LIIKENNEVIRASTO OULUN SATAMA OY

Transkriptio

1 SEDIMENTTITUTKIMUS LIIKENNEVIRASTO OULUN SATAMA OY Oulun meriväylän syventäminen Sedimenttitutkimus

2

3 FM Pekka Keränen, maaperägeologi FM Tapio Leppänen, ympäristögeologi, johtava asiantuntija MM Lasse Rantala, projektipäällikkö COPYRIGHT PÖYRY FINLAND OY Kaikki oikeudet pidätetään Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman Pöyry Finland Oy:n antamaa kirjallista lupaa. Pohjakartat Maanmittauslaitos. Merikarttarasteriaineisto Liikennevirasto lupa nro LIVI/537/ /01 5 Copyright Pöyry Finland Oy

4 Sisältö JOHDANTO RUOPPAUSKOHTEET SEDIMENTIN KOOSTUMUS KUORMITUSLÄHTEET AIKAISEMMAT HAITTA-AINETUTKIMUKSET... 5 NÄYTTEENOTTO LABORATORIOTYÖT TUTKIMUSTULOKSET SEDIMENTIN FYSIKAALIS-KEMIALLISET OMINAISUUDET HAITTA-AINEET TULOSTEN TARKASTELU SEDIMENTAATIOSTA PERÄMERELLÄ PITOISUUSTARKASTELU LÄJITYSKELPOISUUS JOHTOPÄÄTÖKSET LÄHTEET... 1 LIITTEET 1. Tutkimuspisteiden koordinaatit. Rakeisuusanalyysin tulokset 3. todistukset 4. tulosten yhteenvetotaulukko 5. tulosten normalisointitaulukot KARTTALIITTEET 1 Yleiskartta Tuloväylä ja satama-alue

5 1 JOHDANTO Oulun sataman sisääntuloväylänä toimii nykyään syväväylä, jonka kulkusyvyys on 10,0 metriä. Väylän nykyinen kulkusyvyys on sataman toiminnan ja laivaliikenteen tulevaisuuden näkökulmasta riittämätön. Liikennevirasto suunnittelee meriväylän syventämistä 1,0 1,5 metrin kulkusyvyyteen, ja Oulun Satama suunnittelee sataman syventämistä 1,5 metrin kulkusyvyyteen. Hankekokonaisuudesta on käynnissä YVA-menettely, johon tämä sedimenttitutkimus liittyy. Nykyisen meriväylän syventäminen (VE1) edellyttäisi melko suurta ruoppausmäärää useissa ruoppauskohteissa pitkin väylää. Tämä vaihtoehto on kustannuksiltaan ja toteutettavuudeltaan todettu esisuunnitteluvaiheissa epäedulliseksi. Uusi väylälinjaus (VE) kulkee pääosin luonnonsyvällä alueella ja kokonaan uutta linjausta on noin 55 km (kuva 1). Ruoppauskohteita on suunnitelmien mukaan viisi kappaletta; ruoppausmassat läjitetään vesiläjityksenä neljässä kohdassa väyläalueelle. Mikäli väylää ei syvennetä lainkaan (VE0), kunnostusruoppauksia joudutaan suorittamaan myös jatkossa tarpeen mukaan. Väylä on ruopattu viimeksi v Satamasta ruopattaville massoille rakennetaan uudet selkeytys- ja läjitysaltaat satama-alueelle nykyisten altaiden viereen. Satamaa on ruopattu viimeksi v Kuva 1 VE, uusi väylälinjaus. Ruoppaus- ja läjityskohteet. Copyright Pöyry Finland Oy

6 1.1 Ruoppauskohteet Vaihtoehdossa VE ruoppauskohteita väylällä on viisi kappaletta (RK1 RK5). Kohteet on merkitty kuvaan 1. Väylä ruopataan kulkusyvyyteen 1,0 m ja haraustaso (vapaan veden syvyys) on -14,0 m. Ruoppausmassojen määrä on noin m 3 ktr ja ruopattavaa pinta-alaa on noin m tr. Oulun satamassa ruopataan tuloväylä ja satama-allas kulkusyvyyteen 1,5 m (haraustaso -13,8 m). Ruoppausmassojen määrä on yhteensä 1,6 milj. m 3 ktr ja ruopattavaa pintaalaa on noin m tr (Kuva ). Nykyinen selkeytysallas muutetaan ruoppausmassojen läjitysaltaaksi purkamalla rakennettavan läjitysaltaan kohdalta reunapenger pois. Satama-alueen altaisiin on lähtökohtaisesti tarkoitus läjittää vain satama-altaan ja tuloväylän ruoppauksesta syntyviä massoja, mutta altaita voidaan hyödyntää myös väylän ruoppausmassoille, mikäli altaissa on tilaa. 4 Kuva Tuloväylällä ja satamassa tehtävät ruoppaukset. 1. Sedimentin koostumus Hankealueen kallioperä on ns. Muhoksen muodostuman siltti- ja savikiveä.

7 Sataman vesialueella on ruoppaus- ja läjityshankkeeseen liittyvien tutkimusten perusteella (Pöyry Finland Oy 015a) seuraava kerrosjärjestys: - vesialueen pohjasta alkaen routiva löyhä hieno hiekka, silttinen hiekka ja hiekkainen siltti 4 5 m paksuna kerroksena - sitkeä savinen siltti (jääkautinen, punsa) sulfidisiltin alla, kerrospaksuus 1 3 m - löyhä siltti ja savinen siltti (sulfidisiltti) 5 10 m paksuna kerroksena, sisältää ohuita hiekkavälikerroksia - keskitiivis hiekka, silttinen hiekka ja hiekkainen siltti - tiivis hiekka ja moreeni tason alapuolella ja osittain tason -0-5 alapuolella. Väylältä 0 30 cm syvyydeltä otetuissa sedimenttinäytteissä maalajit vaihtelivat pääasiassa hiesusta hiekkaan ja syvemmissä kerroksissa hiesusta hiekkaan tai soraan ja orgaanisen aineksen määrä oli kaikissa pieni (pääosin alle 1 %). Uuden linjauksen (VE) osalta kauempaa väyläalueen pohjan materiaaleista ei ole kairaustietoja. Aiemman merialueelta saadun kokemuksen perusteella alueella esiintyy yleisesti kitkamaalajeja, jotka edellyttävät kauharuoppausta. Ruopattavan kerroksen keskimääräinen paksuus on alle 1 m. Alueella tehdyn heijastusseismisen luotauksen tietoa on hyödynnetty muodostamalla aineiston perusteella löyhä, keskitiivis ja tiivis kerros. Väylätila on suunniteltu siten, että kova/tiivis jää väylätilan ulkopuolelle. Heijastusseismisten matalataajuusluotausten perusteella kova pohja esiintyy paikoitellen haraustason yläpuolella. Kova pohja on tiivistä moreenia tai kalliota, joista viimeksi mainittu edellyttäisi vedenalaista louhintaa (FCG Oy 01). Tässä sedimenttitutkimuksessa selvitettiin pohjan laatua näytteenoton yhteydessä. Lisäksi ennen näytteiden laboratorioon toimittamista tehtiin näytteiden visuaalinen/fyysinen tarkastelu sekä valikoiduista näytteistä rakeisuusmääritykset laboratoriossa. Näitä tuloksia käsitellään luvussa Kuormituslähteet Oulun edustan merialue on melko matalaa vesisyvyyden ollessa pääosin alle 10 m lukuun ottamatta väylä- ja joitain syvännealueita. Hailuodon luoteispuolelta alkaa syvempi avomerialue. Oulun edustan merialuetta kuormittavat yhdyskuntien jätevedenpuhdistamot, teollisuuslaitokset Nuottasaaren ja Kemiran tehdasalueella, voimalaitokset ja satama-alueet. Pistekuormittajien lisäksi rannikkovesiä kuormittavat jokivedet ja rantaalueilta mereen suoraan tulevat huuhtoumat sekä ilmasta tuleva laskeuma. Oulun edustan kuormituksen lisäksi Perämeren ympäristössä on ja on ollut myös muualla pistemäistä kuormitusta, jolla on ollut vaikutusta esim. sedimentin metallipitoisuuksiin (luku 4.). 1.4 Aikaisemmat haitta-ainetutkimukset Pohjanlahden (Selkämeri ja Perämeri) alueella on tehty sedimenttitutkimus 1990-luvun alussa (Leivuori ja Niemistö 1993). Siinä selvitettiin pintasedimentin alkuaineiden pitoisuuksia 350 sedimenttinäytteestä 56 havaintopaikalta. Sen tuloksia on hyödynnetty myös tässä selvityksessä. Copyright Pöyry Finland Oy 5

