Kymijoen pilaantuneet sedimentit Kunnostuksen yleissuunnitelma

Transkriptio

1 Ramboll Finland Oy Knowledge taking people further Kaakkois Suomen ympäristökeskus Kymijoen pilaantuneet sedimentit Kunnostuksen yleissuunnitelma

2 Kaakkois Suomen ympäristökeskus Kymijoen pilaantuneet sedimentit Kunnostuksen yleissuunnitelma Työnro: Hyväksynyt Kirjoittanut Kare Päätalo Ari Hanski Ramboll Finland Oy Terveystie 2 FI Hollola Finland Puhelin:

3 Sisällys 1 TIIVISTELMÄ 1 2 JOHDANTO 1 3 TAVOITE JA MENETELMÄT Työn tavoite Suunnittelun lähtöaineisto Menetelmät Pilaantuneisuuden määrittely ja raja arvot Yleistä Maaperä Ongelmajäte Sedimentti Mittausmenetelmät Haitta aineiden ominaisuudet PCDD/F yhdisteet Elohopea 1 4 KYMIJOEN PILAANTUMINEN Yleistä Haitta ainemäärät Haitta aineiden kulkeutuminen Sedimenttien pilaantuneisuus osa alueittain Osa aluejako Pohjan laatu Massamäärät ja haitta aineiden määrät Riskinarvio Jokialue Merialue 1 5 PILAANTUNEEN SEDIMENTIN KUNNOSTUSMENETELMÄT Pääperiaatteet Ruoppaus Kauharuoppaajat Imuruoppaajat Pumppukauharuoppaus Pneumaattiset ruoppaajat Ruoppaustekniikoiden vertailu Ruoppausmenetelmältä vaadittavat ominaisuudet Kymijoen olosuhteissa Ruopatun sedimentin kuivaus Allaskuivaus Geosäkki Muut kuivausmenetelmät Stabilointi Massastabilointi Kiinteyttäminen massastabiloimalla väliaikaisessa altaassa Prosessistabilointimenetelmä Aumastabilointi Eristäminen peittämällä 1 sedimenttien kunnostussuunnitelma_kpä.doc

4 6 KUNNOSTUKSEN ALUSTAVA KUSTANNUS HYÖTYANALYYSI Tekninen kustannustehokkuus osa alueittain Odotettavissa oleva kehitys haitta ainepitoisuuksissa Haitta aineiden kulkeutuminen ilman kunnostusta Haitta aineiden kulkeutuminen kunnostuksen jälkeen Kunnostuksessa veteen liettyvät ainemäärät Kunnostuksen riskien ja hyötyjen arviointi Kunnostuksen riskitarkastelu osa alueittain Johtopäätökset kunnostamisen riskeistä Osa alueiden priorisointi 1 7 KUNNOSTUKSEN YLEISSUUNNITELMA Kuusankoski Keltti Olosuhteet kunnostuksen kannalta Ruoppaus VAIHTOEHTO 1: lieteveden kuivatus ja loppusijoitus VAIHTOEHTO 2: Sedimentin loppusijoitus ranta alueelle Pilaantuneiden sedimenttien eristäminen peittämällä (in situ) Suositus kunnostusmenetelmäksi Keltti Myllykoski Keltti Koria Myllypuro Lopotti Saviniemi Suositus kunnostusmenetelmäksi Myllykoski Suomenlahti Myllykoski Koskenalusjärvi Suositus kunnostusmenetelmäksi Tammijärvi Suositus kunnostusmenetelmäksi Seuranta Kunnostustöiden vaiheistus eri osa alueilla 1 8 SUOSITUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI 1 LÄHDEAINEISTO 1 LIITTEET Yleiskartta Yleiskartta Kymijoen jokiosuudet Jokiosuus Kuusankoski Keltti Jokiosuus Keltti Koria Jokiosuus Myllypuro Lopotti Jokiosuus Saviniemi Jokiosuus Myllykoski Jokiosuus Koskenalusjärvi Tammijärvi Kuusankoski Keltti, Ranta allas Kuusankoski Keltti, Ranta allas periaateleikkaus Kuusankoski Keltti, Ranta allas peitekerrokset Tammijärvi, Tekosaari ja ranta alue Tammijärvi, Tekosaaren periaateleikkaus Myllykoski ranta alueet Koskenalusjärvi Allas sedimenttien kunnostussuunnitelma_kpä.doc

5 1 TIIVISTELMÄ Kymijoen sedimentit Kuusankoskelta Suomenlahteen ovat paikoitellen pilaantuneet mm. dioksiineilla ja furaaneilla sekä elohopealla. PCDD/F yhdisteiden kokonaismääräksi arvioidaan 6000 kg ja elohopean 2800 kg. Pilaantuneen sedimentin kokonaismääräksi arvioidaan 5 miljoonaa m 3. Pilaantuminen ei ole tasaista, vaan hitaamman virtauksen kohdissa ( akanvirrat, jokisuvannot, järvialtaat) olevat pehmeät sedimentit ovat pilaantuneita. Niillä osuuksilla, jossa joen pohja on kovaa ja karkeaa, ei pilaantunutta sedimenttiä ole. Joen virtaus kuljettaa haitta aineita hitaasti kohti Suomenlahtea. Kymijoelle laaditun riskinarvion (Rossi 2005) perusteella dioksiini ja furaani yhdisteistä (PCDD/F) aiheutuvien terveyshaittojen todennäköisyys on melko pieni, mutta eniten altistuvilla henkilöillä ainakin teoreettisesti mahdollinen. Merkittävin ihmisten altistumisreitti Kymijoen PCDD/F yhdisteille on kalojen syönti. Kymijoen kalojen keskimääräiset dioksiini ja furaanipitoisuudet ovat kuitenkin selvästi pienempiä kuin esimerkiksi Itämeren kaloissa. Kaloihin kertynyt elohopea (Hg) muodostaa sen sijaan selvän terveysriskin runsaasti joen kaloja syöville henkilöille. Terveyshaittojen riskiä on arvioitu ensisijaisesti sikiön kehityshäiriöiden perusteella, jolloin erityisryhmän muodostavat nuoret, synnytysiässä olevat naiset. Kymijoen pohjassa olevat haitta aineet eivät nykyisellään ole kuitenkaan merkittävä riski ihmisten terveydelle, kun joesta pyydystettyjen kalojen käytössä noudattaa elintarviketurvallisuusviraston syöntisuosituksia. Yleissuunnitelmassa on tarkasteltu pilaantuneen sedimentin eri ruoppaus, kuivatus ja käsittelytekniikoita. Käyttökelpoisin kunnostustapa suurimmassa osassa Kymijokea on pilaantuneen sedimentin imuruoppaus ja ruopatun massan siirto joen rantaan rakennettaviin eristettyihin loppusijoitusaltaisiin stabiloituna. Altaiden konkreettisia sijaintipaikkoja ei selvitetty tässä työssä. Kymijoen kaikkien pilaantuneiden sedimenttien kunnostus maksaisi useita satoja miljoonia euroja. Suomessa ei ole kokemuksia yhdestäkään näin suuresta virtavesisedimenttien kunnostuksesta. Koko Kymijoen kunnostaminen on käytännössä taloudellisesti mahdotonta. Tämän takia haettiin kustannusten ja saavutettavien hyötyjen kannalta parasta mahdollista kunnostusratkaisua osa alueittain. Koska dioksiinien ja furaanien aiheuttama terveysriski on nykytietämyksen mukaan melko pieni, on kustannuksia ja hyötyjä voitu tarkastella etsimällä mahdollisimman tehokasta tapaa poistaa haitallisia aineita määrällisesti. Kustannusten ja hyötyjen kannalta paras suhde saadaan kunnostamalla jokea Kuusankoski Keltti välillä, jolla haitallisten aineiden pitoisuudet ovat suurimmat. Pilaantuneiden sedimenttien kunnostus on perusteltua aloittaa joen yläosalta myös sillä perusteella, että samalla vähennetään tehokkaimmin haitta aineiden leviämistä tulevaisuudessa alemmille jokiosuuksille ja Suomenlahteen. Nykytietämyksen ja Kymijoelle laaditun riskiarvion perusteella koko joen nopealle kunnostamiselle ei ole välitöntä tarvetta. Kunnostamalla osa Kymijoesta ensin saadaan todellisia kokemuksia kunnostuksen hyödyistä ja työnaikaisista haitoista sekä kustannuksista. Alemmat jokiosuudet voidaan saatuja kokemuksia hyödyntäen kunnostaa tulevaisuudessa tehokkaammilla ja riskittömämmillä menetelmillä, jos kunnostusmenetelmien ja tietämyksen parantuessa laajempia kunnostuksia pidetään tarpeellisina. 1

