YMPÄRISTÖLUPAVIRASTO
Nro 26/2005/3
Dnro LSY-2004-Y-30
Helsinki Annettu julkipanon
jälkeen 10.3.2005
ASIA Ympäristönsuojelulain (86/2000) mukainen ympäristölupahakemus, joka koskee Vuosaaren satama-alueen pilaantuneiden sedimenttien hyötykäyttöä satamarakenteissa, Helsinki.
Päätös sisältää ympäristönsuojelulain 101 §:ssä tarkoitetun ratkai- sun päätöksen noudattamisesta muutoksenhausta huolimatta.
LUVAN HAKIJA Helsingin Satama PL 800
00099 HELSINKI
HAKEMUS JA SEN VIREILLETULO
Helsingin Satama on 30.1.2004 Uudenmaan ympäristökeskukselle toimittamassaan hakemuksessa (dnro UUS-2004-Y-42-121) hakenut ympäristölupaa Vuosaaren satama-alueen pilaantuneiden sediment- tien hyötykäyttöön satamarakenteissa, ja samalla pyytänyt päätök- sen täytäntöönpanoa muutoksenhausta huolimatta.
Uudenmaan ympäristökeskus on siirtänyt kirjeellään No YS 130, 4.2.2004 hakemuksen Länsi-Suomen ympäristölupaviraston ratkais- tavaksi ympäristönsuojelulain 33 §:n 2 momentin perusteella. Hake- mus on tullut vireille Länsi-Suomen ympäristölupavirastossa 5.2.2004. Helsingin Satama on täydentänyt hakemustaan 9.2.2004, 22.9.2004, 22.11.2004, 20.1.2005, 27.1.2005, 18.2.2005 ja 22.2.2005.
HANKKEEN SIJAINTI
Vuosaaren satama-alueeseen kuuluvan nykyisen Niinilahden alu- een, jonne pilaantuneet sedimentit siirretään, omistaa Helsingin kaupunki. Niinilahden alue kuuluu Vuosaaren satama-alue –nimiseen kiinteistöön, jonka kiinteistötunnus on 91-54-9906-1020.
Pilaantuneiden sedimenttien hyötykäyttöalue jää kokonaisuudes- saan tulevan satama-alueen sisälle ja pilaantuneiden massojen täyt- töalueista tulee sataman rakentamisen yhteydessä satamakenttä- alueita.
LUVAN HAKEMISEN PERUSTE
Ympäristönsuojelulain 28 §:n 2 momentin kohta 4) Ympäristönsuojeluasetuksen 1 §:n 3 momentti
LUPAVIRANOMAISEN TOIMIVALTA
Ympäristönsuojelulain 33:n § 2 momentti
HANKKEESEEN LIITTYVÄT LUVAT JA ALUEEN KAAVOITUSTILANNE Vuosaaren sataman rakentaminen ja satamaan johtava väylä
Länsi-Suomen vesioikeus on 9.7.1998 antanut Vuosaaren sataman rakentamista ja satamaan johtavaa väylää koskevat päätökset nro:t 48-52/1998/3, joissa Helsingin Satamalle ja Merenkulkulaitokselle on myönnetty lupa Vuosaaren sataman I-vaiheen rakentamiseen, ruop- pausmassojen läjitykseen mereen, merihiekan ottoon ja Vuosaaren satamaan johtavan väylän rakentamiseen sekä Vuosaaren sata- maan johtavan julkisen kulkuväylän perustamiseen. Sataman osalta lupa koski satama-alueen ruoppauksia ja täyttöjä, laiturien ra- kentamista niihin liittyvine täyttöineen sekä aallonmurtajaa. Luvan saa- ja määrättiin tutkimaan ruopattavien massojen laatu kussakin ruop- pauskohteessa ennen ruoppausta Uudenmaan ympäristökeskuksen hyväksymällä tavalla.
Vaasan hallinto-oikeus on päätöksellään 24.2.2000 nro 00/0010/2 lisännyt ruoppausmassojen läjitystä koskevaan päätökseen kalata- lousmaksun. Korkein hallinto-oikeus on antanut asiasta päätöksensä 24.10.2002 taltio nro 2638, jossa se ei muuttanut Vaasan hallinto- oikeuden päätöstä.
Vuosaaren satamaruoppaukset
Uudenmaan ympäristökeskus on kirjeillään 2.6.2003, 19.6.2003, 30.7.2003 ja 18.8.2003 hyväksynyt Niinilahden ja Käärmenie- men/Pikku Lehdessaaren koillispuoleisen alueen ruoppaukset vesi- oikeuden lupapäätöksen nro 48/1998/3 lupamääräyksen 10.4.1 koh- dan 8) perusteella. Niinilahden ruoppausten edellytyksenä on ollut noin 10 ha:n laajuisen alueen TBT-pitoisten pintasedimenttien kuo- rinta varovaisella ruoppaustekniikalla ja näiden massojen sijoittami- nen Käärmeniemeen louhittuun välivarastoon. Lisäksi Uudenmaan ympäristökeskus on hyväksynyt kirjeellään 24.11.2003 Niinilahden suulla telakka-alueen ja Lehdessaaren välissä sijaitsevan alueen pintasedimenttien kuorinnan varovaisella ruoppaustekniikalla ja si- joittamisen välivarastoon.
Välivarastosta olevat massat on tarkoitus siirtää nyt käsiteltävänä olevan hakemuksen mukaisesti nykyisen Niinilahden alueelle tuleviin satamarakenteisiin. Muut Uudenmaan ympäristökeskuksen hyväk-
symiltä alueilta ruopattavat massat on sijoitettu vesioikeuden pää- töksen nro 49/1998/3 mukaiselle meriläjitysalueelle.
Vuosaaren satamaa ympäröivän maapenkereen rakentaminen
Länsi-Suomen ympäristölupavirasto on 7.6.2004 antanut Vuosaaren satama-alueen maapengerosuuksien rakentamiseen liittyvän lievästi tributyylitinapitoisten (TBT) sedimenttien ruoppaamista ja läjittämistä merialueelle sekä voimakkaimmin tributyylitinapitoisen alueen kuo- rimista koskevan päätöksen nro 41/2004/1. Päätöksessä myönnettiin lupa edellä sanottuihin toimenpiteisiin sekä lupa aloittaa työt ennen päätöksen lainvoimaiseksi tulemista. Vaasan hallinto-oikeus kumosi 6.7.2004 töiden aloittamista koskevan luvan välipäätöksellään nro 04/0228/3. Vaasan hallinto-oikeus muutti 7.9.2004 päätöksellään nro 04/0274/3 ympäristölupaviraston päätöstä siten, että koko ruopatta- van alueen pintakerros on kuorittava ja näin kertyneet massat läjitet- tävä maalle. Töidenaloittamisluvan osalta hallinto-oikeus katsoi, että luvan saaja voi jatkaa töitä. Vaasan hallinto-oikeuden päätöksestä on valitettu korkeimpaan hallinto-oikeuteen.
Vuosaaren satama-alueen pilaantuneiden sedimenttien ruoppaus
Länsi-Suomen ympäristölupavirasto on 20.12.2004 antanut Vuosaa- ren satama-alueen tributyylitinalla (TBT) voimakkaimmin pilaantu- neiden sedimenttien ruoppaamista suojarakentein eristetyllä alueella ja töiden aloittamista ennen päätöksen lainvoimaiseksi tulemista koskevan päätöksen nro 85/2004/3. Päätöksessä myönnettiin lupa edellä sanottuihin toimenpiteisiin sekä lupa aloittaa työt ennen pää- töksen lainvoimaiseksi tulemista. Päätöksestä on valitettu Vaasan hallinto-oikeuteen.
Vuosaaren sataman toiminta
Helsingin kaupungin ympäristölautakunta on antanut 26.3.2002 (§ 128) Vuosaaren sataman toimintaa koskevan ympäristöluvan.
Ympäristöluvasta tehtyjen valitusten johdosta Vaasan hallinto-oikeus on antanut 24.4.2003 päätöksen nro 03/0053/3. Korkein hallinto- oikeus on 7.4.2004 antanut päätöksen taltio nro 787 Vaasan hallinto- oikeuden em. päätöksestä tehdyistä valituksista.
Vuosaaren asema- ja seutukaava
Vuosaaren sataman asemakaava ja Vuosaaren satamaa ja sen lii- kenneyhteyksiä koskeva seutukaava ovat ympäristöministeriön vah- vistamia. Korkein hallinto-oikeus on päätöksillään 26.6.2002 taltio nro 1607 ja taltio nro 1608 käsitellyt kaavoja koskevat valitukset.
Kaavat ovat lainvoimaisia. TBT:llä voimakkaimmin pilaantuneiden sedimenttien sijoitus- ja hyötykäyttöalue ja laaja alue sen ympärillä kuuluu Vuosaaren sataman ja sen ympäristön vahvistettuun asema- kaavaan. Satama-alue on kaavaan merkitty LS-k-alueeksi (satama- alue, varattu kunnan tarpeisiin).
HANKKEEN YMPÄRISTÖ Maa-alue
Pilaantuneiden sedimenttien suunniteltu sijoitus- ja hyötykäyttöpaik- ka, nykyinen Niinilahti, sijaitsee Helsingin kaupungin Vuosaaren kaupunginosassa. Hyötykäyttöalue jää kokonaisuudessaan tulevan satama-alueen sisälle ja pilaantuneiden massojen täyttöalueista tu- lee sataman rakentamisen yhteydessä satamakenttäalueita.
Satama-alueen raja- ja lähinaapurit ovat neljää poikkeusta lukuun ot- tamatta Helsingin kaupungin omistamia kiinteistöjä, tontteja tai mää- räaloja. Helsingin kaupunki on neuvotellut mainittujen neljän kiinteis- tön hankkimisesta kaupungin omistukseen ja kahden kiinteistön osalta neuvottelut ovat jo johtaneet sopimuksen syntymiseen. Han- kealueen läheisyydessä ei ole hankkeesta mahdollisesti häiriintyvää ympärivuotista asutusta, virkistysalueita, erityiskohteita tai suojelu- alueita.
Niinilahden alueen lähin ympärivuotinen taaja-asutus sijaitsee ja si- jaitsee sataman rakentamisen jälkeenkin yli 1,5 km:n etäisyydellä Vuosaaren pohjois- ja keskiosassa. Myös lähimmät satamatoimin- nasta mahdollisesti häiriintyvät erityiskohteet, kuten koulut ja päivä- kodit, sijoittuvat yli 1,5 km:n etäisyydelle Niinilahden alueesta.
Satama-alueelle ja sen lähiympäristöön on suunniteltu noin 50 ha:n laajuinen, satamaan liittyvä työpaikka-alue, jolle tulee varasto-, teolli- suus-, liike- ja toimistorakennuksia. Telakkatoiminta Vuosaaressa loppuu sataman rakentamisen myötä. Nykyinen telakka-allas toimii sataman rakentamisen aikana laiturielementtien valupaikkana ja myöhemmin sataman valmistuttua mm. satamahinaajien ja -jään- murtajien tukikohtana. Satamaan ja sen lähiympäristöön tulee sata- man ja työpaikka-alueen valmistuttua arviolta noin 3000-4000 työ- paikkaa.
