PILAANTUNEIDEN MAIDEN PUHDISTUS RAKENNUSKOHTEESSA

Transkriptio

1 PILAANTUNEIDEN MAIDEN PUHDISTUS RAKENNUSKOHTEESSA Heikkilänmäki, Kerava LAHDEN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan koulutusohjelma Ympäristöteknologia Opinnäytetyö Kevät 2006 Karoliina Myyrä

2 Lahden ammattikorkeakoulu Tekniikan koulutusohjelma MYYRÄ, KAROLIINA: Pilaantuneiden maiden puhdistus rakennuskohteessa Ympäristötekniikan opinnäytetyö, 37 sivua, 14 liitesivua Kevät 2006 TIIVISTELMÄ Tämä opinnäytetyö käsittelee maaperän pilaantumista yleisesti, pilaantuneiden maiden kunnostusta, kunnostukseen liittyvää lainsäädäntöä, Keravalla sijaitsevan Heikkilänmäen kohteeseen sopivia kunnostusmenetelmiä sekä alueen kunnostusta. Työ pohjautuu alan kirjallisuuteen, Heikkilänmäellä tehtyihin tutkimuksiin sekä varsinaiseen puhdistustyöhön kohteessa. Alue on ollut teollisuuskäytössä luvun alusta alkaen vuoteen 1984 asti luvuilla aluetta vuokrattiin mm. moottoripyöräharrastelijoille. Maaperä oli pilaantunut raskasmetalleilla sekä öljyhiilivedyillä. Tutkimuksissa todettiin jopa ongelmajätearvon ylittäviä raskasmetallipitoisuuksia. Kunnostusmenetelmien valintaan vaikuttavat monet asiat. Tärkeimpiä valintaan vaikuttavia seikkoja ovat maaperän sekä haitta-aineiden ominaisuudet ja pitoisuudet. Useita eri haitta-aineita sisältäviä maamassoja ei yleensä pystytä puhdistamaan vain yhdellä menetelmällä, vaan joudutaan käyttämään menetelmien yhdistämistä. Tässä työssä käsitellään vain Heikkilänmäen kohteelle soveltuvia menetelmiä. Heikkilänmäen kohteessa valittiin kunnostusmenetelmäksi massanvaihto, joka ei varsinaisesti ole kunnostusmenetelmä. Pilaantuneet maamassat kuljetettiin muualle puhdistusta varten. Muut menetelmät pois suljettiin kiireisen aikataulun ja rakennusteknisten syiden vuoksi. Avainsanat: maaperän pilaantuminen, menetelmät, kunnostus

3 Lahti University of Applied Sciences Faculty of Technology Degree Program of Environmental Technolgy MYYRÄ, KAROLIINA: Remediation of contaminated soils in construction Bachelor s Thesis in Environmental technology, 37 pages, 14 appendices Spring 2006 ABSTRACT This study deals with contaminated soils in general, remediation of contaminated soils, legislation of remediation and remediation of contaminated soils at the construction site in Heikkilänmäki, Kerava. This study is based on literature, investigations made in Heikkilänmäki and the purification of the construction site. The Heikkilänmäki area has been used for industry from the beginning of 1900 to After that the area was rented to motorcycle amateurs in the 1980s and the 1990s. The soil was contaminated with heavymetals and fuels. The Main factors in the selection of purification methods are hazardous substances concentrations and qualities. If the soil consins many different hazardous substances, various methods are used. This thesis deals only methods which can be used in Heikkilänmäki. Changing the soil was the purification method in Heikkilänmäki. Contaminated soils were transported to purification plants. Other methods were not viable because of urgency and matters of structural engineering. Keywords: contaminated soil, methods, remediation

4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO PILAANTUNEET MAA-ALUEET Maaperän pilaantuminen Pilaantuneet maa-alueet Haitta-aineiden kulkeutuminen ja pidättäytyminen maaperässä Lainsäädäntö KOHTEEN KUVAUS Heikkilänmäen alue, Kerava Alueella esiintyneet haitta-aineet Maaperän tila Alueella suoritetut tutkimukset KUNNOSTUSMENETELMIEN VERTAILUA Kunnostusmenetelmät Terminen käsittely / tehopoltto Kompostointi Massanvaihto Stabilointi/kiinteytys Eristys Märkäerotustekniikka Elektrokineettiset menetelmät PILAANTUNEEN MAAN PUHDISTUS HEIKKILÄNMÄEN RAKENNUSTYÖMAALLA Yleistä Kunnostusmenetelmän valintakriteerit Käytetyt analyysilaitteet PetroFLAG - kenttätesti NITON XRF 700 analysaattori Alueen kunnostus POHDINTAA YHTEENVETO...33 LÄHTEET...35 LIITTEET...38

5 1 JOHDANTO Maaperän pilaantuminen on yleinen ongelma niin Suomessa kuin muissakin maissa. Pilaantuneisuus on noussut viime vuosikymmeninä esille Suomessa, kun vanhoja teollisuusalueita on kaavoitettu mm. asuinalueiksi. Maaperässä olevat haitta-aineet voivat aiheuttaa haittaa niin ihmisille kuin luonnollekin, vähentää alueen viihtyisyyttä tai alentaa alueen käyttöarvoa. Ensimmäinen kattava selvitys pilaantuneista maista Suomessa tehtiin luvun alussa. Siinä koottiin tietoja noin pilaantuneeksi arvellusta maa-alueesta, todellisen määrän arvioitiin olevan kaksin-kolminkertainen luvun alussa vuosittain alkavia puhdistuskohteita oli vain kymmenkunta, kun nykyään alkavia kohteita on noin 400. Keväällä 2006 pilaantuneiden maiden kunnostukseen tulee muutosta, kun valtioneuvoston on tarkoitus antaa asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista. Asetuksen tavoitteena on yhdenmukaistaa maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointimenettelyjä sekä niihin liittyvää päätöksentekoa Suomessa. Tässä työssä käsitellään pilaantuneen maan puhdistusta Heikkilänmäen alueella Keravalla. Alueella on toiminut 1900-luvun alusta vuoteen 1984 saakka Keravan putki- ja armatuuritehdas, myöhemmin Mako Oy:n nimellä toiminut yritys luvuilla aluetta on vuokrattu muun muassa moottoripyöräharrastelijoille. Alue oli pilaantunut raskasmetalleilla sekä öljyhiilivedyillä. Alueella sijaitsevaan peruskallioon on alettu rakentaa toimitiloja Uudenmaan aluehälytyskeskukselle, joten maaperä oli puhdistettava ennen piha-alueelle rakennettavia rakennuksia. Puhdistustyön tilaaja oli Keravan kaupunki, ja työn valvonnan suoritti Suomen IP- Tekniikka Oy. Puhdistustyö kesti toukokuun 2005 alusta marraskuun 2005 loppuun, valtaosa alueen puhdistuksesta hoidettiin kesän aikana.

6 2 Tässä työssä perehdytään pilaantuneeseen maaperään yleisesti, pilaantunutta maaperää koskevaan lainsäädäntöön, Heikkilänmäen kohteeseen soveltuviin puhdistusmenetelmiin sekä pilaantuneen maan puhdistukseen rakennustyömaalla. Alueen puhdistus toteutettiin Uudenmaan ympäristökeskuksen päätöksen YS 160 mukaisesti. Maaperän haitta-aineet oli poistettava SAMASE-ohjearvotasoon, savimaalla sinkin ja arseenin osalta tavoitearvot olivat 200 mg/kg ja 15 mg/kg. Puhdistustyö suoritettiin massanvaihtona, menetelmän nopeuden ja puhdistusvarmuuden vuoksi. Myös alueen ahtauden ja maaperässä olevan sekalaisen täyttömaan takia massanvaihto oli varteenotettavin vaihtoehto. 2 PILAANTUNEET MAA-ALUEET 2.1 Maaperän pilaantuminen Maaperää pidetään pilaantuneena, kun siihen ihmisen toiminnan seurauksena päässeet aineet voivat aiheuttaa haittaa ihmisten terveydelle tai luonnolle, vähentää ympäristön viihtyisyyttä tai käyttöarvoa tai muuten loukata yleistä tai yksityistä etua. Pilaantumisen vakavuuteen vaikuttavat maaperässä olevien aineiden määrät ja ominaisuudet sekä pilaantuneen alueen ja sen lähiympäristön käyttötarkoitus ja luonnon olosuhteet. (Suomen ympäristökeskus, 2005a). Maaperän pilaantuminen voi aiheuttaa haittaa eri tavoin niin ihmisille kuin ympäristöllekin. Pilaantunut maaperä aiheuttaa riskejä maankäyttöön, pohjaveteen ja sitä kautta veden hankintaan. Haitalliset aineet voivat kulkeutua kaasuina tai pölynä ympäristöön, kertyä kasveihin ja sitä kautta aiheuttaa haittaa ihmiselle ja eläimille.

