Tutkimus

Professori Topi Rönkön missiona mustahiilijalanjälki ja parempi ilmanlaatu

Tutkija seisoo kadulla tutkimusauto takanaan.
Mobiililaboratorio on ollut ahkerassa käytössä useissa Topi Rönkön johtamissa tutkimuksissa. Se mahdollistaa aerosolien tutkimuksen todellisissa ympäristöissä sekä esimerkiksi autojen pakokaasujen ns. jahtaustyyppisen tutkimuksen. Parhaillaan mobiililaboratorio näkyy Tampereen katukuvassa, ensi vuoden alussa sen avulla tutkitaan ilman laatua Helsingissä, Düsseldorfissa ja Prahassa. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.
Tampereen yliopiston aerosolifysiikan professoriksi valittu Topi Rönkkö tutkii työkseen elintärkeää ilmaa terveyden ja ilmastonmuutoksen näkökulmasta. Rönkköä kiinnostavat niin liikenteen, energiakäytön ja teollisuuden ilmakehään tuuttaama musta hiili ja muut päästöt kuin aerosoleina sisäilmassa vipeltävät virukset. Parhaillaan kehitteillä on konsepti mustahiilijalanjäljen määritykseen.

Professori Topi Rönkkö johtaa Tampereen yliopistossa tutkimusryhmää, joka keskittyy erilaisten moottoreiden ja ajoneuvojen sekä energiatuotannon aiheuttamien ilmakehän hiukkaspäästöjen ja ilmanlaadun kokeelliseen tutkimukseen.

– Tutkimme aerosoleja kokeellisesti. Tutkimuksemme auttaa ymmärtämään hiukkaspäästöjen syntymistä, niiden muuttumista päästötapahtuman jälkeen sekä vaikutuksia ilmanlaatuun, ihmisten terveyteen ja ilmastoon, Rönkkö selvittää.

Tutkimusryhmän tutkijat ovat monipuolisesti mukana eri hankkeissa, ja he tekevät laajaa tutkimusyhteistyötä kotimaassa ja ulkomailla. Parhaillaan ryhmä osallistuu esimerkiksi monialaiseen yritys- ja tutkimuslaitoskonsortioon, joka tutkii mustaa hiiltä kolmivuotisessa Black Carbon Footprint -tutkimushankkeessa.

Musta hiili vaikuttaa sekä ilmastoon että terveyteen

Eniten ilmaston lämpötilaa nostaa hiilidioksidi, joidenkin tutkimusten mukaan toiseksi eniten musta hiili, kansantajuisemmin noki. Kaikista hiukkaspäästöistä musta hiili lämmittää eniten ilmakehää, sillä nokihiukkaset absorboivat eli imevät itseensä auringon säteilyenergiaa. Ne voivat muokkautua ilmakehässä, mikä voi lisätä niiden lämmittävää tai vaihtoehtoisesti viilentävää vaikutusta.

Mustaa hiiltä syntyy etenkin liikenteessä ja teollisuudessa. Se voi leijailla ilmamassojen mukana kauaskin. Jäätiköiden pinnalle päästessään se edistää niiden sulamista. Ihmisten elimistöön musta hiili kulkeutuu hengityksen kautta. Yllättävän suuri merkitys on myös puulämmittäjän valinnoilla.

– Suomessa suhteellisesti hyvin suuri mustan hiilen lähde on puunpoltto kotitalouksissa. Haitalliset aerosolit pääsevät suoraan ulkoilmaan, koska savukaasuja ei puhdisteta eikä palaminen ole aina tehokasta. Sen sijaan kotimaan isompien polttolaitosten mustan hiilen päästöistä ei tarvitse olla huolissaan, jos niiden savukaasujen suodatus on hyvällä tolalla. Ja usein on, Rönkkö rauhoittelee.

Mustan hiilen osalta synninpäästön saa myös laajasti parjattu dieselauto. Jos auto on suhteellisen uusi ja sen tekniikka on kunnossa, mustan hiilen päästölähde se ei käytännössä ole. Sen muut päästöt ovat kuitenkin erikseen tarkasteltava asia.

Noki on merkittävä terveysriski varsinkin suurkaupungeissa ja teollisuusalueilla, joissa sille altistuu suuri määrä ihmisiä. Hiukkasmaisena ilmansaasteena se kerää itseensä myrkyllisiä yhdisteitä, ja on hiukkaskooltaan juuri sopiva kulkeutumaan hengityksen kautta keuhkoihin ja muualle elimistöön. Tämän vuoksi musta hiili onkin syypää lukuisiin sairauksiin ja ennenaikaisiin kuolemiin maailmassa.

Työkalu mustahiilijalanjäljen arviointiin kehitteillä

Hiilijalanjäljen ja muiden kasvihuonekaasujen mittaamiseksi on kehitetty tekniikoita, mutta mustalle hiilelle ei ole vielä olemassa yhtenäistä mittauskäytäntöä. Topi Rönkkö kertoo, että tällä hetkellä käynnissä olevassa projektissa luotavaa tietoa ja jalanjälkikonseptia on tarkoitus hyödyntää niin mustan hiilen päästöjen, ilmakehäpitoisuuksien kuin myös ilmakehä- ja terveysvaikutusten arvioinnissa.

