Kuusamon kultakaivoshankkeen ympäristön radiologinen perustilaselvitys Loppuraportti Säteilyturvakeskus 10.12.2014 1
Summary Dragon Mining is currently investigating the possibility of commencing gold mining operations in the Juomasuo area, north of the Kuusamo township in northern Finland. Elevated concentration levels of uranium occur in certain localities in this area, but no continuous zone of uranium at high concentration levels has been observed. The concentration level of uranium in the rock material in the Juomasuo area is mainly low. A study of the current state of the natural environment has included a radiological baseline study of the Juomasuo area. The radiological study was focused on the Juomasuo area, which hosts the main gold deposits (Juomasuo, Hangaslampi, Pohjasvaara) that will be mined if mine development commences. The Juomasuo area is also one of the alternative locations for the proposed processing facility. The radiological study was commenced in the autumn of 2012 and continued into 2013 with the completion of additional sampling. The Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority (STUK) has undertaken the baseline study on a consulting basis. During the baseline study samples from various environmental settings were collected including air dust samples, river, lake and groundwater samples, soil and sediment samples and a variety of mosses, berries, mushrooms, water plants, venison, fish and farming products. The samples were analysed for concentrations of naturally occurring radioactive substances such as uranium (U-238, U-234), radium (Ra-226, Ra-228), lead (Pb-210) and polonium (Po-210). In addition, external radiation dose rates were measured on-site and the area was measured for outdoor radon. Radioactive concentrations in the Juomasuo area and its near vicinity are comparable to the concentrations measured elsewhere in the nature. The highest radioactive concentration levels were measured in the sediment samples, water plant, mosses and fish. The radioactive concentration levels were similar to samples of the same kind, collected elsewhere in Finland. The activity levels in environmental samples showed no significant annual variation. Variation was linked rather to the sample type and sampling location. The natural products in the area such as mushrooms, berries, as well as foods, fish, agricultural products, game and reindeer meat can be used safely as normal. The radiation dose for a representative inhabitant of the area was calculated based on the analysed results. The representative was assumed to live nearby the Juomasuo area, use water from his own well and collect natural products and eat local fish. In addition, external radiation and radon concentration in outdoor air was taken into account in the dose calculation. The calculated effective radiation dose was 0.43 msv per year. This is 13% of the average annual dose of a Finn. The above analysis is based on the calculation of the highest measured activity concentrations and exposures and therefore the actual radiation dose is smaller than presented here. The highest dose was caused by drinking water, about half of the calculated dose. The second-largest dose was caused by eating fish. The proportion of berries, mushrooms, external gamma radiation and radon in outdoor air from the total dose is only about 20%. 3
Sisällysluettelo 1. Johdanto... 6 2. Kuusamon kultakaivoshankkeen prosessit ja toiminnot... 6 3. Näytteenotto Kuusamon kultakaivoshankkeen ympäristössä... 6 3.1 Ilmapölynäytteet... 8 3.2 Ulkoinen säteily... 8 3.3 Ulkoilman radon... 10 3.4 Joki- ja järvivedet... 11 3.5 Pohjavedet... 11 3.6 Joki- ja järvisedimentit... 13 3.7 Maaperänäytteet... 14 3.8 Kalat, näkinsammal ja ärviä... 14 3.5 Sammaleet ja naava... 16 3.6 Marjat ja sienet... 18 3.7 Riista, poro ja maataloustuotteet... 21 4. Näytteiden käsittelyssä ja analysoinnissa käytetyt menetelmät... 21 4.1 Näytteiden esikäsittely... 22 4.2 Gammaspektrometrinen määritys... 22 4.3 Radiokemiallinen uraanimääritys... 22 4.4 Radiokemiallinen lyijy- ja poloniummääritys... 22 4.5 In situ -mittaukset... 23 4.6 Ulkoilman radonmääritykset... 23 4.7 Tulosten mittausepävarmuus... 23 5. Tulokset... 24 5.1 Ilmapölynäytteet... 24 5.2 Ulkoinen säteily ja in situ -mittaukset... 24 5.3 Ulkoilman radon... 25 5.4 Joki- ja järvivedet... 26 5.5 Pohjavedet... 27 5.6 Joki- ja järvisedimentit... 30 5.7 Maaperänäytteet... 32 5.8 Kalat, näkinsammal ja ärviä... 33 5.9 Sammaleet ja naava... 35 5.10 Marjat ja sienet... 35 5.11 Riista, poro ja maataloustuotteet... 37 6. Edustavan henkilön säteilyannos... 38 7. Johtopäätökset... 39 8. Kirjallisuusviitteet... 40 9. Liitteet... 42 4
