LÄHIJÄRVIEN KUNNOSTUSTARPEEN ARVIOINTI 213 16X17223.BA72M 5.7.213 TALVIVAARA SOTKAMO OY Kipsisakka-altaan vuodon ja ylijäämävesien juoksutusten vesistövaikutukset sekä Salmisen, Kalliojärven ja Kivijärven kunnostustarpeen arviointi
Kaikki oikeudet pidätetään. Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman Pöyry Finland Oy:n antamaa kirjallista lupaa.
1 Sisältö VASTUUVAPAUSLAUSEKE... 3 1 JOHDANTO... 4 2 ARVIO KIPSISAKKA-ALTAAN VUODON JA LISÄVESIEN JUOKSUTUSTEN VESISTÖVAIKUTUKSISTA... 5 2.1 Vuodon ja juoksutusten aikaiset virtaamat... 5 2.1.1 Oulujoen suunta... 5 2.1.2 Vuoksen suunta... 6 2.2 Vuotovesien ja Kuusilammen vesien laatu ja arvio päästöistä... 7 2.2.1 Vuodon vaikutukset, Oulujoen suunta... 8 2.2.2 Vuodon vaikutukset, Vuoksen suunta... 1 2.2.3 Arvio päästöistä ennen lisävesien johtamisen alkamista... 11 2.3 Vesien laatu ja arvio päästöistä lisävesien johtamisen alettua... 13 2.3.1 Oulujoen suuntaan... 13 2.3.2 Vuoksen suunta... 14 2.4 Vedenlaadun kehitys Oulujoen suunnan vesissä... 15 2.4.1 Salminen... 15 2.4.2 Kalliojärvi... 16 2.4.3 Kalliojoki... 17 2.4.4 Kolmisoppi... 18 2.4.5 Tuhkajoki... 18 2.4.6 Jormasjärvi... 19 2.5 Vedenlaadun kehitys Vuoksen suunnan vesissä... 2 2.5.1 Lumijoki... 2 2.5.2 Kivijärvi... 22 2.5.3 Kivijoki... 24 2.5.4 Laakajärvi... 24 2.6 Yhteenveto... 25 3 PÄÄSTÖJEN HAITALLISUUS... 25 4 SEDIMENTIN LAATU... 26 5 KUNNOSTUSTARPEEN ARVIOINTI... 3 5.1 Järvikunnostuksen periaatteista... 3 5.2 Arvio kuormituksen kehittymisestä ja järvien tilatavoitteet... 3 6 TARKASTELTAVIEN JÄRVIEN YLEISPIIRTEET JA ONGELMAT... 31 6.1 Salminen... 31 6.2 Kalliojärvi... 32 6.2.1 Kivijärvi... 34 6.2.2 Yhteenveto... 35 7 LÄHIJÄRVIEN KUNNOSTUS... 36 7.1 Järvien kunnostuskeinot ja lähijärvien kunnostustarpeen arviointi... 36 7.2 Yhteenveto... 38
8 VIITTEET... 39 2 Liitteet Liite 1 Talvivaaran sedimenttitutkimus v. 213 Pöyry Finland Oy Jaakko Saukkoriipi, FT Kari Kainua, FM Pirkko Virta, FM Yhteystiedot PL 2, Tutkijantie 2 A 959 OULU puh. 1 3328 sähköposti etunimi.sukunimi@poyry.com www.poyry.fi
VASTUUVAPAUSLAUSEKE Pöyry Finland Oy ( Pöyry ) pidättää kaikki oikeudet tähän raporttiin. Raportti on luottamuksellinen ja laadittu yksinomaan Talvivaara Sotkamo Oy:n ( Asiakas ) käyttöön. Raportin käyttö muiden kuin Asiakkaan toimesta ja muuhun kuin Asiakkaan ja Pöyryn välisessä sopimuksessa tarkoitettuun tarkoitukseen on sallittu ainoastaan Pöyryn etukäteen antaman kirjallisen suostumuksen perusteella. Raportti on laadittu noudattaen Pöyryn ja Asiakkaan välisen sopimuksen ehtoja. Pöyryn tähän raporttiin liittyvä tai siihen perustuva vastuu määräytyy yksinomaan kyseisten sopimusehtojen mukaisesti. Raportissa hyödynnetyt vesimäärät ja juoksutusvesien laatutiedot perustuvat olennaisilta osin Pöyryn Asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saamiin tietoihin. Pöyry ei ole tarkistanut minkään Asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saadun ja raportin laatimiseen käytetyn tiedon oikeellisuutta tai täydellisyyttä, koska se ei ole kuulunut Pöyryn toimeksiannon laajuuteen. Pöyry ei anna raportin perusteella tai siihen liittyen mitään vakuutusta (nimenomaista tai konkludenttista) eikä vastaa sen sisältämien tietojen ja arvioiden oikeellisuudesta. Raportti sisältää lisäksi tulevaisuutta koskevia lausuntoja, jotka perustuvat tämänhetkisten tietojen perusteella tehtyihin arvioihin tulevasta kehityksestä ja sisältävät oletuksia tulevasta kehityksestä. Pöyry ei vastaa miltään osin näiden tulevaisuutta koskevien lausuntojen sisällöstä, täsmällisyydestä tai toteutumisesta. Pöyry ei vastaa kolmannelle osapuolelle tämän raportin käyttämisen tai siihen luottamisen perusteella aiheutuneesta haitasta taikka mistään välittömästä tai välillisestä vahingosta. 3
1 JOHDANTO Talvivaara Sotkamo Oy on tilannut Pöyry Finland Oy:ltä arvion kipsisakka-altaan vuodon ja kaivosalueen ylijäämävesien juoksutusten vesistövaikutuksista Oulujoen ja Vuoksen suunnilla sekä arvion Salmisen, Kalliojärven ja Kivijärven kunnostustarpeesta. Järvien sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 1). Tässä raportissa esitetään arvio marraskuun 212 kipsisakka-altaan vuodon sekä talven ja kevään lisäjuoksutusten vaikutuksista vesistöjen fysikaalis-kemialliseen tilaan. Arvion pohjana käytetään pintavesitarkkailun ja sedimenttitutkimusten tuloksia. Lisäksi tarkastellaan vaihtoehtoisia kunnostusmenetelmiä, arvioidaan niiden soveltuvuutta ja riskejä sekä laaditaan arvio Salmisen, Kalliojärven ja Kivijärven kunnostustarpeesta. 4 Kuva 1 Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivospiirin rajaus sekä arvioitavat lähijärvet.
2 ARVIO KIPSISAKKA-ALTAAN VUODON JA LISÄVESIEN JUOKSUTUSTEN VESISTÖVAIKUTUKSISTA 2.1 Vuodon ja juoksutusten aikaiset virtaamat 2.1.1 Oulujoen suunta Oulujoen suunnan jokien Kalliojoki, Kuusijoki ja Tuhkajoki virtaamat on otettu ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmästä (Vemala). Järjestelmästä voidaan poimia simuloituja virtaamia tietyistä mallin solmupisteistä (Kuva 2). Virtaamat eivät ole varsinaisesti mitattuja virtaamia, mutta perustuvat mallin kalibrointiin tietyissä havaintopaikoissa, joista virtaamia tai veden korkeuksia on mitattu. 5 Kuva 2 Vesistömallin virtaamien simulointipisteet. Kipsisakka-altaan vuodon aikoihin marraskuussa 212 Kalliojoen arvioidut virtaamat olivat luokkaa 1,1 m 3 /s ennen Kuusijoen yhtymäkohtaa ja luokkaa 1,7 m 3 /s Kalliojoen suulla Kuusijoen yhtymäkohdan jälkeen. Tuhkajoen keskimääräinen virtaama marraskuussa 212 oli vastaavasti luokkaa 2,5 m 3 /s. Korkeimmillaan virtaamat nousivat marraskuussa Kalliojoessa tasolle 3 4 m 3 /s ja Tuhkajoessa tasolle 2 3 m 3 /s. Talvella ennen jään ja lumen sulannan alkamista jokien virtaamat olivat erittäin alhaisia (Kuva 3). Keväällä sulannan alettua valumat kasvoivat nopeasti ja arvioidut virtaamat nousivat Kalliojoen suulla hetkellisesti tasolle 6 7 m 3 /s ja Tuhkajoessa tasolle 4 5 m 3 /s.
