Klooratuilla liuottimilla pilaantuneen maaperän ja pohjaveden kunnostus

Abstract

Klooratut liuottimet ovat orgaanisia ja haihtuvia yhdisteitä, joita on käytetty teollisuudessa rasvojen poistoon, tekstiilien puhdistukseen ja torjunta-aineiden valmistukseen. Liuottimien huolimattoman käytön ja varastoinnin sekä teollisuusalueiden onnettomuuksien seurauksena liuottimia on päätynyt ympäristöön. Klooratut liuottimet aiheuttavat terveyshaittoja ihmisille, ja esimerkiksi pitkäaikainen altistuminen trikloorieteenille lisää syöpäriskiä. Liuottimien käyttöä on nykyään rajoitettu lainsäädännön avulla.

Tässä kirjallisuusselvityksessä tarkastellaan kloorattujen eteenien, kuten tetrakloorieteenin, trikloorieteenin ja vinyylikloridin, ominaisuuksia sekä sitä, millaisia vaikutuksia liuottimilla on maaperässä ja pohjavesissä. Lisäksi tässä työssä keskitytään tarkastelemaan in situ -kunnostusmenetelmiä, joissa pilaantuneen maan kunnostus suoritetaan kohteessa. In situ -menetelmät sopivat erityisesti rakennetun ympäristön kunnostukseen, sillä puhdistettavaa aluetta ei muokata radikaalisti toisin kuin massanvaihdossa ja kohteen ulkopuolella suoritettavissa kunnostusmenetelmissä. Työn tavoitteena on vertailla huokosilmakäsittelyn, pohjaveden ilmastuksen ja fytoremediaation toimintaperiaatteita sekä tarkastella menetelmien haasteita ja rajoitteita.

Klooratuilla eteeneillä on haihtuville orgaanisille yhdisteille eli VOC-yhdisteille ominaisia piirteitä, joita ovat haihtuvuus, huono vesiliukoisuus ja nestemäinen olomuoto huoneenlämmössä. Näiden ominaisuuksien vuoksi liuottimet voivat muodostaa pohjavesivyöhykkeen pohjaan oman DNAPL-faasin, jonka puhdistus vie huomattavasti aikaa ja resursseja. Mikrobit kykenevät hajottamaan maaperään tai pohjaveteen kulkeutuneita kloorattuja eteenejä aerobisesti tai anaerobisesti, ja tätä hyödynnetään useissa kunnostusmenetelmissä.

Huokosilmakäsittely on fysikaalinen menetelmä maan kyllästymättömän vyöhykkeen kunnostukseen, ja sillä ei voida yksinään puhdistaa pohjavesialueita. Mikäli kohteessa on liuottimilla pilaantuneita pohjavesialueita, voidaan huokosilmakäsittelyyn yhdistää pohjaveden ilmastus. Fytoremediaatiolla voidaan kasvien ja puiden avulla poistaa liuottimia sekä maaperästä että matalista pohjavesistä, ja liuottimien poiston lisäksi menetelmällä on maisemallisia ja ympäristöllisiä hyötyjä.

Tulokset osoittavat, että kloorattuja liuottimia voidaan poistaa maaperästä ja pohjavedestä monin eri tavoin, ja kunnostusmenetelmä on valittava kohteen hydrogeologisten ominaisuuksien sekä ympäristöön päätyneiden liuottimien määrän mukaan. Fytoremediaatio on uusin menetelmä tarkastelluista menetelmistä, ja sen käyttöönotossa haasteina ovat kunnostuksen pitkä kesto ja tehokkuuden epävarmuus. Menetelmä olisi kuitenkin kestävämpi ja edullisempi kunnostusmenetelmä huokosilmakäsittelyyn ja pohjaveden ilmastukseen verrattuna. Menetelmää on tähän mennessä käytetty lähinnä jälkikäsittelynä, eli fytoremediaatiota on usein edeltänyt jokin muu puhdistusmenetelmä. Lisää tutkimusta fytoremediaation soveltamisesta erilaisiin kohteisiin tarvitaan, jotta menetelmää voidaan käyttää laajemmin tulevaisuudessa.