TANKKI-hankkeen pilotkunnostusten

Transkriptio

1 TANKKI-hankkeen pilotkunnostusten loppuraportti Hollolan, Nastolan ja Janakkalan pilotkunnostukset sekä pinta-aktiivisten aineiden mallinnuskokeet Tarja Asikainen

2 Raportti 2 Sisällys Johdanto Pilotointien käytännön toteutus Koekunnostuksen tulokset Pinta-aktiivisten aineiden mallinnuskokeet... 8

3 Raportti 3 1. Johdanto TANKKI-hankkeen tavoitteena oli vähentää yksityisille ja yhteiskunnalle aiheutuvia lämmitysöljysäiliöiden aiheuttamia terveydellisiä, ympäristöllisiä ja taloudellisia riskejä Kanta- ja Päijät-Hämeessä. EAKR-rahoitteiseen hankkeeseen osallistuivat Nastolan, Hollolan, Asikkalan, Hartolan, Sysmän, Padasjoen, Hattulan ja Janakkalan kunnat, Riihimäen ja Heinolan kaupungit, Kanta- ja Päijät- Hämeen pelastuslaitokset, Hämeen ELY-keskus, Hämeen ja Lahden ammattikorkeakoulut. Hanketta hallinnoi Lahden ammattikorkeakoulu. Hankkeen toteutusaika oli Hankkeessa pilotoitiin vuosina 2013 ja 2014 lämmitysöljyllä pilaantuneen maan kunnostusta sekä tutkittiin laboratorio-olosuhteissa pinta-aktiivisten aineiden käyttöä öljyisen maan puhdistuksessa. In situ-menetelmänä käytettiin kaikissa kohteissa biologista käsittelyä, biostimulaatiota, jossa maamassat käsiteltiin paikanpäällä. Biostimulaatiossa tehostettiin öljyn biologista hajoamista lisäämällä ravinteita ja happea vesiliuoksena tutkimusalueelle maaperässä olevan luonnollisen bakteerikannan käyttöön. Hollolassa ja Janakkalassa kohteiksi valikoituivat maanalaisten öljysäiliöiden vuototapaukset ja Nastolassa kellaritiloissa tapahtunut öljysäiliön täyttövahinko. Kohteista vain Nastola sijaitsi tärkeällä pohjavesialueella. 2. Pilotointien käytännön toteutus Hollolan koekunnostus aloitettiin huhtikuussa 2014, koska asennukset tehtiin syksyllä Janakkalassa ja Nastolassa kunnostukset käynnistyivät kesäkuussa Kohteista otetuista maanäytteistä tehtiin aluksi laboratoriomallinnukset ja tulosten pohjalta laadittiin kunnostussuunnitelmat. Hollolassa kierrätettiin tutkimusalueella (noin 35 m 2 ) ravinnepitoista käsittelyvettä maahan asennetun pumppukaivon, jonka asennussyvyys oli 2 metriä, ja pilaantuman yläpuolelle asennetun salaojaputkiston avulla (kuva 1). Pumppu kytkettiin käynnistymään automaattisesti vedenpinnan noustessa kaivossa tietylle tasolle. Veden kierrätykselle oli hyvät edellytykset, koska tutkimusalueen pintakerros (1-2 m) todettiin hyvin vettäläpäiseväksi täyttömaaksi. Pintakerroksen maamassat sekoittuivat putkiston asennusvaiheessa. Alempi maakerros (2-3 m) jäi kaivannon alapuolelle. Kunnostuksen aikana käsittelyveteen lisättiin ravinteita salpietarin muodossa ja happea kaliumperoksidina käsittelyvesinäytteenottojen ja maaperänäytteiden (kuva 2) tulosten perusteella. Kunnostussuunnitelmaa päivitettiin tutkimustulosten pohjalta.

4 Raportti 4 Kuva 1. Kuvassa salaojaputket on osittain peitetty, mutta niiden liittäminen pumppukaivoon oli vielä tekemättä. Musta putki on kiinteistön muita putkia. Kuva: Tuomas Piepponen Kuva 2. Kairaamalla saatiin maaperänäyte asfaltin läpi kunnostusalueelta. Kuva on käsittelyn aikaisesta maanäytteenotosta. Kuva: Päivi Kärnä 2014.