8 Ruoppausmassojen kemiallista laatua on selvitetty sedimenttinäytteiden perusteella viimeksi v. 01 sataman ruoppauksen lupahakemukseen liittyen (Pöyry Finland Oy 01). Näytepisteet sijaitsivat sataman läheisyydessä pääosin v. 014 ruopatuilla alueilla (koodilla R merkityt). Osa tutkimuspisteistä oli aiemmin täytetyn (L101), sekä tämän hankkeen yhteydessä täytettävän läjitysaltaan alueella (L10). Lisäksi aiempia sedimenttituloksia on olemassa vuosilta 005 ja 007 liittyen nykyisen 10 m väylän leventämiseen ja huoltoruoppauksiin. Tutkimuspisteiden sijainti on esitetty kartalla kuvassa 3. Vuonna 007 näytteet otettiin kerroksittain 1 m syvyydelle asti, muut näytteet olivat pintasedimentistä (0 30 cm). Vaikka sedimenttitulokset eivät edusta tämän väylähankkeen ruoppauskohteita, antavat ne yleiskuvan Oulun edustan merialueen sedimenttien laadusta. 6 Kuva 3 Sedimenttinäytteet sataman alueelta 007 (sininen) tai 01 (punainen). Ruopattu alue näkyy ruskeana. Läjitys- ja selkeytysaltaat vinoviivoituksella. Taulukossa 1 on esitetty sedimentin kemiallinen laatu Oulun sataman alueella vuosien 007 ja 01 näytteiden perusteella keskimäärin sekä minimi- ja maksimiarvot. Pitoisuuksia on verrattu maaperän pilaantuneisuuden kynnys- ja ohjearvoihin (Valtioneuvoston asetus 14/007), koska ruoppausmassojen läjitysallasta tullaan käyttämään myöhemmin satamakenttänä. Sedimenttinäytteet on otettu sataman edustalta cm syvyydeltä. Sataman alueen sedimenttinäytteissä orgaanisen aineksen määrä vaihteli välillä 0, 6, % ja savipitoisuus < 11 %. tulosten perusteella sedimentti on ollut jokseenkin puhdasta, koska metallien ja orgaanisten haitallisten aineiden pitoisuudet ovat pääosin PIMA-asetuksen (14/007) maaperän pilaantuneisuuden kynnysarvoja pienempiä. Elohopeapitoisuus kuitenkin ylitti useissa näytteissä (R, R4, R6, R7 ja L5) kynnysarvon 0,5 mg/kg. Myös arseenipitoisuudet ylittivät pisteillä R105 ja L10 kynnysarvon lievästi. Kynnysarvo kuvaa tasoa, jossa haitallisen aineen ympäristö- ja terveysriskejä voidaan

9 pitää merkityksettömän pieninä riippumatta siitä, missä maa-aines sijaitsee ja mihin aluetta käytetään. Mainittujen metallien pitoisuudet jäävät selvästi alle asetuksen alemman ohjearvon, joka kuvaa suurinta hyväksyttävää riskiä tavanomaisessa maankäytössä. PIMA-asetuksen kynnys- ja ohjearvot on tarkoitettu maa-aineksen pilaantuneisuuden ja kunnostustarpeen arvioimiseen eivätkä ole suoraan sovellettavissa sedimentin pilaantuneisuuden arviointiin. Niiden perusteella saadaan kuitenkin arvio sedimentin pilaantuneisuusasteesta. Taulukko 1. Sedimentin laatu sataman ja väylän alueella v. 005, 007 ja 01 otettujen näytteiden perusteella. Vertailuarvoina maaperän pilaantuneisuuden rajaarvot sekä ruoppaus- ja läjitysohjeen pitoisuusrajat. n = näytemäärä sisältäen eri syvyyksiltä otetut näytteet. 7 Satama, 007 ja 01 (n=6) Väylä, 005 ja 007 (n=69) Näyte Minimi Keskiarvo Maksimi Kynnysarvo* Minimi Maksimi Pitoisuustaso 1** Pitoisuustaso ** Pitoisuus mg/kg Normalisoitu pitoisuus mg/kg Hehk. häviö 0,,1 6, 0, 1,9 Zn As , Hg 0,05 0,47 1,6 0,5 0,1 1 Cd 0,3 0,34 0,5 1 0, ,5,5 Ni Pb Cu Cr PAH 0,01 0,65 < PCB <0,005 0,00 0,036 0, TBT <0,001 0,004 0,01 0,1 0,010 0,700 0,005 0,150 Öljyhiilivedyt < *Valtioneuvoston asetus 14/007 maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista **Ympäristöministeriö 1/015, Sedimenttien ruoppaus- ja läjitysohje (tässä taso 1: 1A < ). Väylältä 0 30 cm syvyydeltä otetuissa sedimenttinäytteissä maalajit vaihtelivat pääasiassa hiesusta hiekkaan ja syvemmissä kerroksissa hiesusta hiekkaan tai soraan ja orgaanisen aineksen määrä oli kaikissa pieni (pääosin alle 1 %). Väylän normalisoituja sedimenttituloksia on verrattu ruoppaus- ja läjitysohjeessa (015) annettuihin rajaarvoihin, jotka kuvaavat ruoppausmassojen läjityskelpoisuutta mereen. Väylän näytteissä sedimentti luokiteltiin pilaantuneiksi kolmella näytepisteellä (1, 13 ja 5), joissa taso ylittyi kadmiumin, nikkelin tai TBT:n osalta. Tason 1 ylittäviä pitoisuuksia mitattiin TBT:n, kromin, nikkelin ja kuparin kohdalla. Sedimentit luokitellaan siten, että tason 1 ja välillä olevat pitoisuudet edustavat mahdollisesti pilaantuneita ruoppausmassoja, joiden haitallisuus ja läjityskelpoisuus on arvioitava tapauskohtaisesti. Tason ylittävät pitoisuudet kuvaavat pilaantunutta ruoppausmassaa, joka on pääsääntöisesti mereen läjityskelvotonta. Väylän kunnostusruoppausmassat voitiin luvan (Psy-007-y-147, ) mukaisesti läjittää mereen johtuen vähäisistä massa- ja haitta-ainemääristä, ja koska osalla alueista ei tehty varsinaisia ruoppauksia vaan lähinnä kivien poistoa. Copyright Pöyry Finland Oy

10 NÄYTTEENOTTO Ruopattavilla alueilla tehtiin sedimenttitutkimus soveltaen ympäristöministeriön uutta ruoppaus- ja läjitysohjetta (Ympäristöministeriö 015). Olemassa olevan aineiston perusteella ruoppauskohteet ovat ns. ei vaativia kohteita. Myös satama-alue ja tuloväylä luettiin ei vaativaksi kohteeksi, koska sen olosuhteista ja sedimenteistä on aiempia selvityksiä ja tietoja joiden pohjalta voitiin esittää alustavia arvioita ruopattavien sedimenttien läjityskelpoisuudesta. Näytteenotto ei-vaativissa kohteissa suunnitellaan tapauskohtaisten toimintahistoriatietojen, olosuhteiden ja tietotarpeiden perusteella. Ennen tutkimuksia laadittiin tutkimusohjelma, jonka mukaisesti myös tutkimukset toteutettiin (Pöyry Finland Oy,.4.016). Sedimenttinäytteenotto toteutettiin Meritaito Oy:n toimesta väylän (VE) kohdalla yhteensä kuudessa kohteessa (RK1-RK5 + Sofia Maria) sekä sataman ja tuloväylän alueella. Näytteet otettiin taulukon mukaisesti. Tutkimuspisteiden sijainti ilmenee kuvasta 4, tarkemmin liitteistä 1 ja. 8 Kuva 4 Sedimenttitutkimuspisteet v Näytteet otettiin muoviputkeen sukeltajan toimesta syvyyssuunnassa kerroksittain 0-30 cm, cm, mikäli se pohjaolosuhteiden takia oli mahdollista. Muutamista pisteitä (M3, M7, M14, M0, M3) näytteitä otettiin myös 0,6-1,0 m syvyyksiltä. Pisteistä M40- M44 näytteitä ei saatu otettua pohjan kivisyyden takia. Haitta-aineiden kertyminen kovalle pohjalle on epätodennäköistä. Pisteissä M45 ja M46 näytettä saatiin vain pintakerroksesta 10 cm vahvuudelta (kova hiekkapohja).

