Ympäristö ja Terveys-lehti 3/2015

Haluatko ostaa tämän lehden?

Vaikuttaako lehti kiinnostavalta? Voit lukea koko lehden valitsemalla "Lisää ostoskoriin". Mukavia lukuhetkiä!

Olet esikatselutilassa. Lue koko lehti

Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 1. vsk
vsk. 2. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
AirCleanerilmanpuhdistimien kemiallismekaaninen suodatus puhdistaa ilman näkyvistä hiukkasista, mikrohiukkasista, kaasuista, hajuista sekä bakteereista, viruksista ja homeista. Sisätilojen epäpuhtaan ilman aiheuttama väsymys, toistuvat päänsäryt ja yleinen energiatason vähyys vievät nopeasti parhaan terän työkyvystä ja tuottavuudesta. Loppujen lopuksi epäpuhtaan ilman vaikutukset näkyvät viivan alla. KYSY LISÄÄ 010 2920 440 • koulut • päiväkodit • toimistot • neuvotteluhuoneet • laboratoriot • hammaslääkärit • terveysasemat • homekohteet Käyttökohteet • Max puhdistusteho 300-1200m3/h • Poistaa yli 98% VOC-yhdisteistä kertapuhdistuksella • Osta tai vuokraa. 1 Ilmalinja Oy Kutomotie 6 B, 00380 HELSINKI Puhelin 010-2920 440 CMYK C 100% M 78 % Y 0% K 0% www.ilmalinja.fi AirCleaner 750, 1000 ja 2000 ilmanpuhdistimet Puhtaasti tuottavampi työilmapiiri Puhdas ilma auttaa jaksamaan Varmista työtehon ja -työnteon jatkuvuus sekä työyhteisösi parempi tuottavuus. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
(02) 630 4900 Toimittaja Pertti Forss Ilmestyy 8 numeroa vuodessa Kestotilaus 67 euroa (sis.alv 10 %) Vuositilaus 72 euroa (sis.alv 10 %) Opiskelijatilaus -50 % norm. Paljon vähemmän ollaan huolissaan näkymättömistä veloista tai toimenpiteistä, joilla tulevien polvien velkataakkaa lisätään surutta. vsk. tilaushinnasta Irtonumero 10 euroa (sis.alv 24 %) ISSN 0358-3333 Julkaisija Y-tunnus 0366233-3 Suomen Ympäristöja Terveysalan Kustannus Oy Painopaikka Vammalan Kirjapaino Oy www.vkp.fi Kirjapainolla ja käytetyllä painopaperilla on ISO 14001 -standardin mukainen ympäristöjärjestelmä, joka on sertifioitu. Kymmeniä tuhansia tonneja haitallisia aineita päästetään luontoon ja ajatellaan ajan hoitavan ongelman. 2 Gallen-Kallelankatu 8 28100 PORI Puh. Tapio Välikylä Olemme velkaa. Rakennuskantamme korjausvelka on kymmeniä miljardeja, vesija viemäriverkoston korjausvelka on useita miljardeja ja liikenneväylien korjausvelka on myös miljardiluokkaa. Suljettujen kiertojen sijaan vesistöjämme käytetään edelleen kaatopaikkana. Maiseman turmelemisella ei ole hintaa eikä meluhaitalla hintalappua. Vesistöihimme kertyy erilaisia ei-toivottuja kemikaaleja ja aineita, näiden kaikkia haittavaikutuksia ei tunneta. (02) 630 4900 Faksi (02) 630 4939 etunimi.sukunimi@ymparistojaterveys.fi www.ymparistojaterveys.fi Markkinointi ja ilmoitukset Eija Lindroos Puh. Tekstit perustuvat Suomen Ympäristökeskuksen viime elokuussa järjestämään seminaariin. 040 511 6005 Tilaukset ja osoitteenmuutokset Eevastiina Veneranta Puh. Yksittäiselle eläimelle on laskettu hinta, mutta ei suurille ympäristöpäästöille. Toimitusneuvosto Erityisasiantuntija Tarja Hartikainen Suomen Kuntaliitto Johtaja Jari Keinänen sosiaalija terveysministeriö Ympäristöterveydenhuollon ylitarkastaja Anne-Kaarina Lyytinen Itä-Suomen aluehallintovirasto Johtaja Risto Mansikkamäki Keski-Uudenmaan ympäristökeskus Ympäristötarkastaja Sini-Pilvi Saarnio Helsingin kaupungin ympäristökeskus Ympäristö ja Terveys-lehti Valtion velasta ollaan hyvin huolissaan ja velan kasvu erityisesti aiheuttaa huolta päättäjissä. Tästä kaikesta aiheutuu ympäristövelkaa, jonka maksavat tulevat sukupolvet. --Tässä Ympäristö ja Terveys-lehden numerossa on teemana ”Haitallisten aineiden tutkiminen vesistöistä uusilla arviointimenetelmillä”. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
56 Betoniset ratapölkyt eivät ole ympäristöriski Timo Hannelius, Mari Uusitorppa, Reija Mäki ja Rami Lammi ................................................................................ vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Olemme velkaa Tapio Välikylä .................................................................................2 Orgaanisten tinayhdisteiden saanti ja terveysvaikutukset Panu Rantakokko, Riikka Airaksinen ja Hannu Kiviranta .....4 Hormonihäiriköt elintarvikkeissa Anja Hallikainen ...........................................................................10 Organotinayhdisteiden määritys ympäristönäytteistä Allan Witick ...................................................................................16 Passiivikeräimien toiminnan fysikaalinen tausta Janne Juntunen, Heidi Ahkola, Kirsti Krogerus, Janne Ropponen, Sirpa Herve ja Timo Huttula .................... 50 Ekotoksikologisen tutkimuksen laajenevat mahdollisuudet Suomen ympäristökeskuksessa Matti Leppänen, Heidi Ahkola, Sirpa Herve, Päivi Meriläinen, Pirjo Sainio ja Markus Sillanpää .............................................. 66. 3 Ympäristö 46. ...................................................................... 38 Haitallisten aineiden kulkeutumisen mallintaminen Janne Ropponen ......................................................................... Lehden teemana on vesihuolto ja vesiensuojelu. 0400 593 273 Toimitus: ja Terveys-lehti Seuraava Ympäristö ja Terveys-lehti ilmestyy viikolla 22. 26 Passiivikeräimien käyttö organotinayhdisteiden seurantaan Heidi Ahkola, Kirsti Krogerus, Janne Juntunen, Sirpa Herve ja Timo Huttula ......................................................32 Lääkeaineet jäteveden puhdistamolla ja vesistössä Petra Lindholm-Lehto, Juha Knuutinen, Sirpa Herve ja Heidi Ahkola ................................................................................. 44 Kuluttajakemikaalit ja mikrobit Kokemäenjoen vesistössä Noora Perkola ym. 044 526 6552 Päätoimittaja Tapio Välikylä p. 62 Kokemusten kautta viranomaistoimintojen yhdistämiseen Keijo Houhala ja Sampo Kilpeläinen ...................................... 22 Ympäristölle haitallisten aineiden kartoitukset – sääntelyn kompassi Jaakko Mannio ja Kenneth Holm ............................................ vsk 3 • 2015 Tuottaja Tanja Lohiranta p
