Ero sivun ”Sulfaatin ekotoksikologisen riskin kuvaus” versioiden välillä
| Rivi 299: | Rivi 299: | ||
| Käytetty arviointikerroin/ekstrapolaatiomenetelmä | | Käytetty arviointikerroin/ekstrapolaatiomenetelmä | ||
|---- | |---- | ||
| | | Makea vesi | ||
| mg/l | | mg/l | ||
| 11.09 | | 11.09 | ||
| 100 | | 100 | ||
|---- | |---- | ||
| | | Ajoittainen päästö (intermittent release) | ||
| mg/l | | mg/l | ||
| 17.66 | | 17.66 | ||
| 100 | | 100 | ||
|---- | |---- | ||
| Jäteveden | | Jäteveden puhdistamo | ||
| mg/l | | mg/l | ||
| 800 | | 800 | ||
| 10 | | 10 | ||
|---- | |---- | ||
| | | Sedimentti | ||
| mg/kg dw | | mg/kg dw | ||
| 40.2 | | 40.2 | ||
| jakaantumiskerroin | | jakaantumiskerroin | ||
|---- | |---- | ||
| | | Merivesi | ||
| mg/l | | mg/l | ||
| 1.109 | | 1.109 | ||
| 1000 | | 1000 | ||
|---- | |---- | ||
| | | Merisedimentti | ||
| mg/kg dw | | mg/kg dw | ||
| 4.02 | | 4.02 | ||
| jakaantumiskerroin | | jakaantumiskerroin | ||
|---- | |---- | ||
| | | Maa | ||
| mg/kg dw | | mg/kg dw | ||
| 1.54 | | 1.54 | ||
| Rivi 336: | Rivi 336: | ||
| Ilmassa | | Ilmassa | ||
| mg/m<sup>3</sup> | | mg/m<sup>3</sup> | ||
| | | Ei todettua vaaraa (no hazard identified) | ||
| - | | - | ||
|---- | |---- | ||
Versio 20. joulukuuta 2017 kello 10.00
| Moderaattori:Marjo (katso kaikki)
Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
| Lisää dataa
|
Päästölähteet luonnon vesiin
Sulfaattia pääsee vesistöihin rikkihappoa ja sulfaatteja tuottavista ja/tai käyttävistä tuotantolaitoksista kuten
- kaivoksista
- sulatoista
- sellu- ja paperiteollisuudesta
- tekstiili- ja nahkateollisuudesta
sekä
- maatalouden valumavesistä ja lietteistä
Kaivoksiin liittyviä merkittäviä sulfaattilähteitä ovat
- sulfidimineraalien (pyriittien) kemiallinen ja biologinen hapettuminen
- happamat valumavedet
- asidofiiliset bakteerit
Kaivoksen sulfaattipäästöjä on kuvattu tarkemmin MINERA:n sivuilla: [htp://fi.opasnet.org/fi/P%C3%A4%C3%A4st%C3%B6t_vesiin_kaivannaisj%C3%A4tteiden_varastoinnista Päästöt vesiin kaivannaisjätteiden varastoinnista].
Happamuuden ja myrkyllisten metallipitoisuuksien vähentämiseen käytetty kalkitseminen voi pienentää sulfaatin määrää, kun sulfaatti saostuu kalsiumin kanssa kipsiksi CaSO4. Saostumisesta huolimatta jäteveden liukoinen sulfaattipitoisuus voi olla edelleen korkea.
Sulfaatteja pidetään vesien happamoitumisen indikaattoreina (Meays ja Nordin 2013) [1]
Riskin kuvauksessa tarvittavat sulfaatin ympäristöpitoisuudet
Vesieliöiden altistumisen määrittämiseen tarvitaan sulfaatin pitoisuus (liukoinen, suodatettu)
- pintavedessä
- alusvedessä
- sedimentissä
Lisäksi tarvitaan sulfaatin
- mitatut
tai
- arvioidut taustapitoisuudet
alueen vesistössä tai luonnonvesissä.