6 Jatkotoimenpiteinä suositellaan konkreettisen loppusijoituspaikan selvittämistä Kuusankosken alueelta yhdessä kaupungin ja maanomistajien kanssa. Mahdollisten läjitysalueiden kaavamuutoksen ja ympäristövaikutusten arvioinnin sekä ympäristöluvan saannin jälkeen kunnostus voitaisiin nopeimmillaan aloittaa 3 5 vuoden kuluttua. Muiden jokiosuuksien kunnostamisesta voitaisiin tehdä päätökset vasta, kun Kuusankoski Keltti väli on kunnostettu. Kaavoituksessa suositellaan varattavan Kymijoen varresta pilaantuneiden sedimenttien loppusijoitusalueita ja tilapäisiä kuivatus /käsittelyalueita. Nyt tehty yleissuunnitelma antaa perustiedot jatkotoimia koskevaa päätöksentekoa varten. Päätöksenteossa tulee ottaa huomioon käytössä olevat resurssit, kansainväliset sopimukset ja riskit. Asia on sekä valtakunnallisesti että maakunnallisesti merkittävä, jonka vuoksi jatkotoimia koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon tulisi osallistua mahdollisimman useita osapuolia. 2

7 2 JOHDANTO Suomen neljänneksi suurin joki, Kymijoki, on Suomenlahteen laskeva virtavesi, jonka varrelle on aikoinaan kehittynyt vesivoimasta hyötyvää puunjalostus ja kemianteollisuutta. Samalla jokeen on 1900 luvun puolivälistä eteenpäin kohdistunut kemikaalipäästöjä. Vaikka nykyisin kuormitus on mm. prosessimuutosten seurauksena pienentynyt merkittävästi, pohjalla esiintyy edelleen monin paikoin mm. elohopeaa ja orgaanisia klooriyhdisteitä. Kymijoen sedimenttien laatua ja haitta aineiden esiintymistä joen eri osissa on viimeisen kymmenen vuoden aikana tutkittu runsaasti. Jokisedimenttien haitta ainepitoisuudet eri osissa uomaa (mm. hot spot alueet) tunnetaan kohtuullisella tarkkuudella. Orgaanisista klooriyhdisteistä merkittävimpiä ovat polyklooratut dibentso pdioksiinit (PCDD) ja polyklooratut dibentsofuraanit (PCDF), joita on muodostunut kloorifenolipohjaisen puunsuoja aineen KY 5 valmistuksesta. Tukholman yleissopimuksella rajoitetaan dioksiinin kaltaisten pysyvien orgaanisten yhdisteiden (POP = persistent organic pollutant) päästöjä. Velvoitteiden kansallisissa täytäntöönpanosuunnitelmissa Suomi on vuonna 2006 sitoutunut parantamaan POP yhdisteiden tunnistamista ja vähentämään niiden päästöjä mm. laatimalla Kymijoen sedimenteille pysyvä seurantaohjelma sekä Kymijoen kunnostuksen yleissuunnitelma ja sen mukainen kunnostuspäätös. Elohopeaa esiintyy paikoin Kymijoen petokaloissa kohonneina pitoisuuksina, minkä takia kalojen hyödyntämiselle elintarvikkeena on asetettu syönti ja myyntirajoituksia. Vuonna 2005 vesireitille laadittiin riskinarvio pilaantuneiden sedimenttien terveys ja ympäristövaikutuksista. Keskeinen johtopäätös oli, että pohjalla olevista aineista ei aiheudu huomattavaa välitöntä haittaa tai terveysriskiä alueen väestölle. Pistekuormituksen vähenemisen myötä Kymijoen vedenlaatu on viime vuosikymmeninä parantunut huomattavasti. Lohikalat nousevat nykyään merestä jokeen, jonka alaosan kosket ovat suosittuja kalastuskohteita. Veden laadun perusteella jokivesi täyttää nykyisin hyvän laatuluokan kriteerit. Vain rehevissä järvilaajentumissa laatuluokka heikkenee tyydyttäväksi. Tulevaisuudessa pintavesien laatuluokitus perustuu nykyistä enemmän vesistöjen ekologiseen tilaan, jossa myös pohjien olosuhteet eliöstön toimeentulon kannalta huomioidaan. Näin tarkasteltuna Kymijoen laatuluokitus heikkenee pilaantuneiden sedimenttien vuoksi selvästi. Koko EU:n alueella vesien hyvä tila pyritään saavuttamaan vuoteen 2015 mennessä. Kaakkois Suomen ympäristökeskus (KAS) tilasi syksyllä 2006 Ramboll Finland Oy:ltä ja Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy:ltä yleissuunnitelman jokisedimenttien kunnostamismahdollisuuksista, eri menetelmien riskeistä ja hyödyistä sekä kunnostamisesta aiheutuvista kustannuksista. Yleissuunnitelma laaditaan mahdollisen kunnostuspäätöksen tekemistä varten. Suunnitelman laadintaa varten perustetussa ohjausryhmässä olivat Visa Niittyniemi, KAS Tommy Nyman, KAS ( asti) Mari Pantsar Kallio, UPM Kymmene Oyj ( asti) Harri Jussila, UPM Kymmene Oyj(16.3. alkaen) Matti Verta, SYKE 3

8 Projektipäällikkönä työssä oli Kare Päätalo. Raportin laadinnasta vastasi Ari Hanski. Muina asiantuntijoina olivat Kimmo Järvinen, Nathan Gaasenbeek, Ville Niutanen, Pentti Manninen, Hanna Hookana ja Niko Rissanen. 3 TAVOITE JA MENETELMÄT 3.1 Työn tavoite Työn tavoitteena oli olemassa olevaan tutkimustietoon perustuen laatia yleissuunnitelma Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien kunnostamisesta. Suunnitelma pyrittiin laatimaan siten, että sen avulla voidaan priorisoida mahdollista myöhempää päätöksentekoa varten ne osa alueet, joissa tehtävät kunnostustoimet tuottavat parhaan hyödyn ympäristön kuormituksen vähenemisenä ja joen ekologisen tilan paranemisena suhteessa toimenpiteistä aiheutuviin kustannuksiin. 3.2 Suunnittelun lähtöaineisto Yleissuunnitelman laadinnassa lähtötietoina on käytetty Kaakkois Suomen ympäristökeskuksen luovuttamaa tutkimusaineistoa. Aineisto koostuu vuonna 1996 käynnistetyn kolmivuotisen KYPRO projektin tutkimustuloksista ja sen lisäksi tehdyistä lukuisista erillisselvityksistä. Keskeinen lähdeaineisto työssä on ollut Salon ym. (2005) esittämä raportti Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien esiintymisalueista, kokonaismääristä ja niiden sisältämistä haitta aineista. Suunnitelman laadinnassa käytetty keskeinen Kymijoki aineisto: Suomen ympäristökeskuksen sedimentti ja eliöstöaineisto Kaakkois Suomen ympäristökeskuksen sedimentti ja kala aineisto Kymijoen syvyyssuhteiden ja pohjan laadun luotaustulokset (Geologian tutkimuskeskus) Pohjan topografian ja sedimentin laadun määritys luotaamalla Kymijoen yläosalla, välillä Kuusankosken voimalaitos Keltin voimalaitos (Kemijoki Aquatic Technology Oy) Pohjan painokairaustulokset Kymijoen yläosalla (Kaakkois Suomen ympäristökeskus) Verta ym Organoklooriyhdisteet ja raskasmetallit Kymijoen sedimentissä: esiintyminen, kulkeutuminen, vaikutukset ja terveysriskit. Suomen ympäristö 334. Suominen ym Kymijoen saastuneiden sedimenttien vaikutukset joen käytölle ja tarpeellisten ympäristönsuojelutoimenpiteiden arviointi ja suunnittelu. Loppuraportti. Alueelliset ympäristöjulkaisut 120. Kaakkois Suomen ympäristökeskus. Salo ym Kymijoen sedimentteihin varastoituneet PCDD/F ja elohopeayhdisteet sekä niiden kulkeutuminen. Suomen ympäristökeskus. Vesivalo ym Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien koeruoppaus Myllykoskella Laasonen Saastuneiden sedimenttien käsittelymahdollisuudet Kymijoessa ja kenttäkokeiden suunnittelu. Aunola Kontaminoituneen kiintoaineen käyttäytyminen saastuneen sedimentin ruoppauksessa ja ruopatun sedimentin käsittelyssä. 4

