ESPOON KAUPUNKI KIRKOJÄRVENPUISTON SULFIDISAVI- KARTOITUS JA MASSOJEN LÄJITYS JA HYÖTYKÄTTÖMAHDOLLISUUKSIEN ALUSTAVA ARVIOINTI

Transkriptio

1 Vastaanottaja Espoon kaupunki Asiakirjatyyppi Raportti Päivääärä ESPOON KAUPUNKI KIRKOJÄRVENPUISTON SULFIDISAVI- KARTOITUS JA MASSOJEN LÄJITYS JA HYÖTYKÄTTÖMAHDOLLISUUKSIEN ALUSTAVA ARVIOINTI

2 ESPOON KAUPUNKI HIETA-AHON KAAVA-ALUEEN SULFIDIMAASELVITYS Päivääärä Laatija Merja Autiola, Tero Taipale ja Noora Lindroos Tarkastaja Hyväksyjä Jari Mannila Viite Raboll Kiviharjuntie OULU P F

3 HIETA-AHON KAAVA-ALUEEN SULFIDIMAASELVITYS SISÄLTÖ 1. JOHDANTO 2 2. NÄYTTEENOTTO 2 3. TUTKIMUSMENETELMÄT 4 4. TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU Maalajit Kokonaisrikkipitoisuus laboratoriossa Inkuboitu ph (NAG-pH) Nettohapontuotto (NAG) Puskurikapasiteetti Yhteenveto tuloksista ja GTK:n luokitusohjeen ukainen luokitus 5 5. HAPPAMAN VALUNNAN MUODOSTUMINEN 6 6. JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET 7 LIITTEET Liite 1. Happaien sulfaattiaiden esiintyinen ja luokittelu Suoessa Liite 2. Tutkiuspisteiden sijainti Liite 3. Kenttähavainnot ja tulostaulukko Liite 4. Analyysitodistukset

4 RAPORTISSA KÄYTETYT LYHENTEET AASS PASS Actual Acid Sulfate Soil Varsinainen hapan sulfaattiaa Hapettunut savi-/silttikerros, jossa rikki esiintyy sulfaattina eli sulfaattiaakerros Suoessa käytetty yös lyhennettä THS (todellien hapan sulfaattiaa) Potential Acid Sulfate Soil Potentiaalinen hapan sulfaattiaa Pelkistyneessä tilassa oleva savi-/silttikerros, jossa rikki esiintyy sulfidina eli sulfidiaakerros Suoessa käytetty yös lyhennettä PHS (potentiaalinen hapan sulfaattiaa) sulfidisavi = pelkistyneessä tilassa oleva rikkipitoinen savi, jossa rikki esiintyy sulfidina (S 2- ). Luonnontilassa sulfidisavi esiintyy pohjavedenpinnan alapuolella hapettoissa olosuhteissa. Väriltään ustaa ja ph lievästi hapan tai neutraali (ph>6). sulfaattisavi = hapettunut rikkipitoinen savi, jossa rikki esiintyy sulfaattina (SO 4 2- ). Luonnontilassa sulfaattisavi esiintyy pohjavedenpinnan yläpuolella hapen vaikutukselle alttiina. Väriltään vaaleaa/haraata ja ph selvästi hapan (ph<4,0)

5 1. JOHDANTO Työ pitää sisällään Espoon Kirkkojärvenpuiston alueen alustavan sulfidiaaselvityksen, jonka tarkoituksena on selvittää sijaitseeko alueella sulfidi-/sulfaattiaita ja illä edellytyksillä näitä voitaisiin hyödyntää alueen uussa rakentaisessa. Silfidiaakartoitus pohjautuu GTK:n äärittäiin tutkiuseneteliin, joista on kerrottu tarkein liitteessä 1. Hapellisiin olosuhteisiin joutuessaan sulfidipitoisessa aassa sulfidiyhdisteet hapettuvat sulfaatiksi ajan kuluessa ja reaktioissa uodostuu rikkihappoa. Maaprofiilissa hapettuneen ja pelkistyneen saven raja voidaan nähdä värierona. Hapettunut savi on tyypillistä haraata savea ja pelkistynyt sulfidisavi ustaa. Värieroa ei kuitenkaan aina ole. Ypäristöön kulkeutuessa rikkihappopitoinen hapan vesi liuottaa aa-aineksesta aluiinia ja raskasetalleja ja voi aiheuttaa pintavesistöissä. kalakuoleia. Koska sulfidiaa voi sisältää itsessäänkin jo raskasetalleja, niiden kulkeutuinen voi lisääntyä hapettavissa olosuhteissa, ikäli aa-aineksessa esiintyy hapontuottoa. Happaia sulfaattiaita sisältävien ylijäääaa-ainesten käsittelyyn ei ole oleassa toistaiseksi virallisia ohjeita. Oleassa olevat ohjeet on luotu lähinnä peltoviljelyyn ja perustuvat pohjaveden pinnan uutosten inioiiseen. Mitä korkeaalla paikallinen pohjaveden pinta on, sitä epätodennäköisein sulfaattiaa pääsee hapettuaan ja uodostaaan rikkihappoa. Pienehköjä ääriä ylijäääaita voidaan kalkita ja sijoittaa hallittusti peitettyinä esi. aankaatopaikoille. Suurien äärien sijoittainen aankaatopaikoille on varsin kallista, joten suositeltavaa olisi hyötykäyttää assat lähepänä syntysijojaan ja kalkitseisen sijaan suosia stabilointia, jolla saadaan neutraloinnin lisäksi jalostettua ateriaali hyötykäytettäväpään uotoon. Tutkiustuloksia ja erityisesti seurantatietoa turvallisesta sijoitustavasta on niukasti. Työ on tehty Espoon kaupungin toieksiannosta, jossa yhteyshenkilönä on toiinut Jenni Mikkola. Tutkiukset on tehty Raboll Finland Oy:ssä, jossa työstä ovat vastanneet: - näytteenoton ohjaus ja raportointi, Tero Taipale - laboratoriotyön ohjaus ja raportointi, Merja Autiola - riskien arviointi ja raportointi Noora Lindroos - laadunvaristus, Jari Mannila 2. NÄYTTEENOTTO Näytteet otettiin kahdella erillisellä kerralla. Ensiäisellä näytteenottokerralla näytteet otettiin käsikäyttöisellä suokairalla pisteestä TP3. Pisteistä TP 1 ja TP 2 näytteet otettiin kairaaalla näytteet putkinäytteenottieen Näytteenotosta vastasi Raboll Finland Oy. Kairaukset suoritettiin keskiraskaalla porakonekairauskalustolla (GM 75 GT). Näytteitä otettiin kolesta näytepisteestä (TP1-3) puolen etrin kokooanäytteina n. 2 syvyydelle saakka. Syvyysulottuvuus valittiin ahdollisesti toteutettavan ruoppaussyvyyttä ukaellen (1 + 1 lisäkerros). Turve- ja pintahuuskerroksesta ei otettu näytteitä. Näytteet pakattiin uovipusseihin, joista poistettiin ila, suljettiin tiivisti ja pakattiin kuljetettavaksi. Näytteet kuljetettiin viilennetyissä kylälaukuissa aina laboratorioon toiittaiseen saakka. Laboratoriossa näytteet säilytettiin kyliöläpötilassa ennen analysoinnin aloittaista.

