11.2014 arhiiv

Majandus | News | Ökoloogia | Tehnoloogia

Peenosakeste peened ohud. Kas puuküttest saab minevik?

18.11.2014

See Tiit Kändleri lugu ilmus ajakirja Inseneeria oktoobrinumbris.

 

Me vajame õhku nagu õhku. See lause ei ole tautoloogia. Üha enam ei hinga inimene sisse mitte ainult õhku, vaid ka mitmeid õhus olevaid aineid, millest suure osa on paisanud atmosfääri ja seega ka sissehingatavasse õhku tema ise. Nõnda on lugu ka üha enam tervise- ja keskkonnakaitsjate keeles kõlavate peenosakestega. Viimastel aastakümnetel on peenosakestele lisandunud veel nanoosakesi, uue tehnoloogia kurvavõitu saadikud. Sageli kipuvad erinevad õhku saastavad osakesed sassi minema. Püüan allpool veidi korda majja saada.

Peenosakestest, nõnda nagu ka teistest õhus olevatest ainetest poleks mõtet palju rääkida, kui nood ei ähvardaks meie tervist. Euroopa Liidu pädevad institutsioonid on õhu puhtust uurinud aastakümneid, on seda tehtud ka Eestis. Ühiselt on jõutud järeldusele, et õhu saastamine on praegusel ajal keskkonna saastamistest Euroopas esimese numbri häda. Pakutakse välja ka seda, kui palju enneaegseid surmasid toob kaasa saastunud õhu hingamine. Kuid need arvud on suuresti suvalised, sõltuvad tõenäosuste hindamise metoodikast ning siinkohal pole arvude väärtused olulised. Oluline on see, et probleem ei vähene, vaid kasvab.

 

Peenosakeste peen maailm

Peenosakesed, millele siinkohal keskendume, on õhus lendlevad ning mitmetest allikatest nagu kütmine, autosõit, teetolm, olmetegevus vallanduvad osakesed. Neid nimetatakse lühidalt PM (particulate matter) ja jagatakse suuruse, täpsemalt osakese suurima läbimõõdu järgi. PM10 tähistab osakesi läbimõõduga alla 10 mikromeetri, PM2,5 alla 2,5 mikromeetri ja PM1 alla ühe mikromeetri. Pisemate osakeste maailma poole edasi liikudes satume juba nanoosakeste maailma, need on osakest läbimõõduga all 100 nanomeetri.

Mida tuua nendele suurustele võrdluseks? Inimese peenima ihukarva läbimõõt on 20 mikromeetrit, mis tähendab, et peenosakeste puhul kõneleme me kaks kuni 200 korda pisematest osakest. Mis veel pisem, selle pistab inimene naoosakeste kasti.

Erineva suurusega osakesed mõjuvad meie tervisele erinevalt. See, mida EL ohtlikuna silmas peab, on peenosakesed. Nende puhul on kindlalt tõestatud näiteks vähki tekitav toime, aga ka muude haiguste võimalik vallandumine.

Nanoosakestega on veidi teine lugu. Neid on uuritud vähem, nanotoksikoloogia ehk nanoosakeste mürgisuse uurimine elusolenditele tekkis alles kümmekonna aasta eest ja nõnda ei ole ka nende mõju inimese tervisele veel nii selge kui peenosakeste mõju. Üks on kindel: naoosake on nõnda tilluke, et pääseb takistamatult läbi keharaku ja nõnda jõuab kopsust verre ja sealtkaudu paljudesse organitesse. „Nanoosakeste vähkitekitav mõju ei ole veel lõplikult tõestatud,“ kommenteerib Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadlane Anne Kahru, kelle juhitav uurimisrühm on aastaid uurinud erinevate naoosakeste mõju oma mudelloomadele, näiteks tillukestele luminestsentsanduriga varustatud bakteritele. Kõige üldisemalt saab nende töö võta kokku, et kahtlemata on mõju olemas, sõltuvalt nanoosakese koostisest.

Sellised uuringud on üha olulisemad, kuna maailma nanotehnoloogiaturg kahekordistub iga 3 aastaga. 2015. aastal umbes triljon USA dollarit.

