Fluxes, trends and source characterisation of atmospheric trace elements

Aerosols are well known to have effects on climate and human health. The chemical composition of aerosols in particular has a profound effect on the latter. Many trace elements (e.g. cadmium, lead and arsenic) found in the particulates as well as mercury (existing mostly in the gaseous form) are considered toxic for humans while deposition of these elements poses risks to the ecosystems. Due to emission abatement strategies, emissions of trace elements have significantly reduced in the recent decades. The overall objective of this thesis was to gain knowledge on the different sources as well as the temporal and spatial changes of atmospheric trace elements in Finland. The thesis was focused on the priority trace element pollutants mercury, arsenic, cadmium, nickel and lead. Also, other elements of interest were studied (aluminium, chromium, cobalt, copper, iron, manganese, vanadium, and zinc). Gaseous, particulate and deposition forms of the elements were investigated. The work was concentrated in background areas far away from possible anthropogenic sources; however, urban and industrial sites were also surveyed. The measurement techniques were partially developed or further validated in this thesis, and partially we utilised measurements conducted as a part of international measurement programmes. Sources of trace elements were studied with source apportionment method using positive matrix factorisation (PMF) and enrichment factors. Enrichment factors were used to characterize the source of a pollutant between natural and anthropogenic, and this grouped the elements from mainly crustal (Al, Fe) to highly anthropogenic origin (As, Cd, Pb, Zn) and others in between. PMF produced a more precise analysis of sources for Pallas, in which trace elements were associated with soil, sea emissions, and various long-range transported sources e.g. copper and nickel smelters in Kola Peninsula, Russia. In addition, magnitude of mercury soil and wetland emissions was investigated at one background site with the chamber technique. The air-terrestrial surface exchange measurements of elemental mercury showed that the soil emissions were found similar to depositional fluxes at the site (but opposite) and larger than the ones observed at wetland. For most trace elements, a clear south-to-north decreasing gradient in both atmospheric concentrations and deposition was observed due to minor local sources and longer distance to the large European source areas in the north than in the south. Additionally, the differences in the length of the snow-cover period have an effect on resuspension of some of the elements. For several elements both in particulate matter (PM) and deposition, statistically significant decreasing trends up to 80 % were detected since the 1990s. For gaseous mercury, no statistically significant trends were found. No statistically significant increasing trends were observed for PM, however, at two sites increases in deposition of single elements were detected.Ilmakehän hiukkasilla on tunnetusti vaikutuksia ilmastoon ja ihmisten terveydelle. Erityisesti näiden hiukkasten kemiallinen koostumus vaikuttaa jälkimmäiseen. Monien ilmakehässäkin esiintyvien raskasmetallien (kuten elohopean, kadmiumin ja lyijyn) tiedetään olevan myrkyllisiä ihmiselle, kun taas näiden laskeuma aiheuttaa haittaa ekosysteemeille. Päästövähennystoimenpiteiden myötä raskasmetallien päästöt ovat yleisesti vähentyneet viime vuosikymmeninä. Tämän väitöskirjan yleisenä tavoitteena oli selvittää ilmakehän raskasmetallien lähteitä sekä ajallisia ja maantieteellisiä trendejä Suomessa. Tutkimus keskittyi erityisen haitallisiin alkuaineisiin elohopeaan, arseeniin, kadmiumiin, nikkeliin ja lyijyyn. Myös alumiini, koboltti, kromi, kupari, mangaani, rauta, sinkki ja vanadiini olivat selvityksen kohteena. Väitöskirjassa on tutkittu näiden esiintymistä kaasumaisena, hiukkasiin sitoutuneena ja laskeumassa keskittyen kaukana päästölähteitä sijaitseviin tausta-alueisiin. Myös kaupunki- ja teollisuusympäristöt olivat kohteena. Tutkimuksessa käytettiin itse kehitettyjä tai validoituja mittausjärjestelmiä sekä kansainvälisissä mittausohjelmissa kerättyä tietoa. Raskasmetallien lähteitä tutkittiin kahdella lähdeanalyysillä. Rikastumiskertoimilla metallit jaettiin luonnosta ja ihmistoiminnasta peräisiin, ja analyysin perusteella suurin osa metalleista oli selvästi peräisin antropogeenisistä lähteistä, kun taas muutamat maaperän pölyämisestä. Yhdellä mittausasemista (Pallas) tutkittiin tarkemmin lähteitä positiivisen matriisin faktoroinnilla (PMF), jonka perusteella raskasmetallien lähteiksi tunnistettiin maaperän pölyäminen, meri, sekä erilaisia kaukokulkeumana vaikuttavia lähteitä, kuten kupari-nikkelisulatot Kuolan niemimaalla. Lisäksi elohopeatasetta tutkittiin ilmakehän ja maaperän/suon välillä kammiomenetelmällä yhdellä eteläisistä tausta-asemista. Tutkimuksessa havaittiin, että elohopeaa haihtui enemmän metsämaasta kuin suolta, ja metsämaasta haihtunut elohopean määrä vastasi karkeasti maahan laskeuman mukana kertynyttä osuutta. Useimpien raskasmetallien ilmapitoisuudet ja laskeuma kohosivat pohjoisesta etelään päin johtuen eroista paikallisissa päästöissä sekä pidemmästä etäisyydestä Euroopan suuriin päästöalueisiin. Myös etelän pohjoista lyhyempi lumikausi vaikutti joidenkin metallien pitoisuuksiin kohottavasti. Useimpien raskasmetallien ilmapitoisuuksien ja laskeuman todettiin vähentyneen tilastollisesti merkitsevästi, enimmillään 80 % 1990-luvun lopusta vuoteen 2018. Sen sijaan kaasumaisen elohopean pitoisuuksissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä muutoksia. Tilastollisesti merkitsevää ilmapitoisuuden nousua ei havaittu millään tutkituista metalleista pohjoisella mittausasemalla; sen sijaan laskeuman osalta kahdella mittausasemalla havaittiin yksittäisten alkuaineiden nousua

