KHO:N PÄÄTÖKSEN 2157 LUPAMÄÄRÄYKSEN 11 MUKAINEN SELVITYS

3.6.217 KHO:N PÄÄTÖKSEN 2157 LUPAMÄÄRÄYKSEN 11 MUKAINEN SELVITYS

1 Sisällysluettelo 1 JOHDANTO... 3 2 VAIKUTUSALUEEN SEDIMENTIN TILA JA LAATU... 5 2.1 Taustatiedot... 5 2.2 Nuasjärven sedimentin laatu... 5 3 NIKKELIN JA KADMIUMIN LUONTAINEN TAUSTAPITOISUUS NUASJÄRVESSA... 9 3.1 Taustatiedot... 9 3.2 Nikkeli... 1 3.3 Kadmium... 11 4 KÄSITELTYJEN JÄTEVESIEN SEKOITTUMINEN, LEVIÄMINEN JA KERROSTUMINEN NUASJÄRVESSA... 12 4.1 Purkuvesien laatu ja kuormitus... 12 4.2 Vesistön nykytila... 15 4.3 Yhteenveto aiheutuneista vaikutuksista... 34 5 SEKOITTUMISVYÖHYKE... 35 5.1 Taustaa... 35 5.2 Laskelmat... 38 5.3 Päätelmät... 42 6 ALKULAIMENNUKSEN VAIKUTUKSET VESISTÖN JA SEDIMENTIN TILAAN JA LAATUUN... 43 7 LÄHDELUETTELO... 45

2

3 1 JOHDANTO Pohjois-Suomen aluehallintovirasto on päätöksellään nro 43/214/1 (24.4.215) myöntänyt luvan saajalle, nykyisin :lle ( Terrafame tai yhtiö ), toistaiseksi voimassa olevan ympäristöluvan käsiteltyjen vesien johtamiseen purkuputkessa Nuasjärveen. Tämän päätöksen lupamääräyksissä 6 ja 7 on määrätty vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetun valtioneuvoston asetuksen (122/26) 6 b :n tarkoittama sekoittumisvyöhyke 5 metrin säteellä purkuputken suusta. Lisäksi lupamääräyksessä 11 on edellytetty, että luvan saajan on toimitettava 31.8.217 mennessä aluehallintoviraston ratkaistavaksi selvitys käsiteltyjen jätevesien sekoittumisesta, kerrostumisesta ja leviämisestä Nuasjärvessä, aiheutuneista vaikutuksista sekä esitys toimenpiteiksi vaikutusten lieventämiseksi. Selvitykseen on edellytetty sisällytettävän esitys vaihtoehtoisista purkupaikoista vaikutustarkasteluineen ja esitys käsiteltyjen jätevesien johtamisen vuodenajoittaisesta jaksottamisesta kolmannen vuoden jälkeen. Vaasan hallinto-oikeus ( VHO ) on valitusten johdosta muuttanut em. ympäristölupapäätöksen voimassaolon määräaikaiseksi, muuttanut joitain ympäristölupamääräyksiä sekä kumonnut sekoittumisvyöhykettä koskevan ratkaisun ja sen seurauksena poistanut lupamääräykset 6 ja 7 sekä niihin liittyvän päätöksen liitteen 4. Sekoittumisvöhykkeen osalta asia on määrätty aluehallintovirastolle uudelleen käsiteltäväksi. VHO muutti päätöksellään lupamääräystä 11 kuulumaan siten, että luvan saajan on jätettävä 31.5.217 mennessä Pohjois-Suomen aluehallintovirastolle selvitys käsiteltyjen jätevesien sekoittumisesta, kerrostumisesta ja leviämisestä Nuasjärvessä, aiheutuneista vaikutuksista mukaan lukien alkulaimennuksen vaikutukset vesistön ja sedimenttien tilaan ja laatuun. Lisäksi luvan saajan on jätettävä aluehallintovirastolle 31.8.217 mennessä lisäselvitykset muun muassa vaihtoehtoisista purkupaikoista vaikutustarkasteluineen ja esitys käsiteltyjen jätevesien johtamisen mahdollisesta vuodenajoittaisesta jaksottamisesta. Selvitykset on liitettävä osaksi uutta ympäristölupahakemusta. Lupamääräyksessä mainittuihin selvityksiin perustuva jätevesien alkulaimennusta koskeva vesilain mukainen lupahakemus on toimitettava aluehallintovirastolle viimeistään 31.8.217 mennessä. Korkein hallinto-oikeus on antanut asiassa ratkaisunsa (taltionumero 2157, 9.5.217). Korkein hallinto-oikeus on kumonnut yhtiön valituksesta hallintooikeuden ratkaisun sekoittumisvyöhykettä koskevilta osin eli siltä osin, kuin VHO on kumonnut alkuperäisen ympäristölupapäätöksen määräykset 6 ja 7 sekä liitteen 4. Mainitut määräykset ja liite saatetaan voimaan. Lisäksi korkein hallinto-oikeus on muuttanut lupamääräyksen 11 ensimmäisen kappaleen kuulumaan seuraavasti: Luvan saajan on jätettävä 3.6.217 mennessä Pohjois-Suomen aluehallintovirastolle selvitys vaikutusalueen sedimenttien tilasta ja laadusta sekä nikkelin ja kadmiumin luontaisesta taustapitoisuudesta Nuasjärvessä samoin kuin käsiteltyjen jätevesien sekoittumisesta, kerrostumisesta ja leviämisestä Nuasjärvessä ja aiheutuneista vaikutuksista mukaan lukien alkulaimennuksen vaikutukset vesistön

ja sedimenttien tilaan ja laatuun. Luvan saajan on samalla jätettävä edellä mainittuun selvitykseen perustuva hakemus sekoittumisvyöhykkeen uudelleen määräämisestä. Aluehallintoviraston on määrättävä sekoittumisvyöhyke uudelleen selvityksen perusteella viipymättä. Tässä selvityksessä esitetään Nuasjärven veden ja sedimentin nykytila ja vaikutukset pääosin maaliskuussa 217 valmistuneen :n vesienhallinta YVA-selostusraportin (Pöyry Finland Oy 217a) ja sen yhteydessä tehtyjen virtaus- ja vedenlaatumallinnusten mukaisena täydennettynä uusimmilla velvoitetarkkailun sekä ympäristöhallinnon seuranta- ja mallinnustuloksilla. Sedimentin osalta on parhaillaan tekeillä uusi tutkimus, jonka tulokset toimitetaan myöhemmin täydennyksenä. Nikkelin ja kadmiumin taustapitoisuuksia vesistössä tarkastellaan pääosin aiemmin aiheesta tehdyn selvityksen perusteella (Ramboll Finland Oy 215). Alkulaimennuksesta esitetään päivitetty Cormix- laskenta (Mixing Zone Expert System, United States Environmental Protection Agency), jossa on huomioitu elokuussa 217 jätettävässä ympäristölupahakemuksessa haettavien lupaehtojen mukainen kuormitustaso sekä nykyiset purkujärjestelyt. Laskentamalli ei ole varsinainen vesistömalli, mutta se ennustaa matemaattisesti virtaus- ja liikeyhtälöiden avulla annetuissa olosuhteissa syntyvän jätevesiseoksen liikkeitä ja sekoittumisastetta. Laskelman perusteella arvioidaan alkulaimentumisen vaikutuksia veden laatuun ja sedimenttiin purkuputken lähialueella ja arvioidaan sekoittumisvyöhykkeen tarve Nuasjärvessä. Tähän selvitykseen perustuen yhtiö pyytää aluehallintovirastoa määräämään sekoittumisvyöhykkeen uudelleen jäljempänä kuvatussa laajuudessa. Terrafame on myös käynnistänyt YVA-menettelyn ja varautunut jättämään uuden ympäristölupahakemuksen VHO:n edellyttämällä tavalla. YVAmenettelyssä sekä ympäristölupahakemuksessa on VHO:n päätöksen mukaisesti selvitetty vaihtoehtoisia purkupisteitä sekä selvitetty myös juoksutusten vuodenaikaista jaksottamista. Uusi ympäristölupahakemus jätetään Pohjois- Suomen aluehallintovirastolle 31.8.217 mennessä. 4

5 2 VAIKUTUSALUEEN SEDIMENTIN TILA JA LAATU 2.1 Taustatiedot :n ympäristötarkkailuun kuuluu yhtenä tarkkailun osa-alueena sedimentin laadun tarkkailu. Osana yhtiön ympäristötarkkailua ensimmäiset sedimenttinäytteet Nuasjärvestä otettiin vuonna 215, ennen kaivoksen purkuputken käyttöönottoa (Ramboll Finland Oy 216). Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) toimesta on tehty Nuasjärven geokemiallinen sekä paleolimnologinen tutkimus vuonna 25 (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26). Myös Mondo Minerals B.V. Branch Finlandin Sotkamon kaivoksen tarkkailuun sisältyy sedimenttitutkimus, joka on toteutettu viimeksi vuonna 214 (Pöyry Finland Oy 215). Näytepisteistä kolme (1, 5 ja 23) olivat samoja tai lähes samoja kuin GTK:n vuoden 25 tutkimuksessa (Kuva 2-1). Terrafamen tarkkailuun liittyen seuraavat näytteet Nuasjärvestä on otettu yhtiön hyväksytyn tarkkailuohjelman mukaisesti kesäkuussa 217 (kolmas vesien johtamisvuosi) kolmelta kiinteältä pisteeltä sekä kahdeksalta lisäpisteeltä purkualueen läheisyydestä. Näytteet otettiin välittömästi jäiden lähdön jälkeen. Lausunto näistä tuloksista toimitetaan tämän selvityksen liitteeksi, kun lausunto valmistuu. 2.2 Nuasjärven sedimentin laatu Geologian tutkimuskeskuksen vuonna 25 toteuttamassa tutkimuksessa selvitettiin luontaisten ja ihmisen toiminnan aiheuttavien tekijöiden suhdetta Nuasjärven kuormitukseen. Tutkimuksessa selvitettiin myös järven trofiatasojen kehitystä aikaisempina vuosina. (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26) Näytteenotto toteutettiin tutkimuksissa eri puolilta järveä (Kuva 2-1). Järvestä otettiin neljä noin metrin mittaista sedimenttiprofiilia putkinäytteenottimella sekä 15 lyhyempää sedimenttiprofiilia Limnos-näytteenottimella. Näytteiden vertailukelpoisuuden varmistamiseksi näytteenotto toteutettiin likimain saman syvyisistä syvänteistä ja painaumista (vesisyvyys 7 17 m). Kuten kuvasta 2-1 voidaan havaita, suuri osa tutkimuksen näytepisteistä sijaitsee lähellä Terrafamen purkuputken purkupistettä. Tutkimuksessa hyödynnetty ajoitusmenetelmä perustuu radioaktiivisen 137 Csisotoopin syvyysjakauman tutkimiseen otetuista sedimenttiprofiileista. Ajoitustulosten perusteella Nuasjärven sedimentin luontainen kerrostumisnopeus on hidasta. Ajoitusten perusteella vuoden 1986 Tshernobylin ydinvoimalaonnettomuuden aikamerkki sijoittui näytteissä aivan sedimentin pintakerroksiin. Tutkimustulosten perusteella järven luonnontilaiset sedimenttikerrokset (sedimenttiprofiilien kerrokset 4 ja 5) olivat geokemiallisilta ominaisuuksiltaan keskisuurelle järvelle tyypillisiä. Kyseisten sedimenttikerrosten analyysitulokset on esitetty taulukossa (Taulukko 2-1). Havaittu keskimääräinen hiilipitoisuus sekä havaittu hiili-typpisuhde (C/N = 12,5) ilmensivät tutkijoiden mukaan alloktonisen hiilen kertymistä soisilta valuma-alueilta. Tulosten perusteella Nuasjärven luonnontilaisten sedimenttikerrosten (syvemmät kerrokset kuin 3 cm) nikkeli-, kromi- ja magnesiumpitoisuudet olivat keskimäärin korkeampia Suomen keskisuuriin muihin järviin verrattuna (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26).

6 Kuva 2-1. Geologian tutkimuskeskuksen toteuttaman tutkimuksen näytepisteiden sijainti Nuasjärvessä suhteessa purkupaikkaan. Taulukko 2-1. Keskimääräiset alkuainepitoisuudet (mg/kg) sedimenttiprofiilien syvemmissä (> 3 cm) kerroksissa (kerrokset 4 ja 5) (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26). Alkuaine [mg/kg] Etelä- ja lounaisosa Itä- ja pohjoisosa As Ba Co Cr Fe Mg Mn Ni S Zn C (%) 5 95 22 7 7183 8895 2874 4 415 119 5,7 3 56 13 72 4383 97 126 38 394 11 5,4 Sedimenttitulosten perusteella ihmistoiminnan vaikutus oli nähtävissä useimpien metallien korkeampina pitoisuuksina pintakerroksessa (Taulukko 2-2). Esimerkiksi nikkeli- ja sinkkipitoisuuksissa näkyi kasvua kaikissa näytepisteissä (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26).