7 3 Tyypillisiä maaperän ja pohjaveden pilaantumisen aiheuttajia ovat esimerkiksi huoltoasemat, teollisuusalueet, metalliteollisuus, jätteiden käsittely, ampumaradat, liikenne vesistöissä ja maalla, kaivostoiminta sekä kemikaalien valmistus ja varastointi. Myös onnettomuuksista leviää maaperään ja pohjaveteen pilaantumista aiheuttavia haitta-aineita. 2.2 Pilaantuneet maa-alueet Pilaantuneiden maiden kunnostus on noussut viime vuosikymmenien aikana enenevissä määrin esille, kun vanhojen teollisuusalueiden maita on kaavoitettu mm. asuinalueiksi. Suurin osa Suomessa olevista pilaantuneista alueista on pilaantunut vuosikymmeniä sitten. Aiemmin öljysäiliöitä ja kemikaaleja varastoitiin suojaamattomilla piha-alueilla, jolloin vuodot ja täyttöjen aikana sattuneet ylivuodot päätyivät suoraan maaperään. Teollisuusalueilla oli tavanomaista haudata toiminnasta syntyneet jätteet maaperään. Haudattujen jätteiden joukosta löydetään nykyään usein polyklooribifenyyliä (PCB). Silloin ei tunnettu aineiden haitallisuutta tai vaaraa ihmisen terveydelle ja ympäristölle. Uusia pilaantuneita maa-alueita syntyy ihmisten tietämättömyyden, vastuuttomuuden ja onnettomuuksien takia. (Jalonen & Mäenpää 2005, 4). Ensimmäinen kattava selvitys pilaantuneista maa-alueista Suomessa tehtiin vuosina Saastuneiden maa-alueiden selvitys-projektissa (SAMASE). Siinä koottiin tiedot noin pilaantuneesta maa-alueesta, todellisen määrän arvioitiin silloin olevan kaksin-kolminkertainen. Projektin tavoitteena oli kerätä mahdollisimman kattavasti tiedot pilaantuneista kohteista. Ainakin sijaintitieto kirjattiin riskikohteista, vaikka muut tiedot jäivät puutteellisiksi. Vuosia sitten käytössä olevista maa-alueista oli vaikea saada tarkempaa tietoa, tietoja oli syystä tai toisesta hävitetty tai hävinnyt. Pilaantuneita maa-alueita ei ole pystytty vieläkään kartoittamaan kattavasti, koska uusia ympäristölupia haetaan sellaisille kohteille, joiden pilaantumisesta viranomaisilla ei ole ollut kartoitukseen perustuvaa tietoa. (Haavisto 2003, 16).

8 4 Vuonna 2001 rekisterissä olevien pilaantuneiksi arveltujen alueiden määrä oli (Penttinen 2001, 7). Suomessa pilaantuneita maa-alueita on puhdistettu viimeisten 15 vuoden aikana yli Vielä 1990-luvun alkupuolella vuosittain alkavia maaperän puhdistushankkeita oli vain kymmenkunta, kun nykyisin alkavia hankkeita on vuosittain noin 400. Vuonna 2002 pilaantuneita maita arvioitiin ohjattavan käsittelyyn jo lähes tonnia. Arvioon ei sisälly huomattavaa määrää välivarastoituja maita, lisäksi puhdistettavalla alueella tapahtuva käsittely (in situ) jää tilastoinnin ulkopuolelle. (Suomen ympäristökeskus 2005b.) Runsaimmin pilaantuneiksi epäiltyjä maa-alueita on etelä- ja länsirannikon ympäristökeskusten alueilla. Noin puolet mahdollisesti pilaantuneiksi arvioiduista kohteista sijaitsee sataa metriä lähempänä asutusta, pohjavesialuetta tai vesistöä tai sitten ne ovat alle kahdensadan metrin etäisyydellä vedenottamoista. (Haavisto 2003, ) Etenkin tällaiset maa-alueet aiheuttavat suurta riskiä ihmisille ja ympäristölle. Kohteet pitäisi myös päättää nopeasti. Kuviossa 1 Haavisto on esittänyt mahdollisesti pilaantuneilla maa-alueilla harjoitetun toiminnan toimialoittaisen jakautumisen ja taulukossa 1 Haavisto on esittänyt maaperän pilaantumista mahdollisesti aiheuttavia haitta-aineita ja niiden lähteitä toimialoittain (Haavisto 2003, 17 18). Polttoaineen jakelu 33 % Korjaamot, maalaamot ja romuttamot 14 % Kaatopaikat yms. 11 % Sahat ja kyllästämöt 6 % Metalliteollisuus 6 % Ampumaradat 5 % Muut teollisuuden alat 7 % Muu toiminta 18 % KUVIO 1. Mahdollisesti pilaantuneilla maa-alueilla harjoitetun toiminnan toimialoittainen jakautuminen (Haavisto 2003, 17).

9 5 TAULUKKO 1. Maaperän pilaantumista mahdollisesti aiheuttavat haitta-aineet ja niiden lähteet toimialoittain (Haavisto 2003, 18). Toimiala Mahdolliset haitta-aineet Haitta-aineiden lähteet Polttoaineen jakelu öljyhiilivedyt, Pb, MTBE, TAME polttoaineet ja niiden lisäaineet Korjaamot, maalaamot ja romuttamot öljyhiilivedyt, metallit (Pb, Cu), dioksiinit ja furaanit sekä PCB:t jäteöljyt, akut, kaapeleiden muovit, kondensaattorit ja muuntajat, liuottimet, maalit ja ruosteenestoaineet Sahat ja kyllästämöt kloorifenolit, dioksiinit ja kyllästys- ja puunsuoja-aineet furaanit, PAH-yhdisteet, As, Cu, Cr Metalliteollisuus (raskas)metallit, öljyhiili-vedyt, liuottimet ja syanidit Ampumaradat Pb luodit Kaatopaikat lähes mitä vain, esim. syanidit, raskasmetallit tai hiilivetyyhdisteet Muut teollisuuden alat esim. raskasmetallit, liuottimet kemianteollisuus Muu toiminta esim. kemialliset pesulat perkloorietyleeni pesuaineet Maaperän pilaantuminen on laajamittainen ongelma myös muualla maailmassa. Pelkästään Euroopassa arvioidaan kaiken kaikkiaan olevan noin pilaantunutta aluetta. (Ruuska 2001, 7.) 2.3 Haitta-aineiden kulkeutuminen ja pidättäytyminen maaperässä Haitta-aineiden kulkeutumista maaperässä säätelevät fysikaaliset ja kemialliset prosessit, kuten dispersio, diffuusio, haihtuminen ja kulkeutuminen kolloideissa. Kulkeutumisen tehokkuuteen maaperässä vaikuttavat maaperän ominaisuudet, ilmasto ja se, että haitta-aine muuntuu helposti liukenevaksi. Tärkein