Hiukkasmittausten vaatimuksenmukaisuuden todentaminen (HIVATO) 2019-2020

Kansallinen ilmanlaadun vertailulaboratorio varmistaa Suomessa tehtävien ilmanlaatumittausten korkean laadun tekemällä ilmanlaatumittausten auditointeja ja vertailumittauksia. Tässä hankkeessa arvioitiin hiukkasmittausten vaatimuksenmukaisuutta keskittyen erityisesti keskimääräisen altistumisindikaattorin (AEI) määrittämiseen käytettävään mittaukseen. Tutkimuksessa arvioitiin Helsingin Kalliossa mitatun PM2,5-altistumisindikaattorin mittauksen tulosten soveltuvuutta ja edustavuutta Suomessa. Havaittiin, että Kallion mittaus edustaa hyvin keskimääräistä pienhiukkasaltistusta sekä pienhiukkaspitoisuuden vuositrendiä Suomessa. Lisäksi vuodesta 2015 eteenpäin Suomen kaupunkitausta-asemilla tehtyjen PM2,5-mittausten keskiarvot niin asemakohtaisesti kuin asemien yhteisenä keskiarvona alittavat kokonaisuudessaan vuoden 2020 keskimääräisen altistumisindikaattorin enimmäisarvon 8,5 µg/m3, jota käytetään altistumisen vähennystavoitteen arvioinnissa. AEI-mittaukseen käytetyn TEOM 1405 -hiukkasmonitorin mittaustuloksia vertailtiin Kalliossa menetelmästandardin SFS-EN 12341:2014 mukaisella vertailumenetelmällä saatuihin tuloksiin. Havaittiin, että AEI-laskentaan käytettävä Kallion TEOM 1405 -laite täyttää niukasti standardissa määritetyn 25 %:n epävarmuusvaatimuksen ja sillä tehtävän mittauksen laatu riittää altistumisindikaattorin määrittämiseen, vaikka vertailtavat pitoisuudet olivat yleisesti ottaen pieniä eikä menetelmästandardin SFS-EN 16450:2017 mukaisen vertailumittauksen pitoisuusvaatimus täyttynyt vertailujaksolla korkeiden pitoisuuksien puuttuessa. Tässä raportissa esitellään myös tulokset jatkuvatoimisille hiukkasmittalaitteille järjestetyistä vertailumittauksista Virolahdella ja Helsingissä sekä PM10- että PM2,5-hiukkaskokojakeelle sekä näiden lisäksi Kuopiossa ja Lahdessa PM2,5-hiukkaskokojakeelle. Vertailumittauksista saatujen tulosten perusteella määritettiin ensimmäistä kertaa korjauskertoimet FIDAS 200 -hiukkasmittalaitteen PM10- ja PM2,5-mittaukselle Suomessa. Tulosten perusteella FIDAS 200 -hiukkasmonitori soveltuu ulkoilman PM10- ja PM2,5-hiukkaskokojakeiden mittaukseen Suomessa käyttäen tässä raportissa esitettyjä korjauskertoimia, vaikkakin on huomioitava, että kertoimet eivät täytä ekvivalenttisuuden osoittamiselle asetettuja vaatimuksia. Kyseisiä kertoimia on kuitenkin suositeltavaa käyttää siihen asti, kunnes ekvivalenttisuus on osoitettu seuraavassa ekvivalenttisuuden osoittamiskampanjassa. Kahta muuta jatkuvatoimista laitetta (SHARP 5030 ja TEOM 1405) verrattiin referenssikeräimeen Virolahdella ja Helsingissä. Havaittiin, että Kuopion vertailumittauksessa 2014–2015 eri laitteille määritetyt korjauskertoimet eivät aina sovellu eri paikoissa ja eri vuodenaikoina PM10- ja PM2,5-hiukkaspitoisuuksien mittauksiin, koska mittauspaikat ja niiden olosuhteet vaihtelevat. Tämän takia vertailulaboratorio esittää ekvivalenttisuuden osoitusta viiden vuoden välein sekä jatkuvaa ohjelmaa käytettävien kertoimien soveltuvuuden osoittamiseksi paikallisilla vertailumittauksilla, joissa jatkuvatoimisten hiukkasmonitorien mittaustuloksia verrataan vertailumenetelmää vastaan eri paikoissa ja vaihtelevissa olosuhteissa jatkuvana kampanjana pitempiaikaisesti, puolesta vuodesta vuoteen kestävillä paikallisilla vertailuilla. Näillä ns. ongoing-mittauksilla voidaan osaltaan varmentaa Suomessa mitattavien PM10- ja PM2,5-hiukkasmittausten laatu ja vertailukelpoisuus myös varsinaisten ekvivalenttisuuden osoittamiseen