Vaikutukset vesistösedimentteihin

Ohjaus sivulle:

• Kaivostoiminnan vaikutukset luonnonympäristön kemialliseen ja fysikaaliseen tilaan#Vaikutukset vesistösedimentteihin

Vaikutukset vesistösedimenttien laatuun

Kaivostoiminnan suunnitelluilla ja poikkeustilannepäästöillä pintavesiin voi olla vaikutusta myös vesistösedimenttien kemialliseen laatuun. Usein pitoisuusmuutokset ja pitoisuudet pintavesissä ovat suhteellisen pieniä mutta ympäristövaikutuksia arvioitaessa tulee ottaa huomioon, että pidättyminen vastaanottavan vesistön sedimentteihin saattaa kerryttää esimerkiksi metalleja tasolle, jolla voi olla vaikutuksia eliöstöön.

Pitoisuusmuutosten lisäksi kaivostoiminta saattaa vaikuttaa sedimentin fysikaalisiin ominaisuuksiin ja fysikaalis-kemiallisiin oloihin. Tekijöitä joilla voi olla vaikutuksia eliöstöön ovat esimerkiksi kiintoaineksen kertymän ja koostumuksen muutokset sekä sedimentin ja huokosveden hapetustilanteen, elektrolyyttipitoisuuden ja pH:n muuttuminen.

Arvioitavat tekijät

Vesistösedimenttien laadun muutoksia on hyvä arvioida erityisesti niiden tekijöiden osalta, joilla voi olla vaikutusta sedimentissä elävään tai sedimenttiympäristölle muutoin altistuvaan eliöstöön. Varsinaisten haitta-aineiden pitoisuuksien lisäksi tällaisia tekijöitä ovat esimerkiksi metallien tai vierasaineiden geokemiallista esiintymismuotoja ja biosaatavuutta muokkaavat sedimentin ominaisuudet.

Vesistösedimenttien laadun muutoksia arvioitaessa voidaan arvioida mahdollista haittaa aiheuttavien alkuaineiden (metallit, puolimetallit, ravinteet), vierasaineiden (kemikaalit) ja sedimentin geokemiallisia ominaisuuksia muuttavien aineiden (rauta, mangaani, orgaaninen aines, sulfaatti, hienorakeinen mineraaliaines (saves)) kertymistä sedimenttiin. Viimemainittuja ominaisuuksia tarvitaan myös metallien biosaatavuutta arvioitaessa ja niitä hyödynnetään pitoisuustulosten normalisoinnissa. Mikäli muutokset kiintoaineen sedimentaatiossa tai eloperäisen aineksen laadussa tai määrässä ovat todennäköisiä, niidenkin vaikutuksia on hyödyllistä arvioida.

Vaikutuksien arvioiminen

Vesistösedimenttien laatuun kohdistuvien vaikutuksien arvioimisessa on hyvä arvioida ainakin vastaanottavien järvien kerrostumisalueiden (erityisesti syvänteiden) sedimenttien pitoisuusmuutoksia vesistöön purettavien haitta-aineiden suhteen. Relevantit haitta-aineet on tunnistettu päästöjen arvioinnin yhteydessä. Saattaa olla tarpeen arvioida myös matalan veden sedimenttien (kulkeutumispohja) muutoksia purkukohtien läheisyydessä sekä virtavesien sedimenttien pitoisuuksia.

Järvien kerrostumisalueiden sedimentin pitoisuuksien muuttumisen arviointi perustuu tietoihin sedimentoituvasta kiintoaineesta, johon päästö sitten sekoittuu. Esimerkiksi metallien tapauksessa sedimentissä on myös taustapitoisuuksia, jotka otetaan huomioon. Arvioinnissa käytettäviä pohjatietoja ovat:

