Ero sivun ”Kemiallisesta aineesta aiheutuva suolaantumisriski” versioiden välillä

Nykyinen versio 25. tammikuuta 2018 kello 12.14

Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli. Sivutunniste: Op_fi5791
Moderaattori:Marjo (katso kaikki) Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi5791}}

Kaivosten jätevesistä aiheutuva suolaantumisriski

Saliniteetti eli suolaisuus ja veden sähkönjohtavuus ilmaisevat veteen liuenneiden suolojen yhteismäärää. Suuri sähkönjohtavuus kuvastaa korkeaa suolapitoisuutta, joka on usein tyypillistä kaivoksen jätevesissä. Sisävesissä sähkönjohtavuutta lisäävät mm. natrium, kalsium, magnesium, kalium, kloridit, sulfaatit ja bikarbonaatit (Oravainen 1999 ^[1]), jotka kaikki ovat eliöille välttämättömiä ioneja. Niiden myrkyllisyys on vähäinen siihen asti kunnes pitoisuus ylittää eliöiden sietorajan. Suomessa sisävedet ovat vähäsuolaisia ja niiden sähkönjohtavuusarvojen vuodenaikaisvaihtelu on pientä.

Yleisimmät vesien suolaantumista lisäävät suolaionit

Anionit: Cl^-, HCO₃^-, CO₃^2-, SO₄^2-
Kationit: Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺

Vesistön suolapitoisuuden äkilliset vaihtelut voivat olla haitallisia tiettyihin vallitseviin oloihin sopeutuneille vesieliöille. Liukoisten ionien pitoisuuden ja veden sähkönjohtavuuden kohoaminen alentaa veden happipitoisuutta ja voi aiheuttaa hapen puutetta sekä osmoottista stressiä vesieliöille, erityisesti kaloille. Lisäksi yksittäisten ionien tai ioniyhdistelmien pitoisuusvaihtelut (Kunz ym. 2013 ^[2]) voivat muodostua myrkyllisiksi tai haitata välttämättömien ravinteiden saantia lisäämällä kilpailua ioninvaihtopaikoista.

Veden suolaantumista voidaan arvioida vertaamalla suolaisuuden tai sähkönjohtavuuden muuntuneisuutta vesimuodostuman lähtötilanteeseen ennen toiminnan alkua tai alueen luontaisiin tausta-arvoihin.

Sähkönjohtavuuden vertailuarvoja

< 5 mS/m alhainen johtokyky

5 - 10 mS/m sisävedet

50 - 100 mS/m jätevedet

Huom. Aikaisemmin käytetty yksikkö oli μS/cm (1 mS/m = 0.11 μS/cm) (Oravainen 1999 ^[1]).

Saliniteetin määrittäminen

Veden suolapitoisuus eli saliniteetti voidaan määrittää massojen vertailumenetelmällä:

Suolapitoisuus = suolan massa/veden massa * 100%

Suolaantumisen vaikutukset

Kaivoksen jätevesien suolapitoiset päästöt voivat suurina pitoisuuksina aiheuttaa vastaanottavassa vesistössä kemiallista kerrostuneisuutta. Tämä johtuu siitä, että liuenneet ionit (esim. natrium ja sulfaatti) nostavat veden tiheyttä ja raskaampana suolaliuos painuu pohjan läheiseen vesikerrokseen. Pahimmillaan syntynyt kerrostuma estää veden tyypillistä sekoittumista kevät- ja syyskiertojen aikana. Pitkäaikainen kerrostuneisuus heikentää pohjassa happitilannetta tai aiheuttaa happikadon. Happikato ja sedimentoituneiden aineiden ja yhdisteiden muuttuminen hapettomissa oloissa haitallisempaan muotoon voivat olla riski pohjaeliöille ja ravintoketjuille (Boehrer ja Schultxe 2008 ^[3]; Ratava 2013 ^[4]). Kaivostoiminnan aloitusvaiheessa suolaantumisriskiä alapuolisessa vesistössä voidaan arvioida vertaamalla kaivokselta pintavesiin tuleva päästön määrää (anioni-, alkali- ja maa-alkalimetallit) vastaanottavien pintavesimuodostumien tilavuuteen ja alueelle tyypillisiin valunta-arvoihin sekä taustapitoisuuksiin (Räisänen ym. 2015 ^[5]).

