Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät: Loppuraportti Timo Tarvainen, Jaana Jarva, Tarja Hatakka ja Birgitta Backman

Transkriptio

1 Etelä-Suomen yksikkö 30/ Espoo Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät: Loppuraportti Timo Tarvainen, Jaana Jarva, Tarja Hatakka ja Birgitta Backman

2 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Tekijät Timo Tarvainen, Jaana Jarva, Tarja Hatakka ja Birgitta Backman Päivämäärä / Dnro Raportin laji Arkistoraportti 30/2011 Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Raportin nimi Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät: Loppuraportti Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskuksen hanke Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät kehitti vuosina maaperän taustapitoisuuden määritysmenetelmiä, joita käytetään kasvukeskusten ympäristössä ja taajamien sisällä. Kehitetyillä menetelmillä tehtiin maaperägeokemiallista kartoitusta Uudellamaalla, Hämeessä, Pirkanmaalla ja Satakunnassa. Taajamien sisällä tehtiin maaperägeokemiallista kartoitusta Tampereen seudun kunnissa, Hämeenlinnassa ja pääkaupunkisedulla. Kartoitustulosten perusteella on laskettu suurimpia suositeltuja taustapitoisuuksia eri maalajeille ja geokemiallisille alueille. Tuloksia käytetään kynnysarvoina maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnissa sekä taustatietona YVA-selvityksissä ja muissa ympäristön perustilan selvityksissä. Taustapitoisuuskartoitusten lisäksi on tutkittu autojen katalysaattoreista peräisin olevien platinaryhmän metallien leviämistä liikenneväylien varsille Espoossa ja Helsingissä. Lisäksi on kehitetty menetelmiä, joilla arvioidaan maaperään sitoutuneiden metallien ja puolimetallien aiheuttamaa riskiä pohjaveden laadulle. Hankkeessa kehitettiin maa-maavesi-jakaantumiskertoimen (K d ) soveltamista. Lisäksi hankkeessa on testattu maaveden imeytymisnopeuden mittaamista Guelph-permeametrilla ja maavesinäytteenottoa imulysimetrillä. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Ympäristögeologia, geokemialliset tutkimukset, taajamat, maaperä, perustilan kartoitus, alkuaineet Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi Karttalehdet Muut tiedot Kannen kuva: Hämeenlinnan taajamageokemiallisen näytteenoton koulutus Kuvaaja Timo Tarvainen Arkistosarjan nimi Geokemialliset tutkimukset Kokonaissivumäärä 23 Kieli suomi Yksikkö ja vastuualue Etelä-Suomen yksikkö VA 212 Allekirjoitus/nimen selvennys Arkistotunnus Hinta Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Julkisuus julkinen

3 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 TAVOITTEET JA SIDOSRYHMÄT 1 2 TOIMINTA JA AIKATAULU 3 3 RESURSSIT 5 4 TULOKSET JA VAIKUTTAVUUS Taajamien ympäristön taustapitoisuuskartoituksen menetelmäkehitys Taajamien taustapitoisuuskartoituksen menetelmäkehitys Taustapitoisuuskartoituksen eteneminen Taustapitoisuustiedon käyttö Taajamien ja kasvukeskusten pohjavesi- ja vajovesitutkimusten menetelmäkehitys Muu yhteistyö 13 5 HANKKEEN DOKUMENTAATIO JA AINEISTON TALLENNUS 14 6 RINNAKKAISET HANKKEET JA TILAUSTYÖT 15 7 EHDOTUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI 16 8 HANKKEEN TUOTTAMAT RAPORTIT JA JULKAISUT Julkaisut Konferenssiesitelmiä ja -postereita Geologian tutkimuskeskuksen arkistoraportit Artikkelit kotimaisissa lehdissä Muut esitelmät ja luennot 22 KIRJALLISUUSLUETTELO LIITTEET: Liite 1 Taustapitoisuusrekisterin kävijäseuranta

4 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 1 1 TAVOITTEET JA SIDOSRYHMÄT Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät -hankkeen tavoitteena on ollut kehittää menetelmiä, jotka palvelevat kaavoitusta ja tukevat maaperän ja pohjaveden kestävää käyttöä taajamissa. Erityisesti keskityttiin maaperän luontaisten taustapitoisuuksien selvittämiseen ja maankäytön vaikutuksiin pohjaveden laatuun. Uudistunut ympäristölainsäädäntö edellyttää luontaisten pitoisuuksien tuntemista maa-ainesluvissa, kaavoituksessa, teollisuuden ympäristövaikutusten arvioinnissa, ja valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista 214/2007 (PIMA-asetus) edellyttää maaperän geokemiallisten taustapitoisuuksien selvittämistä. Pohjavesitutkimuksissa selvitettiin taajamien maankäytön vaikutusta vajo- ja pohjaveden laatuun. Hanke toimi yhteistyössä maaperän tiedonkeruuhankkeiden, ympäristögeokemiallisten menetelmäkehityshankkeiden, pohjavesitutkimusten kehityshankkeen ja yhteisrahoitteisten aluesuunnitteluun ja riskien hallintaan liittyvien hankkeiden kanssa. Hanke on tuottanut kasvukeskusten maaperän taustapitoisuustietoa, joka on yksi GTK:n yhdyskuntarakentamisen tutkimusohjelman TOP 10 palveluista. Hanke kuului aiemmin tutkimus ja kehittäminen -tulosalueen taajamat -tutkimusohjelmaan, sekä myös ympäristövaikutukset ja pohjavesi tutkimusohjelmiin. GTK:n vaikuttavuusalue on maankäyttö ja rakentaminen. Kuva 1 havainnollistaa hankkeen tavoitteita. Hanke on kehittänyt tutkimusmenetelmiä, joilla selvitetään alkuaineiden pitoisuuksia taajamien pintamaassa ja luonnonmaissa taajamien ympäristössä, haitallisten aineiden mahdollista liikkuvuutta ja haitallisten aineiden aiheuttamaa riskiä pohjavesien laadulle. Tietoa on hyödynnetty lainsäädännön kehittämisessä, kaavoituksessa, ympäristön perustilan selvityksissä, YVA-selvityksissä, maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnissa. GTK:n sisällä sidosryhmiä ovat olleet maaperäkartoittajat ja muut taajamien alueella työskentelevät hankkeet, geokemian menetelmäkehityshanke sekä erilaiset ympäristöalan tilaustutkimukset. GTK:n ulkopuolisia sidosryhmiä ovat olleet ELY -keskukset, kunnat, SYKE, MTT, Metla, YM, yliopistot ja muiden Euroopan maiden geologiset tutkimuslaitokset (EuroGeoSurveys). Muita intressiryhmiä ovat olleet maaperäalan ympäristökonsultit ja maanomistajat. GTK:n sisällä yhteistyötä toteutettiin esimerkiksi TAATA-hankkeen yhteydessä. Mineraalipotentiaalia selvittävien GTK:n tutkijoiden kanssa tehtiin tutkimustyötä samalla koealueella ja geokemiallista tietoa on hyödynnetty ympäristön perustilaselvityksissä. Kaikkien GTK:n geokemian kartoitushankkeiden käyttöön valmistettiin projektin oma standardinäyte Pirkanmaan arseeni- ja metallipitoisesta moreenista. ISY:n kaivosympäristötutkijoiden kanssa järjestettiin yhteisseminaareja, joissa vaihdettiin kokemuksia käytetyistä tutkimusmenetelmistä. Vuoden 2011 yhteisseminaarissa oli lisäksi PSY:n geokemian tutkijoita mukana.