11 Taulukko. Sedimentin näytteenottopisteiden lukumäärää alueittain. Ruoppauskohde Ruopattavat massat Ruopattava pintaala Näytepisteiden lkm, suunnitelma m3ktr mtr kpl kpl Näytepisteiden lkm, toteuma RK RK RK RK RK Satama ja tuloväylä Maria Sofia* *Kohteessa ei ruoppaustarvetta. Tutkimuksilla saadaan Museoviraston toiveesta hylyn (Sofia Maria) ympärillä olevan pohjan laatu selville. Otetut näytteet säilöttiin laivalla Rilsan kaasutiiviisiin pusseihin (50 x 500 x 0,04 mm). Näytteet säilytettiin kylmälaukuissa valolta suojattuna viileässä. Pöyryn edustaja haki näytteet satamasta (Martinniemi), jonka jälkeen näytteet valmisteltiin laboratorioon toimitettavaksi. Tutkimuspisteiden sijainti on esitetty karttaliitteissä 1-. Tutkimuspisteiden koordinaattiluettelo on liitteenä 1. 3 LABORATORIOTYÖT Ruoppausmassan laadun ja läjityskelpoisuuden arvioiminen edellyttää fysikaaliskemiallisten ominaisuuksien selvittämistä. Haitallisten aineiden pitoisuuksien lisäksi sedimentin läjityskelpoisuuteen vaikuttaa sen eroosioherkkyys. Ruoppaus- ja läjitysohjeen mukaisesti sedimentin läjityskelpoisuutta arvioidaan kerroksittain siten, että arvioitavan kerroksen paksuus on 30 cm (0-30 cm, cm jne.). Arvioitavan kerroksen paksuus (30 cm) on valittu vastaamaan ohuinta erikseen ruopattavissa olevaa kerrosta ja arvioinnissa korostuu haitta-aineiden kokonaismassan tarkastelu. Kaikista laboratorioon toimitetuista sedimenttinäytteistä tehtiin fysikaalis-kemialliset määritykset (pintakerros 0-30 cm). Satama-alueen ja tuloväylän näytteistä muodostettiin kokoomanäytteitä osa-alueittain analysointeja varten, jolloin määritysten lukumäärä pysyi kohtuullisena. Kokoomanäytteet tehtiin näytetarkastelun ja pisteiden sijainnin perusteella. Taulukossa 3 on esitetty analyysiohjelma ja taulukossa 4 analyysien määrät kohteittain. Rakeisuuksia (pesuseulonta) määritettiin 0 näytteestä. Lisäksi savifraktio määritettiin kaikista analysoiduista näytteistä (laserdiffraktio). Haitta-aineiden tutkimusten periaatteena oli että analysoinnit aloitettiin pintakerrosnäytteistä (0-30 cm). Mikäli pintakerrosnäytteissä ei havaittu kohonneita haitta-aineiden pitoisuuksia, voitiin syvemmät näytteet jättää analysoimatta. Muutama pistokokeen luonteinen määritys (4 kpl) tehtiin alkuvaiheessa myös syvemmältä (satama- ja tuloväylän alue). Ensimmäisen vaiheen analyysitulosten valmistuttua tehtiin lisäanalysointeja pisteistä, joissa havaittiin kohonneita pitoisuuksia. Näistä määritettiin vain koholla olleet komponentit (TBT, TPT, PCB). Copyright Pöyry Finland Oy

12 Rakeisuustutkimusten tulokset ovat liitteessä, analyysitodistukset liitteessä 3, analyysitulosten yhteenvetotaulukko liitteessä 4 ja normalisoidut pitoisuustaulukot liitteessä 5. Pöyryn maalaboratorio teki näytteiden raekokojakauman määritykset. Muilta osin analyyseista vastasi SGS Oy:n laboratorio. Taulukko 3. Näytteistä tehdyt määritykset. Aineryhmä Määritykset Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet kuiva-aine, hehkutushäviö (orgaanisen aineksen määrä), savipitoisuus, raekokojakauma, kokonaisfosfori (P), rikki (S) Metallit ja puolimetallit elohopea (Hg), kadmium (Cd), kromi (Cr), kupari (Cu), lyijy (Pb), nikkeli (Ni), sinkki (Zn), arseeni (As) PAH-yhdisteet naftaleeni, antraseeni, fenantreeni, fluoranteeni, bentso(a)antraseeni,kryseeni, pyreeni, bentso(k)fluoranteeni, bentso(a)pyreeni, bentso(a)pyreeni, bentso(ghi)peryleeni, indeno(13-cd)pyreeni PCB:t (IUPAC-numerot) *8,*5,*101,*118,*138,*153,*180 Öljyhiilivedyt C10-C40 Organotinayhdisteet Tributyylitina, Trifenyylitina Taulukko 4. en määrä ruoppaus-/tutkimuskohteittain. Ruoppauskohde Näytesyvyys* Fysikaalis-kemialliset määritykset* Haitta-aineet* RK1 0-0,3m 1 1 RK 0-0,3m 3 1 RK3 0-0,3m 3 1 RK4 0-0,3m 1 1 RK5 0-0,3m 1 6 Satama ja tuloväylä 0-0,3m 4 1 0,3-0,6m 4 4 Sofia Maria 0-0,3m 1 Yhteensä 50 7 *) Huom! Lisäanalysointeja tehtiin PCB:n, TBT:n ja TPT:n osalta 11 näytteestä TUTKIMUSTULOKSET Tutkimustulosten perusteella arvioitiin läjityskelpoisuutta soveltaen ruoppaus- ja läjitysohjetta (Ympäristöministeriö 015). Tulosten normalisointi. Sekä luonnolliset että synteettiset eli ihmisen valmistavat aineet altistuvat vesistöissä biokemiallisille muutosprosesseille ja tulevat kosketuksiin hienojakoisen kiintoaineen sekä kolloidimaisten orgaanisten ja epäorgaanisten partikkeleiden kanssa. Haitta-aineet kiinnittyvät enimmäkseen Ø<0 μm partikkeleihin ja kerääntyvät alhaisen hydrodynaamisen energian alueille, joille hienoaines yleensä laskeutuu. Raekoon vaikutusta mitattuihin pitoisuuksiin voidaan oikaista normalisoinniksi kutsutun menettelyn avulla. Normalisointi mahdollistaa pitoisuuksien vertailua tietyllä alueella tai eri alueiden välillä erilaisia raekokojakaumia ja rakenteita edustavissa sedimenteissä. Sedimentistä mitatut haitta-ainepitoisuudet muunnetaan standardisedimentin, jossa orgaanisen aineksen kuivapaino-osuus on 10 % ja saven (eli Ø < μm aineksen) kuivapaino-osuus on 5 %, pitoisuuksiksi. Muunnoskaavoissa vakiot a, b ja c eri metalleille ovat hollantilaista alkuperää. Lähtökohtana on, että haitta-aineet kiinnittyvät sedimentin hienoimpiin fraktioihin, metallit saveen ja orgaaniseen ainekseen, orgaaniset haitta-aineet pelkästään orgaaniseen ainekseen.

