Mikrobeja sisältävät puhdistusaineet rasvan ja öljyn poistamisessa kovilta pinnoilta

Mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden käyttö on viime vuosina lisääntynyt erityisesti ammattimaisessa siivouksessa. Niitä markkinoidaan ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona perinteisille kemikaaleille. Mikrobeja sisältävät puhdistusaineet ovat vakiinnuttaneet asemansa hajujen poistajina ja orgaanisen aineen syöjinä putkista. Joitakin mikrobeja sisältäviä puhdistusaineita suositellaan käytettäväksi ravintolan lattian puhdistamiseen. Ravintoloissa haasteena on lattioiden vaikeasti puhdistettava rasvainen lika. Kandidaatintyössä selvitettiin mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden etuja ja haittoja perinteisiin puhdistusaineisiin verrattuna. Tietoa haettiin puhdistusaineiden toimintamekanismeista, puhdistustehosta, aineissa käytetyistä mikrobeista, mikrobikonsentraatioista, mikrobien ominaisuuksista ja mahdollisista turvallisuusriskeistä. Teoriassa mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden avulla voidaan pienentää ympäristöön joutuvien kemikaalien määrää, saada perinteisiä kemikaaleja pitempi vaikutusaika ja haitattomammat lopputuotteet: vesi ja hiilidioksidi. Tutkimuksia mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden toimivuudesta käytännön tilanteissa on saatavilla varsin niukasti. Kirjallisuusselvityksen perusteella havaittiin, että mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden toimintamekanismeja ja puhdistustehoa ei ole tieteellisesti todistettu. Kirjallisuusselvityksen perusteella selvästi yleisin mikrobisuku, jonka jäseniä lisätään puhdistusaineisiin, on Bacillus. Seuraavaksi yleisimpiä puhdistusaineissa käytettyjä mikrobisukuja ovat Bifidobacterium, Lactobacillus, Rhodopseudomonas ja Saccharomyces. Osa käytetyistä mikrobeista ei teoriassa vaikuta sopivalta kovien pintojen puhdistukseen. Käyttöliuoksen mikrobikonsentraation raja-arvoiksi saatiin kirjallisuuden perusteella 1×10^5–5×10^9 pmy/ml. Mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden käyttö ei näytä lisäävän ilmassa olevien mikrobien määrää huolestuttavalla tavalla. Puhdistusaineisiin lisätyt bakteerit eivät näytä yksinään aiheuttavan allergiaa. Tutkimustietoa mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden terveys- ja ympäristövaikutuksista kaivataan lisää. Tuotteiden laadunvalvonta on olennaista, jos tuotteita halutaan käyttää ravintolan lattian puhdistukseen, koska ruokaan ei saa päätyä taudinaiheuttajia

Ajotilanteiden vaikutuksia maakaasukäyttöisen työkonemoottorin ikääntyneen aerosolin ja mustan hiilen päästöihin

