1.8.2017

Geoblogi: Terveisiä kuopan reunalta

Teksti:
Tarja Hatakka, Geologi

Metalli kalahtaa kiveen. Rautalapion hiertäminen kiveä vasten kiusaa korvia ja saa kylmät väreet kulkemaan selkäpiitä pitkin, taas tarvitaan rautakankea. Hiki kiiltää kuopankaivajien otsalla lähes hellelukemia hipovassa aurinkoisessa kesäsäässä. Hyttyset, paarmat ja mäkäräiset pörräävät ympärillä sakeana parvena aina iskuvalmiina.

Olemme ottamassa maaperänäytteitä Sodankylässä kaivosalueiden ympäristön geokemiallisten taustapitoisuuksien määrittämistä varten. Näytteenotto on osa Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) taustapitoisuuskartoitusta, jonka tavoitteena on selvittää useiden eri alkuaineiden tavanomaiset luonnolliset taustapitoisuudet maaperässä.

Kuopankaivuuta Sodankylässä maaperän taustapitoisuustutkimuksen näytteenottoa varten. Kangen avulla kiviä irrottaa Tuomo Stranius ja kuokan varressa Markku Komulainen. Kuva: Tarja Hatakka

Kuoppa syvenee pikkuhiljaa sentti kerrallaan kohti muuttumatonta tai lähes muuttumatonta pohjamaata. Aina ei päästä riittävän syvälle, kun esimerkiksi edellispäivien sadevesi on vielä kulkemassa kohti pohjavesivyöhykettä tulvien kuoppaan, tai kun maaperässä on niin isoja kiviä, ettei niille lapiovoimin pärjää, joskus saattaa kalliokin tulla vastaan.

Kuoppien paikat on suunniteltu ennen näytteenottoa olemassa olevia tietoja, pääasiassa maa- ja kallioperätietoja hyödyntäen. Kuopat on pyritty sijoittamaan luonnontilaisille alueille siten, että ihmistoiminnan vaikutus maaperässä olisi mahdollisimman vähäistä. Pintamaanäytteessä saattaa joskus näkyä ilmaperäisen laskeuman, kuten liikenteen päästöjen vaikutus, mutta pohjamaanäyte edustaa yleensä hyvin alueen geologiaa.

 

Valmiin kuopan seinämä puhdistetaan valokuvausta ja näytteenottoa varten. Humuskerroksen alta paljastuvat vaalea huuhtoutumiskerros, ruosteenvärinen rikastumiskerros ja usein myös harmaa pohjamaa. Kuva: Tarja Hatakka

Nyt otamme esille muoviset näytteenottokauhat ja näytepussit. Kuopan reunat siistitään kauhalla valokuvausta ja näytteiden ottoa varten. Näytepussiin koverretaan maa-ainesta kuopan pohjalta noin 70–100 cm syvyydestä kilon verran (pohjamaanäyte) ja toiseen pussiin materiaalia kuopan yläreunasta (pintamaanäyte). Pintamaanäytteeseen otetaan maa-ainesta humuskerroksen alta aina 25 cm:n syvyydelle asti. Ylimmästä osasta on sadevesi useimmiten huuhtonut ja liuottanut maaperästä mukaansa herkimmin liukenevia aineita, joista osa saostuu alempana muodostaen ruosteenvärisen rikastumiskerroksen. Syvemmällä maaperässä rikastumiskerros vaihtuu vähitellen muuttumattomaksi pohjamaaksi.

Kaikki näytteenottoon liittyvät havainnot ja tiedot, kuten näytteen tunnus, päivämäärä ja sijaintitiedot, kirjataan maastotallentimelle Maapeli-sovellusta käyttäen. Käytämme työkäyttöön kehiteltyä järeämpää sovellusta, mutta Maapelistä on tarjolla nykyään myös kaikille avoin mobiilisovellus maaperähavaintojen ja näytetietojen tallennusten tekoon. (http://tupa.gtk.fi/posteri/tp_0295.pdf ). Kun kaikki on kirjattu, täytämme ja peitämme kuopan, ja suuntaamme kimpsuinemme ja kampsuinemme seuraavalle näytepisteelle toivoen, että sää jatkuisi poutaisena.

Maaperän pintamaanäytteeseen otettiin maa-ainesta muovikauhalla mineraalimaasta humuksen alta aina 25 cm:n syvyydelle asti. Kuva: Tuomo Stranius

Jääkauden aikana jäätikön kallioperästä irrottama, kuljettama, jauhama ja muotoilema maa-aines toimitetaan näytepusseissaan laboratorioon, jossa se kuivataan ja seulotaan. Alle 2 mm aineksesta analysoidaan noin 40 alkuaineen kuningasvesiliukoiset pitoisuudet. Pitoisuustuloksia käsitellään tilastollisesti ja niistä piirretään alueelliset pitoisuuskartat.