Satama-alueen pohjoisosan länsipuolelle sijoittuu energiahuollon tarpeisiin varattu alue, jolla toimivat Helsingin Energian Vuosaaren voimalaitokset. Vuosaaren A- ja B-voimalaitosten jäähdytysvedet otetaan Kalkkisaarenselältä ja puretaan takaisin selälle.
Uutelasta Vantaalle ja edelleen Sipooseen ulottuva virkistysalue, jo- ka käsittää suunnitellun Vuosaaren liikuntapuiston ja maisemoitavan Vuosaaren huipun, sijaitsee lähimmillään yli 0,6 km:n etäisyydellä Niinilahden alueesta.
Hankealueeseen nähden lähimmät luonnonsuojelualueet sijaitsevat Porvarinlahdella, Uutelan Särkkäniemessä, Pikku Niinisaaressa ja Mölandetin eteläpuolella.
Alueen luonnonsuojelullisesti merkittävin alue on Mustavuoren leh- don ja Östersundomin lintuvesien Natura 2000 -alue (FI0100065), johon kuuluu myös Porvarinlahti. Alue on liitetty Naturaan sekä luon-
to- että lintudirektiivien perusteella. Kyseinen Natura-alue koostuu neljästä erillisestä osasta Helsingin, Vantaan ja Sipoon raja-alueella.
Nämä osa-alueet ovat 1) Mustavuoren, Porvarinlahden, Labbackan ja Kasabergetin muodostama kokonaisuus, 2) Bruksviken, 3) Torpvi- ken ja 4) Kapellviken. Vuosaaren satamahankkeen vaikutus Natura- alueeseen on arvioitu osana seutukaava- ja asemakaavaprosessia.
Natura-alueeseen kuuluva Porvarinlahti sijaitsee lähimmillään yli 0,5 km:n etäisyydellä pilaantuneiden sedimenttien sijoitusalueesta.
Maaperä
Vuosaaren alue jakautuu kahteen kallio- ja moreeniselänteiden ra- jaamaan laaksoon, jotka kulkevat likimain luode-kaakkosuuntaisina.
Laaksojen pintamaina esiintyy laajoilla alueilla savia. Selänteiden huiput ulottuvat tasovälille +10 - +25 ja laaksojen savialueet sijoittu- vat tasovälille +0,5 - +6. Laaksoissa savikerrosten paksuus on tyypil- lisesti 3-15 m. Saven alla on paikoin vettä johtavia siltti- ja hiekkaker- roksia ja tämän alla lisäksi kallion päällä moreeneja. Irtomaakerros- ten paksuus on tyypillisesti melko suuri (10-35 m). Savet ja moreenit ovat huonosti vettä johtavia.
Pohjavedet
Vuosaaren länsiosassa, yli 2 km:n etäisyydellä Niinilahden alueesta on laaja, hyvin vettä läpäisevistä hiekoista ja sorasta koostuva Vuo- saaren harjuun liittyvä glasifluviaalinen deltatasanne, jonka maanpin- ta vaihtelee keskimäärin tasovälillä +5 - +10. Tätä Vuosaaren Huvi- lamäen pohjavesialuetta käytettiin vuoteen 1981 asti pohjaveden ot- toon ja se on luokiteltu I-luokkaan kuuluvaksi tärkeäksi pohjavesialu- eeksi (0109101 Vuosaari). Vedenoton loputtua alueella on merkitys- tä yhtenä Helsingin kaupungin kriisiaikojen varavesilähteenä. Niini- lahden alueelta ei ole geohydrologista yhteyttä tälle pohjavesialueel- le.
Vuosaaren täyttömäen ja Porslahden täyttömäen ali kulkee laakson pohjalla likimain luode-kaakkoissuuntaisia kallioruhjeita, jotka ulottu- nevat yhtenäisinä Porvarinlahdelta aina Vuosaarenlahteen. Merkittä- viä poikkisuuntaisia (itä-länsi) ruhjevyöhykkeitä ei näytä esiintyvän.
Koska tarkastelualueen irtomaalajit ovat pääsääntöisesti hyvin huo- nosti vettä johtavia, kallioruhjeet ovat määrääviä pohjavesien virtaus- reittien kannalta. Pohjavedenpinta Vuosaaren alueella noudattaa pääpiirteissään alueen topografiaa. Pohjavedet virtaavat laaksoja pitkin pohjoiseen kohti Porvarinlahtea ja etelään kohti Vuosaarenlah- tea ja Niinilahtea. Pohjaveden virtausnopeuden on kivihiilen var- muusvaraston kohdalla arvioitu olevan luokkaa 3-30 m vuodessa.
Vuosaaren länsiosan pohjavesialueen vedet virtaavat lännestä itään kohti Porslahden täyttömäkeä ja edelleen kohti Vuosaarenlahtea.
Niinilahden alueella pohjavesien virtaussuunta on ja tulee myös Vuosaaren sataman rakentamisen jälkeen olemaan kohti merta. Nii- nilahden alueelta ei ole geohydrologista yhteyttä Porvarinlahdelle.
Kivihiilen varmuusvaraston itäpuolisten, Niinilahden alueen suuntaan ja edelleen kohti merialuetta purkautuvien pohjavesien laatu ei täytä esim. talousvedelle asetettuja laatuvaatimuksia eikä näillä pohjave- sillä ole vedenhankinnan kannalta merkitystä.
Pintavedet
Niinilahden alueelle tulee pintavesiä sekä suorina valumina että ny- kyiseen Niinilahteen laskevan puron kautta Vuosaaren kivihiilivaras- ton ja Vuosaaren täyttömäen (ylijäämämaiden vastaanottoalueen) kaakkoisosan valuma-alueilta. Nykyiseen Niinilahteen laskeva puro saa alkunsa Vuosaaren entisen kaatopaikan itäpuolisen Vuosaaren täyttömäen ja Vuosaaren kivihiilivaraston väliseltä alueelta. Puro vir- taa kivihiilivaraston pohjois- ja koillispuolitse Niinilahteen. Puron ko- konaisvaluma-alue on noin 40 ha, josta Vuosaaren kivihiilivaraston alue on noin 8 ha. Pienten valuma-alueiden keskivalumien ja valu- ma-alueen pinta-alan perusteella arvioitu keskivirtaama (MQ) Niini- lahteen laskevan puron suussa on 310 m3/d.
Puroveden laatuvaihtelut ovat olleet suuria erityisesti puron alajuok- sulla. Alueen pintavesille on ollut ominaista huomattavan korkea suolapitoisuus. Veden pH-arvo, sähkönjohtavuus sekä kloridi-, kalsi- um-, molybdeeni- ja AOX-pitoisuudet ovat olleet ajoittain taustatasoa korkeampia. Puroveden raskasmetallipitoisuudet ovat kuitenkin ol- leet varsin alhaisia. Puroveden laatu on muuttunut ajan myötä pää- osin parempaan suuntaan. Vuosaaren sataman rakentamisen yh- teydessä nämä vedet johdetaan satama-alueen sadevesiviemäröinti- järjestelmän kautta mereen.
Merialue
Rakennettavan sataman lähialueet ovat matalaa rannikkoaluetta, jossa ranta-alueilla veden syvyydet vaihtelevat noin kahdesta metris- tä viiteen metriin. Suurin alueen läheisyyteen laskeva joki on Sipoon- joki. Kalkkisaarenselän alue on murtovettä, jonka suolapitoisuus vaihtelee riippuen alueelle tulevan makean veden määrästä.
Vuosaaren nykyisen telakka-alueen edustalla on laajoilla alueilla eroosio- ja transportaatiopohjia, joille ei tapahdu pysyvää sedimen- taatiota. Karuja, hiekkapitoisia mineraaleja käsittäviä pohja-alueita esiintyy mm. Lehdessaaren kaakkoispuolella sekä nykyisen aallon- murtajan kärjen koillispuolella. Sedimentaation estyminen johtuu en- sisijaisesti alueen mataluudesta, mutta eroosiota ja transportaatiota on tehostanut myös telakkatoimintaan liittyvä laivaliikenne. Kalk- kisaarenselällä pohja on pääosin pehmeiden sedimenttien peittämä.
Pehmeän sedimenttikerroksen esiintymispaksuus alueella vaihtelee yleensä välillä 10-100 cm. Pohjasedimentin pintaa peittää tavallisesti muutaman sentin paksuinen löysä hapettunut lietekerros, syvemmäl- lä pehmeä pohjamateriaali on monin paikoin rautasulfidien tummaksi värjäämä. Pehmeän sedimenttikerroksen alla oleva kovempi pohja on yleensä postglasiaalista savea tai savea ja silttiä.
Meriveden virtaukset alueella suuntautuvat pääasiallisesti idästä län- teen ja pohjoisesta etelään. Tuulesta riippumaton taustavirtaus kul- kee suunnitellun sataman ympäristössä idästä länteen siten, että Granön pohjoispuolella ja Mölandetin eteläpuolella virtaussuunta on suoraan länteen ja Musta Hevosen eteläpuolella lounaaseen. Vir- taussuuntiin vaikuttavat paikallisesti myös tuulet ja meriveden korke- usvaihtelut sekä pohjan muoto.
Kalkkisaarenselän veden vaihtuvuus on hyvä. Granön ympäri kiertä- vä vesimäärä on mittausten mukaan keskimäärin 50 m3/s, joka vas- taa vain noin kolmen vuorokauden teoreettista viipymää Kalkkisaa- renselällä. Veden vaihtuvuutta parantaa Kalkkisaarenselän syvän- teen avautuminen kynnyksettömästi avomerelle päin.
Virtausmittauksissa kesällä 2003 sameuden leviämiskartoitusten yh- teydessä havaittiin, että ruoppausalueen virtausnopeudet olivat ha- vaintojaksolla pääsääntöisesti hitaita eikä virtaus aiheuttanut merkit- tävää samentuneen veden kulkeutumista varsinaisen ruoppausalu- een ulkopuolelle. Keskimääräiset virtausnopeudet olivat noin 4 cm/s ja havaintojakson maksiminopeudeksi mitattiin 10 cm/s. Virtaus- suunnat olivat pääsääntöisesti etelään ja länteen.
Vedenkorkeuden vaihteluväli Helsingin edustalla on noin 2,3 metriä.
Meriveden korkeus on Helsingissä yleensä alimmillaan huhti- toukokuussa ja korkeimmillaan marras-joulukuussa. Vedenkorkeu- den vaihtelu on vähäisintä kesäkuukausina ja voimakkainta loka- maaliskuussa. Pinnankorkeuden vaihteluun vaikuttavat ilmanpaineen muutokset, pitkäkestoiset yhdensuuntaiset tuulet sekä Suomenlah- den vesirungon ominaisheilahtelut.
Vuosaaren edustan merialue jäätyy keskimäärin joulukuun alkupuo- lella, ja pysyvä jääpeite muodostuu joulukuun loppupuolella. Pysyvä jääpeite kestää alueella noin kolme ja puoli kuukautta. Pysyvä jää- peite sulaa yleensä huhtikuun alkupuoliskolla ja jäät häviävät huhti- kuun loppuun mennessä.