Liite 1: Radiologisia suureita ja yksiköitä sekä yleistä tietoa luonnon radioaktiivisuudesta Liite 2: Vuonna 2012 otettujen näytteiden näytteenottotiedot Liite 3: Vuonna 2012 otettujen näytteiden gammaspektrometriset tulokset Liite 4: Vuonna 2012 otettujen näytteiden radiokemiallisten uraanianalyysien tulokset Liite 5: Vuonna 2012 otettujen näytteiden radiokemialliset polonium- ja lyijyanalyysien tulokset Liite 6: Vuonna 2013 otettujen näytteiden näytteenottotiedot Liite 7: Vuonna 2013 otettujen näytteiden gammaspektrometriset tulokset Liite 8: Vuonna 2013 otettujen näytteiden radiokemiallisten uraanianalyysien tulokset Liite 9: Vuonna 2013 otettujen näytteiden radiokemialliset polonium- ja lyijyanalyysien tulokset Liite 10: Vuonna 2013 tehtyjen ulkoilman radonmittausten tulokset Liite 11: Kuvia vuonna 2012 tehdyistä näytteenotoista 5
1. Johdanto Dragon Mining Oy tutkii mahdollisuutta käynnistää kultakaivostoimintaa Kuusamon alueella. Dragon Mining Oy on australialaisen Dragon Mining Ltd:n omistama tytäryhtiö. Kuusamon kultakaivoshankkeen selvitykset käynnistettiin syksyllä 2010 kultaesiintymien lisäkairauksilla Juomasuon ja Hangaslammen alueilla (Juomasuon, Hangaslammen ja Pohjasvaaran kultaesiintymät). Tärkeimmät esiintymät ovat Juomasuo ja Hangaslampi. Tämän hetkisen tiedon perusteella ainoa taloudellisesti merkittävä metalli on kulta. Lisäksi koboltin tuottamisen mahdollisuutta tutkitaan. Hankkeen tavoitteena ei ole uraanin talteenottaminen ja uraanituotteen tuottaminen, vaan uraania käsitellään kiviaineksessa esiintyvänä epäpuhtautena ja sen esiintymistä selvitetään ympäristönäkökulman vuoksi. Uraania esiintyy Juomasuon alueen kallioperässä ja kultapitoisissa vyöhykkeissä epätasaisesti jakautuneena ja paikoin kohonneina pitoisuuksina, mutta yhtenäisiä malmiluokan uraanivyöhykkeitä ei ole havaittu. Suuressa osassa kiviainesta uraanipitoisuus on pieni (YVA selostus 2013). Merkittävin alueella tavattava uraanipitoinen mineraali on uraniniitti. Kohonneet uraanipitoisuudet liittyvät pääasiassa yksittäisiin uraniniittirakeisiin ja raeryppäisiin kapeiden rakotäytteiden tai hiertosaumojen yhteydessä. Yksittäisten uraniniittiä sisältävien kivinäytteiden uraanipitoisuus voi olla yli 1000 ppm. Alueen kallioperän toriumpitoisuudet ovat kallioperän keskimääräisten pitoisuuksien tasolla (YVA selostus 2013). Alueen ympäristön nykytilan selvitys sisältää yhtenä osa-alueena alueen radiologisen perustilan selvityksen. Radiologisen perustilan selvitys käynnistyi syksyllä 2012, ja näytteenottoja tehtiin kahtena vuonna 2012 ja 2013. Hankkeen loppuraportointi valmistui vuonna 2014. Selvityksen kohteena radiologisessa perustilaselvityksessä on Juomasuon suunnitellun kaivosalueen ympäristö. Perustilaselvitys kohdistui tässä vaiheessa vain Juomasuon ympäristöön johtuen siitä, että mahdollisen toiminnan aloitusvaiheessa kaikki kolme louhittavaa malmiota (Juomasuo, Hangaslampi ja Pohjasvaara) sijaitsevat tällä alueella. Juomasuon alue on myös yksi vaihtoehto rikastamon sijoituspaikaksi. Kuusamon kultakaivoshankkeen radiologisen perustilaselvityksen suunnitelman teki Ramboll Oy. STUK arvioi suunnitelman, ja sitä täydennettiin STUKin kommenttien perusteella. Radiologinen perustilaselvitys on toteutettu päivitettyä suunnitelmaa mukaillen. 2. Kuusamon kultakaivoshankkeen prosessit ja toiminnot Suunnitellussa Kuusamon kultakaivoksessa malmia louhitaan useista esiintymistä, minkä jälkeen malmi rikastetaan keskusrikastamolla. Kaivoksen ja rikastuksen päätoiminnot ovat louhinta, murskaus ja rikastus. Tämän jälkeen tuotteet (kultapitoinen rikaste tai harkot) kuljetetaan jatkojalostettavaksi muualle. Kaivosalueella on erilliset vesikierrot hule- ja kuivanapitovesille sekä prosessivesille. Kaikki kaivosalueelta pois johdettava vesi käsitellään ennen luontoon laskemista. 3. Näytteenotto Kuusamon kultakaivoshankkeen ympäristössä Radiologisen perustilan selvitys alkoi ensimmäisillä näytteenotoilla 11. 20.9.2012 ja jatkui toisilla näytteenotoilla 29.7. 2.8. ja 16. 27.9.2013 Juomasuon ympäristössä. Lisäksi suunnitellulla kaivosalueella ja sen ympäristössä tehtiin vuoden 2013 aikana kaksi kertaa ulkoilman radonmittaukset, kesällä (21.5 21.8.) ja syksyllä (21.8. 5.11.). Toimintojen alustava sijoittuminen Juomasuon alueella on esitetty kuvassa 1. Radiologisen perustilaselvityksen aikana ympäristönäytteitä kerättiin kaiken kaikkiaan 219 kappaletta ilmasta, maaperästä ja vesiympäristöstä. Lisäksi tehtiin ulkoisen säteilyn annosnopeusmittauksia ja gammaspektrometrisiä in situ mittauksia. Näytteenottajina toimivat näytteenottajat Kari Huusela, Mikko Teräväinen ja Hannele Koukkula. Osa kala-, riista- ja maatalousnäytteistä ostettiin paikallisilta asukkailta ja paikallisesta elintarvikeliikkeestä. 6
Kuva 1. Kaivos- ja rikastamotoimintojen suunniteltu sijoittuminen Juomasuon alueella vaihtoehdossa, jossa sekä louhinta että rikastus sijaitsevat Juomasuon alueella (YVA selostus 2013). Näytteenottopaikat ja näytelajit pohjautuivat pääosin Ramboll Oy:n tekemään tutkimussuunnitelmaan. Suunnitelmassa huomioitiin muun muassa seuraavia kohdekohtaisia tekijöitä: kaivoksen olemassa olevat suunnittelutiedot radioaktiivisten aineiden mahdolliset leviämisreitit ympäristöön kaivostoiminnan seurauksena (pinta- ja pohjavesiin joko liuenneena tai hiukkasiin kiinnittyneinä, pölyn mukana ja radonin tapauksessa kaasumaisena) lähimmän asutuksen sijainti paikalliset luonnonolosuhteet alueen ominaiset kasvi- ja eläinlajit luonnonvarojen hyödyntäminen alueella (kalastus, marjastus, sienestys, metsästys) maatalous- ja viljelytoiminta lähialueilla luontaiselinkeinot (poronhoito) Taulukossa 1 on listattu kerätyt näytteet, näytemäärät (kpl) ja näytteistä analysoidut radioaktiiviset aineet. Kuvissa 3-10 on esitetty eri ympäristönäytteiden näytteenottopisteet vuonna 2012 kartoilla. Liitteissä 2 ja 6 on esitetty yksityiskohtaiset näytetiedot koordinaatteineen ja näytepainoineen. 7
Taulukko 1. Radiologisessa perustilaselvityksessä vuosina 2012 ja 2013 otetut ympäristönäytteet ja analysoidut radioaktiiviset aineet. Pohjasedimenttien ja maaperänäytteiden kohdalla on suluissa ilmoitettu tutkittujen maa- ja sedimenttikerrosten yhteismäärä. Näytematriisi Näytteet vuonna 2012 Näytteet vuonna 2013 Analysoidut radioaktiiviset aineet Ilmapölynäytteet 2 3 Gammasäteilijät (luonnon radioaktiiviset aineet) Kalat 15 21 Uraani, radium, lyijy ja polonium Pohjasedimentti 4 (8) 7 (20) Uraani, radium, lyijy ja polonium Maaperä 5 (20) 5 (20) Gammasäteilijät (luonnon radioaktiiviset aineet) Sammaleet (rahka-, seinä- ja 9 8 Uraani, radium, lyijy ja polonium karhunsammal) Vesikasvit (näkinsammal, ärviä) 3 4 Uraani, radium, lyijy ja polonium Pohjavedet 9 9 Uraani, radon, radium, lyijy ja polonium Järvivedet 2 3 Uraani, radium, lyijy ja polonium Joki- ja purovedet 4 7 Uraani, radium, lyijy ja polonium Marjat (mustikka, puolukka, 7 7 Uraani, radium, lyijy ja polonium variksenmarja) Sienet 9 10 Uraani, lyijy ja polonium Riista (hirvi, poronliha) 3 2 Uraani, lyijy ja polonium Ulkoilma 50 - Radon Naava 2 4 Uraani, lyijy ja polonium Peruna, nauris 2 3 Uraani, lyijy ja polonium Yhteensä 126 93 3.1 Ilmapölynäytteet Ilmapölynäytteitä otettiin kahdesta eri paikasta, Käylästä ja Kurtista. Vuonna 2012 mittaukset tehtiin syyskuussa 11. 14.9.2012 välisenä aikana ja vuonna 2013 11. 25.9.2013 välisenä aikana. Kurtissa keräimenä käytettiin SENYA Lilliput -keräintä ja Käylässä SENYA Dwarf -keräintä. Molemmat paikat sijaitsevat noin 2-3 km päässä suunnitellusta kaivosalueesta. 3.2 Ulkoinen säteily Vuonna 2012 kaivosalueella ja sen ympäristössä tehtiin kannettavalla RDS-120 annosnopeusmittarilla 41 ulkoisen säteilyn annosnopeuden mittausta ulkoilman radonmittausten kartoittamista varten. Mittaukset tehtiin noin 30 cm korkeudella maaperästä. Mittausaikana käytettiin 2-5 minuuttia/näytepiste. RDS-120 annosnopeusmittari on esitetty kuvassa 2 ja mittauspisteet kuvassa 3. 8
Kuva 2. RDS-120 kannettava säteilymittari. Kuva 3. Ulkoisen säteilyn annosnopeuden mittauspaikat (punaiset neliöt) ja maaperänäytteiden ottopaikat (keltaiset ympyrät) vuonna 2012. 9
Kuva 4. Maaperänäytteiden näytteenottopaikat (keltaiset ympyrät) vuonna 2013. 3.3 Ulkoilman radon Juomasuon alueen ympäristöstä valittiin 25 mittauspistettä, joissa mitattiin ulkoilmassa olevan kaasumaisen radonin (Rn-222) aktiivisuuspitoisuus (kuva 5). Mittaukset tehtiin vuonna 2013 kaksi kertaa, kesällä 21.5. 22.8. ja syksyllä 22.8. 5.11. välisinä aikoina. Syksyn mittausjakso jäi hieman 3 kk mittausjaksoa lyhyemmäksi alueelle sataneen lumipeitteen (10 cm) vuoksi. 10
Kuva 5. Ulkoilman radonin mittauspaikat vuonna 2013. 3.4 Joki- ja järvivedet Joki- ja järvivesinäytteitä otettiin suunnittelualueelta alavirtaan sijaitsevista Pohjaslammesta, Hangaslammesta, Välijoesta, Kurtinjärvestä ja Kitkajoesta (2-4 pistettä). Lisäksi Hangaspurosta otettiin vesinäyte, koska puro saa alkunsa suunnitellulta kaivosalueelta ja puron valuma-alue sijaitsee kaivoksen pölyvaikutusalueella. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 6 ja 7. Joki- ja järvivesinäytteet otettiin pinnasta suoraan 10 litran kanistereihin. Näyteastiat huuhdottiin näytevedellä ennen varsinaista näytteenottoa. 3.5 Pohjavedet Pohjavesinäytteitä otettiin molempina vuosina suunnittelualueelle asennetuista havaintoputkista näytteenottopumpulla paikoista Juomasuon kaivospiiri NW, Hangaslampi ja Pohjaslampi. Lähdevesiä saatiin yksi Pohjaslammesta, rengaskaivovesiä kaksi Käylästä ja yksi Säkkilästä ja porakaivovesiä yhteensä kolme Käylästä, Säkkilästä ja Kurtista. Kaivovesinäytteet otettiin suoraan kaivosta tai hanasta. Hanasta näytettä otettaessa vettä juoksutettiin noin 5 minuuttia ennen näytteenottoa. Näytepullot suljettiin tiiviisti, jotta pohjaveteen liuennut radon ei pääse karkaamaan näytteenoton jälkeen. Pohjavesinäytteet otettiin suoraan 10 litran kanistereihin, radonmittauksia varten vedet otettiin lasisiin yhden litran pulloihin. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 6 ja 7. 11
Kuva 6. Joki-, järvi- ja pohjavesinäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. Kuva 7. Joki-, järvi- ja pohjavesinäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 12
3.6 Joki- ja järvisedimentit Pohjaslammesta, Hangaslammesta, Välijoesta, Kitkajoesta, Ylipäälamminniemestä ja Kurtinjärvestä otettiin sedimenttinäytteitä 64 mm putkinoutimella, yleensä samoista paikoista, joista oli otettu myös vesinäytteet. Lisäksi vuonna 2013 otettiin purosedimenttinäytteitä suolammesta, josta vesi virtaa Kitkajokeen. Sedimenttinäytteet tutkittiin pääsääntöisesti 5 cm tai 10 cm paksuina viipaleina, koska sedimentti oli liian löyhää tutkittavaksi ohuempina kerroksina. Kitkajoen sedimenttinäytteet tutkittiin molempina vuosina kerroksittain 2 cm paksuina viipaleina. Jokaisesta näytepisteestä pyrittiin ottamaan kolme osanäytettä, jotka yhdistettiin yhdeksi näytteeksi. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 8 ja 9. Kuva 8. Sedimenttinäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. 13
Kuva 9. Sedimenttinäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 3.7 Maaperänäytteet Maanäytteet otettiin molempina vuosina suunnitellulta kaivosalueelta ja sen ympäristöstä viidestä eri paikasta, joiden sijainnit on esitetty kuvissa 3 ja 4. Näytteet ovat Pohjaslammen, Pihlajaselänteen, Pohjasvaaran, Hangaslammen, Kurtin ja Kuusamon Sahan alueilla. Maanäytteet otettiin 1 m² alalta halkaisijaltaan 10,4 cm maanäyteottimella 5 cm siivuina 20 cm syvyydelle asti. Jokainen näyte koostui kolmesta osanäytteestä. 3.8 Kalat, näkinsammal ja ärviä Näkinsammalnäytteitä otettiin suunnitellun kaivoksen vesienjohtamisreitissä alavirtaan sijaitsevasta Kitkajoesta. Lisäksi näytteitä otettiin Hangaspurosta, koska puro saa alkunsa suunnitellulta kaivosalueelta. Pohjaslammesta kerättiin ärviänäyte, joka oli todennäköisesti kalvasärviää. Vuonna 2013 kerättiin Ylipäälamminniemestä toinen ärviänäyte. Näkinsammal ja ärviä valittiin mukaan tutkimukseen, koska ne keräävät hyvin radioaktiivisia aineita, ja toimivat siten hyvinä indikaattoreina mahdollisille päästöille. Näkinsammalnäytteet kerättiin käsin ja ärviä sukeltamalla. Kaloja hankittiin kalastamalla sekä ostamalla paikallisesta kalatukusta. Kalat on kalastettu Kuontijärvestä, Ala-Kitkajoesta, Kitkajoesta, Kurtinjärvestä, Pohjaslammesta ja Hangaslammesta. Lajeina olivat muikku, hauki, siika, harjus, kiiski, ahven ja särki. Ahven ja hauki ovat tärkeitä virkistyskalastuksen kohdelajeja, mistä syystä ne on valittu tutkittaviksi lajeiksi. Siika ja muikku ovat alueella tärkeitä saalislajeja. Särkikala on herkkä ympäristömuutoksille, mm. ph muutoksille, minkä vuoksi se on mukana tutkittavana lajina. Rapunäytteitä alueelta ei otettu, koska rapuja ei riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen mukaan tutkimusalueella esiinny. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 10-12. 14
Kuva 10. Vesikasvien näytteenottopaikat vuonna 2012. Kuva 11. Vesikasvien näytteenottopaikat vuonna 2013. 15
Kuva 12. Kalanäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. 3.5 Sammaleet ja naava Sammalnäytteitä kerättiin Juomasuon alueelta ja sen ympäristöstä. Eri sammallajeina kerättiin karhunsammalta, seinäsammalta, kerrossammalta ja rahkasammalta. Sammaleita tutkitaan, koska ne kuvastavat ilmateitse leviävien aineiden kertymistä. Näytteet kerättiin leikkaamalla saksilla noin 20 litraa sammalta/näyte. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 13 ja 14. 16
Kuva 13. Sammalnäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. Kuva 14. Sammalnäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 17
Naavaa kerättiin eri näytealoilta, Pohjaslammen, Hangaslammen, Loukasahon, Pihlajaselänteen, Sakarinkaivulamminsuon ja Pihlajavaaran alueelta (kuva 15). Jäkälänäytteitä ei saatu vuosien 2012 ja 2013 näytteenotoissa. Naava ja jäkälä keräävät ilmateitse leviäviä aineita ja ne ovat poroille tärkeää ravintoa, mistä syystä ne on valittu mukaan tutkimukseen. Kuva 15. Naavanäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 3.6 Marjat ja sienet Marjanäytteet (mustikka, puolukka, juolukka ja variksenmarja) kerättiin suunnitellulta kaivosalueelta sekä eri puolilta alueen ympäristöstä. Puolukkaa saatiin kerättyä kolmelta näytealalta, mustikkaa ja variksenmarjaa yhdeltä tai kahdelta ja juolukkaa yhdeltä näytealalta. Näytealana käytettiin tyypillistä marjastusalaa. Sieninäytteitä (kangasrousku, punikkitatti, kangastatti, kangasrousku, voitatti, isohapero, kehnäsieni, härmämalikka) kerättiin eri puolilta suunnitellun kaivosalueen ympäristöä. Kangasrouskua saatiin molempina näytteenottovuosina neljältä eri näytealalta, isohaperoa (2013), kangastattia (2012) ja punikkitattia kahdelta eri näytealalta sekä voitattia, kehnäsientä (2013) ja härmämalikkaa (2013) yhdeltä näytealalta. Kangasrouskut ja tatit valittiin tutkittaviksi lajeiksi, koska ne ovat yleisesti käytettyjä ruokasienilajeja. Sienet ovat tärkeitä näytteitä, koska niiden kautta ihminen voi altistua radioaktiivisille aineille. Sienet ovat myös porojen ja riistan ravintoa. Näytteenottopisteiden sijainnit on esitetty kuvissa 16-19. 18
Kuva 16. Sieninäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. Kuva 17. Sieninäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 19
Kuva 18. Marjanäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2012. Kuva 19. Marjanäytteiden näytteenottopaikat vuonna 2013. 20
3.7 Riista, poro ja maataloustuotteet Vuonna 2012 riistanäytteenä tutkittiin hirvenlihaa. Vuonna 2013 hirvenlihanäytteen lisäksi tutkittiin poronlihanäyte. Riistanäytteet tilattiin paikallisen metsästysseuran jäseneltä ja poronliha Alakitkan paliskunnasta. Maataloustuotteina tutkittiin perunaa ja naurista, mitkä ostettiin paikalliselta viljelijältä. 4. Näytteiden käsittelyssä ja analysoinnissa käytetyt menetelmät Säteilyturvakeskuksen ympäristön säteilyvalvontaosasto on akkreditoitu ISO standardin 17025:2005 mukaan, akkreditointitunnus T167. Testausalana on säteilyturvallisuustestaus ja siihen liittyvä ympäristönäytteenotto. Kaikki selvityksessä käytetyt analyysimenetelmät ovat akkreditoituja mukaan lukien ympäristönäytteiden näytteenotto (taulukko 2). Gammaspektrometrinen analyysi on menetelmä, jossa yhdellä mittauksella voidaan määrittää kaikkien gammasäteilyä lähettävien aineiden määrät näytteessä. Tyypillisiä gammaspektrometrisesti määritettäviä luonnon radioaktiivisia aineita ovat kalium-40, lyijy-210, uraani-238, radium-226 ja radium-228. Näytteen mittausaika on muutamasta tunnista kolmeen vuorokauteen. Radiokemiallista menetelmää käytetään, jos radioaktiivisen aineen aktiivisuuspitoisuus on niin pieni, ettei sitä pystytä mittaamaan gammaspektrometrisesti tai jos analysoitava radionuklidi ei lähetä gammasäteilyä. Radiokemiallinen määritys vaatii lähes aina alkuaineen erottamisen muista mittausta häiritsevistä aineista. Radiokemiallinen määritys voidaan tehdä kaikille näytteille, jotka voidaan saattaa liuosmuotoon. Helsingissä valvonta- ja mittauslaboratoriossa tehtiin kaikkien näytteiden esikäsittely. Uraani (U- 234, U-238) määritettiin radiokemiallisesti vesinäytteistä, kalanäytteistä, sammalista, ärviästä, naavasta, marjoista, sienistä, riistasta ja sedimenteistä. Muiden näytteiden (ilmapöly, maaperä) uraanin (U-238) ja toriumin hajoamissarjan pitoisuudet määritettiin gammaspektrometrisesti niiden radioaktiivisten hajoamistuotteiden avulla. Ra-226-pitoisuudet määritettiin gammaspektrometrisesti. Radonmääritykset vesinäytteistä tehtiin nestetuikespektrometrillä. Pohjois-Suomen aluelaboratoriossa määritettiin kaikista näytteistä polonium (Po-210) ja lyijy (Pb-210) radiokemiallisella menetelmällä. Useimmista näytteistä Pb-210 määritettiin myös gammaspektrometrisesti. Kenttä- ja valmiuslaboratorio vastasi gammaspektrometrisistä in situ mittauksista ja radon- ja terveyslaboratorio ulkoilman radonmittauksista. Taulukko 2. Analysoinnissa käytetyt määritysmenetelmät Määritettävä Käytetty analysointi Viittaus radionuklidi menetelmä U-234, U-235, U-238 Radiokemiallinen erotus ja alfaspektrometrinen mittaus U-235, U-238 Gammaspektrometrinen mittaus IEC 61452: 1995 Ra-226, Ra-228 Gammaspektrometrinen mittaus, Vesinäytteet nestetuikespektrometrinen mittaus Vesterbacka et al., 2009 STUK OHJE TKO 4.6 STUK TKO 4.5 IEC 61452: 1995 STUK TKO 4.5 Salonen 1993, 1997 Th-228, Th-232 Gammaspektrometrinen mittaus IEC 61452: 1995 STUK TKO 4.5 Vesterbacka ja Ikäheimonen, 2005, STUK OHJE TKO 4.6 Po-210, Pb-210 Radiokemiallinen erotus ja alfaspektrometrinen mittaus Rn-222, vesi Nestetuikespektrometrinen mittaus Rn-222, ilma Integroiva alfajälkimenetelmä Reisbacka 2011 STUK-VALO-4.7 K-40 Gammaspektrometrinen mittaus IEC 61452: 1995 STUK TKO 4.5 Cs-137 Gammaspektrometrinen mittaus IEC 61452: 1995 STUK TKO 4.5 Salonen 1992, 1997 STUK TKO 4.6 21
4.1 Näytteiden esikäsittely Näytteet punnittiin ennen esikäsittelyä. Osa näytteistä muun muassa kalat ja riista pakastettiin pilaantumisen estämiseksi. Marja-, sieni-, peruna-, nauris- ja sammalnäytteet puhdistettiin roskista. Sienet, perunat, nauris ja lihat paloiteltiin. Kalanäytteistä hauki, kiiski ja siika fileoitiin ennen kuivausta, jolloin aktiivisuus on Bq/kg lihaa. Ahvenista, muikuista ja särjistä poistettiin ainoastaan pää ja sisälmykset ja loppuosa paloiteltiin ennen kuivausta. Harjuksista poistettiin ainoastaan pää, koska kalat olivat poikasia näytteenottovaiheessa. Näytteet kuivattiin lämpökaapissa, jonka jälkeen ne homogenisoitiin. Uraani- ja radiumanalyysia varten näytteet tuhitettiin. Tuhituksessa kuivattu näyte kuumennetaan 450 asteeseen alumiiniupokkaassa pystyuunissa. Tuhitus pystyuunissa kestää näytteestä riippuen 2 7 päivää. Lopuksi näyte poltetaan vielä teollisuusuunissa 1 2 päivän ajan, missä näytteelle tehdään ns. loppupoltto. Tuhituksen aikana näytteen orgaaninen aines palaa pois. Sedimentti- ja pohja-ainesnäytteet kuivattiin kylmäkuivurissa ja homogenisoitiin. Lämpökaapissa kuivatut maaperänäytteet seulottiin 2 mm seulalla. Seulaan jäänyt orgaaninen aines ja kivet punnittiin erikseen. Gammamittauksiin menevät vesinäytteet haihdutettiin vesihauteella. Elintarvikkeiden ja ympäristönäytteiden tulokset on ilmoitettu kuivattua näytettä kohden. Aktiivisuuspitoisuudet kuivatuissa näytteissä ovat moninkertaisia verrattuna tuoreiden näytteiden aktiivisuuspitoisuuksiin. Esimerkiksi tuoreiden marjojen aktiivisuuspitoisuudet ovat noin seitsemäsosa kuivattujen marjojen pitoisuudesta ja tuoreiden sienten noin kymmenesosa kuivattujen sienten pitoisuudesta. Vastaavasti tuoreiden kalojen, hirvenlihan ja perunan aktiivisuuspitoisuudet ovat 4 5 kertaa pienempiä kuin kuivattujen näytteiden pitoisuudet. 