Huonolaatuisen yhdyskuntailman terveyshaitoista on havaintoja vuosisatojen ajalta. Ehkä tunnetuin esimerkki on vuodelta 1952 Lontoosta, jossa todettiin kuolleisuuden lisääntyneen noin 4 000:lla viikon kestäneen savusumujakson aikana. Samantapaisia episodeja on esiintynyt Meuse-joen laaksossa Belgiassa vuonna 1930 ja Donorassa Pennsylvaniassa Yhdysvalloissa vuonna 1948 (1).

Tuon ajan keskeisimmät altisteet olivat ilmeisesti yhdyskuntailman rikkidioksidi (SO2) ja hengitettävät hiukkaset. Osittain näiden tapahtumien vauhdittamana tekninen kehitys länsimaissa johti yhdyskuntailman epäpuhtauksien olennaiseen vähenemiseen, mutta myös päästöjen leviämiseen laajemmalle. Yhdyskuntailman saasteiden terveysvaikutusten tutkimus väheni 1960- ja 1970-luvuilla, mutta vilkastui 1970-luvun lopulla uudelleen. Huomiota kiinnitettiin aluksi kaasumaisiin altisteisiin (rikin ja typen oksidit) mutta sittemmin erityisesti yhdyskuntailman pienhiukkasiin.

Ilmakehän hiukkaset voidaan jakaa luonnollisiin ja ihmisten toiminnan aiheuttamiin. Hiukkasten luonnonlähteitä ovat muun muassa meret, tulivuorenpurkaukset, metsäpalot, kasvillisuus ja maaperä. Ihmistoiminnan aiheuttamat epäorgaaniset päästöt tulevat pääosin liikenteen, teollisuuden ja energiantuotannon polttoprosesseista. Hengitettävillä hiukkasilla eli Particulate Matter 10 (PM10) tarkoitetaan aerodynaamiselta kooltaan alle 10 myym olevia yhdyskuntailman hiukkasia, jotka pienen kokonsa ansiosta voivat tunkeutua syvälle hengitysteihin. Lisääntyvä mielenkiinto kohdistuu PM10:n hienompaan, lähes kaasun tavoin käyttäytyvään, keuhkorakkulatasolle yltävään jakeeseen PM2,5.

Kirjallisuuden (1-7) mukaan altistuminen yhdyskuntailman hengitettäville hiukkasille lisää kuolleisuutta keuhko- ja sydänsairauksiin, ja myös kuolleisuutta yleensä sekä aiheuttaa näiden sairauksien vaikeutumista. Astmaatikkojen oireilu lisääntyy ja keuhkojen toiminta huononee. Sairaalahoidot, ensiapupoliklinikkakäynnit sekä työstä ja koulusta poissaolot lisääntyvät. Maailman terveysjärjestön WHO:n raportti (8) tukee käsitystä, että nämä vaikutukset ovat lineaarisia eikä varsinaista haitatonta hengitettävien hiukkasten pitoisuutta ole. Tämän vuoksi nykyiset ilmansuojelunormit yksistään eivät välttämättä ole kestävä strateginen lähtökohta. Terveysvaikutukset kohdistunevat lähinnä herkkiin väestöryhmiin, joita ovat esimerkiksi keuhko- ja sydänpotilaat sekä vanhukset ja lapset, mutta hiukkasten elinaikaa lyhentävä vaikutus saattaa koskea kaikkia väestöryhmiä (8). Viitteitä on myös siitä, että pienhiukkasten laatu, kuten alkuperä ja kemialliset ominaisuudet, selittävät huonosti havaittuja terveysvaikutuksia (9).

Hengitettävät hiukkaset (PM10) ovat ympäristöterveysongelmana haasteellinen paitsi yhdyskuntailman tutkijoille myös teollisuudelle ja esimerkiksi ympäristöviranomaisille, joiden täytyy ottaa jatkuvasti tähän asiaan kantaa käytännön tasolla ja monesti mittavissa hankkeissa. Yhdyskuntailma on monimutkainen sekoitus kaasumaisia ja hiukkasmaisia orgaanisia ja epäorgaanisia altisteita, joiden vaikutusten arviointiin säätilan vaihtelujen aiheuttama fysikaalinen vaikutus ja meteorologia yleensä tuottavat vaikeasti hallittavan lisän. Pienhiukkasia koskeva epidemiologinen tutkimustieto ei ole yhdenmukaista eikä vailla kritiikkiä. Tämä kohdistuu esimerkiksi meteorologisen ja patofysiologisen tiedon puutteisiin sekä altistuksen arvioinnin ongelmiin ja tutkimusten yleisiin heikkouksiin (10,11,12). Tieto on vaikeasti tulkittavaa ja sitä on joskus jopa vaikeata löytää.