Kalkkisaarenselän ja sen ympäristön alue on Suomenlahden si- säsaariston tapaan vähintään lievästi rehevöitynyttä. Kuormitus on peräisin rannikon asutuksesta ja maataloudesta.
Helsingin edustan merialueen kalalajisto on monipuolinen käsittäen kaikki murtovesialueella normaalisti esiintyvät kalalajit. Helsingin edustan merialueella kalastaa noin 40 000 - 50 000 henkilöä. Hel- singin edustan osa-alueista Kallahden-Skatanselkä (Vuosaaren sa- taman eteläpuolinen alue) on suosituinta kalastusaluetta. Kalkkisaa- renselällä ja sen lähialueilla on kalastanut viime vuosina ammatti- maisesti kaksi ammattikalastajaa, joista toinen pääammattikalastaja- na. Pääammattikalastaja ilmoitti lopettaneensa kalastuksen vuonna 1999. Vuonna 2000 alueella kalasti vain yksi sivuammattikalastaja.
Helsingin edustan merialueelta pyydettyjen kalojen käyttökelpoisuut- ta on tutkittu vuosina 1994-1996 ja 2000. Tutkimuksissa selvitettiin
kalanäytteiden hygieeninen ja aistinvarainen laatu, raskasmetallipi- toisuudet (lyijy, kadmium, elohopea ja kromi) sekä polykloorattujen bifenyylien (PCB) yhteismäärä. Tutkimustulosten mukaan näytekalat olivat kaikkien tutkittujen ominaisuuksien puolesta ihmisravinnoksi kelpaavia.
Kalkkisaarenselän tuntumassa sijaitsee telakka, venesatamia ja lo- ma-asuntoja. Selän halki kulkee Sipoosta tuleva 2,0 m:n veneväylä, joka on koko avovesikauden vilkkaasti liikennöity. Vuosaaren telakal- le johtaa nykyisin etelästä tuleva 7,5 m:n väylä. Vuosaaren satamaa varten tehdään uusi, kulkusyvyydeltään 11,0 m:n väylä eri linjauksel- la kuin nykyinen.
Pilaantuneet sedimentit
Vuosaaren satama-alueen ja sen ympäristön sedimenttien laadun selvittämiseksi vuonna 2003 on tehty sedimenttitutkimuksia 93 ha- vaintopaikalla. Sedimenttinäytteistä tutkittiin orgaanisten tinayhdis- teiden ja osalta havaintopaikkoja myös polykloorattujen bifenyylien (PCB), raskasmetallien ja arseenin sekä öljyjen (THC) pitoisuudet.
Orgaaniset tinayhdisteet (8 yhdistettä) määritettiin kaikista havainto- paikoista ja kaikista näytesyvyyksistä. Tributyylitina (TBT) oli tutki- musalueella runsaimpana esiintyvä organotinayhdiste kahta näytettä lukuun ottamatta. Pintasedimentin (0-10 cm) normalisoitu TBT- pitoisuus ylitti arvon 3 µg/kg k.a. (ympäristöministeriön sedimenttien ruoppaus- ja läjitysohjeen 19.5.2004 taso 1) kaikissa sataman ruop- pausalueen havaintopaikoissa. Aallonmurtajan eteläpuolella sijaitse- vasta Vuosaarenlahdesta otetuissa näytteissä ei TBT:tä tavattu.
Myös arvo 200 µg/kg k.a. (ohjeen taso 2) ylittyi Niinilahden etelä- osan eräissä havaintopaikoissa ja telakan edustalla aallonmurtajan ja Lehdessaaren välisellä alueella sijaitsevissa havaintopaikoissa te- lakasta 600-800 m ulospäin. Telakan lähialueella aallonmurtajan kär- jen ja Lehdessaaren linjan länsipuolella pitoisuudet useissa pisteissä olivat varsin korkeita, useita tuhansia mikrogrammoja kilossa. Myös telakka-altaan edustalla pintasedimentissä oli varsin korkeita TBT- pitoisuuksia. TBT:n maksimipitoisuudet esiintyvät lähes koko alueella 0-20 cm:n sedimenttikerroksessa. Vain nykyisen telakan edustan voimakkaimmin TBT:llä pilaantuneilla havaintopaikoilla korkeimmat TBT-pitoisuudet esiintyivät 20-50 cm:n sedimenttikerroksessa.
Trifenyylitinaa (TPT) esiintyi määritysrajan 1 µg/kg ylittävinä pitoi- suuksina lähes koko ruoppaus-alueella. TPT-pitoisuudet olivat lähes kaikissa näytteissä selvästi TBT-pitoisuuksia pienempiä. Vain kah- dessa näytteessä TPT:n pitoisuus oli TBT:tä korkeampi. TPT- pitoisuuksia yli 200 µg/kg k.a. normalisoituna todettiin 16 näytepis- teessä. Korkeimmat TPT-pitoisuudet esiintyivät pääasiassa samois- sa näytteissä kuin korkeat TBT-pitoisuudet.
TPT:n maksimipitoisuudet esiintyvät pääsääntöisesti sedimenttiker- roksessa 0-20 cm. Nykyisen telakan edustan havaintopaikoilla kor-
keimmat TPT-pitoisuudet esiintyivät kuitenkin sedimenttikerroksessa 20-50 cm ja havaintopaikalla 45 sedimenttikerroksessa 50-100 cm.
Mono- ja dibutyylitinan pitoisuudet olivat selvästi TBT-pitoisuuksia pienempiä. Dibutyylitinaa esiintyi pääsääntöisesti runsaammin kuin monobutyylitinaa. Tetrabutyylitinaa esiintyi lähinnä runsaasti TBT:tä sisältävissä näytteissä ja mono-oktyylitinaa ja dioktyylitinaa pienissä pitoisuuksissa satunnaisesti. Trisykloheksyylitinaa ei todettu lain- kaan.
PCB-määritykset tehtiin 65 havaintopaikalta. Kokonais-PCB:n mak- simipitoisuudet esiintyvät TBT:n tavoin lähes koko alueella sediment- tikerroksessa 0-20 cm. Nykyisen telakan edustan voimakkaasti PCB:llä pilaantuneella havaintopisteellä korkeimmat PCB-pitoisuudet esiintyivät sedimenttikerroksessa 20-50 cm. Normalisoitujen PCB- tulosten perusteella sataman ruoppausalueella ja sen tuntumassa esiintyi kongeneerikohtaisia tason 1 ylittäviä pitoisuuksia lähes kai- kissa pisteissä ja yleensä ylimmissä näytekerroksissa. Runsaimpana esiintyvä kongeneeri oli PCB-138. Tason 1 alittavia havaintopaikkoja oli vain 9. Nämä sijoittuvat eri puolille tutkimusaluetta. Tason 2 jonkin kongeneerin kohdalla ylittäviä normalisoituja PCB-pitoisuuksia esiin- tyi kahdeksassa pisteessä. Tason 2 ylittävät PCB-pitoisuudet sijoit- tuvat telakan edustalle ulottuen noin 600 m:n päähän telakka-alueen rantaviivasta.
Tutkimusalueella suurimmissa pitoisuuksissa esiintyvän yksittäisen kongeneerin, PCB-138, maksimipitoisuudet ovat pääsääntöisesti se- dimenttikerroksessa 0-20 cm. Nykyisen telakan edustan ha- vaintopisteillä korkeimmat PCB-138-pitoisuudet esiintyivät kuitenkin sedimenttikerroksessa 20-50 cm.
Tutkimustulosten perusteella Vuosaaren nykyisen telakan edustan pintasedimenttien ja pienellä osalla aluetta myös syvempien 20-50 cm:n ja 50-100 cm:n sedimenttikerroksen TBT-pitoisuudet olivat kor- keita. Yli 100 cm:n syvyydestä tavatut pienet pitoisuudet eivät suurel- la todennäköisyydellä olleet todellisia, vaan näytteenottomenetel- mään liittyvää, ylemmistä sedimenttikerroksista tapahtunutta konta- minaatiota.
Korkeimmat PCB:n ja eräiden raskasmetallien sekä öljyjen pitoisuu- det esiintyivät samoilla havaintopaikoilla ja samoissa sedimenttiker- roksissa kuin korkeimmat TBT-pitoisuudet. Korkeimmat TBT- pitoisuudet esiintyivät Vuosaaren nykyisen telakka-alueen edustalla ja pitoisuudet pienenivät telakan edustalta ulospäin. TBT:tä esiintyi pintasedimentissä laikuttaisesti tason 2 ylittävissä pitoisuuksissa koil- lis-kaakkoissektorilla 600-800 metrin etäisyydelle telakka-alueen ran- taviivasta. Tällä alueella esiintyi paikoitellen myös PCB- kongeneereja tason 2 ylittävissä pitoisuuksissa.
Heinäkuussa 2004 otettiin vielä näytteet kolmestatoista lisähavain- topisteestä itäpenkereen alueella. Normalisoidut TBT-pitoisuudet vaihtelivat välillä <1-204 µg/kg k.a. Määritysrajan ylittävissä havain-
noissa TPT-pitoisuus oli selvästi pienempi kuin TBT-pitoisuus. PCB- kongeneerien pitoisuudet ylittivät neljässä havaintopisteessä tason 1. Yhdessä pisteessä mitattiin tason 2 pitoisuus.
Satama-alueen ruoppauskohteiden haitta-aineongelma kiteytyy käy- tännössä TBT:n esiintymiseen. TBT:n esiintyminen indikoi myös mui- den haitta-aineiden mahdollista esiintymistä. Pilaantuneiden sedi- menttien ruoppauksella poistettava ja satamarakenteisiin siirrettävä TBT:n määrä on noin 96 kg eli 94 % Vuosaaren sataman rakentami- seen liittyvien vesialueiden TBT:n kokonaismäärästä (noin 102 kg).
HAITALLISTEN AINEIDEN VAIKUTUKSET Tributyylitina (TBT)
Metallinen tina tai epäorgaaniset tinayhdisteet ovat yleensä vain lie- västi tai eivät ollenkaan myrkyllisiä. Orgaaniset tinayhdisteet ovat puolestaan myrkyllisyydeltään ja kertymistaipumuksiltaan hyvin eri- laisia. Kolme orgaanista ryhmää sisältävät tinayhdisteet (esim. tribu- tyylina, trifenyylitina) ovat yleensä haitallisimpia ja niiden ympäristö- vaikutukset tutkituimpia. Yleisin mm. maaleissa käytetty tehoaine on kuitenkin ollut TBT, jonka epäpuhtautena esiintyy muita butyyli- tinaderivaatteja.
Rasvaliukoisena TBT kertyy eliöihin. TBT:n kertymiseen vaikuttaa voimakkaasti yhdisteen saatavuus sekä altistuksen kesto. TBT- yhdisteiden biologinen puoliintumisaika eli aika, jossa eliö erittää puolet kertyneestä yhdisteestä altistuksen loputtua, on kuitenkin melko lyhyt (esim. simpukalla 40 vuorokautta), joten organotinayh- disteet eivät ole erityisen kertyviä ravintoketjussa. TBT-yhdisteet ovat vähemmän myrkyllisiä nisäkkäille, mutta erittäin myrkyllisiä alemmille vesieliöille. TBT:n on lisäksi havaittu olevan yleensä huo- mattavasti myrkyllisempää eliöiden nuoruusvaiheille kuin aikuisille.