6 KIRKKOJÄRVENPUISTO, SULFIDISAVIKARTOITUS Kuva 1. Pisteen TP3 näyte syvyysväliltä 0-0,5. Näytteen yläosassa, kuvan vaseassa ylänurkassa, on havaittavissa ohut aatunut huuskerros, jonka alla on noin 15 c pituinen haraa, hapettunun savikerros. Haraan kerroksen alapuolella savi on selkeästi väritykseltään ruskeapaa, utta ei ustaa. Näytettä ei luokiteltu potentiaaliseksi happaaksi sulfaattiaaksi. Kuva 2. Pisteen TP3 näyte syvyysväliltä 1,6-2,1. Näyte on lustoinen. Lustojen värit vaihtelevat ruskeasta ustaan. Näyte luokiteltiin potentiaaliseksi happaaksi sulfaatiaaksi. Tutkiuspisteiden sijainti on esitetty liitteissä 2. Kenttähavainnot on esitetty liitteessä 3.

7 3. TUTKIMUSMENETELMÄT Maanäytteet tutkittiin Rabollin ypäristögeotekniikan laboratoriossa Luopioisissa ja Raboll Analyticsin ypäristölaboratoriossa Vantaalla. Ennen testauksen aloitusta näytteet hoogenisoitiin. Näytteistä ääritettiin vesipitoisuus, orgaanisen aineksen äärä hehkutushäviönä 550 o C läpötilassa sekä itattiin ph ennen inkubointia ja inkuboinnin jälkeen. Hapontuotto ääritettiin näytteistä, joiden ph oli inkuboinnin jälkeen 4,5. Käytetyt enetelät olivat - Vesipitoisuuden ääritys: SFS CEN ISO/TS :FI - Hehkutushäviön ääritys: SFS-EN ph-ääritys: SFS-EN Inkuboidun näytteen ph:n ääritys vetyperoksidilla hapetetusta näytteestä: Näytteeseen lisättiin 15 %:sta vetyperoksidia ja näytettä keitettiin vähintään kahden tunnin ajan, tai kunnes reagointi loppui. Näytteen jäähdyttyä huoneenläpöön itattiin ph (NAG ph, net acid generation) - Hapontuotto ääritettiin vetyperoksidilla hapetetusta näytteestä. Näytteet titrattiin 0,1 M natriuhydroksidiliuoksella ph-arvoon 4,5. NaOH-kulutuksen perusteella laskettiin näytteen hapontuotto yksikössä H 2 SO 4 kg / t aata - Kokonaisrikki ääritettiin laboratorion oalla enetelällä, jossa näyte (tarvittaessa kuivattu) poltetaan putkiuunissa (Leco SC-144DR) puhtaassa hapessa ja korkeassa läpötilassa. Muodostuneen SO 2 -kaasuäärän perusteella lasketaan näytteen kokonaisrikkipitoisuus. tulokset iloitetaan näytteen kuivaassaa kohden. Määritysraja analyysille on 0,01 -% 4. TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU Analyysitulokset on esitetty kootusti liitteen 3 taulukossa ja analyysitodistukset liitteessä 4. Näytteitä tutkittiin yhteensä 12 kappaletta. Seuraavassa esitetään tehdyistä tutkiuksista lyhyet yhteenvedot ja taustaa luokitukselle. Taustatietoa happaien sulfaattiaiden esiintyiselle ja luokittelulle on koottu liitteeseen Maalajit Huuspitoisen pintaaan alla oleva aaperä on laboratoriossa tehtyjen siläääräisten aalajiarvioiden perusteella pääosin liejua, liejuista savea tai savista liejua. Tulosesten perusteella voidaan todeta, että kaikissa kolessa pisteessä ensiäinen 0,5 aanpinnasta on Litorinaerivaiheen jälkeen kerrostuneita sedienttikerroksia, jossa rikkipitoisuus on selkeästi atalapi kuin syveissä tutkituissa kerroksissa. 4.2 Kokonaisrikkipitoisuus laboratoriossa Potentiaalisiksi happaiksi sulfaattiaiksi luokiteltavista näytteissä kokonaisrikkipitoisuus on 0,2 % (kuiva-aineesta). Laboratorioäärityksistä tähän kategoriaan kuuluvat kaikki 12 analysoitua näytettä. Kokonaisrikkipitoisuudet vaihtelivat näytteissä välillä 0,2-2,2 % kuiva-aineesta, ja olivat kaikissa näytteissä alhaisepia pinnassa kuin syveissä näytteenottopisteissä. Korkeiat rikkipitoisuudet olivat näytteenottopisteessä TP Inkuboitu ph (NAG-pH) GTK:n ohjeessa esitetään, että kokonaisrikkipitoisuudeltaan 0,2 % näytteet, joissa ph on inkuboinnin (vetyperoksidihapetus nk. NAG ph) jälkeen ph 4,0 ja laskee yli 0,5 ph-yksikköä kentällä itattuun ph-arvoon verrattuna, ovat potentiaalisia sulfaattiaita.