7 Taulukko 2-2. Nuasjärven sedimenttinäytteiden pintakerrosten (kerros1-6 cm ja kerros2 6-2 cm) näytteiden keskimääräiset alkuainepitoisuudet (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26). Kokonaispitoisuus, alkuaine [mg/kg] As Cd Co Cu Fe Mg Mn Ni P S Zn Kerros 1 27 1,2 29 22 64587 881 1395 12 1399 1872 241 Kerros 2 9 1 18 23 62655 1173 345 45 932 423 111 GTK:n tutkimustulosten perusteella Nuasjärven pintasedimentin nikkeli-, rikki- ja sinkkipitoisuuksien kasvu oli peräisin mitä todennäköisimmin järveen kohdistuvasta ulkoisesta kuormituksesta. Terrafamen kaivospiirin alueella toiminta ei ollut käynnistynyt vielä vuonna 25. GTK:n tutkimuksessa havaitut pintasedimentin pitoisuustasot eivät ole hälyttävän korkeita minkään alkuaineen osalta. GTK:n aineiston perusteella merkittävin Nuasjärven tilaan vaikuttava tekijä oli valuma-alueelta järveen kohdistuva ulkoinen ravinnekuormitus. Tutkimusraportissa mainittiin kuitenkin, että sedimentin rikkipitoisuuden nousu voi johtaa järven sisäisen kuormituksen kasvuun tulevaisuudessa, mikäli pintasedimentin rikkipitoisuus lähtee nousemaan (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26). Mondo Mineralsin vuoden 214 tarkkailutuloksissa Nuasjärven syvännepisteen Nuasj_1 nikkelipitoisuus oli suurin syvyydellä 1 cm 97 18 mg/kg, korkeimmillaan 4 6 cm syvyydessä ja pienimmillään 48 mg/kg 2 3 cm syvyydessä (Pöyry Finland Oy 215). Korkein nikkelipitoisuus, 3 mg/kg, todettiin pisteellä Nuasj_23 pintakerroksessa. Rikkipitoisuus oli selvästi koholla syvännepisteellä Nuasj_1 2 1 cm syvyydessä (16 26 mg/kg) ja mangaanipitoisuus pisteillä Nuasj_5 ja Nuasj_23 4 cm syvyydessä (26 28 mg/kg). Korkein sinkkipitoisuus, 47 mg/kg, todettiin pisteellä Nuasj_23, kun pitoisuus muissa pintakerroksen näytteissä oli 3 37 mg/kg. Kadmiumpitoisuudet olivat pintakerroksessa tasoa 1,6 2,2 mg/kg ja 2 3 cm syvyydessä <,5 mg/kg. Vuosien 1977 25 tarkkailussa korkein alueelta todettu sedimentin nikkelipitoisuus 667 mg/kg todettiin vuonna 1994 Jormaslahden suulla (Pöyry Finland Oy 215). Mondo Mineralsin kaivokselta jätevesikuormitusta vesistöön ei ole ollut lainkaan vuoden 21 jälkeen vähäisiä hajapäästöjä lukuun ottamatta. Vertailun vuoksi Kolmisopen pintasedimentissä (-2 cm) helmikuun 213 tutkimustuloksissa keskimääräinen nikkelipitoisuus oli 196 mg/kg, sinkkipitoisuus 593 mg/kg ja kadmiumpitoisuus 4,5 mg/kg (Pöyry Finland Oy 213). Vastaavasti Kalliojärvessä, joka on säilynyt suola- ja lämpötilakerrostuneena vuodesta 211 lähtien vastaavat pitoisuudet olivat nikkelille 9 mg/kg, sinkille 38 mg/kg ja kadmiumille,26 mg/kg. Nuasjärven sedimentin laatu v. 215 Nuasjärven sedimenttitarkkailunäytteet otettiin vuonna 215 kolmelta pisteeltä, ennen kaivoksen vesien johtamista purkuputken kautta Nuasjärveen (Kuva 2-2) (Ramboll Finland Oy 216). Tuloksia verrattiin keskeisimpien parametrien osalta Jormasjärven vuosien 28 ja 215 tuloksiin ja tarkkailupisteiden tuloksia verrattiin lisäksi toisiinsa.

Merkittäviä eroja ei ollut havaittavissa. Ainoastaan Lahnasjokea ja Jormasjokea lähimpänä sijaitsevan Nuasjärven Nj1 arseeni-, nikkeli-, rikki-, mangaani- ja rautapitoisuudet olivat jossain määrin muita pisteitä korkeampia (Kuva 2-3). Mondo Mineralsin vuoden 214 tutkimuksen pisteeseen Nj1 verrattuna pintakerroksen ( 2 cm) rikki- ja mangaanipitoisuus oli pysynyt kutakuinkin samana, arseeni- ja kadmiumpitoisuus oli hieman pienentynyt ja nikkelipitoisuus hieman kasvanut (97 > 13 mg/kg). 8 Kuva 2-2. Sedimenttitarkkailun näytteenottopaikat Nuasjärvessä v. 215 ja v. 217 sekä lisäpisteet v. 217 Vuoden 25 GTK:n tutkimuksessa tältä alueelta todettiin sedimentin pintaosasta kohonneita arseeni-, nikkeli ja rikkipitoisuuksia, mikä voidaan suureksi osaksi selittää Lahnaslammen kaivosalueelta (nykyisin Mondon Mineralsin kaivos) tulleesta kuormituksella. Osa nikkelistä on tullut ilmeisesti myös Jormasjoen kautta Jormasjärven luontaisista päästölähteistä (maanmuokkaus, ojitus). (Ramboll Finland Oy 216)

Nuasjärven huokosvesinäytteissä sulfaattipitoisuudet olivat alhaisia ollen välillä 25 32 mg/l. Nuasjärvi Nj1 fosfaattipitoisuus (11 mg/l) oli muita pisteitä (3,6 ja 5,6 mg/l) korkeampi (Ramboll Finland Oy 216). 9 14 8 mg/kg ka 12 1 8 6 4 2 mg/kg ka 7 6 5 4 3 2 1 Nuasjärvi Nj1 (v. 215) Nuasjärvi Nj2 (v. 215) Nuasjärvi Nj16 (v. 215) Jormasjärvi (v. 215) Jormasjärvi (v. 28) Nikkeli Arseeni Rikki Mangaani Kuva 2-3. Nikkeli-, arseeni-, rikki- ja mangaanipitoisuus Nuasjärven pintasedimentissä (- 2 cm) sekä vertailuna Jormasjärven pitoisuudet vuosina 28 ja 215 (Ramboll Finland Oy 216). Nuasjärven sedimenttinäytteenotto v. 217 Nuasjärven sedimenttinäytteet otettiin tarkkailuohjelman mukaisilta paikoilta kesäkuussa 217. Lisäksi näytteet otettiin Terrafamen toimeksiannosta kahdeksalta lisäpisteeltä (Kuva 2-2). Näytteet otettiin pintakerroksesta ( 2 cm). Kaikista näytteistä tehdään ohjelman mukaiset määritykset. Näytteenoton yhteydessä mitattiin alusveden lämpötila, ph ja redox-potentiaali sekä sedimentin ph- ja redox-potentiaali 1 cm välein noin 15 2 cm syvyydelle asti. 3 NIKKELIN JA KADMIUMIN LUONTAINEN TAUSTAPITOISUUS NUASJÄRVESSA 3.1 Taustatiedot Korkeimman hallinto-oikeuden vaatima selvitys nikkelin ja kadmiumin luontaisesta taustapitoisuudesta Nuasjärvessä on tehty vuonna 215 (Ramboll Finland Oy 215). Selvitys oli osa Pohjois-Suomen aluehallintoviraston päätöksessä (Nro 43/215/1, Dnro PSAVI/296/214, 24.4.215) vaadittua selvistä Terrafamen alueen vesistöjen (Kalliojoki, Kolmisoppi, Tuhkajoki, Jormasjärvi, Jormasjoki, Nuasjärvi) veden liukoisen nikkelin, kadmiumin ja elohopean sekä ahvenen lihaksen elohopean taustapitoisuuksista ja siitä, ovatko ne geologisista syistä ympäröiviä muita alueita korkeampia. Selvityksen perusteella Terrafame voi hakea aluehallintovirastolta poikkeusta asetuksessa (122/26) säädettyihin taustapitoisuuksiin ja samalla lupamääräyksiin 6 ja 7 koskien sekoittumisvyöhykkeen määräämistä. Laaditussa selvityksessä taustapitoisuudella tarkoitetaan Terrafamen kaivosalueen nikkelin, kadmiumin ja elohopean pitoisuuksia ympäristössä ennen kaivostoiminnan aloittamista vuonna 27. Taustapitoisuus näin ollen sisältää sekä luontaisen että muun kuin varsinaisen kaivostoiminnan aiheuttamat antropogeeniset pitoisuudet ympäristössä. Ennen vuotta 27 alueella on tehty mm.

maansiirtotöitä ja ojituksia joiden seurauksena metallien pitoisuudet ovat voineet olla luonnontilaista korkeammat. Selvityksen lähtötietoina käytettiin Terrafamen kaivoksen velvoitetarkkailuaineistoa, kaivoksen perustamisen ja laajennuksen ympäristövaikutusten arvioinnin aikaista aineistoa ja muuta tutkimusaineistoa alueelta. (Ramboll Finland Oy 215) Selvityksessä aineistosta laskettiin keskiarvot ja keskihajonnat käyttäen alle määritysrajan olevista pitoisuuksista määritysrajaa. Tämä nostaa keskiarvoa, sillä alle määritysrajan oleva pitoisuus on oletettavasti pienempi kuin määritysraja. Etenkin kadmiumin ja elohopean suhteen aineiston laatuun on vaikuttanut analyysimenetelmien kehitys (Ramboll Finland Oy 215). Kaivosalueen geologiaa on tutkittu jo vuosikymmenien ajan. Alueen malmin isäntäkivenä on ns. mustaliuske, joka on runsaasti grafiittia sisältävä liuskekivi. 1 3.2 Nikkeli Mustaliuskealueen kallio- ja maaperän Suomen yleistä tasoa korkeammat metallipitoisuudet heijastuvat myös vesistä havaittaviin nikkelipitoisuuksiin. Terrafamen alueella pintavesien nikkelipitoisuuden havainnot kaivostoimintaa edeltävältä ajalta osoittavat, että alueella on luontaisesti korkeat veden nikkelipitoisuudet. Terrafamen alueen järvi- ja jokivesistöissä kaivostoimintaa edeltävältä ajalta ennen vuotta 27 havaittu nikkelin keskipitoisuus on vaihdellut Talvijoen 4 µg/l:sta Kalliojoen 12 µg/l:aan. Aivan nykyisellä kaivosalueella Heittimenpurossa on havaittu ennen vuotta 27 nikkeliä jopa 79 µg/l keskiarvon ollessa luokkaa 2 µg/l. Nikkelin huippupitoisuudet ovat useimmissa vesistöissä tasaantuneet viime vuosina tarkasteltaessa havaintojen vuosikeskiarvoa tai vuosittaisia maksimipitoisuuksia (Ramboll Finland Oy 215). Suomessa kangas- ja savimailla nikkelin taustapitoisuudeksi purovesissä on arvioitu,8 µg/l ja turvemailla,76 µg/l. Malminetsintäalueilla järvivesien nikkelipitoisuuden keskiarvoksi on laskettu 1,1 µg/l ja purovesien 11,8 µg/l (Verta ym. 21). Nuasjärvessä vuosina 1989 22 tehtyjen nikkelihavaintojen keskiarvo on 9,3 µg/l (Ramboll Finland Oy 215). Aineiston hajonta oli suuri, minkä vuoksi luottamusväli kasvoi suureksi. Nuasjärven pitoisuudet vaihtelevat varsin paljon järven eri osissa, ja pitoisuuksien vaihtelu on havaittu jo geokemiallisissa tutkimuksissa vuonna 25 (GTK, Mäkinen ja Kauppila 26). Huomattava on, että keskiarvoa laskettaessa määritysrajaa pienemmät pitoisuudet on laskettu määritysrajalla, mikä nostaa keskiarvoa. Vuoden 212 loppuun asti nikkelin määritysraja velvoitetarkkailussa oli pääsääntöisesti 5 µg/l. Mikäli Nuasjärvelle halutaan esittää yksi yhteinen nikkelin taustapitoisuuden keskiarvo, voisi se laaditun selvityksen perusteella olla koko vuotta 27 edeltävän aineiston perusteella 7,6 µg/l (Ramboll Finland Oy 215). Tilastollisesti 5 % ennen vuotta 27 tehdyistä havainnoista ylitti nikkelipitoisuuden 49,5 µg/l. Vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetussa valtioneuvoston asetuksessa (122/26, muutettu 868/21) sisämaan pintavesien ympäristönlaatunormi liukoiselle nikkelipitoisuudelle oli 2 µg/l ja taustapitoisuus 1 µg/l. Mustaliuskealueella ympäristölaatunormia 21 µg/l (vuosikeskiarvona AA-EQS) voidaan kohottaa 22 35 µg/l tasolle (Kauppi ym. 213). Jormasjärven osalta Geologian tutkimuskeskus on arvioinut liukoisen nikkelin taustapitoisuudeksi 2