Suolaantumisriskin arvioinnin toteuttaminen

Arvioi/mittaa kaivosveden suolapitoisuus ja/tai sähkönjohtokyky
Vertaa alapuolisen vesistön suolaisuutta ja/tai sähkönjohtokykyä suolaisuuden ja sähkönjohtokyvyn vertailuarvoihin

Viitteet

↑ ^1,0 ^1,1 Oravainen R. 1999. Vesistötulosten tulkinta -opasvihkonen. Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry.
↑ Kunz JL, Conley JM, Buchwalter DB, Norberg-King TJ, Kemble NE, Wang N, Ingersolly CG. 2013. Use of reconstituted waters to evaluate effects of elevated major ions associated with mountaintop coal mining on freshwater invertebrates. Environmental Toxicology and Chemistry 32: 2826–2835.
↑ Boehrer B, Schultze M. 2008. Stratification of lakes. Reviews of Geophysics 46:1-27.
↑ Ratava P. 2013. Metallimalmikaivosten vesistövaikutukset – esimerkkinä Talvivaaran kaivoksen sulfaatti-, natrium- ja mangaanipäästöt. Pro-gradu. Jyväskylän yliopisto. 49 s. + liitteet Ratava 2013
↑ Räisänen ML, Kauppila P, Kauppila T, Huttula T, Ekholm P. 2015. Vaikutukset pintavesien laatuun. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 71-73.

Katso myös: KAVERI-mallin kaikki sivut

**KAVERI-malli**
Pääsivu Kaivosvesien riskit (KAVERI-malli) Kaivosvedet ja päästöt vesiin Kaivosvedet · Kaivoksen päästöt vesiin · Päästöjen leviämisen arviointi vesistössä Terveysriskinarvioinnin yleiset ohjeet Kaivosvesien terveysriskinarvion toteuttaminen · Pintavesiin liittyvä terveysriskinarvio · Pohjavesiin liittyvä terveysriskinarvio · Viihtyvyyshaitat Ainekohtaiset terveysriskin laskentamallit Arseeni · Elohopea ja metyylielohopea · Kadmium · Mangaani · Nikkeli · Sulfaatti · Uraani ·Sinilevät ja levät Ainekohtaiset tietosivut - terveysriskin laskentamallien tieteellinen tausta ja perusteet Arseenin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Elohopean terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Kadmiumin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Mangaanin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Nikkelin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Sulfaatin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Uraanin terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet· Sinilevien ja levien terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet Mikrobiologinen riskinarviointi Mikrobiologinen riskinarviointi · Mikrobiologisen terveysriskinarvion taustatiedot ja ohjeet · Legionellan terveysriskinarviointi Ekologinen riskinarviointi Kaivosvesistä aiheutuvien ekologisten riskien arvioinnin toteuttaminen · Miten kemiallisen aineen vaikutusta pintaveden kemialliseen tilaan arvioidaan? · Mitä epäsuoria vaikutuksia kemiallisella aineella on pintaveden laatuun ja ekologiseen tilaan? · Kemiallisesta aineesta aiheutuva rehevöitymisriski · Kemiallisesta aineesta aiheutuva happamoitumisriski · Kemiallisesta aineesta aiheutuva suolaantumisriski · Pintaveden ekologisen riskin kuvaus Ainekohtaiset ekotoksikologisen riskin kuvaukset Sulfaatin ekotoksikologisen riskin kuvaus Kaivosvesistä aiheutuvien terveydellisten ja ekologisten riskien kuvaus ja raporttiohje Kaivosvesien riskin kuvaus

[ORA-1] 1,0 ^1,1 Oravainen R. 1999. Vesistötulosten tulkinta -opasvihkonen. Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry.

[KUN-2] Kunz JL, Conley JM, Buchwalter DB, Norberg-King TJ, Kemble NE, Wang N, Ingersolly CG. 2013. Use of reconstituted waters to evaluate effects of elevated major ions associated with mountaintop coal mining on freshwater invertebrates. Environmental Toxicology and Chemistry 32: 2826–2835.

[BOE-3] Boehrer B, Schultze M. 2008. Stratification of lakes. Reviews of Geophysics 46:1-27.

