RIMA -projektissa saatuja tuloksia maaperän in situ kunnostuksesta Suomessa Remediaatioseminaari 19.4.2013 Suvi Simpanen Ympäristötieteiden laitos / Suvi Simpanen www.helsinki.fi/yliopisto 23.4.2013 1 Esityksen sisältö • RIMA-hankkeen esittely • Öljyonnettomuuden mallinnus ja puhdistusmenetelmien testaus pilot mittakaavan kokeessa • Tiedon keruu Suomessa tehdyistä in situ – kunnostuksista 2000 – 2012 • Remediaatiokyselyn toteutus ja siitä saatuja tuloksia www.helsinki.fi/yliopisto 2 www.helsinki.fi/yliopisto RIMA-hankkeen tavoitteet Kehittää kemikaalionnettomuuksiin liittyvää riskinhallintaa mm. •Mallinnus NAPL:n kulkeutumisesta •Ekotoksisuuskokeita polttoaineilla Lisätä Suomen ja Viron välistä yhteistyötä ja kehittää verkostoja •Workshopit •Seminaarit Lisätä uusien, innovatiivisten menetelmien käyttöä maaperän ja pohjaveden puhdistuksessa •Remediaatiokysely alan asiantuntijoille •Tiedon keruu in situ –puhdistetuista kohteista •Puhdistusmenetelmien vertailu kokeellisesti Tuotetun tiedon julkaisu: •Kirjallisuusselvitykset •Artikkelit •Raportit •Tietokannat www.helsinki.fi/yliopisto 4 Partnerit Pääpartneri: Helsingin yliopisto, Koulutus- ja kehittämiskeskus Palmenia (Kotka) - Projektipäällikkö Sanna Kauppi Tutkija Vuokko Malk Tutkija Mari Dahl Sihteeri Paula Filppu Partneri 2: Partneri 3: National Institute of Chemical Physics and Biophysics (Tallinna) Helsingin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos (Lahti) - - Professori Martin Romantschuk - Yliopiston lehtori Olli-Pekka Penttinen - Tutkija Suvi Simpanen Vanhempi tutkija Irina Blinova Tutkija Liina Kanarbik Tutkija Mariliis Sihtmäe Tutkija Kai Kunnas www.helsinki.fi/yliopisto 5 Kesto ja rahoitus • Hankkeen kesto 01/2011-12/2013 • Päärahoittaja Central Baltic INTERREG IV A Programme 2007-2013 Etelä-Suomi – Viro alaohjelma • Muita rahoittajia: - Varsinais-Suomen ELY:n (kansallinen vastinraha) - Lahden kaupunki, - Partneriorganisaatiot www.helsinki.fi/yliopisto 6 Maaperän in situ – kunnostusmenetelmien testaus • Mallinnetaan onnettomuustilannetta, jossa maaperä saastutetaan polttoaineilla • Tutkitaan saastumisen vaikutusta maaperään ja puhdistamista eri menetelmillä • Luonnollinen biohajoaminen • Biostimulaatio • Kemiallinen hapetuskäsittely • Toteutus Jokimaan maaperätutkimuskeskuksessa • Kesto noin 1,5 v www.helsinki.fi/yliopisto 7 MAAKERROKSEN RAKENNE KOKEESSA KAAVAKUVA KOKEESTA Lysimetrin korkeus 195 cm tilavuus 1,7 m3 sisähalkaisija 104 cm 10 cm Polttoaineonnettomuus 10 l Neste Green diesel 10 l 95 E10 bensiini 10 cm metsämaan pintakerros 2X 10 cm kerros isoja kiviä koko 30-100 mm Kemiallinen hapetus 20 cm kerros pieniä kiviä koko 3-6 mm Biostimulaatio 165 cm Luontainen biohajoaminen 85 cm 155 cm hiekkakerros partikkelikoko 