Hengitettävien pienhiukkasten muodostaman terveysriskin hahmottaminen ja suhteuttaminen muihin ympäristöterveysriskeihin on vaativa ja monipuolista lähestymistä vaativa tehtävä. Tällä kyselytutkimuksella koottiin keuhkoerikoislääkäreiden ja allergologien sekä työterveyslääkärien ja terveyskeskuslääkärien arvio yhdyskuntailman pienhiukkasista käytännön ympäristöterveysriskinä.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Strukturoitu kyselylomake postitettiin keväällä 2000 kaikille Suomen Lääkäriliiton jäsenrekisteritietojen mukaan työssä oleville keuhkosairauksien erikoislääkäreille ja allergologeille sekä satunnaisesti valitulle otokselle päätoimisia työterveyslääkäreitä ja terveyskeskuslääkäreitä, yhteensä 641 lääkärille. Kyselylle hankittiin suostumus Suomen Keuhkolääkäriyhdistykseltä, Teollisuuslääketieteen yhdistykseltä ja Kunnallislääkärit ry:ltä. Lomakkeen toimivuutta testattiin etukäteen kymmenellä Tiirismaan kansanterveystyön kuntayhtymän (Hollola, Kärkölä ja Hämeenkoski) palveluksessa olevalla terveyskeskuslääkärillä, ja heidän esittämänsä kommentit otettiin huomioon.

Kyselylomakkeessa vastaajaa pyydettiin luonnehtimaan tietämystään ja kokemustaan pienhiukkasiin liittyvissä terveysongelmissa. Pienhiukkasten yleistä ympäristöterveydellistä merkitystä arvioivat kysymykset koskivat yhdyskuntailman merkitystä suhteessa sisäilmaan, biologisperäisen hiukkasaltistuksen merkitystä suhteessa epäorgaaniseen hiukkasaltistukseen, ammatillisen altistumisen merkitystä suhteessa väestön altistumiseen yleensä sekä lyhytaikaisen korkean pienhiukkasaltistumisen merkitystä suhteessa pitkäaikaiseen lievästi kohonneeseen pienhiukkasaltistumiseen.

Varsinaisista terveysvaikutuksista tiedusteltiin vastaajien tietoja ja kokemuksia pienhiukkasten vaikutuksista kuolleisuuteen, sairaalahoitojen ja hengitystieoireilun lisääntymiseen, keuhkojen toimintaan sekä aktiviteetin rajoituksiin ja muutoksiin. Nämä ryhmät sisälsivät edelleen spesifisempiä terveysvaikutuksia tai niiden indikaattoreita viitteen (12) periaatteita noudatellen.

Lomakkeen toimenpideosion kysymyksenasettelulla pyrittiin saamaan pohjaa sille, miten energia-alan ja teollisuuden tulisi hallita pienhiukkasongelmaa ja miten kohdentaa siihen tutkimusresursseja. Tähän liittyvät kysymykset koskivat tieteellisen tutkimuksen mahdollisuuksia pienhiukkasten terveysvaikutusten muodostamassa monimutkaisessa ongelmassa ja ongelman merkitystä terveysvalvonnassa ja ympäristönsuojelussa yleensä. Pienhiukkasten hajapäästöjen, kuten liikenne ja paikallinen poltto, merkitystä kysyttiin suhteessa keskitettyihin, voima- ja kaukolämpölaitoksista tuleviin päästöihin.