10 6 kulkeutumista edistävä aine maaperässä on vesi. Haitta-aineet voivat kulkeutua maaperässä kaasuina, orgaanisiin aineisiin kiinnittyneinä sekä liukoisissa muodoissa ioneina tai orgaanisissa ja epäorgaanisissa metalliyhdisteissä. Haittaaineiden kulkeutuminen tehostuu mikäli haitta-aineet pysyvät liukoisessa muodossa. Maaperän ominaisuuksista kulkeutumista helpottavat esimerkiksi maaperän vedenläpäisevyys, kerrosrakenne ja kemialliset olosuhteet. (Heikkinen 2000, 11.) Esimerkiksi happamuus maaperässä vapauttaa metalleja sellaiseen muotoon että ne liukenevat helpommin irti maaperästä. Kulkeutumista estävät kiinnittyminen maaperän komponentteihin, luontainen hajoaminen, haihtuminen sekä kertyminen eliöihin. Haitta-aineiden kulkeutuminen voi myös estyä kokonaan, jos haitta-aine pidättyy maaperään. Haitta-aineiden pidättyminen on tehokkainta silloin, kun maaperä on jonkin verran vettä läpäisevää ja se sisältää runsaasti kiinteitä savimineraaleja, orgaanista ainesta tai raudan, alumiinin tai mangaanin yhdisteitä.(heikkinen 2000,11 21.) 2.4 Lainsäädäntö Ympäristönsuojelulaki (YSL) tuli voimaan Lain tavoitteena on ehkäistä ympäristön pilaantumista sekä poistaa ja vähentää pilaantumisesta aiheutuvia vahinkoja, turvata terveellinen ja viihtyisä sekä luonnontaloudellisesti kestävä monimuotoinen ympäristö. Lain tarkoituksena on myös ehkäistä jätteiden syntyä ja haitallisia vaikutuksia sekä torjua ilmastonmuutosta ja tukea muuten kestävää kehitystä. Laissa pyritään myös lisäämään kansalaisten mahdollisuuksia vaikuttaa ympäristöä koskevassa päätöksenteossa ja tehostaa ympäristöä pilaavan toiminnan vaikutusten arviointia ja huomioon ottamista kokonaisuutena. (YSL 86/2000, 1..) Ympäristönsuojeluasetus (YSA) tuli voimaan Pilaantuneiden maiden kunnostukseen tarvitaan ympäristökeskuksen ympäristölupapäätös. YSA:n 1 :n mukaan toiminnalle on haettava ympäristölupa, jos siitä voi koitua ympäristövaikutuksia. YSA:n 8-13 :ssä käsitellään lupahakemusta ja siihen liitettäviä lisätietoja. (YSA /169.)

11 7 Maaperän pilaamiskielto on määritelty YSL:n 7. :ssä. Pykälässä määrätään ettei maahan saa päästää tai jättää jätettä eikä muutakaan ainetta siten, että seurauksena olisi sellainen maaperän laadun huononeminen, josta voi aiheutua vaaraa tai haittaa terveydelle tai ympäristölle, viihtyisyyden melkoista vähentymistä tai muu niihin verrattava yleisen tai yksityisen edun loukkaus (maaperän pilaamiskielto). (YSL 86/2000, 7..) YSL:n 14. :ssä on määritelty valtioneuvoston mahdollisuus säädellä asetuksella maaperässä olevien haitta-aineiden suurimpia sallittuja pitoisuuksia sekä maaperän puhdistamista koskevia vaatimuksia. (YSL 86/2000, 14..) Ympäristönsuojelulain voimaan tullessa lakiin liitettiin ympäristölupajärjestelmä. YSL:n 28. :n mukaan ympäristön pilaantumisen vaaraa aiheuttavan toimintaan on oltava lupa (ympäristölupa). (YSL 86/2000, 28..) Tällaisia toimintoja ovat esimerkiksi metsä-, metalli- ja kemianteollisuus, energiantuotanto, eläinsuojat ja kalankasvatus. Ympäristöluvassa annetaan määräyksiä mm. toiminnan laajuudesta, päästöistä ja niiden vähentämisestä. (Suomen ympäristökeskus, 2005c). Pilaantuneen maan puhdistamiseen ja käsittelyyn tarvitaan aina ympäristönsuojelulain (YSL 86/2000) 78 :n mukainen ympäristölupa tai ilmoitus (Mäenpää 2003, 35). Maaperän puhdistushanke edellyttää aina viranomaispäätöstä, jossa puhdistushankkeesta vastaavan laatima kunnostussuunnitelman hyväksytään (Tuomainen, 2001, 158). Pilaantuneiden maa-ainesten käsittelyyn on oltava ympäristölupa, jonka pääasiallisina lupaviranomaisina toimivat alueelliset ympäristökeskukset, jossain tapauksissa tiettyjen edellytysten täyttyessä riittää ilmoitus. (YSL 86/2000, 78. ). Puhdistusvelvollisuus koskee pilaantumisen aiheuttajaa, jonka toiminnasta maaperän pilaantuminen on aiheutunut. Toiminnanharjoittaja on velvollinen puhdistamaan pilaamansa alueen siihen tilaan, ettei siitä koidu terveyshaittaa tai haittaa ja vaaraa ympäristölle. Jos pilaantumisen aiheuttajaa ei saada selville, on kunta viimekädessä vastuussa alueen kunnon selvittämisestä sekä puhdistuksesta. (YSL 86/2000, 75..) Kuviossa 2 on esitetty lupakäsittelyn vaiheet kaaviona.

12 8 KUVIO 2. lupakäsittelyn vaiheet kaaviona (Suomen ympäristökeskus, 2005c) Pilaantuneiden maiden kunnostustarpeen ja kunnostus-tavoitteiden määrittelyssä on vielä tällä hetkellä käytössä SAMASE-raportin ohje- ja raja-arvot. SAMASEohjearvon alittaneita maaperän haitta-ainepitoisuuksia pidetään vaarattomina ihmisille ja ympäristölle, raja-arvon ylittäneet pitoisuudet taas kertovat maaperän pilaantuneisuudesta. Ohje- ja raja-arvojen väliin jäävät maamassat ovat lievästi pilaantuneita, ja niihin viranomaiset voivat soveltaa haitta-ainepitoisuus rajoja tapauskohtaisesti alueen käyttötarkoituksen mukaan. Keväällä 2006 valtioneuvoston on tarkoitus antaa asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista. Asetuksen tavoitteena on yhdenmukaistaa maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointimenettelyjä sekä niihin liittyvää päätöksentekoa Suomessa. Samalla maaperän pilaantumisesta aiheutuvien riskien hallintaa on tarkoitus ohjata

13 9 suuntaan, jossa tarkasteltavan kohteen maankäytön, maaperäolosuhteiden ja muiden alueellisten erityispiirteiden huomioon ottaminen olisi nykyistä helpompaa. Asetuksessa tullaan myös esittämään uudet ohjearvot maaperälle, tavoitearvo sekä alempi ja ylempi ohjearvo noin kuudellekymmenelle Suomen maaperässä yleisesti esiintyvälle haitta-aineelle tai haitta-aineryhmälle. (Reinikainen 2005, 4.) Liitteessä 1 on esitetty uudet arvot maaperälle. Uuden asetuksen myötä riskinarvioinnin merkitys maaperän kunnostuksessa kasvaa. Alemman ja ylemmän ohjearvon asettamista varten on määritelty suurimmat hyväksyttävät riskitasot niin tavanomaiseen maankäyttöön (asuinalue) kuin maankäytöltään vähemmän herkän alueen (teollisuusalue) maaperälle (Reinikainen 2005, 5). Nykyisin käytössä olevat SAMASE-arvot ovat suosituksia ja niillä ei ole lainvoimaa. Ne ovat kuitenkin olleet yleisesti hyväksyttyjä ja käytössä maaperän puhdistuksen tavoitetasoina. Uuden asetuksen sisältö esiteltiin jo maaliskuussa 2005 MUTKU-päivillä, asetuksen oli alustavasti kaavailtu tulevan voimaan joulukuun alussa 2005 (Pajukallio 2005). Tämänhetkisten tietojen mukaan asetus astuu voimaan keväällä 2006 (Ympäristöministeriö 2006). Uudella valtioneuvoston maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointi asetuksella on lainvoimaisuus, asetuksella on näin ollen suurempi arvo ja uskottavuus käytännössä kuin SAMASE-raportilla. Jätelaki (JL) astui voimaan Ympäristösuojelulain 12 lukua sovelletaan pilaantuneen maaperän puhdistamiseen taannehtivasti, jos pilaantuminen on tapahtunut jätelain voimaantulon jälkeen. Ennen jätelain voimaantuloa pilaantuneiden maa-alueiden kunnostamiseksi sovelletaan aikaisemmin voimassa ollutta lainsäädäntöä, jätehuoltolakia (JL 77.2 ). Lisäksi on joukko muita lakeja ja säädöksiä, joita voidaan soveltaa vanhoissakin tapauksissa pilaantuneen maaperän kunnostukseen. Rakennus- ja maankäyttölaki (132/1999), kaivoslaki (503/1965), kemikaalilaki (744/1989), säteilylaki (230/1989) ja terveydensuojelulaki (763/1994) sisältävät yleisiä säännöksiä joita voidaan joissain tapauksissa soveltaa. Ympäristönsuojelulain säätämisen yhteydessä maaperää koskevat säännökset (JL ) sekä jätelain lupajärjestelmä siirrettiin jätelaista ympäristönsuojelulakiin. Jätelaissa säädetään kuitenkin edelleen jätehuollon järjestämisestä. (Ruuska 2001, 13.)