9 Rossi Riskinarvio Kymijoen pilaantuneen sedimentin terveys ja ympäristövaikutuksista. Karvonen ym Matemaattisen mallin käyttö Kymijoen dioksiineilla ja furaaneilla sekä elohopealla saastuneiden pohjasedimenttien kunnostusvaihtoehtojen arvioinnissa. Verta et al Dioxin concentrations in sediments of the Baltic Sea A survey of existing data. Verta et al Risks of contaminated sediments by river Kymijoki. Lähdetiedoissa on lisäksi esitetty muu yleissuunnitelman laadinnassa käytetty koti ja ulkomainen kirjallisuus. 3.3 Menetelmät Yleissuunnitelma laadittiin käytettävissä olleeseen tutkimustietoon perustuen. Täydentäviä tutkimuksia ei tässä toimeksiannossa tehty. Työn alussa Kymijoen olosuhteisiin perehdyttiin maastokäyntien avulla. Työssä käytettiin apuna Kymijoen virtaus ja sedimenttimallin ennustetta pitoisuuksien kehittymisestä. Vertailuaineiston saamiseksi tehtiin useita kirjallisuushakuja myös ulkomailla tehdyistä pilaantuneiden sedimenttien kunnostuksista, niissä käytetyistä menetelmistä, saaduista tuloksista sekä kunnostuksen kustannuksista. Yleissuunnitelmassa esitettävät kunnostusmenetelmät pilaantuneiden sedimenttien poistamiseksi tai eristämiseksi perustuvat käytännössä saatuihin kokemuksiin. Suunnitelmassa esitettyjen kustannusten määräytymisperusteet on pyritty tuomaan mahdollisimman yksilöidysti esille. Tämä helpottaa yksikkökustannusten päivittämistä tulevaisuudessa. Käytetyt yksikköhinnat ovat raportin tekoajankohdan mukaiset. Suunnitelma jakautuu kahteen osaan seuraavasti: I vaihe: kunnostustapojen hyöty kustannus analyysi Suunnittelualue on jaettu osa alueisiin ja kullekin pääalueelle on laadittu alustava kunnostuksen kustannus hyötytarkastelu Kahdelle pääkunnostustavalle (ruoppaus ja sedimentin jatkokäsittely sekä peittäminen) on arvioitu vertailukustannukset poistettuja haittaainemääriä kohti (euroa/kg Hg; euroa/kg PCDD/F) Eri kunnostustoimenpiteiden riskit ja hyödyt osa alueittain II vaihe: Kunnostuksen yleissuunnitelma osa alueittain Joen eri osa alueet on laitettu arvojärjestykseen sen mukaan, missä kunnostustoimet antavat kustannustehokkaimman hyödyn (vaihe I) Eri osa alueille esitetään periaatteet teknisistä ratkaisuista, jotka parhaiten soveltuvat kullakin alueella pilaantuneiden sedimenttien kunnostamiseksi Eri menetelmien yksikkö ja kokonaiskustannukset Suositus parhaaksi käyttökelpoiseksi menetelmäksi Kunnostuksen vaiheistus osa alueilla, koko suunnittelualue huomioiden Suositukset jatkotoimenpiteistä 5

10 3.4 Pilaantuneisuuden määrittely ja raja arvot Yleistä Toistaiseksi missään laissa, asetuksessa tai valtioneuvoston päätöksessä ei ole määritelty raja arvoja sedimentin dioksiini ja furaanipitoisuuksille. Valvontaviranomaisten tehtäväksi jää tapauskohtaisesti harkita, onko kunnostus tarpeellinen ja mitkä ovat kunnostustavoitteet. Jos sedimentti on pilaantunutta, katsotaan se maalle nostettuna jätelain piiriin kuuluvaksi jätteeksi, jonka käsittelyyn vaaditaan ympäristölupa. Sedimentin haitta ainepitoisuudet voivat myös olla niin suuret, että massa tulkitaan ongelmajätteeksi. Koska sedimentin pilaantuneisuuden arvioimiseksi ei ole olemassa ohjearvoja, on monissa kohteissa käytetty apuna maaperän pilaantuneisuuden ohjearvoja tai merialueelle läjitettävien ruoppausmassojen kriteerejä Maaperä Kymijoen sedimenttien kunnostustarpeen arvioinnin eräänä ohjeistona voidaan pitää valtioneuvoston antamaa asetusta maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista (214/200/). Asetus tulee voimaan 1 päivänä kesäkuuta Asetuksessa esitetään maaperän haitallisten aineiden pitoisuuksien kynnys ja ohjearvot, jotka korvaavat aiemmin käytössä olleet SAMASE arvot. Kynnysarvojen ylittyminen käynnistää arviointitarpeen. Jos pitoisuus on alle kynnysarvon, maamassat voidaan sijoittaa vapaasti esimerkiksi maankaatopaikalle tai ottaa hyötykäyttöön. Asetuksen kynnysarvot, alemmat ja ylemmät ohjearvot PCDD/F yhdisteille (sisältäen dioksiinien kaltaiset PCB yhdisteet) ja elohopealle ovat (kuiva ainetta kohti laskettuna): Kynnysarvo dioksiineille ja furaaneille on 10 pg/g 1 WHO TEQ ja elohopealle 0,5 mg/kg Alempi ohjearvo dioksiineille ja furaaneille on 100 pg/g WHO TEQ ja elohopealle 2 mg/kg Ylempi ohjearvo dioksiineille ja furaaneille on 1500 pg/g WHO TEQ ja elohopealle 5 mg/kg Asetuksessa korostetaan, että sitä ei sovelleta vesistön pohjakerrostumien pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointiin. Sen sijaan kynnys ja ohjearvoja voidaan käyttää apuna arvioitaessa maalle sijoitettavan sedimentin pilaantuneisuutta. Kaatopaikkojen osalta noudatetaan valtioneuvoston kaatopaikkapäätöstä ja sen kelpoisuuden osoittamismenettelyjä Ongelmajäte Jäte määritellään ongelmajätteeksi sen haitta ominaisuuksien perusteella. Maaperän pilaantuneisuutta koskien ongelmajätteen raja arvot on esitetty Ympäristöministeriön ohjeessa 2/2007. Elohopean sekä dioksiini ja furaaniyhdisteiden osalta arvot ovat ohjeen mukaisesti; Elohopea mg/kg PCDD/F yhdisteet pg/g WHO TEQ Dioksiini ja furaaniyhdisteillä ongelmajätearvo on sama kuin POP asetuksen liitteen IV (1195/2006) mukainen raja arvo (15 µg/kg= pg/g WHO TEQ). 1 pg/g = ng/kg = 0,001 µg/kg 6

