Sul­faat­ti­pääs­töt vesiin aiheuttavat vaaroja

Suomen kallioperässä monet kaivoksien käyttämät malmit ovat sulfidisia. Kun sulfidi pääsee kosketuksiin ilman kanssa, se hapettuu sulfaatiksi ja muodostaa veden kanssa rikkihappoa. Sulfaatti onkin monien suomalaisten kaivosten aiheuttama ongelma. Myös monet metsäteollisuuden selluloosatehtaat tuottavat sulfaattipitoista jätevettä – ja siten ongelmia Suomen vesille.

Talvivaaran kaivoksen tunnetussa katastrofissa suuret sulfaattipäästöt kaivoksen alapuolisiin järviin aiheuttivat veden pysyvän kerrostuneisuuden ja järven syvänteet suolaantuivat. Vesikerrokset eivät enää sekoittuneet keväisin ja syksyisin, eikä happea kulkeutunut pohjaeliöiden tarpeisiin. Suolaantuminen ja hapettomuus muuttivat pohjan eliöitä normaaleista makean veden lajeista suolaisten merivesien lajeiksi, ja sellaisiksi, jotka eivät tarvitse happea.

Tällä hetkellä myös Äänekosken uusi selluloosatehdas laskee paljon sulfaattia vesistöön. Kaunis Kallavesikin on uhattuna. Mikäli Itä-Suomen aluehallintoviraston lupaehdot pysyvät Vaasan hallinto-oikeudessa voimassa, Finnpulp Oy:n suunnittelema tehdas saisi laskea Kallaveteen vuosittain 20 075 tonnia sulfaattia – aivan suoraan Kuopion kaupungin juomaveden vedenottamon yläpuolelle. Sulfaattien määrä olisi samaa tasoa kuin Talvivaarassa. Ja Kallavedelläkin raskas sulfaattipitoisin vesi painuisi järven syvänteisiin.

Finnpulpin, Talvivaaran ja muiden vastaavien ympäristövaikutusten arviointia tekevät konsultit muistuttavat aina, että sulfaatti ei ole myrkyllistä ja että talousvedessä sallitaan sulfaattia 250 milligrammaa litrassa. Toksisuus ei ole kuitenkaan ainoa syy ympäristöongelmiin ja eikä järvivesi ole talousvettä. Konsulttien vertailu on itse asiassa mieletön.

Kodin hanasta tulevassa vedessä sulfaattien ongelmaan ei yleensä törmää, koska kaikkien suomalaisten tutkittujen vesijohtovesien sulfaattipitoisuus on selvästi alle 100 mg/l. Silti sulfaatin pitoisuuden pitäisi olla alle 150 mg/l, sillä sulfaatti syövyttää vesijohtoja jo alemmissakin pitoisuuksissa. Siksi vesilaitokset kartoittavat putkien kuntoa ja vaihtavat vuosikymmeniä vanhoja putkia uusiin.

Jotkut niin sanottujen terveyslähteiden vedet sisältävät paljon sulfaattia ja ne voivat maistua kitkeriltä. Kitkeryyden tähden muun muassa maidontuotannossa sulfaattipitoinen vesi on ongelma. Paljon sulfaattia sisältävää vettä ei voida myöskään käyttää kaikkien kasvien kasteluvetenä. Tämä on globaali ongelma miljardien ihmisten ravinnon tuotannossa.

Kalat kovilla

Maailmassa on joitakin luonnostaan runsassulfaattisia järviä kuten USA:ssa East Devils Lake ja Devils Lake. Molemmat ovat kalattomia. Niiden sulfaattipitoisuus on 3430 mg/l. Sekoittamalla näiden ja läheisten vähäsulfaattisten järvien vettä on tutkittu sulfaattipitoisuuksien vaikutusta viiden makean veden kalalajin mädin hedelmöittymiseen, kuoriutumiseen ja vastakuoriutuneiden poikasten selviytymiseen.

Tutkituista valkosilmäkuhan, hauen, ahvenen ja imukarpin munista ei kehittynyt ollenkaan kolme päivän vanhoja poikasia, jos veden sulfaattipitoisuus oli yli 2220 mg/l. Jo sulfaatin pitoisuus 600 mg/l alensi ahvenella ja 1000 mg/l hauella hedelmöitettyjen mätimunien kuoriutumista kalanpoikasiksi. Vain 50 mg sulfaattia litrassa vettä heikensi valkosilmäkuhan selviytymistä vastakuoriutuneeksi kalanpoikaseksi asti.