8 Lukuun ottaatta kahta pintasedienttinäytettä TP3 0,1-0,6 ja TP2 0,25-0,5 kaikissa tutkituissa inkuboiduissa aanäytteissä ph:n lasku oli yli 0,5 ph-yksikköä ja inkuboitu ph 3,3 vaihdellen välillä 2,3-3,3. Kahden pintanäytteen inkuboitu ph ei laskenut ph-tasoa 6,0 aleas. Pintakerroksia lukuunottaatt alueen sedienttien täydellisesti hapettuessa ph laskee hyvin happaaksi. 4.4 Nettohapontuotto (NAG) Kyenelle rikkiä sisältävälle aanäytteelle ääritettiin nettohapontuotto (NAG) titraaalla vetyperoksidilla hapetettu aanäyte 0,1 M NaOH:lla ph-arvoon 4,5. Vetyperoksidi hapettaa näytteen sisältään sulfidin sulfaatiksi. Saalla yös näytteen sisältää orgaaninen aines hapettuu. Titraaalla sulfaattipitoinen näyte eäksellä ph-tasolle 4,5, voidaan äärittää teoreettinen rikkihappoäärä, jonka kyseisen kaltainen aa-aines voi enintään vapauttaa ypäristöön. Tulosten perusteella potentiaalisten sulfaattiaanäytteiden hapontuotto on 3,7 34,3 kg rikkihappoa aaainestonnia kohden. Alueen assat ovat tutkiusten perusteella poikkeuksellisen runsaasti rikkihappoa tuottavia. Testin tulosta voidaan hyödyntää riskitarkastelussa arvioitaessa ypäristöön kohdistuvaa happokuoritusta, kun tietty äärä potentiaalista hapanta sulfaattiaata (PASS) kaivetaan kasalle hapellisiin olosuhteisiin. Näytteiden hapontuotto kuvaa vakavinta skenaariota eli tilannetta, jossa kaikki näytteen sisältää sulfidirikki vapautuu hapettuessaan rikkihappona. Testi todennäköisesti yliarvioi ph:n alentuista ja hapontuottoa, sillä luonnossa voi tapahtua yös puskurireaktioita eli aa-aines voi sisältää neutraloivaa ineraaliainesta ja huusta, jolloin ph ei todellisuudessa laske niin alhaiseksi kuin laboratoriossa. Lisäksi rikin esiintyisuoto voi yös palautua takaisin sulfaatista sulfidiksi, jos olosuhteet uuttuvat takaisin hapettavista pelkistäviksi. 4.5 Puskurikapasiteetti Kaikista näytteestä ääritettiin hehkutushäviö, joka korreloi näytteen sisältään orgaanisen aineksen äärän kanssa. Ruotsissa (Pousette. 2007) hehkutushäviötä on käytetty sulfaattiaiden puskurikapasiteetin arvioiiseen. Mitä suurepi hehkutushäviö ja orgaanisen aineksen äärä, sitä suurepi on saven puskuroiva vaikutus, joka puolestaan pienentää happaoittavaa vaikutusta. Hehkutushäviön ylittäessä 8 %, savella on puskuroiva vaikutus ja saven happaoittava vaikutus pienenee suhteessa väheän orgaanista ainesta sisältävään saveen. Tutkituissa aanäytteissä hehkutushäviö oli kaikissa näytteissä 7 % tai sen yli vaihdellen välillä 7,0-21,8. Näytteiden keskiääräinen hehkutushäviö oli 10,4 % eli alueen huuspitoisuus puskuroi jonkin verran happaoittavaa vaikutusta. 4.6 Yhteenveto tuloksista ja GTK:n luokitusohjeen ukainen luokitus GTK:n luokitusohje (Edén et al. 2012) on esitetty liitteessä 1. Luokituksen tuloksena näytteet ovat joko tavanoaisia savia, varsinaisia happaia sulfaattiaita tai potentiaalisia happaia sulfaattiaita. Kaikkien tutkittujen näytteiden ph oli 4,7 (4,7-8,0), joten yhtään näytteistä ei luokiteltu varsinaiseksi happaaksi sulfaattiaaksi (AASS) (ph < 4,0). Tähän luokkaan kuuluu tyypillisiin peltoaaksi uokattu saviaa, jossa hapettuinen on päässyt eteneään syveälle aaperässä jopa 1,5 syvyydelle saakka. Hapettuneen kerroksen syvyys korreloi yleensä ypärysojien syvyystasojen kanssa. Potentiaaliseksi happaaksi sulfaattiaaksi (PASS) luokiteltiin 10 näytettä. Sulfaattiaaksi luokitellaan näyte, jossa toteutuu sekä korkea rikkipitoisuus että ph-tason lasku hapetuksen yhteydessä. Esitetyissä aanäytteissä ph-taso alenee kaikissa testatuissa näytteissä eneän kuin 0,5 yksikköä. Riskiluokitus Edén et al ohjetta soveltaen on ainittu näytepisteen perässä. Potentiaalista sulfaattiaata esiintyi kaikissa näyttenottopisteissä TP1-3.