TBT:n toksisuus on selvästi suurempi kuin sen hajoamistuotteiden dibutyylitinan (DBT) ja monobutyylitinan (MBT).
Orgaanisten tinayhdisteiden on todettu kuuluvan hormonitoimintoja häiritseviin aineisiin (engl. endocrine disrupters) eräiden PCB- yhdisteiden tapaan. Brittein saarten rannikkoseuduilla kotilokannat pienentyivät orgaanisten tinayhdisteiden vuoksi. Sittemmin toteute- tuissa useissa tutkimuksissa TBT:n (ja mahdollisesti myös trifenyyli- tinan eli TPT:n) on todettu aiheuttavan kotiloissa uroksen sukupuo- lielinten kehittymistä naaraille (imposex-ilmiö) ja lopulta hedelmättö- myyttä. Hormonaalisen vaikutuksen tarkkaa mekanismia ei kuiten- kaan tunneta. Ilmiö on havaittu sekä meri-, murtovesi- että makean veden kotiloissa. Tutkittu murtovesilaji kuului Hydrobia-sukuun, jota esiintyy myös Suomen rannikkovesillä. Imposex-ilmiötä on osoitettu aiheutuvan naaraskotiloissa veden TBT-pitoisuuksissa alle 2 ng/l.
Kotiloilla havaitut vaikutukset ovat ainoita, jotka on populaatiotasolla varmasti voitu osoittaa kemikaalien aiheuttamiksi. US EPA:n määrit- telemä rannikon saastuneen veden pitoisuuskriteeri on 10 ng TBT/l.
Hollannissa TBT:n hyväksyttävän maksimipitoisuuden MPC (Maxi- mum Permissible Concentration) -arvoksi pintavesissä on tilastolli- sesti laskettu 14 ng/l. Kyseinen luku edustaa teoriassa pitoisuutta, jossa haitallisia vaikutuksia alkaa esiintyä korkeintaan viidelle pro- sentille eliölajeista.
TBT:lle herkäksi eliöryhmäksi on todettu nilviäisiin kuuluvat simpukat ja osterit, joiden kyky metaboloida TBT:tä on huono ja jotka ravin- nonottotapansa vuoksi altistuvat TBT:lle helposti. Simpukoissa on havaittu testosteronipitoisuuden nousua ja estrogeenipitoisuuden alenemista TBT-altistuksen seurauksena.
Kaloihin TBT kertyy helposti, mutta sen on havaittu myös erittyvän niistä suhteellisen nopeasti. Kaloissa TBT-yhdisteiden ei ole havaittu aiheuttavan selkeitä hormonaalisia vaikutuksia. Kala-altistuksissa, joissa sukukypsiä kaloja ruokittiin TBT-pitoisella ravinnolla, havaittiin kutuvälin harvenemista ja mätimunien ja poikasten huonontunutta eloonjäämistä. Koko elinkierron mittaisessa kala-altistuksessa tribu- tyylitinalle, hedelmöittyneen mädin kuolleisuus lisääntyi merkittävästi ja myös kuoriutuneiden poikasten kuolleisuus lisääntyi ja kasvu hi- dastui. Sen sijaan naaraiden hedelmällisyys ei heikentynyt. Kaloissa on havaittu lisäksi kasvun hidastumista, maksan suurentumista, epänormaalia käytöstä, verkkokalvomuutoksia ja koiraiden sukukyp- symisen heikentymistä TBT-altistuksessa.
Vesikirpun altistuksessa TBT:lle ei havaittu vaikutuksia eliön lisään- tymiseen, mutta hankajalkaisäyriäisten altistus vähensi merkittävästi mädin tuotantoa ja lisäsi poikasten kuolleisuutta. Tyypillinen TBT- altistuksen vaikutus myös selkärangattomissa eliöissä on kasvun hi- dastuminen ja kuolema pitkäaikaisaltistuksen aikana suuremmissa pitoisuuksissa.
TBT on myös todettu kohtalaisen toksiseksi linnuille, jotka ovat ravin- toketjussa vesieliöistä seuraava taso. Organotinayhdisteet keräänty- vät lintujen maksaan, munuaisiin, lihaksiin ja höyheniin ja voivat vai- kuttaa lisääntymiseen. Merinisäkkäissä on todettu kohonneita TBT- pitoisuuksia, jotka ovat kuitenkin selvästi pienempiä kuin linnuissa.
Nisäkkäillä todennäköisin haitta on immuunipuolustusjärjestelmän häiriintyminen.
Ihmiset voivat altistua TBT:lle mm. ravinnon välityksellä. Ruoka- aineiden pitoisuudet eivät yleensä ylitä haitallista tasoa ja ihmisten altistumisriski ravinnon kautta onkin hyvin vähäinen. Maailman ter- veysjärjestö (WHO 1993) on määrittänyt tributyylitinaoksidille päivit- täisen hyväksyttävän maksimiannoksen tasoksi ihmiselle 0,25 µg painokiloa kohti vuorokaudessa (Tolerable Daily Intake (TDI) epä- varmuuskertoimella 100). Altistus TBT:lle voi tapahtua myös ulkoi- sesti, jolloin TBT:n kanssa tekemisissä olleilla ihmisillä on havaittu ihon, silmien ja muiden limakalvojen ärsytystä. Yleisesti voidaan to- deta, että TBT-yhdisteet ovat vähemmän myrkyllisiä iholla kuin suun kautta annettuina, mutta voivat olla paikallisesti voimakkaasti ärsyt- täviä.
Luonnonvesissä TBT:n on todettu kiinnittyvän tehokkaasti hiukkasiin sekä laskeutuvan ja kertyvän sedimentteihin. On todettu, että TBT:n sitoutuminen siltistä koostuvaan sedimenttiin vähensi voimakkaasti yhdisteen biosaatavuutta. Käytännössä tämä ilmeni siten, että poh- jaeläimissä todettiin toksisuusvaikutuksia vasta hyvin korkeilla sedi- mentin TBT-pitoisuuksilla.
TBT:n toksisuutta luonnonolosuhteissa ei voi arvioida suoraan sedi- menteistä mitattujen pitoisuuksien perusteella. TBT:n käyttäytymi- seen ja toksisuuteen vaikuttavat monet kohdekohtaiset tekijät. Pitoi- suusmääritysten rinnalle on useissa lähteissä suositeltu paikalliset olosuhteet (mm. sedimentin laadun ja veden suolapitoisuuden) huo- mioon ottavia toksisuustestejä.
Trifenyylitina (TPT)
Trifenyylitinaa on levinnyt meriympäristöön TBT:n tavoin laivojen pohjamaalien välityksellä. Lisäksi kaukokulkeutuminen ilman kautta on mahdollinen leviämisreitti. TPT:n vaikutukset meriympäristössä ovat pääosin samankaltaisia TBT:n kanssa.
Kalan mädin ja poikasten altistuksessa TPT:lle mädin kuoriutuminen viivästyi, kuolleisuus lisääntyi ja poikasissa oli epämuodostumia ja kudosmuutoksia. TPT ei kerry monien muiden ympäristömyrkkyjen tavoin testattujen kalojen rasvakudokseen vaan maksaan.
TPT:n vaikutuksista ihmiseen on vain vähän tutkittua tietoa. Eräässä tutkimuksessa TPT:n havaittiin haittaavan ihmisen immuunipuolus- tusjärjestelmän tappajasolujen toimintaa.
Yhteenvetona TBT:n ja TPT:n toksisuuden ja eliöstövaikutusten osalta voidaan todeta, että näiden yhdisteiden vaikutus eliöihin on pääasiassa tyypiltään ”yleistä myrkyllisyyttä”, sekä akuuttia että kroonista, mikä heijastuu myös populaatiotasolle mm. heikentyneen lisääntymisen ja poikaskuolleisuuden kautta. Poikkeuksena tästä on TBT:n (ja mahdollisesti myös TPT:n) erittäin spesifinen hormonaali- nen vaikutus useisiin kotilolajeihin, joissa naaraat maskulinisoituvat.
Orgaaniset tinayhdisteet ovat biokertyviä, mutta eivät erityisen rikas- tuvia ravintoketjussa. Koska orgaaniset tinayhdisteet ja erityisesti TBT ovat haitallisimpia nimenomaan vesieliöstölle, näillä yhdisteillä voimakkaasti pilaantuneiden sedimenttien sijoittaminen maa-alueelle on ympäristön kannalta paras ratkaisu.
Polyklooratut bifenyylit (PCB)
PCB-yhdisteet ovat biokerääntyviä ja ravintoketjussa rikastuvia.
PCB-yhdisteille on ominaista, että ne ovat heikosti metaboloituvia ja rasvaliukoisia, jolloin ne kerääntyvät eliöissä rasvakudokseen. PCB- yhdisteet eivät ole akuutisti erityisen myrkyllisiä, mutta kroonisia myrkkyvaikutuksia, kuten vaikutuksia eloonjäämiseen, kasvuun ja li- sääntymiseen, on todettu samoin kuin karsinogeenisuutta ja neuro- toksisuutta.
Eri kongeneerien toksisuuksissa on huomattavia eroja. Myrkyllisim- piä ovat tasomaiset eli koplanaariset PCB-muodot ja pääosa PCB:n myrkkyvaikutuksista aiheutuu näistä muutamista yksittäisistä PCB- yhdisteistä, jotka muistuttavat vaikutuksiltaan suuresti polykloorattuja dioksiineja ja furaaneja.
PCB-yhdisteet ovat ehkä selkeimmin tunnistettu hormonaalisesti vai- kuttava yhdisteryhmä. Vaikutukset kohdistuvat hedelmällisyyteen ja poikasten kehittymiseen. PCB-yhdisteiden estrogeenin kaltainen vai- kutus ja sitoutumistapa on osoitettu useilla menetelmillä. Myös muita kuin estrogeenisia hormonaalisia vaikutuksia on todettu: mm. häiriöt simpukassa serotoniinin eli hermoston välittäjäaineen ja kudoshor- monin ohjaamassa solukasvussa. PCB-yhdisteiden aiheuttamat li- sääntymisvaikutukset ovat seurausta vaikutuksesta hormonaaliseen järjestelmään. Kalojen PCB-altistuksen on havaittu huonontavan naaraiden sukukypsyyden saavuttamista ja poikasten eloonjäämistä ja aiheuttavan kudun epäonnistumista.
PCB-yhdisteet sitoutuvat vesistössä kiintoainepartikkeleihin ja sedi- mentoituvat pohjalle, mistä ne voivat kulkeutua biologisen toiminnan seurauksena ravintoketjun kautta kaloihin ja ihmiseen.
Kalaa syövien lintujen munankuoren on todettu ohentuneen, mikä on johtanut näiden lajien lisääntymishäiriöihin. Itämeren hylkeissä on todettu patologisia muutoksia kohdussa, mistä johtuen osa naaraista on ollut steriilejä. Myös sukupuolihormonien hajoamisen on havaittu nopeutuneen.
PCB-altistuksen akuutteja vaikutuksia on dokumentoitu kahdessa tapauksessa, joissa ihmiset olivat syöneet PCB-pitoista riisiöljyä Ja- panissa vuonna 1968 ja Taiwanissa vuonna 1979. Yli 2000 altistu- neen ihmisen joukossa havaittiin kuolleisuuden lisääntyneen. Altistu- neilla todettiin normaalia enemmän akuutteja maksavauriota. Mak- sasairaus oli myös hyvin yleinen kuolinsyy altistuneiden keskuudes- sa. Akuuttioireena PCB-altistuksessa on raportoitu myös klooriak- nea. PCB-yhdisteiden on lisäksi raportoitu häiritsevän ADP-ATP- hapetus-pelkistys-systeemiä, ravinnonottoa ja ravinnon hyväksikäyt- töä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että PCB-yhdisteistä useilla on selvä hormonaalinen, usein estrogeenin kaltainen vaikutus, josta seuraa häiriöitä eliöiden lisääntymisessä ja populaatiotason vaikutuksia. Yh- disteet eivät ole akuutisti erityisen myrkyllisiä, mutta ne ovat voimak- kaasti biokertyviä ja ravintoketjussa rikastuvia. Ne voivat aiheuttaa myös kasvaimia ja hermostovaurioita.
LIUKOISUUSTESTIT
Vuosaaren satama-alueen sedimenteillä on tehty VTT:llä CEN- liukoisuustestejä. Tehtyjä yksivaiheisia CEN-liukoisuustestejä koske- van väliraportin perusteella sedimenteistä liukeni 24 h:n ravistelussa
ja L/S suhteella 10 vesifaasiin (ionivaihdettuun veteen) TBT:tä seu- raavasti:
TBT Sedimentistä
määritetty pi- toisuus*), µg/kg
dw
Veteen liuen- nut pitoisuus, ng/l
Veteen liuen- nut pitoisuus, µg/kg dw
Veteen liuen- nut pitoisuus,
% sedimentin pitoisuudesta 880 120 1,2 0,14
227-610 80 0,76 0,18 230 5 0,05 0,02 25 9 0,09 0,36 vertailualue <1 <0,01 -
*) normalisoimaton pitoisuus
VTT:n tulosten perusteella vesifaasiin liukeneva osuus sedimentin sisältämästä TBT:stä oli 0,02-0,36 %.
Vuosaaren satama-alueen sedimenteillä on tehty Ekolab Environ- mental Oy:ssä ekotoksisuustestejä, joiden toteuttamiseen liittyen on tehty TBT-määritykset testeissä käytetyistä sedimenteistä ja merive- si/sedimenttisuspensioiden sentrifugoiduista eluaateista EPA-823-B- 98-004-ohjeen mukaisesti. Tulokset olivat L/S-suhteilla 5,7-13,5 seu- raavat:
TBT Sedimentistä
määritetty pi- toisuus*), µg/kg
dw
Veteen liuen- nut pitoisuus,
ng/l
Veteen liuen- nut pitoisuus, µg/kg dw
Veteen liuen- nut pitoisuus,
% sedimentin pitoisuudesta
746 61,8 0,36 0,048
554 4,2 0,03 0,006
439 5,1 0,05 0,010
413 10,7 0,14 0,035
3,5 <1 <0,01 <0,21
*) normalisoimaton pitoisuus
Ekolab Environmental Oy:n tulosten perusteella vesifaasiin liukeneva osuus sedimentin sisältämästä TBT:stä oli 0,006-<0,21 % eli selvästi pienempi kuin VTT:n tekemissä liukoisuustesteissä. Menetelmälliset erot huomioon ottaen Ekolab Environmental Oy:n ekotoksisuustes- teihin liittyvät TBT:n liukoisuutta koskevat, EPA-ohjeen mukaiset tu- lokset tukevat VTT:n CEN-liukoisuustestituloksia.
Sekä VTT:n että Ekolab Environmental Oy:n liukoisuustulokset osoit- tavat TBT:n esiintyvän Vuosaaren satama-alueella ja sen ympäris- tössä hyvin niukkaliukoisessa muodossa. VTT:n ja Ekolab Environ- mental Oy:n TBT:n saamat liukoisuustulokset vahvistavat kirjalli- suustietoja, joiden mukaan TBT on tehokkaasti, mutta reversiibelisti kiinteään ainekseen adsorboituva yhdiste. TBT:n adsorboituminen kiintoainekseen vähentää liukoisen TBT:n määrää vesifaasissa, TBT:n biosaatavuutta ja ehkäisee TBT:n kulkeutumista.
EKOTOKSISUUSTESTIT
Vuosaaren satama-alueen sedimenteillä on tehty Ekolab Environ- mental Oy:ssä akuuttia myrkyllisyyttä mittaavat vesikirppu- ja valo- bakteeritestit. Standardoidut akuuttia myrkyllisyyttä mittaavat testit soveltuvat hyvin kestoltaan lyhytaikaisten prosessien, kuten ruoppa- uksen ja puhtailla mailla peitettävien haitta-ainepitoisten massojen läjityksen, myrkyllisyysvaikutusten arviointiin.
Akuuttia myrkyllisyyttä mittaavissa ekotoksisuustesteissä käytettiin sedimenttejä, joiden organotinayhdisteiden kokonaismäärät olivat 12 – 1 062 µg/kg k.a. (josta TBT:tä 3,5 - 746 µg/kg k.a.) ja PCB- yhdisteiden kokonaismäärät 22 - 670 µg/kg k.a. Testeissä käytetty- jen merivesi-sedimenttisuspensioiden organotinayhdistepitoisuudet olivat 12 – 1 062 ng/l (TBT 3,5 - 746 ng/l) ja PCB-yhdistepitoisuudet 22 - 670 ng/l. Testeissä käytettyjen sentrifugoitujen merivesi- eluaattien organotinayhdistepitoisuudet olivat <1 - 87 ng/l ja PCB- yhdistepitoisuudet alle toteamisrajan.
Vuosaaren satama-alueen sedimentit eivät olleet vesikirpulle (Daph- nia magna) tai valobakteerille (Vibrio fischeri) akuutisti myrkyllisiä vedessä pitoisuudessa 1 g k.a./l (eli 1 000 mg k.a./l). Viitteitä lievästä vaikutuksesta koe-eliöihin havaittiin havaintopisteiden 34 ja 55 sedi- menteillä, minkä perusteella nyt tutkittua suuremmat sedimenttipitoi- suudet vedessä voivat osoittautua myrkyllisiksi eliöille. Jo edellä mainitussa ja sitä suuremmissa sedimentti- eli kiintoainepitoisuuksis- sa eliöihin alkaa kuitenkin vaikuttaa pelkän kiintoaineen aikaansaa- ma fysikaalinen stressi, jonka vaikutus voi olla mahdollista tok- sisuusvaikutusta suurempi. Käytännössä useiden satojen milligram- mojen kiintoainepitoisuuksia voi esiintyä esim. ruoppauksen yhtey- dessä vain sedimenttiä käsittelevän laitteen (esim. kauhan) välittö- mässä läheisyydessä.
Sedimenttiin sitoutuneiden orgaanisten tinayhdisteiden vapautumi- nen liukoiseen muotoon meriveteen oli hyvin vähäistä (pitoisuussuh- teena <0,01% organotinayhdisteiden kokonaispitoisuudesta), eivätkä tutkitut merivesieluaatit olleet akuutisti myrkyllisiä.
Tributyylitinayhdisteillä on kirjallisuustietojen mukaan havaittu akuut- teja (alle 96 h) myrkyllisyysvaikutuksia vedessä eri eliöille pitoisuus- alueella 1 – 1 000 µg/l. Vuosaaren satama-alueen sedimenttien ja niiden eluaattien orgaanisten tinayhdisteiden summapitoisuus oli kai- kissa testeissä em. pitoisuusaluetta pienempi. Sedimenttien eluaatti- en pitoisuus oli kaikissa tapauksissa <0,1 µg/l ja suurimmassa testa- tussa sedimenttisuspensiopitoisuudessa (1 g k.a./l) suurin orgaanis- ten tinayhdisteiden summapitoisuus oli noin 1 µg/l (havaintopisteet 39, 55 ja 62). Näin ollen testitulokset, joiden mukaan myrkyllisyyttä ei ollut tai se oli hyvin vähäistä, olivat yhteneväisiä kirjallisuudessa esi- tettyjen myrkyllisyysarvojen kanssa.
TBT-pitoisen sedimentin toksisuuden on todettu ilmenevän sedi- menttiä syövillä pohjaeläimillä vasta suhteellisen korkealla TBT-
pitoisuustasolla. LC50-arvo oli merisiilillä (Echinocardium cordatum) 1 594 µg Sn/kg k.a. ja pohjaan kaivautuvalla äyriäisellä (Corophium volutator) 2 185 µg Sn/kg k.a. TBT:n sitoutuminen silttisedimenttiin vähensi voimakkaasti yhdisteen biosaatavuutta.
PCB-yhdisteiden on todettu aiheuttavan akuutteja vaikutuksia (96 h) kaloille ja kalanpoikasille eri lähteiden mukaan pitoisuusalueella 1 µg/l - 42 mg/l ja äyriäisille pitoisuusalueella 10 µg/l - 2 mg/l. Nämä pi- toisuudet alittuivat kaikissa tässä yhteydessä tehdyissä testeissä.
SATAMA-ALUEEN NYKYTILA
Vuosaaren telakka-alueen edustan TBT:llä likaantuneisiin sediment- teihin liittyy nykytilassa hallitsemattomia potentiaalisia riskejä. Toi- menpiteet, joilla TBT:llä likaantuneet sedimentit voidaan eristää ny- kytilaa paremmin vesifaasista ja vesiekosysteemistä, pienentävät näitä riskejä.
Vaikka Vuosaaren sataman rakentamista edeltävissä tutkimuksissa ei ole tullut ilmi sellaisia vesiekosysteemin muutoksia, jotka olisivat viitanneet TBT:n vaikutuksiin ja vaikka toteutetut liukoisuus- ja eko- toksisuustestit osoittavat TBT:n esiintyvän alueen sedimenteissä hy- vin niukkaliukoisessa ja toksisuusvaikutusten kannalta inaktiivisessa muodossa, korkeimpien TBT-pitoisuuksien esiintymisalueella jon- kinasteiset haitalliset vaikutukset ovat kuitenkin mahdollisia ainakin sedimentteihin kohdistuvien ulkoisten häiriöiden (myrskyt, potkurivir- rat, ankkurointi, jäävaikutukset ym.) seurauksena.
HANKESUUNNITELMA Tavoite
Vuosaaren sataman rakentamiseen liittyvillä vesialueilla olevat pi- laantuneet sedimentit siirretään sataman rakentamisen yhteydessä maa-alueeksi muuttuvalle nykyisen Niinilahden alueelle, jossa ne kiinteytetään massastabilointimenetelmää käyttäen. Stabiloidut se- dimentit hyötykäytetään näin satamakentän rakenteena ja ne kor- vaavat satama-alueen rakentamisessa muutoin tarvittavaa louhetta ja merihiekkaa. Ratkaisu eristää pilaantuneet sedimentit pysyvästi merialueesta.
