Väitös: aerosolisensoreilla voidaan seurata kattavammin kaupunkien ilmanlaatua

Ilmatieteen laitoksen tutkija Joel Kuula tutki väitöskirjatyössään aerosolisensoreiden soveltuvuutta kaupunkialueilla tehtävään ilmanlaadun seurantaan. Tutkimuksen tulokset olivat kaksijakoisia.

Testatuista sensorityypeistä optiset sensorit eivät mitanneet kaikkia niitä hiukkaskokoluokkia, mitä laitteiden tuoteselosteet antoivat olettaa.

"Toisaalta, siltä osin, kun optiset sensorit mittasivat oikean kokoluokan hiukkasia, tulokset olivat erittäin hyviä", Joel Kuula kertoo.

Diffuusiovarautumiseen perustuvat sensorit osoittautuivat luotettavaksi ja tarkoiksi mittalaitteiksi. Ne soveltuivat erityisen hyvin liikenteen ja puunpolton pienhiukkasten mittaamiseen.

"Laitteet ovat kuitenkin ainakin toistaiseksi kertaluokkaa kalliimpia kuin optiset sensorit. Ne eivät myöskään sovellu suurempien hiukkasten, kuten esimerkiksi katupölyhiukkasten, mittaamiseen", Joel Kuula sanoo.

Kaupunkialueilla pienhiukkaspitoisuuksien mittaaminen voi olla haastavaa pitoisuuksien paikallisvaihtelun takia. Kun pistemäisiä päästölähteitä on pienellä alueella verrattain useita, ei yhdellä mittausasemalla tehty mittaustulos välttämättä edusta koko alueen ilmanlaatua. Pienhiukkasten alueellisen jakautumisen mittaaminen edellyttää tiheää mittausverkkoa. Mittauslaitteiden on siten oltava helppokäyttöisiä ja edullisia, mutta niillä on pystyttävä mittaamaan asiaankuuluvalla tarkkuudella.

Ketterillä sensoreilla mittaukset onnistuvat vaativissakin olosuhteissa

Saaduista tutkimustuloksista on hyötyä ennen kaikkea ilmansuojeluviranomaisille ja tutkijayhteisölle.

"Konsepti kattavista ja kustannustehokkaista sensoriverkoista on pätevä ja toteuttamiskelpoinen. Erityisesti optiset sensorit vaativat kuitenkin vielä kehitystyötä, jotta viranomaisvalvontaa ohjaavat laatukriteerit täyttyisivät", Joel Kuula summaa.

Tutkijayhteisössä sensoreille ja sensoriverkoille voi sen sijaan löytyä jo nyt useitakin sovelluskohteita. Ketterät ja käyttösovelluksen mukaan räätälöitävissä olevat sensorit sopivat erityisen hyvin esimerkiksi hiukkaspitoisuuksien pystyprofilointiin katukuiluissa tai mittauksiin, joissa ympäröivät olosuhteet muutoin ovat poikkeuksellisen vaativat.

Väitöskirja tarkastetaan 29.5. – tilaisuutta voi seurata verkossa

DI Joel Kuulan väitöskirja "Opportunities and limitations of aerosol sensors to urban air quality monitoring" (Aerosolisensoreiden mahdollisuudet ja rajoitteet kaupunki-ilmanlaadun seurannassa) tarkastetaan 29.5.2020 kello 12 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa. Väitöstilaisuuden kieli on suomi.

Vastaväittäjänä on professori Jyrki Mäkelä, Tampereen yliopisto, ja kustoksena on professori Kari Tammi.

Väitöstilaisuutta voi seurata ainoastaan etänä osoitteessa https://aalto.zoom.us/j/66888988207.

Lisätietoja:

tutkija Joel Kuula, Ilmatieteen laitos, p. 044 722 7718, joel.kuula@fmi.fi 

Väitöskirja on saatavilla Helda-palvelussa.