Liikkuvat työkoneet tuottavat ihmisten terveyteen ja ilmastoon vaikuttavia pakokaasupäästöjä kuten hiilidioksidia, hiilimonoksidia, typen oksideja, palamattomia hiilivetyjä ja pienhiukkasia. Pienhiukkaset voivat aiheuttaa ihmisille ennenaikaisia kuolemia sekä verenkiertoon, hengitysteihin ja keuhkoihin liittyviä sairauksia, ja ne voivat jäähdyttää tai lämmittää ilmastoa. Musta hiili on hiilestä koostuvaa ainetta, joka absorboi vahvasti näkyvää valoa ja voi siten aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Monet työkoneista käyttävät polttoaineena raakaöljystä jalostettua nestemäistä dieselpolttoainetta, mutta hiilineutraaliustavoitteet lisäävät sähköisten ja vaihtoehtoisia polttoaineita hyödyntävien moottoreiden määrää. Näiden muutosten vaikutuksia kaikkiin pakokaasupäästöihin tutkitaan. Tässä työssä mitattiin hiukkaspäästöjä maakaasumoottorista. Tutkimusmoottorin suunnittelun tavoitteena oli ollut saada dieselmoottorista kaasumoottori mahdollisimman vähillä muutoksilla. Moottori käytti polttoaineenaan paineistettua maakaasua, joka sytytettiin sytytystulpilla. Se toimi stoikiometrisellä ilman ja polttoaineen seossuhteella ja pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmänä toimi kolmitiekatalysaattori. Pakokaasun ikääntymistä ilmakehässä simuloitiin hapettavassa läpivirtausreaktorissa. Työssä mitattiin hiukkasmassaspektrometrillä ja mustan hiilen analysaattorilla kuinka paljon ikääntynyttä hiukkasmassaa voi syntyä erilaisissa ajotilanteissa ja minkälainen on hiukkasten kemiallinen koostumus. Tasaista ajoa sisältävässä syklissä (NRSC-sykli) päästöjen määrä, kemiallinen koostumus ja sen perusteella myös hiukkasten lähteiden osuudet vaihtelivat suuresti, kun moottoria ajettiin erilaisilla vääntömomenteilla ja nopeuksilla. Epäpuhtainta palaminen oli matalan kuorman ajomoodeissa ja täydellisintä keskinopeuden ja keskikuorman ajomoodissa. Mustan hiilen osuus hiukkasmassasta oli ajomoodista riippuen välillä 0–91 %, mikä on huomattavasti enemmän kuin aiemmin julkaistuissa tutkimustuloksissa maakaasumoottoreilla. Kuumakäynnistetyssä nopeasti muuttuvaa ajoa sisältävässä ajosyklissä (NRTC-sykli) palamisilmasta peräisin olevat nitraatti (NO3-) ja ammonium (NH4+) hallitsivat hiukkasten koostumusta. Kylmäkäynnistys kasvatti NRTC-syklin alun orgaanisen aineen ja mustan hiilen päästöjä, mutta toisaalta sen aikana havaittiin hyvin vähän tai ei ollenkaan ammoniumnitraatin muodostumista. Mustaa hiiltä syntyi tasaisessa ajossa NRSC-syklin aikana 1,8 mg/kWh, mikä oli vähemmän kuin muuttuvassa ajossa NRTC-syklin aikana 3,2 mg/kWh. Mustan hiilen päästöt tutkimusmoottorista muuttuvassa ajossa olivat lähellä samankaltaisen dieselmoottorin päästöjä. Tulosten perusteella tässä prototyyppimoottorissa on vielä kehitettävää, jotta voiteluöljyn joutumista palamiseen, todennäköisesti männän tiivisterenkaiden ohi, voitaisiin ehkäistä. Vaihtoehtoisesti musta hiili voitaisiin suodattaa pois hiukkassuodattimella, mutta moottori saattaisi edelleen olla sekundäärisen ammoniumnitraatin lähde, jota voi muodostua kaasumaisista lähtöaineista kolmitiekatalysaattorin jälkeen ja ilmakehässä kuten tässä työssä käytetyssä läpivirtausreaktorissa muodostui. Tulosten perusteella moottorin stabiilimpi ajaminen vähentää ikääntynyttä hiukkasmassaa ja mustaa hiiltä muuttuvaan ajamiseen verrattuna, mikä kannustaa esimerkiksi erilaisten hybridiratkaisujen kehittämiseen

Mikrobeja sisältävät puhdistusaineet rasvan ja öljyn poistamisessa kovilta pinnoilta

Mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden käyttö on viime vuosina lisääntynyt erityisesti ammattimaisessa siivouksessa. Niitä markkinoidaan ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona perinteisille kemikaaleille. Mikrobeja sisältävät puhdistusaineet ovat vakiinnuttaneet asemansa hajujen poistajina ja orgaanisen aineen syöjinä putkista. Joitakin mikrobeja sisältäviä puhdistusaineita suositellaan käytettäväksi ravintolan lattian puhdistamiseen. Ravintoloissa haasteena on lattioiden vaikeasti puhdistettava rasvainen lika. Kandidaatintyössä selvitettiin mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden etuja ja haittoja perinteisiin puhdistusaineisiin verrattuna. Tietoa haettiin puhdistusaineiden toimintamekanismeista, puhdistustehosta, aineissa käytetyistä mikrobeista, mikrobikonsentraatioista, mikrobien ominaisuuksista ja mahdollisista turvallisuusriskeistä. Teoriassa mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden avulla voidaan pienentää ympäristöön joutuvien kemikaalien määrää, saada perinteisiä kemikaaleja pitempi vaikutusaika ja haitattomammat lopputuotteet: vesi ja hiilidioksidi. Tutkimuksia mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden toimivuudesta käytännön tilanteissa on saatavilla varsin niukasti. Kirjallisuusselvityksen perusteella havaittiin, että mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden toimintamekanismeja ja puhdistustehoa ei ole tieteellisesti todistettu. Kirjallisuusselvityksen perusteella selvästi yleisin mikrobisuku, jonka jäseniä lisätään puhdistusaineisiin, on Bacillus. Seuraavaksi yleisimpiä puhdistusaineissa käytettyjä mikrobisukuja ovat Bifidobacterium, Lactobacillus, Rhodopseudomonas ja Saccharomyces. Osa käytetyistä mikrobeista ei teoriassa vaikuta sopivalta kovien pintojen puhdistukseen. Käyttöliuoksen mikrobikonsentraation raja-arvoiksi saatiin kirjallisuuden perusteella 1×10^5–5×10^9 pmy/ml. Mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden käyttö ei näytä lisäävän ilmassa olevien mikrobien määrää huolestuttavalla tavalla. Puhdistusaineisiin lisätyt bakteerit eivät näytä yksinään aiheuttavan allergiaa. Tutkimustietoa mikrobeja sisältävien puhdistusaineiden terveys- ja ympäristövaikutuksista kaivataan lisää. Tuotteiden laadunvalvonta on olennaista, jos tuotteita halutaan käyttää ravintolan lattian puhdistukseen, koska ruokaan ei saa päätyä taudinaiheuttajia