6 m 3 /s 7 6 5 4 3 2 1 Oulujoen suunta Kalliojoki 1 Kalliojokisuu Tuhkajoki Kuusijoki Kuusilampi Kärsälampi LONE Torrakkapuro 1.11.212 15.11.212 29.11.212 13.12.212 27.12.212 1.1.213 24.1.213 7.2.213 21.2.213 7.3.213 21.3.213 Kuva 3 Vesistömallista saadut virtaamat Kuusijoessa, Kalliojoessa ja Tuhkajoessa marraskuusta 212 kesäkuun loppuun 213 sekä kaivosvesien juoksutus v. 213. 4.4.213 18.4.213 2.5.213 16.5.213 3.5.213 13.6.213 27.6.213 2.1.2 Vuoksen suunta Vuoksen suunnan jokien, Lumijoki ja Kivijoki, virtaamat saatiin myös ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmästä. Lumijoen virtaamien solmupiste sijaitsee uoman alajuoksulla hieman ennen Lumijoen yhtymistä Kivijärveen. Kivijoen virtaamat on vastaavasti poimittu uoman yläjuoksulta. Lumijoen keskimääräinen virtaama kipsisakka-altaan vuodon aikoihin marraskuussa 212 oli luokkaa,6 m 3 /s ja Kivijoen vastaavasti 1,1 m 3 /s. Korkeimmillaan Lumijoen virtaama nousi marraskuussa tasolle 1,3 m 3 /s ja Kivijoessa tasolle 1 2 m 3 /s. Talvella jokien virtaamat olivat erittäin alhaisia. Keväällä lumen ja jään sulannan aikoihin virtaamat kohosivat selkeästi. Lumijoen virtaamat nousivat tuolloin hetkellisesti tasolle 4 5 m 3 /s ja Kivijoen vastaavasti tasolle 6 7 m 3 /s. Lisävesien aiheuttamat ainepitoisuuksien kasvut ovat voimakkaasti riippuvaisia vastaanottavien vesien virtaamista. Purkureitille tulevien lähes puhtaiden sivuvesien määrien kasvaessa juoksutettavien vesien pitoisuudet laimentuvat. Vastaavasti pienillä virtaamilla juoksutettujen lisävesien tai vuotovesien osuus virtaamasta on suurempi, mikä näkyy kohonneina ainepitoisuuksina tarkkailutuloksissa. Virtaamien kasvu nopeuttaa myös aineiden leviämistä ja lyhentää viipymiä, mikä laajentaa vaikutusalueen kokoa.
7 8 7 6 5 Vuoksen suunta Lumijoki 3 Kivijoki 3 Kortelampi 1+2 Torvelansuo m 3 /s 4 3 2 1 1.11.212 15.11.212 29.11.212 13.12.212 27.12.212 1.1.213 24.1.213 7.2.213 21.2.213 7.3.213 21.3.213 4.4.213 18.4.213 2.5.213 16.5.213 3.5.213 13.6.213 27.6.213 Kuva 4 Vesistömallista saadut virtaamat Lumijoessa ja Kivijoessa marraskuusta 212 kesäkuun loppuun 213 sekä kaivosvesien juoksutus v. 213. 2.2 Vuotovesien ja Kuusilammen vesien laatu ja arvio päästöistä Kipsisakka-altaan vuodon (4.11.212) seurauksena kaivosalueen turva-altaisiin joutui suuri määrä happamia metalli- ja sulfaattipitoisia vesiä. Vuotoveden happamuuden neutraloimiseksi ja metallien saostamiseksi jälkikäsittely-yksiköihin syötettiin kalkkia ja eteläisellä jälkikäsittelyalueella myös lipeää. Oulujoen vesistön suuntaan vuoto saatiin hallintaan toisena vuotopäivänä suojapumppauksilla sekä ohjaamalla vuotovettä pohjoiselle jälkikäsittelyalueelle. Pohjoisen suuntaan, Viitapuron kautta Salmiseen, ehti virrata vuotovesiä arviolta noin 2 m 3. Etelään Vuoksen suuntaan vuoto jatkui pidempään, 14.11. asti, ja koska varoaltaat täyttyivät, vettä jouduttiin juoksuttamaan Lumijokeen neljän vuorokauden aikana noin 216 m 3, mikä tasaisilla juoksutusvesimäärillä vastaa noin,63 m 3 /s juoksutustehoa. Vertailun vuoksi Lumijoen keskimääräinen virtaama vastaavana aikana oli noin,6 m 3 /s. Vuotovedet eivät olleet lupaehtojen mukaisia, ollen happamia ja sisältäen runsaasti metalleja. Vuototapahtuman jälkeen kalkitusta metallien saostamiseksi jatkettiin kaivosalueen jälkikäsittelyalueilla ja sekä kaivosalueen ulkopuolisilla lähialueilla ja vesissä. Kipsisakka-altaan vuodosta aiheutui kaivosyhtiön oman arvion mukaan 4.11. 12.11.212 välisenä aikana Oulujoen suuntaan noin 5 tonnin sulfaattikuormitus ja 82 kg:n nikkelikuormitus ja Vuoksen suuntaan noin 2 7 tonnin sulfaattikuormitus ja 2 7 kg:n nikkelikuormitus. Etenkin nikkelikuormitus oli huomattava verrattuna vuonna 212 loppuneutraloinnista jälkikäsittelyalueille johdettuun kuormitukseen (Taulukko 1). Taulukko 1 Arvio prosessivesien keskimääräisestä vuosikuormituksesta vuosina 21-212 (Pöyry Finland Oy 213a). SO 4 Na Mn Fe Ni Cu Zn Kok. N Kiintoaine t/a t/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a 21 2 385 7 948 89 481 68 128 31 26 95 3 649 914 9 211 17 34 6 616 13 671 8 377 74 18 66 2 317 77 794 212 5 584 1 397 7 537 4 26 9 8 134 2 563 34 66
Eteläistä Kuusilampea alettiin tyhjentää vuoden 212 aikana kertyneistä ylijäämävesistä marraskuun lopussa 212. Vesiä johdettiin Kuusijoen kautta Kalliojokeen 2.11.212 31.12.211 välisenä aikana arviolta noin 321 m 3. Vesien laatu ja kuormitus vuonna 212 on esitetty taulukossa 2. Taulukko 2 Kuusilammen kautta johdettu kuormitus (Pöyry Finland Oy 213a). 2.11.-31.12.12 SO 4 Na Mn Fe Ni Cu Zn Kok. N Kiintoaine Pitoisuuskeskiarvo mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l 226 6,3 227 978 55 3,6 125 1 463 3,8 Kuormitus t/a t/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a 72 2, 73 314 18 1,2 4 47 1 27 8 2.2.1 Vuodon vaikutukset, Oulujoen suunta Vuodon vaikutuksia seurattiin Oulujoen suunnalla välillä Salminen Jormasjärvi ja Vuoksen suunnalla välillä Ylä-Lumijärvi Laakajärvi. Näytteenotto aloitettiin Talvivaaran toimesta välittömästi vuodon alettua ja Kainuun ELY-keskuksen toimesta marraskuun 5. päivä 212. Vuodon vaikutus näkyi kaivosalueen alapuolisissa vesissä lähinnä kohonneina sulfaatti- ja metallipitoisuuksina sekä vesien happamoitumisena. Happamoitumista havaittiin erityisesti lähijärvien, kuten Salminen ja Kalliojärvi, alusvedessä. Vuodon alkuvaiheessa vaikutukset näkyivät ensisijaisesti pohjoisen suunnassa Salmisenpurossa. Korkeimmat metallipitoisuudet nikkeliä lukuun ottamatta mitattiin Salmisenpurossa marraskuun 7. päivän näytteestä 212. Korkein nikkelipitoisuus (2717 µg/l) mitattiin 8. päivän näytteestä. Korkeimmat metallipitoisuudet Vuoksen suunnassa mitattiin Lumijoen marraskuun 11. päivän näytteestä 212. Etelän suuntaan kohdistuneista suuremmista vuotovesimääristä johtuen vuodon vaikutukset näkyivät voimakkaampana Vuoksen suunnan vesissä. Vuodon vaikutukset näkyivät erityisesti nikkelin, alumiinin, kadmiumin, uraanin, raudan ja mangaanin pitoisuuksien nousuna alapuolisissa vesissä. Vaikutukset näkyivät luonnollisesti voimakkaimmin vesimäärältään pienissä uomissa, joiden valuma suhteessa kipsisakka-altaan vuotovesimääriin oli alhaisempi. Oulujoen suuntaan arvioitu vuotovesimäärä (2 tm 3 ) oli noin 6 % Salmisenpurossa aikavälillä 4. 5.11.212 virranneesta vesimäärästä. Salmisenpuron solmukohdasta vesistömallijärjestelmästä saatu virtaama marraskuun 4. ja 5. päivän aikana oli keskimäärin 15,5 tm 3 /d. Metallien riskinarvioinnissa määritettiin ns. riskisuhde, jossa metallin mitattu liukoinen pitoisuus jaettiin arvioidulla metallien vaikutustasopitoisuudella. Vaikutustasot määritettiin valtioneuvoston asetuksessa (122/26 ja muutos 868/21) annettujen ympäristölaatunormien sekä EU:n komission uusien laatunormiehdotusten pohjalta huomioiden kaivosalueen metallien luontainen taustapitoisuus. Lisäksi vaikutustasojen määrittämisessä huomioitiin veden liukoisen orgaanisen ja partikkelimaisen orgaanisen aineen määrä sekä veden kovuus. Arvioidut karkeat vaikutustasot olivat kadmiumille 1,5 µg/l, nikkelille 35 µg/l, alumiinille 1 µg/l ja uraanille 3 µg/l. Salmisenpuron nikkelipitoisuus ylitti korkeimmillaan (8.11.112) edellä mainitun vaikutustason noin 78-kertaisesti. Alumiinipitoisuus ylitti edellä mainitun vaikutustason korkeimmillaan 135-kertaisesti ja uraanipitoisuus noin 11-kertaisesti. Salmisenpuron alumiinipitoisuus oli korkeimmillaan 135 mg/l ja uraanipitoisuus 323 µg/l. Korkein Oulujoen suunnan uraanipitoisuus (6 µg/l) ja alumiinipitoisuus (31 mg/l) määritettiin Salmisen alusvedestä joulukuun 17. päivän näytteestä. Mitattu alumiinipitoisuus vastaa yhdyskuntajätevedenpuhdistamoiden kemiallisen saostusprosessin alumiinipitoisuuksia. Mitattu uraanipitoisuus ylitti tuolloin arvioidun vaikutustason 2-kertaisesti.
