Amiinit vahvistavat pienhiukkasten muodostusta vain päästöalueilla

Amiini on yhdiste, jonka on todettu edesauttavan pienhiukkasten muodostumista biologisen materiaalin hajoamisen yhteydessä. Amiinin vahvistavaa vaikutusta tutkittiin Ilmatieteen laitoksen ilmastomallitutkimuksessa. Tutkimus osoittaa, että amiini edesauttaa hiukkasten muodostumista vain sen päästöalueilla, eli pääasiassa maatalouseläinvaltaisilla maa-alueilla ja planktonrikkailla merialueilla.

Pienhiukkaset vaikuttavat ilmastoon sirottamalla ja imemällä itseensä auringon säteilyä sekä toimimalla pilvipisaroiden tiivistymisytiminä. Pienhiukkaset muodostuvat rikkihapon ja jonkin muun (esimerkiksi orgaanisen) aineen yhdistyessä molekyyliryppääksi. Syntymekanismi on kuitenkin edelleen yksi suurimmista epävarmuustekijöistä ilmastonmuutoksen ennakoinnissa.

Amiinit ovat ammoniakin kaltaisia emäksisiä yhdisteitä, jotka ovat vesiliukoisia ja muodostavat happojen kanssa ammoniumsuoloja. Amiinit voi arjessa tunnistaa epämiellyttävän hajun perusteella ja esimerkiksi vasta niitetyn heinän ja kalan haju johtuvat suurelta osin kevyistä amiiniyhdisteistä.

Laboratoriotutkimuksissa CERNissä (Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus) ja USA:ssa on todettu ammoniakin ja amiinien vaikuttavan pienhiukkasten muodostumiseen vahvistavasti. Näihin hiukkas-, amiini- ja rikkihappopitoisuusmittauksiin perustuen Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat kehittäneet matemaattisen mallin, joka ennustaa laboratoriokokeissa havaitun pienhiukkasten muodostumisnopeuden rikkihappo- ja amiinipitoisuuksien perusteella paremmin kuin aiemmat vastaavat mallit.

Ilmatieteen laitoksen tutkimus selvitti nyt ensimmäistä kertaa amiinin ja rikkihapon yhteisvaikutuksesta johtuvan hiukkasmuodostusmekanismin yleisyyttä globaalissa aerosoli-ilmastomallissa. Malliin luotiin amiinille lähde- ja poistumaprosessit uuden hiukkasmuodostusmallin lisäksi. Ilmastomallin tulokset osoittavat amiinin vaikutuksen rajoittuvan päästöalueiden läheisyyteen johtuen kaasumaisen amiinin lyhyestä keskimäärin 6,9 tunnin elinajasta.

Ilmakehän amiinipitoisuuksia on tähän mennessä tutkittu vain vähän ja epävarmuudet amiinilähteiden voimakkuudessa sekä amiinin kaasu- ja hiukkaspitoisuuksissa ovat vielä suuria. Jatkotutkimuksia tarvitaan edelleen amiinin kemiallisten reaktioiden selvittämiseksi kaasu- ja hiukkasolomuodoissa, sekä amiinin päästömekanismien selvittämiseksi.

Lisätiedot

Tutkija Tommi Bergman, Ilmatieteen laitos, tommi.bergman@fmi.fi, puh. 029 539 2084Ryhmäpäällikkö Harri Kokkola, Ilmatieteen laitos, harri.kokkola@fmi.fi, puh. 029 539 2148

Bergman, T., A. Laaksonen, H. Korhonen, J. Malila, E. M. Dunne, T. Mielonen, K. E. J. Lehtinen, T. Kühn, A. Arola, and H. Kokkola (2015), Geographical and diurnal features of amine-enhanced boundary layer nucleation, J. Geophys. Res. Atmos., 120, 9606–9624, doi:10.1002/2015JD023181.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JD023181/abstract