soveltuvien vertailumittauskampanjoiden välillä.The National Reference Laboratory for Air Quality (NRL) ensures the high quality of air quality measurements in Finland by organising audits and intercomparison campaigns. In this project, the conformity of the particulate matter measurements was evaluated with a particular focus on the measurement used for calculating the average exposure index (AEI) of Finland. The representativity and applicability of the AEI measurements made at the Kallio station in Helsinki were evaluated. It was noticed that the results of the Kallio measurement represent well the average fine particle (PM2.5) concentrations and the yearly based trend of fine particles in Finland. In addition, the yearly average concentrations of fine particles have been smaller than the AEI limit value of 8.5 µg/m3, at all individual urban background stations in Finland since year 2015. The measurement results made with the PM monitor used for AEI measurement, i.e. TEOM 1405 analyser at the Kallio station, were compared to the results from the reference method that follows the standard SFS-EN 12341:2014. It was noticed that the uncertainty requirement of 25% was reached and therefore the quality of the measurement is sufficient to use it for the calculation of AEI. However, the fine particle concentrations were generally very low and therefore the requirements given in the standard SFS-EN 16450:2017 for an intercomparison against the reference method were not perfectly fulfilled. This report presents also results from intercomparison measurements made for automated continuous measurement systems (AMS). At the Virolahti station and at the Mäkelänkatu station in Helsinki, PM10 and PM2.5 measurements were compared. In Kuopio and in Lahti, intercomparison measurements were made for PM2.5 only. Based on the results from these intercomparisons, the calibration coefficients both for PM10 and PM2.5 were defined for the first time in Finland for a FIDAS 200 analyser that is a new PM monitor in the Finnish market. It was concluded that FIDAS 200 analysers can be used for the PM measurements in Finland when the calibration coefficients are applied for the data; however, one must note that the presented calibration coefficients do not fulfil the requirements given for the demonstration of equivalence (DoE). Nevertheless, these coefficients are recommended to be used until the official coefficients will be delivered from the next DoE campaign. Two AMS (SHARP 5030 and TEOM 1405) were compared to the reference method for the measurements of PM10 and PM2,5 in Virolahti and in Helsinki, respectively. It was revealed that the calibration coefficients based on the DoE in Kuopio (2014–2015) do not always fit ideally at different locations and seasons due to differences in the environmental characteristics of the measurement sites. Therefore, NRL recommends that DoE should be organised every five years and in between the DoE’s so called ongoing-intercomparison measurements should be carried out continuously. In the ongoing-intercomparison, suitability of the calibration coefficients from DoE will be verified in different locations with varying environmental characteristics. The ongoing-intercomparison campaigns should take place at one site from a half a year to one year and after that, the campaign should continue at a different location similarly. This would ensure that the influence of seasonal differences to the suitability of coefficients will be verified at each measurement site