Tutkimusresurssien kohdentamista koskeva kysymyssarja rakentui polttoperäisten pienhiukkasten elinkaaren mukaisesti alkaen päästölähteistä ja puhdistustekniikasta sekä jatkuen ilmakehässä tapahtuviin leviämisen ja muuttumisen ilmiöihin, altistumisen mittaamiseen ja terveysvaikutuksiin. Kysymyssarjassa pyydettiin arvioimaan myös tarvetta suunnata tutkimusresursseja pienhiukkasten fysiologisiin ja biologisiin vaikutuksiin esim. eläinmalleja käyttäen sekä selvittää pienhiukkasten terveystaloudellista merkitystä.

Aineistoa kuvattiin tunnusluvuin, suorin jakautumin ja ristiintaulukoinnein sekä arvioitiin permutaatiotekniikkaan perustuvalla monimuuttuja-analyysilla ja Spearmanin järjestyskorrelaatiokertoimen avulla. Monimuuttuja-analyysi kohdistettiin sisäilman ja yhdyskuntailman sekä biologisten ja epäorgaanisten hiukkasmaisten altisteiden muodostamien altistusympäristö-altiste-parien tärkeysjärjestykseen. Analyysissa muodostettiin permutaatiotekniikalla kullekin vastaajalle henkilökohtainen pistesumma, joka kuvaa hänen vastauksensa poikkeamaa koko aineiston tärkeysjärjestyksestä. Tämän jälkeen haettiin monimuuttuja-analyysia käyttäen tärkeysjärjestystä selittäviä tekijöitä. Spearmanin järjestyskorrelaatiokertoimen avulla arvioitiin yhdyskuntailman altisteiden ja päästölähteiden merkityksestä sekä tutkimusresurssoinnin kohdentamisesta muodostettua suhteellista aineistoa.

Minkään lääkäriryhmän tietotason arviointiin yhdyskuntailman kautta tapahtuvan pienhiukkasaltistuksen tapaisessa erikoiskysymyksessä ei pyritty, joskin etukäteen suurimmat toiveet toimintaa ohjaavista käytännön näkemyksistä kohdistuivat keuhkolääkäreihin. Lomakkeessa oli tilaa myös useille kysymyskohtaisille sekä yleisemmille kommenteille ja näkemyksille, joihin saadut vastaukset taulukoitiin ja analysoitiin.

TULOKSET

Yhden muistutuskirjeen jälkeen saatiin vastausprosentiksi 36,7 % (taulukko 1). Keuhkolääkärit ja allergologit vastasivat innokkaimmin. Vastaajat edustivat kokenutta, lähinnä kliinisessä työssä olevaa lääkärikuntaa, jossa julkisen erikoissairaanhoidon työpaikat olivat hyvin edustettuina (taulukko 2). Miesten ja naisten osuus oli lähes sama.

Keuhkolääkärien kliininen työ on eniten vaatinut yhdyskuntailman pienhiukkasten terveysvaikutuksiin perehtymistä ja he ovat kohdanneet yhdyskuntailmaan liittyviä ongelmia työssään useimmin (taulukko 3). Pienhiukkasia koskevassa tutkimustyössä oli tai oli ollut mukana yhteensä kuusi vastannutta lääkäriä. Yli puolet työterveyslääkäreistä ja terveyskeskuslääkäreistä on pienhiukkaskysymyksessä lähinnä yleistiedon varassa. Aihepiirin liittyvän tiedon löytämisessä tai saamisessa oli ongelmia varsin tasaisesti kaikilla kolmella lääkäriryhmällä. Erittäin monenlaisia tiedonhankintamenetelmiä oli käytössä alkaen tieteellisistä lehdistä ja konferensseista internetin hyödyntämiseen asti.

Tiedusteltaessa erilaisten yhdyskuntailman altisteiden syntymekanismien, leviämisen ja ilmakehämuutunnanilmiöiden, ohjearvojen sekä terveysvaikutusten tuntemusta, vastaajat hallitsivat kaasumaiset altisteet, kuten hiilimonoksidin, typen ja rikin oksidit sekä otsonin, huomattavasti paremmin kuin hengitettävät hiukkaset. Vastaajista 39 % ilmoitti tuntevansa kaasumaisia altisteita erittäin tai melko hyvin, kun vastaava osuus hengitettävien pienhiukkasten (PM10) tuntemisessa oli 7 %.