Muissa näytteenottopisteissä uraanille määritetty riskisuhde oli Salmisenpuroa ja Kalliojärven syvännettä (4,6 m) lukuun ottamatta alle yhden koko seurantajakson ajan. Salmisenpuron kadmiumpitoisuus oli korkeimmillaan 3, µg/l marraskuun 7. päivän näytteessä, mutta laski marraskuun 11. päivään mennessä alle kadmiumille asetetun ympäristölaatunormin (AA-EQS),8 µg/l (Kuva 5). Liukoisen nikkelin pitoisuus ylitti nikkelille asetetun ympäristölaatunormin (35 µg/l) Salmisenpurossa vastaavasti koko loppuvuoden 212. Salmisenpuron kadmiumin taustapitoisuudeksi on arvioitu,54 µg/l ja nikkelin taustapitoisuudeksi 15 µg/l (Kauppi ym., 213). Oulujoen suunnan korkein liukoisen arseenin pitoisuus (,99 µg/l) mitattiin Salmisenpurosta marraskuun 8. päivän näytteestä. 9 1,2 Salmisenpuro 1 Cd: 3, µg/l Ni: 2717 µg/l,8,6,4 Nikkeli [µg/l] Kadmium [µg/l],2 5.11.212 6.11.212 7.11.212 8.11.212 9.11.212 1.11.212 11.11.212 12.11.212 13.11.212 14.11.212 15.11.212 16.11.212 17.11.212 18.11.212 19.11.212 2.11.212 21.11.212 22.11.212 Kuva 5 Salmisenpuron nikkeli- ja kadmiumpitoisuuden kehitys kipsisakka-altaan vuodon jälkeisissä näytteissä. Metallipitoisuudet (kokonaispitoisuuksia) on suhteutettu 7.11. (Cd) ja 8.11. (Ni) havaittuihin pitoisuuksiin. Tällöin y-akselin pisteessä,6 mitattu metallipitoisuus on 6 % havaitusta maksimipitoisuudesta. Pohjoisen suuntaan vuodon vaikutukset näkyivät selkeimmin Salmisessa, Salmisenpurossa ja Kalliojärvessä. Salmisenpuron metallipitoisuudet laskivat kuitenkin jatkossa tasaisesti marraskuun 7. ja 8. päivän pahimman kuormituspiikin aikaisista pitoisuuksista. Nikkelin pitoisuus laski noin 5 % seuraavan kolmen päivän aikana ja oli laskenut lähes 85 % marraskuun 15. päivään mennessä (Kuva 5). Tällöinkin nikkelipitoisuus oli selvästi koholla Salmisenpurossa verrattuna luontaisiin taustapitoisuuksiin. Nikkelille arvioitu karkea vaikutustaso ylittyi tällöin vielä 13-kertaisesti. Kalliojärven päällysveden nikkelipitoisuus oli myös selvästi koholla (n. 4 µg/l) 15. päivän näytteessä, ylittäen karkean vaikutustason likimain 11-kertaisesti. Kalliojärven päällysveden nikkelipitoisuus oli koholla vielä joulukuun alussakin (4.12.212), vaikutustason ylittyessä likimain 11-kertaisesti. Kalliojoen suualueen nikkelipitoisuus oli koholla marraskuun 15. päivän näytteessä, vaikutustason ylittyessä 2,6-kertaisesti. Merkittävästi kohonneita (metallien riskisuhde alle,4) metallipitoisuuksia ei kuitenkaan havaittu Kolmisopessa, Tuhkajoessa ja Jormasjärvessä kipsisakka-altaan vuodon jälkeisessä vuoden 212 tarkkailussa.
Kipsisakka-altaan vuodon vaikutukset näkyivät selkeästi myös Salmisen ja Kalliojärven alusvedessä. Vaikutukset näkyivät lähinnä alusveden voimakkaana happamoitumisena ja metallipitoisuuksien nousuna. Tulosten perusteella vaikuttaisikin siltä, että vuotovedet edellä mainittujen järvien päällysvettä selkeästi raskaampina kerrostuivat osin järvien alusveteen. Vuotovesien kerrostuminen lähijärvien alusveteen pidensi näin myös vuotovesien viipymää järvissä ja alensi aineiden leviämisnopeuksia vesireitillä eteenpäin. 2.2.2 Vuodon vaikutukset, Vuoksen suunta Vuoksen suuntaan vuodon vaikutukset näkyivät luonnollisesti selkeimmin Ylä- Lumijärvessä ja Lumijoessa. Lumijoen nikkelipitoisuus ylitti korkeimmillaan (11.11.212) arvioidun vaikutustason likimain 24-kertaisesti ja kadmiumpitoisuus likimain 7-kertaisesti. Selkeät vaikutukset Lumijoen vedenlaadussa on selitettävissä vuotovesien merkittävällä osuudella Lumijoen virtaamasta (kts. 2.2). Vastaavasti uraanille määritetty riskisuhde oli korkeimmillaan likimain 12. Salmisenpuron tavoin myös Lumijoen metallipitoisuudet laskivat tasaisesti pahimman kuormituspiikin jälkeen (Kuva 6). Lumijoen kadmiumpitoisuus oli korkeimmillaan 3, µg/l, mutta laski marraskuun 16. päivään mennessä alle kadmiumille asetetun ympäristölaatunormin,8 µg/l. Lumijoen nikkelipitoisuus laski myös tasaisesti, mutta oli vielä koholla marraskuun 2. päivän näytteessä. Nikkelipitoisuus oli tällöin vielä likimain 4 kertaa korkeampi kuin arvioitu karkea vaikutustaso. Vuoksen suunnan korkein uraanipitoisuus (569 µg/l) mitattiin Ylä-Lumijärvestä joulukuun 4. päivän näytteestä. Uraanipitoisuus ylitti tällöin arvioidun karkean vaikutustason 19-kertaisesti. Saman päivän näytteestä määritetty alumiinipitoisuus 72,5 mg/l ylittää alumiinipitoisuudelle arvioidun karkean vaikutustason vastaavasti likimain 73-kertaisesti. Kipsisakka-altaan vuodon vaikutukset olivat nähtävissä myös Ylä-Lumijärvessä lähinnä happamoitumisena sekä metalli- ja sulfaattipitoisuuksien nousuna. Vaikutuksia ei kuitenkaan ollut havaittavissa merkittävästi Kivijärven Ahosaaren edustan (Kiv7) näytepisteen päällysvedessä, mutta alusvedessä metallipitoisuudet kasvoivat. Syvyyssuunnassa tehtyjen YSI-mittausten perusteella Talvivaaran päästövedet etenivät Kivijärvessä todennäköisimmin n. 2-3 metrin syvyydessä. Väliveden (3,1 m) nikkelipitoisuudet olivatkin koholla marraskuun 14. ja 2. päivän näytteissä. Kohonneita uraanipitoisuuksia havaittiin vuodon jälkeisessä tarkkailussa vain Ylä-Lumijärven, Lumijärven ja Lumijoen näytteistä. Vuoden 212 tulosten perusteella kipsisakka-altaan vuodon vaikutukset rajoittuivat näin pohjoisen suunnalla Kolmisoppeen ja etelän suunnalla Kivijärveen. 1
11 1,2 1 Ni: 8396 µg/l Cd: 1,9 µg/l Lumijoki,8,6,4 Nikkeli [µg/l] Kadmium [µg/l],2 Kuva 6 Lumijoen nikkeli- ja kadmiumpitoisuuden kehitys kipsisakka-altaan vuodon jälkeisissä näytteissä. Metallipitoisuudet (kokonaispitoisuuksia) on suhteutettu 11.11. havaittuihin pitoisuuksiin. 2.2.3 Arvio päästöistä ennen lisävesien johtamisen alkamista Oulujoen suuntaan johdettiin alkuvuoden 213 aikana (5.3. asti) loppuneutraloinnin vesiä (Lone-vedet) pohjoisten jälkikäsittely-yksiköiden kautta. Lone-vedet sisälsivät tyypilliseen tapaan runsaasti sulfaattia ja natriumia. Alkuvuoden arvioitu sulfaattikuormitus oli noin 18 % ja natriumkuormitus noin 24 % vuoden 212 arvioidusta kuormituksesta (Taulukko 3). Nikkelikuormitus oli vain noin 5 % vuoden 212 kuormituksesta. Lone-vedet päätyvät vesistöön Kärsälammen kautta, mutta Kärsälammesta johdetuista vesimääristä ei ole alkuvuodelta tietoa, joten taulukossa 3 on esitetty Kärsälammesta lähtevän veden keskimääräinen laatu alkuvuonna. Kärsälammesta lähtevässä vedessä pitoisuudet olivat kalsiumia lukuun ottamatta pienempiä tai samaa tasoa kuin Lonevedessä, joten vesistöön päätyvä kuormitus on ollut pienempi kuin Lone-vesien kuormitus (Taulukko 3). Myös ph oli Kärsälammesta lähtevässä vedessä aritmeettisena keskiarvona,5 yksikköä korkeampi kuin Lone-vedessä vesien neutraloinnin seurauksena. Analyysitulokset perustuvat NabLabs Oy:n tarkkailutuloksiin. Marraskuussa 212 alkanut eteläisen Kuusilammen tyhjennys jatkui 1.1.213 asti. Vuonna 213 vettä johdettiin Kuusijokeen vielä arviolta noin 79 m 3.