0-4 mm Kontrolli 35 cm 2X 2X 2X Lysimetrin korkeus 195 cm tilavuus 1,7 m3 sisähalkaisija 104 cm LYSIMETRIEN TÄYTTÖ HIEKAN TIIVISTYS 11 METSÄMAAKERROKSEN LISÄYS 12 POLTTOAINEONNETTOMUUS Mitä monitoroidaan? MAA • • • • • • • • Öljypitoisuudet Ekotoksisuus lierolla (Eisenia fetida) Mikrobipitoisuudet qPCR – tekniikalla (quantitative PCR) Muutokset mikrobiyhteisössä LHPCR –tekniikalla (length heterogeneity PCR) Lämpötila pH Kuivapaino Orgaanisen aineen määrä VESI • • • • • • Maan läpi tulevan veden määrä Öljypitoisuudet Ekotoksisuus valobakteerilla (Vibrio fischeri) Mikrobipitoisuudet qPCR – tekniikalla (quantitative PCR) pH Ammonium- ja nitraattipitoisuudet 14 Hiilivetypitoisuudet maassa HUMUS C22-C40 C10-C21 C5-C10 HIEKKA C10-C21 C5-C10 3 500 50 000 3 000 mg/kg kp 40 000 mg/kg kp C22-C40 30 000 20 000 2 500 2 000 1 500 1 000 10 000 500 0 0 pv 4 Kontrollilysimetri pv 137 pv 4 pv 125 Saastunut lysimetri 15 Polttoainepitoisuudet vedessä (mg/l) C22-C40 (mg/l) ETBE (mg/l) TAEE (mg/l) BTEX (mg/l) Läpi tulleen veden määrä (l) 0 0 - 0.1 4 - 14 6 - 17 2-8 3-5 14 - 47 0.04 - 14 0.5 – 2 51 - 69 37 - 72 11 - 46 7 - 12 Heinä / 2012 22 - 38 86 - 250 13 - 210 26 - 67 59 - 85 15 - 35 55 - 77 Elo-syys / 2012 17 - 31 7 - 67 1 - 11 0.02 - 1 8 - 28 17 - 27 91 - 128 Loka-marras / 2012 14 - 22 2-4 0.2 - 0.7 0 - 0.09 2 - 32 13 - 21 110 - 155 Aika C5-C10 (mg/l) 4 pv 3-9 13 pv C10-C21 (mg/l) Maan puhdistaminen MASSANVAIHTO SAASTUNEIMMALLE PINTAMAALLE •Humuksen poisto hiekan päältä •Siirto talven ajaksi tutkimuslaitoksen sisälle, missä lämpötila +8°C = “KOMPOSTIKÄSITTELY” 17 Maan puhdistaminen PUHDISTUSKÄSITTELYT •Kemiallinen hapetus -10 % H2O2 •Biostimulaatio -Fosforipuskuri -Typen lähteenä urea -Hapen lisäys kuplittamalla nestettä •Molemmissa käsittelyissä nestetilavuus -hiekkaan 10 l / kerta -humukseen 2,5 l / kerta TOTEUTUS •Nesteiden kaato kastelukannulla •Humukseen -Talvella kerran kuussa, sisällä (+8°C) -Kesällä kaksi kertaa kuussa, ulkona •Hiekkaan -Kesällä kaksi kertaa kuussa PUHDISTUS JATKUU ELOKUUN 2013 LOPPUUN KOKEEN PURKU JA TULOSTEN ANALYSOINTI Tiedon keruu Suomessa tehdyistä in situ -kunnostuksista 2000 - 2012 • Tarkoituksena kartoittaa in situ ja on site –puhdistusmenetelmien käyttöä Suomessa • Mitä menetelmiä käytetty ja millaisissa kohteissa • Miten kohteiden kunnostus toteutunut • Kerätyt tiedot kootaan tietokannaksi, joka julkisesti saatavilla www.helsinki.fi/yliopisto 19 TARVE KUNNOSTAMISELLE Ympäristöterveysriski Pilaava toiminta päättyy Maankäyttö muuttuu Kiinteistö- / yrityskauppa Kaivuu- / rakennustyöt PUHDISTUSTARPEEN ARVIOINTI KUNNOSTUSSUUNNITELMA / YLEISSUUNNITELMA ILMOITUS KUNNOSTAMISESTA TAI YMPÄRISTÖLUPAHAKEMUS KONSULTTI TILAAJAN TOIMESTA VIRANOMAINEN URAKOITSIJA Taustaselvitykset