VESISAMMALTEN METALLIPITOISUUDET 16X170583 5.5.2014 TALVIVAARA SOTKAMO OY Talvivaaran kaivoksen tarkkailu v. 2013 Osa IVb_4 Vesisammalten metallipitoisuudet
Talvivaaran kaivoksen alapuolisten virtavesien vesisammalten metallipitoisuudet v. 2013 1 Sisältö 1 VESISAMMALTEN RASKASMETALLIPITOISUUDET... 2 1.1 Johdanto... 2 1.2 Tarkkailumenetelmät... 2 1.3 Tulokset... 3 1.4 Yhteenveto... 5 2 VIITTEET... 5 Liitteet Liite 1 Liite 2 Vesisammalten koealojen sijainti Analyysitulokset v. 2013 Pohjakartta-aineistot Maanmittauslaitos Pöyry Finland Oy Annemari Kari, LuK biologi Tiina Sauvola, FM biologi Pirkko Virta, FM Yhteystiedot PL 20, Tutkijantie 2 A 90590 Oulu puh. 010 33280 Copyright Pöyry Finland Oy
2 1 VESISAMMALTEN RASKASMETALLIPITOISUUDET 1.1 Johdanto Vesisammalten metallipitoisuuksien määrittäminen tuli mukaan tarkkailuun ensimmäisen kerran vuonna 2013 Kainuun ELY keskuksen esityksen mukaisesti (17.6.2013). Mukana seurannassa oli 7 koealaa, joista Oulujoen suunnalla Kalliojoki, Tuhkajoki sekä Jormasjoki ja Vuoksen suunnalla Lumijoki, Kivijoki, Laakajoki sekä Nurmijoki. Näytteistä sovittiin määritettäväksi arseenin (As), kadmiumin (Cd), koboltin (Co), kuparin (Cu), elohopean (Hg), nikkelin (Ni), lyijyn (Pb), sinkin (Zn) ja bariumin (Ba) pitoisuudet. Kaivoksen pyynnöstä (20.9.2013/Hilla) analyysivalikoimaa täydennettiin vielä uraanilla (U). 1.2 Tarkkailumenetelmät Sammalten tuoreet versonosat keräävät metalleja nopeasti, ja kohonneet pitoisuudet säilyvät niissä useita päiviä, jopa viikkoja veden metallipitoisuuden laskemisen jälkeen. Sammalten tuoreet versot kykenevät näin ollen ilmentämään lyhytkestoisiakin kuormitushuippuja ja soveltuvat kuormituslähteiden kartoitukseen. Koko sammalverson metallipitoisuudet ilmentävät puolestaan pidempiaikaista kuormitusta. (Vuori 2002) Koealojen tarkempi sijainti määritettiin näytteenoton yhteydessä ja alojen sijainti merkittiin GPS-laitteella (Taulukko 1, liite 1). Vesisammalnäytteet (Fontinalis dalecarlica) kerättiin 31.7.-1.8.2013. Vesisammalten keräämiseen luonnonpohjilta ei ole erityisiä standardeja. Näytteiden keräämisessä tulee kuitenkin huolehtia ylimääräisen kontaminaation välttämisestä käyttämällä jokaisen näytteenoton yhteydessä puhtaita kertakäyttöhanskoja. Näytteet pyrittiin keräämään vuolaasti virtaavalta koskialueelta, virtausoloiltaan mahdollisimman samankaltaisilta paikoilta ja samalta syvyysalueelta (hieman keskiveden tason alapuolelta). Sammalten kerääminen tapahtui kosken alaosasta, alavirrasta ylävirtaan päin kahlaten. Näytteeksi otettiin vain sammalkasvuston latvaosat, jolloin voitiin välttää hiekan/sedimentin joutuminen näytteen mukaan. Lisäksi sammalista huuhdeltiin niihin kertynyt sakka ravistelemalla näytettä virtaavassa vedessä. Lopullinen näyte koottiin noin kymmenestä eri osa-näytteestä. Koska näytteitä ei voitu käsitellä välittömästi, ne pakastettiin mahdollisimman nopeasti näytteenoton jälkeen. Sammalet esikäsiteltiin Pöyry Finland Oy:n laboratoriossa. Esikäsittelyssä sammalet puhdistettiin näytekohtaisesti puhtaan alustan päällä suojaten kädet näytekohtaisesti vaihdetuilla kertakäyttöhansikkailla. Lopullisiin näytteisiin otettiin sammalista tuoreet versot noin 3 cm:n pituudelta, jolloin sammaleesta voidaan tutkia metallipitoisuuksia, jotka