Kyselyn mukaan yhdyskuntailman ympäristöterveydellinen merkitys on ilmeinen. Vastaajista 77 % arvioi, että yhdyskuntailman epäpuhtauksilla on joko paljon tai ainakin jonkin verran kliinisesti merkittäviä vaikutuksia. Näille altisteille herkiksi oli koettu astma-, allergia-, keuhkoahtauma-, keuhkosydänsairauspotilaat sekä lapset ja vanhukset. Vastausten kommenttiosissa oli kokemuksia myös huonolaatuisen ilman psyykkisestä rasittavuudesta. Terveyshaittoina ilmoitettiin näiden potilaiden oirekuvan vaikeutuminen ja muun muassa infektioherkkyyden lisääntyminen, mikä näkyi sekä avovastauksissa että vastauksissa spesifiseen terveysvaikutuksia ja niiden indikaattoreita koskevaan kysymykseen. Lisääntyneen pienhiukkasaltistuksen aiheuttamista terveysvaikutuksista nousi eniten esille hengitystieoireilun lisääntyminen. Eri tyyppisten hengitystieoireiden lisäksi arvioitiin pienhiukkasaltistuksen terveysvaikutusten näkyvän hengityselinsairauksissa ja keuhkoahtaumataudissa yleensä ja erityisesti yli 65-vuotiailla sairaalahoitojen ja kuolleisuuden lisääntymisenä (kuvio 1). Muissa terveysvaikutuksissa oli ei kantaa -vastausten osuus huomattava.

Terveysongelmien esiintymisajankohdissa painottui talvi, kevään hiekoitushiekkapölyn ajankohta, johon alkava siitepölyaika tuo lisänsä, sekä ilman inversiotilanteet ja sään ääriolosuhteet yleensä. Maantieteellisissä esiintymisalueissa painottuivat teollisuuspaikkakunnat ja suurten kaupunkien ydinalueet.

Verrattaessa yhdyskuntailman ja sisäilman pienhiukkasten terveydellistä merkitystä keuhkolääkäreistä/ allergologeista 61 %, työterveyslääkäreistä 55 %, terveyskeskuslääkäreistä 47 % ja kaikista vastaajista 55 % arvioi sisäilman tärkeämmäksi. Yhdyskuntailman pienhiukkasia piti tärkeämpänä vastaajista 6 % loppujen katsoessa, ettei eroja ole.

Kysymyspariin, jossa tiedusteltiin kokemuksia lyhytaikaisen ja huomattavasti kohonneen vs. pitkäaikaisen ja lievästi kohonneen pienhiukkasaltistumisen merkityksestä väestön ja ammatillisen altistumisen kannalta saatiin lähes 50 % ei kantaa -vastauksia. Kuitenkin enimmillään lähes 50 % piti terveysvaikutuksia kaikissa näissä tilanteissa mahdollisina. Kokonaisuutena ammatillinen pienhiukkasaltistuminen arvioitiin väestön altistumista tärkeämmäksi (p < 0,05, tärkeä tai melko tärkeä 77 % vs. 69 %).

Tiedusteltaessa näkemystä pienhiukkasten biologisista vaikutusmekanismeista arvioitiin niiden olevan lähinnä monitekijäisiä (62 %) tai liittyvän erittäin pienikokoisten hiukkasten kertymiseen keuhkokudokseen ja tästä johtuvaan tulehdusreaktioon (23 %).

Tarkasteltaessa altistusympäristö-altiste-pareja nousi merkittävimmäksi sisäilma ja biologisperäiset hiukkaset (taulukko 4). Myös toiseksi tärkeimmäksi arvioidussa parissa oli altisteena biologisperäiset hiukkaset. Keuhkolääkäreillä ja koko aineistossa taulukon 4 järjestys oli tilastollisesti merkitsevä (p < 0,05). Terveyskeskuslääkärit arvioivat parin yhdyskuntailma ja biologisperäiset pienhiukkaset parin sisäilma ja biologisperäiset pienhiukkaset edelle, mutta ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä (p > 0,05).