Androgeenisesti vaikuttavien TBT:n ja TPhT:n tunnetuin vaikutus vesiympäristössä on simpukoiden lisääntymistä haittaava imposex-ilmiö. 4 Johdanto Orgaaniset tinayhdisteet (OT-yhdisteet) ovat laaja luokka kemikaaleja, joilla on monenlaisia ominaisuuksia ja käyttötarkoituksia. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Murtovesisedimentteihin lujasti Panu Rantakokko, Riikka Airaksinen ja Hannu Kiviranta Terveyden ja hyvinvoinnin laitos Ympäristöterveyden osasto, Kuopio Orgaanisten tinayhdisteiden saanti ja terveysvaikutukset. Ympäristöhaittojen takia EU:ssa määrättiin vuoden 2008 alusta täydellinen käyttökielto OT-yhdisteitä sisältäville laivojen pohjamaaleille jäsenvaltioiden omille ja sen satamiin tai offshore-terminaaleihin tuleville aluksille [1]. Trisubstituoituja OT-yhdisteitä, kuten tributyylitinaa (TBT) ja trifenyylitinaa (TPhT) on käytetty vesiorganismien biosideinä, erityisesti laivojen pohjamaaleissa. vesijohdoista, ruuan pakkausmateriaaleista, lasin pinnoitteista, polyuretaanivaahdoista ja monista muista kohteista. Eläinkokeissa OT-yhdisteet aiheuttavat myös nisäkkäillä lisääntymiseen ja kehitykseen liittyviä häiriöitä, mutta merkittävimmät vaikutukset liittyvät immunotoksisuuteen ja rasvakudoksen kertymiseen. Ilmiöllä tarkoitetaan tapahtumaa, jossa OT-yhdiste aktivoi naarailla normaalisti sammuneen peniksen morfologista tekijää koodaavan geenin, minkä seurauksena naaraille kehittyy koirasgenitaalit. Laajan käytön takia OT-yhdisteitä löytyy mm. vsk. TBT ja TPhT hajoavat debutyylaatiolla (TBTgDBTgMBTgSn4+) ja defenylaatiolla (TPhTgDPhTgMPhTgSn4+). Monoja disubstituoituja OT-yhdisteitä, kuten monobutyylitinaa (MBT) ja dibutyylitinaa (DBT), on käytetty eniten valon ja lämmön stabilaattoreina PVC-muoveissa sekä katalyytteinä polyuretaanin ja silikonielastomeerien valmistuksessa. Vast’ikään vesiympäristöön päässyt TBT on helposti biosaatavaa ja hajoaa melko nopeasti (viikoista kuukausiin), kun taas pitkän ajan kuluessa sedimenttiin lujasti tarttunut TBT on heikosti biosaatavaa ja säilyy pidempään
Näytteeksi kerättiin lisäksi kotimaista kasvatettua kalaa ja tuontikalaa sekä ahvennäytteitä rannikon ja sisävesialueiden satamista, telakoilta ja vilkkailta laivareitiltä (”worst case scenario” -näytteet). Kalojen OTpitoisuuksien perusteella laskettiin saanti keskimääräiselle kuluttajalle eri kalalajeista ja lisäksi arvioitiin ”worst case” -saantia kuluttajille, jotka käyttäisivät suuria määriä kalaa saastuneilta alueilta. 4OT = 2,5 ng/kg rp vrk-1). Eri elintarvikeryhmien suhteellinen osuus kaikkien mitattujen ( . Ruumiinpainoksi on oletettu 77 kg.. Toisessa tutkimuksessa selvitettiin yksityiskohtaisesti eri kalalajien kautta tapahtuvaa altistumista Suomessa. Päivittäinen kokonaissaanti oli kuitenkin vain 2,5 ng/kg rp vrk-1 eli 1 % EFSA:n TDI:stä [5]. OT-yhdisteiden summasta, 5,9 ng ruumiin painokiloa kohti päivässä (ng/kg rp vrk-1), noin puolet tuli kalasta ja äyriäisistä, loput vihanneksista, perunasta sekä hedelmistä ja marjoista. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 7OT = 5,9 ng/kg rp vrk-1) ja EFSA:n määrittelemien OT-yhdisteiden summasta ( . 5 tarttuneet butyylitinayhdisteet säilyvät hajoamattomana todennäköisesti vuosien tai jopa vuosikymmenten ajan [2]. Kuva 1. Saantilähteet ihmiselle OT-yhdisteiden käyttökohteiden moninaisuuden vuoksi mahdollisia saantilähteitä ihmiselle on paljon, mutta ruokaa ja erityisesti kalaa pidetään tärkeimpinä. Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen (EFSA) on määritellyt immunotoksisiin vaikutuksiin perustuen suurimmaksi siedettäväksi päiväsaanniksi (TDI) 250 ng/kg rp vrk-1 DBT:n, TBT:n, TPhT:n ja DOT:n summalle (. TPhT:n käyttö maatalouden torjuntaaineena kiellettiin EU:ssa vuonna 2002 käyttäjiin kohdistuvan terveysriskin ja mahdollisten non-target -organismeihin kohdistuvien vaikutusten takia [3]. Tästä summasta kala ja äyriäiset muodostivat 81 %. Lisäksi eri tuotteiden OT-yhdisteiden (TBT, TPhT, DBT, DOT) massa-osuuksille on asetettu enimmäismääriä, joista viimeisetkin tulevat voimaan vuoden 2015 alussa [4]. vsk. Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ruokakoritutkimuksessa mitattiin kesällä 2005 OT-pitoisuudet 13 elintarvikeryhmästä ja niiden sekä ruuankäyttötietojen perusteella laskettiin keskimääräinen saanti. Tutkimukseen kerättiin eri kalalajeja vuosina 2005?2007 viideltä kaupallisesti tärkeältä avomerialueelta ja kolmelta sisävesialueelta. Vain vihanneksista, perunoista, hedelmistä ja marjoista sekä kaloista ja äyriäisistä löytyi yhtä tai useampaa mitatuista seitsemästä OT-yhdisteestä (MBT, DBT, TBT, MPhT, DPhT, TPhT ja dioktyylitina DOT). 4OT)
6 Keskimääräinen saanti kalasta oli samansuuruinen kuin ruokakoritutkimuksessa, eli 1,3 % EFSA:n TDI:stä. Solukokeissa on myös havaittu, että ihmisen kateenkorvan solut ovat herkkiä OT-yhdisteille. Myös erilaisten ruuan kanssa kontaktissa olevien materiaalien, kuten paistomuovien ja -papereiden, välityksellä voi altistua. Annos, joka ei aiheuta koe-eliössä haitallista muutosta (NOAEL eli no observed adverse effect level) oli TBT:lle 0,025 mg/kg rp vrk-1. Muista saantilähteistä huonepöly voi olla kohtuullisen merkittävä. OT-yhdisteiden terveysvaikutukset EFSA julkaisi vuonna 2004 laajan riskinarvioinnin OT-yhdisteiden terveysvaikutuksista. Yksityiskohtaista kvantitatiivista arviota eri lähteiden suhteellisesta merkityksestä ei kuitenkaan ole tehty. Arvioinnissa läpikäydyissä eläinkokeissa kuvattiin kateenkorvan surkastumista sekä lymfosyyttien vajausta kateenkorvassa, pernassa ja perifeerisessä imukudoksessa. DBT:n, Taulukko 1. Lisäksi OT-yhdisteet laskivat immunoglobuliinien pitoisuutta ja veren valkosolujen määrää. Tärkeimpiä huonepölystä mitattuja yhdisteitä ovat MBT, DBT sekä USA:ssa myös mono-oktyylitina (MOT) ja DOT [7]. Pahimmassakin tapauksessa, eli paljon saastunutta kalaa kuluttaville, saanti oli 157 ng/kg rp vrk-1 miehille ja 120 ng/kg rp vrk-1 naisille, eli 63 % ja 48 % EFSA:n TDI:stä. Keskimääräinen päivittäinen OT-yhdisteiden saanti (ng/kg rp vrk-1) eri kalalajeista. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. vsk. Arvioinnissa käsiteltiin akuuttia toksisuutta, karsinogeenisuutta, geno-, lisääntymisja kehitys-, immunoja neurotoksisuutta. Näin suuret saannit ovat kalaa syömällä äärimmäisen epätodennäköisiä [6]. Ruumiinpainoksi on oletettu 60 kg.. Riskinarvioinnissa kriittinen vaikutus oli immunotoksisuus (immuniteetin vajaus). Sisätiloista OT-yhdisteitä on löytynyt monista rakennusmateriaaleista, kuten tapeteista, lattialaatoista, vinyyliseinälaatoista