µg/l, jolloin Jormasjärven osalta liukoisen nikkelin ympäristölaatunormina (vuosikeskiarvona) voidaan käyttää 22 µg/l (Kauppila 213). Marraskuussa 215 voimaan tulleella asetuksen muutoksella (138/215) biosaatavan nikkelipitoisuuden ympäristölaatunormiksi tuli 4 µg/l (AA-EQS) ja suurimmaksi sallituksi liukoisen nikkelin pitoisuudeksi 34 µg/l (MAC-EQS). Taustapitoisuus huomioiden biosaatavan nikkelin ympäristönlaatunormi on nykyisin 5 µg/l. Kohteissa, joissa pitoisuudet ovat geologisista syistä korkeita, voidaan asiantuntija-arviolla poiketa taustapitoisuuden arvosta. Taustapitoisuuden vuoksi poikkeavista biosaatavan nikkelin ympäristölaatunormeista ei ole toistaiseksi tietoa. Nuasjärvessä liukoisen nikkelin pitoisuudet koko vesimassan vuosikeskiarvona ovat olleet <5 µg/l vuosina 214 216. Biosaatavan nikkelin osuus liukoisesta nikkelistä voidaan määrittää Bio-Met -mallin avulla (www.bio-met.net), kun tunnetaan näytteen liukoisen nikkelin pitoisuus, kalsiumpitoisuus, liukoisen orgaanisen aineksen määrä (DOC) ja veden ph. Biosaatava pitoisuustaso on aina metallin mitattua liukoista pitoisuutta selvästi alhaisempi. Luokkaa 5 µg/l oleva liukoinen nikkelipitoisuus on Nuasjärvessä biosaatavana pitoisuutena noin 1 µg/l. Nikkelin luontainen taustapitoisuus Nuasjärvessä voisi em. taustapitoisuusselvityksen mukaan olla 7,6 µg/l, mikä vastaa karkeasti arvioiden biosaatavan nikkelin pitoisuutta 1,6 µg/l. 11 3.3 Kadmium Kadmiumin pitoisuudet luonnonvesissä ovat yleensä alhaiset, alle 1 µg/l. Kadmiumin määritysrajat riippuen analyysitekniikasta ja näytemäärästä vaihtelevat,5 2 µg/l. Etenkin vanhemmissa analyyseissä määritysrajat ovat olleet 1 µg/l tasolla. Tästä johtuen laskettaessa keskiarvoja koko tarkkailuaineistosta voivat tulokset vääristyä. Vuoden 27 jälkeen havaittu kadmiumpitoisuuksien lasku johtuukin todennäköisimmin analytiikan kehittymisessä eikä niinkään todellisesta luonnossa tapahtuneesta ilmiöstä (Ramboll Finland Oy 215). Nuasjärvestä ei ole juurikaan määritetty kadmiumpitoisuuksia ennen vuotta 27. Vuosina 27 215 Nuasjärven keskimääräinen kadmiumpitoisuus (n=121) on tehdyn selvityksen mukaan ollut,7 µg/l, kun se Terrafamen tarkkailualueen vesissä on ollut keskimäärin noin,5 µg/l lukuun ottamatta Pirttipuroa, jossa keskiarvopitoisuus on ollut hieman alle 1,5 µg/l (Ramboll Finland Oy 215). Kadmiumin mediaanipitoisuuden on havaittu olevan puroissa mustaliuskekallioperän kohdalla,18 µg/l ja viereisellä gneissialueella sama kuin koko Suomessa keskimäärin eli,2 µg/l (Verta ym. 21). Vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetussa valtioneuvoston asetuksessa (138/215) sisämaan pintavesien ympäristönlaatunormi (AA- EQS) liukoiselle kadmiumpitoisuudelle on <,8,25 µg/l veden kovuusluokasta (5 luokkaa) riippuen. Ympäristönlaatunormi taustapitoisuus (,2 µg/l) huomioiden kovuusluokissa 1 i ja 2 ii on,1 µg/l. Suurin sallittu kadmiumpitoisuus (MAC-EQS) on <,45 1,5 µg/l kovuusluokasta riippuen. Kohteissa, joissa pitoisuudet ovat geologisista syistä korkeita, voidaan asiantuntija-arviolla poiketa i luokka 1: <4 mg/l CaCO 3 ii luokka 2: 4 5 mg/l CaCO 3

taustapitoisuuden arvosta. Mustaliuskealueella kadmiumin ympäristölaatunormi (vuosikeskiarvona) voidaan kohottaa tasolle,1,8 µg/l (Kauppi ym. 213). Taustapitoisuusselvityksessä tarkastellun aineiston määritysrajoihin liittyvien haasteiden vuoksi tarkkaa arviota Nuasjärven taustapitoisuudesta ei voida antaa. Kirjallisuuden ja tuoreemman aineiston perusteella kadmiumin vuosikeskiarvopitoisuus alueen vesissä voisi olla suuruusluokkaa,2 µg/l, mikä on moninkertainen valtakunnalliseen taustapitoisuuteen verrattuna (Ramboll Finland Oy 215). Nuasjärvessä liukoisen kadmiumin keskimääräiset pitoisuudet ovat viime vuosina olleet pääosin alle,3 µg/l (Taulukko 4-3) eli kadmiumille asetettua vuositason ympäristölaatunormia,1 µg/l ja suurinta sallittua pitoisuutta,45 µg/l pienempiä. 4 KÄSITELTYJEN JÄTEVESIEN SEKOITTUMINEN, LEVIÄMINEN JA KERROSTUMINEN NUASJÄRVESSA 4.1 Purkuvesien laatu ja kuormitus Nuasjärveen johtava purkuputki otettiin koekäyttöön 25.9.215 ja varsinaiseen käyttöön 2.11.215. Nuasjärven purkuputki lähtee Latosuon patoaltaalta. Sulfaattipitoisuudelle purkuputken lupapäätöksessä annettu raja-arvo virtaamapainotteisena kuukausikeskiarvona on 4 mg/l. Sulfaattipitoisuudet 3.9.215 24.5.217 ovat vaihdelleet purkuputkessa välillä 94 4 mg/l keskiarvon ollessa 2345 mg/l. Latosuolla sulfaattipitoisuudet 22.12.214 3.5.216 ovat vaihdelleet välillä 13 25 mg/l keskiarvon ollessa 1793 mg/l (Kuva 4-1). Liukoisen kadmiumin pitoisuudet olivat jaksolla 3.9.215 24.5.217 purkuputkessa useimmiten alle määritysrajan (,3 µg/l). Suurimmillaan kadmiumin määrä oli,9 µg/l maaliskuussa 217. Purkuputken kokonaisnikkelipitoisuudet olivat samalla jaksolla keskimäärin 29 µg/l (vaihteluväli 12 8 µg/l). Suurimmat pitoisuudet mitattiin tammikuussa ja maaliskuussa 217. Mangaanin määrä purkuputkessa oli keskimäärin 538 µg/l ja vaihteluväli 92 18 µg/l. Raja-arvot purkuputkesta johdettavalle vedelle sekä purkuputken kautta johdettujen vesien laatu vuonna 216 on esitetty taulukossa 4-1. 12

13 Taulukko 4-1. Pitoisuusraja-arvot purkuputkesta johdettavalle vedelle sekä purkuputken kautta johdettujen vesien laatu vuonna 216. Yksittäinen näyte/jatkuvasti Virtaamapainotteinen kk-keskiarvo 216 Toteutunut min. max Vuosikeskiarvo Alumiini, kok. µg/l 5 < 2 97 4 Nikkeli, kok. µg/l 3 3 12 45 25 Kupari, kok. µg/l 3 3 < 1 4 1,3 Sinkki, kok. µg/l 5 5 < 5 91 26 Rauta, kok. µg/l 4 17 15 66 Uraani, kok. µg/l 1 1 <,1 1,4,42 Sulfaatti mg/l 6 ** 4* 94 34 286 Kiintoaine, hehk.jäännös mg/l 15 < 2 7,6 3,1 Mangaani, kok. µg/l 6 *** 92 12 346 Natrium mg/l 22 77 432 Elohopea, liukoinen µg/l 5 1,5 <,2 <,2 Kadmium, liukoinen µg/l 1 3, <,3,32 <,3 * 1.1.218 lähtien 2 mg/l, tavoitearvo 1 mg/l ** 1.1.218 lähtien 4 mg/l *** 1.1.218 lähtien 4 µg/l, tavoitearvo 2 µg/l Raja-arvo

ms/m 8 7 6 5 4 3 2 1 Sähkönjohtavuus mg/l 7 6 5 4 3 2 1 Sulfaatti 14 Luparaja, yksittäinen näyte, 6 mg/l Luparaja, kk-keskiarvo, 4 mg/l µg/l,14,12,1,8,6,4,2, Kadmium (liuk.) µg/l 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Nikkeli Luparaja, yksittäinen näyte, 1 µg/l Luparaja, kk-keskiarvo, 3 µg/l Luparaja, 3 µg/l µg/l 7 Mangaani 6 5 4 3 2 1 Purkuputki Latosuo Luparaja, 6 µg/l Kuva 4-1. Latosuon patoaltaalta ja purkuputken kautta johdetun veden laatu 12/214 alkaen. Määritysrajan (,3 µg/l) alittavat kadmiumpitoisuudet on puolitettu.

15 Vuonna 216 purkuputken kautta johdettiin sulfaattia 13 493 t (raja-arvo 15 t). Myös muiden kuormitteiden osalta purkuputken kuormitukset jäivät alle luparajan (Taulukko 4-2). Huomioitavaa on että Nuasjärveen vaikuttaa purkuputken kautta tulevan kuormituksen lisäksi myös vanhan purkureitin kautta viiveellä tuleva kuormitus. Jormasjoen pitoisuus- ja virtaamahavaintojen perusteella laskettuna sulfaattikuormitus Jormasjoen kautta Nuasjärveen oli vuonna 216 noin 9 3 tonnia. Taulukko 4-2. Kuormitusraja-arvot purkuputkesta johdettavalle vedelle, purkuputken kautta johdettu kuormitus vuonna 216 ja laskennassa 217 käytetyt kuormitukset. Raja-arvo 216 Toteutunut Laskennassa 217 käytetyt kuormitukset Nikkeli kg/a 35 166 35 Kupari kg/a 1 8,6 1 Sinkki kg/a 525 175 525 Sulfaatti t/a 15 13 493 2 Mangaani kg/a 2 2 213 2 Natrium t/a 4 2 751 12 Kaivosalueelta juoksutettavan veden sulfaatti on sitoutunut käytännössä natriumiin ja kalsiumiin. Metallien talteenottolaitoksella käytetään lipeää ph:n säätöön sekä hajukaasujen pesemiseen. Lipeästä vapautuva natrium ei saostu kalkkimaidolla, vaan natrium jää liuokseen sitoen itseensä sulfaattia ja siten lisäten vesien sulfaattipitoisuutta. Toinen sulfaatin lähde on liuokseen jäävä kalsium, joka on peräisin veden puhdistuksessa käytettävästä kalkkimaidosta. Juoksutettavissa vesissä on siis tehokkaasti toimivasta kalkkisaostuksesta huolimatta sulfaattia kalsium- ja natriumsuolana. 4.2 Vesistön nykytila Nuasjärven vedenlaatua ja sen kehitystä on seuraavassa tarkasteltu vuosien 28 217 tarkkailutulosten perusteella pisteiltä Nuasjärvi 34, 35, 23, 46 ja 37 (Kuva 4-2). Tarkastelussa on mukana vedenlaatumuuttujista happi, sähkönjohtavuus, sulfaatti, mangaani, nikkeli ja kadmium. Pisimmät aikasarjat on saatavilla pisteeltä Nuasjärvi 23 (v. 28 217), ja muilla pisteillä säännöllinen tarkkailu on aloitettu vuosien 214 215 aikana. Taulukoissa ja kehityskuvissa määritysrajan alittavat pitoisuudet on puolitettu. Joulukuuhun 212 saakka kaivoksen tarkkailussa kadmiumin määritysraja oli 2 µg/l ja nikkelin määritysraja 5 µg/l. Nuasjärven pisteeltä 23 on esitetty 12/212 edeltävältä ajalta vain ne määritystulokset, joiden määritys oli tarkempi kuin velvoitetarkkailun edellyttämä taso tai tulos ei jäänyt määritysrajan alapuolelle.

16 Kuva 4-2. Vedenlaadun tarkkailupisteet Nuasjärven ja Oulujärven alueella. Happitilanne on ollut Nuasjärven alueella päällysvedessä yleensä hyvä (Taulukko 4-3 ja Kuva 4-3). Pohjan läheisyydessä happitilanne on vaihdellut välttävästä hyvään, mutta ajoittain happitilanne on ollut alusvedessä huono (kyll.% <4, pit. <5 mg/l). Pienimmät happipitoisuudet mitattiin pisteeltä Nuasjärvi 35 elokuussa 215 (purkuputki ei ollut vielä käytössä) ja syyskuussa 216. Pisteellä Nuasjärvi 23 happipitoisuudet ovat laskeneet alusvedessä tasolle <4 mg/l ajoittain loppukesäisin. Happipitoisuus näyttäisi kuitenkin olevan lievässä nousussa pisteellä 23. Pisteillä 34 ja 35 näytteenotto on ennen vuotta 215 ollut hajanaista, mutta lievää laskua happipitoisuuksissa on tällä lyhyellä tarkastelujaksolla havaittavissa. Nuasjärven veden laatuun on vaikuttanut ennen Terrafamen kaivosta Mondo Mineralsin Lahnaslammen kaivos, jonka toiminta alkoi 197-luvun puolivälissä. Kaivoksen ja tehtaan kuormitus on päätynyt Lahnasjoen kautta Jormaslahteen. Vuonna 21 louhinta Lahnaslammen avolouhoksesta loppui ja siirtyi kokonaisuudessaan Punasuon uuteen kaivokseen, josta kuivatusvedet on johdettu joulukuusta 21 lähtien suljettuun Lahnaslammen louhokseen. Ympäristöhallinnon avoimen tiedon palvelun kautta on saatavilla tarkkailuaineistoa Nuasjärven havaintopaikalta Nj23 vuodesta 1979 alkaen. Kuvissa (Kuva 4-5) on esitetty sähkönjohtavuuden ja happipitoisuuden kehitys pitkällä aikavälillä pisteessä Nj23 kolmessa eri vesikerroksessa. Kuvista nähdään sähkönjohtavuuden kohoaminen vähitellen noin 4 vuoden aikana ja täyskiertojen vaikutus, jolloin sähkönjohtavuusarvot pohjan ja pinnan välillä tasoittuvat. Lahnaslammen päästöjen loppuminen vuoden 21 lopussa näkyy Nuasjärven sähkönjohtavuuksissa. Happitilanteessa näkyy hapen kuluminen kerrostuneisuuskausina sekä tilanteen parantuminen täyskiertojen yhteydessä. Hapettomuutta syvän-