5 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 2 Kuva 1. Taajamamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät hankkeen toimintaympäristö. Kuva: Harri Kutvonen GTK Kotimaista yhteistyötä edistettiin osallistumalla ympäristöministeriön vetämään asiantuntijaryhmään, joka seuraa EU:n maaperästrategian kehitystä. Suomen ympäristökeskuksen kanssa on viety eteenpäin maaperän taustapitoisuuksien hyödyntämistä maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnissa. Yksi tärkeä yhteistyömuoto oli yhteisrahoitteinen hanke, jonka aikana kehitettiin GTK:n ylläpitämä valtakunnallinen taustapitoisuusrekisteri. SYKEn kanssa on myös tutkittu maaperässä olevien haitta-aineiden aiheuttamia pohjavesiriskejä. Tätä osaamista on sovellettu yhteisrahoitteisessa hankkeessa Nummi-Pusulan ampumaradalla. Metlan ja MTT:n kanssa on tehty pilottitutkimus DGT-menetelmään (diffuse gradient in thin film) perustuvasta arviosta siitä, miten kasvit altistuvat maaperän metalleille. Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät -hankkeen tuloksia ja menetelmiä on hyödynnetty opinnäytetöissä Helsingin ja Turun yliopistoissa. Helsingin yliopiston kanssa on kehitetty myös taajamaliikenteen aiheuttaman haitta-ainekuormituksen tutkimusta. Labtiumin kanssa on kehitetty analyysimenetelmää K d -arvon määrittämiseen maaperänäytteistä. Hankkeen aikana on koottu eteläisestä Suomesta kasvukeskusten ympäristöstä ja taajamista tietoa metallien, puolimetallien sekä PAH- ja PCB-yhdisteiden taustapitoisuuksista. Tietoa ovat hyödyntäneet maanomistajat, konsultit, kunnat ja ELY-keskukset maaperän ja pilaantuneisuuden arvioinnin taustatietona. Tietoa on hyödynnetty myös esimerkiksi uusien kaivosalueiden ympäristön perustilaselvityksissä ja ympäristön seurantatutkimuksissa.

6 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 3 Kansainvälisesti tärkein yhteistyö on ollut osallistuminen EuroGeoSurveysin geokemian ryhmän työhön sekä suorat yhteistyökontaktit ja vuosittaiset tapaamiset pohjoismaisten geokemistien kanssa sekä karttuneen tietotaidon hyödyntäminen Afrikan hankkeissa. 2 TOIMINTA JA AIKATAULU Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät -hanke on ollut viisivuotinen. Hanke on koostunut useista työpaketeista. Vuoden 2011 hankesuunnitelmassa hankkeen kokonaistavoitteet on kuvattu seuraavasti: 1. Valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista 214/2007 (PIMA-asetus) luo tarpeen metallien taustapitoisuustiedoille erilaissa geologisissa ympäristöissä. Menetelmää kehitetään ensin maakuntamittakaavassa kallioperä- ja maaperägeologian perusteella valituilla esimerkkialueilla. Taustapitoisuuksista kerätyt tiedot kootaan SYKEn ja GTK:n yhteistyönä kehitettävään valtakunnalliseen taustapitoisuusrekisteriin, joka on toteutettu yhteisrahoitteisena, erillisenä hankkeena vuosina Toteutus: Kasvukeskusten ympäristön taustapitoisuuskartoitusmenetelmä on vakiintunut, Uudenmaan, Hämeen, Pirkanmaan ja Satakunnan tulokset on viety taustapitoisuusrekisteriin. 2. Taustapitoisuustutkimuksia sovelletaan kasvukeskuksissa. Samalla testataan muissa Pohjoismaissa kehitettyjä taajamageokemiallisia tutkimusmenetelmiä mm. määrittämällä eräiden orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksia taajamien maaperästä. Lisäksi tehdään yhteistyönä NGU:n kanssa vertailututkimus taajamien maaperän pintaosan taustapitoisuuksista Norjassa ja Suomessa. Alustavia tuloksia on esitelty kansainvälisessä geologikongressissa Oslossa Maaperän taustapitoisuustuloksista julkaistaan kolme tutkimusraporttia, joista ensimmäinen käsittää pääkaupunkiseudun kehyskunnat. Raportti on julkaistu v Toinen raportti käsittää Pirkanmaan alueen taustapitoisuuskartoituksen ja tulosten tulkinnan (maakunta- ja yleismittakaavainen taustapitoisuusselvitys). Raportti on julkaistu Kolmas tutkimusraportti sisältää Espoon, Vantaan ja Helsingin kaupunkien alueelta vuosina 2009 ja 2011 tehtyjen taustapitoisuusselvitysten tulokset. Käsikirjoitus valmistuu v ja raportti julkaistaan v Toteutus: Kartoitusta on tehty Tampereen seudun, Hämeenlinnan ja pääkaupunkiseudun taajamissa, taajamien näytteenottomenetelmiä on kehitetty EuroGeoSurveysin ryhmässä. Pääkaupunkiseudun kehyskuntien ja Pirkanmaan tutkimusraportit on julkaistu, kolmannen (Helsinki, Espoo, Vantaa) käsikirjoitus on valmisteilla. 3. Taustapitoisuustutkimusten yhteydessä on testattu erilaisia analyysi- ja uuttomenetelmiä. Vuoden 2011 kesällä päästiin testaamaan uutta XRF-kenttäanalysaattoria. Toteutus: Uuttomenetelmien vertailun tulokset on raportoitu vuonna Kenttäanalysaattorin soveltuvuutta taustapitoisuustutkimuksiin testataan ja tuloksia tullaan vertaamaan laboratoriossa tehtyihin määrityksiin. 4. GeoTIETO-käyttöliittymään kehitetään uusia elementtejä geokemiallisen ympäristövaikutuskartan ja maankäytön pohjavesivaikutusten perusteella. Toteutus: Tampereen seudun GeoTIETO-käyttöliittymässä on taustapitoisuuselementti. 5. Maaperän vaikutusta vajo- ja pohjaveteen tutkitaan Ympäristön yhdennetyn seurannan alueilla ja muilla testikohteilla. Metlan ja MTT:n kanssa kehitetään tulevaa sektoritutkimuslaitosten verkostoitumista silmälläpitäen hivenravinteiden/raskasmetallien biosaatavuuteen ja liikkuvuuteen liittyviä maaperä/maavesitutkimusmenetelmiä Suomessa yhtei-