kuvaavat suhteellisen lyhyen ajan sisällä vesistöön kohdistunutta kuormitusta. Esikäsittelyn jälkeen näytteet säilytettiin pakkasessa analysointiin saakka. Näytteistä määritettiin arseenin (As), kadmiumin (Cd), koboltin (Co), kuparin (Cu), elohopean (Hg), nikkelin (Ni), lyijyn (Pb), sinkin (Zn), bariumin (Ba) ja uraanin (U) pitoisuudet. Analysoinnin suoritti Ahma ympäristö Oy/Suomen Ympäristöpalvelu. Vuoden 2013 analyysien perustulokset on esitetty liitteessä 2. Copyright Pöyry Finland Oy
Taulukko 1. Vesisammaltarkkailun näytealojen koordinaatit. 3 Koordinaatit (KKJ) Kalliojoki 3550689 / 7102677 Tuhkajoki 3554839 / 7105084 Jormasjoki 3553511 / 7114545 Lumijoki 3545518 / 7092954 Kivijoki 3545072 / 7090877 Laakajoki 3543800 / 7079273 Nurmijoki 3540092 / 7056289 1.3 Tulokset Vesisammalten esikäsittelyvaiheessa silmämääräisesti tarkasteltuna havaittiin, että yleisilmeeltään parhain kasvusto oli Jormasjoessa (paljon sammalta, pitkät rihmat ja hyvä vihreä väri). Huonoin kasvusto oli puolestaan Lumijoessa, jossa se oli yleisesti huonokuntoista, harsuuntunutta ja tumman väristä. Näytteen tuoreet versot olivat myös osin erittäin huonokuntoisia. Muissa näytteissä sammalten kunto oli keskimäärin hyvä. Analyysitulokset (mg/kg kuivapainoa) on esitetty taulukossa (Taulukko 2). Taulukko 2. Vesisammalten analyysitulokset. Pitoisuudet mg/kg kuivapainoa. Arseeni Kadmium Koboltti Kupari Elohopea Nikkeli Lyijy Sinkki Barium Uraani Oulujoen suunta Kalliojoki 0,73 0,20 2,9 6,6 0,09 27 3,1 61 11,4 5,6 Tuhkajoki 0,61 0,40 18,1 7,8 0,13 28 0,98 90 37 1,5 Jormasjoki 0,94 3,8 5,5 8,7 <0,05 168 0,44 441 55 0,46 Vuoksen suunta Lumijoki 1,3 0,22 7,8 8,6 0,14 45 5,3 81 47 13,6 Kivijoki 0,87 0,22 77 7,3 0,13 81 1,5 110 140 6,5 Laakajoki 0,84 0,37 6,9 4,9 <0,05 12 2,0 83 113 0,22 Nurmijoki 1,2 0,87 25,8 7,0 0,09 21 3,5 119 151 0,37 Oulujoen suunnalla vesisammalnäytteissä raskasmetallipitoisuudet olivat useimpien metallien (As, Cd, Cu, Ni, Zn ja Ba) osalta suurimmat Jormasjoessa (Taulukko 2). Kohonneet pitoisuudet johtuvat ilmeisesti luontaisesta kallio- ja maaperän laadusta, ja ihmistoiminnot (mm. ojitukset ja kaivostoiminta) ovat osaltaan edistäneet metallien huuhtoutumista. Tutkituista metalleista eniten näytteissä oli sinkkiä. Elohopean pitoisuudet olivat kaikkinensa pieniä. Vesisammalten uraanipitoisuus oli korkein Kalliojoessa ja lievästi koholla myös Tuhkajoessa, ja samoilla paikoilla myös nikkelipitoisuus oli koholla. Myös lyijyn pitoisuus oli korkein Kalliojoessa. Vuoksen suunnalla erot vesisammalten arseenin (As), kuparin (Cu), elohopean (Hg) ja sinkin (Zn) pitoisuuksissa olivat melko pieniä (Taulukko 2). Lumijoessa etenkin uraanin (U) ja lyijyn (Pb) pitoisuus oli korkeampi kuin muissa näytteissä. Nikkeliä ja kobolttia oli eniten Kivijoen sammalissa ja kadmiumia, sinkkiä ja bariumia Nurmijoessa; sinkin ja bariumin pitoisuus oli tosin samaa tasoa myös Kivijoessa. Useimpien metallien pitoisuudet olivat Lumijoessa ja/tai Kivijoessa korkeampia kuin muilla näytepaikoilla. Copyright Pöyry Finland Oy
1.4 Vertailu ohjearvoihin Ruotsin ympäristöviranomaiset ovat ehdottaneet viitteellisiä ohjearvoja vesisammalten metallipitoisuuksista, jonka jälkeen Vuori (2002) on tehnyt vastaavilla kriteereillä suomalaisen aineiston perusteella määritellyt viitteelliset ohjearvot. Taulukossa (Taulukko 3) on esitetty raskasmetallien viitteelliset ohjearvot Ruotsissa ja Suomessa. Tämän raportin aineiston vertailussa on käytetty ruotsalaisia viitearvoja niiltä osin, kun suomalaisia ohjearvoja ei ole määritelty (koboltti, elohopea, nikkeli). Bariumille ja uraanille ei ole annettu viitteellisiä ohjearvoja vesisammalten metallipitoisuuksista. Taulukko 3. Ruotsin ympäristöviranomaisten ehdottamat viitteelliset ohjearvot vesisammalten metallipitoisuuksista sekä vastaavat ohjearvot suomalaisen aineiston perusteella. Pitoisuudet mg/kg kuivapainoa verson kärjissä. (Vuori 2002) 4 Hyvin alhaiset Alhaiset Kohtalaisen korkeat Korkeat Hyvin korkeat Ruotsi Suomi Ruotsi Suomi Ruotsi Suomi Ruotsi Suomi Ruotsi Suomi Arseeni <0,5 <0,7 0,5-3 0,7-1,7 3-8 1,7-6,1 8-40 6,1-30,5 >40 >30,5 Kadmium <0,3 <0,2 0,3-1 0,2-0,5 1-2,5 0,5-1,8 2,5-15 1,8-8,8 >15 >8,8 Koboltti <2 2-10 10-30 30-150 >150 Kupari <7 <11 7-15 11-16 15-50 16-68 50-250 68-338 >250 >338 Elohopea <0,04 0,04-0,1 0,1-0,3 0,3-1,5 >1,5 Nikkeli <4 4-10 10-30 30-150 >150 Lyijy <3 <1 3-10 1-3 10-30 3-8 30-150 8-41 >150 >41 Sinkki <60 <53 60-160 53-103 160-500 103-351 500-2500 351-1755 >2500 >1755 Arseenin pitoisuudet olivat kaikissa analysoiduissa vesisammalnäytteissä viitteellisten arvojen mukaan alhaisia. Kadmiumin pitoisuudet olivat pääosin alhaisia, ainoastaan Jormasjoen kadmiumpitoisuus (3,8 mg/kg) oli viitteellisten ohjearvojen mukaan korkea ja Nurmijoen (0,87 mg/kg) kohtalaisen korkea. Kobolttipitoisuudet olivat pääosin alhaisia, mutta Nurmijoella (25,8 mg/kg) ja Tuhkajoella (18,1 mg/kg) näytteiden kobolttipitoisuus oli kohtalaisen korkea ja Kivijoella (77 mg/kg) korkea. Kuparipitoisuudet kaikissa näytteissä olivat hyvin alhaiset. Elohopeapitoisuudet näytteissä olivat pääosin hyvin alhaisia tai alhaisia, kohtalaisen korkean pitoisuuden raja-arvo ylittyi vain hieman Tuhkajoella (0,13 mg/kg) sekä Lumijoella (0,14 mg/kg) ja Kivijoella (0,13 mg/kg). Nikkelipitoisuudet olivat tutkituilla alueilla eniten koholla verrattuna viitteellisiin ohjearvoihin. Jormasjoessa nikkelipitoisuus (168 mg/kg) oli ohjearvojen mukaan hyvin korkea. Muutoin nikkelipitoisuudet olivat Lumijoessa ja Kivijoessa korkeita ja muissa näytteissä kohtalaisen korkeita. Lyijypitoisuudet olivat Kalliojoella (3,1 mg/kg) sekä Lumijoella (5,3 mg/kg) ja Nurmijoella (3,5 mg/kg) kohtalaisen korkeita (raja-arvo 3 mg/kg), mutta muualla hyvin alhaisia tai alhaisia. Sinkkipitoisuudet olivat alhaisia kaikilla alueilla lukuun ottamatta Jormasjoen (441 mg/kg) korkeaa ja Kivijoen (110 mg/kg) sekä Nurmijoen (119 mg/kg) kohtalaisen korkeaa pitoisuutta. Copyright Pöyry Finland Oy
1.5 Yhteenveto 5 2 VIITTEET Vesisammalten metallipitoisuuksia tutkittiin velvoitetarkkailun puitteissa ensimmäisen kerran kesällä 2013. Tutkimuskohteet sijaitsivat Oulujoen suunnalla Kalliojoessa, Tuhkajoessa sekä Jormasjoessa ja Vuoksen suunnalla Lumijoessa, Kivijoessa, Laakajoessa sekä Nurmijoessa. Viitteellisistä ohjearvoista hyvin korkean pitoisuuden rajan ylitti ainoastaan Jormasjoen sammalten nikkelipitoisuus. Nikkelipitoisuudet olivat alueilla yleisestikin koholla verrattuna viitteellisiin arvoihin. Viitteellisiin ohjearvoihin verrattuna korkeita sammalten