Source: http://fi.opasnet.org/fi/Yara_Tulosten_tulkinta
Timestamp: 2020-02-29 03:05:37+00:00
Document Index: 13744070

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Yara Tulosten tulkinta – Opasnet Suomi
Yara Tulosten tulkinta
Sivutunniste: Op_fi3431
1 TULOSTEN TULKINTA
1.1 Vesinäytteiden pitoisuustarkastelu
1.2 Sedimenttinäytteiden pitoisuustarkastelu
1.3 Kuormituksen arviointi
1.4 Kuormitushistoria
1.5 Nonyylifenolietoksylaatin hajoaminen ja sen vaikutukset
1.6 Nonyylifenolietoksylaatin suotautuminen pohjaveteen
1.7 Mallinnus
1.10 Aiheeseen liittyviä tiedostoja
Vesinäytteiden pitoisuustarkastelu
Pintavesinäytteiden nonyylifenolietoksylaatin keskipitoisuuksia on verrattu sisämaan pintavesien ympäristönlaatunormiin (Valtioneuvoston asetus 868/2010, taulukko 1). Ympäristönlaatunormissa käytetty kokonaistoksisuus lasketaan kaavalla:
∑ (Cx * TEF),
Jossa Cx on kunkin nonyylifenolisen yhdisteen pitoisuus koko vesinäytteessä ja TEF on toksisuusekvivalenttikerroin joka on nonyylifenolietoksylaatille 0,5. Ympäristönlaatunormina on sovellettu enimmäispitoisuutena ilmaistua ympäristönlaatunormia (MAC-EQS, taulukko 1). Ympäristönlaatunormin suurimman sallitun pitoisuuden soveltaminen tarkoittaa, että mitattu pitoisuus ei ylitä normia missään seurantapisteessä (Valtioneuvoston asetus 868/2010). Kokonaistoksisuuden avulla laskettu suurin sallittu pitoisuus nonyylifenolille on 2,0 μg/l ja nonyylifenolietoksylaatille 4,0 μg/l (taulukko 1).
Tarkastelussa havaitaan, että normi ylitetään jokaisessa rikastushiekka-altaalta tulevan pintaveden mittauspisteessä (taulukko 8, kuva 6). Ympäristönlaatunormi kuitenkin alitetaan jokaisessa Kuuslahden vesinäytepisteessä (taulukko 8, kuva 6). Tämä johtuu Kuuslahden ja Sikopuron vesien sekoittumisesta Sikopuron suistossa. Valtioneuvoston asetuksessa (868/2010) annetaan mahdollisuus määritellä sekoittumisvyöhyke, jossa haitallisen aineen pitoisuudet pienenevät alle ympäristönlaatunormin. Sekoittumisvyöhykkeen ulkopuolella haitallisen aineen pitoisuuden tulee olla jokaisessa mittauspisteessä alle ympäristönlaatunormin (Valtioneuvoston asetus 868/2010).
Pintavesien pitoisuuksista havaitaan, että merkittävää pitoisuuksien alenemista ei tapahdu veden kulkeutuessa Sikopuron laskuuomaa pitkin. Jaakonlammesta kemialliseen puhdistamoon lähtevän veden nonyylifenolietoksylaattipitoisuudeksi määritettiin 104 μg/l ja puhdistamolta ulostulevan veden pitoisuudeksi 44 - 136 μg/l (ka 106 μg/l). Sikopuron alajuoksulta määritetyt pitoisuudet ovat samaa luokkaa 47 – 102 μg/l (ka 92 µg/l). Sikopuron laskiessa Kuuslahteen pitoisuudet laimenevat viidenteenkymmenenteen osaan (1,7 μg/l).
Näytepiste Näytetunnus Kuvaus t [°C] pH cond [µS/cm] O2- % O2 [mg/l] Orp [mv]
104 Tehdasvesi Rikastamon kiertovesi 24,44 10,2 1435 67 5,52 158
101 Suoto1 Suotovesinäyte lähellä rötikönpuron mittapatoa ja pohjavesiputkea MMP1 4,99 6,97 587 39 4,93 -14,5
MMP1 pato Mittapadon kohdalta tehdyt Ysi-mittaukset (ei vesinäytettä) 6,51 6,95 624 16 2 -22,5
110 MMP1 pohjavesinäyte 5,16 6,77 433 21 2,65 -13,1
103 Jaakonlampi Jaakonlammen suodattamaton vesinäyte, otettu puhdistamon imuputkesta 18,99 9,43 999 76 7,01 142,2
105 SP1 Puhdistamosta selkeytysaltaan jälkeen Sikopuroon tuleva 17,96 7,64 1026 102 9,63 177,4
108 SP2 Sikopuro rummun jälkeen Kuuslahteen menevä 17,27 8,48 1010 92 8,81 113
106 Sikopuron suisto_pinta Sikonpuronsuisto/Kuuslahti, Ysi-mittaukset 1 metrin syvyydeltä 19,55 7,9 75 88 8,06 140,4
109 Sikopuron suisto_pohja Sikonpuronsuisto/Kuuslahti, Ysi-mittaukset 8 metrin syvyydeltä 19,47 7,51 110 87 8,02 151,3
111 Juurusvesi2_pinta Ysi-mittaukset 1 metrin syvyydeltä 19,8 7,68 66 88 8,06 151,8
112 Juurusvesi2_keski Ysi-mittaukset 10 metrin syvyydeltä 14,86 7,36 44 53 5,35 165
113 Juurusvesi2_pohja Ysi-mittaukset 18 metrin syvyydeltä 7,51 7,2 51 26 3,15 178,5
Taulukko 7. Kenttämittausten tulokset. Mittausten sijainnit on esitetty kuvassa 2 lukuun ottamatta näytetunnusta MMP1 pato, jonka tarkkaa sijaintia ei tiedetty raportin kirjoittamisen hetkellä.
Näyte Näytetunnus Kokonaistoksisuus ∑(Cx * TEF)
101 Suoto1 45,15
102 Jaakonlampi_Suod. 51,75
103 Jaakonlampi 35,5
105 SP1 22,1
4 SP1 Yara 56,35
5 SP1 Yara 55,95
14 SP1 Yara 49,35
15 SP1 Yara 63,2
24 SP1 Yara 59,4
25 SP1 Yara 68,15
108 SP2 23,6
9 SP2 Yara 50,2
10 SP2 Yara 51,25
19 SP2 Yara 42,9
20 SP2 Yara 45,2
29 SP2 Yara 41,6
30 SP2 Yara 50,45
106 Sikopuron suisto_pinta 0,615
109 Sikopuron suisto_pohja 1,07
111 Juurusvesi2_pinta 0,385
112 Juurusvesi2_keski 0,12
113 Juurusvesi2_pohja 0,375
Taulukko 8. Laskettu nonyylifenolietoksylaatin kokonaistoksisuus pintavesien näytepisteillä.
Sedimenttinäytteiden pitoisuustarkastelu
Suomen lainsäädännössä ei ole asetettu raja- tai kynnysarvoja nonyylifenolietoksylaattien pitoisuuksille maaperässä. Tämän vuoksi pitoisuustarkastelu keskittyy pääsääntöisesti pitoisuuksien vertaamiseen sedimenttinäytepisteiden sekä vesinäytepisteiden välillä. Sedimenttien pitoisuuksia on lisäksi verrattu Vesiympäristölle haitalliset ja vaaralliset aineet –mietinnössä ehdotettuun haitattomaan pitoisuustasoon sedimentissä (Karvonen et al. 2005). Mietinnössä haitattomaksi pitoisuudeksi nonyylifenoleille määritettiin ≤0,180 mg/kg (180 ng/g) ja nonyylifenolietoksylaateille ≤0,360 mg/kg (360 ng/g).
Pitoisuuksien suuri vaihtelu sedimenttinäytepisteiden välillä viittaisi sedimentaationopeuksien vaihteluun näytepisteiden välillä. Huomattavaa on, että rikastushiekan nonyylifenolietoksylaattipitoisuudet ovat pääsääntöisesti pienempiä kuin rikastushiekka-altaasta virtaavissa ojissa. Lisäksi vesinäytteiden pitoisuudet ovat pienempiä kuin sedimenttinäytteiden. Edellä mainitut havainnot viittaavat siihen, että nonyylifenolietoksylaatit rikastuvat sedimentteihin Yara Suomi Oy:n kaivos- ja tehdasalueella sekä Kuuslahdella mutta eivät rikastushiekkaan. Vesinäytteiden pienemmät pitoisuudet sedimenttinäytteisiin verrattuna voidaan selittää myös pitoisuuden laimenemisella sateen ja valunnan vaikutuksesta. Tätä laimenemista pidetään kuitenkin pienenä. Näytteen SA2 pitoisuus on kuusinkertainen verrattuna rinnakkaisnäytteen SA1 pitoisuuteen. Varmaa syytä näin suureen eroon ei pystytä määrittämään mutta syyksi epäillään näytteen heterogeenisuutta.
Sedimenttien haitaton nonyylifenolietoksylaattien pitoisuustaso (Karvonen et al. 2005) ylitetään näytepisteillä Puro 1 ja SA2 (kuva 2).
Kuva 6. Pitoisuus- ja kuormitustiedot sekä ympäristönlaatunormit pintavesille Yara Suomi Oy:n Siilinjärven tehdas- ja kaivosalueella.|
Kuormituksen arviointi on tehty kertomalla analyysista saadun nonyylifenolietoksylaatin keskiarvopitoisuus vesistöön virtaavan vesireitin virtaamalla. Tulokset ilmoitetaan grammoina vuorokaudessa ja kilogrammoina vuodessa (taulukko 9, kuva 6). Sikopuron vesireitin varrelta on otettu useita näytteitä eri kohdista, joten sen osalta saadaan vaihteluväli. Heinä-elokuu 2010 oli hyvin vähäsateinen. Tämän johdosta sekä Sikopuron pienestä valuma-alueesta johtuen voidaan olettaa, että suurin osa kyseisenä aikana Sikopuroon virtaavasta vedestä tuli rikastushiekka-altailta. Näin ollen pitoisuuksia ja sitä kautta myös koko vuoden virtaamaan perustuvaa kuormitusta voidaan pitää maksimikuormituksena. Kuormitukselle ei ole määritelty raja-arvoja ympäristöluvassa (Itä-Suomen ympäristölupa-virasto 2006).
Virtaamatiedot on saatu Yara Suomi Oy:lta. Rötikönpuron osalta virtaamatietona on käytetty Rötikönpuro 1 suotovesistä 23.8.2010 mitattua virtaamalukemaa 68 m3/d. Sikopuron osalta virtaamatietona käytettiin heinäkuun 2010 ja elokuun 2010 keskimääräisiä virtauksia, 21651 m3/d ja 12560 m3/d. Kuuslahteen laskevan Sikopuron vesinäytteiden pohjalta laskettu kuormitus vaihtelee välillä 202,6 kg/a ja 1077,1 kg/a (555-2951 g/d, näytteet SP1, SP1 Yara, SP2, SP2 Yara). Näin ollen maksimikuormituksena Kuuslahteen voidaan pitää n. 1080 kg/a. Rötikköpuron kautta tuleva laskennallinen kuormitus on 2,2 kg/a (näyte Suoto1). Tätä tulosta ei voida kuitenkaan pitää kokonaiskuormituksena Kolmisopenjärveen ja Syrjänlampeen. Kokonaiskuormitus Mustin rikastushiekka-altaan länsipuolelle on saatu laskemalla yhteen rikastushiekka-altaan suotovesien virtaamat (23.8.2010, 812 m3/d) ja kertomalla saatu tulos näytteen Suoto1 keskiarvopitoisuudella. Näytteestä Suoto1 saadun keskiarvopitoisuuden on oletettu vastaavan myös muiden suotovesien keskiarvopitoisuuksia. Laskettu kokonaiskuormitus Mustin rikastushiekka-altaan länsipuolelle on 26,8 kg/a. Mustin rikastushiekka-altaan itäpuolelle Pitkänlampeen tulevaa kuormitusta ei ole laskettu.
Lisäksi laskettiin kuormitus Mustin rikastushiekka-altaaseen käyttäen vesitasekaaviosta saatua virtaamaa, 28000 m3/d, sekä kiinteiden aineiden vuorokausikuljetusta, 22800 t/d. Rikastamon kiertoveden pitoisuudeksi määritettiin n. 1200 ± 90 µg/l. Rikastushiekasta mitatut NPEO-pitoisuudet olivat 93 ja 241 ng/g dw, joten rikastushiekan mukana kulkevan nonyylifenolietoksylaatin kuormituksen laskettiin olevan 3,8 kg/d. Rikastushiekka-alueelle tulevan nonyylifenolietoksylaatin laskennallinen kokonaiskuormitus on yhteensä n. 13700 kg/a. Rikastamolla käytetään nonyylifenolietoksylaattia n. 400 t/a, joten suurin osa nonyylifenolietoksylaatista jää rikasteeseen.
Näytepiste Näytetunnus ka µg/l Virtaama m³/d Kuormitus g/d Kuormitus kg/a
Mustin allas
RHK1 RHK1 Kuormitus 1180 28000 33600 12264
RHK1 RHK1 pidättyminen 167 22800 (t/d kiintoainetta) 3800 1387
Rötikönpuro
101 Suoto1 90,3 68 6 2,2
Mustin rikastushiekka-altaan länsipuolelle 90,3 812 73 27
Sikopuro
105 SP1 44,2 12 560 555 202.6
4 SP1 Yara 113 21 651 2440 890.6
5 SP1 Yara 112 21 651 2423 884.3
14 SP1 Yara 98,7 21 651 2137 780.0
15 SP1 Yara 126 21 651 2737 998.9
24 SP1 Yara 119 21 651 2572 938.8
25 SP1 Yara 136 21 651 2951 1077.1
108 SP2 47,2 12 560 593 216.4
9 SP2 Yara 100 21 651 2174 793.4
10 SP2 Yara 103 21 651 2219 810.0
19 SP2 Yara 85,8 21 651 1858 678.0
20 SP2 Yara 90,4 21 651 1957 714.4
29 SP2 Yara 83,2 21 651 1801 657.5
30 SP2 Yara 101 21 651 2185 797.4
Taulukko 9. Pitoisuusanalyysien ja virtaamamittausten perusteella tehdyt kuormitusarviot.
Kuormitushistoria
Sikopuron suiston pintasedimentin (0-4 cm) nonyylifenolietoksylaattipitoisuudet olivat alhaisemmat kuin pohjasedimentin (4-12 cm) pitoisuudet (kuva 4). Juurusvedellä pitoisuudet sen sijaan laskivat sedimentissä syvemmälle (> 9 cm) mentäessä (kuva 5). Shang et al. (1999) on havainnut nonyylifenolietoksylaattien hajoamisen olevan hidasta sedimentissä. Näin ollen voidaan olettaa, että havaitut pitoisuudet kuvastavat kuormitushistoriaa. Erot profiileissa Sikopuron ja Juurusveden välillä ovat selitettävissä erilaisilla sedimentaationopeuksilla. Sedimentaationopeus Juurusvedellä on todennäköisesti suhteellisen tasainen, kun taas Sikopurossa sedimentaationopeudet voivat vaihdella sadannan ja valuman sekä Jaakonlammen ylivirtauksen vaihtelun vuoksi.
Nonyylifenolietoksylaatin hajoaminen ja sen vaikutukset
Nonyylifenolietoksylaattien haitallista muuntumistuotetta nonyylifenolia ei löydetty yhdestäkään näytteestä. Nonyylifenolia syntyy nimenomaan hapettomissa olosuhteissa ja erityisen otolliset olosuhteet tapahtumalle on jäteveden biologisen puhdistuksen aikana (Zhang et al. 2008). Yara Suomi Oy:n Siilinjärven tehtaan ja kaivoksen vesille ei tehdä biologista puhdistusta. Teoriassa nonyylifenolia voi myös syntyä vesistöjen hapettomissa pohjasedimenteissä, mutta muuntuminen on hidasta (Shang et al. 1999), joten riski haitallisten nonyylifenolipitoisuuksien syntymiselle alueella on pieni. Tätä arviota tukee myös se havainto, että yhdistettä ei havaittu myöskään vanhemmista sedimenttikerrostumista. Nonyylifenolietoksylaateilla sen sijaan voi olla kroonisia, subletaaleja vaikutuksia niissä vesipitoisuuksissa, joita Yaran tehtaan alueella on määritetty. Kuitenkin pitoisuudet laimenevat nopeasti Sikopuron suistossa.
