Vaikutukset pintavesiin

Tähän hankkeeseen kuuluvia sivuja	Hankkeen etusivu · Sisällysluettelo · Ohjeita kirjoittajille · Hyviä käytäntöjä kaivoshankkeiden ympäristövaikutusten arvioinnissa (tämän hankkeen tuottama lopullinen opas)
Muita kaivostoimintaan liittyviä sivuja	Minera-malli · Hyvä kaivos pohjoisessa · Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Ympäristövaikutusten arviointimenettely kaivoshankkeissa · Teemasivu:Kaivostoiminta
Sivun aiheeseen liittyviä muita sivuja

Pintavesien tilan ja kuormitusherkkyyden määrittäminen ennen toiminnan aloitusta

----#: . Tässä osiossa tulisi ohjeistaa, kuinka käytännössä arvioidaan kaivostoiminnan päästöistä aiheutuvat kemialliset ja fysikaaliset muutokset pintavesissä (ja mitä ne asiat ovat joita pitää arvioida). Lähtötilanteena on, että aiemmissa vaiheissa on osattu arvioida päästöt (määrä ja laatu) ja päästöjen purkukohdat tunnetaan. Tässä osiossa opastetaan, miten arvioidaan millaisia pitoisuus- tai fysikaalisten ominaisuuksien muutoksia ympäristön pintavesiin eri etäisyyksillä muodostuu, kun päästö leviää, sekoittuu ja laimenee. Nyt kappale Vesistövaikutukset käsittelee tätä asiaa. --Tommi Kauppila (keskustelu) 15. huhtikuuta 2014 kello 10.07 (EEST) (type: truth; paradigms: science: comment)

----#: . Kannattaa myös verrata/koordinoida kappaleeseen Vaikutukset vesistösedimentteihin, koska se on tämän kappaleen sisarkappale. Samoin Akvaattisten ekologisten vaikutusten arviointi. --Tommi Kauppila (keskustelu) 15. huhtikuuta 2014 kello 10.21 (EEST) (type: truth; paradigms: science: comment)

Pintavesien ekologisen tilan määrittäminen edellyttää kohdevesistön tyypittelyä. Se tehdään kullekin niin sanotulle vesimuodostumalle erikseen, vesimuodostuman ollessa yksittäinen järvi, järven osa-allas, jokiosuus tai rannikkovesialue. Pintavedet on jaoteltu yhteentoista jokityyppiin, kolmeentoista järvityyppiin ja yhteentoista rannikkovesityyppiin vesienhoitolain (1299/2004, muutettu 272/2011, nykyisin vesien – ja merenhoitolaki) ja vesienhoitoasetuksen (1040/2006, uudistettu 869/2010) perusteella. Ohje pintaveden tyypin määrittämiseksi on julkaistu 2012 (Pilke 2012). Kun vesimuodostuman tyyppi on selvillä, voidaan määrittää sen ekologinen tila perustuen biologisiin ja kemiallisiin muuttujiin sekä haitallisiin aineisiin (Aroviita ym. 2013). Tässä yhteydessä otetaan myös huomioon mahdollinen hydro-morfologinen muuntuneisuus, johon kuuluu muun muassa vesirakentamisen ja säännöstelyn vaikutukset eliöstölle. Luokittelussa pyritään määrittämään sitä, miten paljon vesimuodostuman tila poikkeaa kyseisen tyypin luontaisesta tilasta. Vesienhoidon ensimmäisen ja toisen suunnittelukauden mukainen vesimuodostuman tyyppi, luokka, paineet sekä toimenpidesuunnitelmat löytyvät ympäristöhallinnon Hertta-tietojärjestelmästä, joka on koko ympäristöhallinnon (YM, SYKE, ELY-keskukset) sekä RKTL:n käytössä. Sidosryhmät ja kansalaiset voivat käyttää vastaavia tietoja Oiva- palvelun kautta (OIVA – ympäristö- ja paikkatietopalvelu asiantuntijoille), joka on kaikille avoin. ----#: . Opastammeko me vesistöjen tyypittelyä YVA:ssa? Tyypittelyhän on tehty 'viran puolesta' vain tiettyä kokoluokkaa isommille vesimuodostumille, joten YVA:n tekijä saattaisi joutua tyypittelemään itse pienemmät vesistöt, mutta eikö tyypittely ole myös jollakin tapaa virallista? Toisaalta voitaisiin opastaa 'Vesipuitedirektiivilähestymistapaa', jossa arvioija sallisi muutoksia vesistön (tässä tapauksessa kemiallisiin ja fysikaalisiin) ominaisuuksiin kunhan ne eivät vaaranna 'hyvää tilaa'. Mutta sitten taas meillä on vesistöjen muuttamiskielto, ja muuttamiseen tarvitaan lupa. Minä ehkä muuttaisin tämän kappaleen konkreettiseksi kuvaukseksi siitä, mitä keinoja YVA:n laatija voi saada VPD-lähestymistavasta. Jos sieltä löytyy jotakin, sitä voisi laittaa myös vesieliöiden osuuteen. --Tommi Kauppila (keskustelu) 15. huhtikuuta 2014 kello 10.19 (EEST) (type: truth; paradigms: science: comment)

