Luikonlahden maaperän pitoisuudet

Muita Minera-projektin tuotoksia

Minera-mallin sovelluksia	· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti
Muut	· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus
Muita kaivostoimintaan liittyvää	· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi

Edistymisluokitus
Opasnetissa lukuisat sivut ovat työn alla eri vaiheissa. Niiden tietosisältöön pitää siis suhtautua harkiten. Tämän sivun sisällön edistyminen on arvioitu: Tämä sivu on täysluonnos Sivu on kirjoitettu kertaalleen alusta loppuun eli kaikki olennaiset sisällöt ovat jo paikoillaan. Kuitenkaan sisältöjä ei ole vielä kunnolla tarkistettu, ja esimerkiksi tärkeitä viitteitä voi puuttua.

Tämä sivu on tutkimus. Sivutunniste: Op_fi3445
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3445}}

Pitoisuudet Luikonlahden maaperässä

Maaperän syvempiä osia pilaava kaivostoiminnasta aiheutuva syy on todennäköisimmin kontaminoituneen pinta- tai pohjaveden vaikutus. Maaperän pilaantuneisuuden arviointia vaikeuttaa alueen luontaisesti korkeat metallien taustapitoisuudet. Alueen kallioperästä johtuen taustapitoisuudet ovat keskivertoa korkeammalla tasolla, erityisesti alkuaineiden Co, Cr, Cu, Ni ja Zn osalta.

Prosessin kuvaus ja haitta-aineiden leviämisen arviointi

Kaivosalueen ja sen ympäristön maaperän pilaantumisen arvioimiseksi ei ole olemassa yleispätevää kaavaa. Arvioitaessa haitta-aineiden leviämistä, on tarkasteltava alueella käsiteltävien materiaalien ominaisuuksia ja mahdollisia leviämisreittejä. Haitta-aineiden lähteitä ja kulkeutumista vesien mukana on käsitelty aiemmissa kappaleissa.

Luikonlahden kaivosalueella on tuotettu vuosien 1958–1983 aikana kupari-, nikkeli-, kobolttinikkeli-, sinkki- ja rikkirikasteita Outokumpu-tyypin malmiesiintymästä. Metallimalmin tuotannon loppupuolella rikastamolla aloitettiin talkin rikastaminen. Käsiteltävien materiaalien ominaisuuksien perusteella voidaan arvioida, että kaivostoiminnalle alttiina olevien vesien kulkeutumisreiteillä maaperän haitta-ainepitoisuudet saattavat nousta erityisesti nikkelin, koboltin, sinkin ja kuparin osalta.

Numeroarvojen saamiseksi mm. ekologista riskinarviointia varten, alueelta otettiin ympäristönäytteitä, joiden tulokset on koottu alle.

Mitatut maaperän haitta-ainepitoisuudet Luikonlahdella

Tässä on esitetty pääpiirteissään yhteenvetoraportti Luikonlahden maaperän ympäristönäytteenottotutkimuksista vuosina 2010-2011. Kartat ja muut liitteet ks. alkuperäinen raportti (Kauppila et al. 2011).

Tutkimusaineistot

Näytteenotto

Tutkimusalueelta kairattiin ympäristönäytteitä yhteensä 9 pisteestä, joista 8 kpl kairattiin lokakuussa 2010 (PV02, PV03, PV05, PV07, PV10, PV12, Mpk04 ja PV11) ja 1 kpl heinäkuussa 2011 (PV23). Ympäristönäytteet otettiin samoista pisteistä, joihin asennettiin pohjaveden havaintoputket.

Kairaukset tehtiin Telacat-kairakoneella tutkimuspisteen maaperästä riippuen joko maaputkikairauksena halkaistavaan näytteenottoputkeen tai mäntäkairalla. Jokaisesta tutkimuspisteestä kuvattiin maalajikerrokset, maaperän vedellä kyllästyneisyys sekä tehtiin visuaaliset havainnot maalajien väreistä (rautasaostumien esiintyminen) yms. Lisäksi jokainen profiili valokuvattiin.

Näyteprofiileista otettiin kaksi osanäytettä – toinen pohjaveden pinnan yläpuolisesta maakerroksesta ja toinen pohjaveden pinnan alapuolelta. Osanäytteet pyrittiin ottamaan siten, että ne olisivat edustaneet samaa maalajitetta. Havaintopisteestä PV12 saatiin ainoastaan yksi osanäyte (#1/180–230 cm), koska profiili oli kauttaaltaan niin kivistä moreenia. Rikastamon alueella sijaitsevasta profiilista Mpk04 (PV04) otettiin poikkeuksellisesti 4 osanäytettä, sillä profiilin pintaosa koostui täytemaasta ja luonnollisia hiesukerroksia peitti myös turvekerros. Turve pidättää yleensä tehokkaammin metalleja kuin mineraalimaa, joten myös turpeen ominaisuudet haluttiin tutkia.

Osanäytteet pussitettiin aluksi suuriin muovipusseihin, joissa ne homogenisoitiin, ja joista ne jaettiin edelleen valkoisella muovikauhalla 3 laboratorionäytteeksi: geokemian näytteeksi, raekokonäytteeksi ja Kd-näytteeksi. Geokemian näyte ja raekokonäyte otettiin joko paperipussiin tai muovipussiin, ja Kd-näyte 0,5 l muovipurkkiin. Kd-näyte tiivistettiin muovipurkkiin aivan piripintaan, ja purkin kannen ja näytteen välille laitettiin muovikalvo estämään, ettei näytteeseen jää ilmaa. Näytepurkit pakattiin jätesäkkeihin kylmälaukkuihin. Kaikki näytteet säilytettiin kylmässä ennen niiden toimitusta laboratorioon. Näytteestä PV12 #1/180–230 cm määritettiin ainoastaan geokemiallinen koostumus, sillä näytettä ei saatu riittävästi kaikkiin määrityksiin.

Tutkimusmenetelmät

Kenttämittauksia lukuun ottamatta analyysit teetettiin Labtium Oy:n akkreditoidussa laboratoriossa.

Kenttämittaukset

Raekokonäytteistä mitattiin kentällä pH ja redox-arvot ennen näytteiden pakkaamista. Mittaukset tehtiin Mettler Toledon Seven Go Pro-mittarilla pH InLab Routine ja redox InLab Redox elektrodeilla.

Raekokomääritykset

Näytteiden raekokojakaumat määritettiin gravimetrisesti märkäseulonnalla ja kuivaseulonnalla seulasarjan SFS-EN 933-2 seuloilla. Hienoaineksen (<0,063 mm) raekokojakauma määritettiin SediGraph-laitteistolla nesteeseen lietetystä mineraaliaineksesta. Tulokset on raportoitu kumulatiivisina raekokojakaumina.

Fysikaaliset ominaisuudet

Näytteistä määritettiin laboratoriossa vesipitoisuus kuivaamalla näytteet 105 ºC:ssa ja punnitsemalla näytteiden massat ennen ja jälkeen kuivauksen. Kuivattujen näytteiden hehkutushäviö määritettiin menetelmää CEN 15407 mukaille hehkuttamalla näytteitä 550 ºC:ssa ja mittaamalla hehkutuksessa tapahtunut massahäviö. Turvenäytteen hehkutushäviö määritettiin 815 ºC:ssa. Hehkutushäviöllä pyritään selvittämään näytteen sisältämän orgaanisen aineksen määrä, joka vaikuttaa suoraan kykyyn pidättää haitallisia aineita.

Näytteiden ominaispaino määritettiin jauhetuista näytteistä kaasupyknometrillä. Ominaispaino kertoo, paljonko näyte painaa verrattuna samaan tilavuusmäärään vettä. Suuri ominaispaino viittaa yleensä tiiviiseen ja hienojakoiseen ainekseen, eli kiinteän aineksen määrä on suuri. Näytteen sisältämä orgaaninen aines pienentää ominaispainoa.

Geokemian analyysit

Geokemian analyysejä varten näytteet kuivattiin < 40 ºC:ssa, mahdolliset kuivauksessa muodostuneet paakut rikottiin ja näytteet seulottiin < 2 mm:n raekokoon. Turvenäyte hienonnettiin kuivauksen jälkeen leikkurilla.

Seulotuista näytteistä määritettiin haitta-aineiden pidättymistä ja fraktioita eri vahvuisilla uutoilla. Käytetyt uutot olivat (heikoimmasta vahvimpaan): 0.01M CaCl2-uutto (vesiliukoinen, heikosti fysikaalisesti pidättynyt fraktio), 1 M NH4-asetaattiuutto (pH 4,5; karbonaatteihin pidättyneet faasit ja vaihtokykyinen fraktio sisältäen kemiallisesti adsorboituneet faasit ja pintakompleksit) ja kuningasvesiuutto (sulfidifraktio). Profiilin Mpk04 ylimmäisestä näytteestä (#1/3–65 cm) tutkittiin lisäksi rautasaostumiin pidättyneitä faaseja 0,2 M NH4-oksalaattiuutolla, sillä näyte sisälsi silmämääräisesti runsaasti rautasaostumia. Alkuaineiden pitoisuudet määritettiin kaikista uuttoliuoksista joko ICP-OES tai ICP-MS tekniikalla.