14 10 Maankäyttö- ja rakennuslaki /132 1 :ssä määritellään lain yleiset tavoitteet. Tavoitteina ovat alueen käytön ja rakentamisen järjestäminen niin, että luodaan edellytykset hyvälle elinympäristölle sekä edistetään ekologisesti, taloudellisesti, sosiaalisesti ja kulttuurisesti kestävää kehitystä. Tavoitteena on myös turvata jokaisen osallistumismahdollisuus asioiden valmisteluun, suunnittelun laatu ja vuorovaikutteisuus, asiantuntemuksen monipuolisuus sekä avoin tiedottaminen käsiteltävinä olevista asioista. (MRL / ). Maaperän pilaantuminen on otettava huomioon kaavoituksissa, rakentamisessa ja rakennuslupien myöntämisen yhteydessä. (Tuomainen 2001, 204.) 3 KOHTEEN KUVAUS 3.1 Heikkilänmäen alue, Kerava Heikkilänmäen alue sijaitsee Keravalla juna-aseman läheisyydessä ja on Kapiteeli Oy:n omistuksessa. Kohteen sijainti on esitetty liitteessä 1 toimenpideraportin liitteenä. Alueella sijaitsevaan kallioon louhittiin tilat Uudenmaan aluehälytyskeskukselle. Kohteessa harjoitetun teollisen toiminnan johdosta alueen maaperä oli pilaantunut mineraaliöljyllä ja raskasmetalleilla pääasiassa sinkillä, kuparilla ja lyijyllä. Kohde sijaitsee savialueella. Maanpinta nousee alueen länsiosasta itään päin. Länsiosassa maanpinta on metriä merenpinnasta, itään päin noustaessa maanpinta kohoaa korkeimmillaan +51 metriin merenpinnasta. Alueen länsiosassa vanhalla valimoalueella oli täyttökerros, joka koostui pääosin tummasta hiekasta ja humuksesta. Maan joukossa oli rakennusjätteitä, metallikuonaa, lasia sekä autonosia. Täyttökerroksen paksuus vaihteli välillä 0,5 3,5 m. Täyttökerroksen alla on tiivis ja kova savi sekä paikoin moreenia. Paikoin myös täyttökerroksen

15 11 välissä todettiin savikerros. Alueen itäosassa irtomaakerros oli 1-3 metriä kalliosta. Lähimmät pohjavesialueet sijaitsevat noin kilometrin päässä kunnostettavasta kohteesta pohjoiseen, Marjamäki ( ) ja Nygård ( ) ovat molemmat I-luokan pohjavesialueita. Pohjavesi esiintyy paineellisena savikerroksen alla moreenissa. Pohjavesiputkessa havaittu pinta oli tasolla +37,48 metriä. Savikerrosten välissä esiintyi jonkin verran orsivettä. Alueella on toiminut 1900-luvun alusta vuoteen 1984 saakka Keravan putki- ja armatuuritehdas, myöhemmin Mako Oy:n nimellä toiminut yritys. Teollinen toiminta on rajoittunut kiinteistön länsiosaan. Valimo on toiminut rata-alueen läheisyydessä ja varastoalue on ollut alueen pohjoisosassa luvuilla aluetta on vuokrattu muun muassa moottoripyöräharrastelijoille. Kiinteistön itäosa on metsäistä rinnettä, jolla on kaksi asuinkiinteistöä eikä alueella ole tiettävästi ollut maaperää pilaavaa toimintaa. Eteläpuolella noin 50 metrin päässä puhdistettavasta alueesta sijaitsee päiväkoti. Pilaantuneella alueella ei ole ollut toimintaa 1990-luvun jälkeen. Asemakaavassa alue on merkitty yleisten rakennusten korttelialueeksi. Alueen kaavaa on suunniteltu muutettavan siten että tasainen osa kiinteistöstä ja mahdollisesti myös osa rinnealuetta muutetaan asuinalueeksi. (Suomen IP-Tekniikka Oy 2003.) 3.2 Alueella esiintyneet haitta-aineet Maaperän pilaantumisen aiheuttajia kohteessa olivat mineraaliöljyt sekä raskasmetalleista pääasiassa sinkki, kupari ja lyijy. Maaperään joutuneet raskasmetallit ovat peräisin valimotoiminnasta, kun taas mineraaliöljyt ovat luultavimmin peräisin moottoriurheilutoiminnasta. Alueella havaittiin kevyttä ja raskasta polttoöljyä.

16 12 Raskas polttoöljy on mustaa, kuumennettuna juoksevaa, voimakkaan hajuista nestettä. Raskas polttoöljy on myrkyllistä ja aiheuttaa syöpäsairauksien vaaraa. Toistuvat ihoaltistukset voivat aiheuttaa ihon kuivumista, ihottumaa sekä ihosyöpää. Raskasta polttoöljyä käytetään voimalaitosten ja laivojen polttoaineena. Raskas polttoöljy on ympäristöön päästyään jähmeässä muodossa, jonka jälkeen se on pääosin haihtumatonta. Se voi myös adsorpoitua maaperän orgaaniseen ainekseen ja on siten kulkeutumatonta. Raskas polttoöljy on maaperässä hyvin pysyvää eikä se juurikaan liukene veteen. (OVA 2005b.) Kevyt polttoöljy koostuu pääasiassa haarautumattomista C 16 C 19 alkaaneista ja sillä on selvä bensiininomainen haju. Kevyt polttoöljy on haitallista ja voi aiheuttaa pysyviä vaurioita ihmiselle. Kevyttä polttoöljyä käytetään lämmityssekä työkoneiden ja venemoottorien polttoaineena. Dieselmoottoreissa käytetään dieselöljyä. Kevyen polttoöljyn höyryt voivat aiheuttaa terveyshaittaa, mm. silmäoireita, ihon punoitusta, nieltynä ripulia, oksentelua jopa kooman tai kuoleman. Toistuvat ihoaltistukset voivat aiheuttaa ihon kuivumista ja ihottumaa. Ilmaan haituva kevyt polttoöljy hajoaa hydroksyyliradikaalien vaikutuksesta ja sen määrä puoliintuu vuorokaudessa. Maahan joutuessaan se voi osittain haihtua, mutta pääkomponentit sitoutuvat tiiviisti maaperään ja haihtuminen estyy. Kevyt polttoöljy hajoaa maaperässä biologisesti, mutta komponenttien sitoutuminen estää hajoamista. Maaperässä kulkeutuminen on heikkoa, jos maaperä sisältää orgaanisia aineksia. Sen sijaan sora- ja hiekkamaissa kulkeutuminen voi olla huomattavaa. (OVA 2005a.) Kuparia käytetään esimerkiksi metalliseoksissa ja johtimissa. Se on pieninä pitoisuuksina ihmiselle välttämätön hivenaine, mutta suuret pitoisuudet aiheuttavat ruuansulatuselimistön vaivoja sekä munuais- ja maksavaurioita. Kupari ärsyttää silmiä, ihoa ja limakalvoja. (Petra Pihlainen, 2006.) lyijy on elimistöön kertyvä, myrkyllinen raskasmetalli. Suurin osa elimistöön kertyvästä lyijystä saadaan ravinnon mukana. Vereen päässyt lyijy poistuu elimistöstä hitaasti. Osa siitä varastoituu luustoon, josta se poistuu erittäin hitaasti. Lyijymyrkytyksen ensimmäisiä oireita ovat väsymys ja vatsavaivat. Vakavampi