13 Haitta-aineiden pitoisuuksia verrattiin tässä tutkimuksessa myös maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista annetun valtioneuvoston asetuksen 14/007 mukaisiin ohjearvoihin, koska osa ruoppausmassoista tullaan läjittämään satamaalueelle rakennettavaan altaaseen. 4.1 Sedimentin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet Raekokojakauma ja vesipitoisuus Näytteiden esikäsittelyn (laboratorioon toimitus) yhteydessä tehdyn visuaalisen / fyysisen tarkastelun perusteella näytteet olivat pääosin tummia ja koostuivat pääosin silttivaltaisesta aineksesta lukuun ottamatta näytteitä M45 ja M46 jotka olivat normaalia hiekkaa. Alueen siltti on sulfidipitoista. Satama-alueen näytteissä oli myös havaittavissa hiekkalajitetta monissa näytteissä. Hailuodon koillispuolen pisteistä M40-M44 näytteitä ei saatu otettua pohjan kivisyyden takia. Pöyry Finland Oy maalaboratoriossa 0 näytteestä määritettiin rakeisuudet (pesuseulonta). Rakeisuuskäyrien perusteella näytteet olivat satama-alueella pääosin silttistä hiekkaa, tuloväylällä silttiä ja Hailuodon pohjoispuolella hiekkaa. Siltin liejupitoisuus oli hehkutushäviön perusteella arviona pääosin välillä > 6, jolloin maalaji saa lisämääreen liejuinen. Rakeisuusmääritys ja analysointi eivät olleet aina samalta tasolta. Taulukko 5. Sedimenttinäytteistä tehdyt rakeisuusmääritykset. Tunnus Syvyys sedimentin pinnasta Hehkutushäviö Savipitoisuus SGS Oy Maalaji (rakeisuuskäyrästä) Vesipitoisuus m %ka %ka % M1 0,3-0,6 1,5* 31* sihk 69 M3 0,6-1,0 1,4 5 sihk 57 M5 0,3-0,6 1,5 6 sihk 39 M6 0,3-0,6 4,7* 7* ljsihk 7 M7 0,0-0,3 3,7 7 ljsi 96 M8 0,3-0,6 3,6 13 ljsi 10 M1 0,3-0,6 3,7 13 ljsi 104 M14 0,3-0,6,7 1 ljsi 69 M17 0,0-0,3 94 Si 8 M19 0,3-0,6 5, 13 ljsi 149 M 0,0-0,3 3,9 1 ljsi 130 M3 0,6-1,0 3,4* 0* ljsi 139 M5 0,0-0,3 4,1 18 ljsi 139 M8 0,3-0,6 3,5* 18 sasi 143 M31 0,3-0,6 3,8* * ljsi 147 M33 0,3-0,6 4,6* 18* ljsi 146 M36 0,3-0,6,* 0* ljsi 16 M37 0,0-0,3, 30 ljsasi 48 M38 0,3-0,6 1,1* * Si 40 M46 0,0-0,1 0,1 < Hk 0 *Hehkutushäviötä / savipitoisuutta ei ole ko. syvyyden näytteestä, lukema on ylemmästä näytteestä (~samaa luokkaa). 11 Copyright Pöyry Finland Oy

14 Rakeisuusmääritysten yhteydessä saatiin myös näytteiden vesipitoisuudet. Vesipitoisuudet vaihtelivat välillä 0-16 % (taulukko 5). Taulukossa 5 on samoista pisteistä SGS Oy:n laboratoriossa määritetyt savipitoisuudet (laserdiffraktio) sekä hehkutushäviön arvot. Kaikkien analysoitujen näytteiden hehkutushäviön arvot ja savipitoisuudet ilmenevät liitteestä 4. 1 Kuiva-aine ja hehkutushäviö Sedimenttinäytteiden kuiva-ainepitoisuus vaihteli välillä 17 8,8 % (ka 47,7%) ja hehkutushäviön arvot välillä 0,1 6,0 % (ka 3, %). Hehkutushäviön avulla arvioidaan kuivaaineen orgaanisen ja epäorgaanisen aineksen määriä. tulosten perusteella orgaanisen aineksen määrä oli vähäinen. Sedimenttinäytteistä määritettiin savipitoisuus SGS Oy:n laboratoriossa. Savipitoisuudet vaihtelivat välillä -94 %, keskiarvo oli 4,5 %. Savipitoisuus on määritetty painoprosenttina kuiva-ainetta kohti. Orgaanisen aineksen ja savipitoisuuden perusteella voidaan arvioida myös sedimentin läjityskelpoisuutta. Sitä on tarkasteltu lähemmin kohdassa 5.3. Fosfori Sedimentin fosforipitoisuudet vaihtelivat välillä mg/kg, keskiarvo oli 758 mg/kg. Perämeren rannikkoalueen (vesisyvyys < 60 m) sedimentin pintakerroksen (0-1 cm) fosforipitoisuuden keskiarvo on 1500 mg/kg (Leivuori & Niemistö 1993). Esimerkiksi orgaanisen purosedimentin fosforipitoisuus on keskimäärin noin 870 mg/kg (Lahermo ym. 1996). Tulosten mukaan fosforipitoisuudet olivat keskimääräistä alhaisempia. Rikki Sedimentin rikkipitoisuudet vaihtelivat suuresti ja olivat välillä mg/kg, keskiarvo oli 308 mg/kg. Esimerkiksi orgaanisen purosedimentin rikkipitoisuus on keskimäärin noin 160 mg/kg (Lahermo ym. 1996). Perämeren sedimentin rikkipitoisuudesta ei löytynyt tietoja. Rikkipitoisuudet eivät ole korkeita. Esimerkiksi on esitetty arvioita, että maan happamoitumispotentiaali rikkipitoisuuden perusteella arvioituna on keskinkertainen, kun rikkipitoisuus on välillä mg/kg (Pousette 007). Rikkipitoisuus ja sen vaihtelut johtuvat sulfidisedimenteistä. Sulfidisavikerrostumia on muodostunut merenpohjalle jääkauden jälkeen. Sijaitessaan vedenpinnan alapuolella sulfidisavikerrostumat ovat kemiallisesti vakaita ja neutraaleja. Kun sulfidisavisedimenttejä ruopataan ja läjitetään maalle, sulfidisavi pääsee kosketuksiin ilmakehän hapen kanssa ja happaman sulfaattimaan muodostuminen käynnistyy. Sulfaattimaista muodostuu happamia suotovesiä, joissa on korkeita metallipitoisuuksia, etenkin alumiinia. Sellaisen sulfidisaven tunnistaminen, josta muodostuu maalle läjitettäessä happamia suotovesiä, ei ole yksiselitteistä. Esimerkiksi ph-arvot ja rikkipitoisuudet eivät ole riittävän luotettavia parametreja, jotta sulfaattimaan muodostumisesta voidaan varmistua. Sul-

15 faattimaan muodostumista tutkitaan inkubaattorilla. Maalle läjittämisen haittavaikutuksia voidaan vähentää kalkitsemalla ruoppausmassat. Ruopattu sulfidisavi voidaan myös läjittää takaisin mereen heti ruoppauksen jälkeen tai kuoppaan pohjavesipinnan alapuolelle, jolloin muuntumista happamaksi sulfaattimaaksi ei tapahdu. 4. Haitta-aineet Metallit ja puolimetallit Sedimenttinäytteistä määritettiin valtioneuvoston asetuksen 14/007 mukaiset ns. pima-metallit (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sb, V ja Zn). Näistä osalle on annettu viitearvot normalisoinnissa (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb ja Zn). Metallipitoisuudet olivat pieniä. Esimerkiksi kadmiumin, elohopean ja antimonin pitoisuudet olivat kaikilta osin alle määritysrajojen. Ainostaan arseenin osalta havaittiin normalisoimattomissa näytteissä pientä pitoisuutta ja kynnysarvotaso (5 mg/kg) ylittyi muutamissa pisteissä (liite 4). Verrattaessa arseenin pitoisuutta Perämeren sedimentin pintakerroksen (<1 cm) keskiarvopitoisuuteen (59 mg/kg) on pitoisuustaso alhainen. Perämeren sedimentin kohonnut arseenipitoisuus johtunee teollisuuden aiemmista päästöistä (Leivuori ja Niemistö 1993). Normalisoiduissa näytteissä arseenin pitoisuustaso oli 1,5-14,4 mg/kg välillä. Ruoppausja läjitysohjeen mukainen pitoisuustaso 1 on arseenille <15 mg/kg. Myös muiden metallien normalisoidut pitoisuudet alittivat pitoisuustason 1. Siten mereen läjittämiselle ei ole metallien osalta rajoitteita. 13 PAH-yhdisteet Polyaromaattisten hiilivetyjen eli PAH-yhdisteiden kokonaispitoisuudet olivat kaikissa analysoidussa sedimenttinäytteessä alle määritysrajan (<1 mg/kg). Yksittäisten komponenttien pitoisuudet olivat pääosin alle määritysrajojen; naftaleenia havaittiin yhdessä näytteessä 0,03 mg/kg, fenantreenia kolmessa näytteessä (0,03-0,07 mg/kg) ja bentso(a)antraseenia neljässä näytteessä (0,03-0,04 mg/kg). Esimerkiksi valtioneuvoston maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista annetun asetuksen 14/007 mukainen kynnysarvo PAH-yhdisteiden kokonaispitoisuudelle on 15 mg/kg ja alempi ohjearvotaso 30 mg/kg. Normalisoidut pitoisuudet alittavat pitoisuustason 1A (<1A luonnontilainen), joten rajoitteita mereen läjittämiselle ei PAH-yhdisteiden osalta ole. PAH-yhdisteitä havaitaan yleisesti esimerkiksi jäteöljyissä ja tuhkissa. PAH-yhdisteitä muodostuu aina epätäydellisessä palamisessa, joten niitä esiintyy ympäristössä myös luonnostaan (esim. metsäpalot). PAH-yhdisteet ovat heikosti kulkeutuvia ja hitaasti hajoavia. Copyright Pöyry Finland Oy

