Ruopattujen järvisedimenttien hyötykäyttömahdollisuudet: Case Kutilan kanava

Abstract

Sedimentit ovat vesistön pohjaan kerrostuneita ja laskeutuneita maa-aineksia, kivien ja mineraalien palasia, jotka edustavat järven ja sen valuma-alueen olosuhteita. Ruoppausmassalla tarkoitetaan vesistön pohjasta poistettavaa ainesta. Ruoppausmassoja syntyy jatkuvasti suuria määriä erilaisissa vesirakentamishankkeissa. Yleisin ruoppausmassojen loppusijoitusvaihtoehto on ollut mereen läjittäminen. Ruoppausmassat voivat kuitenkin olla arvokkaita resursseja ja niitä hyödyntämällä voidaan edistää kestävää kehitystä sekä pienentää primääriresurssien tarvetta esimerkiksi rakentamisessa ja elinympäristöjen luomisessa. Hyödyntämiseen voivat kuitenkin vaikuttaa lainsäädännön asettamat rajoitukset sekä taloudelliset ja ympäristölliset tekijät.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten ruoppausmassoja on hyödynnetty aikaisemmin maailmalla ja Suomessa sekä millaisia hyödyntämismahdollisuuksia ruopatuilla järvisedimenteillä on. Lisäksi työssä tarkasteltiin millaisia rajoituksia ja lainsäädäntöä ruoppausmassojen hyödyntämiseen Suomessa liittyy.

Ruoppaamista koskevat useat lait ja suuremmat ruoppaushankkeet ovat aina luvanvaraisia. Ruoppausmassojen sijoittamiseen maalle ei kuitenkaan ole selkeitä ohjeita. Yleisesti ruoppausmassojen maalle sijoittamisen yhteydessä massojen pilaantuneisuutta tutkitaan PIMA-asetuksen ohjearvoja soveltaen tapauskohtaisen riskinarvioinnin tukena, vaikka asetusta ei ole tarkoitettu tähän, parempien ohjeistuksien puuttuessa. Lisäksi voidaan hyödyntää erilaisia liukoisuustestejä haitta-aineiden leviämisen arviointiin. Sedimenttien ruoppaus- ja läjitysohjeessa esitetyt pitoisuustasot koskevat vain ruoppausmassojen läjittämistä vapaaseen veteen. Ruoppausmassojen hyötykäytön yhteydessä tulee huomioida hyötykäyttökohteiden asettamat vaatimukset.

Ruoppausmassoja on hyödynnetty teknisissä käyttötarkoituksissa, ympäristön parantamisessa, maataloudessa ja tuotteissa. Tuotteissa, kuten betoni, ja maataloudessa ruoppausmassojen hyödyntäminen on vielä vähäistä, vaikka niitä on käytetty onnistuneesti esimerkiksi maanparannusaineena. Maa- ja viherrakentamisessa voidaan hyödyntää monenlaisia ruoppausmassoja, kunhan ne täyttävät kohteelle asetetut vaatimukset ja standardit. Pilaantuneita ruoppausmassoja on hyödynnetty stabiloituna esimerkiksi satamarakenteissa. Ranta- ja tulvasuojelu on maailmalla hyvin yleinen ruoppausmassojen hyötykäyttökohde. Lisäksi ruoppausmassoja on käytetty erilaisten kosteikkoalueiden elinympäristöjen palauttamiseen. Ruoppausmassoista on myös luotu uusia elinympäristöjä rakentamalla lintujen pesintään soveltuvia tekosaaria.