raskasmetallipitoisuuksia havaittiin Jormasjoella (Cd, Zn), Lumijoella (Ni) ja Kivijoella (Co, Ni). Kuparin pitoisuudet olivat hyvin alhaisia ja arseenin alhaisia kaikissa näytteissä. Bariumille ja uraanille ei ole annettu viitteellisiä ohjearvoja vesisammalten metallipitoisuuksista. Yksittäisten tulosten perusteella ei voida luotettavasti arvioida mahdollista Talvivaaran kaivoksen päästöjen vaikutusta vesisammalten metallipitoisuuksiin. Oulujoen suunnalla useimpien metallien pitoisuus oli korkein Jormasjoessa. Kalliojoessa ja Tuhkajoessa todettiin mm. kohonneita uraani- ja nikkelipitoisuuksia. Vuoksen suunnalla useimpien metallien pitoisuudet olivat Lumijoessa ja/tai Kivijoessa korkeampia kuin muilla näytepaikoilla. Molemmilla vesistöalueilla korkeimmat kadmiumin, sinkin ja bariumin pitoisuudet todettiin kauimpana kaivoksesta sijaitsevilla näytteenottopaikoilla. Kohonneet pitoisuudet johtuvat ilmeisesti paljolti luontaisesta kallio- ja maaperän laadun vaihtelusta ja muusta alueellisesta maan käytöstä. Talvivaaran päästöjen vaikutusta ei voida kuitenkaan kaikilta osin sulkea kokonaan pois. Vuori, K-M. 2002: Vesisammal- ja vesiperhosmenetelmät jokivesistöjen haitallisten aineiden riskinarvioinnissa ja seurannassa. Länsi-Suomen ympäristökeskus. Edita. Copyright Pöyry Finland Oy
. TESTAUSSELOSTE Ahma ympäristö Oy Sammonkatu 8, Oulu p. 08-5145600 f. 08-3113029 Pvm Työ nro As.nro 4.12.2013 98942 21836 Pöyry Finland Oy PL 20 (Tutkijantie 2) 90571 Oulu Merkki Vesisammalet Näyte saapui 04.10.2013 Näytteiden lkm. 7 Tutk. aloitettu 18.10.2013 Tämä testausseloste korvaa päivämäärällä 29.11.2013, asiakasnumerolla 21836 ja työnumerolla 98942 tulostetun selosteen. Tutkimusperuste Talvivaara Yhteenveto tutkituista näytteistä näyte nro tunnus/merkki näytetyyppi näytteenottopvm näytteenottaja 001 Kivijoki 31.07.2013 002 Tuhkajoki 31.07.2013 003 Kalliojoki 1.08.2013 004 Laakajoki 31.07.2013 005 Jormasjoki 31.07.2013 006 Nurmijoki 31.07.2013 007 Lumijoki 31.07.2013 Sivu 1
. Ympäristöanalyysi As.nro 21836 Työ nro 98942 Pvm 4.12.2013 Ahma ympäristö oy 001 Kivijoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 0,87 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,22 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 77 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 7,3 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta 0,13 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 81 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 1,5 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 6,5 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 110 Barium, Ba mg / kg 140 002 Tuhkajoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 0,61 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,40 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 18,1 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 7,8 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta 0,13 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 28 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 0,98 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 1,5 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 90 Barium, Ba mg / kg 37 003 Kalliojoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 