Sammalesta kehitetään kaupunkeihin biologisia ilmanpuhdistimia, jotka sitovat pienhiukkasia ja viilentävät ympäristöään vilkkaiden katujen keskellä.
Sammal tunnetaan metsän pehmeänä vihreänä mattona, mutta kaupungeissa sille rakennetaan aivan uudenlaista tehtävää. Euroopassa sammalta yhdistetään ilmanvaihtoon, sensoreihin ja automaattiseen kasteluun, jotta ilmansaasteita voidaan vähentää juuri siellä, missä ihmiset altistuvat niille eniten.
Keskellä vilkasta kaupunkia seisoo suuri vihreä rakennelma. Se ei ole tavallinen istutus, koristeellinen viherseinä eikä sähköinen ilmanpuhdistin.
Sen tärkein osa on sammal.
Ajatus kuulostaa yksinkertaiselta, mutta sen ympärille on rakennettu kokonainen ympäristöteknologia. Sammal toimii biologisena suodattimena, jonka läpi kaupunki-ilmaa johdetaan puhaltimien avulla. Sensorit seuraavat ilmanlaatua ja kasvien olosuhteita, ja automatiikka huolehtii sammalen tarvitsemasta vedestä.
Tavoitteena ei ole puhdistaa kokonaisen kaupungin ilmaa yhdellä laitteella. Ratkaisu on tarkoitettu paljon tarkempaan tehtävään: parantamaan ilmanlaatua paikallisesti vilkkaiden teiden, aukioiden, pysäkkien ja muiden saasteille alttiiden paikkojen ympärillä.
Samalla kyse on kiinnostavasta muutoksesta tavassa, jolla kaupunkeja rakennetaan. Teknologian rinnalle etsitään ratkaisuja luonnosta – ja tällä kertaa huomio on kiinnittynyt yhteen metsän vaatimattomimmista kasveista.
Sammalella on ominaisuus, josta kaupungissa on hyötyä
Sammalet poikkeavat monista muista kasveista. Niillä ei ole samanlaista juuristoa kuin puilla ja suuremmilla kasveilla, vaan ne ottavat vettä ja ravinteita suurelta osin suoraan ympäristöstään.
Niiden pinta muodostaa samalla valtavan määrän pieniä rakenteita, joihin ilmassa kulkeutuvat hiukkaset tarttuvat.
Kaupunkiympäristössä kiinnostavia ovat erityisesti pienhiukkaset. Niitä syntyy muun muassa liikenteestä, energiantuotannosta ja erilaisista palamisprosesseista. Liikenteessä hiukkasia syntyy pakokaasujen lisäksi renkaiden, jarrujen ja tienpinnan kulumisesta.
Tavallinen sammal tekee suodatustyötä passiivisesti. Insinöörit ovat vieneet ajatusta pidemmälle rakentamalla järjestelmiä, joissa ilmaa johdetaan aktiivisesti sammalkerroksen läpi.
Silloin metsästä tuttu biologinen ominaisuus muuttuu tekniseksi ilmanpuhdistimeksi.
Pelkkä sammal ei tee laitteesta tehokasta
Tunnetuimpia tekniikan kehittäjiä on saksalainen Green City Solutions, jonka CityTree-järjestelmiä on asennettu eurooppalaisiin kaupunkeihin.
Nimestään huolimatta CityTree ei muistuta tavallista puuta. Se on pystysuuntainen sammalbiofiltteri, johon kuuluu ilmanvaihto, automaattinen kastelu sekä ympäristöä ja kasvien kuntoa seuraavia sensoreita.
Toimintaperiaate on suoraviivainen.
Saastunutta ja lämmintä kaupunki-ilmaa imetään järjestelmään. Ilma kulkee kosteiden sammalmattojen läpi, joissa osa hiukkasista jää suodattimeen. Tämän jälkeen ilma palautuu ympäristöön.