9 Näytepiste Syvyys () Luokka TP1 0,5-1,0 1/D/II TP1 1,0-1,5 1/D/I TP1 1,5-2,0 1/D/I TP1 2,0-2,5 1/D/I TP2 0,5-1,0 1/D/I TP2 1,0-1,5 1/D/I TP2 1,5-2,0 1/D/I TP3 0,6-1,1 1/D/II TP3 1,1-1,6 1/D/I TP3 1,6-2,1 1/D/I Tavanoainen savi: Tutkiuspisteet, joiden pintakerroksen 0-0,5 aanäytteet eivät ole varsinaista tai potentiaalista sulfaattiaata olivat TP2 0,25-0,5 TP 3 0,1-0,6 Näytteiden kokonaisrikkipitoisuudet olivat 0,2 -%, utta korkeahko rikkipitoisuus johtuu näytteissä todennäköisesti korkeasta orgaanisen aineksen äärästä. Näytteet eivät reagoineet uissa testeissa sulfaattiaalle tyypillisellä tavalla. 5. HAPPAMAN VALUNNAN MUODOSTUMINEN Sulfidiaiden rikkiyhdisteet uodostavat hapettuessaan rikkihappoa (H 2 SO 4 ). Maaperässä liikkuva vesi huuhtoo rikkihapon ukaansa ja vesi happaoituu. Happaoituisen voiakkuuteen vaikuttaa uodostuneen rikkihapon äärä ja uut ahdollisesti puskuroivat yhdisteet, jotka ovat liunneet veteen. Maaperän ollessa pohjavedenpinnan alapuolella, on aaperän happipitoisuus hyvin atala ja rikkihappoa ei pääse uodostuaan. Rakennustöiden yhteydessä tehtävien pohjaveden alennusten yötä happi pääsee aaperään pohjaveden laskiessa ja sulfidirikki hapettuu sulfaattirikiksi. Sadannasta tai sulannasta suotautuva vesi taas huuhtoo sulfaattirikin rikkihappona ukaansa. Saa iliö tapahtuu, kun sulfaattiaita kaivetaan assanvaihtojen yhteydessä pois pelkistävistä olosuhteista, eli pohjaveden pinnan alapuolelta nostetaan assoja pohjavedenpinnan yläpuolelle. Sulfidisavien hapettuisen seurauksena pelkistynyt sulfidirikki (S 2- ) hapettuu sulfaattirikiksi (SO 4 2- ), joka pidättyy kuivana aikana aaperään suoloina. Sateiden ja sulaisvesien seurauksena sulfaattirikki liukenee veteen ja uodostaa rikkihappoa (H 2 SO 4 ). Vesien happauus on tyypillisesti suuriillaan keväisin ja syksyisin, kun sulais- ja sadevedet huuhtovat aata ja kuljettavat happauuden vesistöihin. Rikkihappo uuttaa veden ph:n happaaksi, ikä puolestaan liuottaa aa-aineksesta etalleja ja erityisesti aluiinia. Kuivana ajanjaksona liuenneet happosuolat ja etallit pidättäytyvät aaperään. Sateiden tai sulaisvesien ukana sulfaattiaiden vedet huuhtoutuvat vesistöihin. Valuien ph voi olla alle 3. Herkiät kalat voivat kuolla, jos vesistön ph laskee alle 5,5:n. Lisäksi hapan vesi liuottaa aaperästä ja veden kiintoaineksesta aluiinia pintavesiin. Vesistöissä aluiini saostuu kalan kiduksissa aiheuttaen kalojen tukehtuista. Happaien vesien vaikutuksesta yös angaanin, kadiuin, koboltin, kuparin, sinkin ja nikkelin päästöt vesiin lisääntyvät (GTK. 2009). Erityisesti peltoviljelyssä happaan aan kalkitseinen on välttäätöntä viljelykasvien tuottavuuden takaaiseksi. Suoalaisilla viljelykasveilla ph:n tavoitetasot ovat selkästi yli 6. Matala ph estää kasvien tehokkaan ravinteiden saannin aaperästä. Eli jos aa happaoituu, kasvillisuus kärsii ja alueen luontainen kasvillisuus saattaa vaihtua happaia olosuhteita parein sietävään lajistoon. Esierkki- ja indikaattorilajina voidaan pitää osankääiä, joka viihtyy, leviää ja syrjäyttää kasvullaa uuta kasvistoa tehokkaasti happaalla aaperällä ja kosteikoissa.