ja käyttöhistoria kohteesta Haitta-aineiden pitoisuudet, levinneisyys Riskinarviointi Tiedot kiinteistön tilasta Käytetävät puhdistusmenetelmät ja puhdistuksen toteutus KUNNOSTUSPÄÄTÖS / VIRANOMAISPÄÄTÖS ELY:t, AVI:t, jotkin kunnat mm. Helsinki, Turku KUNNOSTUS LOPPURAPORTTI Työn toteutuminen, maaperän tila töiden päätyttyä, työn yhteydessä syntyneiden jätteiden käsittely VIRANOMAISHYVÄKSYNTÄ / LAUSUNTO KUNNOSTUSTYÖLLE ANNETAAN PYYDETTÄESSÄ Onko työ toteutunut päätöksen mukaisesti, mahdolliset puutteet/kehotus jatkaa puhdistamista 20 TARVE KUNNOSTAMISELLE Ympäristöterveysriski Pilaava toiminta päättyy Maankäyttö muuttuu Kiinteistö- / yrityskauppa Kaivuu- / rakennustyöt PUHDISTUSTARPEEN ARVIOINTI KUNNOSTUSSUUNNITELMA / YLEISSUUNNITELMA ILMOITUS KUNNOSTAMISESTA TAI YMPÄRISTÖLUPAHAKEMUS KONSULTTI TILAAJAN TOIMESTA VIRANOMAINEN URAKOITSIJA Taustaselvitykset ja käyttöhistoria kohteesta Haitta-aineiden pitoisuudet, levinneisyys Riskinarviointi Tiedot kiinteistön tilasta Käytetävät puhdistusmenetelmät ja puhdistuksen toteutus KUNNOSTUSPÄÄTÖS / VIRANOMAISPÄÄTÖS ELY:t, AVI:t, jotkin kunnat mm. Helsinki, Turku KUNNOSTUS LOPPURAPORTTI Työn toteutuminen, maaperän tila töiden päätyttyä, työn yhteydessä syntyneiden jätteiden käsittely VIRANOMAISHYVÄKSYNTÄ / LAUSUNTO KUNNOSTUSTYÖLLE ANNETAAN PYYDETTÄESSÄ Onko työ toteutunut päätöksen mukaisesti, mahdolliset puutteet/kehotus jatkaa puhdistamista 21 Tiedon keruu Suomessa tehdyistä in situ -kunnostuksista 2000 - 2012 • Kunnostuspäätösten kartoitus • Ely-keskusten www-sivut • Yhteistyö SYKE:n, ELY:n PIMA-ihmisten kanssa • Loppuraporttien keräys ELY-keskuksilta • Viranomaislausuntojen keräys ELY-keskuksilta • TYÖ VIELÄ KÄYNNISSÄ… KUNNOSTUSPÄÄTÖKSET LOPPURAPORTIT VIRANOMAISLAUSUNNOT Etelä-Savon ELY Hämeen ELY 10 3 2 3 5 3 Kainuun ELY 3 3 4 Kaakkois-Suomen ELY Pirkanmaan ELY 15 4 4 0 4 2 Pohjois-Karjalan ELY Uudenmaan ELY 10 29 3 8 4 1 Varsinais-Suomen ELY Keski-Suomen ELY 9 1 7 1 2 1 Lapin ELY Pohjois-Pohjanmaan ELY 1 3 1 0 1 0 Etelä-Pohjanmaan ELY Pohjois-Savon ELY 0 1 0 0 0 0 Helsinki Turku 0 3 0 3 0 0 92 35 27 ALUE YHTEENSÄ www.helsinki.fi/yliopisto 22 PERUSTIEDOT MAAPERÄ- JA VESITIEDOT PILAANTUNEISUUS KUNNOSTUS LAUSUNNOT LOPPURAPORTEISTA ELY-keskus Maalaji Pilaavat aineet ja niiden määrä maassa/pohjavedessä Kunnostussuunnitelman tekijä ja urakoitsija Onko puhdistuksen tavoitetaso saavutettu Kunnostuspäätöksen pvm + diaarinro Peruskallion syvyys Pilaantuneen aineksen määrä (m3) Kunnostuksen aloitus ja kesto Tarve riskinarvioinnille Loppuraportin pvm Pohjavesiluokka Pilaantuneen alueen koko (m2) In situ kunnostusmenetelmät Riskinarvioinnin tulokset Ohjelma + kohdenro SOILI, ESKO Pohjaveden pinta Pilaantuneisuus syvyys Massanvaihdon määrä ja mahd. rajoitteet