1. No category

Kuva: Helsingin Satama
Vuosaaren sataman sisään jäävä Niinilahti ruoppaustyön alla.
Jorma Rytkönen, VTT Tuotteet ja tuotanto
[email protected]
Pasi Vahanne, VTT Prosessit
[email protected]
Satamien kunnossapitotöiden
suorittaminen ja TBT
Viime aikoina on satamarakentajia, viranomaisia ja konsultteja työllistänyt satamista ja väyläalueilta löytynyt TBT, eli tributyylitina.
Kyseisestä haitta-aineesta ei aiemmin ole juuri hiiskuttu, ja yhtäkkiä
siitä on kohistu suurten päivälehtien palstoillakin, yleensä liittyen
satamien ja väylänpitäjän teettämiin ruoppaus- ja läjitysurakoihin.
Mistä siis oikeastaan on ollut kysymysSilta Herttoniemessä. Lähde:
www.finstone.com?
T
ributyylitina eli TBT on
orgaaninen tinayhdiste,
jota on erityisesti käytetty alusten ja vedenalaisten offshore-rakennelmien
pintojen päällystämisessä estämään vedeneliöiden ja kasvien
kiinnittymistä rakenteisiin. Tributyylitinayhdisteillä käytännössä
tarkoitetaan kahta yhdistettä, tributyylitinaoksidia ja tributyylitina-
hydroksidia, joilla molemmilla on
suhteellisen alhainen höyrynpaine. Ne ovat huonosti haihtuvia ja
niiden vesiliukoisuus vaihtelee
välillä 5-50 mg/l. Vesiliukoisuuteen
vaikuttaa voimakkaasti mm. liuoksen happamuus. Sen sijaan TBTyhdisteet ovat kohtalaisen hyvin
rasvaliukoisia, jolla on merkitystä
arvioitaessa sen kykyä varastoitua
esimerkiksi eläinrasvoihin.
Antifouling-maalista
sedimentin haitta-aineeksi
TBT on erityisesti aiemmin ollut
varsin käytetty tehoaine antifouling-maaleissa. Vesistöihin se on
joutunut periaatteessa kahdella
tavalla: liukenemalla käyttötarkoituksensa mukaisesti pinnoitteesta
estäen samalla kasvien kiinnittymistä ja mekaanisesti tapahtuvan
hankauksen mukana. Mekaanises-
ta hankauksesta tapahtuvaa irtoamista on erityisesti tapahtunut laivatelakoilla alusten pohjien hiekkapuhalluksen seurauksena. Hiekkapuhallus sinänsä ei ole ollut primäärisyy, vaan jätteiden luontoon
kulkeutumisen salliminen. Orgaanisia tinayhdisteitä ei tänä päivänä kiristyneen kansainvälisen
lainsäädännön mukaan juuri enää
käytetä, ja lähitulevaisuudessa niiden käyttö on kielletty laiva- ja
merirakenteissa kokonaan.
TBT-yhdisteitä löytyy merenpohjan pintasedimenteistä sekä
venesatamien ja telakoiden läheisyydestä että erityisesti kauppamerenkulun väyliltä ja satama-altaista. Erityisen suuria pitoisuuksia on todettu vanhojen laivatelakoiden edustalla, jossa maalipig
TEKNIIKKA ja KUNTA 5/2004 31
potkurivirtaukset). Toisaalta, jos
mitään ei tehtäisi, aiheutuisiko TBT
kuormituksesta suurempi uhka ympäristölle, koska ko. haitta-aine
joka tapauksessa jo on meren pohjassa? Onko siis tätäkin työmaata
itse asiassa pidettävä vesistön kunnostuksena eikä ympäristöä pilaavana toimenpiteenä?
KUVA: NISKA&NYYSSÖNEN OY
TBT:n vaarallisuudesta
ympäristöön
Esimerkki TBT-pitoisen massan stabiloimisesta Trondheimin satamassa v. 2003.
menttiä sisältäviä hiukkasia on kasautunut paikallisesti merkittäviä
määriä puhallushiekan ja ruosteen
mukana. Sedimenttiin joutuneena
TBT:n haitallisuudesta ei aiemmin
juuri ole ollut tietoa, ja vielä tälläkin hetkellä sen haitallisuudesta ei
maamme murtoveden olosuhteissa ole kovin täsmällisiä tutkimustuloksia.
