teemana:
Happamat sulfaattimaat

Happamat sulfaattimaat vaativat maankäytöltä tarkkuutta

Happamat sulfaattimaat ovat merenpohjaan syntyneitä rikkipitoisia kerrostumia, jotka ovat maan kohotessa nousseet kuivalle maalle. Näistä kerrostumista huuhtoutuva hapan kuormitus aiheuttaa Suomessa merkittävän riskin vesistöille ja pohjavesille. Lisäksi ne aiheuttavat korroosioriskin talojen perustuksille ja muille maassa oleville rakenteille. Happamia sulfaattimaita esiintyy enimmäkseen rannikon tuntumassa, vanhan Litorinameren peittämällä vyöhykkeellä, joka ulottuu rannikolta noin sadan metrin korkeudelle merenpinnan yläpuolelle.

Samankaltaisia vesistövaikutuksia voi aiheuttaa mustaliuske. Mustaliuske on rikkipitoinen, helposti rapautuva metasedimenttikivilaji. Suuria mustaliuske-esiintymiä on esimerkiksi Itä- ja Pohjois-Suomen malmiesiintymien kupeessa. Haitallisia vaikutuksia voi syntyä, mikäli kallion pintaa rikotaan tai mustaliusketta sisältävää maaperää kaivetaan.

Maankuivatus altistaa haittavaikutuksille

Happamilla sulfaattimailla alkaa ilmetä ympäristöhaittoja, kun rikkipitoiset kerrostumat altistuvat hapelle. Näin voi käydä, jos esimerkiksi maankuivatus alentaa pohjaveden pintaa. Kerrostumasta alkaa silloin vapautua happamuutta ja haitallisia raskasmetalleja. Suomessa on arviolta 500 000 hehtaaria happamilla sulfaattimailla sijaitsevia peltoja, joiden kuivatus heikentää huomattavasti vesistöjen ekologista tilaa. Happamilta sulfaattimailta päätyy vuosittain vesistöihin enemmän haitallisia metalleja kuin kaikista Suomen teollisuuden jätevesistä yhteensä.

Ympäristöriskin suuruus riippuu muun muassa happaman kerrostuman paksuudesta ja syvyydestä sekä maalajin happamoitumispotentiaalista eli hapontuottokyvystä. Myös etäisyydellä lähimpään vesistöön on merkitystä. Sääolot vaikuttavat happaman huuhtouman määrään. Vesistöjen happo- ja metallikuormitus kasvaa erityisesti silloin, kun pitkää kuivaa kautta seuraa voimakas sadejakso.

Haittoja voidaan ehkäistä, kun vältetään kajoamasta rikkipitoiseen kerrostumaan ja pidetään huolta siitä, ettei pohjaveden pinta laske liikaa. Happamille sulfaattimaille rakentaminen vaatii erityistoimia.

Harva laji pystyy elämään ja lisääntymään happamassa ympäristössä. Varsinkin vesieliöt kärsivät herkästi happamuuden äkillisestä lisääntymisestä. Kriittinen raja veden happamuudelle on pH-arvo 5,5. Jos veden pH laskee tämän rajan alapuolelle, eliöstölle syntyy merkittäviä vahinkoja. Pahimmillaan happamuus aiheuttaa näkyviä kalakuolemia.

Lajien herkkyys happamuudelle vaihtelee. Kaloista erityisen herkkiä happamille vesille ovat esimerkiksi taimen ja särki. Pidemmällä ajanjaksolla häviäjiä ovat myös simpukat ja kotilot, joiden kalkkikuoret eivät kestä pitkäkestoista happamuutta.

Monella lajilla munat ja vastakuoriutuneet poikaset ovat herkempiä kuin täysikasvuiset yksilöt. Kaloilla happamuus haittaa eniten alkionkehityksen varhaisvaiheita, erityisesti ruskuaispussivaihetta. Äkillinen ja lyhyt happamuuspiikki voi olla haitallinen myös aikuisille kaloille ja varttuneille poikasille. Niiden kiduksiin voi tällaisissa oloissa saostua metalleja. Happamien valumavesien on todettu pysäyttävän tai estävän kutunousun.