Direktiivin 2004/107/EY mukaisen ilmanlaadun seurannan tulosten oikeellisuuden varmistaminen 2019-2020 (DIRME2019)

Kansallinen ilmanlaadun vertailulaboratorio arvioi tässä hankkeessa ensimmäisen kerran käynnissä olevien ilmanlaadun polyaromaattisten hiilivety- (PAH) ja metallimittausten tulosten oikeellisuutta ja käytettyjä laadunvarmennuskeinoja Suomessa. Hanke kokosi yhteen tiedot direktiivin 2004/107/EY mukaisesta ilmanlaadun seurannasta Suomessa 2000-luvulla. Arvioinnin kohteena oli erityisesti bentso(a)pyreeni ja muut PAH-yhdisteet sekä arseeni, kadmium ja nikkeli PM10:ssä ja laskeumassa. Lisäksi hankkeessa arvioitiin lyijyn ja muiden metallien PM10- ja laskeumamittauksia, kaasumaisen elohopean ja elohopealaskeuman mittauksia sekä lyhyesti muita Suomessa tehtyjä harvinaisempia ilmanlaadun mittauksia kuten haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) ja PM2,5-hiukkasten kemiallisen koostumuksen mittauksia. Hankkeessa suoritettiin metalli- ja PAH-mittausten auditointeja mittauksia toteuttaviin verkkoihin sekä niiden käyttämiin analyysilaboratorioihin. Muiden mittausten osalta arviointi tehtiin suppeasti haastattelujen ja erilaisten saatavilla olevien ilmanlaaturaporttien avulla. Toteutuneita mittauksia selvitettiin myös ilmanlaadun tietojärjestelmästä sekä käyttämällä apuna ilmanlaadun mittausverkkojen asiantuntemusta ja julkaisuja, sillä kaikkia hankkeen aiheeseen liittyviä mittauksia ei ole raportoitu tietojärjestelmään. Auditointeihin osallistui kaikki seitsemän ilmanlaadun metalli- ja PAH-mittauksia vuosina 2019–2020 suorittavaa mittausverkkoa Suomessa. Auditointeja suoritettiin 11 asemalla, kun kyseisiä mittauksia suoritettiin yhteensä 22 asemalla, jakuudessa laboratoriossa. Isojen mittausverkkojen osalta valittiin yksi asema edustamaan verkon toimintaa. Auditoinnilla saatiin tietoa metalli- ja PAH-mittausten vaatimustenmukaisuudesta verrattuna ilmanlaatuasetuksiin ja eurooppalaisiin EN-menetelmästandardeihin. Samalla saatiin yleistä tietoa mittausten suorittamisesta, käytetyistä mittalaitteista ja laadunvarmistusmenettelyistä. Laboratorioauditointien tulokset ovat luottamuksellisia, mutta raportissa on esitetty yleisiä havaintoja auditoinneista, ja mittaajat ovat saaneet tiedon auditointien tuloksista laboratorioiden luvalla. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että käytetyt mittausmenetelmät olivat pääosin referenssimenetelmiä. Kenttätoiminnassa oli siirrytty käyttämään referenssimenetelmiä, joskin ennen vuotta 2018 kolmella verkolla on ollut käytössä muita menetelmiä, jotka ovat voineet aliarvioida pitoisuuksia. Näiden mittausten osalta aiempia mittaustuloksia käsiteltäessä on huomioitava, että mittaustulokset eivät ole vertailukelpoisia referenssimenetelmään. Laboratoriomääritykset oli suoritettu referenssimenetelmällä kahta poikkeusta lukuun ottamatta, joista toinen oli tehty hyväksyttävästi ekvivalentilla menetelmällä ja toisen osalta suositeltiin siirtymistä referenssimenetelmään, mikä toteutui heti 2020 alusta. Joissain tuoreissa mittauksissa laadunvarmistustoiminta ei ollut vielä vakiintunutta. Osa mittausverkoista käytti konsulttia huolto- ja kalibrointitöihin, ja näiden osalta verkko ei ollut aina itse tietoinen tehdyistä toimenpiteistä. EN-menetelmästandardeja noudatettiin mittausverkoissa pääosin hyvin. Virtauksen tarkistuksesta 3 kk välein poikettiin kaikissa verkoissa, ja sen osalta esitettiin parannusehdotuksia useille verkoille. Mittausepävarmuusarvioiden laskentatapaa on syytä kehittää mittausverkoissa. Kunhan mittausverkot ottavat käyttöönsä auditoinneissa esitetyt parannusehdotukset, voidaan katsoa, että mittauksia suoritetaan riittävässä määrin EN-menetelmästandardien mukaan. Selviä tuloksen oikeellisuuteen vaikuttavia tekijöitä ei kenttätoiminnassa