• Arvio vastaanottavaan vesistöön kaivokselta johdettavien aineiden määristä (kuormituksesta aikayksikössä, kts. päästöjen arviointi)
• Arvio toiminnan aiheuttamasta kiintoaineskuormituksesta jos se on merkittävä suhteessa taustakertymään
• Aineiden taustapitoisuus kohteena olevissa sedimenteissä
• Kiintoaineen taustakertymä altaassa (perustilaselvityksestä, ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmästä tai aiempien julkaistujen tutkimusten perusteella)
• Kerrostumispohjan pinta-ala (sedimenttikaikuluotauksin tai laskennallisesti: mallinnus, aaltosyvyys tai tehokas tuulen pyyhkäisymatka)
• Arvio tarkasteltavan aineen pidättymisestä altaaseen (riippuu aineesta ja vastaanottavasta altaasta, erityisesti sen virtausoloista)

Em. tiedoista voidaan arvioida kerrostuvan sedimentin laatu kuormitustilanteessa (taustasedimentaatio + kaivoskuormituksen tuoma lisäys). Menetelmää on kuvattu tarkemmin Kauppila, Komulainen, Makkonen & Tuomisto (toim.; 2013)

Vaikutuksia huokosveteen voidaan tarvittaessa arvioida suuntaa-antavasti sedimentti-vesi -jakaantumiskertoimien (Kd) avulla. Jakaantumiskertoimia voidaan määrittää paikallisesti, mikäli sedimentin pidätysominaisuudet eivät muutu oleellisesti toiminnan seurauksena. Kertoimia määritettäessä tulee vuodenaikaisvaihtelu ottaa tarpeen mukaan huomioon.

Epävarmuudet

Vesistösedimenttien ominaisuuksien muuttumisen arvioiminen etukäteen on haastavaa ja arvio on syytä tehdä varsin karkealla tasolla. Epävarmuutta voidaan oleellisesti pienentää jos nykytilan selvityksiin sisällytetään tutkimus kiintoaineen ja eri alkuaineiden nykyisestä kertymisestä. Kuormituksen pidättyminen altaaseen (retentio) jää tällöinkin merkittäväksi epävarmuustekijäksi, mutta toiminnan alettua siitä voidaan saada myös mittaustietoja arvion tarkentamiseksi.

Arvioitaessa kaivostoiminnan vaikutuksia vesistösedimentteihin on lähestymistavoissa huomioitava, että näytteenoton syvyysulottuvuus vaikuttaa merkittävästi tuloksiin. Vesistöjen pohjien kerrostumisalueilla sedimenttiä kertyy koko ajan lisää ja varsin lyhytkin sedimenttinäytesarja sisältää usein kymmenien vuosien kerrostumisen tuloksen kaikkine muutoksineen, aikajärjestyksessä päällekkäin. Sedimentteihin valuma-alueelta kertyvä kontaminaatio myös useimmiten syntyy samojen kerrostumisprosessien kautta kuin muukin sedimentti, pois lukien öljyonnettomuuksien kaltaiset äkilliset vierasaineiden päästöt veteen. Kolmanneksi vesistösedimentit ja niiden huokosvesi ovat geokemiallisilta ominaisuuksiltaan jyrkästi vaihettuvia muutamien ylimpien senttien matkalla ja tämän vaihettumisvyöhykkeen ominaisuudet muuttuvat alusveden laadun muuttuessa vuodenaikojen mukaan. Erityisesti nykytilaselvityksien tekeminen ennen toiminnan aloittamista on ensiarvoisen tärkeää ja selvityksessä on hyvä ottaa huomioon em. vuodenaikaisvaihtelu ja sedimentin aikasarjaluonne (kts. nykytilan selvitykset).

Seuranta

Arvioinnin onnistumisen seuranta on erityisen tärkeää vesistösedimenttien tapauksessa, koska etukäteisarviointi on vaikeaa. Näytteenotolla ja mittauksilla voidaan todentaa arvioinnin luotettavuutta jo 2-3 toimintavuoden jälkeen keskittämällä näytteenotto aivan sedimentin yläosaan ja kontrolloimalla vuodenajan vaikutuksia tuloksiin. Myös huokosveden laadun muuttuminen on hyödyllinen seurantakohde.