Päätös (hyväksyntä/ seuranta) Kunnostusluvan saaja Lähin vesistö (järvi, joki) Pilaantumisen aiheuttanut toiminta Kunnostuksen ongelmat Jatkotoimenpiteet Pilaantumisajankohta Lopputulos (onnistunut/tarvittavat jatkotoimenpiteet) Tila MATTItietokannassa puhdist. jälkeen Alueen sijainti Alueen omistaja kunta / yritys Kunnostuksen jälkeinen riskinarviointi Alueen käyttötarkoitus kaavassa Kunnostuksella poistettu pilaantuneisuutta Kokonaiskustannukset 23 Lausunnot • Tähän mennessä käyty läpi 27 viranomaislausuntoa, joista 15 kpl käsittelee loppuraportteja Muut lausunnot käsittelevät esimerkiksi käytettävien puhdistusmenetelmien muutoksia, erilaisten seurantojen lopettamista, riskitarkasteluja yms. Loppuraporttilausunnoista • • • • • • • Kolmessa todetaan, että puhdistustavoitteeseen on päästy, eikä seurannalle/jatkotoimenpiteille ole tarvetta Neljässä päätetään, että kohteessa ei tällä hetkellä ole lisäkunnostustarvetta, mutta alueelle jää maankäyttörajoite Viidessä tapauksessa seurantaa tulee jatkaa Kahdessa kohteessa on lisäselvityksen ja jatkokunnostuksen tarvetta Lausunnoissa ei ole selkeää kaavaa ja niissä saatetaan tuoda esiin erilaisia asioita, joten selkeää yhteenvetoa hankala tehdä www.helsinki.fi/yliopisto 24 Remediaatiokysely • • • • • Maankunnostuksen asiantuntijoiden näkemyksiä kunnostuksesta Webropol –ohjelmalla sähköpostikyselynä • Vastaukset mahdollista antaa anonyymisti • Mahdollista saada tieto ketkä vastanneet Kysely lähetettiin sähköpostitse kohdehenkilöille yhteensä 3 kertaa keväällä 2013 Yhteensä 12 kysymystä LAMK:n opiskelijan Mona Lindforsin opinnäytetyö www.helsinki.fi/yliopisto 25 Remediaatiokysely Vastaajien määrä 45 henkilöä Vastausprosentti 23 % Konsultti Urakoitsija / Puhdistuksen toteuttaja 200 henkilöiden lkm, joille kysley lähetetty Vastaajan toimiala Kyselyn lähetys Kunnan ympäristöviranomainen 150 -Pilaantuneen maaaineksen käsittelijä -Rakennuttaja -Kemiallisen analyysilaboratorion päällikkö -Valvoja Muu asiantuntija 100 Vastanneet Ei vastanneet ELY-keskus 50 Tutkija 0 Kaikki Yritykset Viranomaiset Tutkijat 0 5 www.helsinki.fi/yliopisto 10 15 20 26 Kolmen eniten käytetyimmän joukossa olevat in situ -kunnostustekniikat Huokoskaasukäsittely Edullisuus Kunnostusluvan helppo saaminen Hyvä puhdistustulos Helppo toteuttaminen Tiedon saatavuus menetelmästä Nopeus Huokoskaasukäsittely Eristys Biostimulaatio % 0 20 40 60 80 100 Luontainen biohajoaminen Kemiallinen hapetus Eristys Edullisuus Nopeus Helppo toteuttaminen Kunnostusluvan helppo saaminen Tiedon saatavuus menetelmästä Hyvä puhdistustulos Pohjaveden ilmastus Stabilointi Reaktiiviset seinämät % Biotuuletus 0 20 40 60 80 100 Terminen käsittely on situ Pump & treat Biostimulaatio Edullisuus Tiedon