Mineraalimaanäytteiden alkuaineiden kokonaispitoisuudet määritettiin ns. totaaliuutosta (HF-HClO4-uutto + ICP-OES/MS) ja XRF-menetelmällä. Turvenäytteellä käytettiin kokonaishajotuksena mikroaaltotehoisteista typpihappouuttoa ja alkuaineiden pitoisuudet mitattiin uutosta ICP-OES/MS-tekniikalla. Lisäksi rikin ja hiilen kokonaispitoisuudet määritettiin polttotekniikalla IR-detektoinnilla (ns. Leco-määritys). Karbonaattihiilen määrä analysoitiin mineraalimaanäytteistä laskennallisesti kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen erotuksena. Ei-karbonaattihiili määritettiin näytteen suolahappokäsittelyn jälkeen polttotekniikalla IR-detektoinnilla. Turvenäytteen kokonaishiili- ja typpipitoisuudet analysoitiin hajottamalla näyte pyrolyyttisesti 900 ºC:ssa ja analysoimalla palokaasut TC-detektoinnilla (hiili hiilidioksidista ja typpi oksidien pelkistyksen jälkeen).

Näytteiden pH mitattiin potentiometrisesti 0,01 M CaCl2-uutosta ja kationinvaihtokapasiteetti (CEC cmol+/kg) määritettiin mittaamalla alkali- ja maa-alkalimetallien pitoisuudet ICP-OES-tekniikalla 0,1 M BaCl2-uutosta. Vaihtohappamuus (H+ cmol+/kg) määritettiin titraamalla uutteet NaOH:lla pH arvoon 8,2.

Maanäytteistä aiheutuvaa kulkeutumisriskin arvioimiseksi maanäytteistä määritettiin maa-vesijakautumiskertoimet (Kd) mittaamalla näytteiden sisältämän maaveden alkuainepitoisuuksien suhde maalajitteissa olevien kuningasvesiuuttoisten alkuaineiden pitoisuuksiin (vrt. esim. Tarvainen & Jarva 2009). Maaveden alkuaineiden pitoisuuksien määrittämiseksi pohjaveden pinnan yläpuoliset tuoreet näytteet kyllästettiin ionivaihdetulla vedellä, jonka jälkeen maavesinäytteet otettiin seisottamalla näytteitä niin kauan, että näytteen pinnalle kerääntyi vettä. Pohjaveden pinnan alapuolisista näytteistä maavesinäytteet otettiin suoraan näytteiden kuljetuksen ja varastoinnin aikana näytteen pinnalle erottuneesta vedestä. Molemmissa tapauksissa maavesinäytteet suodatettiin 0,45 m:n suodattimilla ja analysoitiin ICP-MS-tekniikalla. Ennen vesinäytteiden ottoa mitattiin maaveden pH potentiometrisesti suoraan näytteiden pinnalle kertyneestä vedestä.

Tulokset

Näytteiden maalajitteet

Maaperän koostumus on yksi merkittävä tekijä potentiaalisten haitta-aineiden pidättymiselle maa-ainekseen. Haitta-aineita pidättävät maaperässä erityisesti orgaaninen aines, metallien (esim. Fe, Al, Mn) muodostamat saostumat ja savimineraalit. Myös maa-aineksen raeokoko vaikuttaa suoraan sen ominaispinta-alaan. Partikkelien pienentyessä ominaispinta-ala kasvaa, joka lisää mahdollista haitta-aineiden kiinnittymispinta-alaa. Taulukossa 1 on esitetty orgaanisen aineksen, metallioksidien ja savimineraalien kykyä pidättää erilaisia haitta-aineita (Blume & Brümmer 1987).

Taulukko 1. Erilaisten ainesten kyky pidättää haitta-aineita (Blumen ja Brümmerin 1987 mukaan)

Aines/Pidättäminen	Hyvin	Kohtalaisesti	Hieman
Orgaaninen aines	Cr3+, Fe3+, Pb, Hg	Cd, Ni, Co	Mn, Zn
Savimineraalit	Fe3+	Muut hivenaineet	Cd, Co, Ni
Oksidit	Cr3+, Hg, Pb	Muut hivenaineet

Tutkitut ympäristönäytteet olivat maalajitteiltaan silttejä, hiekkoja, soria ja hiekkamoreeneita. Mitatut savespitoisuudet vaihtelivat välillä 1.9-17.6 %, hehkutushäviöt välillä 0.23-2.57 % ja ominaispainot välillä 2,68-2,86 g/cm3. Savespitoisuuden ja orgaanisen aineksen määrän perusteella näytteiden PV05#1, PV07#2, PV10#1-2 Mpk04#1-4, sekä PV23#1-2 aineksilla on suurin potentiaali haitta-aineiden pidättämiselle. Vaikka näytteen Mpk04#3:n tunnuslukuja ei olekaan esitetty, on turpeella tunnetusti erittäin hyvä kyky pidättää haitta-aineita (Kabata-Pendias 2001).

Taulukko 2. Ympäristönäytteiden maalajitteet raekokomääritysten perusteella (GEO-luokitus). Lukuarvot näytetunnuksen lopussa osoittavat näytesyvyyttä (cm). *Maalajite määritetty kentällä.

Havainto-piste	Näytetunnus	Maalajite	Savespitoisuus (< 0,002 mm) %	Hehkutushäviö %	Ominaispaino g/cm3
PV02	Lui PV02 #1/155-175	Silttinen hienohiekka	4,8	0,41	2,73
	Lui PV02 #2/195-260	Hienohiekka	3,7	0,48	2,72
PV03	Lui PV03 #1/80-130	Hiekka		0,27	2,68
	Lui PV03 #2/135-205	Hiekka		0,23	2,72
PV05	Lui PV05 #1/35-70	Karkeasiltti	8,7	0,80	2,72
	Lui PV05 #2/70-150	Silttinen hienohiekka	5,4	0,62	2,72
Pv07	Lui PV07 1#/260-300	Hiekkamoreeni	2,7	0,78	2,71
	Lui PV07 #2/300-395	Soramoreeni	3,2	1,04	2,74
PV10	Lui PV10 #1/240-300	Hiekkainen sora	1,9	2,20	2,86
	Lui PV10 #2/300-400	Hiekkainen sora	1,9	1,19	2,73
PV12	Lui PV12 #1/180-230	Hiekkamoreeni*		0,55	2,69
Mpk04 (PV04)	Lui_mpk04 #1/3-65	Hiekkainen diamiktoni (täyttömaa)	5,2	2,28	2,69
	Lui_mpk04 #2/100-175	Hiekkainen diamiktoni (täyttömaa)	5,9	2,57	2,78
	Lui_mpk04 #3/320-380	Turve*
	Lui_mpk04 #4/380-510	Savinen siltti	17,6	0,84	2,77
PVP11 (PV11)	Lui PVP 11 #1/80-190	Sorainen hiekka	2,3	0,68	2,77
	Lui PVP 11 #2/190-300	Sorainen hiekka		0,78	2,73
PV23	Lui PV23_1/100-220	Savinen siltti	10,3	2,35	2,75
	Lui PV23_2/220-400	Hiekkainen siltti	8,3	0,62	2,80

Vesi on erilaisten kemiallisten ainesten pääasiallinen kulkeutumisväline maaperässä. Maaperän avoimet tilat voivat olla osittain tai kokonaan veden kyllästämiä. Osittain kyllästyneen osan vetta kutsutaan maavedeksi ja kokonaan kyllästyneen osan vettä pohjavedeksi. Kokonaan vedellä kyllästyneen kerroksen yläpintaa kutsutaan pohjaveden pinnaksi. Maan huokoisuudella tarkoitetaan kiinteän aineksen väliin jäävän huokostilan ja maa-aineksen koko tilavuuden suhdetta. Mitä huokoisempaa aines on, sitä enemmän vettä ja/tai ilmaa se voi sisältää. Huokoisuus riippuu aineksen ominaisuuksista, esimerkiksi lajittunut aines on huokoisempaa kuin lajittumaton. Lisäksi huokoisuuteen vaikuttaa aineksen tiivistyminen. Maa-aineksen sisältämän veden määrä ilmoitetaan vesipitoisuutena. Painoprosentteina ilmaistuna vesipitoisuus ilmoittaa veden ja kiinteän aineksen painojen suhteen.

Havaintopisteiden ympäristönäytteet otettiin pohjavedenpinnan ylä- ja alapuolelta, poikkeuksena pisteet PV04 ja PV12. Näytteiden vesipitoisuudet on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3. Ympäristönäytteiden vesipitoisuudet painoprosentteina.

Havainto-piste	Pohjaveden pinta (cm)	Näytetunnus	Vesipitoisuus (%)
PV02	175	Lui PV02 #1/155-175	16,8
		Lui PV02 #2/195-260	18,1
PV03	135	Lui PV03 #1/80-130	6,07
		Lui PV03 #2/135-205	17,9
PV05	70	Lui PV05 #1/35-70	19,3
		Lui PV05 #2/70-150	20,2
Pv07	310	Lui PV07 1#/260-300	8,98
		Lui PV07 #2/300-395	7,77
PV10	300	Lui PV10 #1/240-300	10,2
		Lui PV10 #2/300-400	9,79
PV12	200	Lui PV12 #1/180-230	7,27
Mpk04 (PV04)		Lui_mpk04 #1/3-65	10,1
		Lui_mpk04 #2/100-175	11,4
		Lui_mpk04 #3/320-380	60
		Lui_mpk04 #4/380-510	17,5
PVP11 (PV11)	190	Lui PVP 11 #1/80-190	6,12
		Lui PVP 11 #2/190-300	9,47
PV23	220	Lui PV23_1/100-220	24,8
		Lui PV23_2/220-400	21,5

Yleisesti ottaen, mikäli maa-aineksen ominaisuuksissa ei tapahdu muutoksia, pohjavedenpinnan alapuolelta otetun näytteen vesipitoisuus on suurempi, kuin pohjavedenpinnan yläpuolelta otetun näytteen vesipitoisuus. Tämä on havaittavissa esimerkiksi pisteen PV03 näytteissä, joissa pv-pinnan alapuolisen hiekan vesipitoisuus on selvästi suurempi. Muiden näytepisteiden osalta ero ei ole yhtä selvä ja osassa vesipitoisuus jopa laskee pv-pinnan alapuolella. Tämä voi johtua maa-aineksen huokostilan pienentymisestä esimerkiksi aineksen tiivistymisen tai lajittuneisuuden heikentymisen seurauksena. Lisäksi hienorakeisisssa maalajeissa kapillaarivoimien ansiosta vedellä osittain tai kokonaan kyllästynyt kapillaarivyöhyke pohjaveden pinnan yläpuolella voi olla korkea, jopa yli kolme metriä.