Monimuuttuja-analyysissa taulukon 4 altistusympäristö-altiste-parien tärkeysjärjestys liittyi parhaiten vastaajan ikäryhmään yli 54 vuotta, keuhkolääkäreihin tai allergologeihin, miessukupuoleen, sisäilmaongelmien melko usein ja yhdyskuntailmaongelmien melko harvoin tapahtuvaan kohtaamiseen sekä yhdyskuntailman altisteiden terveysvaikutuksiin perehtyneisyyteen. Mikään selittävistä tekijöistä ei kuitenkaan ollut tilastollisesti merkitsevä (p > 0,05), mikä ilmentää yhdenmukaista käsitystä näiden altistusympäristö-altiste-parien järjestyksestä.

Biologisperäiset hiukkaset saivat painoarvoa myös vastauksissa kysymykseen, jossa erikseen tiedusteltiin yhdyskuntailman polttoperäisten ja inaktiivien, mekaanisesti syntyvien hiukkasten merkitystä suhteessa biologisperäisiin hiukkasiin käyttäen vertailuna ilman/sään tuottamaa fysikaalista altistusta ja yhdyskuntailman kaasumaisia altisteita (taulukko 5). Hajapäästöt, kuten liikenne ja paikallinen poltto nähtiin pienhiukkaslähteinä keskitettyjä lähteitä, kuten voima- ja kaukolämpölaitoksia ongelmallisemmiksi, joskin ero Spearmanin järjestyskorrelaatiolla verraten oli pieni. Toimenpide- ja tutkimusresurssointiehdotukset painottuivat taulukossa 5 päästölähteisiin ja puhdistustekniikkaan sekä terveysvaikutusten epidemiologiseen tutkimiseen ja altistumisen mittaamiseen.

Johtopäätösosiossa 58 % vastaajista arvioi, että yhdyskuntailman pienhiukkasten tieteellisellä tutkimuksella on saavutettavissa myös käytännössä hyödynnettävissä olevaa tietoa monista tutkimuksellisista vaikeuksista huolimatta. Kysyttäessä pienhiukkasten merkitystä ympäristönsuojelussa ja kunnallisessa ympäristötoimessa yleensä vastaajista 56 % piti aktiivisuutta ja huomion kiinnittämistä välttämättömänä. Vähemmistö (39 %) katsoi huomion tarpeen rajoittuvan erikoistilanteisiin, esimerkiksi säädettyjen ilmakehäpitoisuuksien ylittämiseen, ja pieni vähemmistö (5 %) katsoi pienhiukkasten terveysvaikutusten peittyvän ilmakehän monien altisteiden yhteisvaikutuksiin.

POHDINTA

Yhdyskuntailman pienhiukkasten terveysvaikutusten kaltaisen monialaisen ongelman arviointi oli kyselyn kohteeksi joutuneelle varmasti hankala tehtävä. Kyselylomake postitettiin lääkäriyhdistysten jäsenrekisteritietojen perusteella. Vaikka yhdistysten jäsenistössä on hieman heterogeenisuutta ja ammatillisia yhdistelmiä, yhteyden keuhkolääkäreihin ja allergologeihin, työterveyslääkäreihin ja terveyskeskuslääkäreihin voidaan katsoa syntyneen hyvin. Vastausprosentiksi muodostui 36,7 %. Vastausten sisältämillä tiedoilla ja kokemuksilla on jo sinänsä runsas informaatioarvo, joka ei suoranaisesti riipu vastausprosentista. Vastauksissa oli paljon kommentteja, joilla selvästi oli pyritty reagoimaan saatekirjeen pyyntöön saada pienhiukkasongelmasta käytännön lääketieteellistä asiantuntijanäkemystä.

Kliininen työ oli vaatinut eniten keuhkolääkäreiltä perehtymistä pienhiukkasten terveysvaikutuksiin työterveyslääkäreiden ja terveyskeskuslääkäreiden ollessa enemmän yleistiedon varassa. Loppujen lopuksi yhdyskuntailmaan liittyviä ongelmia vastaajat lääkäriryhmästä riippumatta kohtasivat kuitenkin melko harvoin. Eniten niitä esiintyi keuhkolääkärien työssä. Tiedon löytämisen ja saamisen ongelmat olivat yleisiä.