17 13 myrkytys aiheuttaa maksavaurioita, hermostovaurioita ja anemiaa, lyijy voi myös kulkeutua istukkaan ja vahingoittaa sikiötä. (Petra Pihlainen, 2006.) Sinkkiä käytetään mm. metallien pintakäsittelyyn ja metalliseoksissa. Myös sinkki on tarpeellinen hivenaine ihmisille pieninä pitoisuuksina. Sinkki ei ole niin haitallinen kuin muut raskasmetallit. Suuret pitoisuudet voivat kuitenkin aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, ripulia sekä myrkytyksen. (Petra Pihlainen, 2006.) 3.3 Maaperän tila Heikkilänmäen alueella on tehty täyttöalueelle kohdistettuja haittaainetutkimuksia vuosina Maaperässä todettiin voimakkaasti kuparilla, lyijyllä, sinkillä ja mineraaliöljyllä pilaantunutta maata kunnostettiin tunnelin suuaukon alue. Haitta-ainepitoisuuksia on verrattu maan pilaantuneisuuden arvioinnissa käytettäviin pitoisuusarvoihin, jotka on annettu Ympäristöministeriön, ympäristönsuojeluosaston julkaisussa vuodelta 1994 Saastuneet maa-alueet ja niiden käsittely Suomessa ns. SAMASE-arvoihin. SAMASE-ohjearvo ilmaisee haitta-aineen suurimman pitoisuuden, jota pidetään ihmisille ja ympäristölle vaarattomana. Alle ohjearvotason pilaantuneen maaalueen maankäytölle tai massojen sijoittamiselle ei aseteta rajoituksia. SAMASEraja-arvo ilmaisee haitta-ainepitoisuuden, jonka ylittäminen yleensä edellyttää kunnostustoimenpiteitä. Uudenmaan ympäristökeskuksen päätös YS 160, on määrännyt alueelle kunnostustavoitteeksi SAMASE-ohjearvotason. Arseenin tavoitetasona pidetään alle 15 mg/kg ja savipitoisen maa-aineksen sinkkipitoisuuden tavoitetasona on alle 200 mg/kg. (Suomen IP-Tekniikka Oy 2003.) Kohteen käyttötarkoituksesta riippuen alueita voidaan jättää kunnostamatta, jos haitta-ainepitoisuudet ovat SAMASE-ohje- ja raja-arvojen välissä. Alueen maankäyttö on kuitenkin silloin rajoitettua eikä haitta-aineista saa aiheutua terveys- tai ympäristöriskiä. SAMASE-arvot eivät ole täysin sitovia, vaan

18 14 viranomaiset voivat kohdekohtaisen riskiarvioinnin perusteella asettaa kohdekohtaiset haitta-ainepitoisuusvaatimukset. Esimerkiksi tulevalla asuinalueella lasten leikkialueet sekä rivitalojen piha-alueet puhdistetaan ohjearvotasoon, kun taas teiden -, parkkipaikkojen - sekä talojen alustat voidaan jättää puhdistamatta ongelmajätearvoon asti ja suojata esimerkiksi eristyskankaalla. 3.4 Alueella suoritetut tutkimukset Maaperätutkimuksia Heikkilänmäen alueella on tehty vuosina seuraavasti: Vuonna 2002 Keravan kaupunki teki alueelle 4 koekuoppaa. Syksyllä 2002 Suomen IP-Tekniikka Oy teki alueelle 13 koekuoppaa, näytteistä analysoitiin raskasmetallit sekä osasta näytteitä mineraaliöljyt ja polyaromaattiset hiilivedyt (PAH). Marraskuussa 2003 JP-Suoraplan Oy teki 3 koekuoppaa ja Suomen IP- Tekniikka Oy 7 koekuoppaa. Keväällä 2004 otettiin 55 tarkkailunäytettä tunnelin suuaukon kunnostuksen yhteydessä, jonka valvonnan suoritti Suomen IP-Tekniikka Oy. Kesällä 2005 alueen kunnostuksen yhteydessä otettiin 220 kappaletta tarkkailunäytettä sekä tulevalle kunnostettavalle alueelle tehtiin 5 koekuoppaa. Maaperässä todettiin voimakkaasti kuparilla, sinkillä, lyijyllä ja öljyllä pilaantunutta maata. Korkeimmat analysoidut pitoisuudet puhdistettavalla alueella olivat Cu 9482 mg/kg, Pb 549 mg/kg, Zn 6714 mg/kg ja mineraaliöljypitoisuus 8700 mg/kg. Kuparin ja sinkin osalta ongelmajäteraja ylittyi. (Suomen IP- Tekniikka Oy.)

19 15 4 KUNNOSTUSMENETELMIEN VERTAILUA 4.1 Kunnostusmenetelmät Kunnostusmenetelmät voidaan jakaa in-situ-, on-site- ja off-site-menetelmiin toteutuspaikan ja periaatteen mukaan. In-situ -menetelmässä pilaantunutta maata ei kaiveta, vaan maa käsitellään paikallaan käyttämällä esimerkiksi huokosilmapumppausta tai mikrobeja hyväksikäyttäen. On-site menetelmässä maamassat kaivetaan ylös, mutta niitä ei kuljeteta pois vaan kunnostetaan paikanpäällä esimerkiksi kompostoimalla tai pesemällä. Off-site menetelmässä pilaantuneet maamassat kuljetetaan käsittelylaitoksiin jatkokäsittelyä varten. Jatkokäsittelyjä voivat olla esimerkiksi poltto, stabilointi tai kompostointi. (Puolanne ym. 1994, 122). Seuraavaksi käsitellään kunnostusmenetelmiä, jotka sopivat raskasmetalleilla ja öljyhiilivedyillä pilaantuneen maaperän puhdistukseen savi- ja silttimaalla. Kuviossa 3 on esitetty maaperän puhdistusmenetelmien valintaa erityyppisille haitta-aineille. Pilaantunut maa Orgaanisia yhdisteitä Orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä Epäorgaanisia yhdisteitä Helposti haihtuvat yhdisteet Ei haihtuvia yhdisteitä Romuttamojen ongelmajätteet Kyllästyssuolat, raskasmetallit Huokosilma Polttokäsittely tehopoltto tai massapoltto Tehopoltto Tehopoltto, pienet massamäärät Massapoltto tai kuonan stabiointi Stabilointi, pienet massamäärät KUVIO 3. Puhdistusmenetelmän valinta (Halmemies 2003)

20 Terminen käsittely / tehopoltto Terminen käsittely, kuten massa- tai tehopoltto, soveltuu parhaiten vain orgaanisia yhdisteitä sisältävälle maa-ainekselle. Kuitenkin tehopolttoa voidaan käyttää myös epäorgaanisille yhdisteille. Maamassoja kuumennetaan esimerkiksi tehopoltossa jopa yli 1300 C:n. Kuviossa 4 on esitetty tyypillinen polttoprosessi. Tehopoltto soveltuu myös maille, jotka ovat pilaantuneet epäorgaanisilla sekä orgaanisilla yhdisteillä. Raskasmetalleilla tai muilla ongelmajätteeksi luokiteltavilla haittaaineilla pilaantuneen maan käsittely vaatii EU:n ongelmajätteen polttodirektiivin mukaista laitostekniikkaa. Poltosta syntyvät kaasut tulee puhdistaa haihtuvien raskasmetallien takia, ja tuhka voidaan joutua stabiloimaan maamassassa olevien raskasmetallien vuoksi. Savimaa paakkuuntuu helposti kuumennettaessa, tätä ongelmaa voidaan helpottaa teknisin ratkaisuin. (Penttinen 2001, ja Mroueh ym. 1996, 162). Terminen käsittely soveltuu parhaiten öljyhiilivedyille, kuten bensiinille, dieselille ja voiteluöljyille (Halmemies 2003). Käsittely maksaa noin 300 /t. Heikkilänmäen kohteessa oli paljon puhdistettavaa maamassaa, joten menetelmä olisi ollut kallis ja savimaa sekä raskasmetallit olisivat aiheuttaneet ongelmia. KUVIO 4. Tyypillinen polttoprosessi (Penttinen 2001, 32)