Maaperän geokemiallinen koostumus

Metallit voivat olla maaperässä pysyvässä ja heikosti kulkeutuvassa tai liukoisessa ja helpommin liikkuvassa muodossa. Haitta-aineiden olomuodosta riippuu, kuinka helposti ne ovat eliöstön saatavilla, kuinka helposti ne kulkeutuvat tai voivat lähteä kulkeutumaan olosuhteiden muuttuessa. Riskinarvioinnin kannalta tärkeintä on liukoisen, helpommin liikkuvan ja eliöstölle saatavilla olevan metallipitoisuuden arviointi. Biosaatavuuden kannalta seuraavilla maaperän metallifraktioilla on tärkeä rooli: maaveden sisältämät metallit, metallisaostumat, savimineraaleihin, oksideihin, hydroksideihin ja orgaaniseen ainekseen kiinnittyneet metallit, sekä mineraalien kiderakenteessa olevat metallit. Kaikki fraktiot ovat dynaamisessa tasapainossa ja ainoastaan maaveden metallit ovat suoraan kasvien saatavilla. Maavesi on suorassa kontaktissa maaperän kiinteiden ainesten kanssa ja muutokset fraktioiden suhteissa riippuvat useista geokemiallisista prosesseista. Metallien jakautuminen eri fraktioiden välillä riippuu esimerkiksi maaperän pH:sta, redox-potentiaalista ja erilaisten orgaanisten ja epäorgaanisten reagenssien eli ligandien esiintymisestä.

Näytteiden pH- ja redox-arvot

Hapetus-pelkistys -potentiaali (redox -potentiaali) ja pH ovat maa-aineksen tärkeitä ominaisuuksia erityisesti metallisten haitta-aineiden liukoisuuden ja kulkeutumisen kannalta. Yleisesti metallien liukoisuus on voimakkainta happamissa pekistävissä olosuhteissa. pH:lla on redox-potentiaalia suurempi merkitys. (Chuan et al. 1996)

Maaperän happamuus ilmoitetaan logaritmisella pH-asteikolla arvoilla 0-7 (hapan) ja 7-14 (emäksinen). Käytännössä maaperän pH-arvot vaihtelevat pääsääntöisesti välillä 4-9. Happamuuden lähteitä maaperässä ovat esimerkiksi ilmakehän hiilidioksidi, maatuva orgaaninen aines, sekä sulfidimineraalien rapautuminen. Happamuutta vähentävät emäskationeja sisältävät helposti rapautuvat mineraalit, kuten karbonaatit. Maaperän pH-arvoa mitattaessa mitataan maa-aineksessa olevan veden pH. Mitä alhaisempi pH, sitä suurempi on positiivisten vetyionien (H+) aktiivisuus liuoksessa. (DeLaune & Reddy 2005)

Maaperän partikkelien pintavaraus on pH-riippuvainen ja se vaikuttaa metallien pidättymiseen maahan. Partikkelien pintavaraus on negatiivinen neutraaleissa ja emäksisissä olosuhteissa, joten positiiviset metallikationit voivat kiinnittyä niihin kationinvaihtoreaktioiden kautta. Happamissa olosuhteissa maaperän kyky sitoa metalleja estyy (Nikkarinen et al. 2008).

Redox-potentiaali (Eh) riippuu hapettimien ja pelkistimien konsentraatioista maaperässä. Hapettimia ovat esimerkiksi O2 ja NO3-, pelkistimiä esimerkiksi Fe2+, Mn2+ ja S2-. Hapetus-pelkistysreaktiossa pelkistin siirtää elektronin hapettimelle. Maaperän redox-olosuhteet voivat olla pelkistäviä (-300-0 mV), melko pelkistäviä (0-400 mV), tai hapettavia (400-700 mV )(DeLaune & Reddy 2005). Ns. Pourbaix-diagrammien avulla voidaan päätellä eri alkuaineiden olomuotoja erilaisissa Eh/pH –olosuhteissa.

Tutkittujen ympäristönäytteiden pH-arvot (laboratoriomittaus) vaihteli välillä 4,5-6,1 (ks. taulukko 4). Maaperän pH on Suomen keskimääräiseen kivennäismaiden pH-arvoon (4,5; Mälkönen 1996) verrattuna kauttaaltaan hieman emäksisempi. Happamimmat pH-arvot mitattiin rikastamon pihalla sijaitsevasta havaintopisteestä (Mpk04), jossa profiilin pH oli 4,5-4,7 lukuun ottamatta turpeen alapuolista silttikerrosta, jonka pH oli 5,8. Emäksisimmät pH:t mitattiin Heinälammen alapuolisesta havaintopisteestä (PV12) ja lähellä Petkellahden rantaa sijaitsevasta pisteestä (PV11). Pohjaveden pinnan korkeudella ei ollut vaikutusta pH-arvoihin.

Kenttämittauksissa pH:t vaihtelivat välillä 4,4-7,2, ollen suunnilleen kertaluokkaa laboratoriomittauksia korkampia. Vaikka kenttämittausten ja laboratoriomittausten väliset erot olivatkin melko suuria, korkeat kenttäpitoisuudet näkyivät kuitenkin myös korkeampina laboratoriotuloksina. Syynä matalampiin laboratoriotuloksiin on luultavasti laboratoriossa käytetty 0,01M CaCl2 –menetelmä. Määritettäessä maaperän aktiivi-pH:ta suolaliuosuutteesta se on yleensä 0,5-1 pH-yksikköä alhaisempi, kuin vesiuutteesta mitattu pH (Nikkarinen et al. 2008). Alhaisempiin laboratoriotuloksiin on saattanut vaikuttaa myös näytteiden hapettuminen, joka myös laskee hieman pH:ta (Langmuir 1997). Pisteen PV23#2 kentällä mitattu pH arvo oli suhteellisen alhainen, vain 4,4. Näyte oli ainoa, jonka pH nousi laboratoriomittauksessa (pH 5,1), joka saattaa viitata virheelliseen kenttämittaukseen.

Kentällä mitatut redox-arvot vaihtelivat välillä 92-384 mV, eli kaikkien näytepisteiden olosuhteet olivat melko pelkistäviä. Korkeimmat redox-arvot mitattiin näytteistä, jotka oli otettu lähempänä maanpintaa (alle yhden metrin syvyydestä; näytteet PV05 #1/35/70 ja PV04 #1/3-65). Matalampia arvoja mitattiin syvemmältä otetuista näytteistä, erityisesti pisteestä PV23. Pohjaveden pinnan korkeudella ei ollut suurta vaikutusta redox-arvoihin.

Taulukko 4. Ympäristönäytteiden kenttä-redox- ja -pH-arvot sekä laboratoriossa mitattu pH.

Havaintopiste	Näytetunnus	Redox (kenttä) mV	pH (kenttä)	pH (laboratorio)
PV02	Lui PV02 #1/155-175	340	6,6	5,2
	Lui PV02 #2/195-260	334	6,4	5,2
PV03	Lui PV03 #1/80-130	241	7,2	5,5
	Lui PV03 #2/135-205	304	6,9	5,5
PV05	Lui PV05 #1/35-70	384	5,5	5,0
	Lui PV05 #2/70-150	305	6,8	5,1
Pv07	Lui PV07 1#/260-300			5,0
	Lui PV07 #2/300-395			5,8
PV10	Lui PV10 #1/240-300	319	6,8	5,2
	Lui PV10 #2/300-400	328	7,2	5,4
PV12	Lui PV12 #1/180-230			6,0
Mpk04 (PV04)	Lui_mpk04 #1/3-65	350	5,1	4,5
	Lui_mpk04 #2/100-175	253	5,6	4,8
	Lui_mpk04 #3/320-380			4,7
	Lui_mpk04 #4/380-510	255	6,6	5,8
PVP11 (PV11)	Lui PVP 11 #1/80-190			5,6
	Lui PVP 11 #2/190-300			6,1
PV23	Lui PV23_1/100-220	92	5,4	5,0
	Lui PV23_2/220-400	150	4,4	5,1

Potentiaalisten haitallisten metallien ja puolimetallien kuningasvesiuuttoiset pitoisuudet ja kokonaispitoisuudet Luikonlahden ympäristönäytteissä

Ympäristönäytteiden alkuainemääritykset tehtiin liuottamalla näytteet sekä kokonaan että osittain. Kokonaispitoisuudet selvitettiin ns. totaaliuuton (HF-HClO4) ja XRF-menetelmän avulla. Alkuaineiden yleistä liukenevuutta luonnossa esiintyviin happoihin kuvattiin kuningasvesiliuotuksen avulla. Liukoisuus kuningasveteen kuvaa myös haitta-aineiden taipumusta liueta rapautumisen yhteydessä ja tuloksia käytetään verrattaessa pitoisuuksia PIMA-arvoihin.

Taulukossa 5 on esitetty ympäristönäytteiden kokonaispitoisuudet (XRF, HF-HClO4-uutto) ja kuningasvesiuuttoiset pitoisuudet. Tarkasteluun on valittu Luikonlahden alueelle todennäköisimmät sulfidimalmin ja talkkimalmin prosessoinnista peräisin olevat potentiaalisesti haitalliset metallit ja puolimetallit: As, Co, Cr, Cu, Ni, Zn ja S (vrt. esim. Heikkinen et al. 2009).

Pitoisuuksien suuruusluokan hahmottamiseksi taulukossa 5 on lisäksi esitetty vertailuksi suomalaisten moreenien hienoaineksen vastaavat mediaanipitoisuudet (Koljonen 1992) ja maaperän pilaantumisen arvioimiseksi ns. PIMA-asetuksen (VNA 214/2007 maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista) mukaiset kynnys- ja ohjearvot. Asetuksen mukaan maaperää pidetään pilaantuneena, jos teollisuus-, varasto- tai liikennealueella yhden tai useamman aineen pitoisuus ylittää ylemmän ohjearvon, tai yhden tai useamman aineen pitoisuus ylittää säädetyn alemman ohjearvon muilla kuin em. alueilla (VNA 214/2007, 4 §). Kynnys- ja ohjearvoja verrataan kuningasvesiuuttoisiin pitoisuuksiin. Asetuksen mukaan maaperän pilaantuneisuus ja puhdistustarve tulee arvioida, jos yhden tai useamman haitallisen aineen pitoisuus ylittää maaperässä asetuksen mukaiset kynnysarvot tai alueen taustapitoisuudet. Taustapitoisuudella tarkoitetaan tietyn aineen luonnollista pitoisuutta maaperässä. Taulukossa 5 on esitetty myös erikseen otetun taustanäytepisteen tulokset. Taustanäytepiste sijaitsee noin 4,5 km rikastamoalueesta kaakkoon (X 3589335, Y 6978762). Alueellisia tilastollisia tunnuslukuja on esitetty GTK:n ylläpitämässä valtakunnallisessa taustapitoisuusrekisterissä (Tapir 2011).

Verrattaessa taulukossa 5 esitettyjä moreenien pitoisuuksia Luikonlahden ympäristönäytteisiin, on huomattava, että ympäristönäytteiden maalajitteet olivat pääosin hiekkaa tai soraa, jolloin ne sisältävät vähemmän hienoainesta kuin moreenit.

Taulukko 5: Ympäristönäytteiden pitoisuudet, PIMA-ohjearvot, Suomen moreenien hienoaineksen mediaanipitoisuudet, sekä Luikonlahden moreenin pitoisuudet taustapisteellä. Kokonaispitoisuudet (Tot.) HF-HClO4-uutolla, XRF-menetelmällä (a, kromille) ja rikkianalysaattorilla (c, rikille). Kuningasvesiuuttoiset pitoisuudet (AR) kuningasvesiliuotuksella ja typpihappoliuotuksella mikroaaltouunissa (b, turvenäyte). PIMA-raja-arvojen ylitykset on tummennettu. Arvot mg/kg.

'	As	'	Co	'	Cr	'	Cu	'	Ni	'	Zn	'	S	'
	Tot.	AR	Tot.	AR	Tot.	AR	Tot.	AR	Tot.	AR	Tot.	AR	Tot.	AR
PIMA kynnysarvo		5		20		100		100		50		200
Alempi ohjearvo		50		100		200		150		100		250
Ylempi ohjearvo		100		250		300		200		150		400
Moreenin mediaani	2,6		14	6,7	60	27,9	20	21,1	24,1	16,7	57	32,0	140
Taustapiste		1,4		5,1	65	28,5	42	53,0	32,5	29,5	61	50,5	142	88,0
Näyte
PV02 #1/155-175	1,39	0,71	6,73	4,67	64a	22,6	20,4	14,4	19,6	11,9	54,4	22,2	<100c	<50
PV02 #2/195-260	1,04	0,76	7,01	4,92	50a	24,7	22,3	15,0	20,6	12,8	57,5	25,6	<100c	<50
PV03 #1/80-130	0,69	0,48	3,04	1,90	20a	11,4	12,0	6,70	9,28	4,60	34,4	8,96	<100c	<50
PV03 #2/135-205	0,55	0,39	3,11	2,03	32a	10,3	12,9	8,73	11,0	6,00	34,8	9,30	<100c	<50
PV05 #1/35-70	0,67	0,75	8,06	6,26	61a	30,9	27,5	21,8	20,8	12,5	64,3	29,7	<100c	<50
PV05 #2/70-150	1,03	0,63	7,62	6,20	66a	30,8	28,0	23,0	19,7	12,4	61,7	29,1	<100c	<50
PV07 1#/260-300	0,98	1,24	10,7	11,2	131a	35,9	27,4	24,8	51,8	53,4	68,4	47,3	<100c	<50
PV07 #2/300-395	1,28	1,38	25,2	28,7	321a	86,9	44,2	38,2	149	204	106	77,3	245c	657
PV10 #1/240-300	3,31	3,48	46,0	45,5	322a	72,4	46,9	43,6	149	133	139	114	313c	318
PV10 #2/300-400	1,48	1,56	15,4	16,5	273a	54,7	37,6	36,2	86,4	91,5	90,6	72,0	168c	183
PV12 #1/180-230	<0.5	0,54	9,81	10,6	25a	16,6	33,6	35,4	29,8	27,8	67,4	56,1	<100c	87
mpk04 #1/3-65	4,07	3,66	22,7	19,9	312a	65,0	606	559	73,5	57,3	187	121	3910c	3760
mpk04 #2/100-175	3,70	3,89	41,0	45,4	362a	101	122	125	245	266	219	232	945c	1860
mpk04 #3/320-380		1.93b		25.0b		47.6b		102b		375b		96.5b	37900c	36600b
mpk04 #4/380-510	1,03	1,22	15,2	15,6	93a	52,3	41,2	38,1	145	153	107	89,6	299c	323
PVP 11 #1/80-190	0,79	0,78	13,0	13,1	62a	36,8	42,9	38,1	54,5	52,7	88,5	68,1	211c	305
PVP 11 #2/190-300	0,62	0,80	11,2	11,6	75a	41,4	44,3	39,5	67,7	63,4	91,5	72,4	169c	183
PV23 #1/100-220	1,34	0,95	10,7	8,58	66a	36,3	22,3	12,4	23,4	16,0	49,1	29,9	<100c	64,1
PV23 #2/220-400	1,26	0,93	12,7	7,92	70a	34,8	17,3	20,5	24,7	17,3	60,8	37,4	<100c	<50

Analysoitujen ympäristönäytteiden perusteella tutkimusalueen maaperässä on keskimääräistä enemmän metalleja, erityisesti kobolttia, kromia, kuparia, nikkeliä ja sinkkiä. Myös rikkipitoisuus on paikoitellen korkea. Haitallisista alkuaineista eniten PIMA-raja-arvoja ylittää nikkeli (pisteet PV07, PV10, mpk04 ja PVP11). Co-pitoisuudet ylittävät PIMA kynnysarvon pisteissä PV07 ja mpk04. Rikastamon alueelta otetun profiilin mpk04 näytteet sisälsivät koboltin ja nikkelin ohella PIMA-arvoja ylittäviä määriä kromia, kuparia ja sinkkiä. Turvekerros (mpk04#3) oli myös erittäin rikkipitoinen, lähes 4 %. Kromin kokonaispitoisuudet olivat korkeita myös pisteissä PV07 ja PV10, mutta kuningasveteen liuenneet osuudet eivät ylittäneet PIMA-kynnysarvoa.

Pohjaveden pinnan tasolla ei ollut suurta vaikutusta edellä mainittujen potentiaalisesti haitallisten alkuaineiden pitoisuuksiin. Poikkeuksena olivat piste PV07, jonka pohjaveden alapuolisessa näytteessä esiintyi huomattavasti korkeampia pitoisuuksia, sekä piste PV10, jonka pohjaveden yläpuolisen näytteen pitoisuudet olivat selvästi alapuolista suuremmat.

Pääsääntöisesti kokonaispitoisuudet olivat suurempia kuin kuningasvesiuuttoiset pitoisuudet, mutta useissa näytteissä tiettyjen alkuaineiden kuningasveteen liuennut osuus oli suurempi kuin näytteestä mitattu kokonaispitoisuus. Tällöin pitoisuudet olivat kuitenkin hyvin lähellä toisiaan ja ero osittaisliuotuksen hyväksi johtui analyysimenetelmien epätarkkuuksista ja mittausvirheestä. Tutkimusalueen kallioperässä esiintyy pääasiassa Outokumpujakson kivilajeja (serpentiniittiä, metallisulfidipitoista kvartsikiveä, karsi- ja karbonaattikiveä, mustaliusketta), graniittisiä kiviä, sekä kiilleliusketta. Outokumpujakson kivilajeille on tunnusomaista korkeat Co, Cr, Cu, Ni ja Zn pitoisuudet (Peltonen et al. 2008), jotka oletettavasti näkyvät alueella kohonneina taustapitoisuuksina myös maaperässä.