4.2 Gammaspektrometrinen määritys Gammaspektrometrisesti analysoitavat radionuklidit olivat Ra-226, Ra-228, Th-228 ja U-238, silloin, kun uraanipitoisuudet olivat tarpeeksi suuria. Osasta näytteistä Pb-210 määritettiin myös gammaspektrometrisesti. Raportissa on ilmoitettu myös Cs-137:n ja K-40:n pitoisuudet maanäytteille. Mitattavista radionuklideista Cs-137:n ja K-40:n:n aktiivisuuspitoisuus määritettiin suoraan radionuklidista lähtevän gammasäteilyn perusteella. Muiden radionuklidien (U-238, Ra-226, Ra-228 ja Th-228) pitoisuudet määritettiin hajoamistuotteiden (tytärnuklidien) pitoisuuksien perusteella. 4.3 Radiokemiallinen uraanimääritys Radiokemiallisessa uraanimäärityksessä voidaan määrittää uraanin eri isotooppien (U-234, U-235 ja U-238) aktiivisuuspitoisuudet. Näyte saatettiin ensin liuosmuotoon märkäpolttamalla mikroaaltopolttouunissa. Tämän jälkeen näytteestä poistetaan erotusta häiritsevät aineet kuten silikaatti ja orgaaninen aines. Uraani erotetaan ioninvaihdolla muista radioaktiivisista aineista ja saostetaan sen jälkeen yhdessä keriumfluoridin kanssa. Näytepreparaatit mitataan alfaspektrometrisesti. Näytteen uraanipitoisuus lasketaan analyysin alussa lisätyn sisäisen merkkiainemäärän avulla. Uraanianalyysissä merkkiaineena käytettiin U-232 -isotooppia. 4.4 Radiokemiallinen lyijy- ja poloniummääritys Radiokemiallisessa lyijy- ja poloniummäärityksessä määritettiin lyijyn (Pb-210) ja poloniumin (Po- 210) aktiivisuuspitoisuudet. Näyte saatettiin ensin liuosmuotoon mikroaaltopolttouunissa. Poloniumin radiokemiallisessa erotuksessa käytettiin hyväksi poloniumin kykyä saostua spontaanisti hopealevylle. Radiokemiallisen erotuksen jälkeen näytteet mitattiin alfaspektrometrilla. Pb-210 määritettiin samasta näytteestä, josta Po-210 on ensin saostettu pois ja johon Po-210:n annettiin sen jälkeen kasvaa sisään noin puolen vuoden ajan. Tämän jälkeen Po-210- ja Pb-210 aktiivisuuspitoisuudet laskettiin näytteenottohetkeen. Ensimmäisessä saostuksessa käytettiin merkkiaineena Po-209:ää ja toisessa käytetään Po-208:aa. 22
4.5 In situ -mittaukset Gammaspektrometrisillä in situ -mittauksilla kartoitettiin maanpinnan gammasäteilyä lähettävien radionuklidien aktiivisuudet. Mittauksessa käytettiin korkean erotuskyvyn omaavaa High Purity Germanium (HPGe) -ilmaisinta, joka oli sijoitettu noin metrin korkeuteen kolmijalan päälle. Mittausaikana käytettiin 30 minuuttia/näytepiste. Mittauspisteinä käytettiin samoja pisteitä, joista oli otettu maaperänäytteet. Kuvassa 3 on esitetty in situ -mittauspisteet. 4.6 Ulkoilman radonmääritykset Juomasuon alueen ympäristöstä valittiin 25 mittauspistettä ulkoilmassa olevan kaasumaisen radonin mittaamiseksi. Mittauspisteiden valinnassa käytettiin kriteereinä mm. asutusta, maaperän ja kallioperän koostumusta, vallitsevia tuulen suuntia ja etäisyyttä kaivosalueelle suunnitelluista rakenteista. Mittauspisteiden koordinaatit määritettiin GPS-laitteella. Ulkoilman radonmittaus suoritettiin jokaisessa mittauspisteessä kahdella STUK:n radonmittauspurkilla. Mittauspisteessä maahan laitettiin puinen rima ja siihen kiinnitettiin noin metrin korkeudelle muovipullo, jonka pohja oli poistettu. Pullon sisään sääsuojaan sijoitettiin kaksi radonmittauspurkkia. Purkit pidettiin ulkoilmassa noin 3 kuukautta, jonka aikana purkkiin kulkeutunut radonkaasu jättää jäljet purkin sisällä olevaan filmiin. Laboratoriossa filmit etsataan käyttäen sähkökemiallista menetelmää. Filmille jäävien jälkien perusteella lasketaan ulkoilman radonpitoisuus. Toinen lähes kolmen kuukauden radonmittausjakso tehtiin uusilla mittauspurkeilla heti ensimmäisen mittausjakson perään samoissa mittauspisteissä, jotta voitiin kartoittaa kevään ja syksyn aiheuttamaa vaihtelua ulkoilman radonpitoisuuksissa. Radonpitoisuudet määritettiin mittauspurkeista STUK:n radonlaboratoriossa Helsingissä. 