havaittu auditoinnin aikana. Sama pätee laboratorioanalyysejä vuonna 2020. Yhden suuntaa-antavia mittauksia suorittavan verkon osalta mittaustuloksia on ollut yli tavoitearvojen, ja mittausten ajallista kattavuutta olisi syytä nostaa.This project summarizes the results from 2000–2020 and evaluates the trueness and the quality control (QC) procedures of the ongoing polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) and trace element measurements in Finland relating to Air Quality (AQ) Directive 2004/107/EC. The evaluation was focused on benzo(a)pyrene and other PAH compounds as well as arsenic, cadmium and nickel in PM10 and deposition. Additionally, it included lead and other metals in PM10 and deposition, gaseous mercury and mercury deposition, and briefly other specific AQ measurements such as volatile organic compounds (VOC)and PM2.5 chemical composition. This project was conducted by the National Reference Laboratory on air quality and this was the first time these measurements were assessed. A major part of the project was field and laboratory audits of the ongoing PAH and metal measurements. Other measurements were briefly evaluated through interviews and available literature. In addition, the national AQ database, the expertise of local measurement networks and related publications were utilised. In total, all the seven measurement networks performing PAH and metal measurements in 2019–2020 took part in the audits. Eleven stations were audited while these measurements are performed at 22 AQ stations in Finland. For the large networks, one station was chosen to represent the performance of the network. The audits included also six laboratories performing the analysis of the collected samples. The audits revealed the compliance of the measurements with the AQ Decree 113/2017, Directive 2004/107/EC and Standards of the European Committee for Standardization (CEN). In addition, general information of the measurements, instruments and quality control procedures were gained. The results of the laboratory audits were confidential, but this report includes general findings, and the measurement networks were informed on the audit results with the permission of the participating laboratories. As a conclusion, the measurement methods used were mainly reference methods. Currently, all sampling methods were reference methods; however, before 2018 three networks used other methods that may have underestimated concentrations. Regarding these measurements, it should be noted the results are not comparable with the reference method. Laboratory methods were reference methods excluding two cases, where the first was considered an acceptable equivalent method. For the other, a change to a reference method was strongly recommended and this realized in 2020. For some new measurements, the ongoing QC procedures were not yet fully established, and advice were given. Some networks used consultant for calibration and maintenance, and thus they were not fully aware of the QC procedures. EN-Standards were mostly followed. Main concerns were related to the checks of flow and calculation of measurement uncertainty, and suggestions for improvement were given. When the measurement networks implement the recommendations given in the audits, it can be concluded that the EN-Standards are adequately followed in the networks. In the ongoing sampling, clear factors risking the trueness of the result were not found. This applies also for the laboratory analyses in 2020. One network had concentrations above the target value, and the indicative measurements should be updated to fixed measurements

Ulkoilman SO2-, NO- ja O3-mittausten kansallinen vertailumittaus sekä ilmanlaatumittausten laatujärjestelmä- ja kenttäauditointi 2017