10 6. JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET Tutkitulla Espoon Kirkkojärven alueella on kartoituksen perusteella sulfidipitoisia aakerroksia eli potentiaalisia happaia sulfaattiaita. Alueen käytössä ja assojen käsittelyssä tulee huoioida hapon uodostuisen ahdollisuus. Ongelilta voidaan välttyä tai ainakin vähentää pitäällä alueen alueen kuivatustaso potentiaalisten happaien sulfaattiaiden yläpuolella, jolloin sulfidipitoiset aakerrokset eivät pääse hapettuaan. Rakentaisen aikana on pyrittävä välttäään alian kuivatustason alapuolelle suoritettavia kaivuja tai pohjavedenpinnan tason alentaista. Mikäli alueen sulfaattiaita halutaan kaivaa tai ruopata, tulee tiedostaa, että saalla paljastetaan uutta potentiaalista reagoivaa sulfaattiaata hapettuiselle altiiksi. M. seuraavat seikat tulee huoioida: Rakentaisen ajalle ja rakentaisen jälkeiselle ajalle on suositeltavaa laatia seurantaohjela, jonka avulla ahdollisiin happaiin valuntoihin voidaan reagoida tehokkaasti. Pintavesitarkkailussa tulee seurataan säännöllisesti ainakin seuraavia paraetrejä: ph, sähkönjohtavuus, sulfaatti- ja aluiinipitoisuus. Saven hyödyntäinen alueen rakentaisessa Mikäli ruopatut ja kaivetut assat halutaan hyödyntää kaava-alueen sisällä, tulee saven teknisiä oinaisuuksia parantaa stabiloinnilla. Kaupallisilla sideaineilla kuten kalkkiseentillä, GTC:llä sekä uilla erilaisilla seenttilaaduilla saadaan lisättyä saven leikkaus- ja puristuslujuutta sekä helpotetaan assan käsittelyä ja läjittäistä. Sideaineiden äärät tarkennetaan reseptoinnilla, jossa voidaan huoioida riittävien teknisten oinaisuuksien saavuttaiseksi tarvittava sideaineäärä ja laatu. Sideainekustannuksia voidaan vähentää hyötyntäällä sideaineena yös reaktiivisia voialaitoslentotuhkia. Stabilointi kaupallisilla sideaineilla ei edellytä ypäristölupaa. Lentotuhkan käyttö sitä vastoin edellyttää nykyisin ypäristöluvan hakeista joko kunnalta tai Aluehallintovirastolta. Kunta voi yöntää ypäristöluvan, kun tuhkan käyttö kohteessa alittaa t. Tällä äärällä käsitellään yleensä jo sedienttiä. Stabiloitua sulfaattiaata voidaan hyöydyntää alueen täytöissä, aiseavalleissa, tulvepenkereissä ja aanpinnan nostossa. Käsitelty savi on saven tapaan routivaa. Käsitellyt assat tulee peittää oreenilla tai uulla aa-aineksella, joka ehkäisee käsitellyn sulfaattiaan kuivuista ja halkeilua sekä antaa läjitetylle assalle eroosiosuojan. Saalla estetään hulevesien huuhtovaa vaikutusta ja happopulssien esiintyistä. Orgaaninen aines ylipänä peittokerroksena vähentää läpisuotautuvan sadeveden happipitoisuutta. Kuivalla aalla sijaitsevaa sedienttiä voidaan stabiloida suoraa syntypaikallaan. Ruopattu tai kaivettu sedientti tulee sen sijaan läjittää väliaikaiseen altaaseen, josta se käsittelyn jälkeen voidaan siirtää lopulliseen hyödyntäiskohteeseen tai aankaatopaikalle. Stabiloidun saven hyödyntäinen alueella edellyttää sideainereseptointia, rakenteiden geoteknistä suunnittelua sekä ypäristölupaa. Vastaavia hyötykäyttökohteita ei ole toistaiseksi luvitettu Suoessa, joten viranoaisen suhtautuinen ratkaisuehdotukseen ei ole tiedossa. Näin ollen on yös oleassa ahdollisuus hyödyntää kohteessa koetoiintaa ja testata assan käsittelyn ja läjittäisen vahtoehtoja. Hankkeen kokonaisuuteen kuuluvat assanvaihdot, assojen kuljetukset soveltuville läjitysalueille sekä rakenteisiin sopivien useiiten neitseellisten ateriaalien kuljetus kohteeseen ovat kuluja, joista saadaan säästöjä, jos alueen sisäistä assataloutta voidaan suunnitella noraalia pideällä aikajänteellä. Massastabilointi tulee usein kustannustehokkaaksi eneteläksi jo stabilointikohteissa. Katurakenteiden pohjanvahvistuksena assastabilointi toiii joko sellaisenaan tai sitten assanvaihdon yhteydessä, jolloin poiskaivettavan assan happaoituinen ja sen aiheuttaat ypäristöriskit pienenevät.