TBT:n
ympäristövaikutuksista
Antifouling-maaleista vapautuvat
TBT-päästömäärät riippuvat ympäristöolosuhteiden lisäksi maalityypistä. Uudemmissa maaleissa TBT
on kemiallisesti sitoutunut pigmenttiin, josta TBT:tä liukenee hitaasti maalipinnan kulumisen
funktiona. Vanhemmissa TBT-maaleissa tehoaine oli sekoitettu fysikaalisesti maalimatriisiin, josta se
liukeni diffuusion vaikutuksesta
eksponentiaalisesti. Vesiympäristössä sitä näin muodoin voi olla
sekä maalissa tai maalihiukkasissa, liuenneessa muodossa ja pohjan sedimenttipartikkeleissa kiinnittyneenä.
TBT on tehokkaasti, mutta reversiibelisti kiinteään ainekseen absorboituva yhdiste. Veteen liuenneena TBT absorboituu nopeasti
savimineraaleihin ja keräytyy nopeasti hienojakoiseen hiukkasainekseen. Savimineraalit ja metallioksidit ovat tehokkaimpia absorbentteja. Sedimentin pinnan sijai32 TEKNIIKKA ja KUNTA 5/2004
tessa nk. häiriintymättömissä olosuhteissa, on TBT:n diffuusio vesifaasiin erittäin hidasta. Näin ainakin valtameriolosuhteissa - murtoveden olosuhteissa tutkimustuloksia on niukemmin käytettävissä.
Liuenneessa muodossa TBT on
erittäin myrkyllistä, joskin sedimenttiin kiinnittyneenä (tai maalipartikkeleissa) se ei ole erityisen
bioaktiivisessa muodossa. Ulkomailla on merenrannikon satamien läheisyydessä mitattu tyypillisesti TBT pitoisuuksia 1-100 ng/l.
TBT:n käytön väheneminen on
myös laskenut pitoisuustasoja, sillä TBT myös ajan mittaan hajoaa,
puoliintuu vesiympäristössä. Puoliintumisajan pituudesta ei maamme murtovesiolosuhteissa ole
tarkkaa käsitystä, sillä hajoamisnopeuteen vaikuttaa lämpötilan ja
sedimentin happipitoisuuden lisäksi moni muu tekijä. Kirjallisuudesta löytyykin useita eri arvioita
puoliintumisajasta aina muutamasta päivästä useaan kuukauteen. VTT:n tekemien kirjallisuusselvitysten mukaan TBT:n puoliintumisaika aerobisissa olosuhteissa olisi ainakin yksi vuosi ja anaerobisissa olosuhteissa 2-5 vuotta.
TBT:n ympäristövaikutuksista
käyty keskustelu on monessa yhteydessä ollut värittynyttä ja tarkoitushakuista. Ympäristövaikutukset
on yhdistetty rakentamistoimintaan liittyvään ruoppaus- ja läjitys-
toimintaan. Harvoja on kiinnostanut pohtia TBT:n pitkäaikaiskuormittavuutta, sen hitaan hajoamisen keston aikana tapahtuvaa
kuormitusta ja joutumista ekosysteemiin. Värikkyyttä on tuonut
myös keskustelut TBT-pitoisuuden
sallituista raja-arvoista ja kannanotot erilaisten raja-arvojen perusteista. TBT:n haitallisuuden arviointiin liittyy näet runsaasti epävarmuuksia, eikä TBT:n toksisuutta luonnonolosuhteissa voida arvioida suoraan sedimenteistä mitattujen pitoisuuksien perusteella.
Ympäristöolosuhteilla ja paikallisilla olosuhteilla on tapauskohtaisesti valtava merkitys. Pitoisuusmääritysten rinnalle tulisikin kehittää erilaisia biotestejä mittaamaan
haitta-aineen akuuttia ja kroonista toksisuutta.