5 Raportti 5 Janakkalassa käsittelyveden imeytysputket asennettiin kairausreikiin (7 kpl) noin kolmen metrin syvyyteen öljyyntyneen alueen tasolle maanalaisen öljysäiliön ympäristöön (kuva 3). Käsittelyvettä syötettiin 2-4 viikon välein pienempinä kerta-annoksina, koska maaperä todettiin huonosti vettä läpäiseväksi. Tutkimusalueelle (noin 30 m 2 ) imeytettiin alkuvaiheessa pelkästään happea vetyperoksidina. Ravinteita lisättiin salpietarina kunnostuksen loppuvaiheessa, koska maaperätutkimuksissa todettiin maaperän ravinnevarojen vähentyneen. Käsittelyvesinäytteitä ei ollut mahdollista tutkia, koska vettä ei kertynyt tarkkailuputkeen. Maaperänäytteiden tulosten perusteella päivitettiin kunnostussuunnitelma. Kuva 3. Käsittelyveden imeytysputkien asennus on käynnissä. Kairakoneen edustalla näkyy maanalaisen öljysäiliön huoltoluukku. Kuva:Tarja Asikainen Nastolassa käytettiin samaa asennusmenetelmää kuin Janakkalassa imeytysputkien asennussyvyyden ollessa 13 metriä rakennuksen ulkopuolisella pilaantuman alueella. Aloitusvaiheessa asennettiin 3 imeytysputkea (kuva 4). Ylemmästä maakerroksesta otetussa näytteessä ei havaittu öljyä alkuvaiheen tutkimuksissa, jonka vuoksi tutkimusalue (noin 30 m 2 ) ja tutkimuskerros rajattiin koskemaan metrissä olevaa maakerrosta. Hankkeessa ei toteutettu rakennuksen sisäpuolista koekunnosta. Pohjaveden pinta oli tutkimusalueella noin 20 metrin syvyydessä. Ennen kunnostusta otetuissa maanäytteissä ei ha-

6 Raportti 6 vaittu öljyä tiiviin moreenikerroksen (15 16 m) alta otetussa näytteessä. Kunnostuksen aikana imeytettiin tutkimuskerrokseen (11 13 m) ravinteita salpietarina ja happea vetyperoksidina noin kuukauden välein, koska maaperän ollessa hyvin vettäläpäisevää voitiin imeyttää kerralla suurempi määrä. Käsittelyvesinäytettä ei ollut mahdollista tutkia, koska vettä ei kertynyt tarkkailuputkeen. Maaperänäytteiden tulosten perusteella päivitettiin kunnostussuunnitelma. Samassa yhteydessä asennettiin 2 imeytysputkea lisää. Kuva 4. Käsittelyveden imeytysputket asennettuna. Kuva: Mikael Takala Koekunnostuksen tulokset Ennen pilotointien käynnistymistä kaikissa kohteissa suoritettiin maaperätutkimukset tutkimusalueiden määrittämistä varten. Jotta kunnostuksen tehokkuutta voitiin arvioida luotettavasti, niin lopetusnäytteenotot ja näytteiden käsittely suoritettiin samoilla menetelmillä kuin alussa. Pilotoinnin lopetukseen liittyen otettiin maaperänäytteet lokakuun 2014 lopulla. Kunnostusten lopetuspalaverit pidettiin marraskuun 2014 lopulla. Palavereissa käsiteltiin tehdyt tutkimukset ja tulokset kohteiden omistajien, urakoitsijan (Nordic Envicon Oy), tutkimusorganisaation (Helsingin yliopisto), maaperäkonsultin (Ramboll Finland Oy) ja valvovan ympäristönsuojeluviranomaisen kanssa. Vaikka käytetty kunnostusmenetelmä oli sama kaikissa kohteissa, niin tulokset poikkesivat toisistaan huomattavasti. Tuloksiin ovat vaikuttaneet käsittelyveden erilainen syöttämistapa (kierrätys/imeytys), kohteiden maan erilainen vedenläpäisevyys, tutkimusalueiden öljyyntymän lähtöpitoisuudet ja käsittelyajat.

