Nanokokoisten materiaalien kuten teollisten nanohiukkasten tuotantomäärät ja käyttö erilaisissa teollisissa sovelluksissa sekä arkipäiväisissä kulutustuotteissa ovat kasvaneet kiihtyvästi 2000-luvulla. Teollisilla nanohiukkasilla on havaittu olevan haitallisia vaikutuksia ympäristölle ja ihmisten terveydelle, mikä on herättänyt tarpeen riskien arvioinnille ja hallinnalle, jotta voidaan varmistaa niiden turvallinen tuotanto ja käyttö niiden koko elinkaaren aikana. Riskien arviointi vaatii analyyttisten mittausmenetelmien lisäksi luonnon prosessit huomioivia mallinnusmenetelmiä. Nykyiset riskien arviointimallit eivät kuitenkaan huomioi riittävässä määrin ilmakehässä hiukkasiin vaikuttavia prosesseja.

Tässä diplomityössä tarkastellaan, kuinka ilmakehän prosessien vaikutus voitaisiin huomioida arvioitaessa nanohiukkasten ympäristö- ja terveysriskejä. Työssä ehdotetaan gaussisen ilmakehän dispersiomallin käyttöä ilmaan päätyvien teollisten nanohiukkasten leviämisen ja käyttäytymisen mallintamiseen sekä kehitetään dispersiomallia laskemaan altistusta riskien arvioimiseksi. Tämän dispersiomallin lisäksi riskien arviointiin ehdotetaan käytettäväksi kirjallisuusselvityksessä löytynyttä SimpleBox4Nano-mallia, joka huomioi osan ilmakehän prosesseista.

Työssä tarkastellaan myös, kuinka mallien antamassa riskiarviossa olevaa epävarmuutta voidaan pienentää herkkyysanalyysin keinoin. Dispersiomallille toteutettiin herkkyystestaus yksi kerrallaan menetelmällä ja huomattiin altistusarvion muuttuvan eniten muutettaessa malliin syötettävistä parametreista hiukkasten kokonaismassaa, hiukkaskokoa, ilmakehän stabiilisuusluokkaa, tuulen nopeutta ja hiukkaspilven alkukokoa. Toteutettua herkkyystestausta voitaisiin käyttää esimerkkinä muiden riskien arviointimallien tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseen.