Kiviainestuotanto ja arseeni

Kiviainesten tuotantoalueilla arseenin aiheuttama ympäristökuormitus ja tästä seuraavat mahdolliset ympäristö- tai terveyshaitat eli riskit liittyvät ensisijaisesti aineen kulkeutumiseen veden mukana pinta- tai pohjavesiin.

Kiviainestuotteiden, kallion ja maaperän rapautuminen irrottaa arseenia veden kuljetettavaksi (1). Arseenipitoinen vesi voi myös imeytyä (3) tuotekasoihin, maaperään tai kallion rakoihin. Arseeni voi liikkua pintavesien mukana (4), maaperän pohjaveden mukana tai raoissa kalliopohjaveden mukana (5). Arseeni ja metallit voivat rikastua raudan kanssa kallion rakopinnoille ja ruhjeisiin. Näistä arseeni voi taas uudelleen liueta ja kulkeutua ympäristöön mm. vesistöön purkautuvan pohjaveden mukana. Lisäksi tuuli kuljettaa mukanaan pölyävää ainesta, jossa voi olla arseenia (2).

Eri työvaiheiden vaikutusta aineiden kulkeutumiseen on selvitetty mm. kiviainestuotantoalueiden parasta käyttökelpoista tekniikkaa määriteltäessä (BAT). BAT-raporttia valmisteltaessa tutkittiin tarkemmin mm. pölypäästöjä ja niiden ehkäisemistä. Lisäksi koottiin erillinen selvitys louhinnan ja murskauksen vaikutuksista pintavesiin. Näissä selvityksissä ei ole huomioitu erikseen arseenia, mutta niitä voidaan soveltaa arvioitaessa arseenin kulkeutumista eri muodoissa ja eri ympäristönosissa (liukoinen arseeni – vesi, pidättynyt arseeni – kiintoaines vesissä, ilmassa pöly).

ASROCKS-hankkeessa arvioitiin laskennan havainnollistamiseksi yhden kiviainestuotantoalueen arseenin kokonaiskuormitusta purkuvesistöön (ks. ASROCKS TIETOLAATIKKO 14). Laskennassa käytettiin apuna kohteen YVA-selostuksessa esitettyjä arviointeja aineiden kulkeutumisesta.

ASROCKS hankkeen Riskinarviointi-raporttiin

NOKIAN kohteen YVA-selostus

Paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT) Ympäristöasioiden hallinta kiviainestuotannossa. Suomen ympäristö 25/2010.

Toivonen, Matti. 2010. Kiviainestuotannon pölypäästöt. Diplomityö. Tampereen Teknillinen Yliopisto. 138 s.

Hasari, Miikka. 2009. Maa-ainesten oton vaikutukset pintavesiin. Tampereen ammattikorkeakoulu. Työharjoitteluna tehty selvitys NCC Roads Oy:lle. Infra ry:n ja Suomen ympäristökeskuksen ohjaus. 68 s.

 
info

ASROCKS tietolaatikko 14

Esimerkkilaskelma: Arvio arseenin kokonaiskuormituksesta purkuvesistöön

ASROCKS-hankkeessa tarkasteltu kiviainesten tuotantoalue on suuri; lupien mukaan murskattavaa kalliota on 1,4 milj. kiintokuutiometriä ja mursketta voidaan tuottaa kaikkiaan noin 4,25 miljoonaa tonnia. Louhinta-alue on suunnitelmissa noin 14 hehtaaria. Tuotantoalueelta vedet purkautuvat kolmeen eri vesistöön. Kulkeutumista arvioitiin yhdellä oja- ja puroreitillä, joka johtaa muutaman kilometrin päässä sijaitsevaan, arvokkaaseen vesiluontokohteeseen.

Arseenia arvioitiin päätyvän tarkasteltavaan purkuvesistöön kiintoaineen mukana 20 grammaa yhteensä 10 toimintavuoden aikana. Arseenia ei arvioitu kulkeutuvan arvokkaalle vesiluontokohteelle nykyisten olosuhteiden vallitessa.

Kiintoaineskuormaa vesiin ja sen mukana kulkeutuvan arseenin määrää arvioitiin käyttäen apuna seuraavia tietoja:

  • alueelta laaditun YVA-selostuksen tiedot tai arviot
    • tuotantoalueen laajuudesta ja maankäyttömuodoista
    • kiintoaineskuormasta (maankäyttömuodoille erilaiset ominaiskuormituskertoimet, poimittu kirjallisuudesta)
    • hulevesien määrästä ja jakautumisesta kolmelle valuma-alueelle
  • raekokoanalyysit ja niistä hienoimman aineksen osuus, joka kulkeutuu vesistössä muutamia kymmeniä metrejä pidemmälle
  • As-kokonaispitoisuus kivituhkassa, maksimi (14,5 mg/kg).

Karkea laskelma näyttää antavan tässä kohteessa melko todenmukaisen arvion arseenikuorman suuruusluokasta, kun otetaan huomioon kuorman laimeneminen purouomassa ja uomasta mitatut arseenipitoisuudet. Oja- ja purovesistä mitattiin sekä suodattamattomien että suodatettujen näytteiden arseenipitoisuudet. Lisäksi selvitettiin orgaanisen aineksen osuus kiintoaineksesta. Noin puolet kiintoaineksesta oli kivestä peräisin olevaa mineraalista ainesta.

Valtaosa arseenista oli liukoisessa muodossa. Liukoisen arseenin maksimipitoisuus (7,21 µg/l) mitattiin talvella ojaston alkulähteellä, tuotantoalueen penkereen alapuolella otetusta näytteestä (suodattamaton 7,42 µg/l). Kauempana samassa ojastossa mitatut arseenin liukoiset pitoisuudet olivat pienempiä kuin SSTP-arvo purovesille eteläisen Suomen arseeniprovinssi 1. nimetyllä alueella (2,0 µg/l).

Hankkeessa mitattiin myös purosedimentin arseenipitoisuus samalla louhokselta loittonevalla linjalla: purkupaikka sekä pisteet 400 m:n ja 800 m:n päässä tästä purkupaikasta. Näytteiden typpihappouuttoon liukoinen arseenipitoisuus oli aavistuksen suurempi tuotantoalueen välittömässä läheisyydessä, ojaston alkulähteillä (30,2 mg/kg), kuin pidemmällä ojastossa, jossa pitoisuudet (16,1 ja 5,28 mg/kg) olivat samaa tasoa tai pienempiä kuin SSTP-arvo eteläisessä Suomessa.

Suurimman raekoon omaava kiintoaines kertyy heti vesien purkupaikan kohdalla sedimentoituvaan ainekseen. Vain kaikkein hienoin aines kulkeutuu pidemmälle. Kohteen kivituhkasta 9,4 % on karkeaa silttiä tai sitä hienompaa ainesta (< 0,063 mm), joka kulkeutuu vielä hitaastikin virtaavassa vedessä. Vähitellen kiviaines vajoaa uoman pohjalle osaksi purosedimenttiä. Purosedimenttiin vajoavat osittain myös vedessä syntyneet arseenin saostumat ja muut kiinteät yhdisteet. Tässä purouomassa oli silmin havaittavia rautasaostumia.

Kohteessa ei selvitetty pohjaveden ja pintaveden välistä yhteyttä toisiinsa, joten ei ole tiedossa, purkaako pohjavesi pintavesistöön. Tämän selvittämistä ei pidetty tarkoituksenmukaisena, koska purovedestä ja -sedimentistä mitatut pitoisuudet olivat suhteellisen pieniä.