7 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 4 sellä koealalla tai parilla sellaisella. Testattavia menetelmiä olisi mm. K d -arvon määritys (kuvaa maaperän ja maaveden tasapainoa) ja Diffuse Gradient in Thin Film (DGT) (kuvaa ravinteiden liikkumista maaperässä). Maaperän ja pohjaveden prosessien tulkinnassa hyödynnetään myös aiempien yhteistyöhankkeiden tuloksia. Tutkimus palvelee myös PIMAasetuksen riskinarviota. Toteutus: Haitta-aineiden sitoutumista pintamaahan on tutkittu K d -määrityksillä useissa kohteissa. Haitta-aineiden sitoutumista pohjamaahan lähelle pohjaveden pintaa on tutkittu yhdessä kohteessa. Veden imeytymisnopeutta on mitattu Guelph-permeametrilla. Maaperän haitta-aineiden kulkeutumisen tutkimusmenetelmiä on hyödynnetty yhteisrahoitteisessa hankkeessa. DGT-menetelmän pilottitutkimus ei johtanut jatkotutkimuksiin. 6. Osallistutaan eurooppalaiseen geokemiallisten sovellusten kehitystyöhön EuroGeoSurveysin geokemian ryhmän kautta ja kansainvälisiin taustapitoisuustutkimuksiin IUGS Global Geochemical Baselines työryhmän kautta. Osallistutaan EuroGeoSurveysin taajamageokemialliseen taustapitoisuuskartoitukseen (URGE-hanke). Toteutus: Suomen kasvukeskusten ympäristön taustapitoisuusselvitykset on kuvattu EuroGeoSurveysin kokoamassa taajamageokemian kirjassa. EuroGeoSurveys-yhteistyönä on laadittu ohjeet taajamien sisällä tehtävään taustapitoisuuskartoitukseen ja menetelmää on käytetty Hämeenlinnassa. 7. Osallistutaan ympäristöministeriön asettaman haitallisten aineiden seurantatyöryhmän ja pilaantuneiden maiden riskinarviointiryhmän toimintaan. Toteutus: Taustapitoisuuskartoituksen tuloksista on kerrottu muille sektoritutkimuslaitoksille haitallisten aineiden seurantatyöryhmässä. Taustapitoisuuskartoitusten tulokset ovat olleet pilaantuneiden maiden riskinarviotyöryhmän käytössä. 8. Osallistutaan EuroGeoSurveysin Euroopan maatalousmaiden geokemialliseen kartoitukseen Suomen osalta (GEMAS-hanke). Toteutus: GTK osallistui EuroGeoSurveysin maatalousmaiden taustapitoisuuskartoitukseen, jonka tuloksia Euroopan metallituottajat käyttävät REACH-asetuksen vaatimien riskiarvioiden laadintaan. 9. Osallistutaan tulevan maaperän suojelun puitedirektiivin valmistelutyöhön Suomessa ja EU:ssa, mm. valmistautumalla MTT:n, Metlan, SYKEn ja Helsingin yliopiston kanssa tunnistamaan EU:n maaperänsuojelun puitedirektiivin vaatimusten mukaisesti Suomen maaperän uhkia ja prioriteettialueita. Toteutus: Direktiivi ei ole edennyt viime aikoina, mutta YM on pitänyt yllä keskusteluyhteyttä asiantuntijalaitoksiin. GTK:sta on ollut mukana Petri Lintinen, Timo Tarvainen ja Markku Mäkilä. Hankkeen ensimmäisessä suunnitelmassa vuonna 2006 oli mukana maaperän rakennettavuuskartta, jota kehitettiin vain vuonna Seuraavana vuonna maaperän rakennettavuuskartan jatkokehitys siirrettiin muiden hankkeiden tehtäväksi.

8 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 5 3 RESURSSIT Hankkeen toteutuneet henkilöresurssit ovat olleet viiden vuoden aikana noin 20 htv. Muut menot ovat olleet noin 780 k. Toteutuneet hankkeen resurssit on esitetty vuosittain taulukossa 1. Muiden menojen osuus kasvoi vuonna 2008, koska analyysipalvelut on siitä lähtien ostettu Labtium Oy:stä. Taulukko 1. Hankkeen resurssit v Vuoden 2011 osalta on esitetty suunnitellut resurssit Yht. Työaika HTV HTV ESY 2,99 3,03 4,02 3,01 1,83 2,00 16,88 KP 0,00 0,28 0,43 0,43 0,56 0,40 2,09 Kemian lab. 0,65 0,11 0,76 ISY, PSY 0,03 0,02 0,05 Yhteensä 3,64 3,44 4,47 3,44 2,39 2,40 19,79 Muut menot k ESY 7369, , , , , ,00 663,52 KP 6463, , , , ,00 54,38 Kemian lab ,00 65,98 ISY, PSY 32,60 0,03 Yhteensä 7369, , , , , ,00 783,91 Hankkeessa työskennelleet henkilöt ovat olleet valtaosin Etelä-Suomen yksikön maankäyttö- ja ympäristötoimialan tutkijoita ja tutkimusapulaisia. Apua on saatu myös ESY:n tietopalveluttoimialalta. Konsernipalveluiden kallio- ja maaperänäytteenottoryhmä on ottanut suuren osan geokemiallisista kartoitusnäytteistä. 4 TULOKSET JA VAIKUTTAVUUS 4.1 Taajamien ympäristön taustapitoisuuskartoituksen menetelmäkehitys Hankkeen aikana on vakiintunut maaperänäytteiden näytteenottomenetelmä, jota käytetään taajamia ympäröivillä mineraalimailla. Taajamageokemiallinen tutkimus on keskittynyt Etelä- Suomen kasvukeskuksiin. Näytteenottomenetelmää testattiin jo vuonna 2002 Porvoon ympäristön taustapitoisuuskartoituksessa. Porvoon tulosten perusteella valittiin käytettävät analyysimenetelmät (kuningasvesiliuotus mineraalimaanäytteille, väkevä typpihappoliuotus humusnäytteille) ja tämän hankkeen aikana näytteenottopaikkojen valintatapa vakiintui ja hankkeen käyttöön laadittiin kenttätyöohje. Näytteenottopisteet suunnitellaan etukäteen ArcGIS-ohjelmistolla maaperäkarttojen pohjalta. Mineraalimaanäytteet edustavat yleisimpiä mineraalisia maalajeja: moreenia, hiekkaa ja savea. Näytteet otetaan lapiolla yksittäisistä näytepisteistä kahdelta eri syvyydeltä: pintamaasta humuksen alapuolelta 25 cm paksuisesta kerroksesta ja kuopan pohjalta (lähes) muuttumattomasta pohjamaasta 25 cm paksuisesta kerroksesta (esimerkiksi cm). Kuopan ympäriltä kerätään humusnäyte, joka koostuu 5 10 osanäytteestä. Näytteet kuivataan ja seulotaan <2 mm raekoko-