teessä ei ole esiintynyt. Kuormittamattomienkin järvien syvänteissä happitilanne heikkenee luontaisesti kerrostuneisuuskausina riippuen rehevyystasosta. Taulukko 4-3. Nuasjärven keskimääräinen vedenlaatu ennen purkuputken käyttöönottoa (v. 214 8/215) sekä käyttöönoton jälkeen (v. 9/215 12/216 ja 1/217 6/217). Näyte- Happi Sähkön- SO 4 Mn Cd Ni n syv. joht. liuk. liuk. m mg/l ms/m mg/l µg/l µg/l µg/l Nuasjärvi 34 (Nj34) 1/214 8/215 ka,6 9,8 2,5 4,4 38 <,3 1,4 2 3 ka 1,2 9,6 4,5 5,5 58 <,3 1,4 2 3 9/215 12/216 ka,8 11, 3,6 7,5 47 <,3 <1, 1 15 ka 1,4 1,3 8,3 25 98 <,3 1,8 1 15 1/217 3/217 ka 1, 11,3 2,6 2,2 24 <,3 <1, 3 ka 1, 9,3 2 75 353 <,3 3, 3 Nuasjärvi (Nuasjärvi 23, FM12) 1/214 8/215 ka,8 9,8 3,6 7,4 42 <,3 1,3 5 7 ka 24,3 7,6 8,5 27 185 <,3 3,5 5 6 9/215 12/216 ka,9 1,6 5,4 14,4 5 <,3 1,5 7 16 ka 24,4 9,2 14,6 52 27 <,3 3,4 8 15 1/217 6/217 ka 1, 11,3 3,5 5,3 38 <,3 1,8 3 6 ka 23,3 9,3 26 11 858,4 4,3 3 6 Nuasjärvi 35 1/214 8/215 ka,6 1,2 3, 7,1 38 <,3 1,6 2 3 ka 28, 7,3 7,1 6,7 849 <,3 1,8 2 3 9/215 12/216 ka,8 1,9 4,2 9,7 45 <,3 1,1 1 15 ka 29, 9,4 27 12 59 <,3 3,2 1 15 1/217 6/217 ka 1, 11,1 3,3 4,9 36 <,3 1,7 3 6 ka 28, 7,8 34 132 577 <,3 3,5 3 6 Nuasjärvi 46 1/217 6/217 ka 1, 11,5 3,4 5 38 <,3 1,6 3 6 ka 31, 1,1 26 14 237 <,3 2,9 3 6 Nuasjärvi 37 (Nj37) 9/215 12/216 ka,7 1,3 4,6 11 51 <,3 1,1 5 7 ka 22,6 1, 5, 13 74 <,3 1,4 5 7 1/217 3/217 ka 1, 11, 3, 3 28 <,3 <1, 1 2 ka 16,5 1,5 5,7 12 59 <,3 <1, 1 2 17

Happi mg/l 16 Nuasjärvi 34 Happi mg/l 16 Nuasjärvi 35 18 14 14 12 12 1 1 8 8 6 6 4 4 2 2 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Happi mg/l 16 14 12 1 8 6 4 2 Nuasjärvi 23 1.1.28 1.7.28 1.1.29 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 1.7.214 1.1.215 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 1.1.218 alusvesi 8/15 asti alusvesi 9/15 alkaen päällysvesi 8/15 asti päällysvesi 9/15 alkaen Kaivoksen kuivanapitovesien johtaminen alkoi huhtikuussa 28 ja prosessivesien johtaminen lokakuussa 29, viipymä kaivokselta Nuasjärveen on vähintään kaksi vuotta Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Kuva 4-3. Nuasjärven päällys- ja alusveden happipitoisuuksien kehitys vuosina 28 217 tai 214 217. Nuasjärvessä keskimääräiset sähkönjohtavuusarvot olivat ennen purkuputken käyttöönottoa päällysvedessä keskimäärin tasoa 2,5 3,5 ms/m ja suurin havaittu arvo oli 5,1 ms/m (Nj23, 22.6.215). Alusveden sähkönjohtavuusarvot olivat kesällä päällysvesien tasoa, mutta talvella arvot kohosivat suurimmillaan tasolle 5 ms/m vuosina 28 21 (Kuva 4-4). Vuosina 211 215 alusveden maksimiarvot jäivät kuitenkin tätä tasoa pienemmiksi. Nuasjärven pisteen Nj23 pitkän aikavälin 1979 217 sähkönjohtavuuden kehitys on esitetty kuvassa (Kuva 4-5). Purkuputken rakentamisen jälkeen sähkönjohtavuus on ollut Nuasjärven päällysvedessä talvella tasoa 2 3,5 ms/m, mutta touko-lokakuussa tasoa 5 6 ms/m. Alusvedessä maksimiarvot nousivat purkupaikan läheisyydessä (Nj35) tasolle 45 ms/m huhtikuussa 216 ja tasolle 36 38 ms/m maaliskuussa ja kesäkuussa 217. Kauempana purkuputkesta sijaitsevilla näytepisteillä (23, 34) maksimiarvot olivat 2 ja 26 ms/m maalis-huhtikuussa 216 ja 24 ja 31 ms/m maaliskuussa 217.

S-joht. ms/m 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Nuasjärvi 34 SO 4 mg/l 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Nuasjärvi 34 19 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 S-joht. ms/m 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Nuasjärvi 35 SO 4 mg/l 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Nuasjärvi 35 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 S-joht. ms/m 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Nuasjärvi 23 1.1.28 1.7.28 1.1.29 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 1.7.214 1.1.215 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 1.1.218 SO 4 mg/l 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Nuasjärvi 23 1.1.28 1.7.28 1.1.29 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 1.7.214 1.1.215 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 1.1.218 Kaivoksen kuivanapitovesien johtaminen alkoi huhtikuussa 28 ja prosessivesien johtaminen lokakuussa 29, viipymä kaivokselta Nuasjärveen on vähintään kaksi vuotta Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Kaivoksen kuivanapitovesien johtaminen alkoi huhtikuussa 28 ja prosessivesien johtaminen lokakuussa 29, viipymä kaivokselta Nuasjärveen on vähintään kaksi vuotta Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 alusvesi 8/15 asti alusvesi 9/15 alkaen päällysvesi 8/15 asti päällysvesi 9/15 alkaen Kuva 4-4. Nuasjärven päällys- ja alusveden sähkönjohtavuusarvojen ja sulfaattipitoisuuksien kehitys vuosina 28 217 tai 214 217. 11.4.217 pisteeltä 23 mitattu sulfaattitulos 29 mg/l oli epäilyttävän suuri eikä linjassa sähkönjohtavuusarvojen ja muiden mittaustulosten kanssa. Tulos on jätetty pois kuvasta.

ms/m 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Sähkönjohtavuus 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 21 23 25 27 29 211 213 215 217 2 mg/l 16 14 12 1 8 6 4 2 Happi 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 21 23 25 27 29 211 213 215 217 23 m 11 m 1 m Kuva 4-5. Nuasjärven pisteen Nj23 päällysveden (1 m), väliveden (11 m) ja aslusveden (23 m) sähkönjohtavuusarvot ja happipitoisuudet vuosina 1979-217. Vesien kerrostumista Nuasjärvessä on kartoitettu kenttämittauksilla (lämpötila, sähkönjohtavuus, ph, redox-potentiaali ja happipitoisuus) ennen purkuputken käyttöönottoa ja sen jälkeen. Kartoitusta on tehty osana Terrafamen velvoitetarkkailua vaihtelevalla ajoituksella yhteensä 21 pisteellä (Kuva 4-6) ja lisäksi Kainuun ELY-keskuksen toimeksiannosta GTK:n toteuttamana selvitystyönä. Seuraavassa on tarkasteltu vesien kerrostumista sähkönjohtavuuden perusteella muutamilla keskeisillä pisteillä Nuasjärvessä.

21 Kuva 4-6. Kenttämittauspisteet Nuasjärvi-Oulujärvi alueella, J1 J3 jatkuvatoimisia mittausasemia. Nuasjärvessa purkuputken itäpuolella (piste 34) vedet ovat olleet pääosan ajasta sekoittuneita, mutta kerrostumista tapahtui luontaiseen tapaan talvella 216 (helmi-toukokuu) ja 217 (tammi-maaliskuu) (Kuva 4-7). Terrafamen purkuputken läheisillä pisteillä (pisteet 23, 35 ja 46) kerrostumista tapahtui talvella 215, mutta ei juurikaan kesällä 215. Tuolloin purkuputki ei ollut vielä käytössä. Vuonna 216 kerrostuminen oli voimakkaampaa kuin vuonna 215, ja kerrostuminen alkoi tammi-helmikuussa ja jatkui elo-syyskuulle. Lokakuussa 216 vedet olivat sekoittuneet kaikilla em. pisteillä. Rimpilänsalmen kohdalla (piste 37) vedet ovat olleet pääosin sekoittuneita pohjaan asti kaikilla mittauskerroilla lukuun ottamatta maaliskuuta 215. Tammi-maaliskuussa 217 Rimpilänsalmessa ei ollut havaittavissa selvää kerrostumista. Muilla pisteillä sähkönjohtavuusarvot viittasivat sen sijaan selvään kerrostumiseen. Kesäkuussa 217 pisteellä 46 kerrostuminen oli lievää, mutta pisteillä 35 ja 23 havaittiin selvä kemokliini noin 2 25 metrin syvyydellä.

22 Syvyys (m) Nuasjärvi 34, sähkönjohtavuus (ms/m) 5 1 15 2 25 3 2 4 6 8 1 12 14 22.6.215 17.8.215 7.1.215 2.11.215 2.12.215 14.1.216 16.2.216 1.3.216 12.4.216 16.5.216 2.6.216 2.7.216 22.8.216 26.9.216 25.1.216 22.12.216 19.1.217 16.3.217 Syvyys (m) Nuasjärvi 35, sähkönjohtavuus (ms/m) 1 2 3 4 5 5 1 15 2 25 3 35 17.3.215 22.6.215 17.8.215 21.1.215 2.11.215 2.12.215 14.1.216 16.2.216 1.3.216 12.4.216 16.5.216 6.6.216 2.6.216 2.7.216 22.8.216 26.9.216 24.1.216 22.12.216 18.1.217 15.2.217 2.3.217 7.6.217 Nuasjärvi 46, sähkönjohtavuus (ms/m) Nuasjärvi 37_Rimpilänsalmi, sähkönjohtavuus (ms/m) 5 1 15 2 25 3 35 5 1 15 2 25 18.3.215 Syvyys (m) 5 1 15 2 25 3 35 17.3.215 (Nj3) 11-16.3.216 6.6.216 21.6.216 22.8.216 24.1.216 18.1.217 15.2.217 21.3.217 7.6.217 Syvyys (m) 5 1 15 2 25 3 24.6.215 17.8.215 2.1.215 26.1.216 1.3.216 7.6.216 2.7.216 18.8.16 25.1.216 19.1.217 16.3.217 Kuva 4-7. Sähkönjohtavuusarvot Nuasjärvessä eri vesisyvyyksissä kenttämittausten perusteella vuosina 215 217. GTK:n mittaukset syksy 216 kevät 217 Kainuun ELY-keskus on seurannut tehostetusti Nuasjärven tilan kehittymistä. ELY-keskus tilasi Geologian tutkimuskeskukselta (GTK) tutkimuksen, jossa kartoitettiin Terrafamen purkuputkesta johdettujen käsiteltyjen jätevesien leviämistä ja syvänteiden vedenlaatua Nuasjärvessä loka- ja marraskuussa 216. Tutkimuksia on jatkettu talvella ja keväällä 217. GTK:n lokakuun (2. 21.1.216) mittaustulokset osoittavat, että syyskierto onnistui hyvin Nuasjärven ja Rehjan alueilla, ja se sekoitti syvänteiden veden alusvettä myöten. Syyskierron toteutumista osoittaa se, että syvänteen vesimassa on kauttaaltaan saman lämpöistä, mikä käy ilmi kuvista 4-7 ja 4-8. Veden sekoittumisen ansiosta syvänteiden happitilanne oli hyvä. Myös veden suolaisuutta kuvaava sähkönjohtavuus on laskenut aiemmin havaitulta tasolta. Ainoastaan Ison Selkäsaaren edustalla sijaitsevan syvänteen Nj35 alusveden sähkönjohtavuus oli hieman koholla (KAI ELY-tiedote 17.11.216).

23 Kuva 4-8. Sähkönjohtavuusarvot (EC/SPC) ja lämpötilat (T) Nuasjärven pisteellä Nj35 kenttämittauksissa vuosina 216 ja 217 (KAI ELY lausunto 2.6.217). Onnistuneesta syyskierrosta huolimatta syvänteen Nj35 sekä purkuputken pienialaisten lähisyvänteiden alusvedessä esiintyi lokakuussa purkuputken kuormituksesta johtuvaa kemiallista kerrostuneisuutta (Kuva 4-9). Kemiallisesti kerrostuneen vesikerroksen sähkönjohtavuus ylitti arvon 1 µs/cm (1 ms/m), joka vastaa noin 3 mg/l sulfaattipitoisuutta. Kerrostuneisuutta oli havaittavissa yli 7,5 metrin syvyisillä vesialueilla noin 1,2 kilometrin etäisyydellä purkuputkesta.