11 Saven kuljettainen aankaatopaikalle Espoon Kulakorven aankaatopaikalle on tehty selvitys läjitettyjen sulfidisavien vaikutuksista sekä esitetty ohjeita sulfidisavien läjittäisestä alueelle (Raboll, 2014). Selvityksen ukaan Kulakorven alueella tulisi toiia seuraavien periaatteiden ukaisesti, jotka on hyvä pitää ielesä jo Kirkkojärvenpuiston rakentaisen suunnitteluvaiheessa. Voiakkaan happaoittaispotentiaalin oaavia sulfidisavia läjitettäessä ja assaäärän ollessa suuri ainakin peittoaakerros kalkitaan Vaihtoehtoisesti yös itse sulfidisavi voidaan kalkita esi. assastabilointienetelällä. Voiakkaan happaoittaispotentiaalin sulfidisavierillä peittoaakerroksen paksuussuositus on >1 Sulfidisavet tulee peittää nopeasti läjittäisen jälkeen, jotta pintavesien happoa liuottava vaikutus jää ahdollisian lyhytaikaiseksi Orgaaninen aines peittoaakerroksessa on etu, sillä se kuluttaa happea sulfidisavikerrokseen suotautuvasta vedestä Massan sijoittaisessa aankaatopaikalle tulee huoioida yös seuraavat: Nk. geosäkkejä voidaan käyttää yliääräisen veden poistaiseen, ikäli kuivatettavan assan äärä on rajallinen. Geosäkkien käyttö ei kuitenkaan poista itse ongelaa. Ruoppausassa tulee edelleen kuljettaa ja käsitellä ennen aankaatopaikalle sijoittaista. Menetelä soveltuu vain ruoppausassoille, joissa vesipitoisuus on suuri. Kuljetus, vastaanotto ja käsittely nostaa sulfaatiaan läjittäisen hintaa verrattuna tavanoaiseen ylijäääaahan, jota voidaan yös hyödyntää aankaatopaikoilla. Espoossa RAMBOLL FINLAND OY Jari Mannila Projektipäällikkö Merja Autiola Projektipäällikkö

12 LÄHTEET Edén et al Edén, P., Rankonen, E., Auri, J., Yli-Halla, M., Österhol, P., Beucher, A. and Rosendahl, R Definition and Classification of Finnish Acid Sulfate Soiles. 7th International Acid Sulfate Soil Conference in Vaasa, Finland 2012 Towards Harony between Land Use and the Environent. Geological Survey of Finland. Guide 56. Opas ladattavissa GTK:n verkkosivuilta: GTK Happaien sulfaattiaiden haitat hallintaan, Geofoorui 2/2009 (Geologian tutkiuskeskuksen asiakaslehti). Hadzic et al Mirka Hadzic, Heini Postila, Peter Österhol, Miria Nystrand, Saila Pahkakangas, Anssi Karppinen, Minna Arola, Ritva Nilivaara-Koskela, Kati Häkkilä, Jaakko Saukkoriipi, Susan Kunnas ja Raio Ihe. Sulfaattiailla syntyvän happaan kuorituksen ennakointi- ja hallintaenetelät. SuHe hankkeen loppuraportti. Suoen ypäristökeskuksen raportteja 17/2014. Lindroos, N. ja Taipale, T Sulfidisavien läjitys Espoon Kulakorven aankaatopaikalle. Sulfidisaviselvitys. Maa- ja etsätalousinisteriö Happaien sulfaattiaiden aiheuttaien haittojen vähentäisen suuntaviivat vuoteen Maa- ja etsätalousinisteriö 2/2011. Pousette, K Råd och rekoendationer för hantering av sulfidjordsassor, Teknisk rapport, Luleå tekniska universitet, 2007:13.

13 Liite 1 HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN ESIINTYMINEN JA LUOKITTELU SUOMESSA Seuraavassa esitetään sulfaattiaihin liittyvän ypäristöongelan taustaa ja luokittelua. Ohjeistus ottaa huoioon yös. osittain hapettuneen aan pintakerroksen ja siinä jo tapahtuneet ph-uutokset. Taustaa Noin vuotta sitten Suoen rannikkoseudut olivat Litorina-eren peitossa ja läpiässä ilastossa kasvillisuus oli runsas. Veteen kuolleet ja aatuneet kasvinosat rehevöittivät veden ja erenpohjan hapettoissa osissa ikrobitoiinta pelkisti sulfaatin sulfidiksi. Näin syntyi rikkipitoista sulfidiaata. Sulfidiaata tavataan itäiseltä Uudeltaaalta Peräeren rannikolle saakka. Yleisipiä sulfidiaat ovat Pohjanaalla. Suurin osa sulfaattiaista esiintyy rannikolla alle 60 korkeuskäyrän alapuolella, utta paikoin niitä on havaittu yös korkeudella. Sulfidiaa-alueet ovat luonnontilassa atalia, turpeen peittäiä ja tasaisen kosteita aita, eivätkä tällöin aiheuta haittaa ypäröivälle luonnolle. Tilanne uuttuu, kun pohjaveden pinta laskee esierkiksi ojituksen seurauksena, tai ikäli sulfidiaata kaivetaan kasalle esierkiksi ruoppauksen yhteydessä. Hapen kanssa tekeisiin joutuvan sulfidiaan sisältäät rikkipitoiset ineraalit hapettuvat ja uodostava rikkihappoa, joka liuottaa aaperästä sen luontaisesti sisältäiä etalleja (Kuva 1). Kuivana ajanjaksona liuenneet happosuolat ja etallit pidättäytyvät aaperään. Sateiden tai sulaisvesien ukana sulfaattiaiden vedet huuhtoutuvat vesistöihin. Valuien ph voi olla alle 3. Herkiät kalat voivat kuolla, jos vesistön ph laskee alle 5,5:n. Lisäksi hapan vesi liuottaa aaperästä ja veden kiintoaineksesta aluiinia pintavesiin. Vesistöissä aluiini saostuu kalan kiduksissa aiheuttaen kalojen tukehtuista. Happaien vesien vaikutuksesta yös angaanin, kadiuin, koboltin, kuparin, sinkin ja nikkelin päästöt vesiin lisääntyvät (GTK. 2009). Kuva 1. Haraa kerros kuvaa hapettunutta hapanta sulfaattiaata ja usta kerros pelkistyneessä tlassa olevaa sulfidiaata (GTK. 2009).