Neljäs kaasumaisten yhdisteiden vertailumittauskampanja sekä mittausasemien kenttä- ja laatujärjestelmä-auditointi suoritettiin Suomen ilmanlaadun mittausverkoille vuoden 2017 aikana. Vertailumittauksessa kaasu-komponentit olivat rikkidioksidi (SO2), typpimonoksidi (NO) ja otsoni (O3). Vertailupitoisuudet eri komponenteille koostuivat kahdesta eri pitoisuudesta, joista toinen edusti alhaista pitoisuutta ja toinen korkeahkoa pitoisuutta. Lisäksi kullekin komponentille suoritettiin nollatason mittaus. Mittaustulosten raportointi vertailuun osallistuneilta tahoilta edellytti korjatut tulokset jokaisesta vertailumittauksesta sekä arvion mittaustulosten epävarmuudesta. Vertailu-mittauksiin osallistui 21 mittausverkkoa 31:stä ilmanlaadun seurantaa suorittavasta mittausverkosta. Näissä vertailu-mittauksia suoritettiin yhteensä 80 mittausta 28:lla eri mittausasemalla. Pitoisuusvertailujen ohessa suoritetussa kenttä- ja laatujärjestelmäauditoinnissa pyrittiin selvittämään mittausverkon laatujärjestelmän laajuus ja toimivuus. Pääpaino oli erityisesti mittausmenetelmää kuvaavien standardien vaatimusten toteutuminen kentällä tehtävissä laadunvarmennus-toimissa. Auditoinnissa tarkasteltiin kaasumaisten komponenttien mittausten lisäksi ulkoilman hiukkasmittauksia. Tässä raportissa esitetään vertailumittausten sekä kenttä- ja laatujärjestelmäauditoinnin tulokset sekä johtopäätökset. Raportoiduista SO2-tuloksista 22 tulosta 24:stä oli hyväksyttäviä. NO:n osalta 38 tulosta 40:stä oli hyväksyttäviä. O3:n osalta 14 tulosta 16:sta oli hyväksyttäviä. SO2:n, NO:n ja O3:n osalta yhteensä 92,5 % tuloksista oli hyväksyttäviä, mutta korjaavien toimenpiteiden jälkeen kaikki mittausverkot tuottivat hyväksyttävän vertailutuloksen. Mittausepävarmuusarvion oli laatinut noin 86% osallistuneista mittausverkoista. Laatujärjestelmä- ja kenttäauditointien tulokset olivat ylipäätään hyviä. Mittausverkot ovat laatineet menetelmäohjeita mittausaseman sijoittamisesta, mittausmenetelmistä, laadunvarmennustoimista, tulosten käsittelystä ja raportoinnista. Laatujärjestelmiä on kehitetty viime auditoinnin jälkeen. Mittausverkkojen ylläpitämistä laatu-järjestelmistä 16 oli kattavia, neljä oli rakenteilla ja kahdella mittausverkolla laatujärjestelmä oli pääasiallisesti dokumentoitu, mutta se ei ollut aktiivikäytössä. Kaikissa verkoissa oli toimivat tietojen keruu- ja käsittelyohjelmistot. Ilmanlaatumittausten tulokset oli jäljitetty kansalliseen vertailulaboratorioon joko suoraan mittausverkkojen ylläpitämillä tai välillisillä kalibroinneilla, joskin kalibrointivälit eivät aina täyttäneet EN-menetelmästandardeja (EN 14211, EN 14212, EN 14625). Välillisistä kalibroinneista suurin osa oli ulkoistettu yhdelle konsultille, jonka jäljitettävyys kansalliseen vertailulaboratorioon oli ylläpidetty säännöllisillä kalibroinneilla. Kaasumittausten laadunvarmennustoimet olivat pääasiallisesti em. EN-menetelmästandardien mukaisia, joskin poikkeuksiakin oli. Hiukkasmittausten osalta laadunvarmennustoimissa tavattiin eniten vaihtelevuutta eri verkkojen välillä ja tätä on syytä kehittää

Impact of Surface-Active Guanidinium-, Tetramethylguanidinium-, and Cholinium-Based Ionic Liquids on Vibrio Fischeri Cells and Dipalmitoylphosphatidylcholine Liposomes