Potentiaalisesti haitallisten metallien ja puolimetallien esiintymismuodot maaperässä

Potentiaalisesti haitallisten metallien ja puolimetallien esiintymismuotoja Luikonlahden ympäristön maaperässä tutkittiin eri vahvuisilla uutoilla. Käytetyt uutot olivat (heikoimmasta vahvimpaan): 0,01M CaCl2-uutto (vesiliukoinen ja heikosti fysikaalisesti pidättynyt fraktio), 1 M NH4-asetaattiuutto (karbonaatteihin pidättyneet faasit ja vaihtokykyinen fraktio sisältäen kemiallisesti adsorboituneet faasit ja pintakompleksit) ja kuningasvesiuutto (sulfidifraktio). Näyte Mpk04 #1/3-65 tutkittiin lisäksi 0,2 M NH4-oksalaattiuutolla ja turvenäytteen mpk04 #3/320-380 hajottamiseen käytettiin kuningasveden sijasta typpihappouuttoa mikroaaltouunissa. Metallien esiintymismuodoista voidaan arvioida niiden herkkyyttä kulkeutua maaperästä pohjaveteen maaperän olosuhteiden (esim. pH, Eh) muuttuessa. Taulukossa 6 on esitetty alkuaineiden As, Co, Cr, Cu, Ni, V, Zn ja S 0,01M CaCl2-uuttoiset ja 1 M NH4-asetaattiuuttoiset pitoisuudet. Taulukossa 7 on esitetty lisäksi näytteen Mpk04 #1/3-65 0,2 M NH4-oksalaattiuuttoiset pitoisuudet.

Taulukko 6: Ympäristönäytteiden alkuaineiden As, Co, Cr, Cu, Ni, V, Zn ja S 0,01M CaCl2-uuttoiset ja 1 M NH4-asetaattiuuttoiset pitoisuudet. Arvot mg/kg.

'	As	'	Co	'	Cr	'	Cu	'	Ni	'	V	'	Zn	'	S	'
	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.	0,01 M CaCl2	Am.aset.
Näyte
PV02 #1/155-175	<0.02	<2	<0.01	<0.1	<0.01	<0.1	<0.01	0,19	<0.2	<0.1	<0.01	<0.1	<0.1	0,3	<5	11,1
PV02 #2/195-260	<0.02	2,0	<0.01	<0.1	<0.01	<0.1	0,01	0,70	<0.2	<0.1	<0.01	<0.1	<0.1	0,42	<5	11,5
PV03 #1/80-130	<0.02	2,0	<0.01	<0.1	<0.01	<0.1	<0.01	0,38	<0.2	<0.1	<0.01	<0.1	<0.1	0,17	<5	11,5
PV03 #2/135-205	<0.02	<2	<0.01	<0.1	<0.01	<0.1	<0.01	0,50	<0.2	<0.1	<0.01	<0.1	<0.1	0,17	<5	11,6
PV05 #1/35-70	<0.02	2,2	0,01	<0.1	<0.01	0,25	0,03	0,57	<0.2	0,11	<0.01	0,22	0,15	0,53	11,9	26,7
PV05 #2/70-150	<0.02	<2	0,01	<0.1	<0.01	0,26	0,02	0,75	<0.2	<0.1	<0.01	0,12	<0.1	0,29	<5	13,6
PV07 1#/260-300	<0.02	<2	0,15	0,24	<0.01	0,23	0,01	0,50	0,29	0,59	<0.01	<0.1	0,10	0,46	<5	12,4
PV07 #2/300-395	<0.02	2,1	0,13	1,30	<0.01	0,51	<0.01	2,65	1,32	6,91	<0.01	<0.1	<0.1	2,17	52,2	57,6
PV10 #1/240-300	<0.02	2,0	0,11	0,33	<0.01	0,37	0,01	1,57	2,25	4,77	<0.01	<0.1	0,14	1,31	63	87,5
PV10 #2/300-400	<0.02	<2	0,06	0,23	<0.01	0,46	0,01	1,96	1,39	3,07	<0.01	<0.1	<0.1	1,02	18,2	29,0
PV12 #1/180-230	<0.02	<2	0,06	1,85	<0.01	0,30	0,03	12,3	0,22	2,97	<0.01	0,23	<0.1	8,44	29,2	36,9
mpk04 #1/3-65	<0.02	2,1	1,61	1,58	<0.01	0,61	2,75	48,4	2,91	3,79	<0.01	<0.1	2,26	3,24	397	654
mpk04 #2/100-175	<0.02	2,4	4,56	4,78	0,02	1,07	1,87	29,9	12,5	14,9	<0.01	0,45	14,9	19,7	154	200
mpk04 #3/320-380	<0.02	2,3	1,83	4,04	<0.01	0,25	0,01	0,97	12,9	39,3	<0.01	0,21	8,44	35,3	8920	7130
mpk04 #4/380-510	<0.02	<2	0,03	0,23	<0.01	<0.1	<0.01	1,06	0,59	2,16	<0.01	0,19	<0.1	0,84	131	145
PVP 11 #1/80-190	<0.02	<2	0,05	0,15	<0.01	0,30	0,01	2,50	1,97	3,3	<0.01	<0.1	0,41	4,59	15,5	26,1
PVP 11 #2/190-300	<0.02	<2	0,03	0,23	<0.01	0,22	<0.01	2,82	0,25	1,13	<0.01	<0.1	<0.1	1,88	13,3	21,1
PV23 #1/100-220	<0.02	<0.5	0,75	0,12	<0.01	0,86	<0.01	0,33	<0.2	<0.1	<0.01	0,55	0,16	<0.05	<5	18,7
PV23 #2/220-400	<0.02	<0.5	0,35	<0.1	<0.01	<0.1	<0.01	0,30	<0.2	<0.1	<0.01	<0.1	0,21	0,14	<5	7,33

Taulukko 7: Näytteen Mpk04 #1/3-65 0,2 M NH4-oksalaattiuuttoiset pitoisuudet. Arvot mg/kg.

'	As	Co	Cr	Cu	Ni	Zn	S	Fe	Al
mpk04 #1/3-65	<5	6,1	8,3	119,0	11	12	877	8300	1310

Näytteiden arseeni on pääasiassa sitoutunut sulfidifraktioon. Osassa näytteistä (esimerkiksi PV02#2, PV03#1) arseeni näyttäisi olevan asetaattiliukoisessa fraktiossa, mutta tämä johtuu käytetyn analyysimenetelmän suhteellisen korkeaan määritysrajaan ja alhaisiin pitoisuuksiin liittyvästä virheestä.

Koboltin, kuparin, nikkelin ja sinkin fraktiot näyttäisivät liittyvän voimakkaasti sulfideihin, mutta erityisesti kuparia esiintyy hieman myös asetaattiliukoisessa fraktiossa.

Kromi on yhdessä alumiinin kanssa niukkaliukoisin tarkasteltavista alkuaineista. Nämä alkuaineet esiintyvät pääasiassa sitoutuneina Suomen luonnonoloissa erittäin niukkaliukoisiin oksidi- ja silikaattimineraaleihin. Kromia kuitenkin esiintyy sulfidifraktiossa yli 50 % näytteissä PV03 #1, PV12 #1, mpk04#4, PVP11 #1&2, sekä PV23#1.

Rikkiä on sitoutunut erityisesti sulfidifraktioon. Joissakin näytteissä (esimerkiksi PV02 ja PV03) rikkiä näyttäisi olevan paljon myös silikaatteihin sitoutuneena, mutta myös tämä johtuu luultavasti käytetyn analyysimenetelmän suhteellisen korkeaan määritysrajaan ja alhaisiin pitoisuuksiin liittyvästä virheestä. Rikkiä esiintyy myös suhteellisen paljon asetaattiliukoisessa fraktiossa mahdollisesti sitoutuneena Fe-saostumiin, sekä vesiliukoisessa ja heikosti fysikaalisesti pidättyneessä fraktiossa (mahdollisesti esimerkiksi helppoliukoisena kipsinä).

Rautaa esiintyy niukkaliukoisena silikaattifraktiossa, sekä erityisesti sulfideihin sitoutuneena. Näytteelle mpk04#1 tehdyn NH4-oksalaattiuuton perusteella noin 13 % sen sisältämästä kokonaisraudasta on sitoutunut Fe-saostumiin, joihin on sitoutuneena myös suhteellisen paljon muita alkuaineita (Co, Cu, Ni, Zn).

Pohjaveden pinnalla ei näyttäisi olevan suurta vaikutusta tarkasteltujen alkuaineiden eri fraktioiden esiintymiseen. Näytepisteiden PV05, PV07 ja PV23 rikin esiintymisessä näyttäisi olevan eroja pohjaveden pinnan suhteen, mutta analyysien numeroarvoja tarkasteltaessa on huomattava, että näissä pisteissä pitoisuudet ovat pieniä suhteessa analyysimenetelmien tarkkuuteen.

Laskeutusaltaana toimivan Heinälammen alapuolelta otetun näytteen PV12 #1 tarkastellut alkuaineet näyttäisivät olevan helpommin liukenevassa muodossa suhteessa muihin näytteisiin.

Turvenäytteen mpk04#3 tarkastellut alkuaineet näyttävät olevan hyvin sitoutuneita orgaaniseen ainekseen, mutta suhteellisen paljon kobolttia, nikkeliä, rikkiä sekä erityisesti sinkkiä on myös helpommin liukenevissa fraktioissa.

Pääsääntöisesti, poislukien näytepisteet mpk04 ja PV12, tarkastellut alkuaineet Luikonlahden maaperässä eivät ole kovinkaan biosaatavassa muodossa.

Maaperän kationinvaihtokapasiteetti ja vaihtohappamuus

Maaperän kationinvaihtokapasiteetti (CEC) mittaa maaperän puskurikapasiteettia happamuutta vastaan ja kykyä pidättää kationeja maaperän hiukkasten pinnoille. Kationinvaihtokapasiteetin suuruus riippuu pääasiassa maaperän partikkelien pintojen ominaisuuksista. Mitä enemmän aineksen pinnoilla on negatiivisesti latautuneita kohtia, sitä paremmin ne houkuttelevat positiivisia kationeja. Maa-aines, jonka partikkelien yhteenlaskettu pinta-ala (m2/g) on suuri, omaa yleensä myös korkean CEC-arvon. CEC vaihtelee yleisesti maa-aineksesta riippuen välillä 1- 100 meq/100g (1 meq/100g = 1 cmol/kg), ylittäen harvoin arvoa 30 (Kabata-Pendias 2001).