14 Luokittelussa käytetyt kriteerit Happaien sulfaattiaiden ja potentiaalisten happaien sulfaattiaiden (eli sulfidiaiden) aiheuttaat vaikutukset on tiedostettu Suoessa etenkin sen aataloudelle aiheuttaien ongelien vuoksi. Systeaattinen työ happaien sulfaattiaiden kartoittaiseksi ja luokittelukriteerien äärittäiseksi Suoessa alkoi vuonna 2009 GTK:n johdolla (Edén et al. 2012). Maa- ja etsätalousinisteriö julkaisi vuonna 2011 strategiansa haittojen vähentäisen suuntaviivoiksi vuoteen 2020 (Maa- ja etsätalousinisteriö. 2011). Tässä raportissa esitetty happaien sulfaattiaiden luokittelu perustuu artikkeliin Definition and Classification of Finnish Acid Sulfate Soils (Edén et al. 2012). Artikkelissa esitettyjen luokittelukriteerien ukaan sulfaattiaissa on kohonnut rikkipitoisuus ja ne ovat joko happaia kerrostuia (varsinainen hapan sulfaattiaa) tai pelkistyneessä tilassa olevia sulfidipitoisia kerrostuia (potentiaalinen hapan sulfaattiaa). Sulfaattiaat ovat tyypillisesti orgaanista ainesta sisältävää savea tai silttiä. Seuraavassa on esitetty sulfaattiaiden luokitusta helpottavat tunnusoaiset piirteet varsinaiselle happaalle sulfaattiaalle (AASS) sekä potentiaaliselle happaalle sulfaattiaalle (PASS). Varsinainen hapan sulfaattiaa (AASS): - aastossa itattu ph < 4,0, johtuen sulfidien hapettuisesta - ikäli savi-/silttinäytteen aastossa itattu ph on 4,0 4,4 eikä aleasta aakerroksesta ole tehty sulfidisavihavaintoja, jatkotutkiukset ovat tarpeen. Jatkotutkiuksissa tehdään esierkiksi ph:n ääritys inkuboidusta näytteestä (vetyperoksidihapetus) ja/tai kokonaisrikkipitoisuusääritys Potentiaalinen hapan sulfaattiaa (PASS): - rikki esiintyy sulfidiuodossa (pelkistyneenä, ei hapettuneena) - yleensä ph > rikin pitoisuus, S (tot) 0,2 % - inkuboidun näytteen ph 4,0 (vetyperoksidihapetetun) ja ph:n uutos on yli 0.5 phyksikköä verrattuna aastossa itattuun ph-tulokseen Riskiluokittelu suoalaisille happaille sulfaattiaille Edén et al esittäässä riskiluokittelussa yleiskartoituksen tarkastelusyvyytenä käytetään 0 3 syvyyttä aanpinnasta (luonnontilainen aaperä). Tarkasteltavia paraetreja on kaikkiaan kole: - sulfidikerroksen (PASS) alkaissyvyys - aastossa itattu inii ph - kokonaisrikkipitoisuus Sulfidin esiintyinen: Luokka 1 Potentiaalinen sulfaattiaan alkaissyvyys () 1 0-1,0 2 1,0-1,5 3 1,5-2,0 4 2,0-3,0 5 sulfidit ovat kokonaan hapettuneet 6 ei sulfideja 0-3 syvyydellä Maastossa itattu inii ph: Luokka 2 ph in (0-3 syvyydellä) A < 3,5 B 3,5-3,9 C 4,0-4,4 D 4,5

15 Rikkipitoisuus: Lisäluokitus S(tot) % I 1,0 II 0,6 1,0 III 0,2-0,6 IV <0,2 Näytteen luokittelu annetaan uodossa: sulfidien esiintyisen alkaissyvyys / ph in / S(tot).

16 !!!!!!!!! $ Kyrkängarna Nedre Lövkulla! Golfkenttä!! Golfbana!!!!!!!!! TP3!!!!!!!!!! TP1!!!!!!!!!!!!!!! ESPOOESBO!!!!!!!! TP2!! Urh.!!!!!!! Idr. Koulu Kirkkojärvi Kyrkträsk Skola Kaup.talo Metriä Tutkiuskohteen nii ja osoite Piirustuksen sisältö Mittakaava Kirkkojärvi, Espoo Sulfidisavi, näytteenottopisteet 1 : Raboll Finland Oy PL25, Säterinkatu ESPOO puh fax Suunn. ala Projektinuero Tiedosto YMP Piirustusnuero M uutos hyv. Piirtäjä Suunnittelija Pv. TTAI TTAI