saatavuus menetelmästä Hyvä puhdistustulos Helppo toteuttaminen Kunnostusluvan helppo saaminen Nopeus Bioaugmentaatio Elektrokineettiset menetelmät Maan huuhtelu n = 39 0 20 40 60 % 80 100 % 0 20 40 60 80 27 100 Kolmen eniten käytetyimmän joukossa olevat ex situ -kunnostustekniikat Kaatopaikkakäsittely Kompostointi Hyötykäyttö ilman käsittelyä Kaatopaikkakäsittely Helppo toteuttaminen Nopeus Edullisuus Kunnostusluvan helppo saaminen Tiedon saatavuus menetelmästä Hyvä puhdistustulos % 0 20 60 80 100 60 80 100 Kompostointi Stabilointi Edullisuus Helppo toteuttaminen Tiedon saatavuus menetelmästä Kunnostusluvan helppo saaminen Hyvä puhdistustulos Nopeus Termiset menetelmät Huokoskaasukäsittely Pump & treat % 0 Biostimulaatio 20 40 Hyötykäyttö ilman käsittelyä Hyötykäyttö esikäsittelyn (seulonta) jälkeen Helppo toteuttaminen Edullisuus Nopeus Hyvä puhdistustulos Kunnostusluvan helppo saaminen Tiedon saatavuus menetelmästä Eristys Maan pesu Bioaugmentaatio Elektrokineettiset menetelmät Kemiallinen hapetus Biotuuletus n = 37 40 0 20 40 60 % 80 100 20 40 % 0 Stabilointi Nopeus Hyvä puhdistustulos Helppo toteuttaminen Edullisuus Tiedon saatavuus menetelmästä Kunnostusluvan helppo saaminen % 0 20 40 60 60 80 80 100 100 Mitä kunnostustekniikoita pidätte huonoina saastuneille kohteille ja miksi? • Yleisesti suuressa osassa menetelmistä mainittiin epävarmuus puhdistustuloksista Hinta EX SITU Termiset menetelmät Maan pesu Pump & treat IN SITU Reaktiiviset seinämät Stabilointi Kemiallinen hapetus Kunnostuksen kesto EX SITU Kompostointi Pump & treat IN SITU Luontainen biohajoaminen Huokoskaasukäsittely Tiedon puute EX SITU Elektrokineettiset menetelmät Kemiallinen hapetus IN SITU Elektrokineettisen menetelmät Maan huuhtelu Bioaugmentaatio 29 Kohteessa havaitut saasteyhdisteet Tärkeimmät tekijät / 5 p saaneet Asettakaa seuraavat maan kunnostukseen liittyvät tekijät tärkeysjärjestykseen sen mukaan kuinka paljon ne vaikuttavat käytettävän kunnostuksen valintaan. 5 = vaikuttaa eniten 1 = vaikuttaa vähiten Kustannus 2% 2% Kesto 31% Kohteen koko 64% Kunnostukseen vaadittava lupamenettely n=42 Vähiten tärkeimmät tekijät / 1 p saaneet 3% 8% 25% 65% 5p Tärkeimmät 4p 3p 2p 1p Vähiten tärkeimmät Mikä on arvionne siitä, kuinka paljon maankunnostus maksaa keskimäärin, halvimmillaan ja kalleimmillaan €/m3 ? Hinta (€/m3) KA Min Max Keskimäärin 70 10 160 Halvimmillaan 30 0 80 Kalleimmillaan 370 50 2000 Viranomaisella ei käytettävissä tietoa kunnostusten kustannuksista. Kuutiohinta riippuu kohteen koosta. Kokonaiskustannuksia vai käsittelykustannuksia? Seuraamme maaperän puhdistuskustannuksia yksiössä €/tonni (ei €/ m3) Oletus että 1 m3 = 2 tonnia. Huono kysymyksen formulointi. Ei voi yksiselitteisesti vastata. Ei ole