Siirrettävät sedimentit
Niinilahden alueelle siirretään ja satamarakenteena hyötykäytetään kaikki sataman rakentamiseen liittyvillä vesialueilla olevat mereen lä- jityskelvottomat sedimentit.
Pääosa Niinilahden alueelle siirrettävistä pilaantuneista sedimenteis- tä muodostuu TBT-pitoisten sedimenttien ruoppauksesta. Tämä ruoppaus toteutetaan muusta vesiympäristöstä suojarakenteilla eris-
tetyn alueen sisällä. Hakemuksen täydennyksessä esitettyjen tar- kennettujen laskemien mukaan ruopattavat pinta-alat ja massamää- rät sekä TBT:n kokonaismäärät ja poistumat ovat osa-alueittain seu- raavat:
Pinta-ala Ruoppaus- syvyys
Ruopattava massamäärä
TBT:n ko- konaismää- rä
TBT:n pois- tuma ruoppauk- sen yhtey- dessä
TBT:n pois- tuma ruoppauk- sen yhtey- dessä Ruoppaus-
alue
ha cm m3 kg kg %
TBT1 3,8 100 38 000 49,23 48,75 99,0
TBT2 17,2 50 86 000 33,38 32,92 98,6
TBT3 23,0 20/30 63 500 4,98 4,85 97,4 TBT4 18,7 20/30 49 500 7,81 7,77 99,5 TBT5 11,9 30 35 700 2,19 2,17 99,1 Yhteensä 74,6 272 700 97,6 96,5 98,8
Ruopattava sedimenttisyvyys on pahimmin TBT:llä pilaantuneella alueella 1 (3,8 ha) 0-100 cm, selvästi pilaantuneella alueella 2 (17,2 ha) 0-50 cm ja lievemmin pilaantuneilla alueilla 3-5 (53,6 ha) 0-30 cm. Erityiskäsiteltävä massamäärä on näillä alueilla yhteensä noin 273 000 m3 luonnontilaisena sedimenttinä. Ruopattava ja satamara- kenteeseen sijoitettava TBT-määrä alueilta 1-5 on 96,5 kg eli yli 98,8
% näiden alueiden TBT-määrästä. Loppuosa (alle 1,5 %) muodostuu puhdistusruopattavan syvyyden alapuolisten kerrosten näytteiden perusteella lasketusta TBT-määrästä, jonka todellinen esiintyminen on epävarmaa.
Osa Niinilahden alueelle siirrettävistä pilaantuneista sedimenteistä muodostuu Käärmeniemeen kalliovarastoon väliaikaisesti varas- toiduista, Niinilahdesta, Niinilahden suulta ja suojarakenteen itäpen- geralueelta kuorituista pintasedimenteistä. Näiden massojen määrä on yhteensä noin 20 000 m3 ja ne sisältävät yhteensä noin 0,75 kg TBT:tä.
Niinilahden alueelle siirrettävien alueilta 1-5 ruopattavien ja kalliova- rastoon välivarastoitujen massojen kokonaismäärä on yhteensä noin 293 000 m3 luonnontilaisena sedimenttinä. Tämän massamäärän mukana merialueelta poistuu ja satamarakenteeseen siirretään TBT:tä noin 97,3 kg eli yli 95 % Vuosaaren sataman rakentamiseen liittyvien vesialueiden TBT:n kokonaismäärästä (yhteensä noin 101,6 kg). Näiden massojen keskimääräinen kuivapainoa kohti laskettu TBT-pitoisuus on noin 350-400 µg/kg ja luonnontilaista sedimenttiti- lavuusyksikköä kohti laskettu pitoisuus noin 300-350 µg/dm3 (mg/m3) käytetystä laskentamenettelystä riippuen. Suppeampaan aineistoon perustuen PCB-yhdisteiden kokonaispitoisuus hyötykäytettävässä massassa on keskimäärin alle kolmasosa TBT-pitoisuudesta. Suu- rimmat pitoisuudet esiintyvät osa-alueen 1 massoissa, joiden osuus massojen kokonaismäärästä on noin 13 %.
Ruopattavalla alueella sallittava ylikaivutoleranssi (15 cm) voi lisätä massamäärää maksimissaan lähes 114 000 m3:llä. Tällöin Niinilah- teen sijoitettavien massojen määrä on yhteensä noin 407 000 m3 luonnontilaisena sedimenttinä. Todennäköisesti ylikaivun määrä jää kuitenkin edellä esitettyä pienemmäksi. Niinilahden alueelle sijoitet- tavaan TBT-määrään ylikaivutoleranssi vaikuttaa vain marginaalises- ti.
Mikäli ruoppauksen laadunvarmistuksen perusteella on tarpeen teh- dä uusintaruoppauksia, Niinilahden alueelle sijoitettava massamäärä kasvaa vastaavasti. Näiden massojen määrä on arviolta korkeintaan 10 % eli noin 40 000 m3. Näissä massoissa on TBT:tä vain margi- naalisesti.
Edellä esitetyn lisäksi ruopattavilla vesiliikenne- ja laiturialueilla esiin- tyvät, myöhemmässä vaiheessa mahdollisesti mereen läjityskelvot- tomiksi katsottavat sedimentit sijoitetaan myös Niinilahteen ja hyöty- käytetään satamarakenteina. Näiden massojen määrä on ylikaivuto- leransseineen ja laadunvarmistukseen perustuvine uusintaruop- pauksineen arviolta enintään 80 000 m3. Näissä massoissa on TBT:tä alle 1,0 kg.
Sedimentin ruoppauksen ja ruopatun massan siirron yhteydessä massa löyhtyy, minkä seurauksena lopullinen tarvittava vastaanotto- tilavuus on massojen laadusta riippuen noin 1,1-1,5-kertainen sedi- mentin luonnontilaiseen tilavuuteen nähden. Lopulliseen sijoitustila- vuuteen vaikuttavat monet seikat, mutta on kuitenkin hyvin todennä- köistä, että löyhtymiskerroin jää lähemmäksi arvoa 1,1 kuin arvoa 1,5. Jos lopullinen sijoitustilavuus on 1,2-kertainen luonnontilaiseen sedimenttimäärään nähden, Niinilahteen sijoitettava massamäärä on suurimmillaan noin 632 000 m3. Niinilahden suurin teoreettinen sijoi- tustilavuus on noin 655 000 m3
Niinilahden alueen valmistelu
Niinilahden alueen rakentamissuunnitelmien korkeustasot on ilmoi- tettu N43-järjestelmässä.
Niinilahden pilaantuneet pintasedimentit on kuorittu ja sijoitettu väli- aikaisesti Käärmeniemen kalliovarastoon vuosina 2003-2004. Niini- lahden muut pehmeät maamassat poistetaan ruoppaamalla siltin yläpintaan saakka. Ruoppaus toteutetaan syvimmillään noin tasolle -14 m. Pehmeiden massojen ruoppauksen jälkeen Niinilahtea täyte- tään kantavilla ja kiintoainetta läpäisemättömillä kiviainesmateriaa- leilla. Niinilahden pohjan eli TBT-pitoisen stabiloitavan sedimentin al- le jäävän kantavan täytön materiaali on merihiekka. Pohjatäyttö teh- dään tasolle noin -4,0 m.
Täyttöalueiden A ja B väliin rakennetaan raidepenger (penger I), jon- ka rakentaminen toteutetaan painuma- ja stabiliteettisyistä kantavilla maalajeilla päällysrakenteeseen saakka. Raidepenkereen yläpinnan
korkeustaso tulee olemaan +3,0 m. Raidepenkereeseen tulee mo- reenisuojaverhous pilaantunutta sedimenttiä vasten.
Raidepenkereeseen jätetään ensivaiheessa proomun mentävä, ns.
silttiverholla tai vastaavalla kiintoainetta läpäisemättömällä rakenteel- la suljettava aukko, jotta täyttöalueelle voidaan tuoda massoja proo- mulla. Raidepenkereen täyttöalueen A puoleinen sivu rakennetaan kiintoainetta läpäisemättömistä kiviainesmateriaaleista.
Massojen siirtäminen
Ruopattavan alueen laajuus huomioon ottaen on todennäköistä, että massat lastataan proomuun, jossa ne siirretään pisimmät välimatkat.
Niinilahdessa proomu ajetaan ensivaiheessa täyttöalueen A sisälle raidepenkereeseen jätetystä aukosta, joka suljetaan ajojen välillä verholla tai vastaavalla rakenteella. Alueen A täyttyessä siten, että proomun kulkusyvyys alittuu, raidepenger suljetaan ja rakennetaan myös kulkuaukon osalta kiintoainetta läpäisemättömistä kiviainesma- teriaaleista. Loput massat voidaan siirtää proomusta täysin suljetun raidepenkereen päällä sijaitsevalla kaivinkone/kahmarilla tai pump- paamalla täyttöalueelle.
Käärmeniemen kalliovarastoon väliaikaisesti varastoidut massat siir- retään myös Niinilahden sijoitusalueelle.
Täyttöalueen A teoreettinen tilavuus täyttötasolla +1,0 m tulee ole- maan noin 355 000 m3. Sedimenttien sijoittaminen täyttöalueelle A tehdään siten, että täytön yläpinta on vuoden painuma-ajan jälkeen vähintään tasolla +0,5 m ja enintään tasolla +1,5 m.
Mikäli kaikki mereen läjityskelvottomat massat eivät mahdu täyttö- alueelle A tai työteknisestä syystä on tarpeen käyttää kahta erillistä täyttöaluetta, otetaan käyttöön raidepenkereen itäpuolinen täyttöalue B, jonka suurin teoreettinen sijoitustilavuus on luokkaa 300 000 m3. Täyttöalueen B merenpuoleisen reunapenkereen (penger II) lopulli- nen sijainti ja koko määräytyy ruoppaustyön edetessä. Täyttöalueella B täytön yläpinta tulee noin vuoden painuma-ajan jälkeen olla välillä -1,5 - +1,5 m. Täyttöalue B jaetaan tarvittaessa osa-alueisiin em.
vaatimukset täyttävän sijoittamisen ja sitä seuraavan massastabi- loinnin mahdollistamiseksi. Lopuksi täyttöalueen B uloin, merialuetta vastassa oleva reunapenger tehdään kiintoainetta läpäisemättömäk- si patopenkereeksi, jonka yläpinnan korkeustaso tulee olemaan +3,0 m.
Täyttöalue A, jolle siirretään pääosa mereen läjityskelvottomista massoista ja pahimmin pilaantuneet sedimentit, jää sataman raken- tamisen jälkeen mahdollisimman kauas (vähintään 430 m:n etäisyy- delle) lopullisen satamarakenteen ulkopuolisesta merialueesta. Täyt- töalue B, jolle siirretään viimeiseksi ruopattavia puhtaampia massoja, jää myös kauas (vähintään 300 metrin etäisyydelle) lopullisen sata- marakenteen ulkopuolisesta merialueesta.