Tutkimuksen yhteydessä toteutettiin myös sedimenttinäytteenotto tapaustutkimuksen, Kutilan kanavan, alueella. Laboratoriossa analysoitiin yhteensä 17 näytettä, joista yhdessä havaittiin PIMA-asetuksen kynnysarvon ylittävä pitoisuus öljyhiilivetyjä (C10-C40). Muissa näytteissä ei havaittu kynnysarvon ylittäviä pitoisuuksia analysoituja haitta-aineita. Rakeisuuden ja orgaanisen aineksen perusteella pääosa tutkituista näytteistä oli liejua. Viljavuustutkimus osoitti, että tutkitut sedimentit soveltuvat levitettäväksi pellolle niiden runsasmultaisuuden takia, mutta ne ovat ravinnepitoisuuksiltaan huonoja, minkä takia ne tarvitsevat kalium- ja fosforilannoitteita sekä vähäistä kalkitusta. Tutkimuksen perusteella hankealueelta ruopattavia sedimenttejä suositellaan hyödynnettäväksi kosteikkorakentamisessa, peltoläjityksessä ja metsämaan pohjana.

Ennen hyödyntämistä ruoppausmassoja tulee yleensä kuivata. Liejuiset paljon orgaanista ainesta sisältävät ruoppausmassat soveltuvat huonosti maarakentamiseen, mutta kosteikkorakentamisessa ja metsämaan pohjana ruoppausmassojen teknisillä ominaisuuksia kuten lujuudella ei ole suurta merkitystä. Peltoläjitykseen soveltuvat ravinteita sisältävät ja/tai multaiset sedimentit.

Sediments consist of soil materials, pieces of stones and minerals which are deposited and settled at the bottom of a water body. They represent the conditions of the lake and its catchment area. The substance removed from the bottom of the water body is called dredged material. Dredged materials are constantly generated in large quantities in various water construction projects. The most common final disposal option has been depositing them into the sea. However, dredged materials can be valuable resources and by utilizing them, sustainable development can be promoted and the need for primary resources can be reduced for example in construction and creating habitats. Nevertheless, utilization can be affected by legal restrictions as well as economic and environmental factors.

The goal of this study was to find out how dredged materials have been utilized globally and in Finland in the past and what kind of utilization possibilities dredged lake sediments have. In addition, the study examined what kind of restrictions and legislation are related to the utilization of dredged materials in Finland.

There are several laws regarding dredging and large dredging projects always require permit. However, there are no clear guidelines for the placement of dredged materials on land. In general, when placing dredged materials on land, their contamination is examined using the guideline values for contaminated soils in Finland as part of a case-by-case risk assessment, even though the regulation is not intended for this purpose, due to the lack of better guidelines. In addition, different solubility tests can be used to evaluate the spread of harmful substances. The concentration levels presented in the guidelines for dredging and depositing sediments only apply to the depositing of dredged materials into free water. When using dredged materials for beneficial purposes the requirements set by the beneficial use target should be considered.

Dredged materials have been utilized for technical purposes, environmental improvement, agriculture and in products. The utilization of dredged materials in products, such as concrete, and in agriculture is still low, even though they have been used successfully, for example, as a soil conditioner. A wide variety of dredged materials can be used in earth and green construction, as long as they meet the requirements and standards set for the specific site. Contaminated dredged materials have been utilized as stabilized for example in harbor structures. Costal and flood protection is a very common application for dredged materials worldwide. In addition, dredged materials have been used to restore habitats in various wetland areas. New habitats have also been created from the dredged materials by building artificial islands suitable for nesting birds.

As a part of the study, sediment sampling was also carried out in the case study area, Kutila Canal. A total of 17 samples were analyzed in the laboratory, in one of which a concentration of petroleum hydrocarbons (C10-C40) exceeding the threshold value of the guideline values for contaminated soils in Finland was detected. In the other samples, no analyzed harmful substances were detected in concentrations exceeding the threshold value. Based on the granularity and organic matter content, the main part of the examined samples was gyttja. Fertility tests indicated that the examined sediments are suitable for spreading on the field due to their high organic matter content, but they have poor nutrient content, which is why they need potassium and phosphorus fertilizers and minimal liming. The sediments dredged from the project area are recommended to be utilized in wetland construction, field deposition and as a base for forest land.

Usually before utilization, dredged materials should be dried. Dredged materials which consist of gyttja, and high organic matter content are poorly suited for earth construction, but in wetland construction and as a base for forest land, the technical properties of dredged materials, such as strength, are not of great importance. Those sediments that contain nutrients and/or high organic matter content are suitable for field deposition.