Pitoisuustulokset tallennetaan valtakunnalliseen taustapitoisuus-karttapalveluun (TAPIR, http://gtkdata.gtk.fi/Tapir/), joka on vapaasti kaikkien hyödynnettävissä. Taustapitoisuuskartoituksen yhtenä tavoitteena on määrittää tutkimusalueen maaperälle tavanomaisen taustapitoisuusjakauman yläraja eli suurin suositeltu taustapitoisuusarvo (SSTP-arvo).

GTK on tutkinut eri alkuaineiden geokemiallisia taustapitoisuuksia Suomen maaperässä taajama-alueilla ja niiden ulkopuolella. Viime vuonna aloitettiin maaperän taustapitoisuuskartoitukset pilottitutkimuksena myös kaivosalueiden ympäristössä Kittilän Kuotkon ja Sodankylän Kevitsan alueella. Pilottitutkimuksen tuloksia on esitetty GTK:n raportissa Kaivosalueiden maaperän taustapitoisuus – pilottitutkimus v. 2016 (http://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/12_2017.pdf).

Pilottitutkimuksen tuloksissa todettiin, että sekä Kevitsan että Kuotkon tutkimusalueilla maaperässä on luontaisesti hyvin suuria haitallisten aineiden pitoisuuksia, jotka ylittävät maaperän pilaantuneisuuden ja kunnostustarpeen arviointiin annetun asetuksen (VNa 214/2007) kynnysarvo- ja ohjearvopitoisuudet, paikoin jopa moninkertaisesti.

Tutkimusaineistosta lasketut suurimmat suositeltavat taustapitoisuudet, SSTP-arvot ovat Kevitsan tutkimusalueen maaperän Co-pitoisuudelle 24 mg/kg, Ni-pitoisuudelle 99 mg/kg ja Cr-pitoisuudelle 216 mg/kg. Kittilän Kuotkon tutkimusalueen maaperän SSTP-arvo As-pitoisuudelle on 88 mg/kg ja V-pitoisuudelle 200 mg/kg. Nämä ylittävät PIMA-asetuksen alemman ohjearvopitoisuuden. Koboltin SSTP-arvo on 45 mg/kg ja nikkelin 58 mg/kg.

Nikkelipitoisuudet Sodankylän Kevitsan tutkimusalueen maaperässä kesäkuussa 2016. Kuva: Kirsti Keskisaari

Maaperän arseenipitoisuudet Kittilän Kuotkon tutkimusalueen maaperässä heinäkuussa 2016. Kuva: Kirsti Keskisaari.

Olimme tiedottaneet maaperänäytteenotosta lehdistötiedotteella Sodankylän alueella ilmestyvissä sanomalehdissä, ja meidän kokemuksiemme mukaan paikalliset asukkaat suhtautuivat taustapitoisuuskartoituksen maaperänäytteiden ottamiseen myönteisesti. Mieltämme lämmitti havainto, että viime vuotisen pilottitutkimuksen raportti oli löytänyt tiensä myös alueen yritystoimijoiden luettavaksi.

Monet haitallisetkin aineet esiintyvät luontaisesti kallio- ja maaperässä ja niitä huuhtovissa pinta- ja pohjavesissä. Määrät vaihtelevat kivilajikohtaisesti. Eri alkuaineiden pitoisuuksista Suomen maaperässä, sen yleisimmässä maalajissa, moreenissa, voi lukea moreeniatlaksesta (Koljonen ym. 1992 http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_008.pdf).

Maaperän geokemiallista taustapitoisuustietoa tuotetaan ympäristöviranomaisten, alueen toimijoiden sekä asukkaiden käyttöön. Valtioneuvoston asetuksessa maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista (VNa 214/2007) annetaan mahdollisuus käyttää asetuksessa annettujen raja-arvojen sijaan alueellista taustapitoisuutta, kun arvioidaan maaperän pilaantuneisuutta.

Maaperän taustapitoisuustiedot ovat tarpeen esimerkiksi, kun mietitään maa-ainesten läjittämiseen soveltuvia paikkoja, tai erilaisten ympäristölupien lupaehtojen määrittelyssä. Tietoa luonnostaan tavanomaista suuremmista metalli- ja arseenipitoisuuksista maaperässä ja vesissä voidaan hyödyntää myös kaavoituksessa.

Taustapitoisuustutkimuksen maaperänäytteenotto Sodankylän alueella alkaa olla loppusuoralla, mutta maaperänäytteiden otto kaivosalueiden ympäristössä jatkuu tänä kesänä vielä Orivedellä.

Tarja Hatakka

Teksti: Tarja Hatakka

Tarja Hatakka työskentelee Geologian tutkimuskeskuksen Ympäristögeologia-yksikössä Espoossa. Hän on ollut GTK:n palveluksessa tutkimusassistenttina v. 1989–1992 ja geologina vuodesta 1993 lähtien toimien mm. pohjaveden ja maaperän geokemiallisissa tutkimuksissa.