We investigated the toxicological effect of seven novel cholinium, guanidinium, and tetramethylguanidinium carboxylate ionic liquids (ILs) from an ecotoxicological point of view. The emphasis was on the potential structure-toxicity dependency of these surface-active ILs in aqueous environment. The median effective concentrations (EC50) were defined for each IL using Vibrio (Aliivibrio) fischeri marine bacteria. Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) liposomes were used as biomimetic lipid membranes to study the interactions between the surface-active ILs and the liposomes. The interactions were investigated by following the change in the DPPC phase transition behaviour using differential scanning calorimetry (DSC). Critical micelle concentrations for the ILs were determined to clarify the analysis of the toxicity and the interaction results. Increasing anion alkyl chain length increased the toxicity, whereas branching of the chain decreased the toxicity of the ILs. The toxicity of the ILs in this study was mainly determined by the surface-active anions, while cations induced a minor impact on the toxicity. In the DSC experiments the same trend was observed for all the studied anions, whereas the cations seemed to induce more variable impact on the phase transition behaviour. Toxicity measurements combined with liposome interaction studies can provide a valuable tool for assessing the mechanism of toxicity.Peer reviewe

Ilmanlaadun mittausohje 2017

Suomen ilmanlaadun seurantaa säätelevät suurelta osin EU:n ilmanlaatua koskevat direktiivit. Ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia säädellään sitovien raja-arvojen ja tavoitearvojen avulla. Myös kansalliset ohjearvot ovat edelleen voimassa ja niitä käytetään suunnittelun tukena, mutta niiden merkitys on vähenemässä. Raja-arvoja valvoviksi asemiksi kutsutaan niitä ilmanlaadun mittausasemia, jotka täyttävät ilmanlaatudirektiivien kriteerit ja joiden pitoisuustiedot toimitetaan EU:lle. Raja-arvopitoisuuksia valvovien mittausasemien lisäksi ilmanlaatua seurataan mittausverkoissa laajalti erilaisista paikallisista tarpeista, mikä on ollut aikanaan lähtökohta useimpien ilmanlaatumittausten aloittamiselle. Ilmanlaatua seurataan ensisijaisesti hyvän ilmanlaadun turvaamiseksi paikallisille asukkaille ja ympäristölle. Ilmanlaatua mitataan lisäksi muun muassa yksittäisten päästölähteiden vaikutusten arvioimiseksi, asukkaiden valitusten vuoksi, ympäristölupaehtojen täyttämiseksi sekä jatkuvan ilmanlaadun seurannan tarvetta arvioitaessa. Tämä ohje koskee ilmanlaadun mittaamista osana ilmanlaadun seurantaa. Ohjeessa käsitellään ilmanlaatulainsäädäntöä, mittaustarpeen arviointia, mittausten suunnittelua, tekemistä ja laadunvarmennustoimenpiteitä, laatujärjestelmän sisältöä, raportointia sekä tiedottamista. Ohjeen tarkoituksena on kehittää mittausten laatua, luotettavuutta, edustavuutta ja vertailtavuutta sekä luoda edellytyksiä ilmanlaadun mittaustulosten monipuoliselle hyödyntämiselle. Ilmatieteen laitos päivitti ilmanlaadun mittausohjetta edellisen kerran vuonna 2004 ja nyt mittausohjetta on edelleen laajennettu ja päivitetty ajan tasalle