Taulukko 3 Loppuneutraloinnin (Lone) vesien laatu (n=1) ja kuormitus 2.1. 4.3.213 ja Kuusilammen vesien laatu (n=7) ja kuormitus (1.-1.1.213) ennen varsinaisten lisävesien juoksutusten alkamista. Vertailuna esitetty Kärsälammesta lähtevän veden laatu 9.1.-6.3.213 (n=9). Kärsälampi Lone Lone Kuusilampi 9.1.-6.3. 2.1.-4.3. 1.-1.1.-13 Pitoisuus Pitoisuus Kuormitus (kg) Pitoisuus Kuormitus (kg) ph 9,9 9,4 7,3 sähkönjoht. ms/m 867 16 6 kiintoaine mg/l 17,1 35,4 5582 4, 316 sulfaatti mg/l 522 641 11823 254 266 Al µg/l 39 412 65 115 9 Ca mg/l 622 419 6674 118 933 Cd µg/l,32,23,36 1,6,13 Fe mg/l,67 4,3 673 1,1 85 Mn mg/l 2,4 5,3 837,26 21 Na mg/l 17 29 329582 7,1 561 U µg/l 1,4 4,,63,3,3 Zn µg/l 6,7 11,5 1,8 12 9,5 Ni µg/l 13,2 31 4,9 55 4,3 Vesimäärä m 3 157695 79 12 Alkuvuoden 213 aikana johdettujen käsiteltyjen kaivosvesien vaikutukset näkyivät Salmisen päällysveden vedenlaadussa erityisesti sulfaatti- ja natriumpitoisuuksien nousuna loppuvuoden 212 tasoihin verrattuna. Päällysveden suolapitoisuuden nousu johti myös tilapäiseen Salmisen tiheysgradientin heikkenemiseen (Kuva 7). Johdettujen Lone-vesien vaikutukset näkyivät myös Salmisenpurossa kohonneina sulfaatti- ja natriumpitoisuuksina. Salmisenpuron sähkönjohtavuus nousikin helmikuussa 213 lähes marraskuun 212 kipsisakka-altaan vuodon jälkeiselle tasolle. Metallipitoisuuksissa ei kuitenkaan havaittu vastaavia pitoisuusnousuja. sähkönj. ms/m 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1.1.27 1.7.27 1.1.28 1.7.28 1.1.29 Salminen 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 päällysvesi alusvesi 1.7.212 1.1.213 1.7.213 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 sähkönj. ms/m 1.1.27 1.7.27 1.1.28 1.7.28 1.1.29 Kalliojärvi 1.7.29 1.1.21 1.7.21 1.1.211 1.7.211 1.1.212 päällysvesi alusvesi 1.7.212 1.1.213 1.7.213 Kuva 7 Salmisen ja Kalliojärven päällys- ja alusveden sähkönjohtavuuksien kehitys vuodesta 27 alkaen. Talvitilanteessa Kalliojärven laskennallinen viipymä on pitkä eivätkä alkuvuoden Lonevedet ole näin laskennallisesti ehtineet Kalliojärven havaintopaikalle. Lisäksi on huomattava, että Lone-kuormitus on ollut suhteellisen tasaista (Kuva 8). Kalliojärvessä havaittu tiheysgradientin alentuminen onkin näin mitä todennäköisimmin peräisin marraskuisen kipsisakka-altaan vuotovesistä (Kuva 7). Näin johdetut Lone-vedet eivät pääse
Salmisen tavoin kerrostumaan Kalliojärvessä ja pitoisuusnousua havaitaan myös päällysvedessä. 13 m 3 /s,2,18,16,14,12,1,8,6,4,2 Oulujoen suunta Kalliojoki 1 LONE Salmisenpuro Kuva 8 Loppuneutraloinnin vesimäärät suhteessa Salmisenpuron ja Kalliojoen virtaamiin aikavälillä 1.1. 5.3.213. Vuoksen suuntaan ei johdettu vesiä alkuvuodesta 213 ennen maaliskuun 25. päivänä alkanutta Kortelammen altaisiin varastoitujen vesien juoksutusta. 2.3 Vesien laatu ja arvio päästöistä lisävesien johtamisen alettua 2.3.1 Oulujoen suuntaan Talvivaaran kaivosalueelle kertyneiden käsiteltyjen ylijäämävesien juoksutus Kuusilammesta Oulujoen suuntaan aloitettiin viikolla 1 (5.3.213) ja juoksutuskiintiö täyttyi viikolla 18 (3.4.213). Juoksutukset käynnistyivät uudestaan 12.5.213 ja jatkuvat edelleen. Metalleista puhdistettua, suolapitoista vettä oli juoksutettu eteläisestä Kuusilammesta Härkäpuron ja Kuusijoen kautta Kalliojokeen 3.6.213 mennessä kaikkiaan 1 324 879 m 3. Keskimääräinen juoksutusteho on ollut 516 m 3 /h (17 d). Lisäksi Oulujoen suuntaan on johdettu Lone-vesiä Kärsälammen kautta Salmiseen sekä aluekuivatusvesiä 22.4.213 alkaen Torrakkapuron kautta Kuusijokeen. Juoksutettujen vesien keskimääräinen laatu ja kuormitus on esitetty taulukossa (Taulukko 4). Kärsälammesta juoksutettua vesimäärää on mitattu vasta toukokuun alusta lähtien, joten taulukossa on esitetty Lone-vesien laatu ja kuormitus maalis-huhtikuussa. Analyysitulokset perustuvat NabLabs Oy:n tarkkailutuloksiin. Metallien pitoisuudet ovat kokonaispitoisuuksia. Lisävesien käsittelyssä metallit saostettiin liuoksesta hydroksidina säätämällä ph-arvo emäksiselle tasolle sammutetulla kalkilla (Ca(OH) 2 ). Lisävesien korkeasta sulfaattipitoisuudesta johtuen kalkkikäsittelyllä oli mahdollista laskea myös sulfaattipitoisuuksia. Sulfaatti muodostaa kalsiumin kanssa niukkaliukoista kipsiä (CaSO 4 2H 2 O). Natriumin on kuitenkin havaittu estävän kipsin muodostusta, mikä näkyy tavanomaista korkeampina sulfaattipitoisuuksina. Sulfaattipitoisuuden nousu on seurausta natriumsulfaatin korkeammasta liukoisuudesta kipsiin nähden. Natrium on peräisin lipeästä, jota käytetään metallien talteenottolaitoksella ph:n säädössä. Ylijäämävesiin lipeää on joutunut, kun kipsialtaan vesiä on siirretty louhokseen. Lisäksi lipeää käytetään metallien talteenottolaitoksella rikkivetypitoisten hönkäkaasujen pesussa.
Kalkkikäsittelyn johdosta johdettavien vesien ph oli emäksisellä tasolla (Taulukko 4). Kalkituksen myötä vesien kalsiumpitoisuudet olivat korkeita ja vedet kokonaiskovuudeltaan erittäin kovia. Myös ylijäämävesien natriumpitoisuus oli koholla. Sulfaattipitoisuus oli juoksutusvesissä keskimäärin tasoa 5 6 mg/l paitsi Torrakkapurossa alle 1 mg/l. Korkean suolapitoisuuden johdosta lisävesien sähkönjohtavuudet olivat niin ikään korkeita. Korkeimmat mangaani- ja nikkelipitoisuudet olivat Kärsälammesta lähtevässä vedessä, jossa em. pitoisuudet samoin kuin kadmium- ja rautapitoisuudet olivat nousseet alkuvuodesta selvästi (vrt. Taulukko 3). Ylijäämävesien suolaisuudesta johtuen vedet ovat myös Talvivaaran alueen pintavesiä raskaampia, mikä voi aiheuttaa muutoksia vastaanottavien järvien kerrostuneisuudessa. Taulukko 4 Kuusilammesta (n=14), Kärsälammesta (n=5) ja Torrakkapuron (n=8) kautta johdettujen vesien keskimääräinen laatu ja Oulujoen suuntaan juoksutuksista aiheutunut kuormitus 5.3. lähtien. Lisäksi on esitetty Lone-vesien laatu (n=9) ja kuormitus maalishuhtikuussa. Kuusilampi (5.3.->) Kärsälampi (4.5.->) Lone (5.3.-3.5.) Torrakkapuro (22.4.->) Pitoisuus Kuormitus (kg) Pitoisuus Kuormitus (kg) Pitoisuus Kuormitus (kg) Pitoisuus Kuormitus (kg) ph 9,1 7,5 9,9 9,8 sähkönjoht. ms/m 626 87 944 17 kiintoaine mg/l 1,2 13514 15,8 2837 41,7 962 5,2 1158 sulfaatti mg/l 4643 6151281 612 198944 61 148319 958 215277 Al µg/l 53,5 71 249 45 432 1 237 53 Ca mg/l 793 15497 63 113127 489 112871 369 8297 Cd µg/l,31,41 2,7,5,28,7,85,19 Fe mg/l,16 215 5,2 931 4,6 168,24 55 Mn mg/l 6,3 841 56 12 3,2 746 1,9 416 Na mg/l 749 99184 152 27294 244 4725 18,2 498 U µg/l,79 1, 4,3,77 3,6,83 1,3,3 Zn µg/l 21 28 9,5 1,7 5,1 1,2 63 14,1 Ni µg/l,9 1,2 152 27 57 13 53 11,8 Vesimäärä m 3 1324879 179566 23872 224832 14 2.3.2 Vuoksen suunta Talvivaaran kaivosalueelle kertyneiden käsiteltyjen ylijäämävesien juoksutus Kortelammen linjalta 1 Vuoksen suuntaan aloitettiin viikolla 13 (25.3.213) ja juoksutukset jatkuvat edelleen linjalta 2, jonka kautta johdetaan tällä hetkellä myös linjan 1 vedet. Metalleista puhdistettua, suolapitoista vettä oli juoksutettu Kortelammen vesienkäsittely-yksiköiltä etelään 3.6.213 mennessä kaikkiaan 1 156 678 m 3. Keskimääräinen juoksutusteho oli noin 497 m 3 /h (97 d). Vuoksen suuntaan on johdettu lisäksi aluekuivatusvesiä Torvelansuon altailta. Kyseisiä vesiä johdettiin 3.4. 14.6.213 välisenä aikana 17 34 m 3 eli alle 1 % Kortelammesta juoksutettujen vesien määrästä. Ylijäämävedet johdetaan Lumijokeen kaivettua uomaa pitkin noin 8 m Ylä-Lumijärven alapuolelle. Juoksutettujen vesien keskimääräinen laatu ja kuormitus on esitetty taulukossa (Taulukko 5). Analyysitulokset perustuvat NabLabs Oy:n tarkkailutuloksiin. Metallien pitoisuudet ovat kokonaispitoisuuksia. Kortelammen kohonnut natriumpitoisuus on peräisin pääosin lipeästä, jota käytettiin marraskuun vuototilanteessa eteläisellä jälkikäsittelyalueella. Altaisiin varastoituihin vuotovesiin on lipeää kertynyt metallien talteenottolaitokselta ja rikkivetypitoisten hönkäkaasujen pesusta. Torvelansuolta lähtevässä vedessä todettiin 12.6.213 poikkeuksellisen korkea kiintoainepitoisuus (36 mg/l), mikä nostaa keskiarvoa myös useiden metallien osalta, mm. nikkelipitoisuus oli 12.6. näytteessä 23 µg/l ja uraanipitoisuus 25 µg/l.
15 Taulukko 5 Kortelammen vesienkäsittely-yksiköiltä (molemmat linjat huomioitu keskiarvoissa, n=14) ja Torvelansuon altailta (n=7) johdettujen vesien keskimääräinen laatu ja Vuoksen suuntaan juoksutuksista aiheutunut kuormitus 25.3.213 lähtien. Kortelampi (25.3.->) Torvelansuo (3.4.->) Pitoisuus Kuormitus (kg) Pitoisuus Kuormitus (kg) ph 8,8 11, sähkönjoht. ms/m 635 255 kiintoaine mg/l 12 139148 7 7511 sulfaatti mg/l 4614 5337259 1529 16425 Al µg/l 1153 1333 1858 199 Ca mg/l 986 114947 574 61625 Cd µg/l,55,64 2,6,28 Fe mg/l 4, 468,68 73 Mn mg/l 19,7 22785,18 19 Na mg/l 579 669254 85 978 U µg/l 5,6 6,4 4,1,44 Zn µg/l 12 139 844 91 Ni µg/l 115 133 355 38 Vesimäärä m 3 1156678 1734 2.4 Vedenlaadun kehitys Oulujoen suunnan vesissä Salmisen, Salmisenpuron ja Kalliojärven sulfaattipitoisuuksiin vaikuttaa vain Lonevesien kuormitus sekä kipsisakka-altaan vuodon aiheuttaman päästön jäämät. Kuusijoen vedet purkautuvat Kalliojokeen havaintopaikan yläpuolelle, joten siitä Oulujoen suunnan vesireittiä alaspäin sulfaattipitoisuuksiin vaikuttaa myös ylijäämävesien aiheuttama sulfaattikuormitus. 2.4.1 Salminen Salmisen päällysveden metallipitoisuuksissa ei ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia lisävesien johtamisen aloittamisen jälkeen. Päällysveden mangaanipitoisuus oli korkeimmillaan (81 µg/l) toukokuun 27. päivän näytteessä. Päällysveden sulfaattipitoisuus vaihteli välillä 6 4 mg/l ja natriumpitoisuus välillä 31 14 mg/l lisävesien johtamisen aloittamisen jälkeen. Alhaisimmillaan pitoisuudet olivat toukokuussa 213, jolloin myös Salmisen tiheysgradientti palautui ennalleen loppuvuoden 212 tasolle (Kuva 7). Päällysveden happitilanne vaihteli välttävän ja tyydyttävän välillä. Kokonaiskovuudeltaan Salmisen päällysvesi on ollut kovaa tai erittäin kovaa. Salmisen alusveden vedenlaadussa ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia marraskuun 212 kipsisakka-altaan vuodon jälkeen. Vuodon johdosta alusveden metallipitoisuudet kohosivat selvästi. Alkuvuoden 213 tarkkailutuloksista laskettu keskimääräinen (n=5) alusveden nikkelipitoisuus on 44 µg/l, uraanipitoisuus 56 µg/l, alumiinipitoisuus 282 mg/l, kadmiumpitoisuus 1, µg/l ja mangaanipitoisuus 42 mg/l. Vaikka Salmisen kerrostuneisuus heikkeni tilapäisesti alkuvuoden 213 aikana, on järvi edelleen tarkkailutulosten perusteella selkeästi lämpötila- ja suolakerrostunut (Kuva 9). Kipsisakka-altaan vuotovesien seurauksena Salmisen alusvesi happamoitui (ph 4,) myös merkittävästi.