Erityisesti tutkittiin kivesten laskeutumishäiriötä eli ns. Epidemiologiset tutkimukset OT-altistumista varsinkin ruuan kautta on arvioitu paljon ja muutamissa tutkimuksissa OT-yhdisteitä on mitattu ihmisen verestä ja maksasta. Ainoat epidemiologiset tutkimukset, joissa altistumista on mitattu suoraan ihmisestä, on kuitenkin tehty THL:ssä. peroksisomin proliferaatiossa aktivoituvan reseptori gamman (PPAR-g) kautta. TBT sitoutuu retinoidi-X-reseptoreihin (RXR) eri eliöissä nilviäisistä nisäkkäisiin, mihin myös imposex-ilmiö perustuu. Eläinkokeissa raskaudenaikainen altistuminen TBT:lle aiheuttaa jälkeläisillä ylimääräistä rasvan kertymistä. Lisäksi havaittiin obesogeenisen hypoteesin mukaisesti positiivinen yhteys TBT:n ja 0–3 kk painonnousun nopeuden välillä. Samalla aineistolla tutkittiin myös OT-altistumisen yhteyttä poikalasten painonkehitykseen eli OT-yhdisteiden obesogeenisia vaikutuksia. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. TBT onkin luultavasti tällä hetkellä parhaiten tutkittu ympäristöperäinen obesogeeni. vsk. Poikalapsista mitattujen lisääntymishormonien yhteydet TBT:hen olivat linjassa tämän hypoteesin kanssa [9]. Eläinja solukokeissa on saatu erittäin vakuuttavaa näyttöä siitä, että TBT on obesogeeninen eli ylipainoa aiheuttava kemikaali. Suuressa osassa Kööpenhaminasta kerätyistä istukoista OT-yhdisteiden pitoisuudet olivat alle määritysrajan (41?70 % yhdisteestä riippuen), mikä vähentää tilastollisten testien luotettavuutta. Turusta ja Kööpenhaminasta vuosina 1997?1999 kerätyllä aineistolla pyrittiin selvittämään erilaisten tekijöiden, kuten äidin kemikaalialtistuksen, vaikutusta syntyvien poikalasten urogenitaalialueen epämuodostumiin. Asettamalla vielä lajien ja yksilöiden välisiin herkkyyseroihin perustuen epävarmuuskerroin 100, saatiin TDI 250 ng/kg rp vrk-1 näiden neljän OT-yhdisteen summalle. Koska kivesten laskeutuminen vaatii androgeenien oikea-aikaista toimintaa, on mahdollista että kyseessä on aito TBT:n androgeeninen vaikutus. Aineiston keruuajankohta oli sopiva asian tutkimiseen, koska tuolloin tärkeimmät OTyhdisteiden käyttörajoitukset eivät olleet vielä voimassa ja pitoisuuksien oletettiin olevan korkeita. Kaiken kaikkiaan TBT:n yhteydet painonkehitykseen olivat kuitenkin verraten heikot eikä kohorttia suunniteltu sen tutkimiseen [10].. Solukokeissa TBT lisää rasvakudoksen määrää, triglyseridien varastointia, adipogeenisten markkerigeenien ilmentymistä ja ohjaa kantasolujen erikoistumista rasvasolujen suuntaan luun kustannuksella. Lisäksi TBT:n on korkeilla annoksilla havaittu vaikuttavan myös urosten lisääntymisterveyteen, esimerkiksi kivesten ja lisäkivesten pienentymiseen, siittiösolujen lukumäärän vähenemiseen ja toisaalta testosteronin määrän kasvuun veressä. Turkulaisista istukoista 99 %:ssa TBT:n pitoisuus oli yli määritysrajan. Koska MBT:n, DPhT:n, MPhT:n ja MOT:n toksikologiset vaikutukset olivat huomattavasti heikompia, niitä ei arvioitu [8]. Näissä tutkimuksissa syntyvän lapsen raskaudenaikaista altistumista arvioitiin istukan OT-pitoisuuksien perusteella. Sen rasvasolujen erilaistumiseen kohdistuvat vaikutukset välittyvät ns. 7 TPhT:n ja DOT:n samanlaiseen vaikutustapaan perustuen tehtiin oletus, että kaikkien näiden yhdisteiden vaikutukset ovat additiivisia. Tilastollisissa analyyseissä havaittiin, että turkulaisten istukoiden TBT-pitoisuudella oli merkitsevä käänteinen yhteys piilokiveksisyyden ilmaantuvuuteen. piilokiveksisyyttä, mikä on tavallisin poikalasten urogenitaalialueen kehityshäiriö. Lisäksi TBT:n pitoisuus korreloi hyvin DBT:n pitoisuuden kanssa (R2 = 0,78), mikä viittaa siihen, että DBT on TBT:n hajoamistuote ja kummallakin on sama lähde, todennäköisesti kala
8 Päätelmiä OT-yhdisteiden käyttökielto laivojen pohjamaaleissa on jo laskenut eliöiden pitoisuuksia ja myös ihmisten altistuminen tullee aikaa myöten laskemaan. Euroopan Unioni: Komission päätös (20.6.2002), fentin-asetaatin sisällyttämättä jättämisestä neuvoston direktiivin 91/414/ETY liitteeseen I ja tätä tehoainetta sisältäville kasvinsuojeluaineille annettujen lupien peruuttamisesta. 10. Euroopan yhteisöjen virallinen lehti 2002, L 164:41–42. Rantakokko P et al: Association of placenta organotin concentrations with congenital cryptorchidism and reproductive hormone levels in 280 newborn boys from Denmark and Finland. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Viitteet 1. 3. Nykyisillä ja varsinkin tulevilla altistumistasoilla haitalliset terveysvaikutukset ovat hyvin epätodennäköisiä ja kaikkiaan OT-yhdisteet ovat hiljalleen väistymässä oleva ongelma. Euroopan unionin virallinen lehti 2003, L115:1–11. Rantakokko P et al: Dietary intake of organotin compounds in Finland: A market-basket study. OTyhdisteiden korvaajia, ns. 2. 9. The EFSA Journal 2004, 102 1–119. Environmental Health 2014, 13.. Salminen J: Organotinayhdisteiden hajoaminen murtovesisedimentissä. 4. 7. Food Additives and Contaminants 2006, 23:749–756. Euroopan Unioni: Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EY) N:o 782/2003 (14.4.2003), orgaanisten tinayhdisteiden kieltämisestä aluksissa. ORBIS-hankkeen loppuraportti. Environmental Research 2010, 110:544–547. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 3/2010 2010. Rantakokko P et al: Association of placenta organotin concentrations with growth and ponderal index in 110 newborn boys from Finland during the first 18 months of life: a cohort study. Human Reproduction 2013, 28:1647–1660. Euroopan unionin virallinen lehti 2010, L86:7–12. Euroopan Unioni: Komission asetus (EU) N:o 276/2010 (31.3.2010), kemikaalien rekisteröinnistä, arvioinnista, lupamenettelyistä ja rajoituksista annetun Euroopan parlamentin ja neuvoston asetuksen (EY) N:o 1907/2006 (REACH) liitteen XVII muuttamisesta. 5. vsk. 6. 8. Kannan K et al: Organotin Compounds, Including Butyltins and Octyltins, in House Dust from Albany, New York, USA. EFSA: Opinion of the Scientific Panel on Contaminants in the Food Chain on a request from the Commission to assess the health risks to consumers associated with exposure to organotins in foodstuffs. Valitettavasti ongelma seuraa usein toista. Airaksinen R et al: Organotin intake through fish consumption in Finland. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 2010, 58:901–907. Ruoppausten yhteydessä sedimenttien OT-yhdisteet voivat ainakin osittain vapautua biosaatavaksi, mutta ruoppausten vaikutus alueellisten pitoisuuksien nostajana on hyvin tapauskohtaista. booster-biosidejä (esimerkiksi Diuron, Irganol 1051 ja SeaNine 211) on Suomessa tutkittu toistaiseksi hyvin vähän. Lainsäädännölliset rajoitukset laskevat tulevaisuudessa saantia myös kuluttajatuotteista
Palveluihimme kuuluvat mm.: » Terveysja ympäristöriskien arviointi » Vesistöjen rehevöitymiseen, mataloitumiseen ja happamoitu miseen liittyvät tehtävät » Haitta-aineiden kulkeutumismallinnus » Luvitus ja tarkkailuohjelmat » Tutkimukset ja kunnostussuunnittelu » Innovatiiviset kunnostusratkaisut » Ruoppaukseen ja läjitykseen liittyvät tarkkailut » Kalastotutkimukset » Vesieliöstön biomonitorointi www.golder.. Twitterissä @YTerveyslehti www.ymparistojaterveys. vsk. 09 5617210 YMPÄRISTÖJA GEOTEKNISET ASIANTUNTIJAPALVELUT Y&T 2015_lehti3.indd 1 2.3.2015 13:01:21 HYVÄ HETKI YMPÄRISTÖLLE ADUCATE JOENSUU | KUOPIO | SAVONLINNA VALTAKUNNALLINEN 36. p. 9 Vesistöjen ja sedimentin tutkiminen ja kunnostaminen edellyttää huolellista suunnittelua, jotta tulokset olisivat hyviä myös pitkällä tähtäyksellä. Ympäristö ja Terveys-lehti. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. info@golder.. YMPÄRISTÖTERVEYSPÄIVÄ Maksuton tilaisuus, tervetuloa! bit.ly/36-ymparistoterveyspaiva 28.5.15 KUOPIO Facebookissa www.facebook.com/ymparistojaterveys.
ScandinavianStockphoto.. Lainsäädäntötyössä suurin haaste on tunnistaa ja priorisoida hormonihäiriköistä tärkeimmät yhdisteet riskinhallintaa varten. 10 Anja Hallikainen Hormonihäiriköt elintarvikkeissa EU:n elintarvikeviranomainen EFSA määrittelee hormonihäirikön seuraavasti: Hormonihäirikkö on kemiallinen yhdiste, joka vaikuttaa suoraan tai epäsuorasti endokriiniseen systeemiin ja sen jälkeen aiheuttaa siinä vaikutuksen kohde-elimeen tai kudokseen. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Elintarviketurvallisuusvirasto Evira on omalta osaltaan osallistunut tähän työhön tutkimalla erityisesti Itämeren kalan ympäristömyrkkyjä. vsk
Tarvitaan uudet tutkimusmenetelmät niiden toteamiseksi. Itämeren kalan ympäristömyrkkytutkimukset Evirassa Suomessa on tehty jo 1990 luvun alusta lähtien Itämeren kalan vierasainetutkimuksia yhteistyönä Elintarviketurvallisuusvirasto Eviran, Terveyden ja hyvinvoinninlaitoksen, THL:n ja Riistaja kalatalouden tutkimuslaitoksen, RKTL:n sekä myöhemmin myös Suomen ympäristökeskuksen, SYKE:n kanssa. Endokriinisesti aktiiviset yhdisteet aiheuttavat hormonaalisia vaikutuksia hyvin alhaisissa pitoisuuksissa esimerkiksi verrattuna syöpävaaraa aiheuttaviin altistuksiin. Eri testausmalleja onkin tarkoitus kehittää lähitulevaisuudessa eurooppalaisissa hankkeissa jo olemassa olevien OECD:n ja US EPAn (Environmental Protection Agency) menetelmien avulla ja matemaattisia malleja ja rakenneanalogiaa hyödyntäen. Vierasainelainsäädännössä on annettu enimmäispitoisuusrajat myös seuraaville yhdisteille, joiden kaikkien epäillään aiheuttavan kehityshäiriöitä: PAH-yhdisteet, lyijy, elohopea, mykotoksiineista okratoksiini A ja zearalenoni. Helppoa ei ole myöskään riskiviestintä, jota tulee suunnata sekä viranomaisille lainsäädäntötyöhön että kuluttajalle esimerkiksi syöntisuositustarpeina. Asia ei ole kuitenkaan edennyt suunnitelmien mukaisesti, koska vielä ei ole riittävästi tutkimustietoa. On myös tarvetta tuntea hormonihäirikköjen eri kemiallisten yhdisteiden kumulatiiviset eli yhteisvaikutukset. Riskinarvioinnin, riskinhallinnan ja riskinviestinnän haasteellisuus Tutkimusaihe on hyvin haasteellinen. Hormonihäirikköjä voi olla useita yhdessä elintarvikkeessa, ja ne voivat lisätä tai vähentää toistensa vaikutuksia. Siis yhdellä kemiallisella yhdisteellä voi olla useita haittavaikutuksia, jotka ilmenevät eri pitoisuuksissa elimistössä. Hormonihäiriköt tulee tunnistaa muista haitallisista yhdisteistä. EU on edellyttänyt vierasainelainsäädännön kehityksen seurauksena, että teemme vuosittain kalan vierasainemonitorointia ja informoimme siitä kuluttajaa. Uudessa muoviasetuksessa 10/2011 ftalaattien ja Bisfenoli A:n määriä on myös tiukennettu. Elintarvikelainsäädännön vierasaineasetuksessa 1881/2006 ympäristömyrkyistä vain dioksiinit ja PCB:t ovat säännelty. 11 Hormonihäiriköt lainsäädännön valmistelussa Monilla lainsäädäntötyön alueilla (REACH 1907/2006; kasvinsuojeluaineet 1107/2009, biosidit 528/2012, kosmetiikka 1223/2009, vesipuitedirektiivi 105/2008) on tunnettu jo vuosia sitten tarvetta säädellä hormonihäirikköjä, joista odotetaan selviä kriteereitä komissiolta lainsäädäntötyön pohjaksi. Viimeisin tuore julkaisu on Itämeren silakasta ravintona, Eviran tutkimuksia 1/2015. vsk. Lisäksi samoista reseptoreista solussa voivat kilpailla myös hyödylliset yhdisteet, kuten esimerkiksi luontaiset fytoestrogeenit. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Seuraavaksi lienevät vuorossa PBDE:t, joille on vastikään annettu komission suositus tutkia viittä eri ryhmäkokonaisuutta EU:n jäsenmaissa lainsäädännön kehittämistä varten. Osa niistä on käytössä EU:ssa, osa on kielletty. Siinä analysoidaan tieteellisin keinoin silakan hyötyä ja haittaa ravintona.. Suuri joukko kasvinsuojeluaineita voi aiheuttaa kehityshäiriöitä, esimerkiksi sperman laadun heikkenemistä. Tämän lisäksi Evira on teettänyt maa-ja metsätalousministeriön rahoittamana suurempia ja kattavampia Itämeren kalaprojekteja, jotka on toteutettu vuonna 2002 ja 2009 ja julkaistu Eviran tutkimuksina, 1/2004 ja 2/2011
Tulevaisuudessa tulisi ottaa mukaan riskinarviointeihin ja lainsäädäntötyöhön monet muut elintarvikkeissa esiintyvät haitalliset aineet, joilla on samanlaisia haittavaikutuksia, kuten juuri hormonaalisia haittoja. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kyseessä amerikkalaisen professori Linda Birnbaumin, NIEHS, tekemä luettelo elintarvikkeissa esiintyvistä hormonihäiriköistä, jotka hän esitti EU:n järjestämässä tilaisuudessa vuonna 2012. Evirassa on myös tutkimustietoa metallien, metyylielohopean, arseenin ja raskasmetallien pitoisuuksista elintarvikkeissa ja niille altistumisesta. PBDE-yhdisteet olivat mukana molemmissa EU kalat-projekteissa ja PFOSja OT-yhdisteet viimeisimmässä. OT-yhdisteitä on Evirassa tutkittu erikseen valvonnassa sekä kattavassa projektissa vuonna 2008 (Eviran tutkimuksia 6/2008) erityisesti Vuosaaren sataman rakennusvaiheessa ilmestyneiden saasteongelmien seurauksena. vsk. 12 Eviran EU kalat-projekteissa on tutkittu dioksiinien ja PCB:iden rinnalla myös muita ympäristömyrkkyjä, joiden tiedetään aiheuttavan hormonaalisia haittavaikutuksia. Näitä kaikkia yhdisteitä epäillään hormonihäiriköiksi, koska niillä kaikilla on kehi tyshäiriöitä aiheuttavia haittavaikutuksia. Esimerkkejä ympäristömyrkkyjen aiheuttamista kehityshäiriöistä Dioksiinit ja dioksiininkaltaiset PCB:t aiheuttavat kehityshäiriöitä hampaiden Taulukko 1. Hormonihäirikköjä elintarvikkeissa. Keltaisella värillä kirjoitetut ovat testosteronisynteesin inhibiittoreita, sinisellä värillä kuvatut ovat estrogeenireseptorien agonisteja, vihreät kilpirauhashormonihäirikköjä ja punaiset androgeenireseptorien antagonisteja.. Myös suuren joukon torjunta-aineita tiedetään olevan hormonihäirikköjä