–Mustahiilijalanjälkeä on huomattavan monimutkaista arvioida. Jalanjälkikonseptin luomiseksi tästä monimutkaisesta maailmasta pitää luoda riittävän yksinkertainen konsepti, joka ottaa samalla huomioon niin ilmaston kuin terveydenkin, Topi Rönkkö toteaa.

Mustahiilijalanjäljen arviointityökalulla hän näkee globaalia potentiaalia.  

– Hanke on kunnianhimoinen, tietääksemme vastaavaa ei ole muualla tekeillä. Tavoitteenamme on, että ensimmäinen versio laskentatyökalusta on valmiina lähivuosina, hän arvioi.

Rönkkö iloitsee kuitenkin jokaisesta tutkimuksen osatuloksesta, sillä alun perinkin laaja kokonaisuus tuntuu alati monimutkaistuvan.

– Tuotamme koko ajan uutta ja oleellista perustietoa nokipäästöistä, mikä auttaa kehittämään hyödyllisiä sovelluksia alalle, hän sanoo.

Tutkimustuloksia voisi hyödyntää mm. ajoneuvojen katsastuskäytännöissä ja erilaisten päästölähteiden mittauksissa (puunpoltto, autot, laivat, voimalaitokset, lentokoneet).

Motivaattorina uusien osaajien kouluttaminen ja megahaasteiden ratkaiseminen

Topi Rönkkö kertoo olevansa pitkän linjan yliopistolainen. Hän on paitsi opiskellut myös tehnyt käytännössä koko tähänastisen työuransa Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnan fysiikan yksikön tai sen edeltäjien leivissä. Rönkkö valmistui sieltä diplomi-insinööriksi vuonna 2003 ja tohtoriksi vuonna 2009 ajoneuvojen pakokaasujen mittaamisesta – ja jäi töihin tutkijaksi. Aerosolifysiikan professoriksi hänet nimitettiin 11.10.2021.

Vuosiin mahtuu paljon tutkimusta, opetustyötä, uusien ympäristöjen haltuunottoa, verkostojen rakentamista sekä hankkeiden pystyttämistä.

– Tekeminen ja aikaansaaminen innostaa minua. Oman työn vaikuttavuus, merkittävien ratkaisujen edistäminen suuriin globaaleihin haasteisiin on minulle tärkeä motivaation lähde. On vaikea kuvitella isompia teemoja kuin ilmastonmuutos ja pandemiat, hän sanoo.

Myös koronavirus toi tutkimustyöhön uusia haasteita, joiden ratkaiseminen on olennaisen tärkeää muidenkin ilmalevitteisten sairauksien ja saasteiden kannalta.

–Tutkimusta tehdessä opimme aina uutta, tuotamme uutta osaamista ja uusia osaajia. Uudet osaajat voivat moninkertaistaa tutkimuksen vaikuttavuuden. On upeaa saada mahdollistaa huippuosaajien koulutusta, Rönkkö innostuu.

Perheen kanssa taloustelun (kainuulaisella murteella tarkoittaa arkitouhuja perheen kanssa) lisäksi Rönkkö ehtii esimerkiksi pelaamaan padelia; pelin äärelle kokoonnutaan usein arkisin klo 6.30 alkaen, silloin löytyy yhteistä vapaata aikaa. Sama kaveriporukka pyörittää myös Vedenkantajat -nimistä lukupiiriä. Jo vuosia pyörinyt harrastus on avannut silmiä monin tavoin.

– Siinä tulee luettua ja lisäksi analysoitua ihan uusia teoksia, tai sitten vanhoja. Lähiaikoina on vallinnut klassikkosuuntaus. Viimeksi luimme Kalevalan. Suosittelen lämpimästi! ”Kaikille tuttu” Kalevala oli äänikirjana yllättävän vaikuttava elämys, Rönkkö sanoo.

Rönkkö tutkimusryhmineen osallistuu mustan hiilen tutkimisen lisäksi kolmeen muuhun mittavaan tutkimushankkeeseen, joiden kaikkien keskiössä on ilma. Tuorein niistä on E3-nimellä kulkeva jättihanke (Excellence in Pandemic Response and Enterprise Solutions Co-Innovation), jossa etsitään keinoja estää virusten ja tartuntatautien leviäminen sisätiloissa pandemioiden aikana. Meneillään on myös terveelliseen ja kestävään korjausrakentamiseen liittyvä Future Spaces -projekti sekä ajoneuvoliikenteen päästöjen vaikutuksia mm. Alzheimerin taudin syntymiseen selvittävä TUBE-hanke (Transport derived Ultrafines and the Brain Effects).

Aerosolifysiikan laboratorio sai Tampereen yliopiston yhteiskunnallisen vaikuttavuuden palkinnon 2021.

Lisätiedot

Topi Rönkkö
puh. +358 40 198 1019
topi.ronkko [at] tuni.fi

Teksti: Anna Aatinen
Kuva: Jonne Renvall

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset