Mikromuovitutkimus sisävesistöissä Kallavesi ja Haukivesi Samuel Hartikainen, Ympäristö- ja biotieteiden laitos, Itä-Suomen yliopisto (UEF) 17.5.2016
Kallavesi Pohjois-Savon maakunnan suurin järvi Kuuluu Vuoksen vesistöön Pinta-ala 472,8 neliökilometriä Suomen 10. suurin järvi Keskimääräinen korkeus merenpinnasta on 82 m Keskisyvyys 9,5 m ja syvin kohta on 75 m Muodostaa Suvasveden, Juurusveden, Riistaveden ja Muuruveden kanssa 898 km 2 laajuisen Iso-Kallan SamuelHartikainen/UEF 2
Kuopio Väkiluku on n. 120 000 Sijaitsee Kallaveteen työntyvällä niemellä järven keskiosassa. Satamakaupunki, jota ympäröi sisämaan suurimpiin kuuluva saaristo Map data 2016 Google 3
Living laboratory - Kuopio ja Kallavesi 4
Living laboratory Kuopio ja Kallavesi Kuopion kaupunki sijaitsee Kallaveteen työntyvällä niemellä järven keskiosassa Vesistön reunustaman kaupungin pinnanmuodot ovat hyvin vaihtelevia Suuret korkeuserot tyypillisiä koko niemellä (esimerkiksi Puijo, Neulamäki, keskusta) Rantaviiva on hyvin rikkonainen; paljon lahtia, salmia ja saaria. Kaupungin alueella on myös kymmeniä lampia ja muita pienvesiä sekä rakennettuja hulevesikosteikkoja. Monipuolinen luonto, lehto- ja havumetsää, soita ja hiekkarantoja Paljon erilaisia paikallisia päästölähteitä, joista hulevesijärjestelmä, liikenne ja jäteveden purkuputki ovat tärkeimmät. Vain 120 000 asukasta = hallittu kokonaisuus 5
Living laboratory Yliopiston kampuksen laboratoriot 6
Ympäristö- ja biotieteiden laitos, SIB labs infra ja farmasian laitos FTIR SIB Labs 7
Kuvantava FTIR (FTIRI) 8
RAMAN 9
SEM-EDS (pyyhkäisyelektronimikroskooppi) 10
TEM (läpäisyelektronimikroskooppi) 11
Fluoresenssimikroskooppi 12
Uudet menetelmät muovien, kierrätysmuovien ja mikromuovien tutkimuksessa (UEF) Edellä mainittujen menetelmien lisäksi kehitetään uusia menetelmiä kuten 2D-GC-MS NMR XRF SPEKTROMIIKKA 13
Uudet menetelmät (mikro)muovien tutkimuksessa: 2D-GC-MS 14
Jäänäytteiden kerääminen Kallavedellä jätevesilaitoksen purkuputken alapuolella 15
Jäänäytteiden kerääminen Kallavedellä 16
Näytteiden kerääminen lumenkaatopaikan vieressä 17
Näytteiden kerääminen lumenkaatopaikan vieressä 18
Sampling locations Preliminary results: A total of 5500 particles (< 5 mm) found in samples from ice, water column and bottom sediment in 7 different locations 88 % fibers 1600 1400 Total amount of particles found per location 1200 1000 800 600 400 200 0 LOCATION A LOCATION B LOCATION C LOCATION D LOCATION E LOCATION F LOCATION G ICE WATER COLUMN BOTTOM SEDIMENT 19
Chemical analysis - preliminary results (fibers excluded) 10 % 5 % 1 % 84 % SYNTHETIC SEMI-SYNTHETIC NOT SYNTHETIC UNIDENTIFIED 20
Chemical analysis results - ice Chemical analysis - water column 13 % 4 % 1 % 33 % 39 % 82 % 22 % 6 % SYNTHETIC SEMI-SYNTHETIC NOT SYNTHETIC UNIDENTIFIED SYNTHETIC SEMI-SYNTHETIC NOT SYNTHETIC UNIDENTIFIED Chemical analysis - bottom sediment 1 % 4 % 5 % 90 % SYNTHETIC SEMI-SYNTHETIC NOT SYNTHETIC UNIDENTIFIED 21
Very good identification was achieved on 54% of the particles (common plastics): 42% PE 29% PP 7% PS 20% other synthetic materials Fairly good identification was achieved on 18% of the particles (not so common plastics): 26% PMMA 24% Alkyd resin 15% not plastic 9% Epoxy resin mixture 26% other 22
NOT PLASTIC 2 % PA 1 % PS:PP 2 % POLYESTER URETHANE 1 % PMA 1 % PVA 1 % OTHER 4 % TYPES OF PLASTIC IN ICE ALKYD RESIN 3 % POLYVINYLACETATE ETHYLENE 4 % PMMA 6 % PE 43 % PBMA 6 % PS 10 % PP 16 % 23
POLYVINYL STEARATE 1 % PS 2 % PET 1 % OTHER 4 % TYPES OF PLASTIC IN BOTTOM SEDIMENT ALKYD RESIN 5 % PP 31 % PE 56 % 24
Haukivesi (Etelä-Savo) - Useita muovipäästöjä Varkauden tehtailta (kierrätyskartongin siistauslaitokselta) - Suurin päästö vuonna 2010, jolloin sukeltajat puhdistivat vesistön pohjaa ja rantoja - Muovia havaittiin 25 km päässä tehtaalta - Riski päästöille on edelleen olemassa, asiaa korjataan - Norppa asustaa Haukivedellä! - Tutkimme mikromuoveja tällä alueella teollisuuspäästönä - Kiertotalouden riskejä! 25
26
Kiitos! Tine Bizjak, Tamara Gajst, Jari Leskinen, Teemu Vilppo, Mikko Selenius, Mauno Rönkkö, Sirpa Peräniemi, Markus Johansson Pertti Pasanen, Marko Hyttinen Jouni Sorvari, Arto Koistinen Itä-Suomen yliopisto, Kuopion kampus Ympäristö- ja biotieteiden laitos, SIB Lab infra, Farmasian laitos 27