Kemiallisesti kerrostuneen vesikerroksen paksuus oli lokakuussa suurimmillaan noin 5 metriä ja vyöhykkeen pinta-ala noin 19 ha (KAI-ELY tiedote 27.2.217). Nuasjärvessä on todettu ennen kaivosvesien johtamista em. suurempia sulfaattipitoisuuksia (Kuva 4-4). 24 Kuva 4-9. Kaavamainen 3D-esitys Nuasjärvestä alkutalvesta jääpeitteen muodostumisen jälkeen. Sulfaattipitoinen vesi on täyttänyt kaikki >12 m syvännealueet purkuputken ympäristössä muodostaen siten kemiallisen kerroksellisuuden (punainen). Purkuputkesta tuleva vesi virtaa pohjanmyötäisesti erityisesti luoteis-kaakko-sektorille, josta se vasenkätisen virtauksen vaikutuksesta etenee kohti pohjoista/luodetta. Osa kuormituksesta kohdistuu suoraan kohti syvännettä Nj35. Puhdas Sotkanselältä tuleva vesi virtaa sulfaattikuormitteisen veden päällä (sininen nuoli) laajemmalla alueella purkuputken ympäristössä marraskuun 216 lopussa (GTK 217). Talvikaudella 216 17 Nuasjärveen havaittiin kehittyneen selkeä kemiallinen kerrostuneisuus sulfaattipitoisuuden suhteen (Kuva 4-7). Marraskuun lopussa, noin kolme viikkoa jäiden tulon jälkeen tehdyissä mittauksissa ja talvikerrostuneisuuden alettua, Nuasjärveen havaittiin kehittyneen voimakkaampaa kerrostuneisuutta sulfaattipitoisuuden suhteen. Sähkönjohtavuudet olivat kohonneet kaikissa Jormasjokisuuta ja purkuputkea lähellä olevissa syvänteissä tasolle 1 44 μs/cm (1 44 ms/m) (Kuva 4-7). Suurimmat sähkönjohtavuudet, 3 44 μs/cm (3 44 ms/m), havaittiin purkuputken pohjoispuolella Ison Selkäsaaren edustalla (Nj35) sekä idässä (Nj48=NjL3) ja kaakossa Petäjäniemen edustalla (Nj47=NjL2). Sulfaattipitoisemman veden vyöhyke, jossa sähkönjohtavuus oli yli 1 µs/cm (1 ms/m), alkoi noin 1 15 m syvyydeltä ja ulottui pohjaan saakka noin 2,5 km etäisyydelle purkuputkesta. Alueen pinta-ala oli

noin 9 ha, mikä on noin 1 % Rehja-Nuasjärven pinta-alasta. Happitilanne oli marraskuussa hyvä myös pohjan läheisyydessä (KAI-ELY tiedote 27.2.217). Tammi-helmikuun vaihteessa sulfaattipitoisemman veden vyöhyke ulottui noin 6 7 m syvyydestä pohjaan asti. Sähkönjohtavuudet ovat kohonneet purkuputken lähisyvänteissä tasoon 3 49 μs/cm (Kuva 4-1). Huhtikuussa tehdyissä mittauksissa havaittiin, että Nuasjärven kaakkoissuuntainen pohjavirtaus on voimistunut tammi-helmikuun tilanteeseen verrattuna. Pohjan tuntumassa olevan veden sähkönjohtavuusarvot olivat hieman nousseet ja kemiallisesti kerrostunut alue oli paksuuntunut vajaan metrin. Järven syvänteissä oli kuitenkin happea. Kemiallisesti kerrostuneella alueella metallipitoisuudet olivat pieniä lukuun ottamatta kohonneita mangaanipitoisuuksia. Huhtikuussa sulfaattipitoisuudet olivat GTK:n näytteenoton mukaan päällysvedessä 1,6 2,8 mg/l, välivedessä 55 12 mg/l ja alusvedessä 11 29 mg/l. Tulos 29 mg/l on epäilyttävä eikä ole linjassa sähkönjohtavuuden kanssa. GTK:n tutkimukset osoittavat, että talvikerrostuneisuuden alettua purkuputken sulfaattikuormitus on levinnyt pohjaa myötäillen kaikkiin lähialueen syvänteisiin, mutta voimakkainta kulkeutuminen on kohti luode-itä-kaakko-sektoria kaikkina vuodenaikoina. Sekoittumisesta johtuen vedenlaadun vaihtelu horisontaali- ja vertikaalisuunnassa voi olla hyvin monimutkaista ja vaihdella vuodenajan mukaan (KAI ELY tiedotteet 27.2.217 ja 11.5.217). Touko-kesäkuun 217 mittaustulosten perusteella kevätkierto toteutui täydellisesti Rehjanselällä ja Nuasjärven syvänteissä lukuun ottamatta syvännettä Nj35, jossa kierto oli osittain vajaa (Kuva 4-9). Tässä syvänteessä kierto toteutui noin 26 metrin syvyydellä saakka, ja 26 3 metrin syvyydelläkin tapahtui jonkinasteista sekoittumista. Kesäkuussa pisteellä Nj35 havaittiin kemiallista kerrostuneisuutta noin 2 metrin syvyydeltä alaspäin edettäessä (Kuva 4-7). Pisteellä 46 kerrostuneisuus oli lähes purkautunut, ja päällys- ja alusveden välinen ero sähkönjohtavuusarvoissa oli 2,6 ms/m. 25

26 Kuva 4-1. Veden sähköönjohtavuuden maksimiarvot helmikuussa ja huhtikuussa 217 (GTK 217a-c). Maksimiarvot sijoittuvat järven pohjaosiin. Yksikkö 1 µs/cm = 1 ms/m

Automaattiset mittausasemat Nuasjärvessä Automaattisilla mittausasemilla on tehty mittauksia syksystä 215 lähtien. Jatkuvatoiminen mittaaminen järvivedestä on haastavaa. Toisin kuin putkesta tai esim. purosta mitattaessa vesi ei huuhtele järvessä olevaa mitta-anturia, jolloin anturin pinnalle kertyy helposti leväkasvustoa. Jatkuvatoimisia mitta-antureita kalibroidaan ja huolletaan säännöllisesti, jotta mittaukset olisivat mahdollisimman luotettavia. Tästäkin huolimatta tuloksissa voi esiintyä ajoittain virhettä, joka pyritään tunnistamaan mm. vertaamalla automaattimittauksien tuloksia vesinäytteiden analyysituloksiin. Virallinen velvoitetarkkailu perustuu standardimenetelmin otettuihin vesinäytteisiin ja akkreditoidussa laboratoriossa tehtyihin analyyseihin. Seuraavassa on tarkasteltu automaattisten mittausasemien tuloksia vuosilta 216 217. J1 (Nj34), purkuputken itäpuoli Nuasjärven itäisellä mittauspisteellä (Kuva 4-6) jatkuvatoimisen vedenlaadun seurantalaitteen aineistoa, kenttämittausten tuloksia ja vedenlaatutuloksia verrattiin toisiinsa. Alkuvuonna 216 automaattisen mittalaitteen pohjan anturi ei toiminut. Anturi korjattiin elokuun 216 lopussa, jonka jälkeen se on tuottanut luotettavana pidettävää tietoa. Alkuvuonna 216 alusveden sähkönjohtavuus nousi korkeaksi, tasolle 2 ms/m ja tasoittui kevättäyskierron yhteydessä kesäkuun alussa (Kuva 4-11). Avovesikaudella sähkönjohtavuus oli noin 5 ms/m tasolla. Syyskuun lopulla ja lokakuun alussa 216 tehdyissä kenttämittauksissa havaittiin koko vesipatsaassa korkeampi sähkönjohtavuus 9,2 9,6 ms/m, jota ei havaittu automaattisen mittausaseman aineistossa eikä laboratoriotuloksissa. Kaikkien eri mittausmenetelmien tulosten perusteella alusveden sähkönjohtavuus lähti nousuun jääkannen muodostumisen jälkeen. Suurimmillaan pitoisuudet olivat noin 23 24 ms/m maalis-toukokuussa 217. Kevätkierto toteutui pisteellä Nj34 touko-kesäkuun vaihteessa. 27

28 Kuva 4-11. Nuasjärven itäisen jatkuvatoimisen mittauslaitteen (Nj34) tuottama sähkönjohtavuusaineisto, kenttämittausten tiedot sekä vedenlaatuhavainnot vuosina 216 217. Pohjan anturi huollettiin elokuun 216 lopussa. J2 (Nj46), purkuputken länsipuoli Läntisellä mittauspaikalla automaattisen mittalaitteen aineiston perusteella alusveden sähkönjohtavuus oli lähes 16 ms/m ja 1 m syvyydellä noin 4 ms/m alkuvuonna 216 (Kuva 4-12). Päällysvedestä tehdyt kenttämittausten tulokset ovat olleet kesä-syyskuussa 216 korkeampia (6-1 ms/m) kuin automaattimittarin tulokset (4-5 ms/m). Alusvedestä kenttämittauksen 22.8.216 mittaustulos 2,1 ms/m noin viikkoa ennen elokuun lopun huoltoa on myös selvästi korkeampi kuin syyskuun alusta alkaen saatu alusveden mittaustulos n. 15 16 ms/m. Lokakuun lopulla tehdyssä kenttämittauksessa havaittu vesipatsaan sähkönjohtavuus oli kauttaaltaan 9,6 ms/m, samaan aikaan automaattisen mittarin tulos oli alusvedessä tasolla 7 ms/m ja päällysvedessä 4 ms/m. Pisteeltä otettiin vesinäytteet marras- ja joulukuussa. Vesinäytteiden tulosten sekä automaattisen mittalaitteiden sähkönjohtavuusaineiston perusteella jääpeitteen muodostumisen jälkeen alusveden sähkönjohtavuus lähti nousuun läntisellä syvänteellä syksyllä 216. Alkuvuonna 217 sähkönjohtavuusarvot nousivat alusvedessä suurimmillaan tasolle 25 35 ms/m. Päällysvedessä suurimmat pitoisuudet olivat laboratorio- ja kenttämittausaineiston perusteella tasoa 3 1 ms/m. Automaattimittauksessa oli alkuvuonna 217 havaittavissa epäsäännöllisyyttä sekä päällys- että alusvedessä. Nuasjärven jäät lähtivät toukokuun lopussa 217, ja tällöin pisteen J2 anturit vioittuivat. Kevätkierto kuitenkin näkyy pisteellä.

29 Kuva 4-12. Nuasjärven läntisen jatkuvatoimisen mittauslaitteen (Nj46) tuottama sähkönjohtavuusaineisto sekä kenttämittausten mittaustiedot vuosina 216 217. Pohjan anturi huollettiin elokuun 216 lopussa. J3, Itäinen Rehjanselkä Rehjan itäisellä mittauspaikalla sähkönjohtavuus on päällysveden kenttämittauksissa vaihdellut välillä 5,45 9,1 ms/m ja arvot ovat olleet usein korkeampia kuin laboratoriotuloksissa (3,3 6,7 ms/m) (Kuva 4-13). Alusvedessä kenttämittaukset ovat olleet välillä 5,35 11,4 ms/m ja myös korkeampia kuin laboratoriotulokset (3,3 6,5 ms/m). Ero laboratoriotulosten ja automaattisen mittaustuloksen välillä on ollut noin 1 2 ms/m. Alusveden sähkönjohtavuudet olivat jaksolla elokuu 216 huhtikuu 217 tasoa 5 ms/m, minkä jälkeen arvoissa on ollut vaihtelua. Viileän kevään vuoksi kevätkierto toteutui vuonna 217 vasta kesäkuun alussa.

3 Kuva 4-13. Pisteen Rehja Itä jatkuvatoimisen mittauslaitteen tuottama sähkönjohtavuusaineisto, kenttämittausten tiedot sekä vedenlaatuhavainnot vuosina 216 217. Mangaanipitoisuudet olivat ennen purkuputken käyttöönottoa Nuasjärven päällysvedessä keskimäärin 24 38 µg/l (Taulukko 4-3, Kuva 4-14). Alusvedessä mangaanipitoisuus on vaihdellut huomattavasti (ka. 58 849 µg/l), ja suurimmat arvot on mitattu pisteeltä Nuasjärvi 35. Purkuputken käyttöönoton jälkeen keskimääräiset pitoisuudet ovat olleet päällysvedessä 24 51 µg/l ja alusvedessä 59 858 µg/l. Päällysvedestä suurimmat pitoisuudet on mitattu pisteeltä Nuasjärvi 34 loppukesällä 216. Alusvedessä pitoisuusvaihtelut ovat olleet suuria kaikilla pisteillä, ja suurimmat arvot on mitattu pisteeltä Nuasjärvi 35 loppukesällä 216.

Mn µg/l 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Nuasjärvi 34 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 Mn mg/l 16 14 12 1 8 6 4 2 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 Nuasjärvi 35 1.7.215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 3 7 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 31 1.1.218 Mn mg/l 14 Nuasjärvi 23 12 1 8 6 4 2 alusvesi 8/15 asti alusvesi 9/15 alkaen päällysvesi 8/15 asti päällysvesi 9/15 alkaen 1.1.28 1.7.28 1.1.29 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 1.7.214 1.1.215 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 1.1.218 Kaivoksen kuivanapitovesien johtaminen alkoi huhtikuussa 28 ja prosessivesien johtaminen lokakuussa 29, viipymä kaivokselta Nuarjärveen on vähintään kaksi vuotta. Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Kuva 4-14. Nuasjärven päällys- ja alusveden mangaanipitoisuuksien kehitys vuosina 28 217 tai 214 217. Liukoisen nikkelin pitoisuudet ovat olleet ennen purkuputken käyttöönottoa päällysvedessä keskimäärin 1,3 1,6 µg/l ja alusvedessä 1,4 3,5 µg/l (Taulukko 4-3). Kohonneita pitoisuuksia (5 33,6 µg/l) on mitattu pisteen Nuasjärvi 23 alusvedestä keväisin (Kuva 4-15). Suurimmat nikkelipitoisuudet (3,5 33,6 µg/l) Nuasjärven alusvedessä (piste 23) on todettu talvella 29 ennen silloisen Talvivaaran prosessivesien johtamista, minkä jälkeen kehityssuunta on ollut laskeva. Syvänteen veden laadussa on havaittavissa järville luontaista syklisyyttä, mikä on nähtävissä päällys- ja alusveden sekoittumisena kevään ja syksyn täyskiertojen yhteydessä. Purkuputken käyttöönoton jälkeen päällysveden keskimääräiset nikkelipitoisuudet ovat olleet <1 1,8 µg/l ja alusveden keskimääräiset pitoisuudet <1 4,3 µg/l. Pisteillä Nuasjärvi 34 ja Nuasjärvi 23 yleiseen tasoon nähden kohonneita arvoja on mitattu alusvedestä talvella ja keväällä vuosina 216 ja 217 ja pisteeltä

Nuasjärvi 35 touko-syyskuussa 216 ja maaliskuussa 217. Suurin alusveden nikkelipitoisuus (1 µg/l) on todettu Nuasjärven Jormaslahdella 3.3.214. Nikkelin ympäristönlaatunormi biosaatavalle pitoisuudelle (AA EQS+tausta, 5 µg/l vuosikeskiarvona laskettuna) alittuu kaikilla pisteillä. Myös suurin sallittu liukoisen nikkelin pitoisuus 34 µg/l (MAC-EQS) alittuu selvästi. Biosaatava pitoisuustaso on aina metallin mitattua liukoista pitoisuutta alhaisempi. Liukoisen kadmiumin keskimääräiset pitoisuudet ovat olleet Nuasjärvessä pääosin alle,3 µg/l, ja suurimmillaan kadmiumin määrä oli,9 µg/l Jormaslahdella (Jormaslahti 6) 1.6.214. Liukoisen kadmiumin pitoisuudet ovat olleet sille asetettua ympäristölaatunormia,1 µg/l (tausta+aa-eqs pehmeissä vesissä) pienempiä. 32

Cd (liuk.) µg/l,5,4,3,2,1, Nuasjärvi 34 Ni (liuk.) µg/l 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Nuasjärvi 34 33 Cd (liuk.) µg/l,5,4,3,2,1, Nuasjärvi 35 µg/l 5,5 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 1.1.214 1.4.214 1.7.214 1.1.214 1.1.215 1.4.215 1.7.215 1.1.215 1.1.216 1.4.216 1.7.216 1.1.216 1.1.217 1.4.217 1.7.217 1.1.217 1.1.218 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Ni (liuk.) Nuasjärvi 35 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 Cd (liuk.) µg/l,8,7,6,5,4,3,2,1, 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 Nuasjärvi 23 1.7.214 alusvesi 8/15 asti alusvesi 9/15 alkaen päällysvesi 8/15 asti päällysvesi 9/15 alkaen 1.1.215 Kuva 4-15. Nuasjärven päällys- ja alusveden kadmium- ja nikkelipitoisuuksien kehitys vuosina 28 217 tai 214 217. Kadmiumtulosten määritysraja oli 12/212 saakka 2 µg/l ja nikkelitulosten määritysraja 5 µg/l. Pisteeltä 23 on esitetty 12/212 edeltävältä ajalta vain ne määritystulokset, jotka <5 µg/l 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215 1.1.218 Ni (liuk.) µg/l 35 3 25 2 15 1 5 Nuasjärvi 23 1.1.28 1.7.28 1.1.29 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1.1.214 1.7.214 1.1.215 1.7.215 1.1.216 1.7.216 1.1.217 1.7.217 1.1.218 Kaivoksen kuivanapitovesien johtaminen alkoi huhtikuussa 28 ja prosessivesien johtaminen lokakuussa 29, viipymä kaivokselta Nuasjärveen on vähintään kaksi vuotta. Purkuputken koekäyttö alkoi syyskuussa 215

4.3 Yhteenveto aiheutuneista vaikutuksista Velvoitetarkkailutulosten sekä Kainuun ELY-keskuksen ja GTK:n tekemien tutkimusten (GTK 217a-b, Kainuun ELY-keskuksen tiedotteet 29.6.216, 16.9.216/19.1.216,17.11.216, 27.2.217, 11.5.217 ja 2.6.217) perusteella on havaittu, että kaivoksen purkuputken vesien vaikutus näkyy Nuasjärvessä lähinnä sähkönjohtavuusarvojen sekä sulfaatti-, natrium- ja mangaanipitoisuuksien kasvuna. Liukoisen nikkelin pitoisuudet ovat olleet pääosin pieniä, mutta pitoisuudet ovat vaihdelleet pääosin normaalin kerrostuneisuuden mukaan. Avovesiaikaan purkuputkesta tulevien vesien kulkeutuminen ja suunta vaihtelee pohjavirtausten mukaan, mutta talvella vedet kulkeutuvat pohjan painanteiden mukaisesti syvänteisiin. Keväällä 216 Nuasjärven kevättäyskierto ei täysin toteutunut purkuputken läheisissä syvänteissä pisteiden Nj35 ja Nj23 alueella. Täyskierto ulottui noin 17 18 metrin syvyyteen saakka, mutta tämän tason alapuolelle jäi suolapitoinen vesikerros. Syksyllä 216 syystäyskierto toteutui Nuasjärvessä, ja myös syvänteiden alusvedet sekoittuivat. Lokakuussa 216 alusveden sähkönjohtavuusarvot olivat laskeneet huomattavasti aiemmasta tasosta, mutta tästä huolimatta purkuputken pohjoispuolella sijaitsevassa Selkäsaaren syvänteessä Nj35 havaittiin arvojen olevan koholla. Nuasjärven jäätymisen jälkeen marraskuussa 216 kemiallinen kerrostuneisuus alkoi nopeasti. Enimmillään kerrostuneisuus ulottui noin 2,5 km etäisyydelle purkuputkesta. Tutkimustulosten perusteella kemiallisesti kerrostuneen alueen pinta-ala oli tammi-helmikuun vaihteessa yli 12 hehtaaria, ja se ulottui noin 6 7 metrin syvyydestä pohjaan saakka. Purkuputken vedet kulkeutuivat putken suulta lähialueen syvänteisiin sekä kohti luode itä kaakko-sektoria pohjan painanteiden ja/tai itään suuntautuvan pohjavirtauksen mukaan. Huhtikuussa 217 havaittiin, että kemiallisesti kerrostunut alue oli laajentunut edelleen idän ja kaakon suuntaan tammi-helmikuun tilanteeseen verrattuna. Etenkin kaakkoissuuntainen pohjavirtaus oli voimistunut huhtikuussa. Touko-kesäkuun 217 mittaustulosten perusteella kevätkierto toteutui täydellisesti Rehjanselällä ja Nuasjärven syvänteissä lukuun ottamatta syvännettä Nj35. Tässä syvänteessä kierto toteutui noin 26 metrin syvyydellä saakka, ja 26 3 metrin syvyydelläkin tapahtui jonkinasteista sekoittumista. :n vesienhallinnan YVA-menettelyn yhteydessä toteutetuissa vesistömallinnuksissa (Pöyry Finland Oy 217b) aiheutui Nuasjärven purkuputken kautta johdettavilla veden sulfaattipäästötasoilla 15 3 t/a maksimissaan muutamien satojen milligrammojen sulfaattipitoisuuksia purkupaikan lähialueelle alimpaan vesikerrokseen kerrostuneisuuskausina etenkin talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen sekä myös kesän tuulettomina ajanjaksoina. Mallin antamat pitoisuusmaksimit purkualueen lähellä ovat samaa tasoa kuin havaitut. Mallinnuksella ei kuitenkaan kyetty luotettavasti kuvaamaan Nuasjärven pienipiirteisten syvännealueiden pitoisuustasoja suhteessa toteutuneisiin tarkkailutuloksiin eikä siten myöskään tarkasti ennustamaan syvänteiden kerrostuneisuutta. Suomen ympäristökeskuksen (18.4.217) mallinnusraportin mukaan 1.1.29 28.2.217 välisenä aikana Jormasjoen ja purkuputken kautta kaivokselta Nuasjärveen tullut sulfaattikuormitus on lisännyt Nuasjärven keskimääräistä sulfaattipitoisuutta noin 18 mg/l. Mallinnusten perusteella Nuasjärven kevättäyskierto ei 34

toteudu täydellisesti vuoden 216 kaltaisissa sääolosuhteissa, jos vettä johdetaan purkuputkesta järveen toukokuun lopulle saakka tai kauemmin. Vuoden 215 sääolosuhteissa kiertoa tapahtuu lyhyen aikaa, vaikka vettä johdettaisiin toukokuun loppuun saakka tai kauemmin. Nuasjärven keskiosan syvänteiden ajoittain vaillinainen kierto on osin luonnollinen ilmiö eikä suoraan kaivoksen purkuvesien aiheuttama, mutta osaltaan kaivoksen purkuvedet vahvistavat kerrostuneisuutta ja voivat epäedullisissa sääolosuhteissa heikentää täyskiertoa. Kerrostuneisuuskauden ajoittaisesta pidentymisestä huolimatta Nuasjärven syvänteet ovat pysyneet hapellisina, mikä on tärkeää sulfaatin pelkistymisreaktioiden vuoksi. 5 SEKOITTUMISVYÖHYKE 5.1 Taustaa Korkeimman hallinto-oikeuden päätöksen 2157 (9.5.217) lupamääräyksen 11 mukaan :n on jätettävä hakemus sekoittumisvyöhykkeen uudelleen määräämisestä. Aluehallintoviraston on määrättävä sekoittumisvyöhyke uudelleen selvityksen perusteella viipymättä. Sekoittumisvyöhyke Ympäristöluvassa voidaan määrätä sekoittumisvyöhykkeestä, jolla yhden tai useamman vaaralliseksi tai haitalliseksi määritellyn aineen pitoisuus voi ylittää ko. aineelle määritetyn ympäristönlaatunormin, jos muu osa pintavesimuodostumasta on kyseisten normien mukainen. Sekoittumisvyöhykkeen laajuus on rajattava ympäristöluvassa päästölähteen läheisyyteen siten, että se on oikeassa suhteessa pilaavien aineiden pitoisuuksiin päästölähteen kohdalla. Sekoittumisvyöhyke voi olla perusteltua määrittää silloin, kun toiminnanharjoittajan mahdollisuudet rajoittaa toiminnasta aiheutuvia päästöjä ovat teknisistä syistä rajalliset tai niistä aiheutuisi kohtuuttomia kustannuksia. Sekoittumisvyöhykkeiden määrittämisen pitää perustua ennaltaehkäisevien toimien toteuttamisen periaatteeseen sekä siihen periaatteeseen, että ympäristöhaitta pitää korjata ensisijaisesti sen lähteellä pyrkien näin rajoittamaan ympäristönlaatunormin ylittymistä alueellisesti ja ajallisesti mahdollisimman paljon. Sekoittumisvyöhykkeitä voisi olla tarpeen määritellä esimerkiksi sellaisille vesialueille, joissa vesistön luonnonolosuhteista ja vuodenaikaisvaihteluista johtuen jätevesien sekoittumisessa vesistössä on suuria vaihteluita. Sekoittumisvyöhykkeen laajuus on rajattava ympäristöluvassa päästölähteen läheisyyteen siten, että se on oikeassa suhteessa pilaavien aineiden pitoisuuksiin päästölähteen kohdalla. Sekoittumisvyöhyke voidaan myöntää vain, mikäli päästöjen vähentämiseksi ja poistamiseksi on käytetty parasta käyttökelpoista tekniikkaa ja parhaita käytäntöjä. Uuden päästön tapauksessa saattaa olla tarpeen aloittaa ennakoiva mallinnus, joka auttaa arvioimaan, miten päästö alapuolisessa vesimuodostumassa laimentuu eri vuoden aikoina ja luonnonolosuhteissa. 35