9 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 6 lajitteeseen laboratoriossa. Mineraalimaanäytteistä analysoidaan kuningasvesiliukoiset alkuainepitoisuudet, hiilipitoisuus ja ph sekä joistakin näytteistä raesuuruus. Humusnäytteistä analysoidaan väkevään typpihappoon liukenevat alkuainepitoisuudet, hehkutushäviö, hiilipitoisuus ja ph. Verrattuna aiempiin alueellisiin geokemiallisiin kartoituksiin kehitetty menetelmä tuo seuraavia lisätietoja: näytepaikkojen valinta tuo tietoja alkuaineiden pitoisuuksista kaikissa mineraalisissa maalajeissa, aiemmin tietoa on ollut pääasiassa moreenista. Pintamaasta otetut näytteet kuvastavat PIMA-asetuksessa (VnA 214/2007) tarkoitettua taustapitoisuutta eli yhdistelmää geologisesta taustasta ja ilmaperäisestä hajakuormituksesta. Humusnäytteet kuvastavat mahdollista merkittävää pitkäaikaista ilmaperäistä laskeumaa. Analysoitu raekoko <2 mm on kansainvälisen ISOstandardin mukainen, joten tulokset ovat suoraan vertailukelpoisia maaperän laatua koskevaan lainsäädäntöön ja kansainvälisiin tutkimuksiin. PIMA-asetukseen liittyvässä ympäristöhallinnon ohjeessa on suositeltu maaperän metallipitoisuuksien analysointiin joko kuningasvesiliuotusta tai väkevää typpihappoliuotusta. GTK on käyttänyt pääosin kuningasvesiliuotusta, humusnäytteille väkevää typpihappoliuotusta. Hankkeen aikana testattiin Pirkanmaan mineraalimaanäytteiden analysoimista kummallakin liuotusmenetelmällä. Aiemmin samanlainen vertailu oli tehty Porvoon seudun taustapitoisuusnäytteille. Tuloksia käsiteltiin yhdessä Hanna Kahelinin (Labtium Oy) kanssa ja vertailun tulokset julkaistiin tieteellisenä artikkelina Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis sarjassa vuonna Useimpien alkuaineiden pitoisuudet olivat lähes samanlaiset kummallakin liuotusmenetelmällä, eroja oli arseenin, antimonin ja lyijyn pitoisuuksissa. Hankkeen aikana kenttätiedot on kerätty paperilomakkeilla, joista keskeiset tiedot on tallennettu jälkikäteen tiedostoihin. Kenttä- ja analyysitulosten yhdistelmät viedään GeoDATA-levylle. Vuoden 2011 loppukesällä valmistui ensimmäinen versio kenttätietokoneessa käytettävästä havaintolomakkeesta, jota ei kuitenkaan ehditty ottaa käyttöön ko. kenttäkaudella. Kaikki näytepaikat on valokuvattu, mutta kuvien arkistointiin ei ole ollut resursseja. 4.2 Taajamien taustapitoisuuskartoituksen menetelmäkehitys Useissa maissa geokemiallinen kartoitus on viime vuosikymmeninä laajennettu kattamaan systemaattisesti myös taajamat, esimerkiksi Norjan, Saksan, Puolan ja Iso-Britannian geologisilla tutkimuskeskuksilla on systemaattiset taajamageokemialliset kartoitusohjelmat. Käytetyt näytteenotto- ja analyysimenetelmät vaihtelevat maittain, erityisesti näytteenottosyvyydet vaihtelevat 2 cm:n pintamaanäytteistä syviin pohjamaanäytteisiin. Taajamien sisällä tehtävä geokemiallinen taustapitoisuuskartoitus asettaa näytepisteiden valinnalle, näytteenotolle ja tulosten tulkinnalle lisähaasteita. Tavanomaisten maalajien lisäksi erilaiset täyttömaat ovat yleisiä, pitoisuudet voivat vaihdella merkittävästi syvyyssuunnassa ja ihmisen toiminta voi aiheuttaa hyvin paikallisia anomalioita. Varsinaisia pilaantuneita maita on näytteenotossa vältettävä. Hankkeen aikana on kehitetty taajamien sisällä käytettävää kartoitusmenetelmää kansainvälisenä yhteistyönä. Suurimmat erot eri maiden välillä on käytetyssä näytteenottosyvyydessä. GTK on ottanut taajamien pintamaasta 25 cm:n syvyisiä näytteitä TAATA-hankkeen yhteydessä Tampereen seudun taajamista ja tämän hankkeen aikana pääkaupunkiseudulta. GTK ja Norjan NGU tekivät Tampereen seudun taajamissa ja Espoossa vertailunäytteenoton, jossa näytteet otettiin sekä 25 cm:n että 2 cm:n syvyyksiltä. Pääkaupunkiseudulta on otettu paljon täyttömaanäytteitä ja

10 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 7 kehitetty niiden luokitusta. Taajamista otetuista maaperänäytteistä on määritetty myös PAH- ja PCB-yhdisteiden pitoisuuksia. Pohjoismaiset geokemistit ovat järjestäneet vuorovuosina yhteisiä asiantuntijakokouksia, joissa yhtenä teemana on ollut taajamageokemiallinen kartoitus. Norjan, Suomen ja Ruotsin geokemistit isännöivät vuoden 2008 kansainvälisessä geologikongressissa Oslossa työpajaa, jossa koottiin yhteen tietoja eri maissa käytetyistä menetelmistä ja etsittiin yhteistä suositusta käytettävistä näytteenotto- ja analyysimenetelmistä. EuroGeoSurveysin geokemian asiantuntijaryhmä on koonnut kirjan taajamageokemiallisen tutkimuksen nykytilasta. Yhtenä tapausselosteena on GTK:n Tampereen seudun tutkimukset. EuroGeoSurveysin geokemian ryhmä laati pääosin Oslon työpajakokouksen tulosten perusteella ohjeet yhtenäisestä taajamageokemiallisesta kartoitusmenetelmästä. Tätä ohjeistusta käytettiin seitsemässä Euroopan kaupungissa ns. URGE-hankkeessa. Suomesta mukana oli Hämeenlinna. Tulokset käsitellään ja raportoidaan syksyllä 2011, tutkimus toteutetaan yhteistyössä Hämeenlinnan kaupungin kanssa. Kuvassa 2 on esimerkkikartta Hämeenlinnan keskustan maaperän pintaosan lyijypitoisuudesta. Kuva 2. Hämeenlinnan keskustan maaperän pintaosan lyijypitoisuus vuonna 2010 (kuningasvesiliuotus, <2 mm raekoko). Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/11 ja Logica Suomi Oy.

11 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät Taustapitoisuuskartoituksen eteneminen Pääkaupunkiseudun kehyskuntien (Kirkkonummi, Vihti, Hyvinkää, Nurmijärvi, Järvenpää, Tuusula, Kerava ja Sipoo) alueiden tiedot maaperän taustapitoisuuksista koottiin GTK:n tutkimusraportiksi numero 163. Näytteenotto eteni kenttäkaudella 2006 Satakuntaan ja Pirkanmaalle (taulukko 2). Pirkanmaalla ja Tampereen seudun taajamissa otettiin maaperänäytteitä vuosina Pirkanmaan maaperän taustapitoisuustulokset koottiin GTK:n tutkimusraportiksi numero 182, joka ilmestyi vuonna Esimerkiksi eteläisellä Pirkanmaalla tulisi arseenin osalta käyttää aluellista taustapitoisuutta kynnysarvona maaperän pilaantuneisuutta ja puhdistustarvetta arvioitaessa, koska PIMA-asetuksen arseenin kynnysarvo 5 mg/kg on liian pieni kaikille maalajeille (kuva 3). Kartoitustulosten perusteella on laskettu maalajikohtaisia suurimpia suositeltuja taustapitoisuusarvoja, jotka on julkaistu sekä tutkimusraporteissa että valtakunnallisessa taustapitoisuusrekisterissä. Pääkaupunkiseudun taajamien maaperästä on otettu näytteitä vuosina 2009 ja 2011, Hämeestä vuosina ja Hämeenlinnan kaupungin alueelta vuonna Hämeen ja Hämeenlinnan kaupungin sekä pääkaupunkiseudun taajamien tuloksia on esitetty arkistoraporteissa. Hämeenlinnan tulokset raportoidaan lisäksi osana EuroGeoSurveysin yhteistä URGE-hanketta. Pääkaupunkiseudun tuloksista ollaan tekemässä tutkimusraporttia. Hämeen taustapitoisuusnäytteet on otettu taajamien ympäristöstä. Tehdyn taustapitoisuuskartoituksen avulla pyritään tarkentamaan Etelä-Pirkanmaan suurten arseenipitoisuuksien alueen rajausta. Hämeenlinnan kaupungin taustapitoisuusnäytteitä otettiin pintamaasta 10 cm:n ja 25 cm:n syvyydeltä. Osasta näytteistä analysoitiin myös PCB- ja PAH-yhdisteiden pitoisuudet. Pääkaupunkiseudulla on tehty kahdentyyppistä taustapitoisuuskartoitusta. Kesällä 2009 Espoon kaupungin alueelta otettiin maaperänäytteitä sekä taajaman sisältä että taajaman ulkopuolta. Taajaman sisältä näytteitä otettiin pintamaasta 2 cm:n ja 25 cm:n syvyydeltä, taajamien ulkopuolelta humuksesta sekä pinta- ja pohjamaasta. Kesällä 2009 aloitettiin myös näytteenotto pääkaupunkisedun täyttömaista. Näytteenottoa jatkettiin kesällä Näytteenottosuunnitelma laadittiin yhteistyössä Helsingin, Espoon ja Vantaan kaupunkien ympäristöosastojen kanssa. Näytteet otettiin täyttömaa-alueilta pintamaasta 25 cm:n syvyydeltä. Lisäksi muutamassa kohteessa testattiin kenttä-xrf:n käyttöä täyttömaa-alueiden taustapitoisuuden selvittämisessä. Espoossa ja Helsingissä selvitettiin vuonna 2009 autojen katalysaattoreista peräisin olevien platinaryhmän metallien esiintymistä pintamaassa ja maantiepölyssä erikokoisten liikenneväylien varrella.