Nonyylifenolietoksylaatin suotautuminen pohjaveteen
Rikastushiekka-altailta kulkeutuvien vesien reittien läheisyydessä maaperä koostuu pääsääntöisesti hienoainesmoreeneista sekä savista (Huttunen 2002a ja 2002b). Ne toimivat vettä pidättävinä kerroksina ja niiden vedenjohtavuus on yleensä matala, hienoainesmoreeneilla välillä 10-7-10-11 m/s ja savilla alle 10-9 m/s (Airaksinen 1978). Maaperän ominaisuuksista johtuen nonyylifenolipitoisen veden suotautumista maaperän pohjaveteen pidetään pienenä. Tätä tulkintaa tukee Rötikönpuron mittapadon läheisyydestä (Näyte Suoto1, näytepiste 101, kuva 2) sekä pohjavesiputki MMP1:stä otettujen vesinäytteiden analyysitulokset. Pintavesinäytteen Suoto1 nonyylifenolietoksylaatin keskipitoisuus on 90,3 μg/l, kun taas pohjavesiputkessa MMP1 (näytepiste 110), joka sijaitsee alle 30 metrin päässä Suoto1-näytteen ottopaikasta, keskipitoisuus on 1,23 μg/l. Lisäksi on havaittu, että nonyylifenolietoksylaattipitoisuuksissa tapahtuu 96 % pudotus veden suotautuessa glasifluviaalisen kerroksen läpi pohjaveteen (Ahel et al. 1996).
Kalliopohjaveden virtausnopeuteen vaikuttaa suuresti kallion halkeilun ja rakoilun määrä sekä rakojen mahdollinen täyttyminen sedimenteillä. Kallioperän rakoilu ja ruhjeisuus vaikuttavat myös suotautuvan kalliopohjaveden määrään. Karttatulkinnan perusteella nonyylifenolietoksylaattipitoista vettä voi suotautua kalliopohjaveteen Mustin rikastushiekka-altaan itä- ja länsipuolien kallioalueilta sekä Raasion rikastushiekka-altaan länsipuolelta sekä keskialueelta, joissa rikastushiekka on kasattu suoraan kallion päälle. Alueilla, joissa kallioperää peittää hienoainesmoreeni, nonyylifenolietoksylaattipitoisen veden suotauminen kallioperän pohjavedeksi on oletettu olevan vähäistä. Nonyylifenolietoksylaattipitoinen vesi voi levitä laajallekin alueelle kalliopohjavesien mukana. Yleisesti kallioperän pohjavesien virtausnopeus pienenee syvemmälle mentäessä rakojen pienentyessä ja sulkeutuessa paineen vaikutuksesta. Kallioperässä virtausnopeudet vaihtelevat yleisesti välillä 103-10-3 cm/d. Tässä tutkimuksessa ei kallioperän rakoilua ole tutkittu, joten nonyylifenolietoksylaattipitoisen veden suotautumista kalliopohjavedeksi ei voida sulkea pois.
EUSES 2.0.3-malli ennustaa pintaveden alueelliseksi pitoisuudeksi (PEC) 6,52 ng/l ja sedimentin pitoisuudeksi 0,29 ng/g ww. Tämä onkin realistinen arvio ottaen huomioon todennäköisen nopean laimenemisen tehdasalueelta kauemmas mentäessä. Kirjallisuudesta saadun toksisuusdatan perusteella voitiin arvioida ennustetut haitattomat pitoisuudet (PNEC) sekä näiden kahden suhteesta (PEC/PNEC) Yaran Siilinjärven tehtaan nonyylifenolietoksylaatti-rikastuskemikaalin käytöstä aiheutuvat riskit. Mallin mukaan riski ympäristölle on merkityksetön (RCR << 1, taulukko 10).
PEC PNEC RCR (PEC/PNEC)
Pintavesi (mg/l) 6,52E-06 1,00E-04 0,07
Sedimentti (mg/kg ww) 2,91E-04 3,85E-03 0,08
Maaperä (mg/kg ww) 1,03E-08 3,07E-03 3,35E-06
Taulukko 10. Ennustetut pitoisuudet eri ympäristön osissa (PEC), ennustetut haitattomat pitoisuudet (PNEC) sekä riskikerroin RCR).
Ahel, M., Schaffner, C. & Giger, W. 1996. Behaviour of alkyphenol polyethoxylate surfactants in the aquatic environment: III. Occurrence and elimination of their persistent metabolites during infiltration of river water to groundwater. Water Research 30(1), 37–46 Airaksinen, J. U. 1978. Maa- ja pohjavesihydrologia. Kirjapaino Osakeyhtiö Kaleva, Oulu. 248 s.
Noudettu kohteesta http://fi.opasnet.org/fi-opwiki/index.php?title=Yara_Tulosten_tulkinta&oldid=18610
Sivua on viimeksi muutettu 27. maaliskuuta 2013 kello 06.49.