Moottoriajoneuvojen sääntelemättömät pakokaasupäästöt: Merkitys ja mittaustekniikka

Moottoriajoneuvojen sääntelemättömät pakokaasupäästöt ovat aineosia, joille ei nimensä mukaisesti ole lainsäädännössä määräyksiä. Vain hiilimonoksidille (CO), typenoksideille (NOx), kaasumaisille hiilivedyille (HC) ja dieselajoneuvoista hiukkasten kokonaismäärälle on asetettu laissa rajat. Kuitenkin arvioitaessa liikenteen aiheuttamia terveysvaikutuksia ja osuutta ilman laadun huononemiseen ovat sääntelemättömät pakokaasuyhdisteet saamassa entistä suuremman merkityksen. Ilman niiden luotettavaa ja riittävän laaja-alaista määritystä liikennettä koskevan ympäristölainsäädännön kehittyminen ei ole mahdollista. Tärkeimmät liikenteen päästöjen ympäristövaikutukset ovat savusumun muodostuminen taajamissa sekä ilmaston lämpeneminen. Terveysvaikutukset ovat joko akuutteja, kuten hengitystieärsytys, tai pitkäaikaisia, kuten altistuminen karsinogeenisille päästöille. Yhdysvaltojen ympäristöviranomainen (EPA) on määritellyt liikenteen tärkeimmiksi ilmakehään tuottamiksi toksisiksi yhdisteiksi formaldehydin, asetaldehydin, bentseenin, 1,3-butadieenin sekä hiukkaset ja niihin sitoutuneen orgaanisen aineen. Ne tulisi ottaa huomioon uusia polttoainelaatuja, moottoritekniikoita ja pakokaasun jälkikäsittelytekniikoita kehitettäessä. Formaldehydipäästö on jo tietyissä tapauksissa säännelty Yhdysvalloissa. Rajoittamattomuuden vuoksi ei-säänneltyjen komponenttien näytteenotto- ja mittaustekniikat ovat osittain kehittymättömiä ja epäyhtenäisiä. Yleisesti hyväksyttyä mittausmetodiikkaa ei ole. Tässä työssä tarkastellaan ympäristö- ja terveysvaikutusten kannalta tärkeimpien diesel- ja bensiinipakokaasukomponenttien näytteenotto- ja analyysitekniikoiden nykytilaa maailmalla sekä VTT:ssä käytössä olevia menetelmiä. Joitakin VTT:ssä mitattuja, luotettavina pidettyjä tuloksia esitetään. Lisäksi kuvataan haittavaikutusten arviointimenetelmiä, kuten päästön otsoninmuodostuskykyä ilmassa, ja testejä pitkäaikaisten biologisten vaikutusten arvioimiseksi. Myös päästökomponenttien muodostumista, esiintymistä ja merkitystä käsitellään. Tutkimus käsittää tällä hetkellä keskeisimpinä pidetyt ei-säännellyt päästöt, joita ovat yksittäiset hiilivedyt, aldehydit ja muut karbonyyliyhdisteet, alkoholit, N20, semihaihtuva ja hiukkasfaasi sekä niiden sisältämät yhdisteet. Päästöjen polyaromaattiset aineosat (POM) pääasiassa dieselmoottorin hiukkasfaasissa, mutta lisääntyvässä määrin myös bensiinimoottorin semihaihtuvassa sekä hiukkasfaasissa, ovat tärkeitä. Ne ovat kuitenkin monimutkaisuutensa ja pienten määriensä vuoksi erityisen vaativia tutkimuskohteita, esimerkiksi polyaromaattisten hiilivetyjen ja nitro-PAH-yhdisteiden analysointi, ja ovat saaneet tästä syystä erityistä painoa. Myös POMien biologisten vaikutusten (mutageenisuus) arviointia sivutaan. Uusista mittaustekniikoista esitellään VTT:hen hankittu online-FTIR-pakokaasuanalysaattori ja arvioidaan sen soveltuvuutta ei-säanneltyjen pakokaasuyhdisteiden jatkuvatoimiseen monikomponenttianalyysiin raakakaasusta.