12 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 9 Taulukko 2. Hankkeen aikana otetut taustapitoisuuskartoitusnäytteet vuosittain ja alueittain. PKS = Pääkaupunkiseutu. Vuosi Alue Pintamaa Pintamaa Pohjamaa Humus Taajama Luonnonmaa Luonnonmaa 2006 Satakunta Pirkanmaa Pirkanmaa Pirkanmaa Häme PKS Häme Häme PKS 31 Yhteensä

13 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 10 Kuva 3. Esimerkki kasvukeskusten ympäristön maaperän taustapitoisuuskartoituksen tuloksista GTK:n tutkimusraportista 182 (Hatakka ym. 2010). Arseenipitoisuudet Pirkanmaan pintamaassa. Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Arseeniprovinssi 1 = Etelä-Suomen arseeniprovinssi, Arseeniprovinssi 4 = Etelä-Pirkanmaan arseeniprovinssi. Kartan on laatinut Samrit Luoma.

14 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät Taustapitoisuustiedon käyttö Maaperän geokemiallisille taustapitoisuuksille on suuri tarve Suomessa. Taustapitoisuustietoja on toistaiseksi käytetty eniten maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnissa (VnA 214/2007) sekä YVA-selvityksissä ja muissa ympäristön perustilaselvityksissä. Esimerkiksi kaivannaisjäteasetuksessa (VnA 717/2009) kaivannaisjätteen pysyvyyden yhtenä kriteerinä pidetään PIMA-asetuksessa (VnA 214/2007) esitettyjä kynnysarvoja tai alueen maaperän taustapitoisuuksia. Geokemialliset taustapitoisuudet ja niiden luotettava määrittäminen ovat oleellinen osa myös EU-tasoisissa säädöksissä, kuten vesipuitedirektiivissä (200/60/EC), lietedirektiivissä (86/278/EC), teollisuuspäästödirektiivissä (2010/75/EU), kaivannaisjätedirektiivissä (2006/21/EY), INSPIRE-direktiivissä (2007/2/EY), REACH-asetuksessa (EC 1907/2006) ja maaperän suojelua koskevan strategian luonnoksessa (KOM(2006) 231). Esimerkiksi teollisuuspäästödirektiivin (IE-direktiivi) vaatimissa maaperän perustilaselvityksissä ja maaperän tilan seurantaohjelmissa tarvitaan tietoa maaperän taustapitoisuuksista. Taustapitoisuuskartoitusten tuloksia on julkaistu GTK:n raporttien lisäksi GTK:n ylläpitämässä valtakunnallisessa taustapitoisuusrekisterissä (lyhenne Tapir, verkko-osoite: Taustapitoisuusrekisteri toteutettiin yhteisrahoitteisessa hankkeessa yhteistyössä Suomen ympäristökeskuksen kanssa. Ohjausryhmässä oli mukana viisi suurinta pilaantuneita maita tutkivaa konsulttitoimistoa sekä ympäristöviranomaisia ja maanomistajia. Rekisteriä varten Suomesta tunnistettiin suuralueet eli geokemialliset provinssit, joilla voi todennäköisesti esiintyä tavanomaista suurempia arseeni- tai metallipitoisuuksia. Provinssien tunnistaminen tehtiin opinnäytetyönä Helsingin yliopiston kanssa. Taustapitoisuusrekisteristä voi hakea kullekin geokemialliselle provinssille lasketun suurimman suositellun taustapitoisuusarvon eri maalajeille. Etelä-Suomen arvot on laskettu käyttäen suurelta osin tämän hankkeen kartoitustuloksia. Rekisterin kautta saa tietoa myös niistä alueista, joilla on tehty tarkempimittakaavaista taustapitoisuustutkimusta, esimerkiksi pääkaupunkiseudun kunnissa. Ympäristöhallinto on uusimassa vuonna 2011 maaperän pilaantuneisuuden ja kunnostustarpeen arviointiohjetta. Koska taustapitoisuustiedon käyttö on oleellinen osa maaperän pilaantuneisuuden arviointia jo nykyisen PIMA-asetuksen mukaan, uudessa ohjeessa tullaan suosittelemaan Tapir-rekisterin käyttöä maaperän pilaantuneisuuden arvioinnissa. Taustapitoisuusrekisterin kävijäseuranta on esitetty liitteessä 1. Tampereen seudun GeoTIETO-käyttöliittymään tehtiin maaperän taustapitoisuuksille oma karttataso. Samanlainen karttataso voidaan jatkossa toteuttaa uusiin alueellisiin GeoTIETOkäyttöliittymiin. Taustapitoisuuskartoituksen tuloksia on hyödynnetty myös kuntien kaavoitustyössä ja tulosten perusteella on voitu ohjata maankäyttöä kaavassa. Hämeenlinnan hallinto-oikeuden päätöksen mukaan Pirkkalan kunta joutui vuonna 2010 antamaan lisäselvityksen Koiviston asemakaavan laajennuksesta, koska maaperän suuria arseenipitoisuuksia ei oltu otettu huomioon kaavan valmistelussa. Pirkkalan kunta tilasi GTK:lta maksullisena työnä kuntakohtaisen arseeniriskikartan. Riskikarttaan yhdistettiin taustapitoisuuskartoituksen ja mineraalipotentiaalikartoitusten tietoja. Hallinto-oikeuden päätöksen jälkeen GTK:lta ja konsulteilta on tilattu pienempien alueiden taus-

15 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 12 tapitoisuusselvityksiä. Esimerkiksi Hämeenlinnan maaperän geokemiallinen kartoitus osoittaa, että suuren arseenipitoisuuden alueita esiintyy vain joissakin osissa laajaa kuntaa. Taustapitoisuustietoa sekä hankkeessa kehitettyjä geokemiallisia näytteenotto- ja tutkimusmenetelmiä on käytetty myös GTK:n omissa tilaustutkimuksissa mm. Afrikan geokemiallisissa kartoitushankkeissa, maaperän perustilaselvityksissä sekä teollisuus- ja kaivosalueiden ympäristön seurantatutkimuksissa. 4.5 Taajamien ja kasvukeskusten pohjavesi- ja vajovesitutkimusten menetelmäkehitys Maaperän haitta-aineiden tutkimus sisältää haitta-aineiden määrän selvittämisen suhteessa luontaiseen pitoisuuteen. Haitta-aineiden määrän lisäksi oleellista on niiden liukoisuus ja liikkuvuus. Helposti liukeneva haitta-aine saattaa olla riski pinta- ja pohjavesille. Kuntien ympäristöviranomaiset ovat usein esittäneet kysymyksen: mistä voi tietää, ovatko maaperän haitta-ainepitoisuudet riski pinta- tai pohjavesille. Myös PIMA-asetuksen ohjeistuksessa huomautetaan, että asetuksen ohjearvoissa kaikkien haitta-aineiden mahdollista riskiä pohjaveden laadulle ei ole otettu huomioon. Hankkeessa kehitettiin maa-maavesi-jakautumiskertoimen (K d ) soveltamista yhteistyössä Labtium Oy:n kanssa. Vuonna 2008 otettiin näytteitä luonnon hiekkamailta, moreenimailta, ihmisen aiheuttaman metallikuormituksen alueilta ja arseenipitoisesta rikastushiekasta. Näistä näytteistä määritettiin arseenin ja useiden metallien kohdekohtaiset K d -arvot. Luonnonmaiden tavanomaista suuremmat metallli- ja arseenipitoisuudet olivat useimmiten voimakkaammin sitoutuneita maaperän mineraaliainekseen kuin ihmisen toiminnasta aiheutuneet arseeni- ja metallipitoisuudet. Analyysimenetelmää testattiin vuonna 2010 kahdella suurella maaperänäytteellä, joista toinen oli ihmistoiminnan kuormittamalta alueelta, toinen luontaisen arseenianomalian alueelta. Kuvassa 4 on esitetty yksinkertaistettu kuva maaperään sitoutuneen lyijyn aiheuttaman pohjavesiriskin arvioinnista paikallisten K d -määritysten avulla. Lisäksi hankkeessa on testattu maaveden imeytymisnopeuden mittaamista Guelphpermeametrilla ja maavesinäytteenottoa imulysimetrillä. Menetelmiä sovellettiin yhteisrahoitteisessa tutkimushankkeessa Nummi-Pusulan riistanhoitoyhdistyksen ampumaradalla Toinen usein esitetty kysymys on ollut, lähtevätkö maaperän sisältämät haitta-aineet liikkeelle luonnonoloissa. Tähän on haettu vastausta heikkouuttomenetelmiä eli biosaatavan pitoisuuden analysointia testaamalla. Parhaimmaksi on todettu EDTA-ammoniumasetaattiuutto. Hankkeessa tehtiin pilottikoe kasvien metallinottoa kuvastavan DGT-menetelmän (Diffuse Gradient in Thin Film) soveltuvuudesta kenttämittauksiin. Metla ja MTT tekivät yhtaikaa omia pilottitöitään ja tuloksia arvioitiin yhdessä. DGT osoittautui toimivan laboratorio-olosuhteissa, mutta luontaisesti pienten taustapitoisuuksien alueiden maaperän tutkimiseen menetelmä ei sovellu. Luontaisten haitta-aineiden sitoutumista pohjamaahan lähelle pohjaveden pintaa on tutkittu yhdessä kohteessa, tulokset on julkaistu arkistoraporttina.