16 Salminen Sähkönjohtavuus [ms/m] 2 4 6 8 1 12 14 1 Syvyys [m] 2 3 4 5 vko 5 vko 8 vko 13 vko 15 vko 22 6 7 8 Kuva 9 Salmisen sähkönjohtavuus syvyyden funktiona alkuvuoden 213 mittauksissa. 2.4.2 Kalliojärvi Kalliojärven päällysveden metalli- ja sulfaattipitoisuuksissa havaittiin selkeä nousu kipsisakka-altaan vuodon jälkeen marraskuussa 212. Vuotovesien vaikutus oli nähtävissä erityisesti kohonneina nikkeli-, uraani-, mangaani-, alumiini- ja sulfaattipitoisuuksina. Talvivaaran kaivosalueelle varastoitujen vesien johtamisen aloittamisen jälkeinen Kalliojärven päällysveden keskimääräinen (n=4) nikkelipitoisuus on ollut 12 µg/l, mangaanipitoisuus 14,5 mg/l, alumiinipitoisuus 178 µg/l ja sulfaattipitoisuus n. 3 mg/l. Kokonaiskovuudeltaan Kalliojärven päällysvesi on ollut erittäin kovaa. Päällysveden happitilanne on ollut tyydyttävällä tasolla. Salmisen tavoin myös Kalliojärven alusveden vedenlaadussa tapahtui suuria muutoksia kipsisakka-altaan vuodon seurauksena, mikä näkyi erityisesti alusveden happamoitumisena ja nikkeli-, mangaani-, uraani-, kadmium- ja alumiinipitoisuuksien nousuna. Salmisen tavoin myös Kalliojärven alusvesi kärsi hapettomuudesta. Vuotovesien ja sen jälkeen johdettujen Lone-ylitevesien suolaisuudesta johtuen Kalliojärven tiheysgradientin havaittiin pienentyvän alkuvuoden 213 aikana (Kuva 1). Tiheyserojen pienentyminen näytti alkuvuodesta johtavan jopa järven kerrostuneisuuden purkautumiseen. Tiheyserojen havaittiin kuitenkin palautuneen ennalleen toukokuun lopussa 213 (vko 22, Kuva 1), eikä normaalia kevättäyskiertoa edelleenkään tapahtunut järvessä. Tiheyserojen palautuminen ennalleen varmisti myös alusveteen konsentroituneiden aineiden säilymisen edelleen Kalliojärven alusvedessä.
17 Kalliojärvi Sähkönjohtavuus [ms/m], 2, 4, 6, 8, Syvyys [m] 1 2 3 4 vko 5 vko 8 vko 9 vko 11 vko 13 vko 15 vko 22 5 6 Kuva 1 Kalliojärven sähkönjohtavuus syvyyden funktiona alkuvuoden 213 mittauksissa. 2.4.3 Kalliojoki Kalliojoen vedenlaatu on riippuvainen sekä Kuusijoen kautta Kalliojokeen juoksutettavista lisävesistä että Kärsälammen kautta Salmiseen ja edelleen Kalliojärveen kulkeutuvista Lone-vesistä. Kuusijokeen johdetaan lisäksi Torrakkapuron kautta aluekuivatusvesiä (Taulukko 4). Kalliojoen kalsium-, natrium- ja sulfaattipitoisuudet nousivat selkeästi lisävesien johtamisen aloittamisen jälkeen. Pitoisuudet olivat Kuusijoen tavoin korkeimmillaan huhtikuun 11. päivän näytteessä ja laskivat selvästi Kalliojoen virtaamien (Kuva 3) kasvaessa. Vastaavaa ei kuitenkaan ollut havaittavissa Kalliojoen mangaanipitoisuuksissa. Mangaanipitoisuudet olivat selkeästi korkeimmillaan ennen lisävesien johtamisen aloittamista eteläiseltä Kuusilammelta (Kuva 11). mg/l Kalliojoki mg/l, µg/l Kalliojoki 6 5 4 Na Ca 12 1 8 3 2 1 6 4 2 SO4 Mn Kuva 11 Kalliojoen kalsium- (Ca), natrium- (Na), sulfaatti- (SO 4 ) ja mangaanipitoisuuden (Mn) vaihtelu alkuvuonna 213. Kohonneiden mangaanipitoisuuksien voidaankin näin olettaa olevan pääosin peräisin Kalliojärvestä. Kalliojärven päällysveden mangaanipitoisuudet kohosivat merkittävästi
2.4.4 Kolmisoppi marraskuun 212 kipsisakka-altaan vuotovesien vaikutuksesta. Lisävesien juoksutusten vaikutukset olivat tarkkailutulosten valossa havaittavissa myös kohonneina sähkönjohtavuuksina. Kolmisopen päällysveden metalli- ja sulfaattipitoisuuksissa oli havaittavissa orastavaa nousua lisävesien johtamisen aloittamisen jälkeen huhti-toukokuussa 213. Päällysveden mangaanipitoisuus oli korkeimmillaan (37 µg/l) toukokuun 28. päivän näytteessä, ollen noin 5-kertainen alkuvuoden keskimääräiseen mangaanipitoisuuteen verrattuna. Kohonnut mangaanipitoisuus on mitä todennäköisimmin peräisin pääosin Kalliojärven mangaanipitoisten vesien kulkeutumisesta Kalliojoen kautta Kolmisoppeen. Eteläiselle Kuusilammelle varastoitujen vesien johtaminen Kalliojoen kautta Kolmisoppeen on tosin voinut edesauttaa Kolmisopen päällysveden mangaanipitoisuuden nousua. Lisävesien juoksutusten vaikutukset on havaittavissa myös Kolmisopen päällysveden sulfaatti-, natrium- ja kalsiumpitoisuuksissa. Päällysveden nikkelipitoisuus (53 µg/l) oli myös selkeästi koholla toukokuun lopussa 213. Kolmisopessa ei Salmisen ja Kalliojärven tavoin ole aikaisemmin ollut havaittavissa pysyvää kerrostuneisuutta, vaan vesimassa on sekoittunut kevään ja syksyn täyskiertojen yhteydessä. Päällys- ja alusveden laadussa ei näin ole myöskään ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia (Kuva 12). Kolmisoppi 18, Sähkönjohtavuus [ms/m] 5 1 15 2 25 Syvyys [m] 2, 4, 6, 8, 1, vko 5 vko 8 vko 11 vko 13 vko 15 vko 22 12, 14, Kuva 12 Kolmisopen sähkönjohtavuus syvyyden funktiona alkuvuoden 213 mittauksissa. Suolapitoisten vesien johtaminen Kolmisoppeen voi kuitenkin vahvistaa päällys- ja alusveden välistä tiheysgradienttia. Erot päällys- ja alusveden laadussa vaikuttaisivatkin lisääntyneen alkuvuoden 213 mittausten perusteella (Kuva 12). Vaikka ero päällys- ja alusveden sähkönjohtavuuksissa näyttäisi kasvaneen, selkeää suolaisuuden harppauskerrosta ei kuitenkaan ole vielä havaittavissa. 2.4.5 Tuhkajoki Tuhkajoen kalsium-, natrium- ja sulfaattipitoisuuksissa oli havaittavissa orastavaa nousua lisävesien juoksutusten aloittamisen jälkeen (Kuva 13). Pitoisuuksien havaittiin ole-
van korkeimmillaan toukokuun 21. päivän näytteessä. Mangaanipitoisuus oli myös korkeimmillaan (14 µg/l) viikon 21 näytteessä. Tuhkajoen keskimääräinen liukoisen nikkelin pitoisuus on alkuvuonna 213 ollut n. 18 µg/l (n=11), mikä on hieman nikkelille asetettua ympäristölaatunormia alhaisempi (Vna 122/26 ja muutos 868/21). Tarkkailutulosten perusteella vaikuttaisikin siltä, että mangaani on tällä hetkellä merkittävin Tuhkajoen tilaa mahdollisesti heikentävä metalli. 19 mg/l Tuhkajoki mg/l, µg/l Tuhkajoki 6 5 4 16 14 12 1 SO4 Mn 3 8 2 1 Na Ca 6 4 2 Kuva 13 Tuhkajoen kalsium-, natrium-, sulfaatti- ja mangaanipitoisuuksien muutokset alkuvuodesta 213. Tuhkajoen ph on vaihdellut alkuvuonna 213 välillä 5,5 8,3. Kokonaiskovuudeltaan joen vesi on vaihdellut pehmeästä kovahkoon. Tuhkajoen lähitulevaisuuden fysikaaliskemiallisen vedenlaadun kehittyminen on riippuvainen erityisesti jo johdettujen ja vuotaneiden vesien etenemisestä vesireitillä sekä Oulujoen suuntaan tulevaisuudessa johdettavien vesien laadusta. Huomioitavaa kuitenkin on, että ainepitoisuuksien kasvut ovat voimakkaasti riippuvaisia vesistön virtaamista sekä vesien viipymästä Kolmisopessa. Vaikutukset tulevatkin näin näkyviin Tuhkajoessa vasta viiveellä. 2.4.6 Jormasjärvi Jormasjärven syvänteen (Jor3) vedenlaadussa ei ole vielä havaittavissa merkittäviä muutoksia. Tarkkailutulosten perusteella kipsisakka-altaan vuotovedet, Lone-ylitevedet sekä johdetut suolapitoiset lisävedet eivät ole lisänneet merkittävästi myöskään syvänteen tiheysgradienttia (Kuva 14). Alusvedestä mitatut sähkönjohtavuudet olivat muutenkin selvästi yläpuolisen valuma-alueen järviä alhaisemmalla tasolla. Syvänteen päällysveden keskimääräinen (n=5) sulfaattipitoisuus on ollut n. 44 mg/l ja alusveden n. 7 mg/l. Päällysveden metallipitoisuuksissa ei ole havaittavissa merkkejä nousevasta trendistä, vaan pitoisuuksien muutokset noudattavat likimain aikaisempaa vuodenaikaisvaihtelua mangaani- ja sinkkipitoisuuksia lukuun ottamatta. Syvänteen päällysveden mangaanipitoisuus nousi toukokuussa tasolle 21 µg/l, mikä on noin kolminkertainen vuoden 212 keskimääräiseen (n=1) päällysveden mangaanipitoisuuteen verrattuna. Pitoisuuden nousu voi osaltaan toki johtua myös päällys- ja alusveden sekoittumisesta kevätkierron yhteydessä. Kokonaiskovuudeltaan Jormasjärven päällysvesi on ollut erittäin pehmeää tai pehmeää. Vaikka Jormasjärven syvänteen (Jor3) vedenlaadussa ei vielä ole havaittavissa selkeitä merkkejä vuoto- ja ylijäämävesien vaikutuksesta, voivat syvänteen päällysveden sulfaatti- ja mangaanipitoisuudet kohota lähitulevaisuudessa jo johdettujen vesien edetessä vesireiteillä alavirtaan sekä jossain määrin lisävesien johtamisen ja Lone-kuormituksen jatkuessa. Huomioitavaa on, että Lone-vedet johdetaan jo nyt käytössä olevalle käänteisosmoosilaitokselle, mikä parantaa kaivosalueelta pois johdettavien vesien laatua.