21 Kompostointi Kompostointi soveltuu aerobisesti hajoaville yhdisteille, kuten bensiinille, kerosiinille, kloorifenoleille ja PAH -yhdisteille. Mikrobit hajottavat orgaanista ainetta biokennoissa, hajoamista edistetään syöttämällä maahan happea ja ravinteita.(halmemies 2003.) Riittävä hapensaanti voidaan varmistaa lisäämällä kompostimassaan kuohkeuttavia ainesosia esimerkiksi puuhaketta. Myös lämpötilalla, ph:lla ja kosteudella on tärkeä merkitys mikrobitoiminnan kannalta. Mikrobilajeilla on omat optimilämpötilat, joissa ne toimivat tehokkaimmin. Lämpötilan tulisi pysyä C vaiheilla. Riittävä kosteus kompostissa on välttämätön, koska ravinteet ja haitta-aineet kulkeutuvat mikrobeihin veden mukana. Kompostin kosteutta voidaan säädellä kastelulaitteilla. Puhdistustehoa voidaan parantaa suorittamalla kompostointi erilaisissa reaktoreissa, joihin voidaan yhdistää muitakin puhdistusmenetelmiä. Raskasmetallit eivät hajoa orgaanisesti, mutta niitä voidaan erottaa biologisesti esimerkiksi hajottamalla metalliyhdisteitä siten, että metallit muuttavat muotoaan kiinteästä nesteeksi. ( Puolanne ym. 1994, 163.) Savimailla tämäkin menetelmä on hankala, mutta saven sekaan voidaan sekoittaa irtonaisempaa maa-ainesta kompostoitumisen nopeuttamiseksi. Käsittelykulut ovat noin /t. Sekalaisen täyttömaan sekä saven takia hankala toteuttaa Heikkilänmäen kohteessa. Maamassat olisi joka tapauksessa kuljetettu muualle, vaihtoehto on kalliimpi kuin toteutunut massanvaihto. 4.4 Massanvaihto Massanvaihto on kaikkein nopein ns. kunnostusmenetelmä. Siinä pilaantunut maa-aines vaihdetaan puhtaaseen, joten ongelma ei poistu vaan siirtyy toiseen paikkaa. Pilaantunut maa-aines kuljetetaan muualle käsittelyä varten, tai lievästi pilaantuneet maamassat voidaan käyttää sellaisenaan mm. tie- ja kaatopaikkarakenteisiin tai kenttä- ja katurakenteisiin teollisuus- ja kaupunkialueilla, jos haitta-ainepitoisuudet eivät aiheuta suurempia haittavaikutuksia ympäristölle. Lievästikään pilaantuneita maita ei saa sijoittaa

22 18 pohjavesialueille, ja maamassat on peitettävä puhtaalla maakerroksella tai muilla suojaavilla rakenteilla. (Mroueh ym. 1996, 114.) Massanvaihtotekniikka on tällä hetkellä yleisimmin Suomessa käytössä oleva puhdistusmenetelmä nopeutensa ja puhdistusvarmuutensa vuoksi. Massanvaihto maksaa noin tonnilta, riippuen maaperän pilaantumisasteesta, haitta-aineista ja vastaanottopaikasta, lisäksi tulevat kuljetuskustannukset. 4.5 Stabilointi/kiinteytys Stabiloinnissa on kyse haitta-aineen sitomisesta maaperään, niin etteivät haittaaineet pääse leviämään ja kulkeutumaan ympäristöön. Menetelminä voidaan käyttää niin fysikaalisia kuin kemiallisiakin ratkaisuja. (Puolanne ym. 1994, 123.) Stabiloinnissa haitta-aineiden aiheuttamaa riskiä pyritään pienentämään muuntamalla ne vähemmän liukoiseen, kulkeutuvaan tai toksiseen muotoon. Kiinteytyksessä sideaine kapseloi haitta-aineet, jolloin ne eivät kulkeudu ympäristöön. Kiinteytykseen/stabilointiin voidaan käyttää esimerkiksi tuhkaa, sementtiä, kalkkia ja silikaatteja tai orgaanisia polymeerejä. (Penttinen 2001, 36.) Yleisin sovellus on betonointi (Puolanne 1994, 123). Stabilointi soveltuu parhaiten epäorgaanisten haitta-aineiden, kuten raskasmetallien ja asbestin, pilaamaan maaperään. Kuviossa 5 on esitetty stabilointi prosessi. Kustannukset vaihtelevat tonnilta, Suomessa stabiloidut massat sijoitetaan pääosin kaatopaikoille. (Penttinen 2001, ) Mahdoton toteuttaa Heikkilänmäen kohteessa, koska alueelle kaivettiin putki- ja viemärilinjoja, sekä rakennusten perustuksia. Maamassat olisi kuitenkin pitänyt poistaa alueelta rakennusteknisistä syistä.

23 19 KUVIO 5. Stabilointi- / kiinteytysprosessi (Penttinen 2001, 36) 4.6 Eristys Eristyksellä estetään haitta-aineiden kulkeutuminen ympäristöön. Haitallisten aineiden leviämistä estetään tai sitä vähennetään merkittävästi. Eristeinä voidaan käyttää erilaisia luonnon- tai synteettisiä materiaaleja esimerkiksi kalvoja tai huonosti vettä läpäiseviä maita, mm. savea. (Puolanne 1994, 122, mukaillen Penttinen.) Eristystavat voidaan ryhmitellä pintaeristykseen, pysty- ja pohjaeristykseen sekä hydraulisiin menetelmiin (Puolanne ym. 1994, 122). Kuviossa 6 on esitetty eristyksen periaate. KUVIO 6. Eristyksen periaate (Penttinen 2001, 40)

24 20 Pintaeristyksellä estetään sade- ja pintavesien pääsy pilaantuneeseen alueeseen sekä siitä aiheutuvan suotoveden muodostuminen. Samalla vähennetään mahdollisten haitallisten kaasujen ja pölyn pääsyä ympäristöön. (Puolanne ym. 1994, 122.) Pysty- ja pohjaeristyksellä pilaantunut alue erotetaan ympäröivästä maaperästä. Toimenpiteet kohdistuvat alueen läpi virtaavaan pohjaveteen sekä muodostuvaan suotoveteen. (Puolanne ym. 1994, 122.) Hydraulisilla menetelmillä muutetaan pohjaveden tai huokosilman virtausta veden tai ilman pumppauksella ja imeytyksellä (Puolanne ym. 1994, 122). Mahdoton toteuttaa Heikkilänmäen kohteessa, koska alueelle kaivettiin putki- ja viemärilinjoja, sekä rakennusten perustuksia. Maamassat olisi kuitenkin pitänyt poistaa alueelta rakennusteknisistä syistä. 4.7 Märkäerotustekniikka Maan pesua voidaan käyttää orgaanisille haitta-aineille esim. öljyhiilivedyille sekä raskasmetalleille. Savi on tässäkin tekniikassa hieman ongelmallinen hienojakoisuutensa vuoksi, käsiteltävässä maassa tulisi olla vähintään 50 % hiekkaa ja soraa. Haitta-aineita erotetaan maamassasta kemiallisin ja fysikaalisin menetelmin. Haitta-aineet erotetaan maa-aineksesta veden avulla: vettä voidaan kuumentaa, mikä auttaa haituvien aineiden irtoamista. Pesutehoa voidaan parantaa uuttoliuoksilla, ph: säätäjien, pinta-aktiivisten ja kelatoivien yhdisteiden avulla. (Penttinen 2001, 26.) Pesu voidaan suorittaa siirrettävällä laitteistolla kunnostuskohteen läheisyydessä tai vastaanottokeskuksissa. Kuviossa 7 on esitetty tyypillinen maan pesu-prosessi. Heikkilänmäen kohteessa maaperä on savista, yli 50 % savea sisältävä maa-aines ongelmallinen, menetelmää ei olisi voinut käyttää kun osaan maamassasta.