Sisäilmaongelmia esiintyi useammin kuin yhdyskuntailmaongelmia ja niiden merkitys koettiin suuremmaksi kuin yhdyskuntailmaongelmien. Tulos heijastanee sisäilmaongelmien yleisyyttä, hankaluutta, kalleutta ja sitä, että varsin moni lääkäri perusterveydenhoitoa myöten on työssään joutunut niihin ottamaan kantaa.

Tärkeimmäksi altistusympäristö-altiste-pariksi arvioitiin sisäilma ja biologisperäiset pienhiukkaset yhdyskuntailman ja biologisperäisten hiukkasten ollessa seuraavaksi tärkeimmäksi arvioitu yhdistelmä. Myös suorassa kysymyksessä yhdyskuntailman biologisperäiset pienhiukkaset arvioitiin terveydellisestä näkökulmasta polttoperäisiä tärkeämmiksi. Ilman hiukkasmuotoiset biologiset altisteet ovatkin kyselyn kohteena olevilla lääkäriryhmille varmasti tuttu ja haasteellinen kliininen ongelma.

Erityisiin sairauksiin, joita yhdyskuntailman pienhiukkaset voisivat vaikeuttaa, otettiin hengityselinsairauksia lukuun ottamatta kantaa varovaisesti. Suurentuneen pienhiukkasaltistuksen arvioitiin olevan keuhkoahtaumataudissa ja yleensä hengityselinsairauksissa merkittävä etiologinen tekijä, joka lisää kuolleisuutta ja sairaalahoitoja. Sillä arvioitiin olevan selkeä merkitys myös monentyyppisessä hengitystieoireilussa sekä aktiviteetin muutoksissa ja rajoituksissa. Avovastauksissa tuli esiin säännönmukaisesti kokemuksia ja näkemyksiä siitä, että yhdyskuntailman hiukkasaltistus vaikeuttaa astmaa, allergisia sairauksia, sydänsairauksia, keuhkoahtaumatautia ja tuottaa myös psyykkistä stressiä. Nämä kokemukset ovat samansuuntaisia kuin tieteellisen tutkimuksen tulokset.

Päästölähteiden tarkastelussa katsottiin, että liikenteen ja paikallisen polton yhdyskuntailmaan tuottama hiukkasaltistus on haitallisempaa terveydelle kuin keskitetyn voima- tai kaukolämpölaitospolton tuottama hiukkasaltistus. Keskitetyn polton päästöjenhallintatoimet ovat saattaneet vaikuttaa yhdyskuntailmaan enemmän, vaikka myös esimerkiksi liikenteen pakokaasuongelmissa on edistytty moottori- ja polttoainetekniikan kehittymisen sekä ajoneuvokohtaisten pakokaasunpuhdistimien käytön myötä.

Polttoperäisiä pienhiukkasia koskevassa tutkimus- ja toimenpideresurssoinnissa ensimmäiseksi nousivat päästölähteet ja puhdistustekniikka. Huomion kiinnittäminen näihin on tehokasta ja hiukkasten elinkaaren alkupäähän kohdistuvaa ongelmanhallintaa. Myös terveysvaikutusten epidemiologia ja siihen oleellisena liittyvä altistumisen mittaaminen arvioitiin tärkeiksi. Tämä tutkimusalue korostuu, sillä pienhiukkasten patofysiologiset vaikutusmekanismit ovat edelleen paljolti tuntemattomia ja tässäkin kyselyssä monitekijäisiksi arvioituja.

Ilman pienhiukkaset ja niiden terveysvaikutukset ovat kyselyn mukaan sekä käytännön tason että tieteellisen tutkimuksen ongelma. Ne edellyttävät aktiivisuutta ja koulutusta kunnallisessa ympäristövalvonnassa, ympäristönsuojelutoimessa ja perusterveydenhuollossa. Teollisuudelta ja energia-alalta tarvitaan panostusta sekä paikallisia että keskitettyjä hiukkaspäästöjä vähentäviin tekniikkoihin. Pienhiukkasten terveysvaikutuksia koskevassa tietämyksessä oleviin moniin aukkoihin voidaan vastata vain tieteellisellä tutkimuksella, jossa ongelman monialaisuus ja tämän vaatima yhteistyö otetaan huomioon.