Aineksen vaihtohappamuus tai potentiaalinen happamuus on yleensä suurempi, kuin pH-mittarilla mitattu aktiivinen happamuus. Vaihtohappamuus (meq/g) ilmaisee niiden H+ ionien määrää, joka voi aktivoitua maavesi liuokseen kationinvaihdon yhteydessä. Vaihtohappamuus liittyy kationinvaihtokapasiteettiin, eli yleensä aineksen korkea CEC viittaa myös korkeaan vaihtohappamuuteen. Näytteiden kationinvaihtokapasiteetit ja vaihtohappamuus on esitetty taulkossa 8.

Kationinvaihtokapasiteetti vaihteli tutkituissa ympäristönäytteissä alle määritysrajan arvoista 101:een cmol+/kg. Suurin arvo mitattiin turvenäytteestä mpk04#3. Suuremmat CEC-arvot liittyvät selvästi hienojakoisen ja orgaanisen aineksen läsnäoloon. Monen näytteen kationinvaihtokapasiteettia ei pystytty laskemaan alle määritysrajan jäävien pitoisuuksien vuoksi, joten taulukon 6 tyhjät kohdat edustavat hyvin pieniä arvoja.Yleisesti ottaen pienet CEC-arvot liittyivät hiekkaisiin ja vähän orgaanista ainesta sisältäviin maalajeihin. Suomen maannostietokannassa (Lilja et. al 2006) esiintyvien metsämaiden kivennäismaakerroksen (20-40cm) CEC-arvot ovat samansuuntaisia tässä tutkimuksessa saatujen arvojen kanssa; esim. hiekkamoreeni 0.7, hiekka 0.4 ja hiesuinen/hietainen savi 30. Näytteiden vaihtohappamuus korreloi CEC-arvon kanssa, jolloin korkeammat vaihtohappamuudet esiintyivät yhdessä korkeampien kationinvaihtokapasiteettien kanssa. Pohjaveden pinnan tasolla ei ollut suurta merkitystä CEC-arvojen suhteen. Vaihtohappamuuden suhteen pohjaveden pinnan yläpuoliset arvot olivat hieman korkeampia.

Taulukko 8. Ympäristönäytteiden kationinvaihtokapasiteetti (CEC) ja vaihtohappamuus (H+). 1 meq/100g = 1 cmol/kg.

Havaintopiste	Näytetunnus	CEC (cmol+/kg)	H+ (cmol+/kg)
PV02	Lui PV02 #1/155-175	0,49	0,135
	Lui PV02 #2/195-260	0,52	0,125
PV03	Lui PV03 #1/80-130	0,54	<0.001
	Lui PV03 #2/135-205		0,03
PV05	Lui PV05 #1/35-70		0,485
	Lui PV05 #2/70-150		0,23
Pv07	Lui PV07 1#/260-300		0,12
	Lui PV07 #2/300-395		<0.001
PV10	Lui PV10 #1/240-300	5,89	0,1
	Lui PV10 #2/300-400	4,96	0,005
PV12	Lui PV12 #1/180-230	1,53	<0.001
Mpk04 (PV04)	Lui_mpk04 #1/3-65		0,935
	Lui_mpk04 #2/100-175	3,96	0,84
	Lui_mpk04 #3/320-380	101	1,02
	Lui_mpk04 #4/380-510	5,53	<0.001
PVP11 (PV11)	Lui PVP 11 #1/80-190		<0.001
	Lui PVP 11 #2/190-300		<0.001
PV23	Lui PV23_1/100-220	23,7	0,415
	Lui PV23_2/220-400	10,3	0,125

Maaveden koostumus ja maa-vesi-jakautumiskertoimet

Potentiaalisesti haitallisten metallien kulkeutumisriskiä pohjaveteen maaperästä arvioitiin lisäksi myös maa-vesi-jakautumiskertoimien (Kd) perusteella. Alkuaineiden Kd –arvoihin vaikuttavat maaperän ominaisuuksista mm. happamuus, orgaanisen aineksen ja hienoaineksen määrä, hapetus-pelkistys-olosuhteet, sekä raudan, alumiinin ja mangaanin oksidit. Suuri Kd -arvo viittaa alkuaineen sitoutuneen voimakkaasti maa-ainekseen, eikä näin kulkeudu helposti maaperässä. Jakautumiskertoimen yksikkönä käytetään L/kg. (Tarvainen & Jarva 2009)

Taulukkoon 9 on koottu ympäristönäytteistä määritetyn maaveden koostumus ja vertailuksi pisteisiin asennetuista pohjavesiputkista mitatut liuenneiden aineiden pitoisuudet. Pohjavesien pitoisuudet on analysoitu ICP-MS -menetelmällä. Vertailuarvoina on esitetty myös maaperän rengaskaivoista mitatut keskiarvopitoisuudet (Lahermo et al. 2002) ja talousveden laaturajat pienille yksiköille (Sosiaali- ja terveysministeriö 2001, koboltin osalta WHO 2011). Taulukossa 10 on esitetty näytekohttaisesti eri alkuaineille lasketut Kd-arvot. Vertailuarvoina ovat ympäristöhallinnon ohjeissa (Ympäristöministeriö 2007) esitetyt arvot, sekä moreenin mediaaniarvoja Pirkanmaalta ja Uudeltamaalta (Tarvainen & Jarva 2009).

Taulukko 9. Ympäristönäytteiden maaveden koostumus, pisteiden pohjaveden koostumus, 1000 kaivoa –tutkimuksen rengaskaivojen keskiarvopitoisuudet, sekä talousveden laaturajat pienille yksiköille (koboltin osalta on käytetty WHO:n arvoa). Talousveden laaturajojen ylitykset on tummennettu. Pitoisuudet ovat µg/l.

'	As	'	Co	'	Cr	'	Cu	'	Ni	'	Zn	'
Talousveden laaturajat (pienet yksiköt)	10		4,2		50		2000		20
Rengaskaivojen ka-pitoisuudet	0,353		0,766		0,327		14,1		3,29		44,2
Näyte	Maa-vesi	Pohja-vesi	Maa-vesi	Pohja-vesi	Maa-vesi	Pohja-vesi	Maa-vesi	Pohja-vesi	Maa-vesi	Pohja-vesi	Maa-vesi	Pohja-vesi
PV02 #1/155-175	1,69		2,36		23,1		25,5		17,42		221
PV02 #2/195-260	1,81	0,62	2,47	0,65	24,1	0,86	23,7	0,73	18,2	7,13	178	2,06
PV03 #1/80-130	6,83		5,21		41,3		47,5		21,3		606
PV03 #2/135-205	0,65	0,06	1,05	0,09	5,71	0,33	9,05	0,57	3,50	1	105	1,35
PV05 #1/35-70	<0.05		14,7		2,55		1,42		109		68,8
PV05 #2/70-150	<0.05	0,12	7,35	6,23	1,22	0,66	0,67	1,7	21,8	18,4	77,7	24,1
PV07 1#/260-300	1,51		33,9		38,1		85,9		281		1770
PV07 #2/300-395		0,38		2,39		3,48		5,74		11,3		7,11
PV10 #1/240-300	<0.05		4,36		0,61		1,57		39,2		267
PV10 #2/300-400	2,49	0,07	12,2	0,19	24,6	0,5	40,0	1,68	153	6,04	359	2,6
PV12 #1/180-230		0,23		119		0,77		2,57		312		10,6
mpk04 #1/3-65
mpk04 #2/100-175	1,30		500		0,68		3,11		801		1270
mpk04 #3/320-380
mpk04 #4/380-510	<0.05	0,66	23,5	81,9	0,62	2,41	3,79	3,83	139	282	148	194
PVP 11 #1/80-190	0,36		4,72		4,55		14,6		69,6		125
PVP 11 #2/190-300	0,31		1,98		0,55		1,40		24,6		21,8
PV23 #1/100-220	2,96		6,7		59,4		19,1		21		1378
PV23 #2/220-400	2,08	0,07	4,42	1,22	31,1	0,4	23,4	1,39	15,0	10,7	582	3,77

Maa- ja pohjaveden pitoisuuksissa on suhteellisen korkeita nikkelin ja koboltin arvoja. Pohjavesitulosten osalta on huomioitava, että pisteiden PV05, PV12 ja mpk04 vesinäytteet sisälsivät suhteellisen paljon kiintoainesta, joka saattaa vaikuttaa kohonneisiin pitoisuusarvoihin (PV05: 172 mg/l, PV12: 1300 mg/l, mpk04: 642 mg/l). Pisteen mpk04 tapauksessa pohjaveden Co ja Ni näyttäisivät olevan peräisin näytteen mpk04#4 yläpuolisista kerroksista.

Taulukko 10. Luikonlahden ympäristönäytteistä mitatut Kd-arvot (l/kg). Kirjallisuusarvot 1 = Ympäristöministeriö 2007, kirjallisuusarvot 2 = moreenin mediaaniarvoja Pirkanmaalta ja Uudeltamaalta (Tarvainen & Jarva 2009).