2 Jormasjärvi Sähkönjohtavuus [ms/m] 5 1 15 2 25 5 Syvyys [m] 1 15 2 vko 5 vko 9 vko 13 vko 16 vko 25 25 3 Kuva 14 Jormasjärven syvänteen (Jor3) sähkönjohtavuus syvyyden funktiona alkuvuoden 213 mittauksissa. 2.5 Vedenlaadun kehitys Vuoksen suunnan vesissä 2.5.1 Lumijoki Ylijäämävesien juoksutuksen alkuvaiheessa Lumijoen virtaama kasvoi juoksutettavien vesien määrästä johtuen (Kuva 15). Juoksutusten alkuvaiheessa juoksutusteho oli keskimäärin nelinkertainen Lumijoen virtaamaan verrattuna. Huippuvirtaamien aikaan Lumijoen virtaama oli vastaavasti noin 11-kertainen juoksutettavien vesien määrään verrattuna (Kuva 15). Vesimäärätarkastelun perusteella voidaankin olettaa, että juoksutusten alkuvaiheessa merkittävää ylijäämävesien laimentumista ei päässyt tapahtumaan. Viitteitä tästä saatiin myös tarkkailutuloksista. Käsiteltyjen suolapitoisten vesien juoksutuksen aloittamisen jälkeen Lumijoen ph kohosi konsultin tekemissä mittauksissa korkeimmillaan tasolle 7,2. Talvivaaran omissa mittauksissa ph on ollut korkeimmillaan 11 (27. 28.4.), minkä jälkeen ph on laskenut tasolle 6,5 7,. Lumijoen puskurikyky nousi myös lisävesien käsittelyn johdosta erinomaiselle tasolle. Kokonaiskovuudeltaan jokivesi oli alkuvuoden 213 tapaan erittäin kovaa.
21 6 5 4 Vuoksen suunta Lumijoki 3 Kortelampi 1+2 Torvelansuo m 3 /s 3 2 1 1.11.212 15.11.212 29.11.212 13.12.212 27.12.212 1.1.213 24.1.213 7.2.213 21.2.213 7.3.213 21.3.213 Kuva 15 Juoksutusteho [m 3 /s] suhteessa Lumijoen virtaamiin [m 3 /s] Vuoksen suunnan juoksutusten aloittamisen jälkeen. 4.4.213 18.4.213 2.5.213 16.5.213 3.5.213 13.6.213 27.6.213 Juoksutusvesien vaikutus näkyi luonnollisesti selkeimmin niiden vedenlaatumuuttujien kohdalla, joiden luontainen pitoisuus Talvivaaran alueen vesissä on alhainen. Erityisen selkeästi johdettujen vesien vaikutus näkyi Lumijoen natrium- ja kalsiumpitoisuuksissa. Kalsiumpitoisuudet nousivat huhtikuun alkupuolella keskimäärin 25-kertaiseksi alkuvuoden keskimääräiseen taustapitoisuuteen verrattuna. Vastaavasti natriumin osalta muutos oli 9-kertainen. Myös sulfaattipitoisuudet kohosivat Lumijoessa juoksutusten aloittamisen jälkeen (Kuva 16). Pitoisuudet lähtivät kuitenkin laskuun Lumijoen virtaamien voimistuessa huhtikuun 19. päivän tienoilla (Kuva 15).
22 mg/l 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Lumijoki 23.1.213 27.1.213 31.1.213 4.2.213 8.2.213 12.2.213 16.2.213 2.2.213 24.2.213 28.2.213 4.3.213 8.3.213 12.3.213 16.3.213 2.3.213 24.3.213 28.3.213 1.4.213 5.4.213 9.4.213 13.4.213 17.4.213 21.4.213 25.4.213 29.4.213 3.5.213 7.5.213 11.5.213 15.5.213 19.5.213 23.5.213 27.5.213 Ca Na mg/l 7 Lumijoki 6 5 4 3 2 SO4 1 23.1.213 27.1.213 31.1.213 4.2.213 8.2.213 12.2.213 16.2.213 2.2.213 24.2.213 28.2.213 4.3.213 8.3.213 12.3.213 16.3.213 2.3.213 24.3.213 28.3.213 1.4.213 5.4.213 9.4.213 13.4.213 17.4.213 21.4.213 25.4.213 29.4.213 3.5.213 7.5.213 11.5.213 15.5.213 19.5.213 23.5.213 27.5.213 Kuva 16 Lumijoen kalsium- (Ca), natrium- (Na) ja sulfaattipitoisuuden (SO 4 ) vaihtelu alkuvuodesta 213. Lumijoen mangaanipitoisuuksissa ei ollut havaittavissa nousevaa trendiä Lumijoen alkuvuoden keskimääräiseen pitoisuuteen verrattuna, vaikka mangaanipitoisuus kohosikin huhtikuun puolen välin tienoihin tasolle 57 mg/l. Lumijoen rauta- ja nikkelipitoisuuksissa ei myöskään havaittu kohoamista juoksutusten aloittamisen jälkeen. Nikkeli- ja rautapitoisuuksien havaittiin ennemminkin laskevan juoksutusten käynnistyttyä. 2.5.2 Kivijärvi Kivijärven eteläisen syvänteen (Kiv1) ja Ahosaaren läntisen mittauspisteen (Kiv7) päällysveden (1 m) ph ja alkaliniteetti olivat hieman koholla viikon 22 näytteissä vuoden 213 aikaisempaan tasoon verrattuna. Päällysveden ph nousi molemmissa pisteissä lähelle neutraalia (ph = 6,8). Myös päällysveden kokonaiskovuuksissa oli havaittavissa merkkejä Vuoksen suuntaan johdettujen lisävesien vaikutuksesta. Kokonaiskovuudeltaan Kivijärven päällysvesi oli erittäin kovaa.
23 Kiv1 Sähkönjohtavuus [ms/m] 2 4 6 8 1 Syvyys [m] 2 4 6 8 vko4 vko8 vko12 vko15 vko 21 1 12 Kiv7 Sähkönjohtavuus [ms/m] 2 4 6 8 1 1 Syvyys [m] 2 3 4 vko4 vko8 vko13 vko15 vko 21 5 6 Kuva 17 Kivijärven Ahosaaren eteläisen syvänteen (Kiv1) sekä Ahosaaren läntisen mittauspisteen (Kiv7) sähkönjohtavuus syvyyden funktiona alkuvuoden 213 mittauksissa. Kivijärven Ahosaaren eteläisen syvänteen (Kiv1) päällysveden mangaanipitoisuus oli korkeimmillaan (91 µg/l) huhtikuun 1. päivän näytteessä. Päällysveden sulfaatti-, kalsium- tai natriumpitoisuudet olivat vastaavasti korkeimmillaan viikon 21 näytteissä. Kivijärven Ahosaaresta länteen sijaitsevan näytteenottopisteen (Kiv7) päällysveden metallipitoisuuksissa ei ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia alkuvuoden keskimääräiseen pitoisuuteen verrattuna. Sulfaatti- ja natriumpitoisuudet olivat kuitenkin Ahosaaren eteläisen syvänteen tavoin koholla toukokuussa 213.