Vastaanottavan pintaveden tyyppi vaikuttaa päästömäärien ohella siihen, kuinka paljon kaivostoiminnan aiheuttama kuormitus muuttaa lähivesien luontaista tilaa. YVA-vaiheessa arvioidaan paitsi oman suunnitellun toiminnan vaikutuksia, myös mahdollisen jo aikaisemman vesistöjä kuormittavan toiminnan ja suunnitellun oman toiminnan yhteisvaikutuksia alueella. Vesiin kohdistuvan kuormituksen ja vesimuodostuman tyypin lisäksi veden tilaan vaikuttavat myös vesimuodostuman pinta-ala, syvyys sekä näiden suhde eri syvyysvyöhykkeillä (esim. alusveden tilavuus suhteessa järven tilavuuteen) ja veden viipymä, toisin sanonen kuinka nopeasti vesi virtaa esimerkiksi järvestä tai sen osasta eteenpäin.

Kaivoksen tutkimusvaihe ja perustamisvaihe saattavat aiheuttaa kuormitusta pintavesiin. Näin voi käydä esimerkiksi kun maata poistettaessa mahdollinen sulfidipitoinen kiviaines paljastuu ja luontainen maaperän suodatuskyky menetetään. Koska ympäristövaikutuksia arvioidaan ennen toiminnan aloittamista, voidaan myös rakentamisvaiheen vaikutukset ottaa huomioon. Pintavesien valuma-aluekartoista (OIVA-palvelu) saadaan tieto, minne alueelle tulevat vedet luontaisesti laskevat. Apuna voidaan myös käyttää Suomen ympäristökeskuksen vesistötietojärjestelmää ja sen VALUE-työkalua (ympäristöhallinnon käytössä), mutta hyvin tasaisilla alueilla on hyvä myös tehdä maastohavaintoja veden kulkureiteistä. Tämän tiedon perusteella toimintaa voidaan suunnitella siten, ettei esimerkiksi rakennusvaihe aiheuta kalliopinnan paljastumisen jälkeen sulfaattikuormitusta läheisiin pintavesiin.

Osana kaivosten toiminnan aikaisen vesitaseen hallintaan kuuluu kaivosalueelta pois juoksutettavien vesien laadun ja määrän hallinta. Alueelle tyypillisiä sadanta- ja haihduntamääriä saa mm. SYKEstä ja Ilmatieteen laitokselta. Louhinnan ja rikastustoiminnan sekä suunniteltujen jätealueiden pintavesille aiheuttamat haitallisten päästöjen arviointi tehdään perustuen kokeelliseen toimintaan, esimerkiksi rikastushiekan uuttokokeista saatuihin tuloksiin (GTK voinee täsmentää, millaisia uuttokokeita voidaan tehdä). Uuttokokeiden avulla tarkistetaan paitsi taloudellisen kiinnostuksen kohteena olevien mineraalien pitoisuuksia, myös muita rikasteesta veteen liukenevia aineita, jotka ovat mahdollisesti ympäristölle haitallisia tai aiheuttavat yhteisvaikutuksia.