Toimia suunniteltaessa on tärkeää arvioida tapauskohtaisesti, kuinka herkkä vastaanottava vesistö on happamuudelle ja esiintyykö siellä herkkiä eliölajeja. Esimerkiksi meressä päästöt laimenevat isoon vesitilavuuteen, ja merivedellä on myös suuri puskurikyky happamoitumista vastaan. Kalojen on todettu sietävän paremmin happamoitumista humuspitoisissa vesissä kuin kirkkaissa vesissä. Pieni purovesistö, jossa esiintyy happamuuden vaihtelulle herkkiä lajeja, voi kärsiä jo vähäisestä pH:n heilahtelusta. Myös rannikkoalueella olevat pienet merenlahdet ja fladat voivat olla herkkiä happamuudelle.

Rikkipitoisiin maakerroksiin ei tule lähtökohtaisesti kajota lainkaan, eikä niitä pidä kuivattaa edes väliaikaisesti. Ratkaisevaa on, että pohjaveden pinta pysyy kerrostumien yläpuolella. Tämä voidaan varmistaa, kun kuivatussyvyys pidetään riittävän pienenä.

Tiheämpi ojitusväli tekee mahdolliseksi madaltaa kuivatussyvyyttä ilman, että kuivatushyöty vähenee.

Riskejä ennakoivalla suunnittelulla voidaan ohjata rakentamista ja samalla antaa ohjeita siitä, miten happamat sulfaattimaat otetaan rakentamisessa huomioon. Tärkeää on selvittää vastaanottavan vesistön ja vesiluonnon herkkyys mahdolliselle happamuuskuormalle. Rakentamisessa on huomioitava happamuuden aiheuttama korroosioriski. Kaivumassojen käsittely ja työmaiden toiminta tulee suunnitella etukäteen. Myös työmaalta purkautuvien vesien käsittely pitää suunnitella ennalta.

Lisätietoa:

Maankuivatus ja happamat sulfaattimaat (vesi.fi)

Ilmastonmuutos tuo lisää haasteita happamien sulfaattimaiden riskienhallintaan, sillä se useimmiten vahvistaa ihmisen toimien haitallisia vaikutuksia näillä mailla. Ilmastonmuutos edellyttää myös uusia sopeutumistoimia.

  • Pidentyvät kuivuusjaksot altistavat entistä syvemmällä olevia maakerroksia hapettumiselle.
  • Runsastuvat sateet syksyisin ja talvisin lisäävät happamuuden ja haitallisten metallien huuhtoutumista vesistöihin.
  • Lisääntyvä sadanta voi lisätä tarvetta tehostaa maankuivatusta.
  • Lämpötilan nousu lisää haitta-aineiden liukenemista veteen.
  • Raakaveden korkeampi lämpötila sekä suurempi happamuus ja haitta-ainepitoisuus edellyttävät vaativampia ja kalliimpia käyttöveden puhdistusprosesseja.
  • Ekosysteemeissä lajisto muuttuu, kun happamuutta sietävät lajit runsastuvat.

Hapen vaikutuksesta sulfaattimaahan syntyvät haitat.

1. Kun maata ojitetaan tai maa pääsee muuten kuivumaan, happi pääsee syvemmälle maahan.

2. Happi alkaa vaikuttaa hapettomaan sulfidimaahan niin, että siinä olevat sulfidit hapettuvat sulfaateiksi. Sulfaatit muodostavat veden kanssa rikkihappoa, mikä voi laskea pH-arvon haitallisen alhaiseksi.

3. Happamuudesta seuraa, että haitalliset metallit muuttuvat liukoiseen muotoon ja alkavat kulkeutua veden mukana. Tällaisia metalleja ovat esimerkiksi kadmium, koboltti, kupari, nikkeli, sinkki ja alumiini. Happamuus ja metallit päätyvät pohjaveteen ja vesistöön.