'	As	Co	Cr	Cu	Ni	Zn
Kirjallisuusarvot 1	100	100	2000	500	200	200
Kirjallisuusarvot 2	3660	2315	4676	2330	2445	95
Näytetunnus
PV02 #1/155-175	578	2638	1280	806	1124	125
PV02 #2/195-260	420	1992	1025	633	703	144
PV03 #1/80-130	70	365	276	141	216	15
PV03 #2/135-205	600	1933	1804	965	1714	89
PV05 #1/35-70		426	12118	15352	115	432
PV05 #2/70-150		844	25246	34328	569	375
PV07 1#/260-300	821	330	942	289	190	27
PV07 #2/300-395
PV10 #1/240-300		10436		27771	3393	427
PV10 #2/300-400	627	1352	2224	905	598	201
PV12 #1/180-230
mpk04 #1/3-65
mpk04 #2/100-175	2992	91		40193	332	183
mpk04 #3/320-380
mpk04 #4/380-510		664	84355	10053	1101	605
PVP 11 #1/80-190	2167	2775	8088	2610	757	545
PVP 11 #2/190-300	2581	5859	75273	28214	2577	3321
PV23 #1/100-220	395	1498	695	760	922	25
PV23 #2/220-400	447	1792	1119	876	1153	64

Luikonlahden ympäristönäytteistä mitatut Kd-arvot ovat pääsääntöisesti suurempia, kuin ympäristöhallinnon oppaassa (Ympäristöministeriö 2007) esitetyt arvot. Metallit ovat siis Luikonlahdella vähemmän liukenevassa muodossa kuin ympäristöhallinnon oppaan perusteella olettaisi. Poikkeuksena on sinkki, joka näyttäisi esiintyvän Luikonlahdella keskimäärin hieman liukenevammassa muodossa, samoin kromin Kd-arvot alittavat paikoitellen ympäristöhallinnon oppaan arvon. Tarvaisen & Jarvan (2009) tutkimuksista otetut vertailuarvot ovat sen sijaan etenkin arseenin ja nikkelin osalta suurempia kuin Luikonlahdella.

Kd-arvojen perusteella laskettiin näytekohtaisesti kullekin alkuaineelle sallittu enimmäispitoisuus maaperässä, joka ei aiheuta pohjaveden pilaantumisriskiä kaavalla (Tarvainen & Jarva 2009):

SVPpv = (RfCpv * 10-3 * Kd) / DF

jossa

SVPpv = pohjaveden pilaantumisriskin perusteella määritetty sallittu enimmäispitoisuus maaperässä (mg/kg)

RfCpv = pohjaveden sallittu enimmäispitoisuus alkuaineelle X (µg/l), tässä tutkimuksessa on käytetty talousveden laatuvaatimuksia pienille yksiköille ja koboltin osalta WHO:n enimmäispitoisuutta juomavedelle (Ympäristöministeriö 2007)

Kd = maa-vesi –jakautumiskerroin alkuaineelle X (l/kg)

DF = laimenemiskerroin huokosveden ja pohjaveden välillä, oletusarvona on käytetty arvoa 1/10.

Lasketut SVPpv-arvot on esitetty taulukossa 11. Vertailuarvoina on käytetty ympärisöhallinnon oppaassa (Ympäristöministeriö 2007) esitettyjä arvoja. Pohjaveden pilaantumisriskin kannalta maaperän enimmäispitoisuudet ylittyvät kahdessa näytteessä: mpk04#2 (Co ja Ni), sekä PV07#1 (Ni).

Taulukko 11. Alkuaineiden As, Co, Cr, Cu, Ni ja Zn Kd-arvojen perusteella lasketut pohjaveden pilaantumisriskiin liittyvä sallittu enimmäispitoisuus maaperässä (SVPpv), sekä kuningasvesiuuttoiset pitoisuudet (AR). Pohjaveden pilaantumisriskin enimmäispitoisuuksien ylitykset on tummennettu. Mittayksikkö mg/kg.

'	As	'	Co	'	Cr	'	Cu	'	Ni	'	Zn	'
	SVPpv	AR	SVPpv	AR	SVPpv	AR	SVPpv	AR	SVPpv	AR	SVPpv	AR
Kirjallisuusarvot	10		4,2		1000		10000		40		3000
Näytetunnus
PV02 #1/155-175	57,8	0,71	110,8	4,67	640	22,6	16120	14,4	224,8	11,9	1875	22,2
PV02 #2/195-260	42	0,76	83,7	4,92	512,5	24,7	12658	15	140,7	12,8	2157	25,6
PV03 #1/80-130	7	0,48	15,3	1,9	138	11,4	2822	6,7	43,2	4,6	222	8,96
PV03 #2/135-205	60	0,39	81,2	2,03	902	10,3	19292	8,73	342,9	6	1329	9,3
PV05 #1/35-70			17,9	6,26	6058,8	30,9	307042	21,8	22,9	12,5	6475,5	29,7
PV05 #2/70-150			35,4	6,2	12623	30,8	686568	23	113,8	12,4	5617,5	29,1
PV07 1#/260-300	82,1	1,24	13,9	11,2	471,2	35,9	5774	24,8	38	53,4	400,5	47,3
PV07 #2/300-395
PV10 #1/240-300			438,3	45,5			555414	43,6	678,6	133	6405	114
PV10 #2/300-400	62,7	1,56	56,8	16,5	1111,8	54,7	18100	36,2	119,6	91,5	3009	72
PV12 #1/180-230
mpk04 #1/3-65
mpk04 #2/100-175	299,2	3,89	3,8	45,4			803858	125	66,4	266	2740,5	232
mpk04 #3/320-380
mpk04 #4/380-510			27,9	15,6	42177,4	52,3	201056	38,1	220,1	153	9081	89,6
PVP 11 #1/80-190	216,7	0,78	116,6	13,1	4044	36,8	52192	38,1	151,4	52,7	8172	68,1
PVP 11 #2/190-300	258,1	0,8	246,1	11,6	37636,4	41,4	564286	39,5	515,4	63,4	49816,5	72,4
PV23 #1/100-220	39,5	0,95	62,9	8,58	347,5	36,3	15200	12,4	184,4	16	375	29,9
PV23 #2/220-400	44,7	0,93	75,3	7,92	559,5	34,8	17522	20,5	230,7	17,3	964,5	37,4

Tulosten tarkastelu

Tutkittujen näytteiden maalajitteet olivat pääasiassa vähän hienoainesta ja orgaanista aineista sisältäviä hiekkaisia maalajeja, kuten hiekkamoreeneja ja hiekkoja. Tällaisissa maalajeissa pohjaveden liikkuminen on melko nopeaa, joten haitalliset aineet pääsevät leviämään suhteellisen helposti. Myös haitta-aineiden pitättyminen karkeampirakeiseen ainekseen on heikompaa verrattuna paljon hienoainesta sisältäviin maalajeihin. Luikonlahden alueen maaperä on hieman keskivertoa suomalaista kivennäismaata emäksisempää. Kationinvaihtokapasiteetit ovat pääsääntöisesti hyvin matalia ja redox-olosuhteet melko pelkistäviä. Alueen kallioperästä johtuen taustapitoisuudet ovat keskivertoa korkeammalla tasolla, erityisesti alkuaineiden Co, Cr, Cu, Ni ja Zn osalta.

Maaperän kontaminaatiota on tapahtunut erityisesti rikastamon piha-alueella (näytepiste mpk04), jossa PIMA-raja-arvot ylittyvät koboltin, kromin, kuparin, nikkelin ja sinkin osalta. Tehdasalueen ulkopuolella suurimmat ongelmat aiheuttavat koboltti ja nikkeli, joita esiintyy runsaasti näytepisteissä PV07, PV10 ja PV11. Myös mm. sinkkiä esintyy runsaasti, mutta ei PIMA-arvoja ylittäviä määriä. Osittaisuuttojen perusteella Co ja Ni vaikuttavat melko pysyviltä, eivätkä liukene 1 M NH4-asetaattiuutossa. Näytteelle mpk04#1 tehdyn rautasaostumia liuottavan 0,2 M NH4-oksalaattiuuton perusteella huomattava osa koboltista ja nikkelistä näyttäisi kuitenkin olevan sitoutuneena juuri rautasaostumiin.

Rautasaostumia syntyy liukoisen ferroraudan (Fe2+) hapettuessa ferriraudaksi (Fe3+). Näin tapahtuu usein mm. läpäisevissä maalajeissa ja pohjaveden pinnan tuntumassa (Carlson & Kumpulainen 2001). Luikonlahden ympäristönäytteissä on runsaasti silminhavaittavia rautasaostumia (näytteet mpk04#1, PV10#1, PV02). Rautasaostumamineraalit ovat yleensä hyvin pieniä, joten ne läpäisevät vesinäytteenotossa käytettävät suodattimet ja saattavat näin ollen häiritä liuenneen ja kolloidisen faasin erottamista toisistaan, joka saattaa osaltaan selittää joidenkin pohjavesinäytteiden korkeita metallipitoisuuksia. (Kumpulainen 2000)

Mahdollisista rautasaostumamineraaleista Luikonlahdella esiintyy luultavimmin ferrihydriittiä (Fe5HO8 4H2O) ja goethiittiä (a-FeOOH). Ferrihydriittiä syntyy neutraaleissa liuoksissa (pH > 5) ferroraudan hapettuessa nopeasti. Yleensä ferrihydriitti on melko harvinainen sulfidikaivosten happamissa ympäristöissä, mutta Luikonlahden maaperä on keskivertoa emäksisempää. Ferrihydriitillä on huomattava kyky adsorboida kationeita. Lisäksi nikkeli ja erityisesti koboltti-ionit pystyvät korvaamaan rautaa oksidin rakenteissa, jolloin ne eivät enää liukene helposti takaisin maaveteen (Kumpulainen 2000). Ferrihydriitti muuttuu kosteissa ja viileissä olosuhteissa lopulta goethiitiksi, joka on raudan ainoa pysyvä oksihydroksidimineraali. Koska goethiitti on yleensä kiderakenteeltaan paremmin järjestynyt, kuin ferrihydriitti, on todennäköistä, että adsorboitunutta ainesta vapautuu uudelleenkiteytymisen yhteydessä. (Carlson & Kumpulainen 2001)

Laskeutusaltaan alapuolisesta näytepisteestä PV12 otettu vesinäyte sisältää huomattavia määriä kobolttia ja nikkeliä. PIMA-arvoja ylittäviä pitoisuuksia ei kuitenkaan esiinny maa-aineksessa. Tämä saattaa johtua esimerkiksi rautasaostumien muodostumisen kannalta epäsuosiollisista redox-olosuhteista vesialtaan alapuolisessa jatkuvasti vedellä kyllästyneessä aineksessa, jolloin metallien pidättyminen on heikkoa. Valitettavasti kyseisen pisteen redox- ja pH-mittaukset puuttuvat.

