Diplomityö TKK:n v esihuoltotekniikkaan aiheesta: Metals in Stormw ater Pollution Hulevesien metallit

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Diplomityö TKK:n v esihuoltotekniikkaan aiheesta: Metals in Stormw ater Pollution Hulevesien metallit"

Lauri Palo
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Diplomityö TKK:n vesihuoltotekniikkaan aiheesta: Hulevesien metallit Leena Sänkiaho Hulevesifoorumi Metals in Stormwater Pollution TKK:lla meneillään tutkimushankkeita kaupunkihydrologiaan liittyen Kirjallisuusselvitys aiheesta Esiselvitys tuleville hankkeille Page 1 Page 2 Esitelmän sisältö: Taustaa Taustaa Yleistä hulevesien laadusta Yleisimmin tutkitut metallit ja niiden lähteet Miten aihetta on tutkittu? Mitä Suomessa olisi syytä tehdä? Minkälaisia menetelmiä on käytetty metallipitoisten vesien käsittelyyn? Hulevesien laatua on tutkittu Suomessa huomattavan vähän verrattuna esimerkiksi USA:han, Ranskaan, Iso- Britanniaan tai Ruotsiin Näissä maissa hulevesien laadun ja määrän on osoitettu heikentävän vesistöjen olosuhteita huomattavasti Käytössä on useita erilaisia puhdistusmenetelmiä ja sääntöjä Page 3 Page 4 1

2 Yleisimmät haitta-aineet Aineiden määrään hulevesissä vaikuttavat: Kiintoaineet Happea kuluttavat aineet Fosfori Typpi Page 5 Metallit ja puolimetallit Patogeenit Polttoaineet ja öljyt Synteettiset orgaaniset yhdisteet - Paikalliset päästölähteet - Sadanta, ilmasto, lumisade - Rakennusmateriaalit - Ilmansaasteet - Liikennemäärät - Teollisuuden päästöt - Historia - Vesihuoltoratkaisut - Luonnolliset lähteet Page 6 Pistekuormitus vs. hajakuormitus Raskasmetallit Metallit ja niiden yhdisteet reagoivat monella eri tavalla Määritelmä: - Metallit joiden tiheys on yli 5000 kg/m3: esimerkiksi kupari, nikkeli, sinkki, kromi, kadmi um, elohopea, lyijy, arseeni, seleeni jne. Monet raskasmetallit tunnetaan ympäristömyrkkyinä (EnDic 2004). Metalleilla on osittain samanlaisia ominaisuuksia (poikkeuksina Cr (VI), Hg ja As) Ei tieteellistä, yleistä määritelmää raskasmetalleille Ihmisen toiminnan takia ympäristössä esiintyy pitoisuuksia, jotka ovat huomattavasti suurempia kuin luonnolliset pitoisuudet Page 7 Kompleksien muodostaminen Liukeneminen Saostuminen Ioninv aihto reaktiot Sorptio ja desorptio Hapettuminen ja pelkistyminen (redox) Page 8 Korroosio Fotolyysi Spesiaatio Haihtuminen Bioakkumulaatio Biotransformaatio Koska metallit ovat alkuaineita niitä ei voi hajottaa, vaan ne poistuvat kierrosta sitoutumalla muihin aineisiin 2

3 Ovat riippuvaisia muista aineista: Mistä näitä metalleja oikein tulee? Esiintymismuotoon vaikuttavat esim. - ph - Hapetus-pelkistysolosuhteet - Suolapitoisuus Liuenneet metallit (<0.45 m) käyttäytyvät erilailla kuin sitoutuneet Esiintymismuoto vaikuttaa Toksisuuteen Liikkuvuuteen Biosaatavuuteen Hulevesien vaikutus vesistöissä riippuu veden laadusta, määrästä sekä lämpötilasta Yleisimmin tutkitut päästölähteet: Liikenne - autot, kadut, moottoriti et, parkki pai kat Rakennusmateriaalit - katot ja muut rakenteet Ilmansaasteet - sade, lumi ja laskeuma Eroosio - rakentami nen Roskat Page 9 Page 10 Hulevesien metallipitoisuudet Metallipitoisuude t Hulevesien metallipitoisuudet vaihtelevat huomattavasti näytteenottopaikasta riippuen Taulukossa pitoisuuksia useista eri lähteistä Metalli Min ( g/l) Max( g/l) Sinkki * Kupari 0,1 5000* Lyijy 0, * Kromi 0,5 260* Nikkeli Kadmium 0,03 32* Elohopea 0,002 0,037 *Ylittävät Helsingin veden asettamat raja-arvot teollisuuden jätevesipitoisuuksille Page 11 EMC= event mean concentration Virtaamalla painotettu pitoisuus First flush = ensihuuhtouma Metallien osalta vielä epävarmaa Kokonaistuotto Flux rate total loads yield Sedimenttipitoisuus Page 12 esim. g/km/year tai mg/m2/year esim. mg/kg 3