11 3.4.4 Sedimentti Järvi ja jokisedimenteille ei ole olemassa niiden pilaantuneisuuden arviointiin käytettäviä ohje tai raja arvoja. Tässä tilanteessa sedimenttikunnostuksia tehtäessä on jouduttu tapauskohtaisesti harkitsemaan, mihin kohdealueen haitta ainepitoisuuksia verrataan pilaantuneisuuden ja kunnostustarpeen arvioimiseksi. Useissa tapauksissa on sovellettu edellä mainittuja SA MASE ohje ja raja arvoja. Suomessa sisävesialueilla tehdyt ruoppaukset, joissa on poistettu pilaantunutta sedimenttiä, ovat olleet pienimuotoisia (esim. vanhan saha alueen edusta). Lähitulevaisuudessa Aurajoessa käynnistyy hanke, jossa orgaanisilla tinayhdisteillä pilaantunutta sedimenttiä kunnostetaan ruoppaamalla. Merien rannikkovesillä tehtävien ruoppausten ohjeistukseksi ympäristöministeriö on julkaissut ruoppaus ja läjitysohjeen, jossa läjitettäville massoille on esitetty laatukriteerit. Käytössä on kaksi tasoa, joista alempi osoittaa pitoisuustason 1, jonka alapuolella sedimentin haitta aineet katsotaan ympäristölle vaarattomaksi ja ruoppausmassa voidaan siksi läjittää mereen. Ylempi pitoisuustaso 2 osoittaa raja arvon, jonka yläpuolella olevat haittaainepitoisuudet merkitsevät sedimentin olevan pilaantunutta ja tämän vuoksi läjityskelvotonta mereen. Edellä mainittujen tasojen välissä olevat haitta ainepitoisuudet merkitsevät, että sedimentti on mahdollisesti pilaantunutta. Tällaisen ruoppausmassan läjityskelpoisuus mereen on aina erikseen selvitettävä (esim. lisänäytteenotto, riskinarviointi). Taso 1 Taso 2 Dioksiinit/furaanit (pg/g ka. WHO TEQ) Elohopea (mg/kg ka.) 0, Mittausmenetelmät Kaikki em. ohjearvopitoisuudet määritetään eri tavoin. Maaperän pilaantuneisuuden epäorgaanisten yhdisteiden pitoisuudet määritetään <2 mm fraktiosta kuiva ainetta kohti, orgaanisten yhdisteiden pitoisuudet koko näytteestä kuiva ainetta kohti. Ongelmajätteen määritystä varten sekä epäorgaanisten yhdisteiden että orgaanisten yhdisteiden pitoisuudet määritetään koko näytteestä kuiva aineitta kohti. Sedimentin raja arvot on määritetty normalisoiduille pitoisuuksille. Siinä mitatut pitoisuudet on laskennallisesti muutettu vastaamaan ns. standardisedimenttiä, jossa on savea 25 % ja orgaanista ainesta 10 %. Siten eri tarkoitusta varten määritetyt pitoisuudet eivät ole suoraan vertailukelpoisia. 3.5 Haitta aineiden ominaisuudet PCDD/F yhdisteet PCDD/F yhdisteiden myrkyllisyys eri isomeerien välillä vaihtelee siten, että 210 kongeneeristä 17 ovat erityisen myrkyllisiä. Yhdisteiden myrkyllisyyttä kuvaamaan on kehitetty ekvivalenttimuunnoskertoimet (TEF), jossa eri isomeerien myrkyllisyyttä verrataan 2,3,7,8 TCDD:hen. Pitoisuudet ilmoitetaan yleensä yhtenä lukuna, toksisuusekvivalenttina (TEQ), johon lasketaan yksittäisten kongeneerien ekvivalenttipitoisuuksien summa. Käytössä on erilaisia kerroinyhdistelmiä, joista yleisimpiä ovat I TEQ (Pohjois Atlantin liiton siviiliorganisaation kehittämä) ja WHO TEQ (maailman terveysjärjestön laatima). Ne eroavat toisistaan kolmen kongeneerin kertoimien suhteen. 7

12 Tässä suunnitelmassa pitoisuudet on ilmoitettu pääosin I TEQ arvoina. Käytännössä eri tavoin ilmoitetut summapitoisuudet ovat hyvin lähellä toisiaan (ero <10 %). Tämän yleissuunnitelman kannalta pienellä erolla ei ole merkitystä. PCDD/F yhdisteiden käyttäytyminen vedessä ja sedimentissä PCDD/F yhdisteet ovat luonnossa erittäin vaikeasti hajoavia ja pysyviä. Yhdisteet ovat myös erittäin niukkaliukoisia veteen ja vesiympäristössä ne sitoutuvat hyvin voimakkaasti kiintoainekseen ja varastoituvat siten sedimentteihin. Yhdisteiden herkkyyteen irtautua pohjalta ja kulkeutua jokivedessä alavirtaan vaikuttavat mm. veden virtausdynamiikka, virtausnopeus ja sedimentin raekokojakauma. Kymijoella vuosina tehdyissä tutkimuksissa laskeutuvan kiintoaineksen PCDD/F pitoisuudet noudattivat tarkasti pintasedimentin pitoisuustasoa. Vaikka joen kuljettama kiintoainesmäärä kasvoi alajuoksua kohti, sen PCDD/F pitoisuus kuitenkin pieneni. Myllykoskella vuonna 2001 tehtyjen koeruoppausten yhteydessä määritettiin veteen liettyneen sedimentin sisältämiä haitta ainepitoisuuksia (taulukko 1). Taulukko 1. Dioksiinien ja furaanien, elohopean sekä metyylielohopean pitoisuudet jokiveden kiintoaineksessa (yläpuoli) ja ruoppauksessa liettyneessä kiintoaineessa (Vesivalo ym. 2002). HUOM! eri yksiköt PCDD/F:lle. Koe Ruoppauksessa liettynyt kiintoaine PCDD/F (ng/g) Hg (mg/kg) MeHg (mg/kg) Yläpuolelta tuleva kiintoaine PCDD/F (ng/g) Hg (mg/kg) MeHg (mg/kg) I 948 2,2 0, ,1 0,038 II ,1 0, ,7 0,052 III ,3 0, ,9 0,034 IV ,8 0, ,4 0,021 Keskiarvo ,8 0, ,3 0,036 Tulos osoitti, että laskennallinen PCDD/F pitoisuus (1954 ng/g) liettyneessä kiintoaineessa oli jonkin verran alhaisempi kuin ruoppausmassoista mitattu kuiva aineen vastaava pitoisuus (keskiarvo 3800 ng/g). Toisaalta pitoisuus oli moninkertainen yläpuolelta vedestä mitatun kiintoaineen PCDD/F tasoon verrattuna Elohopea Vesistöissä elohopea voi esiintyä sekä epäorgaanisessa että orgaanisessa muodossa, joko vapaana ionina tai erilaisina komplekseina. Ionimuotoisen elohopean on havaittu kompleksoituvan mm. kloridin, hydroksidin, sulfidin ja liuenneen orgaanisen aineksen (humuksen) kanssa. Hapettomissa olosuhteissa elohopea voi esiintyä metallisena. Eri elohopeamuodot sitoutuvat herkästi veteen liettyneeseen ainekseen ja sedimentin epäorgaaniseen (mm. savimineraalit ja hapellisissa olosuhteissa rauta ja mangaaniyhdisteet) sekä orgaaniseen materiaaliin, eivätkä tuolloin ole helposti biosaatavassa muodossa. 8

13 Kuitenkin etenkin hapettomissa olosuhteissa mikrobit voivat muuntaa epäorgaanista elohopeaa metyylielohopeaksi (MeHg), joka kulkeutuu herkästi vesieliöstöön. Metyloituminen on yleisintä sedimentin pintaosassa (0 10 cm), heti hapellisen kerroksen alapuolella. Vapaassa vedessä tapahtuva elohopean metylaatio ei yleensä ole kovin merkittävää, mutta vesimassan suuren tilavuuden vuoksi sillä voi olla merkitystä. Kokemäenjoella metyloitumisasteeksi arvioitiin 10 % ruoppauksen yhteydessä veteen kulkeutuneesta elohopeasta. Ruoppauksen yhteydessä uusi pohjan pintakerros on altis metylaatiolle, jos elohopeaa edelleen jää sedimenttiin. Kymijoen koeruoppauksissa veteen liettyneen kiintoaineksen elohopeapitoisuus (2,8 mg/kg) oli selvästi alueelta ruopattujen massojen keskiarvopitoisuutta (0,7 mg/kg) korkeampi. Syy tähän jäi epäselväksi. Pitoisuus oli keskimäärin kaksinkertainen yläpuolelta vedestä tutkitun kiintoaineen sisältämään elohopeapitoisuuteen verrattuna. Metyylielohopean määrä liettyneessä kiintoaineessa oli samaa alhaista tasoa kuin yläpuolelta jokivedestä tutkitussa kiintoaineksessa (taulukko 1). Ruoppausalueen alapuolelta tutkituissa vesinäytteissä metyylielohopeapitoisuus oli 2 6 kertainen yläpuoliseen pitoisuuteen verrattuna. Sen sijaan liukoinen MeHg pitoisuus oli samaa alhaista tasoa molemmissa näytepisteissä. Liukoinen Hg pitoisuus alapuolisessa vesinäytteessä oli vain noin puolet yläpuolella todetusta pitoisuudesta. Tämän arvioitiin viittaavan siihen, että ruoppauksessa veteen liettyy partikkeleita, jotka adsorboivat liukoista elohopeaa. Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien kunnostuksen yhteydessä esiintyvää elohopean todellista vapautumista pohjalta ja muuntumista eliöstölle haitalliseen muotoon (metyloitumista) on vaikeata ennustaa. On todennäköistä, että tässä suhteessa esiintyy pohjan laadusta johtuvaa vaihtelua myös eri osa alueiden välillä. 4 KYMIJOEN PILAANTUMINEN 4.1 Yleistä Varsinainen Kymijoki alkaa Päijänteen kaakkoisosasta, Asikkalan Kalkkisista. Täältä matkaa merelle kertyy noin 200 kilometriä ja putouskorkeutta noin 78 metriä. Kalkkisista Kymijoki virtaa monihaaraisena Iitin Pyhäjärveen. Mäntyharjun reitin vedet laskevat Pyhäjärven koillisosaan. Noin viisi kilometriä Voikkaan alapuolella jokeen laskevat Kivijärven eli Valkealan reitin vedet. Tästä eteenpäin joki virtaa mereen lähes järvettömänä, eikä siihen liity merkittäviä sivuhaaroja. Ennen Suomenlahtea joki haarautuu kahteen päähaaraan, joista itäinen Pernoon haara laskee mereen Kotkan kaupungin kohdalla ja läntien Hirvikosken haara Ahvenkoskenlahteen Pyhtään ja Ruotsinpyhtään rajalla. 9

