vaikuttaa myös esimerkiksi ravinteiden kulkeutumiseen ilmakehässä ja hiukkasten ilmastovaikutuksiin.
FM Anni Hartikaisen ympäristötieteen alaan kuuluva väitöskirja Transformation of organic aerosol from residential wood combustion during atmospheric aging processes (Puun pienpoltossa muodostuvien orgaanisten päästöjen muutunta ilmakehäprosessien aikana) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Andrea D’Anna Napolin yliopistosta ja kustoksena apulaisprofessori Olli Sippula Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on englanninkielinen ja järjestetään Snellmanian auditoriossa SN201 ja verkossa 21.8.2020 klo 12 alkaen.