36 Ympäristölaatunormit Valtioneuvoston asetus vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista (122/26) sekä sen muutosasetukset (868/21 ja 138/215) on asetettu suojelemaan pintavesiä sekä parantamaan niiden laatua ehkäisemällä vaarallisista ja haitallisista aineista aiheutuvaa pilaantumista. Asetuksessa annetut ympäristönlaatunormit määrittelevät vesistössä tavattavan aineen suurimman sallitun pitoisuustaso (MAC-EQS) sekä aineen pitoisuuden suurimman sallitun vuosikeskiarvon (AA-EQS) (Taulukko 5-1). Asetuksen mukaiseen ympäristölaatunormiin (AA-EQS) voidaan lisätä arvio luontaisesta taustapitoisuudesta. Kadmiumin osalta tarkastelussa käytetään liukoista pitoisuutta. Nikkelin ja lyijyn osalta tarkastellaan biosaatavaa pitoisuutta. Metallin biosaatava osuus voidaan määritellä BioMet-mallin (www.bio-met.net) avulla, kun tunnetaan metallin liukoinen pitoisuus, vesistön kalsiumpitoisuus, liukoisen orgaanisen aineksen määrä (DOC) ja veden ph. Liukoisen elohopean vesipitoisuudelle on asetuksessa 138/215 määrätty vain suurin sallittu pitoisuus (MAC-EQS),7 µg/l sekä ympäristönlaatunormi ahvenen/silakan lihaksesta mitatulle pitoisuudelle (Taulukko 5-1). Liukoisen kadmiumin ympäristölaatunormi riippuu veden kovuudesta ja on alimmillaan,2+,8=,1 µg/l (Taulukko 5-1). Nuasjärven vesi on tarkkailutietojen perusteella kokonaiskovuudeltaan erittäin pehmeää tai pehmeää. Kadmiumin ympäristönlaatunormi on siten Nuasjärvessä tasolla,1 µg/l (kovuusluokat 1 ja 2). Liukoisen biosaatavan lyijyn ympäristölaatunormi on humuksisuudesta riippuen sisävesissä 1,3 1,9 µg/l ja suurin sallittu liukoinen pitoisuus (MAC-EQS) 14 µg/l (Taulukko 5-1). Nuasjärven keskimääräinen väriluku vaihtelee pääosin välillä 7 9 mg/l ja se voidaan luokitella humuksiseksi järveksi eli lyijyn laatunormiksi tulee 1,4 µg/l. Liukoisen biosaatavan nikkelin ympäristölaatunormi on 1+4=5 µg/l, josta 4 µg/l on havaintojen vuosikeskiarvo (AA-EQS) ja 1 µg/l on liukoisen nikkelin asetuksessa annettu ohjeellinen taustapitoisuus (Taulukko 5-1). Sallittu enimmäispitoisuus (MAC-EQS) liukoiselle nikkelille on 34 µg/l. Asetuksessa 138/215 nikkelille ja lyijylle määritellään ympäristönlaatunormit biosaatavalle pitoisuudelle, mutta liukoiselle pitoisuudelle normeja ei ole annettu. Aiemmin voimassa olleessa asetuksessa 868/21 liukoisen nikkelin laatunormi oli 1+2=21 µg/l, jossa 2 µg/l oli havaintojen vuosikeskiarvo (AA-EQS) ja 1 µg/l asetuksessa annettu ohjeellinen taustapitoisuus. Lyijyn ympäristönlaatunormi liukoisena pitoisuutena oli vastaavasti taustapitoisuus (,2 µg/l) huomioiden 7,4 µg/l. Sekoittumisvyöhykkeellä ahvenen lihaksen elohopeapitoisuuden käyttäminen ympäristölaatunormina ei ole mahdollista, koska pyydetyn ahvenen elin- ja kasvualuetta ei voida osoittaa, ja siten täytyy soveltaa elohopean liukoista pitoisuutta vedessä. Euroopan Unionin parlamentti ja neuvosto on asettanut sisävesien elohopeapitoisuudelle laatunormin vuonna 28 (28/15/EY). Elohopealle asetettu laatunormi sisämaan pintavesissä oli,5 µg/l. Nuasjärven luontaisena elohopean taustapitoisuutena voidaan käyttää tasoa,2 µg/l (Verta ym.,

21), joka on hyväksytty myös aiemmassa lupakäsittelyssä. Elohopean ympäristönlaatunormiksi (tausta+aa-eqs) saadaan siten,52 µg/l. 37 Taulukko 5-1. VNa 138/215 mukaiset ympäristönlaatunormit (tausta + AA EQS) kadmiumille, nikkelille, lyijylle ja elohopealle (kalat) järvi- ja jokiolosuhteissa. Järvet kadmium nikkeli 2) lyijy 2) elohopea μg/l (vesi) tausta+ μg/l (vesi) tausta+ μg/l (vesi) tausta+ μg/kg (ahven/silakka) AA EQS AA EQS AA EQS tausta + EQS vähähumuksiset (väriluku Pt mg/l< 3),2+,8=,1 (luokka 1ja 2) 1+4 = 5,1+1,2= 1,3 18+2=2 humuksiset (väriluku Pt mg/l3 9) runsashumuksiset (väriluku Pt mg/l> 9) Joet kangas- ja savimaat (väriluku Pt mg/l <9, valuma-alueen suo-% < 25 turvemaat (väriluku Pt mg/l >9, valuma- alueen suo-% > 25),2+,8=,1 (luokka 1 ja 2),2+,8=,1 (luokka 1 ja 2),2+,8=,1 (luokka 1 ja 2),2+,8=,1 (luokka 1 ja 2) 1) luokka 1 <4 mg/l CaCO3, luokka 2: 4 <5 mg/l CaCO3 2) biosaatava pitoisuus 1+4 = 5,2+1,2= 1,4 2+2=22 1+4 = 5,7+1,2= 1,9 23+2=25 1+4 = 5,3+1,2= 1,5 18+2=2 1+4 = 5,5+1,2= 1,7 23+2=25 Nykyinen tilanne Vuonna 214 jätetyssä purkuputken lupahakemuksessa tehtyjen alkulaimennuslaskelmien perusteella arvioitiin kaivoksen käsiteltyjen päästövesien purkamisen aiheuttavan ympäristölaatunormien ylityksiä Nuasjärvessä kadmiumin, elohopean ja nikkelin osalta. Purkupaikan lähialueelle määritettiin sekoittumisvyöhyke, jonka säde oli 1 km ja pinta-ala 314 ha (Talvivaara Sotkamo Oy 214). Aluehallintovirasto määräsi (PSAVI/296/214) lupamääräyksessä 6 Nuasjärvellä purkupaikan ympäristön 5 metrin säteellä purkuputken suusta (noin 78,5 ha) sekoittumisvyöhykkeeksi, jossa veden liukoinen nikkeli-, kadmium- ja elohopeapitoisuus saa ylittää näille aineille säädettyjen ympäristönlaatunormien (AA-EQS ja MAC-EQS) ja luontaisen taustapitoisuuden summan. Nuasjärven pinta-ala on noin 9 644 ha, jolloin määrätty sekoittumisvyöhyke on noin,8 % järven pinta-alasta. Sekoittumisvyöhyke määrättiin hakemusta selvästi pienempänä, koska aluehallintoviraston päätöksen mukaiset lupamääräykset edellyttivät metallipäästöjen hallinnan tehostamista ja vesistöön johdettavan veden alhaisia raja-arvoja. Lisäksi huomioitiin vesien sekoittumisen ja laimenemisen tehostamiseksi annettu määräys. Vaasan hallinto-oikeus (16/91/2, 28.4.216) kumosi AVI:n päätöksen sekoittumisvyöhykkeestä, koska asiaa oli selvitetty puutteellisesti. KHO palautti AVI:n sekoittumisvyöhykkeen uudelleen voimaan päätöksessään 9.5.217, koska sekoittumisvyöhykkeestä määrääminen katsottiin välttämättömäksi kaivostoiminnan jatkamiseksi.

5.2 Laskelmat Vesien alkulaimennusta, vesien sekoittumista ja syntyneen vesiseoksen ns. pluumin pitoisuuksia sekä vesien liikkeitä tarkasteltiin purkualueiden läheisyydessä käyttäen apuna Cormix (Mixing Zone Expert System, United States Environmental Protection Agency) mallinnusta. Laskentamalli ei ole varsinainen vesistömalli, jossa ratkaistaan tarkasti virtauskentät, mutta se ennustaa kuitenkin matemaattisesti virtaus- ja liikeyhtälöiden avulla annetuissa olosuhteissa syntyvän jätevesiseoksen, pluumin muotoja, liikkeitä ja sekoittumisastetta. Laskentamallin avulla saadaan käsitys alkulaimennuksista ja purkujärjestelyjen ja purkupaikan vaikutuksesta alkulaimennukseen. Samaa menetelmää on käytetty myös vuonna 214 purkuputken lupahakemuksessa. Alkulaimennusta on tarkasteltu nikkelin, kadmiumin, lyijyn, elohopean, sulfaatin, mangaanin ja uraanin osalta. Lähtöarvoina on käytetty ao. aineille aiemmissa lupapäätöksissä määrättyjä ja vuonna 217 jätettävässä lupahakemuksessa haettavia kuukausikeskiarvoina laskettavia pitoisuusraja-arvoja, jotka käyvät ilmi taulukosta 5-2. Lyijypitoisuudelle ei ole määrätty raja-arvoa ja sen osalta on käytetty lähtöpitoisuutta 3 µg/l, jota on käytetty myös aikaisemmassa lupahakemuksessa (Talvivaara Sotkamo Oy 214). Cormix-laskenta tehtiin aiempaan tapaan (Talvivaara Sotkamo Oy 214) kahdessa virtaustilanteessa, 1 cm/s ja 3 cm/s, jotka vastasivat aiemmissa mallinnuksissa arvioituja avovesikauden keskimääräisiä virtausnopeuksia vähävetisenä ja normaalina vuotena. Laskennan tulosten mukaan purkuvedet valuvat takaisin purkupaikan lähialueen pohjakerrokseen leviten virtausten mukana myös voimakkaasti vastavirtaan samalla hitaasti laimentuen. Pienemmällä virtausnopeudella 1 cm/s purkuvesi voi levitä järvessä jopa 3 metriä vastavirtaan ja virtausnopeudella 3 cm/s vielä noin 3 metriä. Mallinnusta ei voida tehdä talvikaudelle, koska tyypilliset järvivirtaukset ovat luokkaa millimetrejä sekunnissa eikä Cormix-mallinnus näissä olosuhteissa toimi. Purkuputki on rakennettu siten, että se ennen ejektoreita jakaantuu kahdeksi putkeksi, joiden kummankin maksimivirtaama on 15 m 3 /h. Putkien halkaisija on ejektorien jälkeen 8 cm ja lisäksi putkien lopussa on kuristus 71 cm putkella. Purkunopeus putkesta ennen hajottajalevyä on teoreettisesti 1,24 m/s. Käyttötilanteesta riippuen käytössä voi olla vain toinen putkista tai molemmat putket yhtä aikaa. Putkien päiden välinen etäisyys järvessä on 2 metriä ja etäisyys pohjasta noin 2,3 metriä. Purkupaikan etäisyys lähimmästä rannasta on noin 2 km. Alkulaimennukseen vaikuttaa vesistön virtausnopeuden ohella jäteveden tiheys, mikä riippuu sen lämpötilasta ja suolapitoisuudesta, lähinnä sulfaatti- ja natriumpitoisuudesta. Järven lämpötilana käytettiin 1 C, jolloin purkuvesiä vastaan ottavan veden tiheydeksi saadaan 999, kg/m 3. Purkuputkessa johdettavan veden lämpötilaksi oletettiin sama 1 C ja sen sulfaatti- (+natrium) pitoisuudeksi 4 mg/l ja 2 mg/l. Purkurakenteeseen lisättyjen ejektorien vaikutuksesta, jossa purettavan veden sekaan lisätään 2 osaa järvivettä, purettava suolapitoisuus ja sitä myöten tiheys pienenevät aiempaan laskentaan verrattuna. Ejektorit huomioiden sulfaatin purkupitoisuuksiksi tulee järven oletettu taustapitoisuus (2 mg/l) huomioiden 1346 mg/l (1,97 kg/m 3 ) ja 68 mg/l (1,44 kg/m 3 ). Käsitellyn purkuveden purkautuessa vesistöön tapahtuu aluksi nopea alkulaimentuminen, jossa pitoisuudet voivat olla purkupaikan lähellä vielä korkeita. 38

Maksimiarvona putken suulla purkuvesistössä päästöveden pitoisuus on sama kuin purkuputken suulla. Laskelmissa hyödynnetty malli tulostaa lähialueen (near field region), missä se liikeyhtälöiden avulla ennustaa purkautuvan suihkun muodon, taipumisen ja sekoittumisen lähialueella. Lähialueeseen vaikuttavat purkusuihkun ominaisuudet (muoto, suunta, liike-energia, jne.) ja vesien välinen tiheysero. Mallin tulostuspisteitä ei voida säätää, vaan malli tulostaa tietyt pisteet sekä near field- että far field -alueille. Jälkimmäisessä laskentatapauksessa (alkupitoisuus 2 mg/l, virtaus 1 cm/s) osa välipisteiden tuloksista jouduttiin arvioimaan cormix-laskennan tulosten perusteella, arvioidut tulokset on esitetty pisteviivana kuvassa 5-1 ja kursiivilla taulukossa 5-2. Purettaessa vettä, joka sisältää 4 mg/l sulfaattia laimentuen kolmasosaan purkuputken loppupäässä ejektorien vaikutuksesta, käyttäen alueen virtausnopeutena 3 cm/s ja suunnaten purkuputki järven pohjalta suoraan ylöspäin pluumista muotoutuu kuvan 5-1 mukainen purkutyyppi, Cormixin tyypittely NV5. Purkuvedet valuvat takaisin purkupaikan lähialueen pohjakerrokseen leviten virtausten mukana myös voimakkaasti vastavirtaan samalla hitaasti laimeten. Laimennussuhde 1:3 saavutetaan noin 15 m:n päässä purkupaikasta (Kuva 5-1, yläkuva). 39 Kuva 5-1. Cormix-laskelman ennustama purkupluumin muoto ja sekoittuminen sulfaattipitoisuuden ollessa 4 mg/l ja vesistön virtausnopeus 3 cm/s (yläkuva) ja 2 mg/l ja 1 cm/s (alakuva). X-akselilla etäisyys purkuputkesta (m) ja y-akselilla laimennussuhde.