Sulfaatti heikensi siis kalojen kehitystä kaikissa tutkituissa vaiheissa.

Kallavedessä ja monissa muissa järvissä osa kalanpoikasista elää järven pohjassa etsien sieltä ravintoaan. Niiden ravinnon saanti heikkenisi, jos kalojen käyttämä mikrofauna muuttuisi suolaisen veden lajeiksi. Todennäköisesti kalanpoikasten olisi hankalaa selviytyä. Kalansaaliit vähitellen alenisivat – jos kaloja voitaisiin edes käyttää ravinnoksi.

Kalojen heikkoon menestykseen voi olla syynä myös sulfaattipitoisen veden matala happipitoisuus, sillä vesikierron loppuminen tai heikkeneminen eivät tuo syvälle järveen uutta happea. Lisäksi kaikki suolat alentavat aina hapen ja muiden kaasujen liukoisuutta veteen, ihan fysikaalisen kemian sääntöjen mukaisesti.

Sulfaatista rikkivedyksi

Eräät bakteerit pelkistävät sulfaatin sulfidiksi eli rikkivedyksi, joka on haihtuvaa ja ihmiselle riittävänä annoksena tappavan myrkyllistä. Rikkivety haisee mädältä kananmunalta, mutta jos pitoisuus on liian iso, ihminen ei sitä enää haista. Pelkistysreaktio sulfidiksi tapahtuu, kun olosuhteet ovat hapettomat – tai happea on vähän ainakin paikallisesti – ja kun läsnä on humusta tai muuta orgaanista ainesta.

Sulfaatin pelkistäjäbakteerit ovat sopeutuneet erilaisiin olosuhteisiin. Pelkistymistä voi tapahtua muun muassa Kallaveden tai muiden järvien syvänteiden seinämien pinnoilla ja kivien koloissa. Sitä voi tapahtua jopa rantahietikon hiekkarakeiden välissä sekä vajoavien kasvinosien alapinnoilla ja varsinkin pohjaliejun pinnassa. Aika moni on tuntenut joskus rikkivedyn hajua kahlatessaan mutapohjalla.

On huomattava, että happi ei tuhoa näitä anaerobisia bakteereja. Niiden lämpötilavaatimukset vaihtelevat suuresti, joten monet niistä toimivat Suomenkin vesissä. Talvivaaran tapauksessa osoitettiin kiistattomasti hyvin massiivinen sulfidin syntyminen ja kerääntyminen kaivoksen alapuolella olevan Kivijärven pohjasedimenttiin.

Vesistössä rikkivety syntyy joskus hyvin nopeasti. Sen seurauksena on raportoitu eri maista massiivisia kalojen ja muiden eläinten kuolemia. Rikkivety on myös Suomessa surmannut tai sairastuttanut työntekijöitä jätevedenpuhdistamoilla, lantaloissa ja esimerkiksi Talvivaaran teollisuusalueella.

Teräskin syöpyy

Mikrobit voivat aiheuttaa vähemmän kestävien teräslaatujen korroosiota ja hapertumista sulfaatinpelkistyksen kautta.

Jos Kallavedelle suunnitellun tehtaan hapetuslaitteet tai jätevesiputket ovat rautaa tai betonia, ne voivat haurastua. Samoin korroosio voisi rikkoa Finnpulpin jätevedenpuhdistaman altaita, koska altaiden seiniin syntyy bakteeriyhteisöjen muodostamaan biofilmiä ja eräät sulfaatinpelkistäjät aiheuttavat korroosiota. Seurauksena olisi jätevesialtaan vuotaminen suoraan kirkkaaseen Kallaveteen.

Vastaavan ilmiön on havaittu aiheuttavan betonirakenteiden syöpymistä esimerkiksi jätevedenpuhdistamoilla, öljynjalostamoilla. Eräissä tapauksissa uudet metalliputket ovat syöpyneet rikki vain muutamien kuukausien käytön jälkeen. Suomessa vaarassa ovat metalliset veneet, ankkurit, laiturit, uimalaitureiden portaat, katiskat ja betoniset siltojen tukirakenteet yms.