Miljögifter med långväga spridning i Finlands nordliga områden –LAPCON

Raportissa luodaan katsaus Suomen pohjoisille alueille kaukokulkeutuvista ympäristömyrkyistä, niiden esiintymisessä tapahtuneista muutoksista ja tulevaisuuden kehityksestä. Elohopeaa ja pysyviä orgaanisia ympäristömyrkkyjä (POP-yhdisteitä) esiintyy nykyään kaikkialla. POP-yhdisteitä kulkeutuu Pohjois-Suomeen ilman välityksellä, mutta myös ihmisen kuljettamana materiaaleissa Elohopean ja POP-yhdisteiden pitoisuudet ympäristössä ovat yleensä Pohjois-Suomessa matalampia kuin etelämpänä. Osa POP-yhdisteistä esiintyy elinympäristössämme ennen kaikkea erilaisissa tavaroissa, kuten muoveissa ja tekstiileissä, ja niille altistumisessa kaukokulkeuman osuutta on vaikea erottaa lähiympäristön päästöistä. Pohjois-Suomen olosuhteissa ihmisen altistuminen ravintoketjun kautta ympäristömyrkyille on nykytiedon mukaan selvästi vähäisempää kuin varsinaisen Arktisen alueen väestöllä, jonka merellisen ruokavalion ympäristömyrkkypitoisuudet ovat huomattavasti korkeammat. Ilmastonmuutos voi kuitenkin vaikuttaa aineiden kulkeutumiseen Lappiin, mikäli jo kierrosta poistuneita aineita vapautuu esimerkiksi jäätiköiden sulamisessa. Tulosten perusteella on tehty joukko toimenpide-ehdotuksia, jotka liittyvät kansainvälisten sopimusten velvoitteiden hoitamiseen, haitallisten kemikaalien seurantaan, riskien hallintaan, biomonitorointiin ja viestintään. Haitallisten aineiden mittaamiseksi ja aineiden käyttäytymisen mallintamiseksi annetaan suosituksia. Tiedon kerääminen on osa globaalia kemikaalien riskien arviointi- ja hallintatyötä, johon Suomen tulee osallistua omalla osuudellaan. Suomen kannalta keskeiset riskitekijät voidaan tunnistaa vain tuottamalla omaa tietoa ja osallistumalla kansainvälisiin arviointeihin. Viestinnän tulisi jatkossa perustua entistä enemmän tutkittuun tietoon, todellisten riskien tunnistamiseen ja avoimeen, monisuuntaiseen kommunikointiin. Hankkeen tuloksia ja päätelmiä voidaan hyödyntää puhtaan luonnon virkistyskäytön ja luonnosta saatavien elintarvikkeiden hyödyntämisen edistämisee

Kaukokulkeutuvat ympäristömyrkyt Suomen pohjoisilla alueilla - LAPCON

Raportissa luodaan katsaus Suomen pohjoisille alueille kaukokulkeutuvista ympäristömyrkyistä, niiden esiintymisessä tapahtuneista muutoksista ja tulevaisuuden kehityksestä. Elohopeaa ja pysyviä orgaanisia ympäristömyrkkyjä (POP-yhdisteitä) esiintyy nykyään kaikkialla. POP-yhdisteitä kulkeutuu Pohjois-Suomeen ilman välityksellä, mutta myös ihmisen kuljettamana materiaaleissa Elohopean ja POP-yhdisteiden pitoisuudet ympäristössä ovat yleensä Pohjois-Suomessa matalampia kuin etelämpänä. Osa POP-yhdisteistä esiintyy elinympäristössämme ennen kaikkea erilaisissa tavaroissa, kuten muoveissa ja tekstiileissä, ja niille altistumisessa kaukokulkeuman osuutta on vaikea erottaa lähiympäristön päästöistä. Pohjois-Suomen olosuhteissa ihmisen altistuminen ravintoketjun kautta ympäristömyrkyille on nykytiedon mukaan selvästi vähäisempää kuin varsinaisen Arktisen alueen väestöllä, jonka merellisen ruokavalion ympäristömyrkkypitoisuudet ovat huomattavasti korkeammat. Ilmastonmuutos voi kuitenkin vaikuttaa aineiden kulkeutumiseen Lappiin, mikäli jo kierrosta poistuneita aineita vapautuu esimerkiksi jäätiköiden sulamisessa. Tulosten perusteella on tehty joukko toimenpide-ehdotuksia, jotka liittyvät kansainvälisten sopimusten velvoitteiden hoitamiseen, haitallisten kemikaalien seurantaan, riskien hallintaan, biomonitorointiin ja viestintään. Haitallisten aineiden mittaamiseksi ja aineiden käyttäytymisen mallintamiseksi annetaan suosituksia. Tiedon kerääminen on osa globaalia kemikaalien riskien arviointi- ja hallintatyötä, johon Suomen tulee osallistua omalla osuudellaan. Suomen kannalta keskeiset riskitekijät voidaan tunnistaa vain tuottamalla omaa tietoa ja osallistumalla kansainvälisiin arviointeihin. Viestinnän tulisi jatkossa perustua entistä enemmän tutkittuun tietoon, todellisten riskien tunnistamiseen ja avoimeen, monisuuntaiseen kommunikointiin. Hankkeen tuloksia ja päätelmiä voidaan hyödyntää puhtaan luonnon virkistyskäytön ja luonnosta saatavien elintarvikkeiden hyödyntämisen edistämiseen.Tämä julkaisu on toteutettu osana valtioneuvoston vuoden 2015 selvitys- ja tutkimussuunnitelman toimeenpanoa (tietokayttoon.fi)