4 Käyttämällä vesistön virtausnopeutena arvoa 1 cm/s ja purkuveden sulfaattipitoisuutena 2 mg/l, saavutetaan laskennallinen sekoittuminen, jossa laimennussuhde 1:3 saavutetaan reilun 5 m päässä purkuputkesta (Kuva 5-1, alakuva). Mitä todennäköisimmin veden alhaisempi sulfaattipitoisuus aiheuttaa nopeamman sekoittumisen purkuveden ja vastaanottavan veden tiheyseron ollessa pienempi. Pienemmistä lähtöpitoisuuksista johtuen sulfaattipitoisuudet purkualueella jäävät myös alhaisemmiksi. Laimennussuhteiden avulla lasketut pluumin keskilinjan ainepitoisuudet ovat taulukon 5-2 mukaisia. Laskenta on tehty kahdessa kuvien (Kuva 5-1) mukaisessa laskentatilanteessa. Huomattava on, että metallien päästöraja-arvot on annettu kokonaispitoisuuksille elohopeaa ja kadmiumia lukuun ottamatta eli lasketut arvot kuvaavat siten kokonaispitoisuuksia. Liukoiset pitoisuudet ovat samaa tasoa tai pienempiä kuin kokonaispitoisuudet mm. kiintoaineen ja humuksen määrästä riippuen. Taulukko 5-2. Purkupluumin keskilinjan laskennallinen ainepitoisuus (matka on pluumin keskilinjan etäisyys purkupaikasta) vesistön virtausnopeuden ollessa 3 cm/s ja sulfaattipitoisuuden tasolla 4 mg/l (ylempi taulukko) sekä tilanteessa, jossa vesistön virtausnopeus on 1 cm/s ja sulfaattipitoisuus 2 mg/l (alempi taulukko). Matka [m] SO 4 2- *Pb pitoisuudelle ei luparajaa Ni [µg/l] Cd [µ/l] Mn [µg/l] U [µg/l] Hg [µg/l] Pb* [µg/l] [mg/l] luparaja 4 3, 3, 6 1, 1,5 3, 1347 1, 1, 2 3,33,5 1, 8 141,8 1,53,11 21,5,35,53,11 14 136, 1,1,1 22,,34,51,1 2 129,5 9,62,1 192,3,32,48,1 5 12, 7,58,8 151,5,25,38,8 1 66,1 4,9,5 98,4,16,25,5 15 43,94 3,26,3 65,25,11,16,3 2 29,47 2,19,2 43,76,7,11,2 24 22,44 1,67,2 33,33,6,8,2 Matka [m] SO 4 2- Ni [µg/l] Cd [µ/l] Mn [µg/l] U [µg/l] Hg [µg/l] Pb [µg/l] [mg/l] luparaja 2 3, 3, 6 1, 1,5 3, 68, 1, 1, 2 3,33,5 1, 15 89,5 13,16,13 263,2,44,66,13 5 34, 5,,5 1,,17,25,5 2 27,2 4,,4 8,,13,2,4 5 25, 3,68,4 73,53,12,18,4 1 16,43 2,42,2 48,31,8,12,2 15 11,11 1,63,2 32,68,5,8,2 2 7,74 1,14,1 22,75,4,6,1 24 6,6,89,1 17,81,3,4,9

Purkualueella myös metallipitoisuudet nousevat selvästi. Päästövesien kadmiumpitoisuus alittaa sille asetetun ympäristölaatunormin (tausta+aa-eqs =,1 µg/l) virtausnopeudesta riippuen noin 3 5 metrin etäisyydellä purkupaikasta (Taulukko 5-3). Nikkelin osalta syntyvän purkupluumin keskilinjan pitoisuus laskee purkualueella nopeasti saavuttaen tason 1,5 µg/l virtausnopeudella 3 cm/s 8 metrin etäisyydellä ja virtausnopeudella 1 cm/s tason 13,2 µg/l 15 metrin etäisyydellä purkupaikasta. Koska lähtöarvona on nikkelin kokonaispitoisuus, laskettiin ympäristölaatunormiin vertaamista varten vastaavat nikkelin biosaatavat pitoisuudet Nuasjärven ph-arvojen sekä liuenneen orgaanisen aineen (DOC) ja kalsiumpitoisuuksien avulla (Taulukko 5-3). Laskennassa liukoisen nikkelipitoisuuden oletettiin olevan sama kuin kokonaispitoisuus ja muut vedenlaatutiedot ovat Nuasjärven pisteen 35 vesimassan tammi-kesäkuun 217 keskimääräisiä arvoja. Veden ph ja DOC vaihtelevat melko vähän ja kalsiumpitoisuus on suurin pohjan läheisyydessä. Vaihtelulla ei ole merkittävää vaikutusta biosaatavaan nikkelipitoisuuteen purkupaikan ulkopuolella. Biosaatavat pitoisuudet jäävät aivan purkuputken suuta lukuun ottamatta alle ympäristölaatunormin (tausta+aa-eqs = 5 µg/l). Taulukko 5-3. Malllinnettu kokonaisnikkelipitoisuus ja biosaatava nikkelipitoisuus purkuputken ympäristössä. Laskennassa käytetyt vedenlaatutiedot: ph 6,45, liuennut orgaaninen aines DOC 9,8 mg/l ja kalsium 2,1 mg/l. Mallinnettu kok.nikkeli µg/l Biosaatava nikkeli µg/l Nuasjärvi, m 1 2,8 Nuasjärvi, 8 m 1,5 2,19 Nuasjärvi, 14 m 1,1 2,1 Nuasjärvi, 2 m 9,6 2, Nuasjärvi, 5 m 7,6 1,58 Nuasjärvi, 1 m 4,9 1,2 41 Elohopean osalta purkupluumin pitoisuus ylittää ympäristölaatunormin purkuputken suulla ja virtausnopeudesta riippuen vielä noin 11 2 metrin etäisyydellä purkupaikasta. Lyijypitoisuus alittaa laatunormin laskennassa käytetyllä pitoisuustasolla jo purkuputken suulla eikä sen osalta ole siten odotettavissa ympäristölaatunormin ylityksiä vesistössä. Purkupluumin keskilinjan mangaanipitoisuus ylittää talousveden mangaanin suosituspitoisuuden 5 µg/l vielä 1,5 kilometrin etäisyydellä purkupisteestä. Purkualueen vettä ei näin suositella talousvesikäyttöön. Järvi- ja jokivesiä ei tosin yleisestikään suositella käytettäväksi sellaisenaan juomavetenä. Sulfaatille asetettu talousveden suosituspitoisuus 25 mg/l ei alkulaimennuslaskelman mukaan ylity kuin ihan purkupisteen tuntumassa. Tuulettomina jaksoina kesällä sekä talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen virtausnopeudet voivat olla laskennassa käytettyä pienempiä, jolloin purkuvettä konsentroituu voimakkaammin purkualueelle pohjan läheisiin vesikerroksiin. Tällöin purkualueella alusvedessä voi esiintyä korkeampia pitoisuuksia ja

esimerkiksi Nuasjärven syvänteissä on mitattu purkuputken valmistumisen jälkeen maksimissaan tasoa 1 2 mg/l olevia sulfaattipitoisuuksia. Myös mangaanipitoisuudet ovat olleet purkuputken ympäristön syvänteissä selvästi laskelmaa suurempia, enimmillään noin 1 3 µg/l. Nuasjärvessä ei ole todettu nikkelin, kadmiumin, lyijyn tai elohopean ympäristölaatunormeja ylittävinä pitoisuuksina, mihin vaikuttaa osaltaan päästövesien toteutuneet laskelmaa alhaisemmat pitoisuustasot. Purkujärjestelyjen vaikutusta lähialueen sekoittumisoloihin ei voida laskelmissa kaikilta osin huomioida. Purkuputket on suunnattu kohti pintaa, mutta putkien päähän, noin,8 metrin etäisyydelle on lisätty hajottajat levyt, jotka pyrkivät ohjaamaan virtauksen vaakasuuntaiseksi. Tämä pienentää purkuveden liikemäärää ja varsinkin sen pystykomponenttia, joka saattaa johtaa vertikaalisekoittumisen vähenemiseen ja sitä kautta kasvaviin pohjapitoisuuksiin. Toisaalta sekoittajalevy lisännee virtauksen pyörteisyyttä ja näin ollen sekoittumista hajottimen läheisyydessä, joka voi johtaa parempaan sekoittumiseen ja pitoisuuksien pienenemiseen. On mahdotonta sanoa, kumpi prosessi näistä on voimakkaampi eli onko ilman hajottajaa tehty Cormix- ennuste yli- vai aliarvio. Laskelmassa ei myöskään pystytty huomioimaan purkuputken haarautumista kahteen osaan. Cormix laskennassa on ominaisuus, jolla voidaan laskea useampaa purkukohtaa CORMIX 2, mutta se edellyttää, että purkuputkia on minimissään 3, joten sitä ei voitu suoraan käyttää kahden purun laskemiseen. Tästä syystä laskenta päätettiin tehdä huomioimalla vain toinen purkuputkista maksimivirtaamallaan (15 m 3 /h, sis. 2/3 järvivettä), eli laskenta vastaa rakenteeltaan aiempaa vuonna 214 purkuputken lupahakemuksen yhteydessä tehtyä laskentaa. Kun molemmat purkuputket ovat samanaikaisesti käytössä, yhtyvät niiden pluumit jossain vaiheessa ja jollain alueella purkuputkien välisen pienehkön (2 m) etäisyyden johdosta, joten yhteiskäytössä laimennussuhde poikkeaa yhdelle purulle lasketusta. Tätä pluumien yhtymistä voimistaa hajottajalevyjen aiheuttama virtausten kääntyminen lähemmäs vaakasuuntaista. Koska Cormix ei pysty huomioimaan kaikkia purkujärjestelyjä eikä hyvin pieniä virtausnopeuksia, voidaan laskentojen tuloksia pitää lähinnä suuntaa antavina. 42 5.3 Päätelmät Ympäristölaatunormien ylitykset ovat Cormix-tarkastelun perusteella mahdollisia nikkelin, elohopean ja kadmiumin osalta, ja purkupaikan lähialueelle tulee siten määrittää sekoittumisvyöhyke. Sekoittumisvyöhykkeen määräämisestä säädetään vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetussa valtioneuvoston asetuksessa (Vna 122/26). Laskelmien perustella ympäristölaatunormit voivat ylittyä nikkelin osalta purkuputken suulla (< 5 m), elohopean osalta noin 1 metrin ja kadmiumin osalta noin 3 metrin etäisyydellä purkupaikasta. Laskelman epävarmuuksien ja hydrologisten olojen vaihtelun perusteella haetaan sekoittumisvyöhykkeeksi hieman laajempaa aluetta. Sekoittumisvyöhykkeen säteeksi esitetään 5 m (halkaisija 1 m, ala 78,5 ha). Sekoittumisvyöhyke on määritelty kuvassa (Kuva 5-2). Laimennuslaskelmat on toteutettu olemassa olevien ja myös jatkossa haettavien lupaehtojen mukaisilla kuukausikeskiarvoina laskettavilla pitoisuustasoilla (Taulukko 5-2). Huomioitavaa on, että päästövesien toteutuneet keskimääräiset virtaamapainotteiset metallipitoisuustasot ovat olleet laskennoissa käytettyjä pi-

toisuustasoja selvästi alhaisempia. Myös vesistössä havaitut kadmiumpitoisuudet ovat olleet pieniä, pääosin alle määritysrajan,3 µg/l. Elohopean ja kadmiumin maksimiarvoille on korkeammat, VN:n asetuksen 868/21, mukaiset luparajat, joiden tasolle päästövesien pitoisuuksien ei arvioida nousevan. 43 Kuva 5-2. Cormix-laskelmiin perustuva esitys sekoittumisvyöhykkeestä. Vyöhykkeen säde on 5 m ja pinta-ala 78,5 ha. 6 ALKULAIMENNUKSEN VAIKUTUKSET VESISTÖN JA SEDIMENTIN TILAAN JA LAATUUN Jatkossa Nuasjärvessä vesistön ja sedimentin tilan muutokset riippuvat paljolti veden kerrostuneisuuden voimistumisesta järvisyvänteissä kaivokselta tulevan kuormituksen vaikutuksesta. Sulfaatti ja haitta-ainepitoisuudet alusvedessä ja sedimentissä voivat kasvaa, mikäli vedet kerrostuvat pysyvämmin. Käsitellyn jäteveden edelleen laimentaminen Nuasjärven vedellä ennen järveen purkamista pienentää pitoisuustasot noin kolmasosaan ja parantaa alkulaimentumista huomattavasti. Normaalitilanteessa järven keskimääräisellä pohjavirtausnopeudella 3 cm/s pitoisuudet laimenevat edelleen karkeasti 1-osaan 1 metrin etäisyydellä, 2-osaan 1 metrin etäisyydellä ja 3-osaan 15 metrin etäisyydellä purkupaikasta. Huomattava on että sulfaatin luparajan lasku myöhemmässä vaiheessa pitoisuuteen 2 mg/l, edelleen edistää purkuvesien alkulaimentumista. Pienemmillä virtausnopeuksilla erityisesti talvella jääkannen estäessä tuulen sekoittavan vaikutuksen sekä kesän tuulettomina jaksoina sulfaattipitoista vettä konsentroituu voimakkaammin purkualueelle pohjan läheisiin vesikerroksiin valuen edelleen lähialueen syvänteisiin vahvistaen osaltaan niiden kerrostuneisuutta.