Dioksiinit aiheuttavat suurina annoksina monenlaisia haittavai kutuksia, mm. klooriakne, mutta tähän tarvittava altistus on käytännössä mahdollinen vain onnettomuustapauksissa. Perfluorinoidut PFC-yhdisteet. PFC:itä käytetään vettä hylkivissä kuluttajatuotteissa. Orgaanisia tinayhdisteitä on laboratorio-olosuhteissa voitu käyttää malliaineina aiheuttamaan tämän ilmiön. Niiden kaupallisia ja kemiallisia nimiä tai kemiallisia rakenteita on ollut melkein mahdoton tunnistaa. OT-yhdisteet toimivat hormonihäirikköinä merenelävissä hyvin pieninä pitoisuuksina. Palonestoaineina käytetyt PBDE:t. Jos yksi kielletään, toinen otetaan käyttöön. Orgaaniset tinayhdisteet (OT-yhdisteet). Ne vaikuttavat kilpirauhasen toimintaan ja aiheuttavat muutoksia lipidiaineenvaihdunnassa. Ne kertyvät esimerkiksi kalassa ensimmäisenä maksaan ja ovatkin maksatoksisia. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Ne saattavat hajota ja metaboloitua tunnistamattomiksi. Kehityshäiriöiden taustalla on dioksiinien kyky häiritä tark kaan ohjelmoituja solutason tapahtumia elinten herkän kehitysvaiheen aikana. imposex-ilmiön, jossa naaraista tulee koiraita. Jo 1 ng:n pitoisuus /1l vettä voi aiheuttaa ns. Asian selvittämiseksi on tehty paljon työtä. PBDE:t, polybromatut difenyylieetterit voivat vaikuttaa hermoston kehitykseen, käyttäytymiseen, oppimiseen ja muistiin. 13 puhkeamiseen, havainnointiin ja käyttäytymiseen, muuttuneeseen sukupuolijakautumaan tai rintojen kehityksen viivästymiseen. rotilla maksasyöpää. Kehi tyshäiriöt eivät välttämättä tule edes näkyviin sen sukupolven aikana, jossa altistu minen tapahtuu, vaan ne voivat ilmetä vasta seuraavassa sukupolvessa. Orgaaniset tinayhdisteet voivat aiheuttaa, samoin kuin esimerkiksi dioksiinit ja PCB:t, monenlaisia terveydellisiä haittavaikutuksia. vsk. Niiden kemiallista rakennetta on helppo muuttaa. PFOS:ien epäillään aiheuttavan myös häiriöitä keuhkojen kehityksessä. Hyvä esimerkki siitä on juuri dioksiinien haitalliset vaikutukset, joita on sekä pienen että suuren altistuksen seurauksena. Herkimpiä dioksiinien haittavaikutuksia ovat yllä mainitut kehityshäiriöt ja hormonaaliset häiriöt. Uusimmassa Eviran tutkimuksia julkaisussa 1/2015 nousee hyvin esille hormonihäirikköjen pienissä pitoisuuksissa aiheuttamien kehityshäiriöiden haasteellinen tieteellinen arviointi. Ihmisillä on havaittu kokonaissyöpämäärän kas vua työperäisen dioksiinille altistumisen yhteydessä. Teollisuus on käyttänyt ja käyttää edelleen palonestoaineita teollisessa tuotannossa. Bromattujen yhdisteiden lisäksi on olemassa iso joukko samankaltaisia palonestoaineita, jotka ovat organokloori ja -fosforiyhdisteitä. Tällä perusteella EFSA onkin tehnyt yhteisen riskinarvioinnin TBT-, DBT-, TPTja DOT-yhdisteistä ja antanut niille yhteisen. Hyvin suurella altistuksella dioksiinien tyypillinen välitön haittavaikutus ihmisellä on vaikea ihosai raus, ns. Organotinayhdisteistä monien on todettu olevan immunotoksisia eli vaikuttaneen häiritsevästi vasta-ainemuodostumiseen. OT-yhdisteitä ei ole saanut olla vuoden 2008 alusta laivojen kiinnitysestojärjestelmissä. Ne aiheuttavat myös kilpirauhasen hormonitoimintaan liittyviä häiriöitä samoin kuin lisääntymiseen liittyviä hormonaalisia vaikutuksia, esimerkiksi aikaisten kuukautisten alkamiseen tai piilokivesten ilmenemiseen. Niiden on epäilty liittyvän myös diabetekseen ja sydänja verisuonitautien ilmenemiseen. Koska kyseiset yhdisteet ovat melko pysyviä ja koska niitä on käytetty myös PVC-muoveissa ja moneen muuhun tarkoitukseen, on niitä vielä mitattavia määriä Eviran tutkimusten mukaan Itämeren kaloissa etenkin satama-alueilla
On olemassa epäilyjä, että eräät sairaudet ovat hormonihäirikköperäisiä: epämuodostumat kuten suulakihalkio, hedelmättömyys, hermoston rappeuma eli Parkinsonin tauti ja hermoston kehityksen häiriöt, kuten autismi eli sulkeutuneisuus. Lähdeluettelo 1. Kidd and R. Annosvastekäyrät helpottaisivat suuresti riskinhallintaa (EFSA Journal 2013; 11(3):3132). 14 ryhmä-ADI:n kyseisen haittavaikutuksen perusteella. Hallikainen A, Kiviranta H, Isosaari P, Vartiainen T, Parmanne R, Vuorinen PJ. Thomas Zoeller. Jouni T. Potentiaalinen vaikutus tulisi löytää kemiallisten cocktailien yhteisvaikutuksesta. Heindel, Susan Jobling, Karen A. EU-kalat II. Anja Hallikainen on Eviran entinen tutkimusprofessori, josta nykyisin eläkkeellä.. http://www.evira.fi/portal/fi/ tietoa+evirasta/julkaisut/ ?a=view&productId=247 3. Yhä enemmän tänä päivänä tehdään tutkimuksissa havaintoja hormonihäirikköjen haitoista ihmiselle. Vuorinen, Mervi Rokka, Tiina Ritvanen ja Anja Hallikainen: Itämeren silakka ravintona-hyöty-haitta-analyysi, Eviran tutkimuksia 1/2015 2. OT-yhdisteet ovat myös syöpävaarallisia. PCDD/F-, PCB-, PBDE-, PFCja OT-yhdisteet. vsk. Eviran tutkimuksia 2/2011. State of the Science of Endocrine Disrupting Chemicals – 2012, UNEP and WHO, Edited by Åke Bergman, Jerrold J. Hallikainen A, Airaksinen R, Rantakokko P, Koponen J, Mannio J, Vuorinen P, Jääskeläinen T, Kiviranta H. Hormonihäiriköiden haitoista tietoa myös ihmisellä Hormonihäiriköiden haittavaikutusten tutkimus on lähtenyt liikkeelle luonnon eliöillä tehdyistä tutkimuksista ja havainnoista kuten kaloista, linnuista, sammakoista ja matelijoista, joiden haittavaikutukset vastaavat hyvin pitkälti yllä lueteltuja ympäristömyrkyillä todettuja haittavaikutuksia. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kotimaisen järvija merikalan dioksiinien, furaanien, dioksiinien kaltaisten PCB-yhdisteiden ja polybromattujen difenyylieettereiden pitoisuudet (EUkalat I). Elintarvikeviraston julkaisuja, 1/2004. Uusilta EU:n tutkimusprojekteilta odotetaan lisäapua riskinhallintaan. 4. EFSA Journal 2013;11(3):31325. http://www.evira.fi/files/ attachments/fi/evira/asiakokonaisuudet/vierasaineet/eu_kalat_l.pdf 3. Itämeren kalan ja muun kotimaisen kalan ympäristömyrkyt. Orgaaniset tinayhdisteet lisäävät myös rasvakudoksen määrää elimistössä ja aiheuttavat häiriöitä lisääntymisessä ja kehittymisessä sekä ovat haitallisia hermostolle. Jotta lainsäädännön valmistelussa voitaisiin ottaa nopeammin ja paremmin huomioon hormonihäirikköjen vaikutus ihmiseen, tarvittaisiin tietoa biologisista kynnysarvoista ja kriteereistä haittavaikutuksille, joihin OECD:n ohjeiden soveltuvuutta tulisi testata. Tuomisto, Marjo Niittynen, Anu Turunen, Sari Ung-Lanki, Hannu Kiviranta, Hannu Harjunpää, Pekka J
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti osastolla Ba1 Tervetuloa! Yhdyskuntatekniikka 2015 Turun Messuja Kongressikeskus 20.-21.5.2015. 15 KEMIKAALIEN JA HAITTA-AINEIDEN YMPÄRISTÖRISKIEN JOHTAVA ASIANTUNTIJA Envieno www.en vie no .c om www.ymparistojaterveys.