Selle aasta 29. mail Teaduste Akadeemia peamaja saalis toimunud seminaril esitasid nano- ja peenosakeste kohta tehtud uuringute tulemusi Eesti ja Itaalia teadlased.

Nanoosakesi ei tooda mitte ainult inimene oma autode diiselmootorites või kütteseadmetes, neid paiskab atmosfääri vulkaanipurse ja metsatulekahju – jaanituledest kõnelemata. Viimase kümne aastaga on selgunud, et nanoosakeste ja bioloogiliste olendite vastasmõju on väga oluline. Ja mida enam inimene kasutab nanoosakestega rikastatud näokreeme ning sõidab diiselmootoriga autodega, mis võivad küll olla varustatud katalüsaatorseadmetega, mis vähendavad mõningaid heitmeid, ent mitte nanoosakesi, seda olulisem on mõista, mida inimene peaks tehnoloogia üha suurema nanostumise ajastul tegema. Asbest, suurimaid nanoosakeste allikaid ehitustes, on nüüdseks keelatud. Selle asemel asub tegutsema üha suurem valik naoosakesi.

Nano.ManteccaAMilano-Bicocca Ülikooli teadlane Paride Mantecca juhtis tähelepanu, et autokumm kaotab oma eluea jooksul paar kilogrammi massist ja sellest saavad enamjaolt nanoosakesed. Tema andmetel on nanoosakeste kontsentratsioon õhus eriti suur Põhja-Itaalias, Eestis veel suurt häda pole. „Eriti suur on kontsentratsioon talvel,“ ütles ta. Ja läkas sujuvalt üle peenosakestele: „Osakeste mürgisus meie kopsudele sõltub nende suurusest.“

Väiksemad osakesed on mürgisemad. Kõige mürgisemad on need, mida me üldse ei näe. Mantecca hinnangul lüheneb Põhja-Itaalia elanike eluiga peenosakeste sissehingamise tõttu 12–36 kuud. Oodatud eluiga on seal pisem kui Põhja-Soomes. Nõnda siis. Kuulsast Vahemere dieedist, tänu millele itaallased kauem tervena elavad kui põhjamaalased, Mantecca ei kõnele. Tema rõhutab, et mürgisus sõltub osakeste kogumassist. Selge on see juba Paracelsuse aegadest – doos teeb mürgi. „Küsimus on osakeste kogupinna pindalas,“ ütles Mantecca, ja see on pisematel osakestel suhteliselt suurem ehk „nanoosakesed on ohtlikumad kui diisel ise.“

Nanoosakesi paiskab õhku suitsetamine – sealhulgas ka e-sigaretid –, nanode sekka kuuluvad ka viirused ja bakterid. „Olulise osa annab puu põletamine ahjudes,“ kinnitas Mantecca, põhjendades talve suuremat saastumist.

¤

¤

Puuküte ja toiduküpsetamine

Siin algab ala, mis tõsiselt Eestit puudutab. On väga oluline teada, milliseid peen- ja nanoosakesi puudega kütmine õhku paiskab, kui ohtlikud need on ja kui suure osa peenosakeste koguhulgast antud paigas moodustavad osakesed, mis pärinevad puuküttest. Möödunud aasta kevadel Brüsselis toimunud Rohelisel Nädalal keskenduti õhule ja esitleti mitmeid puukütte saastamisega seotud uuringuid. Kuid andmeid, mis võrdleks puukütte saastuse osatähtsust teiste saasteallikatega, näha polnud. Avaldasin selle kohta Eesti Päevalehes artikli „Puuküte teeb Euroopa õhusaastajatele muret“, kus kirjutasin ka keskkonnavoliniku Janez Potočniku vastuse, kui talt küsisin, kas siin pole tegu millegi sarnasega nagu hõõgniidiga pirnide keelustamine. Näeme ju, et nüüdseks on need uuesti poodides, ainult et kümme korda kallimana. Keeld näib olevat käivitanud toreda äriprojekti. Janez Potočnik sellist seost ei näinud ja kinnitas, et see on iga riigi otsustada, mille ta ära keelab või mida piirata tahab. Peame ometi meeles pidama, et hõõgpirnide keelustamise poolt hääletasid kõik Eesti Europarlamendi saadikud, selle kiitis heaks ka Riigikogu. Miks mitte peljata, et nõnda juhtub ka puuküttekolletega?