16 PCB-yhdisteet Polykloorattujen bifenyylien (PCB) kokonaispitoisuudet vaihtelivat sedimentissä <0,007-0,190 mg/kg välillä. Suurin pitoisuus havaittiin pisteestä M3 ja M4 tehdyssä kokoomanäytteessä. Valtioneuvoston asetuksen 14/007 mukainen kynnysarvo PCB-yhdisteille on 0,1 mg/kg, alempi ohjearvo 0,5 mg/kg ja ylempi ohjearvo 5 mg/kg. Kynnysarvo ylittyi vain em. kokoomanäytteessä. Normalisoiduista tuloksista pitoisuustaso ylittyy kokoomanäytteissä M18+M19 (0,0-0,3m) sekä M3+M4 (0,0-0,3m). Syvemmältä analysoidussa kokoomanäytteessä M3+M4(0,3-0,6m) pitoisuudet olivat kaikilta osin alle määritysrajan (taulukko 6). Pisteessä M18 syvemmältä analysoidussa näytteessä (0,3-0,6m) pitoisuudet olivat alle määritysrajan, pisteessä M19(0,3-0,6m) havaittiin pientä pitoisuutta (taso 1B ylittyi). Pitoisuustaso ylittyessä sedimentti on pääsääntöisesti mereen läjityskelvotonta. PCB-yhdisteiden pääasiallisena käyttökohteena ovat olleet kondensaattorit ja muuntajat, mutta niitä on käytetty myös mm. saumausmassoissa. PCB:n käyttö on näissä nykyisin kielletty. Maaperässä PCB-yhdisteet ovat heikosti kulkeutuvia ja hyvin hitaasti hajoavia. PCB-yhdisteitä päätyy maaperään lähinnä laskeumana teollisuuden ilmapäästöjen seurauksena (Reinikainen 007). Taulukko 6. PCB-yhdisteiden normalisoidut pitoisuudet (ote, ks. liite 4 ja 5). Näyte Syvyys sed. PCB-8 PCB-5 PCB-101 PCB-118 PCB-153 PCB-138 PCB-180 pinnasta, m µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg M1+M 0,0-0,3 * * * * * * * M3+M4 0,0-0,3 * * * * * * * M3+M4 0,3-0,6 * * * * * * * M6 0,0-0,3 * * * * * * * M5+M8 0,0-0,3 * * * * * * * M7+M9 0,0-0,3 * * * * * * * M10+M11 0,0-0,3 * *,74 *,74 * * M10+M11 0,3-0,6 * * * * * * * M1+M13 0,0-0,3 * * * * * * * M14+M15 0,0-0,3 * * * * * * * M16 0,3-0,6 * *,94 * 5,88 * * M16+M17 0,0-0,3 * * * * * * * M18+M19 0,0-0,3 *,30,99 4,60 41,38 34,48 9,89 M18 0,3-0,6 * * * * * * * M19 0,3-0,6 3,85 5,77 5,77 7,69 5,77 3,85 M0+M1+M 0,0-0,3 * *,61 * 5, * * M3+M4 0,0-0,3 * 50,00 16, ,37 105,6 18,4 M3+M4 0,3-0,6 * * * * * * * M5+M6 0,0-0,3 * * * * * * * M7+M8 0,0-0,3 * * * * * * * M9+M30 0,0-0,3 * * * * * * * M31+M3 0,0-0,3 * * * * * * * M33+M34 0,0-0,3 * 3,77 11,3 3,77 0,75 15,09 13,1 M35+M36 0,0-0,3 * * * * * * * M37 0,0-0,3 * * * * * * * M38+M39 0,0-0,3 * * * * * * * M45 0,0-0,1 * * * * * * * M46 0,0-0,1 * * * * * * * Pitoisuustaso 1 < < < < < < < Pitoisuustaso 1A Pitoisuustaso 1B Pitoisuustaso 1C Pitoisuustaso >30 >30 >30 >30 >30 >30 >30 * Pitoisuus alle määritysrajan, ei normalisoitu. 14

17 Öljyhiilivedyt C10-C Öljyhiilivetyjen C10-C40 kokonaispitoisuudet vaihtelivat sedimentissä < mg/kg välillä. Valtioneuvoston asetuksen 14/007 mukainen kynnysarvo öljyhiilivedyille on 300 mg/kg eli se alittui kaikilta osin. 15 Normalisoidut pitoisuudet olivat enimmillään 377 mg/kg (liite 5). Pitoisuustaso 1B ( mg/kg) ylittyy kahdessa näytteessä, muutoin pitoisuudet alittivat tasot 1 ja 1A. Ruoppaus- ja läjitysohjeen mukaan pitoisuuden olleessa alle tason 1B ei haitta-aineella ole vaikutusta läjityskelpoisuuteen. Tributyylitina (TBT) ja trifenyylitina (TPT) Tributyylitinan (TBT) pitoisuudet olivat <0,001-0,60 mg/kg ja trifenyylitinan (TPT) pitoisuudet <0,001-0,070 mg/kg välillä. Tributyylitinan pitoisuudet ylittävät kynnysarvon 0,1 mg/kg viidessä näytteessä, trifenyylitinan osalta kynnysarvotaso alittuu (liite 4). Tributyylitinan (TBT) normalisoidut pitoisuudet olivat koholla eli pitoisuustaso ylittyi yhdeksässä satama-alueen ja tuloväylän näytteessä, trifenyylitinan (TPT) osalta kohonneita pitoisuuksia havaittiin vain yhdessä näytteessä (taulukko 7). Kohonneet pitoisuudet olivat pääosin pintakerroksessa (0-0,3 m). Kahdessa näytteessä havaittiin 0,3-0,6 m syvyydellä tason ylittävä pitoisuus, mutta vielä syvemmältä analysoidussa näytteessä (M3 0,6-1,0m) pitoisuus oli alle tason. Tributyylitina (TBT) on orgaaninen tinayhdiste, jota on käytetty eliöiden kiinnittymisenestoon laivojen ja veneiden pohjamaaleissa (antifouling-maalit). Siten suurin osa TBT:n ympäristöpäästöistä päätyy vesistöihin, joissa aine sedimentoituu kiintoaineeseen sitoutuneena. TBT:n puoliintumisaika merisedimentissä voi olla useita vuosia. Sedimenttien ruoppauksissa osa sedimentoituneesta TBT:tä vapautuu takaisin vesistöön. Maaperässä oleva TBT on usein peräisin maalle läjitetyistä sedimenteistä. TBT:tä voi löytyä myös telakoiden ja pienvenesatamien maaperästä veneiden kunnossapidon seurauksena. Terveys- ja ympäristövaaran perusteella sen luokitus on: T; R5-48/3/5; Xn; R1; Xi; R36/38; N; R Maaperässä TBT adsorboituu hienoainekseen ja orgaaniseen materiaaliin eikä siten ole helposti kulkeutuvaa. TBT on rasvaliukoinen ja kertyy tämän vuoksi vesistöissä eliöihin, kuten kaloihin. Se on myös hyvin myrkyllistä useimmille vesieliöille ja voi aiheuttaa pitkäaikaisessa altistuksessa mm. hormonaalisia muutoksia ja lisääntymishäiriöitä. TBT hajoaa biologisesti dibutyylitinaksi (DBT) ja edelleen monobutyylitinaksi (MBT) ja lopulta epäorgaanisiksi tinayhdisteiksi (SnO ). Hajoamistuotteet eivät ole vesistöissä yhtä myrkyllisiä kuin TBT. Maaperässä TBT:n ja sen hajoamistuotteiden vaikutuksia on tutkittu vain vähän, mutta tutkimusten mukaan aine ei ole maassa yhtä haitallinen kuin vesistöissä. Antifouling-maalien lisäksi TBT:tä on käytetty mm. paperiteollisuuden liman- ja homeentorjuntaan, puutavaran suojaukseen sekä kalankasvattamoilla verkkokassien desinfiointiin. Euroopassa TBT valmistetaan ja käytetään tributyylitinaoksidina (TBTO). Suomessa TBT:tä sisältäviä maaleja ei saa enää myydä ja niiden kansainvälinen käyttökielto tuli voimaan vuonna 008. Copyright Pöyry Finland Oy