Kroonisia vaikutuksia tarkastellaan suhteessa sulfaattipitoisuuden aritmeettiseen kuukausi- tai vuosikeskiarvoon.
Akuutteja vaikutuksia tarkastellaan suhteessa hetkellisiin sulfaattipäästöihin.
Vesistön kemiallisen tilan arviointi
Pintaveden sulfaatin pitoisuutta vertaillaan ympäristölaatunormeihin ja raja/ohjearvoihin (EQS) tai alueen taustapitoisuudella korjattuun raja-arvoon
EQS + tausta = taustapitoisuus + eqs
Sulfaatin taustapitoisuus
Sulfaatin ja natriumin taustapitoisuuksia Suomessa ja muualla on esitetty taulukossa 1. Ellei toisin ole ilmaistu, Suomea koskevat havainnot on koottu ympäristöhallinnon Hertta-tietokannasta kaikkien ajankohtien, syvyyksien ja määritysmenetelmien keskiarvona vuosilta 2000-2012 (Kauppi ym. 2013 [2]). Tähän on lisättävä myös tiedot kalsiumin (Ca) ja magnesiumin (Mg) -pitoisuuksista, sillä nämä ionit vaikuttavat veden kovuuteen ja mahdollisesti sulfaatin haitallisuuteen. Sade- ja pintaveden sulfaattipitoisuudet ovat yhteydessä ihmistoiminnasta aiheutuviin rikkidioksidipäästöihin (Keller and Pitblado 1986 [3]).
Taulukko 1. Sulfaatin, natriumin ja mangaanin taustapitoisuuksia.
| Aine | Maa/alue | Vesistö | Yksikkö | Keskiarvo | Mediaani | Min-Max | Viite |
| SO4 | Suomi | Järvivedet | mg/l | 15 | 3.8 | 0.1-3280 | Kauppi ym. 2013 [2] |
| SO4 | Suomi | Purovedet | mg/l | 5.8 | 3.2 | 0.6-31.1 | Lahermo ym. 1996 [4] |
| SO4 | Suomi | Murtovesi | mg/l | 470 | Kauppi ym. 2013 [2] | ||
| SO4 | Kanada | Järvivedet | mg/l | 3-30 | Katz 1977 [5] in Health Canada 1994 [6] | ||
| SO4 | Kanada (länsiosa) | Jokivedet | mg/l | 1-3040; suurin osa <580 | Environment Canada 1984 [7] | ||
| SO4 | Eurooppa | Sadevesi | mg/l | 6 | WHO/UNEP 1989 [8] | ||
| Na | Suomi | Järvivedet | mg/l | 5.5 | 1.7 | 0.1-1430 | Kauppi ym. 2013 [2] |
| Na | Suomi | Murtovesi | mg/l | 1840 | Kauppi ym. 2013 [2] | ||
| Ca | Suomi | ||||||
| Mg | Suomi |
Sulfaattipitoisuuden ohjearvot vesistöissä
- Suomessa sulfaatille ei ole asetettu ympäristölaatunormia. Myös muualla maailmalla luonnon vesien sulfaatille on esitetty vähän ohjearvoja.
- Brittiläisen Kolumbian (BC) ohjearvo vesistöjen sulfaatin maksimipitoisuudelle on 100 mg/l (Singleton 2000 [9]). BC on päivittänyt arviota sulfaatin ohjearvosta uudemmalla tutkimustiedolla, joka perustuu pitkäaikaisaltistumiseen (Meays and Nordin 2013 [1]). Selvitys osoitti kirjolohen poikasten kuoriutumisen olevan herkin laji ja elinvaihe krooniselle sulfaattialtistukselle: LC10 21 d = 155 mg/l (Meays and Nordin 2013 [1]).