Artikkel pakkus palju huvi Euroopa Komisjoni esindajale Eestis Hannes Rummule, kes nimetas seda teema tõstetust muude koledate asjade seas ka paanika külvamiseks. Kui ei muud, siis selgub sellest reaktsioonist, et asi on tõepoolest aktuaalne.

Nano.BuanannoASelles valguses on ülihuvitavad Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikooli teadlase Giorgio Buonanno uuringud. Mida pisemad on osakesed, seda raskem on neid välja filtreerida. Looduslik foon on sada kuni tuhat peenosakest kuupsentimeetris, Tallinna-suguses linnas on see arv kümme korda suurem, kiirteedel suurim.

Suurim eriti peente peenosakeste kontsentratsioon on tööpäeviti, neid hõljub õhus ka kaks tundi pärast liikluse vaibumist. „Põhiline ultrapeenosakeste hulk satub inimese kopsu kokandusest,“ kuulutas Buonanno ülaltuslikul moel, „ja meil Itaalias valmistatakse sööki lahtisel gaasitulel, kui Austraalais ei tehta kodus üldse ise süüa.“

Lapsed saavad suurima peenosakeste doosi tippajal koolimineku puhul, koolis kaitsevad neid seinad. Koju jõudnud, satuvad nad jälle toiduküpsetamisest pärit peenosakesi hingama. Koolis aga on kõige ebatervislikumad paigad üllatuslikult võimlad. „Liikumine vallandab põrandalt hulgaliselt ühe kuni kümne mikromeetrise läbimõõduga osakesi,“ kinnitas Buonanno oma uuringutele toetudes.

„Ohtlikud on nii sääsetõrje kui küünlad kohvikutes,“ lisas ta. Ja kõige ohtlikum veel on e-sigarett. Seevastu prügipõletusjaamad töötavad peenosakeste mõttes puhtalt. „Prügipõletustehas on puhtam kui põllumajandus,“ ütles Buonanno.

„Kõige ohtlikum on see, mida me ei näe,“ hoiatas ka Tartu Ülikooli teadlane Hans Orru, kes on keeruliste seireseadmetega mõõtnud peenosakeste sisaldust erinevates Eesti paikades. „Kõige kõrgem PM10 sisaldus on õhus varakevadeti linnades,“ kinnitas ta. Siis sulab üles saast, mille talvel seob enesega lumi, tänavad muutuvad tolmuseks. „Tartus on PM2,5 sisaldus kõrge talvel,“ väidab Orru, põhjendades seda ahiküttega. Kuid puuküttest saastamise muster on üle Eesti keerukas ning andmeid selle kohta, milline protsent peenosakestest tuleb kindlas paigas puuküttest, milline teistest allikatest nagu liiklus, küpsetamine ja muu olmetegevus või tööstus, pole piisavalt. Eesti Keskkonnauuringute Instituudis on labor, mis mõõdab puukütteahjude emissiooni ning selles saadavad tulemused täienevad üha.

Tundub, et praegu ei saa me veel tõsikindlalt otsustada, millistes paikades ja kui palju me peaksime puukütteahjusid kas välja vahetama või suitsu filtreerima. Tasub aga meeles pidada Buananno mõõtmistulemusel põhinevat tõde: „Toa mõju võib olla suurem kui õuel.“ Nii et kui lähete suvilasse ja istute enamjaolt oma suvemajatoas, keetes ja küpsetades, võite hingata sisse enam peenosakesi kui linnas jalutades.

Inimene on üls ehitatud nanotehnoloogia põhiselt. „Elusrakk on minitehas, mis sisaldab suure kogu pühendunud nanoskaalas valgumasinaid, mis on miljardite evolutsiooniaastate käigus optimeerinud,“ ütles ameerika biokeemik Bruce Alberts. Nõnda on ka keskkonnas ringlevatel nanoosakestel inimesega vähem või rohkem ohtlikult asja.

