Sisävesien sedimenttien sisältämä elohopea: Ympäristövaikutukset ja kunnostusmenetelmät
Kallio, Iris (2021)
Kallio, Iris
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-06-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202106226021
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202106226021
Tiivistelmä
Sedimentti eli järvien ja jokien pohjassa oleva kerrostumalla syntynyt maa-aines toimii useiden haitta-aineiden nieluna. Suomessa elohopeakuormitusta on kohdistunut vesistöihin ilmalaskeumasta ja erityisesti aiempina vuosikymmeninä teollisuuden jätevesistä. Osassa Suomen sisävesistöistä ja niiden pohjasedimenteistä onkin todettu kohonneita pitoisuuksia elohopeaa. Tämän työn tavoitteena on selvittää, millaisia ympäristövaikutuksia elohopealla on ja kuinka elohopealla pilaantuneita sedimenttejä voidaan kunnostaa. Lisäksi tarkastellaan, mistä lähteistä elohopeaa on päätynyt Suomen sisävesiin. Tutkimusmenetelmä on kirjallisuustutkimus.
Elohopeaa on päätynyt ympäristöön muun muassa fossiilisten polttoaineiden palamisesta syntyvien päästöjen ja niiden kaukokulkeutumisen ja laskeuman kautta. Lisäksi erityisesti kemiallisesta metsäteollisuudesta ja kloorialkaliteollisuudesta elohopeaa on päätynyt vesistöihin jätevesien mukana. Elohopeakuormitus vesistöihin on vähentynyt vuosikymmenien aikana, mutta elohopean sitoutuessa sedimentteihin tehokkaasti voi sitä vapautua vielä vuosienkin jälkeen takaisin vesistöihin. Suomessa elohopealla pilaantuneita sedimenttejä ei ole valtakunnallisesti kartoitettu kovinkaan kattavasti.
Elohopean pysyvyyteen, kulkeutuvuuteen ja myrkyllisyyteen vaikuttaa sen esiintymismuoto. Elohopean esiintymismuodoista metyylielohopea, jota muodostuu epäorgaanisesta elohopeasta metylaatiossa, on merkittävin ympäristövaikutusten kannalta. Päätyessään eliöihin metyylielohopea kertyy ja rikastuu voimakkaasti. Kaikki vesistöissä oleva elohopea ei kuitenkaan päädy eliöihin, eli kaikki elohopea ei ole biosaatavassa muodossa. Biosaatavuuteen vaikuttaa muun muassa se, kuinka suuri osuus haitta-aineesta sitoutuu vedestä sedimentteihin. Jos elohopea on hautautunut syvälle sedimentteihin, se ei välttämättä ole kovinkaan biosaatavaa, mutta esimerkiksi ruoppaukset ja vesistörakentaminen voivat vapauttaa elohopeaa takaisin veteen.
Metyylielohopean aiheuttamia haittavaikutuksia eläimissä ovat muun muassa häiriöt käyttäytymisessä, kasvussa ja lisääntymisessä. Myös ihmisille elohopea on hermomyrkky ja voi olla erityisesti haitallinen sikiöiden ja pienten lasten kehitykselle. Elohopea voi aiheuttaa haittavaikutuksia myös muissa osissa elimistöä. Koska ihmiset saavat elohopeaa pääasiassa kalasta, on kalojen sisältämälle elohopealle asetettu EU:ssa enimmäispitoisuusrajoituksia.
Jos sedimenttien sisältämän elohopean arvioidaan muodostavan liian suuren riskin ympäristölle, voidaan sedimentti kunnostaa. Tyypillisin järvisedimenttien kunnostusmenetelmä on pilaantuneen sedimentin ruoppaus ja läjitys. Ruoppauksen haittapuolia ovat kuitenkin menetelmän kalleus ja haitta-aineiden mahdollinen vapautuminen sedimentistä vesifaasiin. Muita mahdollisia menetelmiä ovat muun muassa sedimentin peittäminen, monitoroitu luontainen puhdistuminen ja erilaiset in situ-menetelmät.
Elohopeaa on päätynyt ympäristöön muun muassa fossiilisten polttoaineiden palamisesta syntyvien päästöjen ja niiden kaukokulkeutumisen ja laskeuman kautta. Lisäksi erityisesti kemiallisesta metsäteollisuudesta ja kloorialkaliteollisuudesta elohopeaa on päätynyt vesistöihin jätevesien mukana. Elohopeakuormitus vesistöihin on vähentynyt vuosikymmenien aikana, mutta elohopean sitoutuessa sedimentteihin tehokkaasti voi sitä vapautua vielä vuosienkin jälkeen takaisin vesistöihin. Suomessa elohopealla pilaantuneita sedimenttejä ei ole valtakunnallisesti kartoitettu kovinkaan kattavasti.
Elohopean pysyvyyteen, kulkeutuvuuteen ja myrkyllisyyteen vaikuttaa sen esiintymismuoto. Elohopean esiintymismuodoista metyylielohopea, jota muodostuu epäorgaanisesta elohopeasta metylaatiossa, on merkittävin ympäristövaikutusten kannalta. Päätyessään eliöihin metyylielohopea kertyy ja rikastuu voimakkaasti. Kaikki vesistöissä oleva elohopea ei kuitenkaan päädy eliöihin, eli kaikki elohopea ei ole biosaatavassa muodossa. Biosaatavuuteen vaikuttaa muun muassa se, kuinka suuri osuus haitta-aineesta sitoutuu vedestä sedimentteihin. Jos elohopea on hautautunut syvälle sedimentteihin, se ei välttämättä ole kovinkaan biosaatavaa, mutta esimerkiksi ruoppaukset ja vesistörakentaminen voivat vapauttaa elohopeaa takaisin veteen.
Metyylielohopean aiheuttamia haittavaikutuksia eläimissä ovat muun muassa häiriöt käyttäytymisessä, kasvussa ja lisääntymisessä. Myös ihmisille elohopea on hermomyrkky ja voi olla erityisesti haitallinen sikiöiden ja pienten lasten kehitykselle. Elohopea voi aiheuttaa haittavaikutuksia myös muissa osissa elimistöä. Koska ihmiset saavat elohopeaa pääasiassa kalasta, on kalojen sisältämälle elohopealle asetettu EU:ssa enimmäispitoisuusrajoituksia.
Jos sedimenttien sisältämän elohopean arvioidaan muodostavan liian suuren riskin ympäristölle, voidaan sedimentti kunnostaa. Tyypillisin järvisedimenttien kunnostusmenetelmä on pilaantuneen sedimentin ruoppaus ja läjitys. Ruoppauksen haittapuolia ovat kuitenkin menetelmän kalleus ja haitta-aineiden mahdollinen vapautuminen sedimentistä vesifaasiin. Muita mahdollisia menetelmiä ovat muun muassa sedimentin peittäminen, monitoroitu luontainen puhdistuminen ja erilaiset in situ-menetelmät.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8997]