määritelty sitä, mitkä kustannukset huomioidaan, lasketanko mukaan tutkimukset, riskinarviot, valvonnat, raportoinnit vaiko vain todetun haitan poistotoimet Mikä on mielestänne kustannustehokkain kunnostustekniikka Suomen olosuhteissa? (avoin kysymys) MUU: -Kemiallinen hapetus -EKO/GRID -Hybridikunnostus (massanvaihto + in situ) -Eristys -Passiiviset seinämät -Kompostointi -Luontainen biohajoaminen -On situ n=38 Kaivu Kohdekohtainen 21 % 45 % 34 % Muu Nykyisellään massanvaihto, siitä on kaikilla niin paljon kokemusta, ettei sitä oikein voi ”sössiä”. Monesti edelleen massanvaihto. In situ menetelmät voivat olla hyvä ja kustannustehokas vaihtoehto, mutta usein niiden käytölle voi olla muita rajoitteita: ei saavuteta riittävää puhdistustulosta suunniteltuun maankäyttöön, aika ei riitä, lupaviranomaisen epäily jne. Minkä tai millaisten kunnostustekniikoiden käyttöä tulisi Suomessa lisätä? (avoin kysymys) -Huolella suunniteltu loppusijoitus -Eristäminen -Maan pesu -Passiiviset seinämät -Hybridi -Reaktiiviset seinämät -Kemiallinen hapetus -Terminen käsittely -Pohjaveden luontainen puhdistus -BAT In situ 26 % Hyötykäyttö 53 % 5% Biokunnostus 8% Mikä tahansa toimiva 8% n=36 Muu 33 Mitkä tekijät vaikuttaisivat käytön lisäämiseen näiden tekniikoiden kohdalla? Tekniikan valintaperusteet ovat useimmiten hinta ja nopeus (nopeus myös laskee hintaa) Jätevero puhdistamattomille maille kaatopaikalle vietäessä. Täytyisi kohdella kuin muitakin jätteitä. Tästä seuraisi puhdistusmenetelmien käyttöönotto laajasti Lupamenettelyn tasaarvoistaminen ex situ ja in situ menetelmien välillä. Jos tehtäisiin pilaantuneen maaperän kunnostus paremmalla aikataululla eikä juuri ennen rakentamista, voitaisiin käyttää monipuolisemmin eri menetelmiä Enemmän referenssejä, joita syntyy tutkimusta lisäämällä. Vastuu ympäristöhallinnolla ja yliopistoilla. Nyt aika passiivista tällä saralla. In situ menetelmiin ei aikataulu ja kunnostumisen onnistumisen johdosta ole helppo ryhtyä. 34 Remediaatiokysely In situ –kunnostusmenetelmät periaatteessa hyvä juttu, suurimmat ongelmat kesto ja epävarmuus toimivuudesta In situ –menetelmien aktiivisemmasta käytöstä maaperän kunnostuksessa Suomessa on puhuttu jo todella kauan. Kyseessä ei ole uusi asia. Paljon on tutkittu myös laboratoriossa. Silti on jäänyt vähän sellainen olo, että melkoisen usein hienoimmat visiot hyytyvät vähitellen kun siirrytään käytännön tasolle ja realistisiin olosuhteisiin Suomen ilmastossa ja maaperässä. Esim. tiiviit silttimaat, jotka ovat heikosti nesteitä ja ilmaa johtavia. www.helsinki.fi/yliopisto 35 Kiitos mielenkiinnosta! Suvi Simpanen Helsingin yliopisto Ympäristötieteiden laitos [email protected] www.rimaproject.eu www.helsinki.fi/yliopisto 36
© Copyright 2024