Kuormitus

Louhinnassa käytettävien räjähteiden aiheuttama ravinnekuormitus arvioidaan suhteessa vastaanottavan veden laatuun. Kiintoaine saattaa muuttaa veden laatua nimenomaan ravinteiden ja veden värin suhteen. Kiintoaine koostuu rakennusvaiheessa yleensä pääasiassa silikaattisesta kivijauheesta, mutta toiminnan aikana vesistöön juoksutettava kiintoaine voi sisältää esimerkiksi veden puhdistuksessa syntyviä rauta ja/tai alumiinivaltaisia saostumia sekä kalsiumsulfaattia, kipsiä. Veden värin muutokset ja sameus vaikuttavat valon läpäisevyyteen vedessä ja mahdollisesti vesikasvillisuuteen ja niiden sitomien ravinteiden määrään. Muutokset veden laadussa muuttavat eliöiden elinoloja ja siten ekologiaa. Ravinteisuuden runsastuminen voi aiheuttaa leväkukintoja ja happiongelmia, ja siten veden laadun heikkenemistä tai jopa estää virkistyskäyttöä. Rikastusmenetelmien vertailussa huomioidaan myös mahdollisesti käytettävien kemikaalien jääminen poistettavaan veteen. Tyypillisiä louhinnan ja rikastuksen vesipäästöjä on kuvattu julkaisussa Kauppila et al. Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt (SY 2011).

GTK kirjoittaa metalleista ja kemikaaleista?

Suolaantuminen

----#: . Tämä kappale on hyvää asiaa mutta pitäisi muokata opastamaan miten suolaantuminen ja sen seurausvaikutukset saadaan arvioitua, kun päästöt ja vastaanottavan vesistön ominaisuudet tunnetaan. --Tommi Kauppila (keskustelu) 15. huhtikuuta 2014 kello 10.11 (EEST) (type: truth; paradigms: science: comment)

Suolaantuminen voi aiheuttaa pysyvän muutoksen järven ekologisessa tilassa. Suolaantumista aiheuttavat vesiliukoiset suolat (anionit, esim. sulfaatti ja kloridi, kationit kuten alkali- ja maa-alkalimetallit, Na, K, Ca ja Mg) ja suolaantumisriskiä voidaan arvioida muun muassa jäteveden sähkönjohtavuusmittausten perusteella. Suolaantunut vesi on normaalia järvivettä raskaampaa, joten se painuu pohjalle. Järveen voi tämän seurauksena syntyä niin voimakas kerrostuneisuus, ettei se enää purkaudu kevään ja syksyn täyskierroissa, jotka normaalisti tuovat hapekasta vettä alusveteen. Useimmat järvet kiertävät kaksi kertaa vuodessa, mutta Suomessa on myös järviä, jotka eivät luonnostaankaan kierrä näin säännöllisesti, jos ne esimerkiksi sijaitsevat tuulelta suojassa. Tällaiset järvet ovat kaikkein herkimpiä suolaantumisen aiheuttamille muutoksille. Vesi järvissä sekoittuu normaalisti paitsi tuulen aiheuttamien pinnan liikkeiden, myös pinnan alaisten virtausten ja pyörteiden vuoksi ja suolakerrostuminen estää tätä veden normaalia liikettä. Pitkään jatkunut kerrostuneisuus johtaa alusveden täydelliseen happikatoon. Tämä vaikuttaa eliöiden esiintymiseen, mutta voi myös heijastua järven ravinnetilaan. Hapettomissa oloissa fosforin vapautuminen pohjalta kiihtyy ja rehevyyttä aiheuttavien typen muotojen (nitraatti- ja ammoniumtyppi) normaali muuntuminen haitattomaan muotoon (typpikaasuksi) estyy. Toisaalta jos kerrostuneisuus on hyvin voimakas, pohjalta alusveteen vapautuneet ravinteet eivät välttämättä pääse päällysveden levien käyttöön. Happikato on sitä todennäköisempää, mitä pidempään kerrostuneisuus jatkuu, mitä rehevämpi järvi on ja mitä pienempi alusveden tilavuus on suhteessa koko vesimassaan. Kaivostoiminnan kuormituksen aiheuttamaa järven kerrostumisen estäminen suunnitellaan jo YVA-vaiheessa.