Luikonlahden maaperän ollessa suhteellisen vähän hieno- ja orgaanista ainesta sisältävää, pidättyvät haitta-aineet pääasiassa rautasaostumiin, joiden muodostumiselle alueen olosuhteet ovat hiekkaisissa ilmaa läpäisevissä maalajeissa otolliset. Tarkasteltaessa taulukon 4 redox- ja pH-arvoja, voidaan todeta, että kaikkien arvoja sisältävien näytepisteiden olosuhteet näyttävät olevan raudan saostumiselle suosiolliset. Rautasaostumat ovat melko pysyviä, mutta pH:n laskiessa ja redox-olosuhteiden muuttuessa hyvin pelkistäviksi, myös ne saattavat liueta ja vapauttaa haitta-aineita pohjaveteen. Niiden määrä voi vaihdella myös mm. eri vuodenaikojen mukaan (Kumpulainen 2000).

Maa-vesi –jakautumiskertoimien perusteella lasketut alkuaineiden maaperän riskiarvot pohjaveden pilaantumisen kannalta korostavat rikastamoalueen huonoa tilaa. Alueen pilaantunut maa-aines tuntuu olevan yksi lähde, josta etenkin nikkeliä ja kobolttia kulkeutuu pohjaveden mukana ympäristöön. Kd-arvojen perusteella myös pisteen PV07 nikkeliä päätyy pohjaveteen. Vaikka pisteessä mpk04 on havaittavissa myös korkeita kromin, kuparin ja sinkin pitoisuuksia, nämä metallit eivät vaikuta kulkeutuvan kovinkaan helposti kauemmas suurina pitoisuuksina. Erityisesti kupari näyttää sitoutuneen tiukasti näytteen mpk04#3 turpeeseen; Co, Ni ja Zn ovat suhteellisen liukoisessa muodossa, mutta kupari on käytännössä pelkästään HNO3-liukoisessa fraktiossa.

Aineiston perusteella maa-vesi –jakautumiskertoimien avulla lasketut maaperän riskiarvot pohjaveden pilaantumiselle näyttävät antavan oikeansuuntaisia tuloksia. Ongelmana on menetelmän paikkakohtainen hienosäätäminen esimerkiksi oikeansuuruisten laimenemiskertoimen osalta. NH4-asetaattiuutto on liian heikko liuottamaan rautasaostumiin sitoutuneita haitta-aineita. Lisäksi hienoainespitoisempien näytteiden kohdalla asetaattiuuttoisessa fraktiossa ei tapahdu juurikaan muutosta, joten asetaattiuutto ei näytä liuottavan myöskään hienoainekseen sitoutuneita metalleja kovinkaan tehokkaasti. Luikonlahden kaltaisessa ympäristössä rautasaostumia liuottava NH4-oksalaattiuutto antaisi luultavasti käytännöllisempiä tuloksia.

Yhteenveto mitatuista pitoisuuksista

Ympäristönäytteenoton perusteella haitta-aineita näyttää kulkeutuvan rikastamoalueelta sekä länteen kohti Petkellahtea, että etelään kohti Luikonlahtea. Haitta-aineet, erityisesti nikkeli ja koboltti, sitoutuvat maaperässä rautasaostumiin, jolloin maa-aineksen PIMA-arvot ylittyvät näiden kahden alkuaineen osalta suhteellisen kaukanakin rikastamoalueelta. Rikastamoalueen kupari sitoutuu hyvin alueen turvekerrokseen, eikä ole suuremmissa määrin levinnyt ympäristön maaperään. Luikonlahden alueella esiintyy myös kohonneita sinkin ja kromin pitoisuuksia, mutta pitoisuudet ovat pääsääntöisesti raja-arvoja matalampia ja pysyvässä muodossa (erityisesti kromi). Maaperän pilaantuneisuuden arviointia vaikeuttaa alueen luontaisesti korkeat metallipitoisuudet.

Rautasaostumiin sitoutuneet haitta-aineet ovat melko pysyvässä muodossa, eikä ongelmia luultavasti esiinny, elleivät pH/Eh-olosuhteet muutu rajusti esimerkiksi pohjaveden pinnan kohotessa ja pH:n laskiessa.

Maa-vesi –jakautumiskertoimiin perustuva menetelmä näyttää olevan suhteellisen tehokas keino pohjaveden pilaantumisen riskin arvioimiseksi.

Lähteet

Blume, H.P., Brümmer, G., 1987. Prognose des Verhaltens von Schwermetallen in Böden mit einfachen Feldmethoden, Mitt. Dtsh. Bodenkundl. Ges., 53, 111.

Carlson, L. & Kumpulainen, S. 2001. Oksidiset rautasaostumat haitallisten aineiden pidättäjinä. Geologian tutkimuskeskus, tutkimusraportti 153, 30-33.

Chuan, M.C., Shu,G.Y. and Liu, J.C., 1996. Solubility of Heavy Metals in a Contaminated Soil; Effects of Redox Potential and pH, Water, Air and Soil Pollution 90: 543-556.

DeLaune, R.D. and Reddy, K.R., 2005. Redox Potential. In Encyclopedia of Soils in the Environment. D. Hillel (ed). Academic Press. Pp. 366-371.

Heikkinen, P.M., Räisänen, M.L., Johnson, R.H., 2009. Geochemical characterization of seepage and drainage water quality from two sulphide mine tailings impoundments: Acid mine drainage vs. neutral mine drainage. Mine Water and the Environment 28:30-49.

Kabata-Pendias, A., 2001. Trace elements in soils and plants, 3rd ed. CRC Press, ISBN 0-8493-1575-1.

Kauppila, P.M., Karlsson, T., Putkinen, S., Forsman, P. & Solismaa, L., 2011. Luikonlahden ympäristönäytteenotto, yhteenvetoraportti tehdyistä tutkimuksista vv. 2010-2011. Geologian tutkimuskeskuksen julkaisematon raportti

Koljonen, T. (toim.) 1992. Suomen geokemian atlas, osa 2: moreeni. Geologian tutkimuskeskus, Espoo. ISBN 951-690-379-7.

Kumpulainen, S. 2000. Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset – Raskasmetallien ja muiden ympäristölle haitallisten aineiden sitoutuminen raudan oksideihin ja oksihydroksideihin. Geologian tutkimuskeskus, raportti S/42/0000/1-2000.

Nikkarinen, M., Kollanus, V., Ahtoniemi, P., Kauppila, T., Holma, A., Räisänen, M.L., Makkonen, S., Tuomisto, J. 2008. Metallien yhdennetty kohdekohtainen riskinarviointi, Kuopion yliopiston Ympäristötieteen laitoksen monistesarja 3/2008, ISSN 0786-4728.

Lahermo, P., Tarvainen, T., Hatakka, T., Backman, B., Juntunen, R., Kortelainen, N., Lakomaa, T., Nikkarinen, M., Vesterbacka, P., Väisänen, U. ja Suomela, P., 2002. Tuhat kaivoa – Suomen kaivovesien fysikaalis-kemiallinen laatu vuonna 1999. Geologian tutkimuskeskus, tutkimusraportti 155.

Langmuir, D., 1997. Aqueous Environmental geochemistry. Prentice-Hall. ISBN 0-02-367412-1.

Lilja, H., Uusitalo, R., Yli-Halla, M., Nevalainen, R., Väänänen, T., Tamminen, P., 2006. Suomen maannostietokanta; Maannoskartta 1:250 000 ja maaperän ominaisuuksia. MTT:n selvityksiä 114.ISBN 952-487-018-5 (painettu).

Mälkönen, E., 1996. Maaperän happamoituminen ja metsämaan viljavuus. Teoksessa: Kauranen P (toim.): Suomalainen tiedeakatemia. Vuosikirja 1995. Vammalan kirjapaino, Vammala. Ss. 115-122.

Peltonen, P., Kontinen, A., Huhma, H. and Kuronen, U., 2008. Outokumpu revisited: New mineral deposit model for the mantle peridotite-associated Cu-Co-Zn-Ni-Ag-Au sulphide deposits. Ore Geology Reviews 33, pp. 559-617.

Sosiaali- ja terveysministeriö 2001. Asetus pienten yksiköiden talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista. Suomen säädöskokoelma 401/2001.

Tapir 2011. Valtakunnallinen taustapitoisuusrekisteri, http://www.geo.fi/tapir/index.html.

Tarvainen, T., Jarva, J., 2009. Maaperän Kd-arvot ja geokemiallinen koostumus Pirkanmaalla ja Uudellamaalla. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti S41/2009/59. 15 s.

WHO 2011. Guidelines for drinking-water quality. http://whqlibdoc.who.int/publications/2011/9789241548151_eng.pdf (Viitattu 8.11.2011).

Ympäristöministeriö 2007. Maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arviointi. Ympäristöhallinnon ohjeita 2/2007. 210 s.