18 Trifenyylitinayhdisteet (TPT) ovat synteettisiä, orgaanisia tinayhdisteitä, jota on käytetty TBT:n tavoin veneiden ja ja laivojen antifouling-maaleissa. TPT vastaa myös ominaisuuksiltaan TBT:tä, joten sen aiheuttamat ympäristövaikutukset liittyvät niin ikään erityisesti vesistöihin. Maaperässä TPT voi olla peräisin maalle läjitetyistä sedimenteistä tai telakoiden ja pienvenesatamien maaperästä veneiden kunnossapidon seurauksena. Maaperässä TPT voi kulkeutua hieman paremmin kuin TBT, vaikka aine ei olekaan erityisen vesiliukoinen ja pidättyy mm. maan orgaaniseen ainekseen. Terveys- ja ympäristövaaran perusteella sen luokitus on: T; R3/4/5; N R TPT kertyy vesistöissä eliöihin. Kaloissa sen on todettu kertyvän lähinnä maksaan eikä rasvakudokseen. TPT, kuten TBT, on hyvin myrkyllistä useimmille vesieliöille ja voi aiheuttaa pitkäaikaisessa altistuksessa mm. hormonaalisia muutoksia ja lisääntymishäiriöitä. Maaperässä TPT:n vaikutuksia on tutkittu vain vähän, mutta tutkimusten mukaan aine ei ole maaperässä yhtä haitallinen kuin vesistöissä. TPT:n ja TBT:n aiheuttamia vaikutuksia ympäristössä voidaan yleensä tarkastella summautuvasti (Reinikainen 007). Taulukko 7. TBT- ja TPT-yhdisteiden normalisoidut pitoisuudet (ote, ks. liite 4 ja 5). Näyte Syvyys sed. Trtibutyylitina Trifenyylitina pinnasta, m µg/kg µg/kg M1+M 0,0-0,3 60 * M3+M4 0,0-0,3 365 * M3+M4 0,3-0,6 85 * M3 0,6-1,0 70 * M5 0,3-0,6 05 * M6 0,0-0,3 9 * M5+M8 0,0-0, M8 0,3-0,6 14 * M7+M9 0,0-0,3 147 * M10+M11 0,0-0,3 58 * M10+M11 0,3-0,6 10 * M1+M13 0,0-0,3 53 * M1 0,3-0,6 3 * M13 0,3-0,6 15 * M14+M15 0,0-0,3 453 * M14 0,3-0,6 141 * M14 0,6-1,0 5 * M15 0,3-0,6 4 * M16 0,3-0,6 76 * M16+M17 0,0-0, M17 0,3-0,6 * * M18 0,3-0,6 3 * M18+M19 0,0-0,3 76 M19 0,3-0,6 7 * M0+M1+M 0,0-0, M3+M4 0,0-0,3 55 * M3+M4 0,3-0,6 * * M5+M6 0,0-0,3 * * M7+M8 0,0-0,3 6 * M9+M30 0,0-0,3 * * M31+M3 0,0-0,3 * * M33+M34 0,0-0,3 15 * M35+M36 0,0-0,3 * * M37 0,0-0,3 * * M38+M39 0,0-0,3 5 * M45 0,0-0,1 5 * M46 0,0-0,1 5 * Pitoisuustaso 1 <5 < Pitoisuustaso 1A Pitoisuustaso 1B Pitoisuustaso 1C Pitoisuustaso >150 >30 * Pitoisuus alle määritysrajan, ei normalisoitu. 16

19 TULOSTEN TARKASTELU 5.1 Sedimentaatiosta Perämerellä Keskimääräinen sedimentaationopeus Perämerellä on 500 g/m /a. Vastaavasti sedimentin pintaosasta (0 cm) mitattu kertyminen vuosittain on Perämerellä 3,5 mm/a (Mattila et al. 006). Pohjanlahden alueella sedimentaatioympäristöt voidaan karkeasti ottaen jakaa kahdenlaisiin alueisiin. Alueet, jotka ovat syvempiä kuin 60 m, ovat pääosin kerrostumisympäristöjä ja alueet, jotka ovat matalampia kuin 60 m, ovat luonteeltaan pääosin eroosio- tai kulkeutumis/ei-kerrostumisympäristöjä (Leivuori ja Niemistö 1993). Teollinen kehitys alkoi Pohjanlahden valuma-alueella pääosin toisen maailmansodan jälkeen. Teollisuuden päästöt ilmenevät pääosin sedimentin pintakerroksessa, mutta paikallisesti pitoisuuksia voi olla myös syvemmällä riippuen alueen sedimentaatioolosuhteista (kulutus/uudelleenkerrostuminen) tai ihmisen toiminnasta (ruoppaus). Kohteen alueella pohjan (vesi) olosuhteet ovat hapelliset. Itämeren rehevöitymisen kannalta tärkeää Perämeren ja Selkämeren hapellisilla pohjilla on, että rautaoksidit sitovat sekä fosforia että haitta- ja hivenaineita sedimenttiin (Kujansuu 014). 5. Pitoisuustarkastelu Tutkimusten perusteella sedimentin haitta-aineiden pitoisuudet olivat pääosin alhaisia. Kohonneita pitoisuuksia havaittiin paikoin satama-alueella ja tuloväylällä. Pitoisuustason ylittävät pisteet on esitetty karttaliitteessä. Haitta-aineina havaittiin lähinnä orgaanisia tinayhdisteitä ja vähäisemmässä määrin PCB-yhdisteitä. Haitta-aineet sijoittuvat sedimentin pintakerrokseen, pääosin 0-0,3 m syvyydelle ja muutamien pisteiden osalta myös hieman syvemmälle (0,3-0,6 m). Joskus runsaasti TBT:a sisältävän maalihiukkasen päätyminen laboratoriossa analysoitavaan näytteeseen nostaa TBT-pitoisuuden huomattavan korkeaksi (ns. hippuefekti). Tällöin on varsin tyypillistä, että näytteestä mitataan samanaikaisesti myös korkea kuparipitoisuus. Kohteen alueella havaittiin useissa näytteissä kohonneita pitoisuuksia TBTpitoisuuksia, mutta kuparin osalta pitoisuudet olivat kaikilta osin alhaisia. Siten havaitut pitoisuudet eivät edusta ns. hippuefektiä. On hyvin todennäköistä, ettei syvemmälläkään ole ruoppauskohteissa haitta-aineita merkittäviä määriä. Ruopattavan kerroksen keskimääräinen paksuus on alueilla alle 1 m. Jos keskimääräinen sedimentaationopeus on Perämerellä noin 3,5 mm/v edustaa 0-30 cm sedimenttikerros noin sataa vuotta. On hyvin todennäköistä että satama-alueella ja tuloväylän alueella sedimenttikerrokset ovat osin luontaisesti tai alueen toiminnoita johtuen uudelleen kerrostuneita tai sitten peräisin muista lähteistä kuin laivojen pohjamaaleista. Tributyylitinaa (TBT) ja trifenyylitinaa (TPT) ryhdyttiin käyttämään laivojen ja veneiden eliöiden kiinnittymistä estävissä pohjamaaleissa eli ns. antifouling-maaleissa tehoaineina 1960-luvulla. Niiden käyttö yleistyi luvuilla. Maalien lisäksi orgaanisia tinayhdisteitä on käytetty mm. massa- ja paperiteollisuuden liman- ja homeentorjuntaan, puutavaran suojaukseen, kalankasvattamoilla verkkokassien desinfiointiin sekä maataloudessa kasvinsuojeluaineena. (Ympäristöministeriö 007). Pilaantuneet se- Copyright Pöyry Finland Oy