- Veden kovuus voi vaikuttaa sulfaatin myrkyllisyyteen. Sulfaatin haitallisuus voi lieventyä kovissa vesissä, mutta kovahkoissa vesissä (> 160 mg/l) myös veden kovuus itsessään voi aiheuttaa haittaa herkimmille vesieliöille (Elphick et al. 2011 [10]). Suomessa pintavedet ovat yleensä pehmeitä ja sulfaatin ohjearvo 100 mg/l on tämän hetkisen tiedon perusteella vertailukelpoinen vesien suojelun kannalta. Kuitenkin sulfaatin riskinarvioinnissa on huomioitava, ettei ohjearvoa ole testattu Suomen vesistöissä ja oloissa.
- Taulukossa 2 esitetään sulfaatille herkimmät lajit ja vasteet tietyissä veden kovuuksissa BC:n arvioinnin mukaisesti. Katso myös US EPA 2010 [11]
Taulukko 2. Sulfaatin EC10-arvoja (ka, min-max) eri eliöille.
| Laji | Vaste | Altistusaika vrk | Veden kovuus mg/l | EC10 (min-max) mg/l |
| Kirjolohi Oncorhynchus mykiss | poikasten kuoriutuminen | 21 | 6 | 155 (142-170) |
| Lehtisammakko Pseudacris regilla | nuijapäiden selviytyminen | 28 | 80 | 186 (65-531) |
| Vesikirppu Ceriodaphnia dubia | lisääntyminen | 40 | 158 (12-2016) | |
| Vesikirppu Ceriodaphnia dubia | lisääntyminen | 320 | 253 (47-1350) | |
| Rasvapäämutu Pimephales promelas | selviytyminen | 7 | 40 | 320 (204-445) |
| Rasvapäämutu Pimephales promelas | selviytyminen | 50 | 295 (223-391) | |
| Makean veden simpukka Elliptio complanata | selviytyminen | 28 | 50 | 104 (21-502) |
- Sulfaatin toksisuuteen vaikuttavat käytetty testieliö, kokeen kesto, mitattu vaste (kuolleisuus, kasvu, käyttäytyminen, lisääntyminen jne.), koeveden kemia ja aineistojen analysoinnissa käytetyt tilastomenetelmät. Veden kovuuden vaikutus sulfaatin haitallisuuteen saattaa vaihdella riippuen sulfaatin pitoisuudesta, eliöstä ja tutkittavasta vasteesta. Useimmat testieliöt eivät osoittaneet vahvaa tukea mallille, että veden kovuuden kasvu aina suojelisi vaikutuksilta. Kuitenkin herkimmäksi lajiksi osoittautuneella kirjolohella (tarkasteltava vaste 21 vrk:n kehittyminen alkiosta kalanpoikaseksi) sulfaatin toksisuus lieventyi veden kovuuden kasvaessa pitoisuudesta 6 mg/l pitoisuuteen 250 mg/l (Meays and Nordin 2013 [1]).
- Taulukossa 3 on BC:n päivittämät ohjearvot sulfaatin maksimipitoisuudelle veden eri kovuuksissa (Meays and Nordin 2013 [1]). Ohjearvot sulfaatin kuukausikeskiarvoille veden eri kovuuksissa ovat turvallisia herkimmälle lajille eli kirjolohen poikasvaiheelle. Kovuuden vaikutusta voi tarvittaessa huomioida riskinarvionnissa.