25 21 KUVIO 7. Tyypillinen maan pesu prosessi (Penttinen 2001, 26) 4.8 Elektrokineettiset menetelmät Elektrokineettiset menetelmät soveltuvat erityisesti savimaille ja sellaisille maille, joiden läpäisevyys on alhainen. Maan pesuun yhdistettynä soveltuu hyvin raskasmetalleille. Käsittelyllä voidaan sähkökemiallisten ja kineettisten prosessien avulla poistaa metalleja ja polaarisia orgaanisia haitta-aineita. Kuviossa 8 on esitetty elektrokineettisen menetelmän periaate. Menetelmä perustuu maahan asennettaviin elektrodeihin, joiden välillä kulkee heikko tasavirta. Positiivisesti varautuneet orgaaniset yhdisteet kulkeutuvat kohti katodia ja negatiivisesti varautuneet yhdisteet kohti anodia. Sähkövirta luo katodin ympärille emäksisen vyöhykkeen ja anodin ympärille happaman vyöhykkeen. Happamuus lisää metallien liukoisuutta maaperästä ja nopeuttaa niiden siirtymistä kohti katodia. Haitta-aineet poistetaan maaperästä esimerkiksi pumppaamalla vettä elektrodien läheisyydessä, saostamalla tai kompleksoimalla ioneja. Menetelmää käytetään myös biologisen hajotuksen tehostuskeinona, jolloin orgaaniset yhdisteet ovat paremmin mikrobien saatavilla. Kustannukset riippuvat sähkönhinnasta, sähköä kuluu noin kwh/m 3 maan tiiviydestä riippuen. (Penttinen 2001, ) Kiireisen aikataulun vuoksi tämä menetelmä ei sovellu Heikkilänmäen kohteeseen.

26 22 KUVIO 8. Elektrokineettisen menetelmän periaate (Penttinen 2001, 30) 5 PILAANTUNEEN MAAN PUHDISTUS HEIKKILÄNMÄEN RAKENNUSTYÖMAALLA 5.1 Yleistä Keravalle sijoitettavan aluehälytyskeskuksen rakennustyömaa oli kiireisen aikataulun työmaa, jonka vuoksi jouduttiin tekemään nopeita ratkaisuja maaperän puhdistuksen suhteen. Kulku aluehälytyskeskuksen kalliotiloihin tapahtui pilaantuneen maaperän kautta, ja reitti rakennustyömaalle oli säilytettävä koko puhdistustoimenpiteen ajan. Tunnelin suuaukon alue oli puhdistettu ennen kalliotilojen rakentamisen aloittamista vuonna Puhdistamattomalla alueella pilaantunut maaperä oli eristetty suodatinkankaalla, ja suodatinkankaan päälle oli ajettu puhdasta mursketta. Pilaantuneen maaperän puhdistusta vaikeuttivat vanhat vesiputkistot,

27 23 toimiva kaukolämpöputkisto sekä vilkas liikenne kalliotiloihin. Myös alueen tilanahtaus oli suuri ongelma kaivannon laajetessa. 5.2 Kunnostusmenetelmän valintakriteerit Edellä esitellyt kunnostusmenetelmät soveltuvat hyvin tai melko hyvin savimaalle, jossa on haitta-aineina raskasmetalleja ja öljyhiilivetyjä. Lisäksi puhdistettavalla alueella oli kohtalaisen paksu täyttökerros sekalaista täyttömaata, joka sisälsi mm. jätteitä. Jätteet tuli poistaa maaperästä kokonaisuudessaan Uudenmaan ympäristökeskuksen päätöksen YS 160 mukaisesti. Mikään muu menetelmä kuin massanvaihto ei sovellu yksinään puhdistusmenetelmäksi Heikkilänmäen kohteeseen, pelkästään jätteiden poiston takia maaperää jouduttiin kaivamaan. Käytettäessä muita puhdistusmenetelmiä niitä olisi pitänyt yhdistellä ja niiden lisäksi jätteet olisi pitänyt vielä poistaa. Kohteeseen valittiin puhdistusmenetelmäksi massanvaihto nopeuden, jätetäytön ja puhdistusvarmuuden vuoksi. Kunnostettava alue piti saada puhdistettua mahdollisimman nopeasti ja kulkuyhteys oli pidettävä jatkuvasti auki kalliotiloihin. 5.3 Käytetyt analyysilaitteet Pilaantuneen maaperän kunnostuksen aikana on tärkeää saada tietoa maaperän haitta-aineiden pitoisuuksista nopeasti, jotta työt pääsisivät jatkumaan joustavasti ja käsiteltävät maamassat saataisiin lajiteltua haitta-ainepitoisuuksien mukaan. Tähän tarkoitukseen on olemassa monia erilaisia eri haitta-aineille soveltuvia kenttämittareita, jotka suuntaa-antavasti helpottavat maamassojen käsittelyä kenttäolosuhteissa. Kuitenkin osa kunnostuksen aikaisista näytteistä ja kaikki jäännöspitoisuus-näytteet on lähetettävä luotettavaan laboratorioon analysointia varten. Kenttämittareilta odotetaan seuraavanlaisia ominaisuuksia: helppokäyttöisyyttä, nopeita ja edullisia tuloksia laboratorioon verrattuna, häiriönkestävyyttä, liikuteltavuutta esim. pieni koko ja keveys myös akku tai

28 24 paristo virranlähteenä on oleellinen ominaisuus. Näiden ominaisuuksien yhdistäminen ei ole käytännössä helppoa, joten kenttämittareiden tulokset eivät ole tarkkoja vain suuntaa-antavia. (Laakso 1999, ) Kenttämittarilla mitattuja näytteitä verrataan laboratorioon tarkastukseen lähetettyihin näytteisiin, jolloin saadaan tietoa mittarin virheestä ja pystytään suhteuttamaan kenttämittarin lukemia oikeammiksi. Kappaleessa 5.4 on arvioitu käytettyjen kenttämittareiden toimintavarmuutta Heikkilänmäen kohteessa laboratoriotuloksiin verraten PetroFLAG - kenttätesti PetroFLAG kuuluu turbidimetrisiin kenttätesteihin. Menetelmä perustuu määritettävän aineen ja testireagenssin välisessä reaktiossa syntyneen reaktiotuotteen aiheuttamaan samentuman mittaamiseen. Pilaantuneiden maiden tutkimuksissa turbidimetrisiä testejä käytetään erityisesti öljyllä pilaantuneiden maamassojen analysointiin esimerkiksi öljyhiilivetyjen ja öljypitoisuuden määrittämiseen. Testillä voidaan määrittää öljyjä (diesel-, raaka-, poltto- ja moottoriöljyjä), kerosiini, rasvat, muuntajaöljyt jne. Laite ei ole spesifinen tietylle yhdisteelle vaan antaa tuloksen maaperän kokonaishiilivetypitoisuutena. Jos tiedetään maaperässä oleva haitta-aine, voidaan käyttää mittarista valittavia vasteita, jolloin saadaan luotettavampi tulos. Testin määritysalue on ppm, suurempia pitoisuuksia voidaan mitata laimentamalla näytteitä. (Laakso 1999, 24.) Kenttämittari kalibroidaan ennen mittauksen aloittamista ja sen jälkeen aina kymmenen näytteen välein. Jos testiolosuhteet eivät muutu, voidaan kalibrointiväliä suurentaa esimerkiksi kahteenkymmeneen näytteeseen. Kalibrointi tapahtuu kahden pisteen avulla: nollanäytteen ja kokonaishiilivetypitoisuudeltaan 1000 ppm olevalla näytteellä. Kalibroitaessa mittaria nollanäytteeseen punnitaan 10 grammaa puhdasta maata, puhtaan maan puuttuessa voidaan testi suorittaa ilman maatakin. Maata uutetaan viisi minuuttia liuottimessa ravistelemalla, jonka jälkeen näyte suodatetaan kehiteaineeseen ja