4.7 Tulosten mittausepävarmuus Mittausepävarmuus on mittaustulokseen liittyvä parametri, joka kuvaa mittaussuureen arvojen oletettua vaihtelua. Mittausepävarmuustietoja tarvitaan, kun arvioidaan mittaustuloksen tarkkuutta. Mittausepävarmuus on kvantitatiivinen arvio niistä rajoista, joiden sisäpuolella mittaustuloksen oletetaan olevan tietyllä todennäköisyydellä. Epävarmuuden arvioinnissa ei ole huomioitu näytteenoton epävarmuutta. Radiokemiallisesti ja gammaspektrometrisesti analysoituihin mittaustuloksiin liittyvä mittausepävarmuus on ilmaistu ns. laajennettuna epävarmuutena, joka saadaan kertomalla yhdistetty mittausepävarmuus peittävyyskertoimella k=2. Tämä vastaa likimain 95 %:n suuruista luotettavuusväliä, mikä tarkoittaa sitä, että tulos on 95 % todennäköisyydellä ilmoitetulla välillä (±). 23
5. Tulokset 5.1 Ilmapölynäytteet Ilmapölynäytteitä kerättiin kahdesta eri paikasta, Kurtista ja Käylästä (taulukko 3). Vertailupisteeksi valittiin STUKin valtakunnallisen säteilyvalvontaverkon Rovaniemen ilmankeräysaseman tulokset samoilta ajoilta (vastaavana aikana vuonna 2012 kerätty ilmanäyte). Ilmapölynäytteiden tulokset on ilmoitettu mikrobq/m 3 ilmaa. Rovaniemen ilmankeräysasemalla oleva keräyslaite kerää enemmän ilmaa kuin kannettavat ilmankeräyslaitteet, joita käytettiin tässä tutkimuksessa. Tämän vuoksi myös määritysrajat Rovaniemen ilmanäytteille ovat pienempiä kuin tässä tutkimuksessa. Kurtissa tehdyssä mittauksessa luonnon K-40-pitoisuus oli suurempi verrattuna Käylässä tai Rovaniemellä saatuun tulokseen. Valtakunnallisessa ympäristönsäteilyvalvonnassa tyypillinen vaihteluväli ilman K-40-pitoisuudella on alle menetelmän havaitsemisrajasta 200 mikrobq/m 3. Suurempi K- 40-pitoisuus johtuu todennäköisesti siitä, että näytteessä on mukana maaperän pölyä, joka myös sisältää K-40:a. Käylässä ja Kurtissa tehdyissä mittauksissa ilman Pb-210-pitoisuus oli noin 3 4 kertaa suurempi kuin Rovaniemellä mitattu pitoisuus. Valtakunnallisessa ympäristön säteilyvalvonnassa tyypillinen vaihteluväli ilman lyijypitoisuuksilla on alle 100 500 mikrobq/m 3, ja siihen verrattuna tulos ei poikkea normaalista luonnossa esiintyvästä pitoisuudesta. Taulukko 3. Ilmapölynäytteissä gammaspektometrisessa mittauksissa havaitut radionuklidit vuosina 2012 ja 2013. Pitoisuudet on ilmoitettu yksikössä mikrobq/m 3. Keräyspaikka/ Radionuklidi Kurtti Käylä Referenssipaikka Rovaniemi 2012 STUKin KK 2/12 KU043-13 KK 1/12 KU026-13 CR 37/12 näytetunnus 2012 2013 2012 2013 Pb-210 (µbq/m 3 ) - 330 ± 30 200 ± 30-79 ± 16 Ac-228 (µbq/m 3 ) < 70 < 15 < 20 < 5 0,7 ± 0,4 Bi-214 (µbq/m 3 ) < 50 < 10 11 ± 6 < 3 1,4 ± 0,4 Pb-212 (µbq/m 3 ) < 20 < 6 < 17 < 2 0,7 ± 0,4 Pb-214 (µbq/m 3 ) < 40 < 10 < 15 < 3 1,2 ± 0,2 Tl-208 (µbq/m 3 ) < 50 < 5 < 40 < 2 1,0 ± 0,2 U-235 (µbq/m 3 ) < 140 < 10 < 40 < 2 < 1,0 K-40 (µbq/m 3 ) 560 ± 170 280 ± 90 190 ± 50 51 ± 20 130 ± 30 < tulos alle menetelmän havaitsemisrajan, - ei analysoitu 5.2 Ulkoinen säteily ja in situ -mittaukset Ulkoisella säteilyllä tarkoitetaan kehoon sen ulkopuolelta tulevaa, esimerkiksi maaperässä ja ilmassa olevien radioaktiivisten aineiden lähettämää säteilyä. Vuonna 2012 Juomasuon alueella ulkoisen säteilyn annosnopeutta mitattiin 41 eri pisteessä suunnitellulla kaivosalueella ja sen ympäristössä RDS-120 kannettavalla säteilymittarilla noin 30 cm korkeudella maanpinnasta. Tulokset vaihtelivat välillä 0,06 0,14 mikrosievertiä tunnissa (µsv/h). Juomasuon alueella tehdyt ulkoisen säteilyn annosnopeusmittaukset eivät poikenneet normaalista ulkoisen säteilyn annosnopeudesta Suomessa. Suomessa ulkoisen säteilyn annosnopeus vaihtelee paikasta ja vuodenajasta riippuen välillä 0,05 0,3 µsv/h. Suomessa on automaattinen ulkoista säteilyä mittaava valvontaverkko, jossa on noin 255 asemaa. Verkko kattaa koko maan. 24