Teknologia ratkaisee samalla yhden sammalen kaupunkikäytön perusongelmista. Metsässä sammal elää sille luontaisesti sopivassa mikroilmastossa, mutta keskellä katua olosuhteet ovat huomattavasti vaikeammat.
Kuumuus, kuivuus ja suora auringonpaiste rasittavat kasvustoa. Siksi sammalen kosteutta ja olosuhteita täytyy hallita.
Ilman teknologiaa elävä suodatin menettäisi nopeasti toimintakykyään.
Tutkimuksessa pienhiukkasten määrä väheni
Ratkaisua on myös tutkittu todellisessa kaupunkiympäristössä.
Italialaisessa Modenassa CityTree-järjestelmää testattiin vilkkaassa katukuilussa useissa mittausjaksoissa. Tutkimuksessa selvitettiin muun muassa PM10- ja PM2.5-pienhiukkasten, ultrapienten hiukkasten sekä mustan hiilen pitoisuuksia järjestelmän läpi kulkeneessa ilmassa.
Kun järjestelmän aktiivinen ilmanvaihto oli käytössä, PM10-hiukkasten massa väheni mittauksissa 19–23 prosenttia ja PM2.5-hiukkasten 15–20 prosenttia. Ultrapienten hiukkasten lukumääräpitoisuus pieneni 38 prosenttia ja mustan hiilen pitoisuus 17 prosenttia.
Tutkimuksen kiinnostavin havainto liittyi puhaltimiin.
Aktiivisesti sammalen läpi johdettu ilma puhdistui selvästi tehokkaammin kuin tilanteessa, jossa järjestelmä toimi pelkästään passiivisena viherpintana. Hiukkastyypistä riippuen aktiivisen suodatuksen tehokkuus oli noin kolmesta lähes 20 kertaa passiivista laskeumaa suurempi.
Tämä kertoo, miksi sammalratkaisua kannattaa tarkastella nimenomaan luonnon ja teknologian yhdistelmänä.
Viilentäminen voi osoittautua yhtä kiinnostavaksi kuin puhdistaminen
Sammalella on kaupungeille toinenkin kiinnostava ominaisuus.
Vesi haihtuu sammalen suurelta pinnalta ympäröivään ilmaan. Haihtuminen sitoo lämpöenergiaa ja viilentää ilmaa samaan tapaan kuin muukin kasvillisuus.
Green City Solutions ilmoittaa nykyisten järjestelmiensä viilentävän niiden läpi kulkevaa ilmaa parhaimmillaan jopa neljällä celsiusasteella. Luku kuvaa järjestelmän paikallista vaikutusta, ei kokonaisen kaupunginosan lämpötilan alenemista.
Juuri paikallisuus tekee ominaisuudesta kiinnostavan.
Kaupungin helteessä ratkaisevaa ei aina ole koko kaupungin keskilämpötila. Ihmisen kannalta olennaista on ympäristö juuri siinä kohdassa, jossa hän kävelee, odottaa bussia tai istuu aukiolla.
Kaupunkien lämpösaarekeilmiön voimistuessa pienistäkin viileämmistä alueista tulee arvokkaampia.
Puita sammal ei korvaa
Sammalratkaisuista puhuttaessa houkutteleva vertaus on puu.
Green City Solutions on eri vaiheissa verrannut biofiltteriensä ilmanpuhdistuskapasiteettia kymmeniin tai jopa satoihin puihin. Tällaisiin vertailuihin on kuitenkin syytä suhtautua varoen, sillä puun ja teknisen sammalfiltterin toimintaa ei voi tiivistää yhdeksi yleispäteväksi luvuksi.
Puu tekee kaupungissa paljon muutakin kuin sitoo ilmansaasteita.
Se varjostaa katuja, sitoo hiiltä, tarjoaa elinympäristöjä, vaimentaa melua, pidättää sadevesiä ja muodostaa kaupunkimaisemaa vuosikymmenien ajan. Suuri puu vaikuttaa myös ympäristöönsä tavalla, jota yksittäinen tekninen laite ei korvaa.