14 Kuva 1. Kymijoen Natura 2000 suojeluohjelmaan kuuluva alue (Kaakkois Suomen ympäristökeskus). Kymijoessa (Kuusankosken voimalaitos) virtaava vesimäärä on keskimäärin 300 m 3 /s. Havaittuja virtaaman ääriarvoja ovat ylivirtaama 816 m 3 /s (v. 1899) ja alivirtaama 65 m 3 /s (v.1942). Joen alajuoksu Anjalankoskelta mereen kuuluu Natura 2000 suojeluohjelmaan (FI , Kymijoki). Natura alueen (4250 ha) valinnan perusteena on luontodirektiivin luontotyyppejä ja/tai lajeja (SCI). Alueeseen kuuluu myös lintudirektiivin lajeja (SPA). Kymijoen alajuoksulla on koskiensuojelulailla (35/87) suojeltu seuraavat jokiosuudet: Ahvionkosket, Kultaankosket ja Pernoonkosket, itäisessä päähaarassa Koivukosken alapuolinen jokiosuus sekä läntisessä päähaarassa jokiosuus Hirvijärven ja Tammijärven välillä. 4.2 Haitta ainemäärät Kymijoen pehmeisiin sedimentteihin on menneinä vuosikymmeninä kertynyt mm. teollisuudesta peräisin olevia PCDD/F yhdisteitä ja elohopeaa. Pehmeiden sedimenttien sijoittumista joen eri osiin on paikallistettu luotaamalla. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tekemien selvitysten perusteella korkeimmat pitoisuudet löytyvät välittömästi Kuusaansaaren alapuolelta. Täältä haitta aineiden pitoisuustaso laskee jokea alaspäin siirryttäessä, pysyen kuitenkin selvästi vertailualueiden tasoa korkeampina koko alajuoksulla. Kuusankosken ja Suomenlahden välillä pilaantuneita sedimenttejä arvioidaan olevan noin 5 milj. m 3. Elohopeaa sedimentissä on arvioitu olevan 2800 kg ja PCDD/F yhdisteitä 6000 kg, mikä toksisuusekvivalenttina vastaa 17 kg I TEQ. 10

15 PCDD/F yhdisteistä 69 % löytyy väliltä Kuusaansaari Anjalankoski. Dioksiini ja furaaniyhdisteistä 23 % esiintyy välittömästi päästölähteen alapuolella välillä Kuusaansaari Keltti. Pilaantuneita sedimenttejä tällä välillä on kuitenkin vain 2 % kokonaismäärästä (kuva 2). Pilaantuneista sedimenteistä suurin osa (75 %), samoin kuin elohopeayhdisteistä (69 %), sijaitsee Tammijärvessä. 100 % 80 % 60 % Kuusaansaari Keltti Keltti Anjalankoski Tammijärvi 40 % 20 % 0 % Hg PCDD/F summa I TEQ Kontaminoituneet sedimentit Kuva 2. Elohopean (paino %) ja PCDD/F yhdisteiden (paino %) sekä pilaantuneiden sedimenttien (tilavuus %) kokonaismäärän jakautuminen Kymijoen eri jokiosuuksille (Salo ym. 2005). 4.3 Haitta aineiden kulkeutuminen Kuusaansaaren alapuolella PCDD/F yhdisteiden kulkeutuminen joessa on lähes tuhatkertaista verrattuna kulkeutumiseen yläpuolisella vesialueella. Sen sijaan elohopeayhdisteistä keskimäärin kolmasosa tulee jokeen Kuusaansaaren yläpuolisilta osilta Kymijokea (kuva 3). 11

16 155 kg a PCDD/F 0.2 kg a 1400 kg 4560 kg 13 kg a 1770 kg I TEQ 1 g a I TEQ 4.5 kg I TEQ 12.8 kg I TEQ 44 g a WHO TEQ 12.4 kg Kuusankoski Keltti I TEQ 375 g a Keltti Suomenlahti Suomenlahti Kok. Hg 11 kg a Kok. Hg kg a Hg Kok. Hg kg a 140 kg 2620 kg MeHg 1,1 kg a MeHg Kuusankoski 1,1 2,2 kg a Keltti Keltti Suomenlahti MeHg 1,8 kg a Suomenlahti Kuva 3. PCDD/F yhdisteiden ja elohopeayhdisteiden kulkeutuminen ja varastoituminen Kymijoessa 2000 luvun alun tilanteessa (Salo ym. 2005). Vuodesta 1950 lähtien Kymijoen alaosaan kohdistuneeksi teollisuuden elohopeakuormitukseksi on arvioitu yhteensä 31 tonnia metallista elohopeaa, josta suurin osa on kulkeutunut Itämereen. Elohopeaa on aiemmin käytetty limantorjunta aineissa ja käyttö jatkui vuoteen 1968 asti. Kuusankoskella klooritehdas käytti elohopeamenetelmää vuodesta 1936 alkaen. Tarkkaa arviota Kymijokeen kohdistuneesta elohopeakuormituksesta on vaikea esittää. 12

17 4.4 Sedimenttien pilaantuneisuus osa alueittain Osa aluejako Kunnostuksen yleissuunnittelua varten Kymijoki jaettiin osa alueisiin seuraavasti (kuva 4): 1) Kuusankoski Keltti 2) Keltti Myllykoski Koria Myllypuro Lopotti Saviniemi 3) Myllykoski Suomenlahti Myllykosken alasuvanto Koskenalusjärvi (Inkeroisten alapuolella) Tammijärvi Jaottelu perustuu pilaantuneiden sedimenttien esiintymisen laajuuteen ja massamääriin, haitta aineiden pitoisuustasoissa esiintyviin eroihin ja osaalueiden välisiin suuruusluokkaeroihin sekä eroihin vesireitillä kunnostuksen kannalta vallitsevissa olosuhteissa. Kaksi ensimmäistä osa aluetta on tyypillistä virtavesiosuutta, jossa esiintyy sekä voimakkaan virtauksen että hitaan virtauksen alueita joen suvantomaisissa laajentumissa. Yläosalle, välille Kuusankoski Keltti, on lisäksi tyypillistä muutamat voimakkaan paluuvirran ( akanvirran ) alueet, joissa haittaaineiden pysyminen on osoittautunut melko vakaaksi. Tämä alue on myös eniten tutkittua sekä pohjan pilaantuneisuuden että vesialueella vallitsevien virtausolosuhteiden osalta. 13

18 Kuva 4. Yleissuunnitelman osa alueet Kymijoessa. 14

19 4.4.2 Pohjan laatu Kuusankoski Keltti Kymijoen yläosalla pehmeitä, sellua ja nollakuitua sisältäviä sedimenttipohjia esiintyy heti Kuusaansaaren voimalaitoksen jälkeen melko suurella pintaalalla ja alempana jokea laikuittain. Tässä pohjatyypissä kuituliejun joukossa voi olla myös puuta, puuhaketta, kuorta, hiekkaa, savea ja soraa. Sedimenttiprofiilien paksuudet ovat vaihdelleet välillä cm. Kuiva aineen määrä on noin 26 %. Orgaanista ainetta sedimentissä on noin 30 %. Vuoden 2005 maatutkaluotauksissa tällä jokiosuudella todettiin 10 erillistä aluetta, joissa tulkinnan mukaan esiintyi pehmeitä sedimenttejä. Heti Kuusankosken voimalaitoksen tulvakanavan läheisyydessä, akanvirrassa, pohjalla oleva aines näytti kelluvan pohjan yläpuolella. Samantyyppinen heijaste esiintyi neljällä alueella Kuusankosken sillasta alavirtaan. Tämä on havainto, joka saattaa vaikuttaa ruoppauksen toteutukseen. Vesisyvyys jokiosuudella vaihtelee noin kolmesta metristä kuuteen seitsemään metriin. Kuva 5. Kaikuluotauksen antama kuva Kymijoen pohjan laadusta välillä Kuusaansaari Keltti (Kemijoki Aquatic Technology Oy). 15