Vaatimusten mukaan määritysmenetelmän määritysraja saa olla korkeintaan 30 % ympäristönlaatunormista ja ko. tasolla mittausepävarmuus saa olla korkeintaan 50 %. 16 Tributyylitina (TBT) on vesipuitedirektiivin mukainen vaarallinen prioriteettiaine ja siten yksi seurantaa vaativista vesiympäristölle haitallisista aineista. Yhdisteelle määritetty ympäristölaatunormi 0,2 ng/l edellyttää määritysmenetelmältä huippusuorituskykyä. entistä herkempiä organotinayhdisteiden analyysimenetelmiä.. Ambiotica-laboratoriossa on viime vuosina kehitetty ja otettu käyttöön mm. Silloin on käytettävä parasta olemassa olevaa tekniikkaa. Yhdistetyt tekniikat käyttöön Kiinnitimme asiaan huomiota jo kymmenen vuotta sitten kun uuden, lähinnä vesinäytteiden metallipitoisuuksien Yksikönpäällikkö Allan Witick Nab Labs Oy, Ambiotica-laboratorio Ympäristöanalytiikka Organotinayhdisteiden määritys ympäristönäytteistä EU:n vesipuitedirektiivin (2000/60/EU) soveltaminen on edellyttänyt haitallisten aineiden seurantaa entistä alhaisemmilla pitoisuustasoilla. Vanhastaan käytetyt organotinayhdisteiden määritysmenetelmät, kuten liuotinuuttoon ja kaasukromatografiseen massadetektoriin perustuva standardimenetelmä (GC/MS), ovat yleensä riittäviä vaikkapa vesistöjen pohjalietteestä tehtäville määrityksille, mutta luonnonvesinäytteistä tehtäville määrityksille määritysrajat ovat nykyisiin vaatimuksiin nähden kertaluokkaa liian suuria. Useiden yhdisteiden kohdalla ympäristölaatunormit ovat niin tiukat, että vaatimukset täyttävää analyysimenetelmää ei ole olemassa. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
Näitä yhdisteitä pidetään eräinä kaikkein myrkyllisimmistä yhdisteistä, joita on päästetty ympäristöön. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. yhdistettyjä tekniikoita (kuva 1). TBT ja muut organotinayhdisteet Organotinayhdisteistä TBT eli tributyylitina on parhaiten tunnettu käytöstään laivojen pohjien myrkkymaalina. Orgaanisten tinayhdisteiden biosidikäyttö oli laajimmillaan 1990-luvulla, mutta yhdisteiden haitallisuuden tultua laajempaan tietoisuuteen, on kaikkein myrkyllisimpien yhdisteiden käyttöön tullut aluksi rajoituksia ja myöhemmin käyttökieltoja. puunsuoja-aineissa ja tekstiileissä. Lisäksi useiden organotinayhdisteiden käyttö teollisuuden prosesseissa jatkuu edelleen.. Menetelmän herkkyys ei ollut kuitenkaan riittävä luonnonvesinäytteille. Päätimme hankkia silloin laitteen, jossa oli mahdollisuus käyttää näitä molempia ns. monoja disubstituoidut tinayhdisteet (mm. Yhdistetyt ICP-MS-tekniikat organotinayhdisteiden määritykseen. Menetelmällä oli etunsa: orgaanisten tinayhdisteiden märityksessä näytteen esikäsittely oli helpompaa, määritys oli nopea ja kustannuksiltaan kohtuullinen. Vähemmän haitallisia, mutta ympäristövaikutuksiltaan huonommin tunnettuja ovat mm. Lisäksi laiteyhdistelmän käyttö vaati suurta huolellisuutta: nestekromatografilta tuleva orgaanien liuotin Kuva 1. Kirjallisuuden perusteella tiesimme, että ICP-MS -laitteisto nestetai kaasukromatografin detektorina olisi todennäköisesti paras käytettävissä oleva tekniikka TBT:n ja muiden organotinayhdisteiden määrittämiseen. TBT:n ohella trifenyylitinaa (TPhT) on käytetty biosidinä mm. MBT, DBT, MPhT ja DPhT) ja esimerkiksi oktyylitinayhdisteet (DOT ja MOT), joita löytyy yleisesti luonnonvesinäytteistä. vsk. 17 määritykseen tarkoitetun ICP-MS-laitteiston hankinta oli ajankohtainen. Tästä huolimatta organotinayhdisteistä, myös jo aikoja sitten kiellettyä TBTtä, joutuu edelleen vesistöihin myös jätevedenpuhdistamoilta. Aluksi yhdistimme nestekromatografin ICP-MS-laitteen kanssa (LC-ICP-MS). Yhdisteet ovat täysin rinnastettavissa pahamaineisiin dioksiineihin ja furaaneihin
GC-ICP-MS laitteisto. Isotooppilaimennustekniikalla organotinamäärityksissä saavutettavista eduista merkittävin on se, että näytteen valmistuksessa tapahtuvat häviöt ovat mahdollisimman hyvin hallittavissa, kun käytössä on kemiallisesti täsmälleen samalla tavalla käyttäytyvä vertailuyhdiste kuin tutkittava tinayhdiste. Määritettävänä oli neljä eri organotinayhdistettä alhaisissa luonnonvesissä esiintyvillä pitoisuustasoilla. vsk. Analysoimalla syntyneen seoksen isotooppisuhteet voidaan laskea alkuperäisen näytteen tinayhdistepitoisuudet. Menestyksemme pätevyyskokeessa oli hyvä. GC-ICP-MS -menetelmällä saavutetaan EU:n vesipuitedirektiivin asettamat vaatimukset organotinojen määrittämiselle ja kvantitoinnille: menetelmän määritysraja on alle 0,1 ng/l. Tällä ns. isotooppilaimennustekniikkaa (ID-GC-ICP-MS). Isotoopit avuksi Tinalla on seitsemän pysyvää isotooppia, mikä on enemmän kuin millään muulla alkuaineella. Lisäksi laitteen erottelukyky on erinomainen, joten samalla kertaa pystytään mittaamaan useita erilaisia organotinayhdisteitä. Tinan isotooppeja voidaan hyödyntää organotinayhdisteiden määrityksessä, kun käytetään ns. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Muussa tapauksessa käyttäjä joutui helposti runsaasti aikaa vieviin puhdistustoimiin ICP-MS-laitteen nokeentuessa. Lisäksi isotooppilaimennusmenetelmällä päästään vielä jonkin verran alhaisempaan määritysrajaan ja parempaan tarkkuuteen kuin tavanomaisella ns. Haittapuolena on ollut se, että toistaiseksi Kuva 2. Kaasukromatografin käyttö ICP-MS-laitteen (kuva 2) kanssa osoittautui edellistä varmatoimisemmaksi menetelmäksi ja kun oikeat laitesäädöt löydettiin, menetelmä oli riittävän herkkä myös luonnonvesille. Menetelmä on vakiintunut laboratoriomme rutiinimenetelmäksi. Isotooppilaimennus perustuu siihen, että analysoitavaan näytteeseen lisätään tunnettu määrä tiettyjen tinaisotooppien suhteen rikastettua organotinayhdistettä. sisäisen standardin menetelmällä. Rutiinikäytössä analysoimme samalla kertaa 10 eri organotinayhdistettä.. Menetelmän toimivuus on osoitettu puolueettomasti: osallistuimme syksyllä 2010 ainoana suomalaisena laboratoriona kansainväliseen EU:n vesipuitedirektiivin täytäntöönpanoon liittyvään pätevyyskokeeseen. 18 oli poltettava sopivassa happivirtauksessa tarkasti pois
Kuvassa Jyväsjärven pohjasta analysoitu sedimenttiprofiili, joka myös kuvastaa näiden yhdisteiden käyttöä eri vuosikymmeninä. & Mannio, J. Orgaaniset tinayhdisteet sitoutuvat vedessä hiukkasiin ja kerääntyvät pohjaliejuun (kuva 3), jossa ne säilyvät muuttumattomina oletettavasti. 2010: Orgaaniset tinayhdisteet Jyväsjärven sedimentissä. Lisäksi nämä isotooppistandardit ovat hankintahinnaltaan melko kalliita. 19 tinaisotooppirikastettuina on ollut kaupallisesti saatavilla vain butyylitinayhdisteitä, jolloin menetelmää ei ole voitu käyttää kaikille organotinayhdisteille. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. (Lähde: Witick, A., Kustula, V., Meriläinen, J.J., Hynynen, J. Organotinayhdisteet kerrostuvat vesistöjen pohjasedimenttiin. Kuva 3. Ambiotica-laboratoriossa olemme käyttäneet isotooppilaimennustekniikkaa tämän vuoksi lähinnä organotinamääritysten oikeellisuuden varmistamiseen menetelmävalidoinnin yhteydessä. teoksessa Heikkis Simola (toim.), Suurjärviseminaari 2010, Publications of the University of Eastern finland, reports and Studies in Forestry and Natural Sciences 4: 171–172.) Organotinamääritysten tulevaisuus Organotinayhdisteiden käytön rajoitukset ja kiellot eivät tarkoita, että yhdisteet häviäisivät vesiympäristöstä mihinkään lähivuosikymmeninä. vsk