17 Espoo, Kirkkojärven puisto, sulfidisavikartoitus Luokittelu GTK (Edén et al. 2012)* Näytepiste Syvyys Maalajiarvio kentällä Silä. Maalajiarvio w [%] Hh 800 C [%] ph Analysoitu kokonais-rikkipitoisuus S tot [-%] Luokittelu Luokka 1 Luokka 2 Luokka 3 NAG ph titraus, nettohapon tuotto [kg H2SO4/tonni] Huoioita TP1 TP2 TP3 0,0-0,5 huus, ei näytettä 0,5-1,0 Sa ljsa 96,8 9,1 4,7 0,82 1/D/II D II 3,1 7,38 1,0-1,5 Sa ljsa 108 9,7 6,9 1,3 1/D/I D I 2,7 15,89 1 1,5-2,0 Sa ljsa 127 7,4 8 1,4 1/D/I D I 2,6 16,56 2,0-2,5 Sa ljsa 147 7,0 8 1,1 1/D/I D I 3,2 5,37 2,5-3,0 Ei analysoida tässä vaiheessa 0,25-0,5 Sa Lj+H ,8 5,3 0,49 -- D III 6 -- Titrausta ei tehdä, jos NAG-pH on yli 4,5 0,5-1,0 Sa salj 133 9,4 6,3 1,8 1/D/I D I 2,3 32,69 1 1,0-1,5 Sa salj 142 9,0 7,3 2 1/D/I D I 2,3 34,28 1,5-2,0 Sa salj 150 7,7 7,5 1,6 1/D/I D I 2,5 21,16 2,0-2,5 Ei analysoida tässä vaiheessa 2,5-3,0 Ei analysoida tässä vaiheessa 0,1-0,6 Sa/Si/Tv Lj + Tv ,0 6,5 0,2 -- D III 6,4 -- Titrausta ei tehdä, jos NAG-pH on yli 4,5 0,6-1,1 Sa/Si Lj 133 9,3 6,9 0,75 1/D/II D II 3,3 3,67 1 1,1-1,6 Sa/Si Lj ,5 7,1 2,1 1/D/I D I 2,5 28,42 1,6-2,1 Sa/Si ustia raitoj Lj 156 9,8 7,3 2,2 1/D/I D I 2,4 30,73 3 näytepistettä, 12 näytettä in 97 7,0 4,7 0,2 2,3 3,7 aks ,8 8,0 2,2 6,4 34,3 ka ,4 6,8 1,3 3,3 19,6 Näytepisteiden koordinaatit ja korko Koordinaatisto: ETRS-GK25 N E N2000 Z Huooita TP , ,9 3,757 z itattu TP , ,7 3,215 z itattu TP , ,0 3,70 z haettu aanpintaallista * Luokat 1, 2 ja 3 ovat seuraavat Luokka 1 Potentiaalinen sulfaattiaan alkaissyvyys () Luokka 2 phin (0-3 syvyydellä) Luokka 3 S(tot) % LIITE 3

18 Raboll Analytics Pv: /1 Tutkiustodistus Projekti: /1 Raboll Finland Oy / Luopioinen Vohlisaarentie 2 B LUOPIOINEN Tutkiuksen nii: Espoo, Kirkkojärven puisto, sulfidisavikartoitus Näytteenottopv: Näyte saapui: Näytteenottaja: Esa Karjalainen Analysointi aloitettu: Tutkiustulokset Näytteenottopisteet TP3 / 0,1-0,6 Näytenuero 15SS MÄÄRITYKSET Kosteus, analyysinäytteen, IR Rikki (S), vedetön TP3 / 0,6-1,1 15SS TP3 / 1,1-1,6 15SS TP3 / 1,6-2,1 15SS Yksikkö Menetelä 2,5 2,1 1,9 2,4 -% RA1038 0,20 0,75 2,1 2,2 -% RA1039 Raboll Analytics Niina Nyan laboratorioinsinööri, ins. (AMK), Tää tutkiustodistus on allekirjoitettu sähköisesti. Lisätiedot Jakelu kuivattu savi erja.autiola@raboll.fi; noora.lindroos@raboll.fi Tutkiustodistuksen osittainen julkaiseinen on sallittu vain laboratorion kirjallisella luvalla.testaustulokset koskevat vain tutkittua näytettä. Raboll Analytics Nieenkatu 73, Lahti Puh Kilterinkuja 2, Vantaa Y-tunnus Kotipaikka Espoo

19 Raboll Analytics Pv: /1 Tutkiustodistus Projekti: /2 Raboll Finland Oy / Luopioinen Vohlisaarentie 2 B LUOPIOINEN Tutkiuksen nii: Espoo, Kirkkojärven puisto, sulfidisavikartoitus Näytteenottopv: Näyte saapui: Näytteenottaja: Sai Kankaanpää Analysointi aloitettu: Maanäytteet Näytteenottopisteet TP1 / 0,5-1,0 Näytenuero 15YN MÄÄRITYKSET Kosteus, analyysinäytteen, IR Rikki (S), vedetön TP1 / 1,0-1,5 15YN TP1 / 1,5-2,0 15YN TP1 / 2,0-2,5 15YN TP2 / 0,25-- 0,50 15YN Yksikkö Menetelä 2,8 2,5 2,4 2,9 3,0 -% RA1038 V 0,82 1,3 1,4 1,1 0,49 -% RA1039 V Maanäytteet Näytteenottopisteet TP2 / 0,5-1,0 Näytenuero 15YN MÄÄRITYKSET Kosteus, analyysinäytteen, IR Rikki (S), vedetön TP2 / 1,0-1,5 15YN TP2 / 1,5-2,0 15YN Yksikkö Menetelä 1,9 2,1 3,2 -% RA1038 V 1,8 2,0 1,6 -% RA1039 V Raboll Analytics Niina Nyan laboratorioinsinööri, ins. (AMK), Lisätiedot kuivattu savi Laboratoriot V Analysoitu Vantaalla Jakelu erja.autiola@raboll.fi; noora.lindroos@raboll.fi Tutkiustodistuksen osittainen julkaiseinen on sallittu vain laboratorion kirjallisella luvalla.testaustulokset koskevat vain tutkittua näytettä. Raboll Analytics Nieenkatu 73, Lahti Puh Kilterinkuja 2, Vantaa Y-tunnus Kotipaikka Espoo