20 dimentit ovat raekoostumuksen perustella pääosin liejuisia silttejä, sataman alueella myös silttistä hiekkaa. Orgaanisen aineksen määrä oli tutkituissa näytteissä pieni (keskimäärin 3,%). Metallien pitoisuudet olivat pieniä. Tässä tutkimuksessa vain arseenipitoisuus oli lievästi koholla, mutta normalisoitu pitoisuus alitti sekin pitoisuustason 1 (<15 mg/kg). Tutkimusten mukaan (Leivuori ja Niemistö 1993) Perämeren sedimenttien arseeni-, elohopea- ja kadmiumpitoisuudet ovat kahdesta neljään kertaan korkeampia kuin Selkämerellä. Kaikkien metallien pitoisuudet ovat jonkin verran korkeampia Perämeren ja Selkämeren syvemmissä altaissa (>60 m). Sen oletetaan johtuvan Pohjanlahden sedimentaation erityspiirteistä, joiden mukaan rannikolla on laajoja eroosio ja nondepositioalueita, joista luonnollinen ja teollisuuden metallikuormitus kulkeutuu syvänteisiin PAH-yhdisteiden ja öljyhiilivetyjen pitoisuudet olivat pieniä. Fosforipitoisuudet olivat keskimäärin 758 mg/kg eli ne olivat alle orgaanisten purosedimenttien keskiarvon 949 mg/kg (Lahermo ym. 1996) ja alle Perämeren sedimentin pintakerroksen pitoisuuden 1500 mg/kg (Leivuori ja Niemistö 1993). Mikäli ruopattavassa vesistössä on runsaasti ravinteikasta pohjaliejua ja orgaanista ainesta, saattavat pohjan ja alusveden happiolosuhteet heiketä ja rehevöityminen lisääntyä. Sedimentin fosforipitoisuuden ja orgaanisen aineksen perusteella ei ole odotettavissa vesistöä rehevöittäviä vaikutuksia. Kohteen alueella pohjan olosuhteet (vesi) ovat hapelliset. Tutkimusten mukaan tilanne Perämerellä on sisäisen kuormituksen kannalta hyvä, sillä siellä runsaasti rautaoksideja sisältävät hapelliset sedimentit voivat toimia fosforin sekä muiden haittaja hivenaineiden sitojina (Kujasuu 014). Rikkipitoisuuden keskiarvo 308 mg/kg ylittää orgaanisen purosedimentin pitoisuuden 176 mg/kg. Rikkipitoisuudet eivät ole korkeita. Rikkipitoisuus johtuu sulfidisedimenteistä. Maalle läjittämisen haittavaikutuksia voidaan vähentää kalkitsemalla ruoppausmassat Läjityskelpoisuus Haitta-aineet. Sedimentin läjityskelpoisuutta arvioidaan kerroksittain siten, että arvioitavan kerroksen paksuus on 30 cm (so cm, cm jne.). Kerrospaksuus on valittu vastaamaan ohuinta erikseen ruopattavissa olevaa kerrosta ja arvioinnissa korostuu haitta-aineiden kokonaismassan tarkastelu. Läjitysohjeen mukaan haitta-aine, joka tehtyjen tutkimusten perusteella sijoittuu korkeimman haitallisuuden luokkaan, määrää koko sedimenttimassan läjityskelpoisuusluokan. Eroosioherkkyys lisää ruoppausmassan riskipotentiaalia erityisesti silloin kun massa sisältää haitallisia aineita merkityksellisissä pitoisuuksissa. Tutkimustulosten perusteella useissa satama-alueen ja tuloväylän pintakerrosnäytteissä (pääosin 0-0,3 m, mutta osin myös 0,3-0,6 m syvyydellä) orgaanisten tinayhdisteiden (TBT ja TPT) pitoisuus ylitti ruoppaus- ja läjitysohjeen pitoisuustason. PCB-yhdisteiden osalta ylityksiä oli vain muutamassa pintakerrosnäytteessä (0,0-0,3 m). Siten sedimentti ei sovellu mereen läjitettäväksi. Tämä alue imuruopataan ja ruoppausmassat tullaan läjittämään maalle satama-alueelle rakennettaviin altaisiin.

21 Eroosioherkkyys. Ruoppausmassan eroosioherkkyys on riippuvainen lukuisista tekijöistä raekokojakauma, hienoaineksen suhde karkeisiin jakeisiin, irtotiheys, orgaanisen aineksen määrä ja laatu, savimineralogia, suolapitoisuus ja ph ja niiden monimutkaisista keskinäisistä suhteista. Näillä tekijöillä on oleellinen vaikutus myös haitta-aineiden käyttäytymiseen. Hienoaines pidättää haitallisia aineita ja parantaa oleellisesti sedimentin koheesiota eli koossapysymistä savipitoisuuteen % asti (Grabowski ym. 011). Toisaalta hienoaines on alttiimpaa leviämään veden virtausten mukana. SGS Oy:n laboratoriossa määritettiin haitta-aineita 47 näytteestä ja myös savipitoisuus. Savipitoisuuden keskiarvo oli 4,5 %, siten sedimentin koheesion osalta ruopattava aines ei ole ongelmallinen. Orgaaninen aines (hehkutushäviö) sitoo itseensä haitallisia aineita ja parantaa sedimentin koheesiota. Orgaanisen aineksen määrä toisaalta alentaa sedimentin tiheyttä, joten sedimentti saattaa muuttua eroosioherkemmäksi, kun sen orgaanisen aineksen pitoisuus on korkea (yli 1-14 %; Grabowski ym. 011). Orgaanisen aineksen määrä oli näytteissä keskimäärin 3, % (max. 6 %), joten sedimentti ei ole siltä osin eroosioherkkää. Sedimentin vesipitoisuuden (%) kasvaessa ja irtotiheyden (märkätiheys) laskiessa sedimentin eroosioherkkyys kasvaa. Ruopattava aines määritellään eroosioherkäksi ruoppaus- ja läjitysohjeessa kun sen irtotiheys on alle 1300 kg/m 3. Massan eroosioherkkyyden voidaan katsoa vastaavan yhtä pitoisuustasoa läjityskelpoisuuden arvioinnissa. Orgaanisen aineksen määrä oli näytteissä keskimäärin 3, % (max. 6 %) ja kuiva-ainepitoisuus 48 %, jonka perusteella laskettuna irtotiheys on keskimäärin noin 1400 kg/m 3. Osassa pintakerrosnäytteistä arvo on alempi, alle 1300 kg/m 3. Tutkimustulosten perusteella ruopattava sedimentti ei ole eroosioherkkää (pääosiltaan), joten haitallisia aineiden osalta tarkempaan käsittelyyn ei ole tässä yhteydessä tarvetta. Ruoppauskohteessa RK5 havaittiin vain pistemäisesti lievästi kohonnut pitoisuus (PCB), kauempana väylällä (RK1-RK4) ei havaittu merkittävää pitoisuutta. Kuten jo aiemmin mainittiin sataman ja tuloväylän ruoppausmassat läjitetään altaisiin. 19 Copyright Pöyry Finland Oy