[RAT-4] Ratava P. 2013. Metallimalmikaivosten vesistövaikutukset – esimerkkinä Talvivaaran kaivoksen sulfaatti-, natrium- ja mangaanipäästöt. Pro-gradu. Jyväskylän yliopisto. 49 s. + liitteet Ratava 2013

[RÄI-5] Räisänen ML, Kauppila P, Kauppila T, Huttula T, Ekholm P. 2015. Vaikutukset pintavesien laatuun. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 71-73.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

@@ Rivi 38: / Rivi 38: @@
 ==Suolaantumisen vaikutukset==
-Kaivoksen jätevesien suolapitoiset päästöt voivat suurina pitoisuuksina aiheuttaa vastaanottavassa vesistössä '''kemiallista kerrostuneisuutta'''. Tämä johtuu siitä, että liuenneet ionit (esim. natrium ja sulfaatti) nostavat veden '''tiheyttä''' ja raskaampana suolaliuos painuu pohjan läheiseen vesikerrokseen. Pahimmillaan syntynyt kerrostuma estää veden tyypillistä sekoittumista kevät- ja syyskiertojen aikana. Pitkäaikainen kerrostuneisuus heikentää pohjassa happitilannetta tai aiheuttaa '''happikadon'''. Happikato ja sedimentoituneiden aineiden ja yhdisteiden muuttuminen hapettomissa oloissa haitallisempaan muotoon voivat olla riski pohjaeliöille ja ravintoketjuille (Boehrer ja Schultxe 2008 <ref name =BOE>Boehrer B, Schultze M. 2008. Stratification of lakes. Reviews of Geophysics 46:1-27.</ref>; Ratava 2013 <ref name =RAT>Ratava P. 2013. Metallimalmikaivosten vesistövaikutukset – esimerkkinä Talvivaaran kaivoksen sulfaatti-, natrium- ja mangaanipäästöt. Pro-gradu. Jyväskylän yliopisto. 49 s. + liitteet [htps://jyx.jyu.fi/dspace/bitstream/handle/123456789/42392/URN%3ANBN%3Afi%3Ajyu-201310312516.pdf?sequence=1 Ratava 2013]</ref>). Kaivostoiminnan aloitusvaiheessa suolaantumisriskiä alapuolisessa vesistössä voidaan arvioida vertaamalla kaivokselta pintavesiin tuleva päästön määrää   (anioni-, alkali- ja maa-alkalimetallit) vastaanottavien pintavesimuodostumien tilavuuteen ja alueelle tyypillisiin valunta-arvoihin sekä taustapitoisuuksiin (Räisänen ym. 2015 <ref name =RÄI>Räisänen ML, Kauppila P, Kauppila T, Huttula T, Ekholm P. 2015. Vaikutukset pintavesien laatuun. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 71-73.</ref>).
+Kaivoksen jätevesien suolapitoiset päästöt voivat suurina pitoisuuksina aiheuttaa vastaanottavassa vesistössä '''kemiallista kerrostuneisuutta'''. Tämä johtuu siitä, että liuenneet ionit (esim. natrium ja sulfaatti) nostavat veden '''tiheyttä''' ja raskaampana suolaliuos painuu pohjan läheiseen vesikerrokseen. Pahimmillaan syntynyt kerrostuma estää veden tyypillistä sekoittumista kevät- ja syyskiertojen aikana. Pitkäaikainen kerrostuneisuus heikentää pohjassa happitilannetta tai aiheuttaa '''happikadon'''. Happikato ja sedimentoituneiden aineiden ja yhdisteiden muuttuminen hapettomissa oloissa haitallisempaan muotoon voivat olla riski pohjaeliöille ja ravintoketjuille (Boehrer ja Schultxe 2008 <ref name =BOE>Boehrer B, Schultze M. 2008. Stratification of lakes. Reviews of Geophysics 46:1-27.</ref>; Ratava 2013 <ref name =RAT>Ratava P. 2013. Metallimalmikaivosten vesistövaikutukset – esimerkkinä Talvivaaran kaivoksen sulfaatti-, natrium- ja mangaanipäästöt. Pro-gradu. Jyväskylän yliopisto. 49 s. + liitteet [https://jyx.jyu.fi/dspace/bitstream/handle/123456789/42392/URN%3ANBN%3Afi%3Ajyu-201310312516.pdf?sequence=1 Ratava 2013]</ref>). Kaivostoiminnan aloitusvaiheessa suolaantumisriskiä alapuolisessa vesistössä voidaan arvioida vertaamalla kaivokselta pintavesiin tuleva päästön määrää   (anioni-, alkali- ja maa-alkalimetallit) vastaanottavien pintavesimuodostumien tilavuuteen ja alueelle tyypillisiin valunta-arvoihin sekä taustapitoisuuksiin (Räisänen ym. 2015 <ref name =RÄI>Räisänen ML, Kauppila P, Kauppila T, Huttula T, Ekholm P. 2015. Vaikutukset pintavesien laatuun. Kauppila T. (toim.) Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 222, s. 71-73.</ref>).
 ==Suolaantumisriskin arvioinnin toteuttaminen==