20 Kuusankosken voimalaitoksen alapuolisessa osassa pehmeitä massoja on heti voimalaitoksen alakanavan jälkeen esiintyvillä akanvirta alueilla, joissa tapahtuu sedimentoitumista. Pintasedimentin eroosiolle alttiin alueen laajuus voi vaihdella voimalaitoksella kulloinkin esiintyvän juoksutuksen suhteessa. 2D mallin laskentaa hyödyntäen ja mitattuihin sedimenttiprofiilien pitoisuuksiin perustuen PCDD/F yhdisteitä jokiosuuden pehmeissä sedimenteissä on keskimäärin pg/g I TEQ. Vuoden 2003 tutkimuksissa keskiarvopitoisuus profiileissa oli pg/g I TEQ. Suurimmat koko profiilista mitatut pitoisuudet olivat luokkaa pg/g I TEQ. Suurin pitoisuus ( pg/g I TEQ) esiintyi ylimmässä 25 cm:n kerroksessa. Muutoin pitoisuudet olivat korkeimpia välillä 0,5 0,75 m. Pitoisuudet ylittävät vertailualueiden pitoisuudet kertaisesti ja joen alaosan pitoisuudet kertaisesti. Kuten PCDD/F yhdisteiden pitoisuudet, myös pintasedimentin elohopeapitoisuudet ovat korkeampia (<2 7 mg/kg ka.) Kuusaansaaren ja Keltin välisellä osalla jokea. Suurimmat pitoisuudet (maksimi 13,8 mg/kg) on mitattu heti Kuusankosken alapuolelta, Ruotsula Keltti alueelta. Elohopean vertikaalijakauma sedimentissä osoittaa, että pitoisuus kasvaa syvyyden myötä. Maksimipitoisuudet esiintyvät sedimentissä välillä 0,3 2 m. Tämä tarkoittaa, että joessa kulkeutuvan hienoaineksen Hg pitoisuudet ovat pienemmät kuin aikaisemmin. Todettu pitoisuushuippu (33 mg/kg) on mitattu Kuusankosken sillan alapuolella (Ruotsula Keltti) esiintyvältä sedimentaatiopohjalta. 16

21 Keltti Myllykoski Kymijoen keskiosalla pehmeitä sedimenttipohjia on luotausten perusteella erillisinä alueina neljässä eri kohdassa jokea. Kuiva aineen määrä vaihtelee välillä %. Orgaanista ainetta sedimentissä välillä Keltti Koria on keskimäärin 25 %. Kuvassa 6 esitetään PCDD/F pitoisuuksien esiintymistä sedimentin eri syvyyksillä Kuusankosken ja Anjalankosken välisellä jokiosuudella. Vuonna 2000 joen yläosalla pitoisuushuippu (toksisuusekvivalentteina ilmoitettuna) esiintyi cm syvyydessä. Kuitenkin myös vielä syvyydessä cm pitoisuudet olivat korkeita cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Aa5 (Keltti) Aa6 (Keltti) C2 (Koria Lopotti) E15 (Myllykosken alap.) F9 (Koskenalusjärvi) F21 (Koskenalusjärvi) Kuva 6. Vuonna 2000 Kymijoen eri osa alueilta tutkittujen sedimenttien PCDD/F pitoisuuksien (pg/g I TEQ) vertikaalijakauma. Keltin ja Myllykosken välisellä osalla jokea PCDD/F yhdisteiden profiilikohtaiset keskiarvopitoisuudet vaihtelevat välillä pg/g I TEQ ka. Pitoisuusvaihtelut voivat olla paikallisesti suuria, johtuen uoman muodon ja virtausolosuhteiden (sedimentoitumisolosuhteiden) eroista. PCDD/F yhdisteitä esiintyy melko tasaisesti pinnasta aina 190 cm syvyyteen asti (kuva 6). Yläpuolisen osa alueen pitoisuustasoon verrattuna arvot ovat selvästi pienempiä, mutta ylittävät selvästi maaperän pilaantuneisuuden ylemmän ohjearvon (ks. luku 3.4.2). Elohopeapitoisuuden taso pilaantuneissa sedimenteissä on 4 mg/kg kuivaainetta. 17

22 Myllykoski Suomenlahti Tällä jokiosuudella tarkemmin on tutkittu joen suvantomaisia laajentumia, Myllykosken alasuvantoa ja Inkeroisten alapuolella Koskenalusjärveä sekä alempana sijaitsevaa Tammijärveä. Myllykoski Keskimääräinen sedimenttiprofiileista mitattu PCDD/F pitoisuus kuivaaineessa on pg/g I TEQ. Elohopeapitoisuuden taso sedimentissä on noin 2,5 mg/kg ka. Koskenalusjärvi Suvantoalueen pintasedimentistä (0 4 cm) on mitattu PCDD/F yhdisteiden pitoisuus 6630 pg/g I TEQ ka. Profiileista mitattu pitoisuus pohja aineksessa on luokkaa pg/g I TEQ ka. Elohopeapitoisuuden taso sedimentissä on noin 2 mg/kg ka. Sedimentin kuiva aineprosentiksi on eri yhteyksissä saatu %. Tammijärvi Tammijärven pinta ala on 996 ha. Sedimentissä kuiva ainetta on %. Vuoden 2001 tuloksissa sedimentin hehkutushäviö (orgaaninen aines) oli keskimäärin 10 % ja vaihteluväli 3 27 %. Keskimääräinen PCDD/F pitoisuus järven syvännealueella on pg/g I TEQ ja muulla osalla 3500 pg/g I TEQ. Elohopeapitoisuuden taso syvänteen sedimentissä on 1,8 mg/kg ka. ja matalammalla osalla 1,1 mg/kg ka Massamäärät ja haitta aineiden määrät Taulukkoon 2 on koottu kunnostussuunnittelun kannalta keskeiset tiedot Kymijoen pilaantuneista sedimenteistä osa alueittain. 18

23 Taulukko 2. Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien tiedot (Salo ym. 2005). Alue Jokiosuuden pituus km Kontaminaatiosyvyys m Kontaminoituneet sedimentit m 3 ha Pintaala PCDD/Fyhdisteiden määrä kg PCDD/F I TEQ kg Elohopea, määrä kg Kuusankoski Keltti 5 2, , ,5 140 Keltti Myllykoski , ,5 390 Koria (A) 1, , ,2 240 Myllypuro (B) 0, , ,4 50 Lopotti ( C) 0, , ,5 60 Saviniemi (D) 1, , ,4 40 Myllykoski Suomenlahti 62/ , Myllykoski (E) 1, , ,2 240 Koskenalusjärvi (F) 0, , ,9 100 Tammijärvi (syvänne) ,5 750 Tammijärvi (muu) , Riskinarvio Jokialue Vuonna 2005 valmistui riskinarvio Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien vaikutuksista ihmisten terveyteen ja eliöstöön. Joen pohjassa olevista haittaaineista tässä tarkastelun kohteina olivat dioksiinit ja furaanit sekä elohopea. Terveysriskit Ihmiset voivat altistua edellä mainituille aineille ravintoverkoston välityksellä, valtaosin syömällä kontaminoituneita kaloja. PCDD/F yhdisteistä aiheutuvien terveyshaittojen todennäköisyys on melko pieni, mutta eniten altistuvilla henkilöillä ainakin teoreettisesti mahdollinen. Sen sijaan kaloihin kertynyt elohopea muodostaa selvän terveysriskin runsaasti joen kaloja syöville henkilöille. Erityisryhmän muodostavat nuoret, synnytysiässä olevat naiset. Terveyshaittojen riskiä on arvioitu ensisijaisesti sikiön kehityshäiriöiden perusteella. 19