16 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 13 Kuva 4. Maaperän suurimman haitattoman lyijypitoisuuden arviointi kohdekohtaisen (paikallisen) Kdarvon avulla. Kuvan esimerkissä maaperästä määritetty lyijypitoisuus, 105 mg/kg, on hieman pienempi kuin kohdekohtaisen Kd-arvon (1221 L/kg) perusteella laskettu maaperän suurin haitaton pitoisuus pohjaveden pilaantumisriskin kannalta, 122 mg/kg. Kuva on muokattu Tarvainen ym pohjalta. 4.6 Muu yhteistyö Keskeisin kansainvälinen yhteistyömuoto on ollut osallistuminen EuroGeoSurveysin geokemian asiantuntijaryhmän toimintaan. EuroGeoSurveysin geokemian ryhmän GEMAS-hankkeen näytteenotto ja Pohjoismaisten tulosten tulkinta tehtiin Suomessa taajamien geokemialliset kartoitusja tutkimusmenetelmät -hankkeen osana. GEMAS tuottaa Euroopan metalliteollisuudelle REACH-asetuksen vaatimaa tietoa metallien taustapitoisuuksista Euroopan maatalousmailla. Tulosten tulkinta ja raportointi jatkuu tulevina vuosina. Eurooppalaisen yhteistyön lisäksi verkostoituminen on ollut kansainvälistä IUGS:n Global Geochemical Baselines työryhmän kautta. Timo Tarvainen on vastannut työryhmän tiedonhallinnasta. Euroopan geokemiallisen kartoituksen kenttähavainnot ja analyysitulokset on tallennettu GTK:n palvelimelle sähköisen julkaisun (Euroopan geokemian atlas) liitteeksi. Yhteistyössä pietarilaisen SC Mineralin kanssa on laadittu kansainvälisiä geokemiallisia kartoitushankkeita kuvaava metatietokanta, jota ylläpidetään kreikkalaisen IGMEn palvelimella. Osittain IUGS:n työryhmän ohjeistuksen pohjalta Kiinan Langfangiin ollaan perustamassa UNESCOn suojelemaa kansainvälisen geokemian kartoituksen keskusta.

17 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 14 Hankkeen tutkijat ovat osallistuneet lisäksi SYKEn vetämään haitallisten aineiden seurantatyöryhmän työhön, pilaantuneiden maiden riskinarviotyöryhmään, YM:n vetämään maaperänsuojelun kansalliseen asiantuntijatyöryhmään, YM:n asettamaan luontodirektiivin raportointityöryhmään ja YM:n asettamaan kansalliseen IPCC-työryhmään. Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät hankkeessa tehtiin yhteenveto GTK:n pohjaveden laadun seurantatutkimuksen tuloksista, jotka esitettiin GTK:n tutkimusraportissa 165 vuonna Yhteispohjoismaisessa INFORM-hankkeessa selvitettiin pohjaveden laatua ja sen tutkimusmenetelmiä Norjassa, Ruotsissa ja Suomessa. Tutkimuksen tuloksia julkaistiin Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät hankkeen puitteissa vuosina 2009 ja GTK osallistui Ympäristön Yhdennetyn Seurannan (YYS) työryhmän toimintaan vastaten seuranta-alueiden pohjavesi- ja maaperägeokemiallisista tutkimuksista vuoden 2008 loppuun saakka. Tuloksista on tehty lukuisia julkaisuja, ja vuoden 2011 lopussa julkaistaan raportti Hämeenlinnan Lammin Valkea-Kotisen YYS-alueen ja sen ympäristön tutkimustuloksista. Merkittävät valtakunnalliset talousveden laatua tutkivat ja valvovat tahot muodostivat yhteistyöryhmän, joka vuosien 2007 ja 2008 aikana kokosi julkaisun suomalaisen talousveden laadusta. GTK osallistui työryhmän toimintaan ja julkaisussa käytettiin myös GTK:n pohjavesitietokannan aineistoja. Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät hankkeen asiantuntijat ovat järjestäneet ja antaneet opetusta omilta erikoisaloiltaan. Toukokuussa 2010 Hämeenlinnan URGEnäytteenotto alkoi yhden päivän näytteenottokoulutuksella, johon osallistui hankkeen henkilöstön lisäksi muita GTK:n sertifioituja näytteenottajia. Toukokuussa 2011 Kuopiossa koulutettiin vesinäytteenottajia kaivovesien geokemialliseen näytteenottoon yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston ja GTK:n Itä-Suomen yksikön kanssa. Molemmat koulutukset oli hyväksytty sertifioitujen näytteenottajien ylläpitokoulutukseksi. Lisäksi hankkeen tutkijat ovat ohjanneet Helsingin ja Turun yliopiston opinnäytetöitä, jotka tukevat maaperän taustapitoisuuksien selvittämistä. Valtakunnallisen taustapitoisuusrekisterin geokemialliset provinssit perustuvat pääosin Mikael Eklundin pro gradu työhön, jonka hän teki Helsingin yliopistolle. Geologian tutkimuskeskuksen huippuosaamisen kehittämisohjelma on tukenut hanketta. Birgitta Backman kehitti arseeniin liittyvää tietämystään tutkijavierailulla Unkarin geologisessa tutkimuslaitoksessa, Samrit Luoman mallinnusosaaminen karttui Slovakian geologisen tutkimuslaitoksen hankkeessa. Slovakialainen tohtori Jozef Kordík osallistui GTK:n maa-maavesijakautumiskerroin tutkimusten tulkintaan ja taajamageokemian näytteenottoon. 5 HANKKEEN DOKUMENTAATIO JA AINEISTON TALLENNUS Hankkeen toiminnasta on laadittu hankesuunnitelmat vuosille Hankkeen edistymisestä on raportoitu Etelä-Suomen yksikön neljännesvuosiraporteissa koko toiminnan ajan. Taustapitoisuuskartoituksen tulosten metatietokuvauksen ohje on laadittu elokuussa Metatietokuvausohjeistus on hyväksyttävänä. Kun ohjeistus on hyväksytty, taustapitoisuuskartoituksen tulokset metatietoineen tallennetaan GeoDATA-levylle vuoden 2011 loppuun mennessä. Tietojen tallentamisesta vastaa Tietopalvelut toimiala. Tallennustapa on hankesuunnitelman mukainen. Tällä hetkellä tulokset ovat tutkijoiden omilla tietokoneilla. Alkuperäiset kenttäkortit on tallennettu GTK:n arkistoon. Valokuvien arkistointiin ei ole ollut tarvittavia resursseja.