Taulukko 3. Ohjearvoja sulfaatin kuukausikeskiarvolle vesien suojelemiseksi. Arvot perustuvat 30 päivän aikana kerättyihin vähintään viiteen yhtenäiseen näytteeseen. (BC, Meays and Nordin 2013 [1]).
| Veden kovuus, CaCO3 mg/l | Sulfaatin ohjearvo mg/l |
| Erittäin pehmeää (0-17) | 1151 |
| Pehmeää (18-60) | 195 |
| Keskikovaa tai kovahkoa (61-180) | 270 |
| Erittäin kovaa (181-250) | 410 |
| >250 | Vaatii kohdekohtaista selvitystä |
1tässä oli käytetty turvakerrointa 2
Sulfaattipitoisuuden vertailu Brittiläisen Kolumbian (BC) ohjearvoon
Natriumsulfaatin haitattomat pitoisuudet perusteineen
Taulukko 4. Natriumsulfaatin haitattomat pitoisuudet (Predicted No-Effect Concentration; PNEC). Lähde: ECHA, Registered substances (14.10.2015) [12]
| Matriisi | Yksikkö | PNEC (Na2SO4) | Käytetty arviointikerroin/ekstrapolaatiomenetelmä |
| Makea vesi | mg/l | 11.09 | 100 |
| Ajoittainen päästö (intermittent release) | mg/l | 17.66 | 100 |
| Jäteveden puhdistamo | mg/l | 800 | 10 |
| Sedimentti | mg/kg dw | 40.2 | jakaantumiskerroin |
| Merivesi | mg/l | 1.109 | 1000 |
| Merisedimentti | mg/kg dw | 4.02 | jakaantumiskerroin |
| Maa | mg/kg dw | 1.54 | jakaantumiskerroin |
| Ilmassa | mg/m3 | Ei todettua vaaraa (no hazard identified) | - |
- Natriumsulfaatin haitattomat pitoisuudet on arvioitu pääasiassa akuutin toksisuuden perusteella ja tarvittava tieto pitkäaikaisaltistumisesta puuttuu. Suurten arviointikerrointen vuoksi sulfaatin toksisuustietojen päivittymisen seuraaminen ja uudemman kirjallisuuden tarkastelu on suositeltavaa.
Taulukko 5. Natriumsulfaatin vaikutukset eliöstöön (herkin vaste/laji). Haitattomat pitoisuudet (PNEC; Taulukko 4) on arvioitu näitä pitoisuuksia käyttäen.
| Eliö/vaikutustaso | Laji | Vaste | Tulos (Na2SO4-pitoisuus) | Yksikkö |
| Viherlevä ja vesikasvi | Nitzschia linearis[13], [14] | Myrkyllisyys EC50, 120 h | 1900 | mg/l |
| Vesikirppu | Daphnia magna[15] | Akuutti myrkyllisyys (kuolleisuus) EC50 , 48 h, pH 7.5-8.1, kovuus 25 mg CaCO3/l, Ca:Mg suhde 0.7 | 1766 | mg/l |
| Vesikirppu | Ceriodaphnia dubia[16] | Krooninen vaikutukseton pitoisuus (NOEC), lisääntyminen, 7 d, pH 8, kovuus 92 mg CaCO3/l. LOEC = 1329 mg/l. | 1109 | mg/l |
| Kala | Rasvapäämutu Pimephales promelas[17] | Akuutti myrkyllisyys LC50, 96 h, static, pH 7.5-9, kovuus kohtalainen | 7960 | mg/l |
| Kala | - | Krooninen vaikutukseton pitoisuus (NOEC) | - | mg/l |
| Mikrobitoksisuus (lietteen mikro-organismit) | Ripsieläimet[14] | Krooninen vaikutukseton pitoisuus (NOEC) | 8000 | mg/l |
| Vaikutukset muihin eliöihin | - | - | - | mg/kg dw |
| Sedimentin toksisuus | Hyalella azteca -katka [18], [19] | LC50, 96 h, pH 7.9, kovuus kohtalainen (94 mg CaCO3/l; Ca/Mg molar ratio = 0.88) | 757 | mg/kg dw |
Viitteet
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Meays C, Nordin R. 2013. Ambient Water Quality Guidelines For Sulphate. Technical Appendix.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Kauppi ym. 2013. Sulfaatin ja natriumin pitoisuuksien keskiarvot vuosilta 2000-2012. Ympäristöhallinnon Hertta-tietokanta.