 

Fotod: Tiit Kändler

Nanoosakese maailm

Paberileht                                           100 000 nanomeetrit (nm)

Inimese peenim ihukarv                     20 000 nm

Punased vererakud                            8000 nm

Bakterid                                             1000 nm

Antikehad                                          10 nm

Rakumembraan ja membraanipoor    6–10 nm

Glükoosimolekul                                1 nm

Kullaaatom ja vee molekul                0,3 nm

Vesinikuaatom                                   0,1 nm

 

 

Nanoosakese uued omadused nanomaailmas

Suurem pinna pindala ja ruumala suhe

Suurem pinna reaktsioonivõime

Uued elektroonilised, optilised ja mehaanilised omadused

 

Inimkonna viis tehnikarevolutsiooni

1780–1840                 aurumasin, tekstiilitööstus, mehaanikatööstus Ühendkuningriikides

1840–1900                 raudtee, elekter, terasetööstus Inglismaal, Saksamaal ja USAs

1900–1950                 elektrimootorid, rasked kemikaalid, autod ja tarbekaupade masstootmine enamjaolt USAs

1950 tänaseni             sünteetika, orgaaniline keemia, arvutid Jaapanis ja USAs

Tänapäevast                nanotehnoloogia ja molekulide tootmine, juhivad USA, Hiina või India

 

 

 

Peenosakeste (PM) ja nanoosakeste bioloogilised efektid

 

PM mürgisus ei sõltu ainuüksi kontsentratsioonist.

Bioloogilised efektid varieeruvad sõltuvalt osakeste suurusest ja aastaajast.

PM keemilise koostise osa (ning seega selle PM osatähtsus teiste emissiooniallikate seas) sõltub raku vastuvõtlikkusest konkreetsele osakesetüübile.

PM vallandab eelkõige põletikulisi protsesse organismis.

Peen- ja nanoosakeste osised pärinevad peamiselt põlemisest ja nende bioloogiline aktiivsus seondub põhiliselt vähki tekitava mõjuga.

 

Põlemisprotsessides vallanduvad peen- ja nanoosakesed

 

Kütus                          PM2,5                         PM10

 

Bensiin                       0.52%                         0,45%

Kivisüsi                      0,72%                         0,73%

looduslik gaas             1,01%                         0,94%

kütteõli                       1,26%                         1,13%

diisel                           19,65%                       17,02%

puit                             56,14%                       49,51%

teised                          20,7%                         30,22%

Allikas: Milano-Bicocca Ülikool

 

 

Nanoosakeste kontsentratsioon õhus

 

100–1000 osakest kuupsentimeetris              sisekontinentidel ja meredel

10 000                                                            maapiirkondades

50 000                                                            linnakeskkonnas

üle 100 000                                                    kiirteede kõrval ja suure päikesekiirguse korral

 

Allikas: Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikool

 

 

Ajalugu | News | vaata.imet

Ühendatud anumad: Hiina, ENSV ja Soome Vabariik

18.11.2014

 

Hiina.MuinasjuttMäletan lapsepõlvest Hiina muinasjuttude raamatuid. Neid ilmus 1950. aastatel suhteliselt palju. Tõlgiti vene keelest, pildid joonistas venelane, Hiina asjatundja N. Kotšergin. Mõtlesin vahepeal põhjuseks, et siis ju püüti arendada Hiina ja Nõukogude vankumatut sõprust. Mille lõppemisel lõppes ka lasteraamatute tõlkimine. Ajaloo tahavaatepeeglisse sattus hiljuti artikkel soomlaste populaarteaduslikus ajakirjas Tieetessa tapaahtuu (5/2014). Seal trükitud tabelist selgub, et kui 1940. aastatel ja sajandi eelnevatel aastakümnetel avaldati soome keeles keskmiselt kaks Hiina raamatut kümne aasta kohta, siis 1950. aastatel oli see arv 21, mis langes 1960. aastatel 9 peale, 1990. aastatel tõusis 17-ni.

Kommentaar? Õitsegu tuhat roosi (või kuidas Mao sõnastaski).

Tiit Kändler

 

Telli Teadus.ee uudiskiri