Sammalbiofiltterin vahvuus löytyy toisesta kohdasta.
Se voidaan sijoittaa paikkaan, johon suuren puun istuttaminen ei onnistu.
Keskustojen alla kulkee putkia, kaapeleita, tunneleita ja muuta infrastruktuuria. Katujen pinta-ala on rajallinen, ja puu tarvitsee juurilleen tilaa sekä vuosia kasvaakseen suureksi.
Pystysuuntainen biofiltteri tarvitsee huomattavasti vähemmän maapinta-alaa.
Siksi sammalen kiinnostavin tehtävä ei ole korvata kaupunkimetsää vaan täydentää sitä.
Kaupungin ilmanpuhdistus muuttuu paikalliseksi
Ajatus avaa laajemman kysymyksen tulevaisuuden kaupungeista.
Ilmanlaatua on perinteisesti parannettu ennen kaikkea vähentämällä päästöjä niiden lähteellä. Tämä on edelleen ylivoimaisesti tärkein keino. Liikenteen, energiantuotannon ja teollisuuden päästöjen vähentämistä ei voida korvata sijoittamalla katujen varsille ilmanpuhdistimia.
Mutta kaikkea saastumista ei saada poistettua nopeasti.
Silloin toinen vaihtoehto on vaikuttaa ihmisten altistumiseen.
Jos tiedetään, että tietyssä risteyksessä, bussipysäkillä tai vilkkaalla kävelyreitillä ilmanlaatu on ympäristöä huonompi, paikallinen ilmanpuhdistus voidaan kohdistaa juuri sinne.
Tässä sammalfiltterit ovat kiinnostavimmillaan.
Ne eivät ratkaise kaupungin ilmanlaatuongelmaa. Ne voivat muodostaa pieniä paremman ilman vyöhykkeitä siellä, missä niitä eniten tarvitaan.
EU rahoitti teknologian kehittämistä
Sammalbiofilttereiden kehittäminen ei ole jäänyt pelkäksi yrityskokeiluksi.
Euroopan unionin Horizon 2020 -ohjelmasta rahoitettiin MossTree-hanketta noin 1,27 miljoonalla eurolla. Hankkeen tarkoituksena oli kehittää ja testata sammalpohjaista kaupunki-infrastruktuuria todellisissa olosuhteissa.
Teknologian keskeinen ajatus oli yhdistää biologia, ilmanvaihto ja esineiden internet.
Sensorit mittaavat ilmanlaatua ja sammalen olosuhteita. Järjestelmä pystyy käyttämään tietoa kastelun ja muiden toimintojen ohjaamiseen.
Tällä on suurempi merkitys kuin ensi silmäyksellä näyttää.
Perinteinen kaupunkivihreä on pitkälti passiivista infrastruktuuria. Tulevaisuuden viherrakenteet voivat muuttua mitattaviksi järjestelmiksi, joiden toimintaa seurataan samalla tavalla kuin katuvalaistusta, liikennettä tai energiankulutusta.
Sammalta tutkitaan nyt myös rakennusmateriaalien kumppanina
Kehitys ei rajoitu erillisiin ilmanpuhdistimiin.
Vuonna 2025 julkaistussa laajassa tutkimuskatsauksessa tarkasteltiin sammalpohjaisten viherratkaisujen käyttöä rakennuksissa ja kaupunkiympäristössä. Katsauksessa nostettiin esiin useita kansainvälisiä hankkeita, joissa sammalta kasvatetaan seinissä, katoilla ja erityisesti sitä varten suunnitelluilla pinnoilla.
Alankomaissa on kokeiltu huokoista betonia, jonka pinnalle sammal pystyy kasvamaan. Myös rakennusten julkisivuihin ja liikenneympäristöihin on kehitetty sammalpintoja.
Ajatus vie teknologiaa kiinnostavaan suuntaan.
Tulevaisuudessa kaupungin ilmanpuhdistaja ei välttämättä ole erillinen laite.
