Kemiallisesta aineesta aiheutuva happamoitumisriski
Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli.
Sivutunniste: Op_fi5790 |
|---|
| Moderaattori:Marjo (katso kaikki)
Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
| Lisää dataa
|
Miten pintavesien happamoitumista arvioidaan?
Kaivostoimintaan liittyviä vesistöjen happamoitumisen lähteitä on kuvattu GTK:n tutkimusraportin nro 222 kappaleessa 3.2 (Kauppila 2015 [1]). Kaivosvesien lisäksi pintavesien happamoitumisen lähteitä voivat olla alueen kiviesiintymät ja maan rapautumisominaisuudet sekä alueen metsistä ja soilta veteen liuenneet humushapot. Menettely happamoitumisriskin arvioimiseksi kaivosvesien ympäristövaikutusten arvioinnin yhteydessä on kuvattu edellä mainitussa raportissa (Räisänen et al. 2015 [2]).
Happamuuden mittarit
Alkaliniteetti eli veden puskurikyky tarkoittaa veden kykyä vastustaa happamuuden muutosta. Luonnonvesissä alkaliniteetti muodostuu karbonaattien (CO32-), bikarbonaattien (HCO3-) ja hydroksyyli (OH-)anionien läsnäolosta. Myös boraatit, fosfaatit, silikaatit ja muut alkaliyhdisteet lisäävät puskurikykyä. Vesien happamoituminen ilmenee ensin alkaliniteetin alentumisena ja sen jälkeen pH:n muutoksena. Kirkasvetiset ja vähäravinteiset vesimuodostumat ovat herkimpiä happamoitumiselle. Rehevöityneillä vesillä on parempi puskurikyky happamuuden muutoksia vastaan, ks. esimerkiksi Ympäristöhallinto/Pohjois-Pohjanmaan ympäristöhistoria.
Alkaliniteetti kuvaa pH:ta luotettavammin veden happamuutta, koska sen arvo vaihtelee ajan suhteen vähemmän (Oravainen 1999 [3]). Vesistön puskurikykyä kuvaavat parhaiten syyskierron aikana otetut näytteet, jolloin vesi on tasalaatuista.
Luonnonvesien puskurikyvyn (alkaliniteettiarvon; millimoolia per litra) luokittelu:
- Yli 0.2 mmol/l = Erinomainen
- 0.11–0.2 mmol/l = Hyvä
- 0.1-0.05 mmol/l = Happamoituminen on alkanut tai on ilmeistä
- Alle 0.01 mmol/l = Vesimuodostuman puskurikyky on huono
- Täysin happaman vesistön (pH 4 - 4.5) alkaliniteetti on nolla eli sen vedessä ei ole lainkaan puskurikykyä.
Happamoitumisriski ja happamoitumisen vaikutukset vesieliöstöön
Happamoitumisriskin arvioinnissa on tunnistettava mihin pintavesityyppiin vesimuodostuma kuuluu ja arvioitava tyypin happamoitumisherkkyys ja toipumiskyky. Koska pH:lla on merkittävä vaikutus vesien eliöryhmien koostumukseen, vastaanottavan vesistön lajisto on tunnistettava tai määritettävä muuttuneisuuden arviointia varten. Vedenlaadun ja eliöyhteisön muutoksia on tarkasteltava rinnakkain.
Happamoituminen muuttaa eliöyhteisöä merkittävästi kaikilla ekosysteemin tasoilla. Vesieliöt sietävät happamuutta eri tavalla, joten pH on tärkeä vesien eläin- ja kasvilajistoa rajoittava tekijä. Happamuus lisää myös haitallisten metallien, liukoisten ionien (anionit: SO42-, NO3- ; kationit: Al3+, Ca2+ and Mg2+) ja myrkyllisten yhdisteiden valumista maasta veteen, joten happamoituminen vaikuttaa veden kemiallisiin ja biologisiin prosesseihin monien tekijöiden yhteisvaikutuksesta. Happamuuden vaihtelut tai poikkeama vallitsevista oloista ovat monille eliöryhmille fysiologisesti kuormittavia, mistä aiheutuu lisääntymis- ja kasvuhäiriöitä, alttiutta taudeille ja muille stressitekijöille sekä pahimmillaan eliökantojen taantumista ja lajiston monimuotoisuuden vähenemistä. Happamoituminen voi myös huonontaa kasvuympäristön fysikaalisia olosuhteita muuttamalla vesimuodostuman valo- ja lämpöolosuhteita.
Tuottajat
Kelluslehtiset vesikasvit (ulpukka, lumpeet ja palpakot) viihtyvät happamoituneissa järvissä, sen sijaan uposkasvit (lahnaruoho, nuottaruoho, järviä, vesiherne) katoavat lähinnä bikarbonaatin puutteen vuoksi. Vesisammaleet (rahkasammal) valtaavat järven pohjan, kun pH laskee alle 5:n. Kasviplanktoneista vallitsevina lajeina ovat usein panssarilevät sekä kulta- ja viherlevät. Sini- ja piileviä on yleensä vähemmän.
Kuluttajat
Monet kalkkikuoriset pohjaeläimet, kuten simpukat, kotilot ja päiväkorennot, sekä eläinplanktoneihin kuuluvat monet Daphnia-vesikirppulajit ovat herkkiä happamoitumiselle. Näiden määrä laskee, kun veden pH on alle 6:n. Muutamat suurikokoiset hyönteistoukkalajit (vesiperhoset, kaislakorennot ja sudenkorennot) sietävät myös happamia vesiä (Schartau ym. 2008 [4]).
Kalat
Happamoituminen vaikuttaa merkittävästi kalakantoihin. Särkikalat, made, kuha ja lohi ovat herkkiä sekä happamuudelle että happamuuden ja veteen liuenneen alumiinin yhteisvaikutukselle. Happamoituminen häiritsee kalojen poikastuotantoa, minkä seurauksena nuoria ikäluokkia voi puuttua ja lajien kokonaisyksilömäärät voivat pienentyä. Esimerkiksi ahvenen lisääntyminen loppuu, kun pH laskee 4.5-5:een (Särkkä 1996 [5]). Vuosien kuluessa muutokset pienentävät kalansaaliita.
- Liian hapan vesi
Liian happamissa vesissä kalat ovat rauhattomia, haukkovat ilmaa ja vakavimmissa tapauksissa pyrkivät kokonaan pois vedestä. Hapan vesi vaurioittaa kiduksia, mistä on seurauksena voimakas liman eritys, värimuutokset ja verenvuodot. Mäti ja vastakuoriutuneet poikaset eivät siedä pH:n laskua (Rahkonen ym. 2012 [6]).
- Liian emäksinen vesi
Liian emäksisessä vedessä (pH on pitkäaikaisesti tai taajaan yli 9) kalat tummuvat ja niiden kidukset muuttuvat verestäviksi. Kiduslehdyköiden sekä evien kärjet syöpyvät, jolloin jäljelle jää vain tukiranko (Rahkonen ym. 2012 [6]).
Taulukko 1. Alabaster ja Lloyd (1980) [7] ovat koonneet tietoja veden pH:n vaikutuksista kaloihin (Rahkonen ym. 2012 [6]):
| pH-alue | Vaikutukset |
|---|---|
| 3.0–3.5 | Kalat kuolevat muutamassa tunnissa. |
| 3.5–4.0 | Tappava lohikaloille. Hieman korkeampiin pH-arvoihin totutetut suutarit, ahvenet, hauet ja särjet saattavat säilyä hengissä tällä pH-alueella. |
| 4.0–4.5 | Haitallinen lohikaloille, suutarille, lahnalle, särjelle, kultakalalle ja karpille, jotka eivät ole tottuneet alhaisiin pH-arvoihin. Happamuuden sieto paranee koon ja iän kasvaessa. Vain hauen lisääntyminen saattaa onnistua. |
| 4.5–5.0 | Haitallinen lohikalojen mädille ja poikasille ja myös isommille kaloille erityisesti pehmeissä vesissä, joiden kalsium-, natrium- ja kloridipitoisuus on alhainen. Voi olla haitallinen karpille. |
| 5.0–6.0 | Haitaton kaloille, ellei vedessä ole rautahydroksidiksi saostuneita raudan suoloja tai vapaan hiilidioksidin pitoisuus ole yli 20 mg/l. Rautahydroksidin tarkkaa myrkyllisyyttä ei tunneta. Tämän pH-alueen alimmat arvot voivat olla haitallisia lohikaloille, jos lämpötila tai Ca-, Na- tai Cl-pitoisuudet ovat alhaiset. Särkien lisääntyminen voi vaarantua. |
| 6.0–6.5 | Haitaton kaloille, ellei vapaan hiilidioksidin pitoisuus ole yli 100 mg/l. |
| 6.5–9.0 | Haitaton kaloille. pH-muutokset tällä alueella voivat vaikuttaa vedessä olevien haitta-aineiden toksisuuteen. |
| 9.0–9.5 | Jatkuvana todennäköisesti haitallinen lohikaloille ja ahvenelle. |
| 9.5–10.0 | Pitkällä aikavälillä tappava lohikaloille. Voi olla vahingollinen joidenkin lajien kehitysvaiheille. |
| 10.0–10.5 | Särki ja lohikalat sietävät lyhytaikaisesti. |
| 10.5–11.0 | Tappava lohikaloille. Alueen yläpää pitkään jatkuvana tappava karpille, suutarille, kultakalalle ja hauelle. |
| 11.0–11.5 | Tappava kaikille kalalajeille. |
Happamoitumisriskin arvioinnin toteuttaminen
- Valitse pintaveden tyyppi
- Tunnista päästön ja alueen happamuutta lisäävät alkuaineet, saostumat ja yhdisteet sekä niiden määrät
- Arvioi/luokittele vesimuodostuman alkaliniteetti eli puskurikyky tai sen muutos
- Arvioi/luokittele vesimuodostuman pH tai sen muutos
Viitteet
- ↑ Kauppila P. 2015. Esiintymätyypin vaikutus kaivostoiminnan ympäristövaikutuksiin. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 20-23.
- ↑ Räisänen ML, Kauppila P, Kauppila T, Huttula T, Ekholm P. 2015. Kappale 7.4 Vaikutukset pintavesien laatuun, 7.4.4 Happamoitumisriskin arviointi. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 73.
- ↑ Oravainen R. 1999. Vesistötulosten tulkinta -opasvihkonen. Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry.
- ↑ Schartau AK, Moe SJ, Sandin L, McFarland B, Raddum GG. 2008. Macroinvertebrate indicators of lake acidification: analysis of monitoring data from UK, Norway and Sweden. Aquat Ecol 42:293–305.
- ↑ Särkkä J. 1996. Järvet ja ympäristö – Limnologian perusteet. Gaudeamus, 157 s.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Rahkonen R, Vennerström P, Rintamäki P, Kannel R. 2012. Terve Kala. Tautien ennaltaehkäisy, tunnistus ja hoito. Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos 2012. Helsinki. ISBN 978-951-776-935-8. Toinen tarkistettu painos.
- ↑ Alabaster, J.S. & Lloyd, R. 1980. Water quality criteria for freshwater fish. London. Butterworths. 297 p.
Katso myös: KAVERI-mallin kaikki sivut