Esimerkiksi Vuosaaren sataman
alueelta on löydetty merkittäviä
TBT-jäämiä pintasedimenteistä,
mutta haitta-aineen toksisuudesta ei ole luotettavaa näyttöä. Myös
TBT:n liukoisuus vesifaasiin on ko.
olosuhteissa ollut mitätön. Myöskään ei täysin tunneta alueen hydrodynaamisia olosuhteita, jotta
voitaisiin arvioida TBT:n kulkeutumisen ja leviämisen määrää kontaminoiduilta alueilta ympäristöön. Epäilemättä, jos TBT:tä ei
poistettaisi tai inaktivoitaisi suunnitellulta satama-alueelta, kulkeutuisi TBT:tä runsaasti ympäristöön
tiheän laivaliikenteen takia (mm.
TBT:n myrkyllisyys ja vaikutusmekanismit ympäristöön ovat myös
varsin hankala asia lähestyä kvalitatiivisesti. Metallinen tina ja epäorgaaniset tinayhdisteet ovat
yleensä vain lievästi tai eivät ollenkaan myrkyllisiä. Orgaaniset tinayhdisteet, kuten juuri TBT, ovat
myrkyllisyydeltään ja kertymisvaikutuksiltaan taas hyvinkin erilaisia.
Niillä on todettu olevan hormonitoimintoja häiritseviä vaikutuksia,
jotka ilmeisesti ovat vesieliöille
haitallisempia kuin nisäkkäille. Lipofiilinen TBT keräytyy erityisesti
rasvakudoksiin, kuten maksaan ja
aivoihin, ja sen haittavaikutukset
korostuvat eri eliöiden nuoruusvaiheissa. Kaikkein haitallisimmat
TBT-haittavaikutukset on todettu
erilaisille nilviäisille, joiden kyky
metaboloida TBT:tä on poikkeuksellisen huono. Kaloihin TBT:tä
myös kertyy helposti, mutta TBT ilmeisesti myös poistuu kaloista nopeammin. TBT:llä on myös haittavaikutuksia erityisesti merilintuihin, jotka käyttävät ravinnokseen
pohjaeläimiä.
Tällä hetkellä selvitetään TBT:n
haittavaikutuksia useissa työryhmissä, ja myös Suomessa on ympäristöministeriön toimeksiannosta käynnissä selvityksiä erilaisten
haittavaikutusten selvittämiseksi.
Selvityksen alla on myös yleiskatsauksen teko rannikkoalueen tilasta TBT-pitoisuuksien suhteen, sillä aivan varmaa on, että kaikista
kauppamerenkulun satamista ja
venesatamista löytyy TBT-jäämiä,
joistakin vähemmän, joistakin
enemmän.
Haitta-ainerajat
Kuluneen vuoden keväällä ympäristöministeriö julkisti uuden sedimenttien ruoppaus- ja läjitysohjeen, jossa on määritetty haitta-aineiden raja-arvot ruoppausmassan
läjityskelpoisuuden arvioimiseksi.
Ohjeessa on lisäksi esitetty tietoa
lainsäädännöstä ja lupahakemusta varten tehtävistä selvityksistä.
Arvioinnissa keskeisen perustan
muodostavat ruoppausmassan
laatukriteerit, jotka ohjeen mukaan
KUVA: J. RYTKÖNEN, 2003
Esimerkki belgialaisesta sedimentin kunnostusprojektista, jossa
kontaminoidusta hiekasta rakennetaan maakerroksia uuden
teollisuustaajaman pohjaksi, Fasiver, Gent. (Kuva J. Rytkönen,
2003)
voidaan ilmaista haitta-aineen pitoisuuksina sedimentissä, biologisina vaikutuksia tai muina ympäristön laatustandardeina. Tällä hetkellä ei viranomaisilla kuitenkaan ole
juuri muuta mahdollisuutta kuin pitäytyä pitoisuusarvoihin, sillä murtoveden olosuhteisiin ei vielä ole
olemassa hyväksyttyjä biologisia
standardeja.
Ohjeessa on esitetty kaksi haitta-tasoa, alempi Taso1 ja ylempi
Taso 2, joiden avulla läjityskelpoisuus luokitellaan seuraavasti:
- Haitaton ruoppausmassa, eli
Tason 1 alittava ruoppausmassa,
josta aiheutuvia haittoja voidaan
yleisesti pitää kemiallisen laadun
puolesta meriympäristölle merkityksettöminä. Ruoppausmassa on
mereen läjityskelpoista.