Sulfaatti on yksi kaivoskohteiden suolaantumisen aiheuttaja ja siten sulfaatin runsas määrä pois juoksutettavissa vesissä voi vaikuttaa veden kerrostumiseen vastaanottavissa järvissä. Sulfaattia on luontaisesti järvi- ja jokivesissä vain muutamia milligrammoja litrassa, mutta sulfidipitoisia kivilajeja käsittelevillä kaivoksilta poistettavissa vesissä usein yli 1000 milligrammaa litrassa. Sen lisäksi, että sulfaatti aiheuttaa suolaantumista, se voi vaikuttaa myös toisella tavalle vastaanottavan vesistön ekologiaan. Hapettomissa oloissa sulfaatti pelkistyy sulfideiksi, usein rikkivedyksi, mikä heikentää luontaisesti esiintyvän raudan kykyä pidättää fosforia, jolloin pohjalta voi vapautua suuriakin määriä fosforia. Lisäksi rikkivety on myrkyllistä eliöille jo erittäin pieninä pitoisuuksina.

Eniten sulfaatista ja suolaantumisen aiheuttamasta hapettomuudesta kärsivät paikallaan pysyvät eliöt, kuten juurilla pohjaan kiinnittyneet kasvit ja pohjaeliöt. Kasvi- ja eläinplankton lajistot muuttuvat muuttuneiden veden kemiallisten olosuhteiden seurauksena. Tämä voi vaikuttaa järven ravintoketjuihin, sillä plankton on pienten kalojen ruokaa. Siten kalakannat saattavat kärsiä paitsi hapettomuudesta ja kemiallisesta muutoksesta myös ravinnon määrän ja laadun muutoksesta. Eliölajit suolaantuneessa järvessä muuttuvat hiljalleen murtovesilajeiksi.

Vesistövaikutukset

Vesistövaikutusten voimakkuuteen ja laajuuteen vaikuttaa yhtäältä kaivoksesta tulevan veden määrä ja siinä olevien haitta-aineiden pitoisuus ja toisaalta luontaiset laimenemisolosuhteet. Parhaiten päästöjen laimenemista voidaan arvioida matemaattisilla malleilla, joilla voidaan myös arvioida muutoksia järvien kerrostuneisuudessa ja esimerkiksi aineiden sedimentoitumista. Alustavan arvion leviämisestä voi tehdä, kun kaivokselta pintavesiin tuleva virtaus suhteutetaan vastaanottavien järvien tilavuuteen ja alueelle tyypillisiin valunta-arvoihin. Tietoa järvien tilavuuksista ja valunnasta saa mm. Hertta-/Oiva-tietojärjestelmistä. Haitta-aineet voidaan alustavassa arviossa jakaa konservatiivisiin aineisiin, joiden pitoisuus riippuu lähinnä vain laimenemisesta (esim. natrium ja kloridi) ja biogeokemiallisesti aktiivisiin aineisiin, joiden pitoisuuteen vaikuttavat myös mm. biologinen otto, sedimentoituminen ja erilaiset kemialliset reaktiot. Jälkimmäisen ryhmän aineiden pitoisuuksien arvioiminen voi olla vaikeaa, sillä usein vaikkapa sedimenttiin sitoutuneiden haitta-aineiden lopullisesta aktiivisuudesta ja vaikutuksista on hyvin vähän tietoa.

Puhdistusmenetelmät

YVA-vaiheessa vertaillaan erilaisia vesienpuhdistusmenetelmiä sen perusteella, millaisia päästöjä kaivostoiminta rikastuskokeiden ja uuttokokeiden perusteella ko. kohteessa voi aiheuttaa. Selkeytysallas – ja pH:n säätö -menetelmien lisäksi tutkitaan myös aktiivisia vedenpuhdistusmenetelmiä päästöjen vähentämiseksi. Vesien kierrätyksellä voidaan ehkäistä päästöjen syntymistä ja pienentää puhdistettavan veden määrää. Kierrätysveteen mahdollisesti rikastuvat haitta-aineet otetaan huomioon vesienpuhdistussuunnitelmassa.