18 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 15 6 RINNAKKAISET HANKKEET JA TILAUSTYÖT Tämän menetelmäkehityshankkeen aikana syntynyt osaaminen ja verkottuminen ovat olleet lähtökohta useille erillisellä rahoituksella toteutetuille yhteisrahoitteisille ja maksullisille hankkeille. Lisäksi hankkeen tuloksia on hyödynnetty GTK:n muissa omarahoitteisissa hankkeissa. 1. TAPIR-hanke toteutettiin yhteistyössä Suomen ympäristökeskuksen kanssa YM:n osarahoituksella. Ohjausryhmässä olivat mukana myös suuret ympäristöalan konsulttitoimistot, alueelliset ympäristölupaviranomaiset ja maanomistajia. Lopputuloksena syntyi valtakunnallinen taustapitoisuusrekisteri ( jota GTK ylläpitää. 2. HATTARA-hanke. Taajamiin ja kasvukeskusten ympäristöön kehitettyjä maaperän sisältämien haitta-aineiden aiheuttaman pohjavesiriskin tutkimusmenetelmää sovellettiin Nummi-Pusulan Keräkankareen ampumaradalla. Hanke toteutettiin yhteistyönä Suomen ympäristökeskuksen kanssa YM:n osarahoituksella. 3. TAATA-hanke. Taajamien taustapitoisuuskartoituksen näytteenotto- ja analyysimenetelmiä sovellettiin Tampereen seudun taajamissa TAATA-hankkeen yhteydessä. Tampereen seudun GeoTIETO-käyttöliittymään tehtiin taustapitoisuustaso. 4. Taustapitoisuusselvitysten tilaustyöt. Pirkkalan kunnan arseeniriskikartta tehtiin maksullisena tilaustyönä kunnan toimeksiannosta. Samalla selvitettiin kolmen uuden osakaava-alueen maaperän taustapitoisuudet. Tulokset on esitelty Pirkkalan kunnan kotisivuilla: Muita maksullisia taustapitoisuusselvityksiä on tehty pääkaupunkiseudulla ja Pirkanmaalla. 5.ASROCKS-hanke. Pirkkalan kunta osallistuu osarahoittajana Life+ -ohjelman ASROCKShankkeeseen, jossa tutkitaan kiviaines- ja maa-ainestuotannon sekä rakentamisen riskejä arseenipitoisilla alueilla. 6. BaltCICA-hanke. Hangon case study alueella on tehty pohjavesitutkimuksia ja riskinarviointi kaupungin vedenhuollolle tärkeällä pohjavesialueella. 7. Pohjaveden prosessitutkimuksia tehtiin yhteistyössä pohjaveden ja laadun mallinnus - hankkeen kanssa. Tämä hanke on tuottanut tietoa etenkin pohjavesialueiden vajovesivyöhykkeen tutkimuksiin. 8. Pohjaveden laadun ja määrän kenttämittausmenetelmiä on kehitetty yhdessä useiden GTK:n hankkeiden kanssa. 9. Geokemiallinen kartoitus ja tutkimus. Maksulliset hankkeet Nigeriassa ja Ugandassa, jossa on mm. koulutettu paikallisia tutkijoita geokemialliseen näytteenottoon ja tulosten tulkintaan. 10. Maksulliset tilaustyöt kaivos- ja teollisuusalueiden ympäristön seurantatutkimuksissa. Tilaustyöt ovat pitäneet sisällään kattavan kokonaisuuden tutkimuksen suunnittelusta ja näytteenotosta aina tulosten tulkintaan ja toimenpide-ehdotuksiin. 11. Kaivosalueiden ja malmipotentiaalisten alueiden ympäristön perustilaselvitykset. Selvityksissä on hyödynnetty mm. olemassa olevaa taustapitoisuustietoa sekä tehty tarvittaessa lisäselvityksiä ympäristön perustilan arviointia varten.

19 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 16 7 EHDOTUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI Geokemiallisen tiedon tarve yhteiskunnassa kasvaa kaiken aikaa. Useita lakeja ja asetuksia kansallisessa lainsäädännössä ollaan uudistamassa EU-lainsäädännön tavoitteita vastaavaksi. Esimerkiksi ympäristönsuojelulaki ja jätehuoltolaki ovat uudistumassa. Kaivannaisjäte- ja teollisuuspäästödirektiivit ollaan saattamassa osaksi kansallista lainsäädäntöä. Monissa ympäristöön ja rakentamiseen liittyvissä asetuksissa ja määräyksissä edellytetään taustapitoisuustiedon selvittämistä sekä haitta-aineiden liukoisuuden, liikkumisen ja pidättymisen selvittämistä riskinarviointia varten. Hankkeen aihepiiriin kuuluvia asioita, jotka vaativat lisäselvityksiä ja -tutkimuksia: 1) Taustapitoisuusrekisteri ja sen kehittäminen Taustapitoisuusrekisteriä tulisi kehittää mm. karttakäyttöliittymän osalta ja rekisteriin tulisi sisällyttää myös muita ympäristötutkimuksen kannalta oleellisia alkuaineita (mm. hopea, vismutti ja uraani). Käyttäjäliittymästä tarvitaan englanninkielinen versio ulkomaisten malminetsintä- ja kaivosyhtiöiden toivomuksesta. Provinssien rajoja tulee tarkentaa, kun tietoa kertyy lisää. Uudet provinssijaot ovat tarpeen mm. lyijylle, kadmiumille ja elohopealle, koska pitoisuudet eivät noudata nykyisten metalliprovinssien jakoa. Provinssijaon tarkentaminen vaatii lisää näytteenottoa ja analytiikkaa. Kaikille suurten arseeni- tai metallipitoisuuksien alueille on saatava tietoa alkuaineiden taustapitoisuuksista eri maalajeissa. Lisänäytteenottoa tarvitaan, jotta tietoa saataisiin edustava määrä myös muista maalajeista kuin moreenista. Tunnuslukujen laskentaa varten minimi näytemäärä on 30 näytettä kustakin maalajista ja kustakin geokemiallisesta provinssista. Moreenin osalta taustapitoisuustietoja voi saada kokoamalla yhteen soveltuvin osin aiempia malminetsintä- ja mineraalipotentiaalikartoitustuloksia. LSY:n vetämä happamien sulfaattisavimaiden kartoitus selvittää rannikoiden korkeiden pitoisuuksien alueiden laajuuden ja tuottaa tietoa metallipitoisuuksista. Kehitetään provinssijakoa siten, että se vastaa INSPIRE-direktiivin luonnonriskialueiden mahdollisesti haitallisten alkuaineiden riskialuerajausta. Kehitetään taustapitoisuusrekisterin tietosisältöä vastaamaan myös INSPIRE-direktiivin maaperätietoryhmän taustapitoisuustiedon sisältövaatimuksia. Lopella varastoituja alueellisen moreenigeokemiallisen kartoituksen näytteitä voitaisiin analysoida uudestaan nykyaikaisin menetelmin, jolloin saataisiin myös sellaisten alkuaineiden pitoisuustuloksia jotka puuttuivat aiemmista kartoista (esimerkiksi arseeni, lyijy, vismutti) sekä esimerkiksi high tech metalleista. 2) Geokemialliset taustapitoisuustutkimukset Luontaisesti paljon arseenia tai muita mahdollisesti haitallisia metalleja sisältävien alueiden taajamissa tulee keskittyä taajamien maankäyttöä, kaavoitusta, rakentamista ja riskinhallintaa palvelevaan geokemialliseen kartoitukseen. EuroGeoSurveysin ohjeistuksen mukainen kartoitus tuottaa myös kansainvälisesti vertailukelpoisia tuloksia.