Olemme samalla laitteella tutkineet myös mahdollisuutta automatisoida nykyisin käsityönä tehtävä vesinäytteiden esikäsittely siirtymällä näytteensyöttäjärobotilla ja kuitutekniikalla (SPME) tehtäviin esikäsittelyihin. Mittausepävarmuudella tarkoitetaan määritystulokseen liittyvää arviota rajoista, joiden välissä todellisen arvon voidaan valitulla todennäköisyydellä (yleensä 95 %) katsoa olevan. spektrometriyhdistelmää (GC/MS/MS), jonka herkkyys on lähes yhtä hyvä kuin GC-ICP-MS-menetelmällä (taulukko 1). Laitteen etuna ovat pienemmät käyttökustannukset. Tämän vuoksi orgaanisten tinayhdisteiden pitoisuuksia tullaan seuraamaan tulevaisuudessakin. Menetelmävalidoinnilla varmistetaan että analyysimenetelmä sopii käyttötarkoitukseen ja täyttää sille asetetut vaatimukset.. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Ambioticalaboratoriossa on viime aikoina kokeiltu organotinayhdisteiden määrittämiseen uudempaa kaasukromatografi-massaTaulukko 1. Kustannussäästöjen lisäksi robotisoinnin odotetaan lisäävän mittausten luotettavuutta entisestään. vsk. 20 vuosikymmeniä. Määritelmät Ympäristönlaatunormi on sellainen vesiympäristölle haitallisen aineen pitoisuus vedessä, sedimentissä tai eliöstössä, jota ei saa ihmisten terveyden tai ympäristön suojelemiseksi ylittää. Määritysrajalla tarkoitetaan sellaista määritettävän yhdisteen pienintä pitoisuutta, joka voidaan ilmoittaa hyväksyttävällä tarkkuudella ja täsmällisyydellä. Laboratoriossamme käytössä olevia menetelmiä orgaanisten tinayhdisteiden määrittämiseen. Sedimentin sekoittuminen erityisesti ruoppausten yhteydessä levittää näitä yhdisteitä jatkossakin. Vaikka määritysmenetelmät ovat jo nykyisillään herkkiä ja luotettavia, voidaan niitä toki myös vielä kehittää
Laboratoriossa malliaineilla testaaminen on eri asia kuin oikealla jätevedellä vedenpuhdistamossa. 21 Tehostamalla nykyistä jätevedenpuhdistusprosessia vedestä voidaan poistaa yli 95 prosenttia haittaaineista, kuten lääkeainejäämistä ja torjunta-aineista. Tutkijat testasivat lääkeainejäämien poistoa jätevedestä membraanisuodatuksella ja hapetuksella. Tämä käy ilmi tuoreessa Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (Lappeenranta University of Technology, LUT) tehdyssä tutkimuksessa. LUT:n tutkimuksen mahdollisti Parikkalan kunta, joka antoi pilotoida paikan päällä oikean jäteveden kanssa. vsk.. Tulosten mukaan tekniikoilla poistuu 95 prosenttia ja joissakin tapauksissa 99 prosenttia haittaaineista sekä ravinteista. Testatuilla vedenpuhdistustekniikoilla voidaan siten pienentää päästöjä merkittävästi verrattuna perinteiseen käytössä olevaan jätevedenpuhdistusprosessiin. Tästä syystä nykyisissä jätevedenpuhdistamoissa ei ole velvoitetta eikä kannustinta investoida uusiin tekniikkoihin. LUT:n tutkijat arvioivat, että seuraavat 5-10 vuotta Suomessa tulevat olemaan siirtymävaihetta tehostetumpaan puhdistukseen, sillä vuosikymmenen sisällä monien kunnallisten puhdistamoiden ympäristöluvat vanhenevat ja samalla luparaja-arvoja kiristetään. Vesistöön päätyessään haitta-aineet voivat vaurioittaa jo erittäin pienissä pitoisuuksissa vesiekosysteemejä esimerkiksi kalojen hormonaalisten muutosten kautta. ”Tällaisissa demonstrointialustoissa voisi suomalaiset yritykset testata omia vedenpuhdistustekniikoitaan kansainvälisille markkinoille,” professori kertoo. Tutkimustulokset osoittavat, että tehostetut vedenpuhdistustekniikat, kuten membraanisuodatus ja hapetus, poistavat jätevedestä tehokkaasti aineita, jotka poistuvat huonosti tai eivät ollenkaan perinteisessä biologisessa vedenpuhdistusprosessissa. Tilannetta hankaloittaa se, että Suomessa ei ole yleisiä raja-arvoja haitta-aineille vedessä eikä siten velvoitteita seurata eikä puhdistaa aineita. Tutkimuksessa huomattiin myös, että tehostamalla vedenpuhdistusta voidaan samalla puhdistaa vedestä myös tiettyjä ravinteita. EU tulee lähivuosina asettamaan isoille puhdistamoille tarkkailumääräyksiä tiettyjen prioriteettiaineiden kohdalla. Hän näkee niissä myös mahdollisuuksia suomalaisille yrityksille. Esimerkiksi fosfori ja typpi saadaan poistettua vedestä lähes kokonaan. Lääkeainejäämät voidaan poistaa jätevedestä yli 95 prosenttisesti Lappeenrannan teknillinen yliopisto 21 Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Vaikka tehostetut vedenpuhdistustekniikat ovat jo saatavilla, niiden käyttöönotto vaatii pidempiaikaisia kokeita oikeassa ympäristössä. Fosforin määrissä membraanipuhdistuksella päästiin kymmenenteen ja jopa sadanteen osaan nykyisistä lupapäästöistä. Kun raja-arvot tulevat käyttöön, nykyinen biologinen prosessi on auttamattomasti pulassa. ”Karkeasti jaoteltuna voidaan sanoa, että lääkkeet, jotka vaikuttavat mieleen ja sydämeen ovat hankalimpia poistaa,” kertoo tutkimuksesta vastannut LUT:n professori Mika Mänttäri . Prosessista pääsee siten läpi paljon muita biohajoamattomia haitta-aineita. Yksi tarkkailtavista aineista on tulehduskipulääke diklofenaakki, jota käytetään esimerkiksi vaikuttavana aineena kipugeeleissä. vsk. Tällaisia aineita ovat muun muassa masennusja epilepsialääkkeet sekä iholle levitettävät kipugeelit. Tällaisia aineita ovat muun muassa torjunta-aineet sekä peruskipulääkkeet, jotka sisältävät ibuprofeiinia, parasetamolia ja ketoprofeenia. Tällä hetkellä Suomessa ei ole jätevedenpuhdistamoja, jotka olisi suunniteltu erityisesti lääkeaineiden puhdistukseen vedestä. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Mänttäri painottaakin pilotointimahdollisuuksien tärkeyttä uusien tekniikoiden käyttöönottamiseksi. Monessa kunnassa kuitenkin keskustellaan jo nyt miten jätevedenpuhdistus tullaan tulevaisuudessa järjestämään. Nykyisin lähes kaikissa kunnissa käytössä olevalla perinteisellä biologisella jätevedenpuhdistuksella vedestä poistuvat vain aineet, jotka ovat helposti biohajoavia tai jotka sitoutuvat prosessin aktiivilietteeseen. Joidenkin aineiden osalta tarkkailuvaatimus astui voimaan jo viime syksynä
vsk. 22 Erilaisia passiivikeräintyyppejä on lukemattomia ja niitä kaikkia yhdistää se, että tutkittavat yhdisteet kerääntyvät keräimessä olevaan vastaanottavaan faasiin. Tutkija Janne Juntunen, tutkija Heidi Ahkola, erikoistutkija Kirsti Krogerus, tutkija Janne Ropponen, tutkimusprofessori Sirpa Herve ja tutkimuspäällikkö Timo Huttula Suomen ympäristökeskus, Jyväskylä Passiivikeräimien toiminnan fysikaalinen tausta Passiivikeräimet ovat osoittautuneet haitta-aineiden pienten pitoisuuksien mittaamisessa todella hyödyllisiksi. Tuon perustan ja mittausympäristön hydrodynaamisten olojen ymmärtäminen auttaa keräintulosten tulkinnassa. Kuva 1. Chemcatcher keräimen runko (kirkas muoviosa) pitää paikallaan vastaanottavaa faasia (keskellä oleva valkoinen levy) (kuva 1). Keräimen toiminnan fysikaalisen perustan selvittämiseen on kuitenkin paneuduttu aikaisemmin melko rajoitetusti. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Tutkittavat yhdisteet sitoutuvat faasiin, jonka materiaalina tässä tapauksessa on C-18 Empore -levy [1]. Tässä artikkelissa käsitellään tarkemmin Chemcatcher-nimistä passiivikeräintä, mutta esitetyt asiat pätevät osittain myös muunlaisille keräimille (Kuva 1). Chemcatcher-keräin.