7 Raportti 7 Hollolassa seurattiin erikseen koekunnostuksen vaikutusta tutkimusalueen pintakerroksessa (1-2 m) ja syvemmässä kerroksessa (2-3 m) tapahtuneen öljypitoisuuden muutoksella. Pintakerroksessa, jossa jo lähtötilanteessa öljyyntymä oli vähäisempää jäädessä VNa 214/ säädetyn kynnysarvon (300 mg/kg) alle, ei havaittu merkittävää pitoisuuden muutosta. Sitä vastoin syvemmällä öljyn hajoamista tapahtui ja muutosta voidaan pitää merkittävänä. Loppupitoisuus tutkimusalueella jäi puoleen verrattuna lähtötilanteeseen ja pitoisuudessa päästiin kynnysarvon alittavalle tasolle. Nastolan kohteessa ei havaittu merkittävää öljyn biologista hajoamista tutkimuskerroksessa (11 13 m), käytännössä vähenemä jää virhemarginaalin sisään. Pohjavesinäytteissä ei havaittu öljyä ennen eikä jälkeen kunnostuksen. Öljyyntymän lähtöpitoisuus tutkimusalueen kerroksessa (11 13 m) oli tasolla 100 mg/kg. Hankkeessa ei selvitetty ylempien maakerrosten mahdollista öljyyntymää, koska esitutkimuksissa ei havaittu öljyä tutkitussa näytepisteessä eikä aistinvaraisesti. Maaperän todettiin olevan 10 metriin asti hiekkaa ja koska täyttövahinko oli tapahtunut yli 10 vuotta sitten, niin öljyn arvioitiin liikkuneen tiiviiseen maakerrokseen. Janakkalassa mitattu öljypitoisuus oli suurempi lopussa (1300 mg/kg) kuin lähtötilanteessa (200 mg/kg). Öljyn määrä ei kuitenkaan ole kasvanut tutkimusalueella, vaan öljyä on joko kulkeutunut pilaantuneemmista kerroksista tutkimusalueelle tai todennäköisemmin tutkimuspisteiden vähäinen määrä on voinut vaikuttaa tulosten vääristymiseen. Vaikka kohonneita öljypitoisuuksia havaittiin öljysäiliön ympäristössä, kiireellistä kunnostustarvetta ei arvioitu olevan terveysriskin ja leviämisriskin kannalta. Säiliön aiheuttama riskiä ei ole, koska se on poistettu käytöstä puhdistettuna. Kunnostusaika jäi Janakkalassa ja Nastolassa verrattain lyhyeksi verrattuna Hollolan koekunnostukseen. Tehtyjen kokeiden perusteella voidaan arvioida, että kierrättämällä ravinnepitoista käsittelyvettä hyvin vettäläpäisevässä maaperässä on mahdollista saada aikaan öljyn biologista hajoamista jo yhden käsittelykauden kuluessa. Mikäli kunnostus olisi toteutettu talvikaudella, niin riskinä olisi ollut imeytysputkien jäätyminen ja biologisen toiminnan hidastuminen. Jäätymistä voidaan välttää laittamalla lisäeristeitä kaivoon ja asentamalla lämmityskaapelit putkiin. Kunnostusta voidaan ohjata seuraamalla käsittelyveden ravinne- ja happijäämiä. Hollolan kohteessa käsittelyvedestä saatiin näytteet siinä laajuudessa kuin se oli kunnostuksen ohjauksen kannalta tarpeellista, mutta Janakkalan ja Nastolan kohteissa tarkkailuputkiin ei suotautunut käsittelyvettä. Tällöin kunnostuksen ohjaamiseen käytettiin maaperänäytteenottoa. Janakkalassa ja

8 Raportti 8 Nastolassa todettiin käsittelyveden kierrätys soveltumattomaksi Janakkalassa tutkimusalueen ahtauden ja huonon vedenläpäisevyyden vuoksi ja Nastolassa syvällä olleen kunnostuskerroksen vuoksi. 4. Pinta-aktiivisten aineiden mallinnuskokeet Kokeellisessa osuudessa tutkittiin Helsingin yliopiston ympäristötieteiden laitoksella kolmen pinta-aktiivisen aineen eli surfaktantin vaikutusta osana biologista in situ-kunnostusta. Surfaktantteina käytettiin kahta kemiallista yhdistettä, syklodekstriiniä ja rhamnolipidiä sekä kaupallista bioremediaatiovalmistetta (KEEEN TM ). Surfaktantit eivät ole Suomessa rutiininomaisessa käytössä, joten tutkimustietoa tarvitaan innovatiivisten menetelmien käyttöönottamiseksi. Koemaana käytettiin hankkeen ulkopuolisesta kohteesta otettua maata, jossa kokonaisöljypitoisuus oli 3500 mg/kg. Yhdessä näyteastiassa oli 2,5 kg maata. Koe kesti 4 kuukautta, jonka kuluessa tutkittiin maanäytteet ajanhetkillä 0 viikkoa, 1 vk, 2 vk, 4 vk, 8 vk ja 16 vk. Koejakson tulosten perusteella arvioitiin koekäsittelyjen mahdollisia edellytyksiä ja vaikutuksia TANKKI-hankkeen kaltaisissa kohteissa. Saatujen tulosten perusteella voitiin arvioida, että syklodekstriinin käyttö olisi mahdollisesti lyhentänyt Hollolan kohteessa kunnostusaikaa. Toisaalta, mikäli ravinnepitoista vettä kierrättämällä päästään hyvään tulokseen, niin syklodekstriinin käyttö taloudellisin perustein tulee arvioida tapauskohtaisesti erikseen. Kahden muun surfaktantin testauksessa öljyhiilivetyjen biologista hajoamista ei todettu koejakson kuluessa. Mallinnusten tuloksia esiteltiin MUTKU-päivillä Lahdessa Valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden arvioinnista 214/2007, jota sovelletaan kynnysarvon ylittyessä pilaantuneisuuden ja kunnostustarpeen arviointiin.