- ↑ Keller W, Pitblado JR. 1986. Water quality changes in Sudbury area lakes: A comparison of synoptic surveys in 1974–1976 and 1981–1983. Water Air Soil Pollut. 29, 285-296.
- ↑ Lahermo P, Väänänen P, Tarvainen T, Salminen R. 1996. Suomen geokemian Atlas, osa 3. Ympäristögeokemia - purovedet ja sedimentit. Geologian tutkimuskeskus, Espoo.
- ↑ Katz M. 1977. The Canadian sulphur problem. In: Sulphur and its inorganic derivatives in the Canadian environment. NRCC No. 15015, Associate Committee on Scientific Criteria for Environmental Quality, National Research Council of Canada, Ottawa. p. 21.
- ↑ Health Canada. 1994. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality: Guideline Technical Document – Sulphate.
- ↑ Environment Canada, unpublished data, 1984. In: Sulfate in Drinking-water. Background document for development of WHO guidelines for drinking water quality. WHO, 2004.
- ↑ WHO/UNEP. 1989. Global Environment Monitoring System: Global freshwater quality. Published on behalf of the World Health Organization and the United Nations Environment Programme. Oxford, Alden Press.
- ↑ Singleton H. 2000. British Columbia ambient water quality guidelines for sulphate: Technical Appendix. Ministry of the Environment, Lands and Parks, Water Quality Section. Water Management Branch. Victoria, BC, Canada. 33p.
- ↑ Elphick JR, Davies M, Gilron G, Canaria EC, Lo B, Bailey HC. 2011. An aquatic toxicological evaluation of sulfate: The case for considering hardness as a modifying factor in setting water quality guidelines. Environ. Toxicol. Chem. 30, 247-53.
- ↑ United States Environmental Protection Agency. 2010. Final Report on Acute and Chronic Toxicity of Nitrate, Nitrite, Boron, Manganese, Fluoride, Chloride and Sulphate to Several Aquatic Animal Species. Region 5, Chicago, IL, USA. EPA 905-R-10-002.
- ↑ ECHA, Registered Substances. htts://echa.europa.eu/registration-dossier/-/registered-dossier/15539/6/1
- ↑ Patrick RJ, Cairns J, Scheier A. 1968. The relative sensitivity of diatoms, snails, and fish to twenty common constituents of industrial wastes. Fish-Cult. 30(3):137-140.
- ↑ 14,0 14,1 Viittausvirhe: Virheellinen
<ref>-elementti;viitettäOEei löytynyt - ↑ Davies TD, Hall KJ. 2007. Importance of calcium in modifying the acute toxicity of sodium sulphate to Hyalella azteca and Daphnia magna. Environmental Toxicology and Chemistry 26 (6):1243-1247.
- ↑ Soucek DJ. 2007. Comparison of hardness and chloride regulated acute effects of sodium sulfate on two freshwater crustaceans. Environmental Toxicology and Chemistry 26:773–779.
- ↑ Mount DR, Gulley DD, Hockett JR, Garrison TD, Evans JM. 1997. Statistical models to predict the toxicity of major ions to Ceriodaphnia dubia, Daphnia magna and Pimephales promelas (Fathead minnows). Environ. Toxicol. Chem. 16(10):2009-2019.
- ↑ ECHA, Registered Substances. htts://echa.europa.eu/registration-dossier/-/registered-dossier/15539/6/3
- ↑ Soucek DJ, Kennedy AJ. 2005. Effects of hardness, chloride, and acclimation on the acute toxicity of sulfate to freshwater invertebrates. Environ Toxicol Chem. 24:1204-10.
Katso myös: KAVERI-mallin kaikki sivut
Katso lisäksi
British Columbia, Approved Water Quality Guidelines htp://www.env.gov.bc.ca/wat/wq/wq_guidelines.html