Reunapenkereiden rakenne
Niinilahden penkereiden kiintoainetta läpäisemätön verhous tehdään siten, että reunapenkereiden luiskat, raidepenkereen (penger I) län- sipuolinen luiska ja merta vasten rakennettavan uloimman penke- reen (penger II) pilaantunutta sedimenttiä vasten tuleva luiska, ver- hoillaan yläpäästään vähintään 0,5 metrin paksuisella moreeniker- roksella tasosta +2,5 m merihiekkatäytön tasoon -4,0 m. Moreeniker- ros muotoillaan kaltevuuteen noin 1:2. Louhepengerluiskien kalte- vuus on noin 1:1,5. Moreenikerroksen paksuus on merihiekkatäytön tasossa suurempi kuin yläosassa.
Täyttöalueiden sisälle mahdollisesti tehtäviä apupenkereitä ei ver- hoilla moreenikerroksella.
Niinilahden penkereiden verhouksessa käytetään silt- ti/hiekkamoreenia. Verhouksen vedenläpäiseväisyys on enintään 1 x 10-5 m/s.
Massasyvästabilointi
Täyttöalueille siirretyt pilaantuneet sedimenttimassat syvästabiloi- daan kauttaaltaan kiinteään ja satamakentän vaatimukset täyttävään geoteknisesti kantavaan tilaan.
Massastabilointi on viime aikana nopeasti yleistynyt menetelmä, jota on käytetty sekä pehmeiden maiden lujittamiseen että pilaantunei- den maiden kiinteyttämiseen. Pilaantuneita sedimenttejä on stabiloi- tu 1990-luvulla mm. Haminan satamassa ja Helsingin Sörnäisten sa- tamassa. Vuoden 2003 lopussa käynnistettiin pilaantuneiden maiden stabiloinnin toinen vaihe Norjan Trondheimin satamassa. Suomessa ja Pohjoismaissa toimii useita alan urakoitsijoita, joilla on käytettävis- sään Vuosaareen soveltuvaa massastabilointikalustoa.
Vuosaaressa käytettävää stabilointimenetelmää kutsutaan massasy- västabilointimenetelmäksi, jota käytetään yleisesti käsiteltäessä pehmeitä, heikosti kantavia pohjamaita rakennuskelpoiseksi. Niini- lahden alueella syvästabiloimalla saavutettava lujaa kuivakuorisavea vastaava kantavuus mahdollistaa satamakentän rakentamisen stabi- loidun sedimentin päälle. Tällä ratkaisulla pilaantunut sedimentti saadaan yhtenäiseen tilaan, kantavuuden parantamiseksi tehtävä stabilointi pienentää sen vedenläpäisevyyttä, sen ominaisuuksia voi- daan seurata ja siihen on mahdollista päästä käsiksi tarvittaessa myöhemmin.
Vuosaaressa käytettävä massasyvästabilointimenetelmä poikkeaa pilaantuneiden maiden kiinteyttämisessä käytettävästä stabilointime- netelmästä (ns. ekobetonointi), jossa lujuudet ovat massasyvästabi- lointimenetelmään verrattuna jopa 5-10-kertaiset. Ekobetonointira- kenteet toimivat yleensä päällysrakenteina ja niiltä vaaditaan suurta lujuutta. Ekobetonointirakenteet koostuvat usein kitkamaista, jotka lujittuessaan toimivat runkoaineena. Lisäksi ekobetonointirakenteet
toteutetaan pääsääntöisesti ohuempina kerroksina, jolloin ne tiiviste- tään jyräämällä ja lopuksi päällystetään asfaltilla. Käytettävien side- aineiden määrät voivat myös olla suuria. Ekobetonointiratkaisua ei voida toteuttaa veden alla, toisin kuin syvästabilointia, jossa pohja- vedenpinnan alapuolella toimiminen on etelän rannikkoalueilla tyypil- listä.
Massasyvästabiloinnissa pehmeään massaan sekoitetaan sideainet- ta kaivinkoneeseen liitetyllä sekoitinlaitteistolla, johon on integroitu sideaineen syöttöyksikkö ja hydraulinen sekoitinyksikkö. Sekoitus etenee 3-5 metrin levyisinä kaistoina ja se tehdään lähtien kantavalta penkereeltä ja jatkuen aina aiemmin stabiloidun lujittuneen kaistan päältä. Käsiteltävänä olevaa massalamellia sekoitetaan edestakaisin sekä vaaka- että pystysuunnassa niin kauan, että sideaine on tasai- sesti sekoittunut. Sideaineen sekoittumisen tasaisuus varmistetaan työn aikana näytteenotoilla. Sideaine reagoi massassa olevan veden kanssa muodostaen yhdessä maa-aineksen kanssa stabiloitua ma- teriaalia, jonka lujuus täyttää satamakentän pohjarakenteille asetetut vaatimukset. Nykyisillä massastabilointilaitteistoilla voidaan stabiloin- ti ulottaa noin 5-6 metrin syvyyteen. Massastabiloinnin jälkeen kais- tan päälle levitetään lujitekangas ja esikuormituspenger, joka ko- koonpuristaa ja poistaa painumat stabiloidusta massasta.
Stabiloinnin sideaine koostuu yksinkertaisimmillaan kaupallisista sementeistä. Sementin lisäksi sideaineina voidaan käyttää mm. len- totuhkaa ja/tai rikinpoiston lopputuotetta.
Massastabiloinnin suunnittelu ja mitoitus edellyttää käsiteltävällä massalla tehtyjä stabiloitavuuskokeita laboratoriossa. Vuosaaren sa- tama-alueen sedimenteillä on tehty laajasti stabiloitavuuskokeita, joil- la on selvitetty eri sideaineiden ja sideaineyhdistelmien lujittu- misominaisuuksia. Massastabiloidun rakenteen alustava mitoituslu- juus (puristuslujuus >100 kPa) on saavutettu useilla sideaineilla ja sideaineyhdistelmillä laboratoriokokeissa. Lisäksi on tutkittu koepa- loista tapahtuvaa haitta-aineiden liukenemista diffuusiotestien avulla sekä tehty vedenläpäisevyyskokeita.
Koetulosten perusteella valitaan käytettävät sideaineet ja tarvittava sideaineiden annostelu jatkosuunnittelua varten. Laboratoriossa teh- tyjen kokeiden lisäksi Niinilahdesta ja Niinilahden suulta kuorituilla ja Käärmeniemeen välivarastoiduilla TBT-pitoisilla sedimenteillä on teh- ty koestabiloinnit todellisissa olosuhteissa käyttäen laboratoriossa soveltuvimmiksi todettuja sideaineita ja sideaineyhdistelmiä.
Tyypilliset puristuslujuudet, joita massasyvästabiloinnissa saavute- taan, ovat stabiloitavan pohjamaan laadusta, sideaineen tyypistä se- kä sideaineen määrästä riippuen noin 100 - 200 kPa. Yläpuolisen ra- kenteen kuormitus määrää alapuolisen syvästabiloitavan pohjamaan yksityiskohtaisen lujuusvaatimuksen.
Niinilahden massasyvästabiloitavan pilaantuneen sedimentin tavoite- lujuus perustuu satamakentän rakenteellisiin vaatimuksiin ja seuraa- viin lähtökohtiin ja reunaehtoihin:
- stabiloitava sedimentti on pääosin savea -stabiloitavan rakenteen paksuus on noin 5 m
- rakenne tiivistetään esikuormituspenkereellä syvästabiloinnin jäl- keen
- stabiloitu rakenne toimii kantavan, asfaltoidun päällysrakenteen pe- rustana ja se sijaitsee routarajan alapuolella
- stabiloitu pohjamaa (sedimentti) yhdessä päällysrakenteen kanssa kestää alueelle kohdistuvan kuormituksen, eikä painumia esiinny - stabiloitu pohjamaarakenne on kiinteä, mutta elastinen, eikä se hal- keile tai murru
- haitta-aineet pysyvät stabiloidussa rakenteessa - rakenteen vedenläpäisevyys on pieni
- haitta-aineiden diffuusio rakenteesta on vähäistä - stabiloitua rakennetta ympäröivät pengerrakenteet ja kalliot varmis- tavat, että haitta-aineita ei kulkeudu merialueelle pitkälläkään aikavä- lillä
- pilaantuneen sedimentin stabiloitavuus on ennakkoon testattu sekä laboratoriossa että paikan päällä Käärmeniemen altaassa suorite- tuissa in situ -stabiloitavuuskokeissa.
Niinilahden alueelle sijoitettavan ja satamarakenteeksi massasyväs- tabiloitavan pilaantuneen sedimentin tavoitelujuus esitetään stabi- lointiurakan työselityksissä ja laatuvaatimuksissa lujuusvaatimukse- na, jota rakennuttajan toimesta valvotaan ja, joka alustavan mitoituk- sen perusteella on 140 kPa (140 kN/m2). Puristuslujuus vastaa leik- kauslujuutta 70 kPa. Mitoituslujuus tarkentuu kun stabilointiurakkaan liittyvä ja sitä sivuava yksityiskohtainen suunnittelu etenee.
Lujuuksien määrittäminen
Syvästabiloidun pilaantuneen sedimentin puristus- ja leikkauslujuus voidaan määrittää in situ -tutkimusmenetelmillä maastossa tai koe- kappaleista laboratoriossa.
Maastotutkimusmenetelmistä puristinkairalla saadaan määritettyä puristuslujuus ja siipikairalla leikkauslujuus. Laboratoriossa puristus- lujuus määritellään rakenteesta otetuista näytteistä yksiaksiaalisella puristuskokeella.
Niinilahden stabiloitavan pilaantuneen sedimentin alustava tavoitelu- juus on 140 kPa (puristuslujuus). Tällä lujuustasolla suositellaan jat- kuvatoimisen puristinkairauksen (pilarikairaus) käyttöä. Lisäksi on tarkoituksenmukaista tehdä joitain vertailevia ja täydentäviä tutki- muksia sekä siipikairalla että laboratoriossa yksiaksiaalisina puris- tuskokeina.
Diffuusiotestien tulokset
Diffuusiotestien 16 vuorokauden tulokset mitoituslujuuden täyttävillä sideaineyhdistelmillä stabiloiduista koepaloista olivat seuraavat:
Koekappale, sideaine Liuennut TBT µg/m2 16 d
Liuennut TBT µg/m2/d
1, YSe 60 kg/m3 33 2,1
2, YSe 80 kg/m3 30 1,9
3, YSe 60 kg/m3 + (LT+RPT) 60 kg/m3 5,3 0,33 4, YSe 80 kg/m3 + (LT+RPT) 80 kg/m3 2,6 0,16
Koekappale, sideaine Liuennut PCB
mg/m2 16 d
Liuennut PCB mg/m2/d
1, YSe 60 kg/m3 <0,34 <0,02
2, YSe 80 kg/m3 <0,31 <0,02
3, YSe 60 kg/m3 + (LT+RPT) 60 kg/m3 <0,33 <0,02 4, YSe 80 kg/m3 + (LT+RPT) 80 kg/m3 <0,33 <0,02 Yse = yleissementti, LT = lentotuhka, RPT = rikinpoiston lopputuote
Diffuusiotesteissä PCB-kongeneerien (28, 52, 101, 118, 138, 153 ja 180) ja kokonais-PCB:n pitoisuudet olivat toteamisrajoja (kongenee- rit 0,05 µg/l ja kokonais-PCB 1 µg/l) alhaisempia, joten diffuusion vaikutuksesta vapautuvaa PCB-määrää ei ole mahdollista kvantifioi- da testien perusteella.