Se voi olla seinä.
Mitä tämä merkitsee Suomelle?
Suomen näkökulmasta sammalpohjaisissa ratkaisuissa yhdistyy poikkeuksellisen luontevasti kolme vahvuutta: metsäluonnon tuntemus, ympäristöteknologia ja älykkäiden kaupunkien rakentaminen.
Suomalaisissa kaupungeissa ilmanlaatu on moniin maailman suurkaupunkeihin verrattuna hyvä, mutta paikallisia ongelmia esiintyy. Erityisesti katupöly nostaa keväisin hiukkaspitoisuuksia, ja vilkkaiden liikenneväylien ympäristössä ihmiset altistuvat liikenteen päästöille.
Sammalratkaisu voisi olla kiinnostava nimenomaan tällaisissa tarkasti valituissa paikoissa. Ensin pitäisi kuitenkin osoittaa suomalaisissa olosuhteissa, kuinka hyvin järjestelmät kestävät pakkasta, vaihtelevia vuodenaikoja ja pitkää talvea sekä millaisiksi ylläpitokustannukset muodostuvat.
Vielä kiinnostavampi mahdollisuus liittyy osaamiseen.
Jos biologisia materiaaleja aletaan yhdistää rakentamiseen, sensoreihin ja ympäristöteknologiaan laajemmin, kyseessä on kasvava alue, jossa Suomella olisi luonteva mahdollisuus kehittää omia ratkaisujaan.
Mitä tämä merkitsee lukijalle?
- Kaupunkien ilmanlaatua voidaan tulevaisuudessa parantaa myös pienillä paikallisilla ratkaisuilla. Sammalbiofiltteri ei puhdista kokonaista kaupunkia, mutta se voidaan sijoittaa paikkaan, jossa ihmiset altistuvat tavallista enemmän ilmansaasteille.
- Sammalen kiinnostavuus ei rajoitu ilmanpuhdistukseen. Kosteana pysyvä sammalpinta haihduttaa vettä ja voi samalla viilentää lähiympäristöään.
- Tulevaisuuden kaupunkivihreä ei välttämättä tarkoita vain puistoja ja istutuksia. Kasveja voidaan yhdistää rakennuksiin, sensoreihin, ilmanvaihtoon ja automaatioon niin, että luonnosta tulee osa kaupungin teknistä infrastruktuuria.
Toimituksen näkökulma
Kaupunkien tulevaisuudesta puhuttaessa huomio kiinnittyy helposti tekoälyyn, itseohjautuviin autoihin ja uusiin rakennuksiin. Yksi kiinnostavimmista innovaatioista voi kuitenkin löytyä metsänpohjasta.
Sammal ei ratkaise kaupunkien ilmansaasteita eikä korvaa puita. Sen kiinnostavuus syntyy siitä, että luonnon miljoonien vuosien aikana kehittämää ominaisuutta voidaan käyttää aivan uudessa ympäristössä teknologian avulla.
Tulevaisuuden älykäs kaupunki ei ehkä olekaan paikka, jossa luonto väistyy teknologian tieltä. Parhaimmillaan teknologia auttaa tuomaan luonnon takaisin paikkoihin, joista se on aikanaan rakennettu pois.
Lähteet
- Euroopan komissio / CORDIS: Moss-based filters can measurably improve urban air quality in European cities
- Euroopan komissio / CORDIS: MossTree – A new urban green infrastructure to actively reduce air pollution in urban hotspots
- Atmospheric Environment: An evaluation of the performance of a green panel in improving air quality, the case study in a street canyon in Modena, Italy
- Atmosphere: Evaluating the Impact of a Wall-Type Green Infrastructure on PM10 and NOx Concentrations in an Urban Street Environment
- UN Environment Programme: Air pollution-eating moss cleans hotspots in Europe
- Science of the Total Environment: Moss-based building greening – A review on enhancing sustainability of concrete cityscapes
- Green City Solutions: CityTree