4 Näytteenotto Liikenne Yksittäinen näy te (konsentraatio) ei anna hy v ää arv iota kokonaistilanteesta Edustav a ja kattav a näy tteenotto ja luotettav a v irtaamamittaus tärkeää Mistä kohtaa hulev esiv erkostoa näy te otetaan? - Tutkitaanko lähteitä vai kokonaisvaikutusta? Mitkä metallit analy soidaan? - Riippuu kohteesta - Riippuu raja-arvoista Ov atko metallit sitoutuneena v ai esiinty v ätkö ne liuenneina? Pb Zn Cu Hg Cd Cr Ni Akut, jarrujen ja renkaiden kuluminen (lyijypitoinen bensiini) Metallien korroosio, tiesuola, renkai den täyteaineet, moottori ölj y Metallien korroosio, jarrut, moottorin kuluminen Fossiiliset polttoaineet Renkaat, fossiiliset polttoai neet Metallien korroosio, moottori n kulumi nen Polttoaineet, voiteluai neet, metalli päällysteet, metallien korroosio, renkaiden kulumi nen Pitoisuuksiin riippuvat liikennemääristä, ajonopeudesta, ajoneuvojen iästä, jarruttamisesta, muista tien rakenteista, tiesuolauksesta, asfaltista yms. Page 13 Page 14 Liikenne Rakennusmateriaalit Raja-arvot (µg/l), joiden sisällä teiltä tulevien hulevesien metallipitoisuudet usein ovat. Pb Zn Cu Hg - Cd Cr Ni Maalit, putket (ei Suomess a), puunsuoj a-ai neet, asfaltti Kattomateri aalit, galvanoidut metallit, asfaltti, messinki Kattomateri aalit, sähkökaapelit, asfaltti Galvanoi dut tuotteet, pigmentit, muovi t, teräs Ruostumaton teräs, betoni, maalit ja pigmentit, asfaltti Kattomateri aalit, betoni Page 15 Lähde: Göbel, P., Dierkes, C. & Coldewey, W.G. (2007) Storm water runoff concentration matrix for urban areas. Journal of Contaminant Hydrology. 91 pp Page 16 4

5 Kattomateriaalit Kuinka metallipitoisia hulevesiä puhdistetaan? Keskimääräiset pitoisuudet (µg/l) eri kattomateriaaleilta valuville vesille Poistetaan lähteet ja valistetaan ihmisiä - lyijytön bensiini hyvä esimerkki - Kaliforniassa kuparikatot kiellettyjä - autoillaan vähemmän Lähdekohtaiset puhdistamot - Katoilta tulevan veden suodatus materiaalin läpi, mikä sitoo metalleja Sedimenttien poistaminen suodattamalla ja laskeuttamalla - Poistaa sitoutuneet metallit - Kuinka kauan puhdistusmenetelmä kestää? Puhdistusmenetelmä tulee valita tapauskohtaisesti - Mitä halutaan puhdistaa? Lähde: Göbel, P., Dierkes, C. & Coldewey, W.G. (2007) Storm water runoff concentration matrix for urban areas. Journal of Contaminant Hydrology. 91 pp Page 17 Page 18 Suomessa ollaan menossa parempaan suuntaan Tutkimus hankkeita TKK:lla sekä Helsingin yliopistoll a Muutamass a kaupungiss a hulevesis trategi at Lumen metallipitoi s uuksi a tutkittu enemmän kuin hulevesi en Mutta Näytteenotto ei ole kattavaa Tuleeko hajakuor mi tuks elle asettaa raja-arvot? VPD? Vastuu huonos ta huleveden laadusta? Page 19 5

Samankaltaiset tiedostot

Mitä hulevesi on? - hulevesien vaikutus pinta- ja pohjavesiin. Limnologi Eeva Nuotio Espoon ympäristökeskus

Mitä hulevesi on? - hulevesien vaikutus pinta- ja pohjavesiin Limnologi Eeva Nuotio Espoon ympäristökeskus eeva.k.nuotio@espoo.fi Sisältö Mitä hulevedet ovat? Miksi hulevesien hallintaa? - Pohjavedet -