24 Kymijoen pohjassa olevat haitta aineet eivät nykyisellään ole merkittävä riski ihmisten terveydelle, kun joesta pyydystettyjen kalojen syöntisuosituksia noudatetaan. Kaloja, joiden elohopeapitoisuus ylittää 1 mg Hg/kg, ei tulisi käyttää ravinnoksi. Nykyisin suositellaan, että lapset, nuoret ja hedelmällisessä iässä olevat voivat syödä merestä ja järvestä pyydystettyä haukea vain 1 2 kertaa kuukaudessa. Raskaana olevien ja imettävien äitien ei pitäisi syödä haukea ollenkaan. On arvioitu, että rajoitettaessa Kymijoesta pyydystettyjen haukien ravinnoksi käyttöä vuonna 2005 annettujen syöntisuositusten mukaisesti, laskennallinen PCDD/F yhdisteiden saanti kalaravinnon kautta pienenee noin 20 % ja elohopean osalta yli 50 prosenttia. Taulukko 3. Vuonna 2005 eri osista Kymijokea ja suualuetta tutkittujen haukien (vertailualueen pitoisuus mitattiin ahvenesta) elohopeapitoisuus lihaksessa oli seuraava: Keskiarvo Minimi Maksimi mg Hg/kg mg Hg/kg mg Hg/kg Verla (vertailualue) 0,10 <0,10 0,18 ahven Voikkaa Kuusankoski 0,36 0,19 0,47 Keltti Myllykoski 0,49 0,33 0,90 Huruksela 0,48 0,22 0,82 Tammijärvi 0,67 0,47 1,20 Keisarinsatama 0,67 0,54 0,89 Ahvenkoskenlahti 0,78 0,41 1,20 Tulokset viittaavat siihen, että keskimääräinen hauen elohopeapitoisuus Kymijoessa kasvaa mitä lähemmäs Suomenlahtea edetään. Ekologiset riskit Sedimentin sisältämät haitta aineet voivat heikentää myös joen varrella läpi vuoden elävien ja vesieliöitä ravinnokseen käyttävien selkärankaisten, kuten saukon elinmahdollisuuksia. Ekologisen riskin tarkastelussakin elohopean merkitys korostui. PCDD/F yhdisteiden ja elohopean vaikutuksia selkärangattomille vesieliöille ei tunneta kunnolla. Tämä vaikeutti riskinarviointia merkittävästi. Kuitenkin pohjaeläimistä surviaissääskillä on todettu suuosien epämuodostumista, joiden esiintymistiheys korreloi sedimentin elohopea ja PCDD/F pitoisuuksin kanssa. Tämä viittaa mahdolliseen toksisuusvaikutukseen. Tutkimustiedon puute pohjaeliöstön ja sedimentissä olevien haitta aineiden välisistä suhteista (vaikutusmekanismit, synergistiset vaikutukset) aiheuttaa tältä osin epävarmuutta riskinarvioon Merialue Kymijoen suualueella (vaikutusalueella) kalastaneiden ja kaloja ravinnokseen käyttäneiden henkilöiden veressä PCDD/F yhdisteiden pitoisuudet ovat olleet alhaisempia kuin varsinaisella Itämerellä kalastaneiden keskuudessa (92 ja 170 pg I TEQ/ g rasvaa). Tämä viittaa siihen, että altistuminen PCDD/Fyhdisteille on suurempi Itämerestä pyydystetyistä kaloista kuin Kymijoesta. 20

25 Tutkittaessa Kymijokeen aikanaan joutuneiden ja sieltä mereen kulkeutuneiden PCDD/F yhdisteiden esiintymistä Suomenlahden pintasedimentissä voitiin todeta, että kongeneereja joita tavataan joen pilaantuneissa sedimenteissä, esiintyy myös melko laajalla alueella merialueella. Vaikka eräissä osissa Itämerta dioksiinien pitoisuudet pintasedimentissä osoittavat pienenemistä, Suomen rannikkovesillä voimakkaasti kloorautuneiden PCDD/Fyhdisteiden pitoisuudet ovat edelleen korkeita. Tämä viittaa Kymijoen jatkuvasti keskeiseen merkitykseen PCDD/F kuormittajana Itämereen. Itämeren silakasta ja lohesta määritetyt yleisimmät kongeneerit eivät ole samoja joita Itämereen eri pistekuormituslähteistä (Kymijoesta) kulkeutuu. Onkin arvioitu, että ilmalaskeuman merkitys kalojen altistumisreittinä ja ihmiseen kalaravinnon kautta kertyville PCDD/F yhdisteille on suuri. 5 PILAANTUNEEN SEDIMENTIN KUNNOSTUS MENETELMÄT 5.1 Pääperiaatteet Pilaantuneen sedimentin kunnostaminen voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan: joko sedimentit ruopataan tai ei ruopata. Jos päädytään jälkimmäiseen vaihtoehtoon, valinta voidaan tehdä 0 vaihtoehdon ( ei tehdä mitään ), kokonaan paikan päällä tehtävien käsittelyjen (in situ) tai peittämisen välillä. In situ menetelmät ovat voimakkaan tutkimus ja kehitystyön alaisia. Riittävän pitkän ajan seurantatulokset kunnostuskohteista ovat toistaiseksi kuitenkin vielä vähäiset. Tämän vuoksi niitä ei lähemmin tarkastella tässä yleissuunnitelmassa. 0 vaihtoehtoa käytetään tässä yleissuunnitelmassa vertailukohtana, johon eri kunnostusvaihtoehtoja verrataan. Pilaantunut sedimentti ruoppaus ei ruoppausta kauharuoppaus imuruoppaus peittäminen in situkäsittely ei tehdä mitään (0 VA) ruoppausmassan kuivaus vedenkäsittely jatkokäsittely loppusijoitus palautus jokeen seuranta Kuva 7. Pilaantuneiden sedimenttien kunnostamisen päävaihtoehdot Kymijoella. 21

26 Mikä menetelmä tai menetelmien yhdistelmä pilaantuneen sedimentin kunnostamiseen kulloinkin valitaan, riippuu kohteen paikallisista olosuhteista työstä aiheutuvista kustannuksista ekologisen riskin suuruudesta, jonka käytetty menetelmä voi vesiympäristössä aiheuttaa. Sekä kunnostustyön aikana että sen päätyttyä seurataan kunnostuksen aiheuttamaa olosuhteiden muuttumista alapuolisessa vesistössä. Kymijoen pilaantuneille sedimenteille kunnostusvaihtoehtoina kysymykseen voivat lähinnä tulla pohjan ruoppaus ja pilaantuneen sedimentin peittäminen. Seuraavassa luvussa tarkastellaan yleisellä tasolla pilaantuneiden sedimenttien poistamista ruoppaamalla ja pohjien eristämistä peittämällä. Lisäksi arvioidaan eri ruoppausmenetelmien soveltuvuutta Kymijoelle. 5.2 Ruoppaus Ruoppauksen avulla pohjassa olevia haitta aineita poistaa nopeasti ja tehokkaasti. Menetelmä on monivaiheinen prosessi, joka edellyttää massojen siirtoa maalle tai muualle vesialueelle, jossa niistä ei aiheudu haittaa. Maalla tapahtuu veden erottaminen, mahdollinen lietteen kuivaus ja veden käsittely ennen sen johtamista takaisin vesistöön. Lopuksi haitta aineita sisältävä käytetään hyödyksi tai sijoitetaan loppusijoitusalueelle. Pilaantuneiden sedimenttien ruoppaukset toteutetaan mahdollisimman vähän sedimenttiä levittävällä ja työtarkkuudeltaan mahdollisimman luotettavilla menetelmällä. Työtarkkuuden optimoinnilla vältetään puhtaiden sedimenttien ruoppaamista ja näiden tarpeetonta jatkokäsittelyä. Ruoppauksen avulla voidaan puhdistaa Kymijoen eri osissa esiintyviä, alueeltaan rajattuja hot spot alueita, joissa haitta ainepitoisuudet ovat korkeita. Joenrantaan ulottuvalla asutulla alueella (esim. Kuusankoski) ongelmaksi voi muodostua riittävän ison, yhtenäisen maa alueen löytäminen ruopatuille massoille. Paikoitellen myös pohjalla olevat kivet ja esim. uppotukit voivat haitata ruoppausta. Millään ruoppausmenetelmällä ei voida täysin estää sedimentin jonkin asteista suspendoitumista veteen. Virtavedessä vaikutusalue voi olla laajakin. Viime vuosikymmeninä kehitetystä on kuitenkin tapahtunut niin, että kiintoaineen karkaaminen voidaan tietyillä tekniikoilla suurelta osin välttää. Lisäksi laajoissa jokilaajentumissa (Tammijärvi) työskentelyalue voidaan eristää sopivalla verhorakenteella ja näin estää kiintoaineen kulkeutuminen alavirtaan. Jokialueella suojaverhojen käyttö ei ole voimakkaassa virtauksessa mahdollista. Ruoppauskalusto jaetaan yleisesti kolmeen pääryhmään: kauharuoppaajat imuruoppaajat pneumaattiset ruoppaajat Kauharuoppaajat Kauharuoppaus on yleisin ruoppausmenetelmä. Menetelmän vahvin puoli on ruopatun massan pieni vesipitoisuus. Toisaalta virtaavassa vedessä ongelman on kiintoaineen karkaaminen pohjaa kaivettaessa. Nykyisin on kuitenkin kehitetty ns. ympäristökauhoja, jotka sulkeutuvat tiiviisti ylös nostettaessa (esim. suljettu kuokkakauha ja kahmarikauha). 22