High Particle Number Emissions Determined with Robust Regression Plume Analysis (RRPA) from Hundreds of Vehicle Chases

Particle number emission factors were determined for hundreds of individual diesel and gasoline vehicles in their real operation on Finnish highways and regional roads in 2020 with one-by-one chase measurements and Robust Regression Plume Analysis (RRPA). RRPA is a rapid way to analyze data from a large number of vehicle chases automatically. The particle number emission factors were determined for four ranges of particle diameters (>1.3, > 2.5, > 10, and >23 nm). The emission factors for most of the measured vehicles were observed to significantly exceed the non-volatile particle number limits used in the most recent European emission regulation levels, for both light-duty and heavy-duty vehicles. Additionally, most of the newest vehicles (covering regulation levels up to Euro 6), for which the particle number emission regulations (non-volatile >23 nm particles) apply, showed emission factors of the >23 nm particles clearly above the regulation limits. Although the experiments included measurements of real-world plume particles (mixture of non-volatile and semi-volatile particles) and not only the non-volatile regulated particles, it is important to note that the emissions of regulated particles were also estimated to exceed the limits, based on non-volatile >23 nm particle fraction from curbside studies. Moreover, the emission factors of the >1.3 nm particles were mostly about an order of magnitude higher compared to the >23 nm particles.Peer reviewe

Electrofuel Concept of Diesel and Oxygenate Fuels Reduces Engine-Out Emissions

Electrofuels produced from renewable hydrogen (H2) and captured carbon dioxide (CO2) can be sustainable and carbon-neutral. Paraffinic electrodiesel (e-diesel) can be produced via Fischer-Tropsch synthesis with fuel properties resembling hydrotreated vegetable oils. Electrofuels can be also oxygenated compounds, such as oxymethylene dimethyl ethers (OMEn), having different chain lengths. We studied emissions using paraffinic diesel mimicking e-diesel and its blend with 10% of OME3-5, which has diesel-type fuel properties, in comparison with normal EN590 diesel fuel. An intensive measurement campaign was performed with a modern diesel engine without exhaust aftertreatment to study the effect of fuel on the engine-out emissions. Measurements with the RMC-C1 cycle included detailed characterization of gaseous, particle and polyaromatic hydrocarbon (PAH) emissions having adverse effects on health and the environment. In these tests without a diesel particulate filter, the fuel containing the OME3-5 component reduced the black carbon (BC) emissions substantially in comparison with EN590. PM and PAH emissions, as well as the number of non-volatile particle numbers (nvPN), were lower for paraffinic fuel than for the EN590 fuel, and particularly for the OME3-5 blend. As regards gaseous emissions, paraffinic fuel showed lower engine-out NOx emissions than the EN590 fuel, however, OME3-5 oxygenate did not further increase this NOx reduction. Higher formaldehyde concentration in the exhaust was found for OME3-5 containing fuel than for the hydrocarbon-only fuels, which can be tackled with an inexpensive oxidation catalyst. In summary, e-diesel type paraffinic fuel reduced the engine-out exhaust emissions from a modern diesel engine substantially, and OME3-5 addition further reduced the most harmful emission species even at a 10% blending level