0,73 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,20 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 2,9 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 6,6 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta 0,087 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 27 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 3,1 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 5,6 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 61 Barium, Ba mg / kg 11,4 Sivu 2
. Ympäristöanalyysi As.nro 21836 Työ nro 98942 Pvm 4.12.2013 Ahma ympäristö oy 004 Laakajoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 0,84 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,37 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 6,9 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 4,9 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta <0,05 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 12 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 2,0 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 0,22 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 83 Barium, Ba mg / kg 133 005 Jormasjoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 0,94 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 3,8 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 5,5 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 8,7 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta <0,05 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 168 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 0,44 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 0,46 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 441 Barium, Ba mg / kg 55 006 Nurmijoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 1,2 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,87 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 25,8 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 7,0 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta 0,090 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 21 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 3,5 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 0,37 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 119 Barium, Ba mg / kg 151 Sivu 3
. Ympäristöanalyysi As.nro 21836 Työ nro 98942 Pvm 4.12.2013 Ahma ympäristö oy 007 Lumijoki Vesisammalet Arseeni, As mg / kg kuiva-ainetta 1,3 Kadmium, Cd mg / kg kuiva-ainetta 0,22 Koboltti, Co mg / kg kuiva-ainetta 7,8 Kupari, Cu mg / kg kuiva-ainetta 8,6 Elohopea, Hg mg / kg kuiva-ainetta 0,14 Nikkeli, Ni mg / kg kuiva-ainetta 45 Lyijy, Pb mg / kg kuiva-ainetta 5,3 Uraani, U mg / kg kuiva-ainetta 13,6 Sinkki, Zn mg / kg kuiva-ainetta 81 Barium, Ba mg / kg 47 Ahma ympäristö oy / Suomen Ympäristöpalvelu Tomi Nevanperä, Kemisti FM Sivu 4
. Ympäristöanalyysi As.nro 21836 Työ nro 98942 Pvm 4.12.2013 Ahma ympäristö oy Selite Tulokset pätevät ainoastaan tässä selosteessa mainituille näytteille. Tämän selosteen saa kopioida vain kokonaan. Muussa tapauksessa on pyydettävä lupa Suomen Ympäristöpalvelulta. Analyysien menetelmäkuvaukset ja menetelmien mittausepävarmuudet saa pyydettäessä laboratoriosta. Lisätieto Mikroaaltouuniavusteinen märkäpoltto (EPA 3051, HNO3) ICP-MS Sivu 5