2.5.3 Kivijoki Kivijärven syvänteiden päällysveden sähkönjohtavuudet olivat myös koholla viikon 21 mittauksissa. Päällysvettä raskaampana ylimääräisten vesien voidaan olettaa virtaavan syvemmissä vesikerroksissa. Syvyyssuunnassa tehtyjen YSI-mittausten perusteella Talvivaaran päästövedet etenevät Kivijärvessä todennäköisimmin n. 2-3 metrin syvyydessä, mikä näkyy kohonneina sähkönjohtavuuden arvoina kyseisessä vesikerroksessa (Kuva 17). Vaikka johdettujen lisävesien sähkönjohtavuus on ollut korkea (Taulukko 5), on Kivijärvi edelleen tarkkailutulosten perusteella selkeästi lämpötila- ja suolakerrostunut. Kivijärven eteläisten syvänteiden kerrostuneisuuden purkautuminen johtaisi syvänteisiin sedimentoituneen metallikuorman liikkeellelähtöön ja heikentäisi mitä todennäköisimmin Kivijoen ja Laakajärven pohjoisosan veden laatua ja vesistön tilaa. Arvio perustuu mittaustuloksissa ja mallilaskelmissa havaittuun Kivijärven oikovirtaukseen, minkä perusteella syvänteiden alusvesi purkautuisi todennäköisimmin Kivijokeen, ennen sekoittuisi koko järven vesimassaan. Kivijoen ph kohosi lähelle neutraalia toukokuun alussa 213. Samalla Kivijoen haponneutralointikyky on noussut hyvän ja erinomaisen välimaastoon. Johdettujen lisävesien vaikutukset näkyvät myös Kivijoen kokonaiskovuudessa. Kokonaiskovuudeltaan Kivijoen vesi on viimeisimpien mittausten mukaan erittäin kovaa. Kivijoen luusuassa sijaitsee myös Kainuun ELY-keskuksen jatkuvatoiminen vedenlaadun mittausasema. Mittausasema sijaitsee uoman keskivaiheilla n. 5-6 m rannasta. Mittausaseman tulosten perusteella Kivijoen ph:ssa havaittiin selkeä kohoama huhtikuun 2. päivän aikoihin (vko 16). Tuolloin ph kohosi lievästi happamista olosuhteista selkeästi emäksisiin olosuhteisiin (ph 9,). Samoihin aikoihin mitattiin myös yli 1 ms/m sähkönjohtavuuksia. Vastaavia sähkönjohtavuuden ja ph:n nousuja ei havaittu Talvivaaran alapuolisten pintavesien tarkkailussa. Syy tähän voi selittyä Kivijoen näytteenottopisteen sijainnilla. Mittauspiste sijaitsee joen rannassa, johon sekoittuu lumen ja jään sulamisvesiä. Happamien sulamisvesien sekoittuminen jokiveteen laski näin mitä todennäköisimmin phtasoa. Kivijoen mangaanipitoisuus kohosi korkeimmillaan tasolle 97 µg/l huhtikuun 11. päivän näytteessä (Kuva 18). Kalsium- ja natriumpitoisuudet olivat Kivijoessa korkeimmillaan vastaavasti viikolla 21. Johdettujen lisävesien vaikutukset näkyvät myös kohonneena sulfaattipitoisuutena ja kohonneina sähkönjohtavuuksina Kivijoessa. 24 Kivijoki Kivijoki mg/l 12 1 8 6 4 2 Ca Na µg/l 12 1 8 6 4 2 Mn 21.1.213 4.2.213 18.2.213 4.3.213 18.3.213 1.4.213 15.4.213 29.4.213 13.5.213 27.5.213 21.1.213 4.2.213 18.2.213 4.3.213 18.3.213 1.4.213 15.4.213 29.4.213 13.5.213 27.5.213 Kuva 18 Kivijoen kalsium-, natrium- ja mangaanipitoisuuksien muutokset alkuvuodesta 213. 2.5.4 Laakajärvi Tarkkailutulosten perusteella Vuoksen suuntaan johdetut lisävedet ovat edenneet vesireitillä ainakin Lumijoen ja Kivijärven kautta Kivijokeen. Koska Kivijoki laskee Laakajärven pohjoisosaan, johdettujen vesien vaikutukset näkyvät ensin Laakajärven pohjois-
2.6 Yhteenveto osissa Kivilahdessa (Laa9) ja Iso Aittolahden edustan syvänteen päällysvedessä (Laa13). Iso Aittolahden syvänteen päällysveden ph:ssa ja alkaliniteetissa ei ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia viikon 21 mittauksissa vuoden 213 aikaisempaan tasoon verrattuna. Sähkönjohtavuus oli kuitenkin hieman koholla toukokuun 22. päivän mittauksissa. Päällysveden kalsium-, mangaani- ja sulfaattipitoisuus olivat myös korkeimmillaan viikon 21 näytteessä. Mangaanipitoisuus nousi 6,5-kertaiseksi edelliseen näytteenottokertaan verrattuna. Tulokset antoivatkin näin viitteitä lisävesien etenemisestä Laakajärven pohjoisosiin. Huomioitavaa kuitenkin on, että arvio perustuu vain yhteen viikon 21 näytteenottokertaan. Arvio tulee tältä osin tarkentumaan tarkkailun edetessä. Talvivaaran kipsisakka-altaan vuodon ja sen jälkeisten lisävesien johtamisen jälkeen on kaivosalueen lähivesistöihin joutunut merkittävä määrä vesieliöille haitallisia aineita kaivoksen normaaliin vuosikuormitukseen verrattuna. Tämän raportin valmisteluhetkellä, kipsisakka-altaan vuodon ja lisävesien johtamisen yhteisvaikutukset ulottuvat sulfaatin ja mangaanin osalta Jormasjärven eteläosiin pohjoisessa ja Laakajärven pohjoisosiin etelän suunnalla. Vaikutusalue voi kuitenkin laajentua vesistöön jo johdettujen vesien edetessä vesireitillä. Vaikutusalueen laajuus on myös riippuvainen siitä, miten kaivoksen vesistökuormitus kehittyy lähitulevaisuudessa. Kaivosalueen lähellä sijaitsevien järvien erilaisista ominaispiirteistä johtuen järvet ovat reagoineet päästöihin eri tavoin. Eteläinen Kivijärvi ja pohjoinen Salminen ovat voimakkaasti lämpötila- ja suolakerrostuneita, eikä kerrostuneisuudessa ole ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia suolapitoisten lisävesien johtamisen vaikutuksesta. Pohjoisen Kalliojärven kerrostuneisuudessa havaittiin vastaavasti selkeitä muutoksia alkuvuoden 213 aikana. Muutoksista huolimatta myös Kalliojärvi säilyi suolakerrostuneena, eikä järville tyypillistä kevään täyskiertoa havaittu. 3 PÄÄSTÖJEN HAITALLISUUS Valtioneuvoston asetus vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista (Vna 122/26 ja muutos 868/21) määrittelee eri metallien ympäristön laatunormit pintavesille. Nikkelin ympäristölaatunormi on 2 µg/l, kadmiumin,8,25 µg/l ja vastaavasti lyijyn 7,2 µg/l. Pitoisuusrajat on annettu liukoisille pitoisuuksille ja aritmeettisille vuosikeskiarvoille (AA-EQS). Metallien laatunormeja sovellettaessa niiden luontainen taustapitoisuus voidaan huomioida lisäämällä se laatunormiin (EQS + taustapitoisuus). Luontainen taustapitoisuus vaihtelee valuma-alueen ominaisuuksista riippuen. Vesiympäristölle vaarallisten ja haitallisten aineiden asetuksessa on nikkelin taustapitoisuudeksi määritetty 1 µg/l, kadmiumin,2 µg/l ja lyijyn,1,7 µg/l (868/21). Mikäli metallien luontaiset taustapitoisuudet ovat geologisista syistä (esim. mustaliuskealueet) edellä mainittuja korkeampia, voidaan asetuksessa mainittua taustapitoisuutta korottaa asiantuntija-arviolla. Taustaselvityksen perusteella Talvivaaran alueen taustapitoisuudet ovat tavanomaista korkeammalla tasolla. Nikkelin pitoisuudet mustaliuskealueen puroissa ovat olleet n. 2 15 µg/l ja kadmiumin,2,54 µg/l (Kauppi ym., 213). Tällöin nikkelin ympäristölaatunormi (vuosikeskiarvo) voidaan nostaa tasolle 22 35 µg/l ja kadmiumin tasolle,1,8 µg/l. Metallien haitallisuus on riippuvainen myös niitä kompleksoivien eli sitovien orgaanisten aineiden määrästä (TOC/DOC) sekä veden kovuudesta (Ca:n ja Mg:n summa). Kovuuden ja orgaanisen aineen määrän kasvu alentaa metallien haitallisia vaikutuksia. Me- 25