27 Kuva 8. Ruoppausta suljetulla kuokka ja kahmarikauhalla (Terramare 2006). Vesitiivis läppäkauha muistuttaa perinteistä kuokkakauhaa. Siinä on lisäksi sulkumekanismi. Kun kauhat ovat kiinni asennoissa, ne ovat myös yläpuolelta suljetut. Tämä konstruktio estää massojen huuhtoutumisen veteen (ja veden sekoittumisen kaivumassaan) kauhaa ylös nostettaessa Imuruoppaajat Imuruoppauksessa poistettava massa imetään pumpulla ruoppaajaan ja pumpataan paineputkistoa pitkin läjitysalueelle. Ruoppaajan pumppu asettaa rajat pumppausetäisyydelle ilman välipumppausta. Massat irrotetaan ja sekoitetaan veteen pumppauskelpoiseksi lietteeksi joko leikkurilla, vesisuihkulla tai kauhapyörällä. Kiintoaineen määrä vaihtelee imupään syötön mukaan. Keskimäärin sitä on 10 % pumpattavasta massamäärästä. Jos poistettava sedimentti on pehmeää savea tai eloperäistä ainetta, kiintoainepitoisuus voi olla suurempikin. Ruoppauskaistan leveys on koneesta riippuen m. Viime aikoina on kehitetty erillisiä imupumppuja (ns. DOP pumput), jotka voidaan liittää tavalliseen kaivinkoneeseen (kuva 9). Ruoppaus tapahtuu samalla tavalla kuin varsinaisella imuruoppausaluksella, mutta laitteiston kokoamisen työläs vaihe jää pois ja kaluston siirtokustannukset jäävät selvästi alhaisemmiksi. Pumpun kapasiteetti ( m 3 /h) ja työn tarkkuus ovat verrattavissa pienten imuruoppausalusten vastaaviin ominaisuuksiin. 23

28 Kuva 9. DOP pumpulla varustettu kaivinkone (Track 2007). Ruopattavien massojen siirtämiseen putkea pitkin on olemassa sovellus, jossa ei käytetä saattovettä. Siinä massa nostetaan kauhalla vedestä kaukaloon, josta se pumpataan mäntäpumpulla eteenpäin. Tarvittava pumppausteho voi olla melko suuri ja putkistossa voi olla yli 100 barin paine. Imuruoppausta kannattaa harkita vain suurissa, kuten Kymijoen pilaantuneiden sedimenttien kaltaisissa kunnostushankkeissa. Lisäksi imuruoppaus vaatii aina isot, käytännössä lähes kolme kertaa ruopattavan massamäärän kokoiset kuivatusaltaat. Allaskapasiteetin riittävyys onkin erityisesti kaupunkialueiden ruoppaushankkeissa kriittisin tekijä. Imuruoppaus sopii hyvin Kymijoessa esiintyvien kaltaisille erittäin hienojakoisille ja löyhille sedimenteille, joita on vaikea poistaa kaivamalla. Imupään liikehallinta vähentää sedimentin karkaamista Pumppukauharuoppaus Pumppukauharuoppaus on kauha ja imuruoppauksen välimuoto. Siinä ei ole imulinjaa kuten imuruoppauksessa, vaan pumppujen nielut avautuvat kuokkakauhan pohjalle. Menetelmän etuna on, että ruopattu sedimentti on tiiviimpää ja vähemmän vettä sisältävää kuin normaalissa imuruoppauksessa. Ruopattava massa pumpataan paineletkua pitkin haluttuun kohteeseen. Pumppauksessa putkeen joudutaan ottamaan vettä siten, että kiintoaineen pitoisuus kokonaisainemäärästä on 10 %, kuten imuruoppauksessa. Pumppukauhalla massan irrotusvoimat ovat suuremmat kuin perinteisten imuruoppaajien jyrsimillä. 24

29 5.2.4 Pneumaattiset ruoppaajat Pneumaattiset ruoppaajat käyttävät ilmanpainetta hyväksi ruoppauksessa. Veden alla ruoppauspisteessä oleva paine on suurempi kuin veden päällä oleva ilmanpaine. Paine ero saa sedimentin liikkumaan kohti pienempää painetta eli imuputkessa ylöspäin. Laite koostuu säiliöstä, sedimentin imuputkesta, ilmaputkesta ja tyhjennysputkesta. Pneumaattiset ruoppaajat on asennettu yleensä proomuihin. Ruopatun lietteen kiintoainepitoisuus on yleensä suurempi kuin imuruoppaajien ja niiden aiheuttama pohjamateriaalin suspensio on vähäinen. Yleisimpiä pneumaattisia ruoppaajia ovat Airlift ruoppaajat, Italiassa kehitetty Pneuma ja Japanissa kehitetty Oozer. Näistä vain Oozer soveltuu pilaantuneen sedimentin ruoppaamiseen. Oozerissa maa aineksen irrottamiseen käytetään leikkureita. Sillä voidaan poistaa n. 30 cm:n paksuisia kerroksia. Oozer soveltuu pehmeiden ja juoksevien sedimenttien ruoppaamiseen kuitenkin suhteellisen matalissa vesissä (esimerkiksi satama altaat) Ruoppaustekniikoiden vertailu Ruoppaustekniikoita voidaan verrata keskenään esimerkiksi ruoppaustehoon ja ruoppauksen aiheuttamaan kiintoaineen suspendoitumiseen perustuen. Kauha ja kahmariruoppaus jaetaan karkeasti avokauhoihin ja suljettuihin kauhoihin. Avokauhat tulevat kysymykseen pilaantuneiden ruoppausmassojen nostamiseen ainoastaan, jos ruopattavia alueita voidaan suojata silttiverhoilla. Muissa tapauksissa haitta aineiden leviämisen sekä ruoppausmassan aiheuttaman samentumisen minimoimiseksi, ns. suljetut ympäristökauhat tulevat kysymykseen. Kauharuoppaajien ruoppausteho on kohtuullinen, noin m 3 /h. Pilaantuneiden massojen ruoppauksissa ruoppausteho jää kuitenkin ruoppauksen tarkkuudesta jne. johtuen hieman alemmaksi kuin ns. tavanomaista ruoppausta harjoitettaessa. Jokiolosuhteissa ruoppaus tapahtuu kelluvalta lautalta, jolloin välineenä voi olla pyörä tai tela alustainen kaivinkone tai traktorikaivuri. Käytettävissä on myös pelkästään vesistössä työskentelyyn tarkoitettuja ruoppausaluksia. Kymijoella vuonna 2001 tehdyssä koeruoppauksessa päädyttiin johtopäätökseen, jonka mukaan pilaantuneiden sedimenttien ruoppaukseen voisi soveltua parhaiten kahmarikauha tai alipaineeseen perustuva pumppukauha. Taulukossa 4 on esitetty avokauhan ja suljetun kauhan erovaisuuksia Pennekampin ym tutkimuksen mukaan. Suljettua kauhaa käyttäen päästään huomattavasti parempiin tuloksiin ympäristöllisesti erityisesti samentumisen lisäyksen ja suspension määrän suhteen. Taulukko 4. Kauharuoppaajien vertailua RUOPPAAJATYYPPI TEHO TAUSTAN SAMENTUMISEN SUSPENSION SAMEUS LISÄYS MÄÄRÄ (2500 m 2 alueella) m 3 /h mg/l mg/l kg/m 3 Avoin kuokkakauha/kahmari Suljettu kuokkakauha/kahmari Imuruoppauksessa samentuminen ja suspendoituminen jäävät minimaalisiksi. Ruoppauksen teho vaihtelee ruoppaustyypin mukaisesti, ollen samalla tasolla tai hieman korkeampi kuin kauharuoppauksessa. Nykylaitteistolla ruoppauksen tarkkuus on samaa luokkaa kuin kauharuoppauksessa. Syvyyssuuntainen ruoppaustarkkuus on molemmissa tekniikoissa tasolla ± 5 30 cm ja vaakasuunnassa ± cm. 25