22 JOHTOPÄÄTÖKSET Tutkimusten perusteella sedimentin haitta-aineiden pitoisuudet olivat pääosin alhaisia. Kohonneita pitoisuuksia havaittiin paikoin satama-alueella ja sen tuloväylällä. Haittaaineina havaittiin lähinnä orgaanisia tinayhdisteitä (TBT) ja vähäisemmässä määrin PCByhdisteitä. Haitta-aineet sijoittuvat sedimentin pintakerrokseen, pääosin 0-0,3 m syvyydelle ja muutamien pisteiden osalta myös hieman syvemmälle (0,3-0,6 0,6-1,0m). Haitta-aineiden perusteella satama-alueen ja tuloväylän sedimentin pintakerros ei sovellu mereen läjitettäväksi kohonneiden orgaanisten tinayhdisteiden (TBT ja TPT) sekä osin PCB-yhdisteiden takia. Näiden osalta ylittyy ruoppaus- ja läjitysohjeen pitoisuustaso. Muiden kohteiden (RK1-RK5) osalta mereen läjittämiselle ei ole estettä sedimentin haitta-aineiden perusteella. Haitallisten aineiden pitoisuuksien lisäksi sedimentin läjityskelpoisuuteen vaikuttaa sen eroosioherkkyys. Tutkimustulosten perusteella ruopattava sedimentti ei ole eroosioherkkää, mutta paikoin pintakerros on irtotiheyden mukaan arvioituna eroosioherkkää. Mitä eroosioherkempää läjitettävä sedimentti on, sitä alttiimpaa se on kulkeutumaan läjityspaikalta ja sitä merkittävämpiä hyötyjä voidaan saavuttaa ruoppaushankkeen eri vaiheissa tapahtuvilla riskinhallintatoimenpiteillä. Ruoppaus aiheuttaa työnaikaista veden samentumista, kun ruoppausmassaa liettyy veteen. Yleisesti samentumisen on todettu olevan paikallista ja vesi alkaa selkeytyä pian ruoppaustöiden päätyttyä. Mikäli ruopattavassa sedimentissä ja erityisesti sen pintaosassa on haitallisia aineita ympäristön kannalta merkityksellisissä pitoisuuksissa (pitoisuustaso 1B ja siitä ylöspäin), tulee työnaikaiseen kiintoaineksen leviämisen rajoittamiseen kiinnittää erityistä huomiota. Läjityksen aiheuttama samentuminen kohdistuu pääasiallisesti vesialueen pohjakerrokseen. Kiintoaineksen leviäminen suurempien läjitysten yhteydessä on lyhytaikaista. Vaikutusalue riippuu läjityksen suuruudesta, läjityspaikan ja läjitettävän massan ominaisuuksista ja vallitsevista tuuli- ja virtausolosuhteista. Läjitysalueelta mahdollisesti pitkän ajan kuluessa pohjan läheisyydessä, veden mukana tapahtuva kiintoaineen kulkeutumisen mittakaava on sadoissa metreissä, jopa kilometreissä em. tekijöistä riippuen. Sedimentti resuspendoituu ja kulkeutuu myös luontaisesti. Satama ja tuloväylän ruoppausmassat tullaan sijoittamaan maalle altaaseen satama-alueelle. Muilta osin läjitys tapahtuu mereen. Hankkeen jatkosuunnittelussa ja lupahakemusvaiheessa selvitetään tarkemmin ruoppausten toteutus ja läjitysasiat sekä ympäristövaikutukset. 0

23 7 LÄHTEET FCG Finnish Consulting Group Oy 01. Oulun 1 m väylän yleissuunnitelma. Liikennevirasto. Grabowski RC, Droppo IG, Wharton G. (011) Erodibility of cohesive sediment: The importance of sediment properties. Earth-Science Reviews, vol. 105, ss Kujansuu Sanna, 014. Raudan esiintymismuodoista pohjoisen Itämeren sedimenteissä. Pro gradu -tutkielma, Maantiede, Luonnonmaantiede. Helsingin yliopisto. Geoteiden ja maantieteen laitos. Maantieteen osasto. Lahermo, P., Väänänen, P., Tarvainen, T. & Salminen, R Suomen Geokemian Atlas, osa 3: Ympäristögeokemia purovedet ja sedimentit. Geologian tutkimuskeskus, Espoo. Leivuori, M. & Niemistö, L Trace Metals in the sediments of the Gulf of Botnia. Aqua Fennica 3, 1: Mattila, J., Kankaanpää, H. & Ilus, E Estimation of recent sediment accumulation rates in the Baltic Sea using artificial radionuclides 137 Cs and 3940 Pu as time markers. Boreal Environment Research 11:, Pousette K 007. Råd och rekommendationer för hantering av sulfidjurdmassor. Tekniska rapport 007:13.37 s. Luleå tekniska universitet. Pöyry Finland Oy 01. Länsilaiturin alueen rakentaminen, vaihe, ensimmäinen laivapaikka. Rakentamiseen liittyvien ruoppausten ja massojen läjityksen vesilain mukainen lupahakemus. Pöyry Finland Oy 015a. Oulun sataman tuloväylän syventäminen. Vesilain mukainen lupahakemus ruoppausmassojen läjitys- ja selkeytysaltaiden rakentamiselle Oritkarin satamassa. 16X831, Oulun Satama Oy. Reinikainen Jussi 007. Maaperän kynnys- ja ohjearvojen määritysperusteet. Suomen ympäristö 3/007. Suomen ympäristökeskus. Vahanne ja Vestola (toim.) 007. TBT-BAT MANUAL. Organotinapitoisten sedimenttien ruoppaus ja käsittely. Menettelytapaohje. VTT Tiedotteita 371. Ympäristöministeriö 007. Orgaaniset tinayhdisteet Suomen vesialueilla. Ympäristöministeriön raportteja 11/007. Ympäristöministeriö 015. Sedimenttien ruoppaus- ja läjitysohje. Ympäristöhallinnon ohjeita 1/ Copyright Pöyry Finland Oy

24 RK5 M36 M46 M35 M34 M33 RK1 M3 M30 M6 M31 M9 M8 M3 M7 M1 M5 M19 M4 M M16 M0 M14 M18 M1 M17 M11 M9 M15 M7 M13 M10M8 M6 M5 M3 M4 M1 M Satama ja tuloväylä M45 M44 RK M43 M4 M41 M40 RK3 Sofia Maria (hylky) -ei ruopattavalla väylällä m M39 M38 M37 RK4 RK5 M36 M33M35 M30 M8 M6 M3 M9 M M34 M3M17 M16 M14 M31 M4 M13 M1 M8 M7M5 M6 M0 M1 M7 M15 M18 M19 M10 M11 M9 M4 M5M M3 M Satama ja tuloväylä 10 km Karttaliite 1

25 9 M M6-1.4 M M M M M M M M M M M M M M M Ruopattava luiska -7.4 M Nykyinen reunalinja M Uusi reunalinja Ruopattava väyläalue -5.8 Tilaaja LIIKENNEVIRASTO, OULUN SATAMA OY Pöyry Finland Oy Tutkijantie A, PL0, OULU puh fax etunimi.sukunimi@poyry.com Pvm Tiedosto Suunn Oulu_sedimentti P. Keränen MERKINNÄT: Työn nimi Vanha sedimenttitutkimuspiste Uusi sedimenttitutkimuspiste, M1-M46 Ruopattavaksi suunniteltu alue OULUN MERIVÄYLÄN SYVENTÄMINEN Sisältö SEDIMENTTITUTKIMUS -satama-alue ja tuloväylä Mittakaava Työnumero Haitta-aineiden pitoisuustaso ylittyy eli sedimentti on pääsääntöisesti mereen läjityskelvotonta. Piir.n:o 1: KKJ M M M M M4-4.4 M M M1-4.0 R R1-1.8 R R R R m R R R103 R R R4-1.4 R R R5 R L

26 Oulun meriväylän syventäminen Sedimenttitutkimus Tutkimuspisteet -Näytteet pääosin 0,0-0,3 m, 0,3-0,6 m s pisteistä M3, M7, M14, M0, M3 myös syvempää 0,6-1,0 m. -Näytteet on ottanut Meritaito Oy (sukeltaja) Oulun Satama Oy Koodi Koordinaatit KKJ Huom! x y M Sataman ja tuloväylän alue M1-M4 M M näyte myös 0,6-1,0 m M M M M näyte myös 0,6-1,0 m M M M M M M M näyte myös 0,6-1,0 m M M M M M M M M M näyte myös 0,6-1,0 m M M RK5 M M M M M M M M M M M M RK4 M Sofia Maria hylyn alue, ei ruopattavalla väylällä M Sofia Maria hylyn alue, ei ruopattavalla väylällä M Ei näytettä, pohja kivinen, RK3 M Ei näytettä, pohja kivinen, RK3 M Ei näytettä, pohja kivinen, RK3 M Ei näytettä, pohja kivinen, RK M Ei näytettä, pohja kivinen, RK M Vain pintakerrosnäyte 0,0-0,1m (kova hiekkapohja), RK M Vain pintakerrosnäyte 0,0-0,1m (kova hiekkapohja), RK1