29 25 annetaan reagoida kymmenen minuuttia. Liuoksien absorbanssit mitataan turbidimetrillä kalibrointiohjelmalla, jonka jälkeen mittari on toimintavalmis. Varsinaiset näytteet valmistetaan samoin, mutta ne mitataan tapauskohtaisesti tietyllä vasteella. Tuloksen mittari antaa muodossa ppm hiilivetyjä. Testin tekeminen kestää noin 20 minuuttia valmisteluineen ja samanaikaisesti voi valmistaa useampia näytteitä. Näytteitä ei kuitenkaan kannata valmistaa kovin montaa kerrallaan, koska niiden käsittelyssä menee aikaa, ja jotkin näytteet voivat joutua odottamaan liian kauan. PetroFLAGin käyttölämpötila on 5-45 C. Suuret lämpötilanmuutokset voivat häiritä testituloksia, kalibrointia suositellaan, jos lämpötila muuttuu yli 10 C. Käyttöä häiritsevät myös polyaromaattisten hiilivetyjen ja niitä sisältävien seosten läsnäolo. Maaperällä on myös vaikutusta testituloksiin, vaikka laitevalmistajan mukaan maaperän laatu ja ph eivät vaikuta testituloksiin. Savimaat ovat hankalia, koska savi ei liukene liuottimeen kovinkaan hyvin, ja myös karkeat maalajit aiheuttavat vääristymiä tuloksiin. Yhden testin reagensseille tulee hintaa noin 20 euroa, jos laitteen hintaa ei oteta mukaan millään lailla. Itse laite maksaa noin 1500 euroa. (Laakso 1999, 25.) KUVIO 9. PetroFlag - analysaattori

30 NITON XRF 700 analysaattori 700 sarjan NITON XRF analysaattori kuuluu röntgenfluoresenssi analysaattoreihin. Niillä voidaan analysoida näytteiden kemiallinen koostumus kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Kannettavat laitteet ovat vakiinnuttaneet asemansa pilaantuneiden maa-alueiden kenttätutkimuksissa, ja ne on suunniteltu erityisesti metallien mittaamiseen maaperästä. NITON XRF analysaattorissa on säteilylähteenä käytetty radioaktiivista Cd 109 :ää. Röntgenfluoresenssissa atomin sisimmiltä kuorilta voidaan irrottaa elektroneja pommittamalla ainetta röntgen- tai gammasäteilyllä. Elektronien pako aiheuttaa vajeen, jonka uloimman kuoren elektronit täyttävät. Elektronin siirtyessä ylemmältä energiatasolta alemmalle vapautuu energiaa, joka siirtyy atomista pois röntgensäteilyn aallonpituudella. Kuviossa 10 esitetään röntgenfluoresenssisäteilyn periaatekuva ja kuviossa 11 metallinäytteen fluoresenssi. Atomista emitoituva röntgensäteilyn spektri on kullekin alkuaineelle ominainen, minkä perusteella aine voidaan tunnistaa. (Laakso 1999, 55.) KUVIO 10. Röntgenfluoresenssisäteilyn periaatekuva (NITON Corporation 2005)

31 27 KUVIO 11. Metallinäytteen fluoresenssi (NITON Corporation 2005) Laitteen kalibrointi suoritetaan laitteessa olevalla kalibrointiohjelmalla. Mittaus tapahtuu siten, että NITON XRF analysaattori painetaan kiinni homogenoituun näytteeseen, joka on esimerkiksi muovipussissa. Näyte on sekoitettava hyvin, koska analysaattori mittaa vain noin sentin syvyyteen. Analysointiaika riippuu etsittävästä metallista, nominaalisekuntiin, joten analysointi on nopeaa. Esimerkiksi arseenilla mittausaikaa on pidennettävä, mutta tulos on silti epäluotettava. Analysaattori on kevyt ja helppo käsitellä. Näytteen kosteus saattaa haitata mittausta, samoin karkeat ja epähomogeeniset maalajit. Analysaattori on suuntaa-antava, kuitenkin lyijylle, kuparille ja sinkille aika tarkka. Analysaattori on melko kallis noin euroa. Laiteen käyttö hinnoitellaan yleensä puolipäivä- tai päivävuokrana. KUVIO 12. NITON XRF analysaattori

32 Alueen kunnostus Heikkilänmäen alueen puhdistus aloitettiin kesällä 2004, jolloin puhdistettiin kalliotiloihin johtavan tunnelin suuaukko. Laajempi koko aluehälytyskeskuksen alueen kattava puhdistus aloitettiin toukokuussa Maaperän puhdistus suoritettiin massanvaihtona kiireisen aikataulun ja savisen maaperän vuoksi kesän ja syksyn 2005 aikana. Liitteessä 2 on alueen kunnostuksesta laadittu toimenpideraportti, joka sisältää raportin maaperän kunnostuksesta. Liitteessä 3 on valokuvia kunnostuksen ajalta. Puhdistustyön urakoitsijana toimi Maanrakennus Laatutyö Oy ja valvojana Suomen IP-Tekniikka Oy. Alue oli kunnostettava Uudenmaan ympäristökeskuksen päätöksen YS160 mukaisesti, eli haitta-aineiden pitoisuuksien piti olla alle SAMASE-ohjearvotason. Puhdistustyön aikana kunnostettavalta alueelta otettiin tarkkailunäytteitä 50 m 2 :n välein pilaantuneen maan edelleenohjausta varten. Jäännöspitoisuusnäytteet otettiin 10 osanäytteen kokoomanäytteinä jokaista 100 m 2 :n aluetta kohden, öljyhiilivedyillä pilaantuneilta alueilta otettiin näyte 50 m 2 :ä kohden. Kaikki tarkkailu- ja jäännöspitoisuusnäytteet tutkittiin paikanpäällä kenttämittareilla, ja osa tarkkailunäytteistä ja kaikki jäännöspitoisuusnäytteet lähetettiin laboratorioon tarkempaan analyysiin. Pilaantuneet maamassat ohjattiin pilaantumisasteen mukaan kolmeen eri vastaanottokeskukseen: eniten pilaantuneet, ongelmajätearvon ylittävät maamassa kuljetettiin Forssaan Kiimassuon vastaanottokeskukseen. Ongelmajätearvon ylittäneitä maita kuljetettiin Kiimassuolle yhteensä 928 tonnia. Voimakkaasti pilaantuneet eli SAMASE raja-arvon ylittävät maamassat kuljetettiin Kuulojalle Ekokemin vastaanottokeskukseen, pilaantuneita maamassoja oli yhteensä 1498 tonnia. Lievästi pilaantuneet eli SAMASE ohje- ja raja-arvon väliin sijoittuvat massat kuljetettiin Korialle Ekokemin vastaanottokeskukseen. Lievästi pilaantuneita maamassoja oli 2465 tonnia. Puhtaat maat, jotka jouduttiin kaivamaan tulevien putkilinjojen takia, kuljetettiin Keravan kaatopaikalle.

33 29 Taulukkoon 3 on kerätty jäännöspitoisuusnäytteiden laboratoriotulokset, josta nähdään kunnostettavan alueen puhdistustulos. Osa puhdistetun alueen seinämistä on jäänyt pilaantuneeksi, alueen kunnostusta on tarkoitus jatkaa lähitulevaisuudessa. Taulukossa esitetään vain ne haitta-aineet, jotka pääasiassa olivat pilanneet maaperän. Ohje- ja raja-arvoina on käytetty SAMASE arvoja, jotka on koottu taulukkoon 2. Sinkin osalta ohjearvoksi oli annettu savimaalle 200 mg/kg. TAULUKKO 2. Puhdistettavalta alueelta pääasiassa havaittujen haitta-aineiden ohje- ja raja-arvot. Haitta-aine Ohjearvo mg/kg Raja-arvo mg/kg Cu Pb Zn C 10 C C 22 C TAULUKKO 3. Jäännöspitoisuusnäytteet mg/kg, (n.d. = puhdas) Tutkimuspiste Cu Pb Zn C 10 C 21 C 22 C 40 ja syvyys JP1/1, JP2/1,3 1, JP3/0,5 28 <10 80 JP4 <10 <10 76 JP5/0-1, JP6/0-0, JP6/0,5 1, <50 JP7/0-0, JP8 24 <10 60 (jatkuu)