- Mahdollisesti pilaantunut
ruoppausmassa, jonka haitta-ainepitoisuudet asettuvat Tason 1 ja
Tason 2 väliin. Läjityskelpoisuus on
arvioitava tapauskohtaisesti.
- Pilaantunut ruoppausmassa,
jossa haitta-ainepitoisuus ylittää
Tason 2. Tämä massa on mereen
läjityskelvotonta, ja joudutaan ottamaan maalle ja käsittelemään
asianmukaisesti. Vain jos maalle
ottamisen vaihtoehto on ympäristön kannalta huonompi, voidaan massa läjittää mereen.
Taulukossa 1 on esitetty haitta-ainerajoja joillekin haitta-aineille. Todetaan esimerkiksi, että
TBT:n suhteen haitta-ainerajat
ovat kansainvälisesti verrattain
hyvin perusteltuja, joskin hajontaa eri kansallisissa raja-arvoissa
on paljon.
Tarve yhtenäiseen
toimintatapaan
Edellä esitetyn lyhyen katsauksen
nojalla voidaan todeta kansallisesti tapahtuneen jämäköitymistä uuden ohjeistuksen laatimisen
nojalla. Ohje ei myöskään tule
jäämään lopulliseksi, sillä tietämyksen kasvaessa tulee ympäristöministeriö myöhemmin laatimaan esityksen uudeksi asetukseksi ruoppausmassan sisältämien haitallisten aineiden arviointiperusteista ja raja-arvoista.
Koska maamme murtovesiolosuhteissa ei ole kovinkaan kattavaa tietoa TBT:n vaikutusmekanismeista ja/tai sen vaikutuksia
koskevista biologisista määrittelymenetelmistä, tuleekin kyseisistä
seikoista saada nopeasti uutta tutkimustietoa. Merikuljetusten ja satamatoiminnan ollessa myös merkittävin osa logistisessa tavaroiden
kuljetusketjussa tulisi nopeasti kehittää yhtenäinen toimintatapa ja
TBT:n riskinarviointimenettely varmistaen siten hankkeiden ympäristöystävällinen toteuttaminen.
VTT on laatinut esitystä haittaaineilla kontaminoitujen massojen
käsittelemiseksi, joka yhtäällä perustuisi ympäristön kannalta parhaaksi katsottavaan menettelyyn
(BEP, best environmental practise),
toisaalta siihen todelliseen mahdollisuuteen, mitä tekniikka voi tarjota (BET, best available technology). Reunaehdot kansainvälisessä
mielessä on asetettu jo Koillis-Atlanttia koskevassa OSPAR-sopimuksessa vuodelta 1992 sekä lukuisissa Helcomin ohjeissa ja suosituksissa. Teknillisessä mielessä
ohjeistus ja tekniikoiden valintaperusteet noudattaisivat CEDA:n
(Central Dredging Association) ja
PIANC:n (International Navigation
Association) eri työryhmien suosituksia.
Punaisena lankana laadittavassa toimintamallissa olisi sekä
ruoppaus- että läjitysmenetelmien
elin- kaaritarkastelu, että sedimenttien mahdollisten kunnostusmenetelmien elinkaaritarkastelu,
johon prosessina nivotaan riskinarviointiosa hyöty-kustannuslaskelmineen. Tavoitteena olisi soveltaa maarakentamisen elinkaaritarkasteluun VTT:ssa kehitettyä elinkaaritarkastelua, ja laatia siitä verkkopohjainen työkalu sekä viranomaisten, urakoitsijoiden ja suunnittelijoiden käyttöön. Hanke on
ideana saanut kannatusta usealta
eri osapuolelta ja VTT:ssa suhtaudutaan positiivisesti hankkeen toteutumisen ja sen käynnistymisen
mahdollisuuteen.
Taulukko 1. Ruoppausmassan laatukriteerejä eräille haitta-ainepitoisuuksille (korjattu pitoisuus).
Aine
Taso 1 [mg/kg kuiva-ainetta]
Taso 2 [mg/kg kuiva-ainetta]
elohopea (Hg)
0,1
1
lyijy (Pb)
sinkki (Zn)
40
170
200
500
arseeni (As)
15
60
mineraaliöljy
50
1 500
TBT
3
200
DDT + DDE + DDD
0,01
0,03
TEKNIIKKA ja KUNTA 5/2004 33