Exhaust emissions from a prototype non-road natural gas engine

Since gas engines are considered a future solution to improve air quality and to mitigate climate impacts, there is an urgent need to understand their emissions. The aim for this study was to understand the phenomena affecting the formation of particulate emissions of a non-road natural gas engine. To achieve this, the engine's exhaust emissions were characterized under different operating conditions. The regulated pollutants (gaseous CO, HC, and NOx; particulate matter (PM) and particle number (PN)) were determined experimentally and a detailed characterization of particulate pollutants over a wide particle size range (particles down to 1.2 nm) was conducted with state-of-the-art instrumentation considering both physical and chemical properties of the exhaust aerosol. The test engine was a prototype non-road spark-ignited natural gas engine, which was studied over the non-road steady test cycle (NRSC). The role of the three-way catalyst (TWC) was studied by sampling and characterizing the exhaust aerosol both with and without the TWC. The TWC was observed to efficiently remove the vast majority of the regulated gaseous (96% CO, 98% HC, 98% NOx) and particulate mass emissions (98%). In general, the measured particle number emission factors were highly dependent on the cut-off sizes of the condensation particle counters. Using CPCs with smaller cut-off sizes resulted in higher particle number emission factors. For black carbon (BC), the intermediate engine speed conditions (modes 5–7) led to lower BC emissions than the high speed conditions (modes 1–3). In contrast, highest BC emissions on a work basis were observed during idling. TWC did not influence BC levels. Without the TWC, PM was comprised mostly of organic compounds (70–100%). Downstream of the TWC, the majority of PM was, depending on the load, composed of organic compounds, sulfate, or black carbon. A statistical source apportionment based on mass spectra revealed that the PM1 was mostly related to unburned and burned lubricating oil, indicating a minor role of fuel in PM formation.publishedVersionPeer reviewe

Black carbon toxicity dependence on particle coating : Measurements with a novel cell exposure method

Black carbon (BC) is a component of ambient particulate matter which originates from incomplete combustion emissions. BC is regarded as an important short-lived climate forcer, and a significant public health hazard. These two concerns have made BC a focus in aerosol science. Even though, the toxicity of BC particles is well recognized, the mechanism of toxicity for BC as a part of the total gas and particle emission mixture from combustion is still largely unknown and studies concerning it are scarce. In the present study, using a novel thermophoresis-based air-liquid interface (ALI) in vitro exposure system, we studied the toxicity of combustion-generated aerosols containing high levels of BC, diluted to atmospheric levels (1 to 10 μg/m3). Applying multiple different aerosol treatments, we simulated different sources and atmospheric aging processes, and utilizing several toxicological endpoints, we thoroughly examined emission toxicity. Our results revealed that an organic coating on the BC particles increased the toxicity, which was seen as larger genotoxicity and immunosuppression. Furthermore, aging of the aerosol also increased its toxicity. A deeper statistical analysis of the results supported our initial conclusions and additionally revealed that toxicity increased with decreasing particle size. These findings regarding BC toxicity can be applied to support policies and technologies to reduce the most hazardous compositions of BC emissions. Additionally, our study showed that the thermophoretic ALI system is both a suitable and useful tool for toxicological studies of emission aerosols.publishedVersionPeer reviewe

Particle lung deposited surface area (LDSAal) size distributions in different urban environments and geographical regions: Towards understanding of the PM2.5 dose–response

Recent studies indicate that monitoring only fine particulate matter (PM2.5) may not be enough to understand and tackle the health risk caused by particulate pollution. Health effects per unit PM2.5 seem to increase in countries with low PM2.5, but also near local pollution sources (e.g., traffic) within cities. The aim of this study is to understand the differences in the characteristics of lung-depositing particles in different geographical regions and urban environments. Particle lung deposited surface area (LDSAal) concentrations and size distributions, along with PM2.5, were compared with ambient measurement data from Finland, Germany, Czechia, Chile, and India, covering traffic sites, residential areas, airports, shipping, and industrial sites. In Finland (low PM2.5), LDSAal size distributions depended significantly on the urban environment and were mainly attributable to ultrafine particles (<100 nm). In Central Europe (moderate PM2.5), LDSAal was also dependent on the urban environment, but furthermore heavily influenced by the regional aerosol. In Chile and India (high PM2.5), LDSAal was mostly contributed by the regional aerosol despite that the measurements were done at busy traffic sites. The results indicate that the characteristics of lung-depositing particles vary significantly both within cities and between geographical regions. In addition, ratio between LDSAal and PM2.5 depended notably on the environment and the country, suggesting that LDSAal exposure per unit PM2.5 may be multiple times higher in areas having low PM2.5 compared to areas with continuously high PM2.5. These findings may partly explain why PM2.5 seems more toxic near local pollution sources and in areas with low PM2.5. Furthermore, performance of a typical sensor based LDSAal measurement is discussed and a new LDSAal2.5 notation indicating deposition region and particle size range is introduced. Overall, the study emphasizes the need for country-specific emission mitigation strategies, and the potential of LDSAal concentration as a health-relevant pollution metric