Diffuusiotestien mukaan lentotuhkan ja rikinpoiston lopputuotteen li- sääminen sementin ohella massaan pienentää stabiloidusta massas- ta tapahtuvaa TBT:n liukenemista merkittävästi.
Vedenläpäisevyyskokeiden tulokset
Diffuusiotesteissä olleiden koepalojen vedenläpäisevyydet olivat seuraavat:
Koekappale, sideaine Vedenlä-
päisevyys m/s
1, YSe 60 kg/m3 3,9 x 10-9
2, YSe 80 kg/m3 4,0 x 10-9
3, YSe 60 kg/m3 + (LT+RPT) 60 kg/m3 4,1 x 10-9 4, YSe 80 kg/m3 + (LT+RPT) 80 kg/m3 1,9 x 10-9
Vedenläpäisevyyskokeiden perusteella sopivalla sementin sekä len- totuhkan ja rikinpoiston lopputuotteen seoksella on mahdollista pie- nentää stabiloidun massan vedenläpäisevyyttä verrattuna pelkällä sementillä käsiteltyyn massaan.
Salaojitus
Stabiloidun rakenteen ympärille rakennetaan salaojitus kokoamaan ympäristöstä valuvat ja suotautuvat vedet sekä tasaamaan merive- denpinnan vaihtelua stabiloidun rakenteen ympärillä. Lisäksi stabi- loidun rakenteen yläpuolelle asennetaan pintasalaojat noin 50 metrin välein. Näin estetään vesipaineen muodostuminen stabiloidun raken- teen päälle.
Päällysrakenne
Massasyvästabiloitujen pilaantuneiden sedimenttien päälle rakenne- taan satamakenttien ja liikennealueiden kiviainespenkereet ja muut päällysrakenteet. Yläpuolinen päällysrakenne käsittää ylhäältä päin lukien AB 20 –asfaltin (kerrospaksuus 60 mm), kalliomurskeen 0/31 mm (kerrospaksuus 50 mm), kalliomurskeen 0/63 mm (kerrospak- suus 100 mm), kalliomurskeen 0-150 mm (kerrospaksuus 350 mm) ja merihiekkakerroksen, joka tukeutuu stabiloituun pilaantuneeseen sedimenttiin. Irtolouhitun kallion tai louhetäytön kohdalla päällysra- kenteessa ei käytetä kalliomursketta 0-150 mm.
Päällysrakenne on suunniteltu sellaiseksi, että massastabiloitu TBT- rakenne sijoittuu routasyvyyden alapuolelle ja että päällysrakentee- seen asennettavat putkijohdot eivät ulotu massastabiloituun raken- teeseen. Päällysrakenne koostuu kiviainestukikerroksesta, sen pääl- le murskeesta rakennettavasta kantavasta kerroksesta ja päällim- mäiseksi asfaltista rakennettavista kulutuskerroksista. Päällysraken- ne ei näin ollen käytännössä läpäise vettä, vaan sadevedet johde- taan alueelle rakennettavaan sadevesiverkostoon kaivojen välityk- sellä.
Päällysrakenteen vedenläpäisevyyteen vaikuttaa merkittävimmin as- falttikerros. Ehjän AB 20 –asfalttikerroksen, jonka paksuus on 60 mm ja tyhjätila noin 5 %, vedenläpäisevyys on 1,0 x 10-9 – 1,0 x 10-8 m/s.
Asfaltin vedenläpäisevyyteen vaikuttaa ajan myötä päällysrakentee- seen syntyvien halkeamien määrä ja suuruus. Halkeilleen asfaltin vedenläpäisevyydeksi on arvioitu 1,3 x 10-7 – 1 x 10-6 m/s. Päällysra- kenteen tiiveyden varmistamiseksi asfaltin kunto pilaantuneiden se- dimenttien sijoitusalueella kartoitetaan vähintään kaksi kertaa vuo- dessa ja vauriot korjataan mahdollisimman pian. Asfaltin kuntokartoi- tuksesta ja toteutetuista toimenpiteistä pidetään kirjaa.
Jätteet ja jätehuolto
Rakentamisessa käytettävien työkoneiden käytöstä syntyvien ja mui- den mahdollisten satunnaisten jäte-erien keräys ja käsittely liitetään Vuosaaren satamahankkeen rakennustyömaan jätehuoltojärjestel- miin. Muutoin hankkeesta ei varsinaisesti synny jätteitä.
Toteutus
Kiintoaineen leviämistä estävät suojarakenteiden maapenkereet on tarkoitus rakentaa vuonna 2004. Suojarakenteiden sisäpuolella ta- pahtuva TBT:llä voimakkaimmin pilaantuneiden sedimenttien ruop- paus ja tämän hakemuksen mukainen samanaikainen massojen si- joittaminen nykyisen Niinilahden alueelle on tärkeää voida aloittaa keväällä 2005 ja suorittaa loppuun vuoden 2005 aikana, jotta sata- mahankkeen kokonaisaikataulu toteutuu. Niinilahden alueelle sijoitet- tujen sedimenttien massastabilointi voidaan näin aloittaa vuoden 2005 puolella.
PARHAAN KÄYTTÖKELPOISEN TEKNIIKAN (BAT) JA YMPÄRISTÖN KANNALTA PAR- HAAN KÄYTÖNNÖN (BET) PERIAATEIDEN SOVELTAMINEN
Meriympäristön tila paranee, kun TBT:llä voimakkaimmin pilaantu- neet sedimentit hyödynnetään sataman rakenteissa massastabiloi- malla ne satamakentän rakenneosaksi. Työnaikaisten ja työn jälkeis- ten ympäristövaikutusten vähentämiseksi sovelletaan seuraavassa kuvattuja työtekniikoita ja -periaatteita. Kokonaisuuden havainnollis- tamiseksi kuvaus sisältää sekä vesilain mukaisen luvan edellyttävän ruoppauksen että ympäristönsuojelulain mukaisen luvan edellyttävän hyödyntämisen satamarakenteessa. Kokonaisuutena kyseessä on laajamittainen ja merkittävä vesistön kunnostushanke.
Ruoppaus
Pilaantuneiden sedimenttien ruoppaus toteutetaan muusta vesiym- päristöstä maapengerrakentein ja verhorakenteella eristetyn alueen sisällä. Valittavasta ruoppausmenetelmästä riippumatta ruoppauk- sesta aiheutuvat mahdolliset haittavaikutukset rajoittuvat tälle hyvin rajatulle alueelle, jolla nykyisin esiintyy korkeita TBT-pitoisuuksia ja josta myöhemmin tulee pääosin satamarakennetta. Mereen läjitys- kelpoisten massojen ruoppaus toteutetaan niinikään pysyvien kiinto- aineen leviämistä estävien suojarakenteiden suojassa.
Olennaisena osana työn suorittamiseen kuuluu työn tuloksen välitön seuranta ja sen tulosten perusteella tarvittaessa tapahtuva korjaus.
Toisin sanoen ruopatulta alueelta otetaan sedimenttinäytteitä jo työn edetessä ja mikäli nämä osoittavat, että TBT-pitoista sedimenttiä on jäänyt alueelle kriteerit ylittävä määrä, kyseinen alue uusintaruopa- taan.
Vuosaaren telakka-alueen edustan pilaantuneisiin sedimentteihin liit- tyy nykytilassa hallitsemattomia potentiaalisia riskejä ja toimenpiteet, joilla pilaantuneet sedimentit voidaan poistaa ja eristää vesifaasista ja vesiekosysteemistä, pienentävät näitä riskejä. Puhdistusruoppa- uksella vähennetään merkittävästi TBT:n potentiaalisia haitallisia vaikutuksia merialueella.
Ruopattujen massojen hyödyntäminen rakenteena
Ruopattujen massojen hyödyntäminen rakenteena tehdään niinikään ympäristövaikutukset minimoiden, seuraavia työtapoja ja -tekniikoita noudattaen.
Massat siirretään altaisiin, jotka on erotettu kiintoainetta läpäisemät- tömällä penkereellä ja verhorakenteella ruoppausalueesta, joka puo- lestaan on erotettu merestä vastaavalla rakenteella. Näin altaasta ulos suotautuvan veden sisältämien epäpuhtauksien mahdolliset vaikutukset kohdistuvat merestä erotettuun ruoppausalueeseen.
Myös sijoitusaltaiden pohjarakenne on kiintoainetta läpäisemätön, jo- ten massat eivät kulkeudu alaspäin.
Ensimmäisenä täytettävä täyttöalue A sijaitsee kauimpana merestä ja siihen sijoitetaan TBT-pitoisimmat ruoppausmassat.
Täytön aikana kulku proomuilla altaaseen tapahtuu avattavan ns.
silttiverho- tai vastaavan kiintoainetta läpäisemättömän rakenteen kautta, joka suljetaan proomun purkamisen ajaksi. Täytön loppuvai- heessa penger rakennetaan umpeen ja täyttö tapahtuu pumppaa- malla tai kaivinkoneella penkereen päältä.
Stabilointi tehdään laboratoriotutkimuksiin perustuen rakenteen kan- tavuuden ja haitta-aineiden liukenevuuden suhteen optimoidulla si- deaineseoksella, minkä tuloksena haitta-aineet sisältävä massa kiin- teytyy kantavaksi rakenteeksi. Sideaineen sekoittumisen tasaisuus varmistetaan työn aikana näytteenotoilla. Rakenne ympäröidään sa- laojituksella, joka minimoi maa-alueen pohjaveden virtauksesta ja meriveden pinnankorkeusvaihteluista johtuvat vedenpaineen gra- dientit rakenteessa ja näin haitta-aineiden liukenemisen ja kulkeutu- misen ulos rakenteesta. Stabilointi on yleisesti käytettyä tekniikkaa ja se on todettu toimivaksi aiemmissa käyttökohteissa.
Stabiloitu rakenne sijoitetaan routarajan alapuolelle. Rakenteen pinta kallistetaan ja sen päälle tuleva pintarakenne sadevesiviemäröidään ja salaojitetaan sekä tehdään sellaisista materiaaleista, että ylhäältä päin rakenteeseen ei joudu merkittäviä määriä vettä pitkälläkään ai- kavälillä.
Rakentaminen tapahtuu keskellä suurta rakentamiskokonaisuutta ei- kä vaikuta haitallisesti rakentamiskokonaisuuden ulkopuolelle kan- tautuvaan meluun, tärinään tai pölyämiseen. Rakenne toimii satama- rakenteena ja korvaa muita rakentamiseen käytettäviä luonnonvaroja kuten louhetta ja merihiekkaa. Ruoppausmassojen hyödyntäminen rakenteessa vähentää näin myös merihiekan ja louheen kuljettami- sesta aiheutuvaa liikennettä merellä ja maalla.
Rakenne tehdään ja sijoitetaan siten, että se on mahdollista pitkän- kin ajan jälkeen poistaa, mikäli tarkkailusta saatava tai muutoin li- sääntyvä tieto osoittaisi, että rakenteella on haitallisia ympäristövai- kutuksia. Tämän todennäköisyys on kuitenkin äärimmäisen pieni ei-
