Pienhiukkaset ilmakehässä

Pienhiukkasia muodostuu sekä luonnossa että ihmisten tuottamista päästöistä

Pienhiukkasia syntyy niin luonnossa kuin myös ihmisten toimien seurauksena. Tärkeimpiä luonnollisia hiukkasia ovat valtameristä peräisin olevat merisuola- ja sulfaattihiukkaset, tuulen maaperästä irrottama pöly, kasvien tuottamat orgaaniset pienhiukkaset, metsäpaloissa syntyvät savu- ja nokihiukkaset sekä tulivuorten rikkipäästöistä muodostuvat sulfaattihiukkaset.

Ihmiset taas tuottavat hiukkasia mm. käyttäessään fossiilisia polttoaineita energiantuotannossa, teollisuudessa ja liikenteessä. Tällä tavoin ilmaan pääsee pienhiukkasia, jotka sisältävät vaihtelevia määriä sulfaatteja, nokea sekä erilaisia orgaanisia yhdisteitä. Hiukkasia tulee ilmaan myös biomassan palaessa (puun, turpeen tai lannan poltto, kaskeaminen yms.). Ihmiset ovat jossakin määrin lisänneet myös pölyn määrää ilmakehässä hävittämällä maan pintaa tuulilta suojaavaa kasvipeitettä.

Ilmakehässä on myös paljon kaasumaisia epäpuhtauksia, joista osa on luonnon ja osa ihmisten aikaansaamia. Sopivissa oloissa jotkin näistä kaasuista (rikkihappo, ammoniakki, monet orgaaniset höyryt) reagoivat keskenään muodostaen kiinteitä tai nestemäisiä hiukkasia. Nämä ilmakehässä syntyvät hiukkaset ovat aluksi hyvin pieniä, mutta kasvavat kaasujen tiivistyessä niihin tai hiukkasten takertuessa toisiinsa.

Pienhiukkasten lyhyt elämä

Pienhiukkaset pysyvät ilmassa pienen kokonsa ansiosta: törmäykset ilman molekyyleihin riittävät hidastamaan niiden putoamisnopeutta niin paljon, että ne käytännössä leijailevat ilman virtausten ja pyörteiden mukana.

Pienhiukkaset poistuvat ilmakehästä joko laskeutumalla hiljalleen painovoiman mukana maan pinnalle tai osuessaan ilmakehän alimpien kerrosten turbulenssin eli pyörteisten virtausten vaikutuksesta maahan tai veteen. Myös sadepisarat ja lumihiutaleet keräävät pudotessaan ilmasta hiukkasia itseensä. Hiukkanen voi myös sopivissa olosuhteissa kerätä ympärilleen vettä ja muodostaa pilvipisaran sekä edelleen sadepisaran, joka lopulta sataa alas. Pienhiukkaset eivät yleensä hajoa ilmakehässä pienemmiksi palasiksi tai haihdu kokonaan kaasuiksi.

Pienhiukkasia esiintyy runsaimmin niillä alueilla, joilla niitä syntyy eniten. Tämä johtuu siitä, että pienhiukkasten viipymäaika ilmakehässä vaihtelee muutamasta päivästä muutamaan kuukauteen, missä ajassa hiukkaset eivät ehdi jakautua ilmakehään tasaisesti. Silti ilmavirtaukset voivat kuljettaa pienhiukkasia useiden tuhansienkin kilometrien päähän. Suurimpien hiukkaspitoisuuksien alueita maailmassa ovat esimerkiksi Intia, Kiinan itäosa sekä Euroopan ja Amerikan tiheään asutut osat.