20 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 17 Hankkeen käyttöön laadittua näytteenotto-ohjetta tarkennetaan ja siitä tehdään arkistoraportti. Maaperän taustapitoisuusselvityksiä tarvitaan jatkossa teollisuuspäästödirektiivin (IEdirektiivi) vaatimissa maaperän perustilaselvityksissä ja maaperän tilan seurantaohjelmissa. Suurten taustapitoisuuksien alueilta tarvitaan nykyistä tarkempi perehtyminen myös näytteiden mineralogiaan ja alueen geologiaan Kenttä XRF:n käyttöä maaperän taustapitoisuus- ja perustilaselvityksiin tulee testata Humusnäytteiden pitoisuuksien tarkempi tarkastelu, tulosten tulkinta ja näytteiden soveltuvuuden arviointi erilaisiin ympäristötutkimuksiin vaatii kehitystyötä Kasvien käyttöä geokemiallisessa taustapitoisuuskartoituksessa ja riskiarvioinnissa (neulaset, lehdet, varvut) voidaan testata Pääkaupunkiseudulta on koottu tietoa täyttömaa-alueiden pintamaasta. Kairauksilla saataisiin tietoa myös täyttömaiden sisältä ja haitta-aineiden pitoisuuden vaihtelusta syvyyssuunnassa. Tämä antaisi lisäinfoa myös täyttömaiden kemialliseen karakterisointiin. Orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksia taajamien maaperässä (PCB. PAH, PCDD/F) on selvitetty taustapitoisuuskartoituksissa jonkin verran. Analyysitulosten tarkempaa tulkinta esim. kongeneereittain ja tulosten vertailu kansainvälisiin tutkimuksiin tarvitaan. GEMAS-hankkeen tulosten raportointiin osallistuminen ja Suomen tulosten käsittely URGE-hankkeen tulosten raportointi tehdään yhteistyössä kuuden muun kartoitetun kaupungin kanssa Jatketaan kansainvälistä yhteistyötä EuroGeoSurveysin geokemian asiantuntijaryhmän, IUGS:n Global Geochemical Baselines työryhmän ja uuden UNESCOn hyväksymän Langfangin kansainvälisen geokemiallisen kartoituksen keskuksen kanssa. 3) Riskinarviointi Haitta-aineiden liikkumista ja sitoutumista luonnon olosuhteissa tulee selvittää edelleen. Maaperän haitta-aineiden aiheuttamaa pohjavesiriskiä tutkitaan yhteistyössä GTK:n pohjavesi ja kivianiekset -tutkimusohjelman kanssa. Tavoitteena on mallinnusosaaminen, jossa huomioidaan maaperän kyky sitoa itseensä haitta-aineita, maaperän luontaiset haitta-ainepitoisuudet sekä haitta-aineiden kulkeutuminen vajo- ja pohjavedessä. Pohjavesiriskin arviointia varten tarvitaan lisäksi tietoa maaperän fysikaalisten ominaisuuksien vaikutuksesta haitta-aineiden liikkuvuuteen, jotta osataan valita oikeita parametreja riskinarviointiin. Tässä tehdään yhteistyötä Maaperän geofysikaalinen seurantaverkosto - hankkeen kanssa. Haitta-aineiden liukoisuus maaperässä. Minkälaisia tutkimus- ja analyysimenetelmiä esim. pilaantuneen maaperän tutkimuksissa ja riskinarvioinnissa tulisi käyttää (K d, MMI, heikkouutto)? Yhteistyö mm. YM:n, SYKEn ja VTT:n kanssa. Vajovesitutkimukset minkälaisia tutkimusmenetelmiä on käytössä, soveltuvatko menetelmät seurantaan riskikohteilla? Yhteistyö mm. SYKEn ja YM:n kanssa

21 Taajamien geokemialliset kartoitus- ja tutkimusmenetelmät 18 8 HANKKEEN TUOTTAMAT RAPORTIT JA JULKAISUT 8.1 Julkaisut Ahonen, M., Kaunisto, T., Mäkinen, R., Hatakka, T., Vesterbacka, P., Zacheus, O., Keinänen- Toivola, M., Suomalaisen talousveden laatu raakavedestä kuluttajan hanaan vuosina Vesi-instituutti. Vesi-instituutin julkaisuja 4. Turku. 188 s. Backman, B Pohjavesi. In: Suomen luontotieto. Helsinki: Weilin+Göös, Frengstad, B.S., Lax, K., Tarvainen, T., Jæger, Ø., Wigum, B.J The chemistry of bottled mineral and spring waters from Norway, Sweden, Finland and Iceland. Journal of Geochemical Exploration 107 (3), Hatakka, T Pohjaveden geokemiallinen laatu Hietajärven seuranta-alueella. In: Hietajärven alue ympäristön seurannan helmi Pohjois-Karjalassa. Suomen ympäristö 59. Joensuu: Pohjois-Karjalan ympäristökeskus: Suomen ympäristökeskus, Hatakka, T. & Väisänen, U Geologian ja ihmistoiminnan vaikutus pohjaveteen - seurantatutkimuksen tulokset vuoteen 2004 asti. Summary: The effect of the geological environment and human activities on groundwater in Finland - the results of monitoring to Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 165. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 230 p. Hatakka, T. (toim.); Tarvainen, T.; Jarva, J.; Backman, B.; Eklund, M.; Huhta, P.; Kärkkäinen, N.; Luoma, S Pirkanmaan maaperän geokemialliset taustapitoisuudet. Summary: Geochemical baselines in the Pirkanmaa region. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 182. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 104 p. Electronic publication. Hatakka, T., Orvomaa, M., Gustafsson, J Suomen pohjavesiseurantojen näytteenoton ja analyysitulosten vertailu. Abstract: A comparison of Finland's groundwater monitoring programs and the analyzed results. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 17. Helsinki: Suomen ympäristökeskus. 145 p. Electronic publication. Ikävalko, O., Jarva, J., Ojalainen, J., Ojala, A., Tarvainen, T Opportunities for urban geology in Finland : mapping, databases and data processing for land use planning and construction. In: Geoscience for society : 125th anniversary volume. Geological Survey of Finland. Special Paper 49. Espoo: Geological Survey of Finland, Jarva, J., Tarvainen, T., Reinikainen, J Application of arsenic baselines in the assessment of soil contamination in Finland. Environmental Geochemistry and Health, 30, Jarva, J., Tarvainen, T., Lintinen P., Reinikainen, J Chemical Characterization of Metal- Contaminated Soil in Two Study Areas in Finland. Water, Air & Soil Pollution 198, Jarva, J., Tarvainen, T., Reinikainen, J., Eklund, M TAPIR Finnish national geochemical baseline database. Science of the Total Environment 408, Kousa, A., Loukola-Ruskeeniemi, K., Nikkarinen, M., Havulinna, A.S., Karvonen, M., Moltchanova, E., Sorvari, J., Lehtinen, H., Rossi, E., Ruskeeniemi, T., Backman, B., Mäkelä- Kurtto, R., Kantola, M., Hatakka, T., Savolainen, H Evaluation of the relationship between the natural geological environment and certain chronic diseases in Finland. In: Geoscience for society : 125th anniversary volume. Geological Survey of Finland. Special Paper 49. Espoo: Geological Survey of Finland,