Varsinainen pahis: metyylielohopea

Noin puolet sulfaatinpelkistäjäbakteereista muuttaa epäorgaanista elohopeaa metyylielohopeaksi. Ilmiö on havaittu monessa paikassa. On mahdollista, että muutkin mikrobit voivat tehdä saman reaktion.

Bakteereista metyylielohopea siirtyy bakteereita syövään mikrofaunaan ja niistä edelleen pieniin kaloihin ja näitä syöviin petokaloihin. Metyylielohopea on epäorgaanista elohopeaa rasvaliukoisempaa ja sen pitoisuus rikastuu ravintoketjussa. Se on kaloja syöville ihmisille ja eläimille paljon epäorgaanista elohopeaa myrkyllisempää. Siksi myös EU sallii kaloissa paljon vähemmän metyylielohopeaa kuin kokonaiselohopeaa.

Suomessa on kalojen sisältämälle elohopealle asetettu niin sanottu ympäristölaatunormi. Se on 0,25 mg/kg. Se suojelee kuikkia ja muita lähes ainoastaan kaloja syöviä elämiä. Ihmisravinnoksi saa käyttää kalaa, jossa on alle 0,5 mg/kg kokonaiselohopeaa (hauessa raja on 1 mg/kg), sillä ravinnon kautta saatu elohopea on eräissä tapauksissa tappanut tai sairastuttanut ihmisiä.

Jos kalojen elohopeapitoisuus kasvaa lähelle tätä raja-arvoa, ammattikalastus sekä kotitarvekalastus vaarantuvat ja kansainväliselle kalakaupalle se on vakava este. Talvivaaran kaivoksen alapuolisissa järvissä on todettu niin korkeita kalojen elohopeapitoisuuksia, että kaloja ei saa käyttää elintarvikkeeksi.

Kalatiskillä kyselyä

Elohopeapitoisuudet ovat pääsääntöisesti suurimmat isoissa kaloissa, mutta minkään kalan pitoisuus saa ylittää raja-arvoa. Jos pitoisuus halutaan ilmoittaa keskiarvona, ainoa rehellinen esitystapa on painotettu keskiarvo.

Joskus ihmisiä neuvotaan välttämään isoja tai vanhoja kaloja ja vaihtelemaan kalastusaluetta. Iso kala olisi helppo hylätä, vaikka kalastajat yleensä tavoittelevat juuri isoa kalaa. Amatööri ei pysty tietämään tai määrittämään kalan ikää, joten tämä neuvo on hyödytön. Kalastuslupakin koskee yleensä vain tiettyä vesialuetta, joten tässäkään vesialueen vaihto ei yleensä olen mahdollista.

Juttu elohopeasta voi tuntua uskomattomalta, sillä nykyään elohopeaa käytetään Suomessa vähän. Elohopeaa vapautuu kuitenkin jatkuvasti ilmaan sekä luonnon että ihmisen toimista. Metallista elohopeaa käytetään edelleen muun muassa kullan erottamiseen kaivosteollisuudessa. Siksi maahan laskeutuu ilmasta jatkuvasti pieniä määriä elohopeaa, jonka on havaittu muuttuneen metyylielohopeaksi Suomea vastaavissa oloissa.

Suomessa metyylielohopeaa on osoitettu syntyvän mustaliuskealueella sijaitsevalla turvemaalla avohakkuun ja erityisesti kantojen korjuun jälkeen.

Sulfidi johtaa rehevöitymiseen

Jos järvien syvänteisiin kertyy sulfidia, tämä sitoutuu pohjalietteeseen raudan, alumiinin ja mangaanin kanssa. Samalla pohjalietteeseen sitoutunut fosfori vapautuu veteen ja on heti leville ja sinileville käyttökelpoista. Esimerkiksi Kallaveden ja monen muun järven pohjaan on monien vuosikymmenien ajan sitoutunut fosforia, joten sitä riittää vuosiksi.

Helvi Heinonen-Tanski
Kirjoittaja on Suomen luonnonsuojeluliiton Pohjois-Savon piirin puheenjohtaja