Tarkasteltavan kemikaalin keskimääräinen pitoisuus keräintä ympäröivässä vedessä on C W, R on kerääntymisnopeus ja k on kemikaalien poistumista passiivikeräimistä kuvaava poistumistaajuus. Fysiikan näkökulmasta passiivikeräimien toiminta perustuu kemikaalin vapaaseen kulkeutumiseen ja sen diffuusioon vastaanottavaan faasiin. Kuva on otettu Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen nanotomografialaitteella. Altistusajan ollessa lyhyt, yllä olevan yhtälön voidaan arvioida olevan lineaarinen, jolloin sen voi esittää muodossa: m(t) = C WRt (2) Ajanjakson pituus, jolloin lineaarinen approksimaatio toimii, määräytyy poistumistaajuuden k arvosta. Kuvan resoluutio on 50 nm.. vsk. Diffuusioprosessi pyrkii tasoittamaan kemikaalien pitoisuuseroja vastaanottavan faasin ja faasin ympäristön välillä. Yleensä nämä kokeet suoritetaan pienissä Kuva 2. Vastaanottavan faasin yksityiskohdat, kuten materiaali ja rakenne, valitaan sen mukaan, mitä kemikaaleja on tarkoitus tutkia. Pitkän ajan kuluessa keräimeen kerääntyneen kemikaalin massan määrä lähestyy tasapainotilaa, jonka määrittävät keräimen ympäristössä oleva kemikaalin pitoisuus C W ja keräimen tehokkuutta määrittävien suureiden (kerääntymisnopeus R ja poistumistaajuus k) suhde. Poikkileikkauskuva C-18 Empore -levyn sisäisestä rakenteesta. Huomioon on otettava myös se, etteivät passiivikeräimet ole selektiivisiä, vaan ne keräävät kaikkia saman poolisuusalueen aineita. Ennen asentamista luonnonvesiin, passiivikeräimille määritetään laboratoriossa yhdistekohtainen kerääntymisnopeus R. Se muodostuu pienistä silikonipalloihin kiinnittyneistä stearyylialkoholiketjuista, joihin tarkasteltavat kemikaalimolekyylit sitoutuvat (Kuva 2). Tasapainotilassa passiivikeräimeen kerääntynyt ainemäärä heilahtelee keskiarvonsa ympärillä. Näiden tulosten perusteella passiivikeräinten toimintaa voidaan käsitellä ajan funktiona alla olevan yhtälön mukaisesti: m(t) = C W R/ k (1 e-kt) (1) Yhtälö 1 kuvaa passiivikeräimeen kerääntyneen kemikaalin määrän m(t) grammoissa halutulla ajanhetkellä t. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Passiivikeräimien, kuten muidenkin mittalaitteiden, toiminta perustuu niiden kalibrointiin. Chemcatcher-keräimen tapauksessa faasina käytettiin C-18 Empore -levyä. 23 Keräimen toimintaa on tutkittu lukuisissa luonnonvesija laboratoriokokeissa. Tutkittavan yhdisteen keskimääräinen vesipitoisuus tietyllä ajanjaksolla määritetään yllä olevan yhtälön (2) avulla. Tämän seurauksena on olemassa ainakin teoreettinen mahdollisuus, että keräin täyttyy jostain muusta kuin tutkittavasta yhdisteestä. Todellisuudessa keräimen välittömässä läheisyydessä aineiden pitoisuus vaihtelee, minkä seurauksena myös keräimeen kerääntyneen aineen massa vaihtelee
24 altaissa, joissa keräimet on kiinnitetty pyörivään karuselliin tai vastaavaan laitteeseen (kuva 3). Tällöin poistumistaajuuden k vaikutus keräimen toimintaan voidaan jättää huomioimatta, eikä sitä silloin myöskään tarvitse määrittää kokeellisesti. Keräimen altistusajan sekä laboratorioettä luonnonoloissa oletetaan olevan niin lyhyt, että keräin kerää kemikaaleja koko ajan ollen näin edellä esitetyn yhtälön (2) lineaarisella alueella, eikä keräin kyllästy kyseisellä kemikaalilla. Kalibroinnissa käytetty koejärjestely.. Lämpötila ja virtauskenttä niiden ympärillä muuttuvat jatkuvasti. Ympäristön vaikutus passiivikeräimen toimintaan Passiivikeräimet eivät ole koskaan muuttumattomassa ympäristössä. Siten eri asennuspaikoissa pidettyjen passiivikeräinten keräämien ainemäärien suora vertailu on ongelmallista, elleivät virtausnopeudet ja muut ympäröivät tekijät ole olleet riittävän samanlaisia. Erikoistapauksissa, kuten ympäröivän virtauskentän ollessa vakio, syntyvien rajakerrosten paksuuksille voidaan johtaa analyyttiset yhtälöt. Tämän seurauksena passiivikeräimien toimintaa kuvailevat kertoimet R ja k ovat ajan funktioita. Keräimen rungon muodolla ja sen ympäristön hydrodynamiikalla on keskeinen vaikutus rajakerrosten ominaisuuksiin. Tiivistäen, luonnonvesissä virtaukset eivät välttämättä ole turbulenttisia, mutta eivät myöskään vakioita, sillä niiden suunta ja suuruus muuttuvat jatkuvasti. Näiden rajakerrosten ominaisuudet määrittelevät kerääntymisnopeuden R ja poistumistaajuuden k suuruuden ja näin ollen koko passiivikeräimen toiminnan. Kokeellisesti on todettu, että virtausnopeudella [2] ja keräimen rungon muodolla on vaikutusta keräimeen kerääntyvään kemikaalin määrään. Tällaisessa ympäristössä keräimiin kohdistuva virtauskenttä on voimakkaan turbulenttinen ja keskimääräiset virtausnopeudetkin ovat yleensä suurempia kuin luonnonvesissä. Monien passiivikeräimillä määritettävien kemikaalien analyysimenetelmien virherajat ovat kuitenkin niin suuria, että nämä yleensä pienehköt muutokset voivat jäädä huomaamatta. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Virtausten ollessa turbulenttisia yhtälöiden matemaattinen muoto pysyy muuttumattomana, mutta yhtälön parametrien arvot muuttuvat ja ne on määritettävä kokeellisesti. vsk. Myös vedessä olevien epäpuhtauksien määrä vaihtelee koko ajan. Keräimien asennustavalla voidaan vaikuttaa siihen, kuinka hyvin asennuspaikan virtausymKuva 3. Passiivikeräimen ympärille syntyy rajakerros virtausnopeudelle, lämpötilalle ja kemikaalin pitoisuudelle, kullekin omansa
25 päristö ja kerääntymisnopeuden R määrityksessä käytetty ympäristö vastaavat toisiaan. Edellisen perusteella yhdisteen luonnossa esiintyvän pitoisuuden selvittäminen vaatii huolellista koesuunnittelua ja kalibrointia. Erilaisia passiivikeräimen asennustapoja. Virtausympäristö järvissä ja laboratoriossa tehtävissä kalibrointimittauksissa vastaavat toisiaan paremmin, jos käytetään suhteellisen vapaata asennustapaa kiinteän asennustavan sijasta. Passiivikeräimien käyttö haitallisten kemikaalien tutkimisessa on lupaava menetelmä ja se on antanut käytännössä tuloksia, joita ei muilla näytteenottomenetelmillä ole saavutettu. Kuva 4. vsk. Heidi Ahkola, Janne Juntunen, Mika Laitinen, Kirsti Krogerus, Timo Huttula, Sirpa Herve and Allan Witick, Effect of the orientation and fluid flow on the accumulation of organotin compounds to Chemcatcher passive samplers, Environ. Suhteellisen vapaa asennustapa Kiinteähkö asennustapa. Keräimet voidaan asentaa siten, että ne pääsevät heilumaan suhteellisen vapaasti virtausten mukaan tai siten, että keräimet kiinnitetään liikkumattomaan asennusalustaan (kuva 4). http://www.shop3m.com/empore-c1847-mm-disk.html viitattu 5.3.2015 2. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Viitteet 1. Sci.: Processes Impacts, 2015, Accepted Manuscript
Eräs mahdollisuus parantaa vähemmän tutkittujen haittojen arviointia, on mitata aineiden pitoisuutta ympäristön eri osissa: pinta-, pohjaja jätevesissä, ilmassa, maaperässä, lietteissä, sedimenteissä ja eliöissä. 26 Ryhmäpäällikkö Jaakko Mannio Ylitarkastaja Kenneth Holm Suomen ympäristökeskus SYKE Ympäristölle haitallisten aineiden kartoitukset – sääntelyn kompassi Euroopan unionin alueella on käytössä noin 100 000 erilaista kemikaalia. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. vsk. Kuva: Jaakko Mannio.. Tiedetään, että osa näistä on ympäristölle vaarallisia. Tällaisilla kartoituksilla voidaan parhaimmillaan ohjata aineiden käytön sääntelyä. Valtaosasta näistä ei kuitenkaan ole tarpeeksi tietoa, että haitallisuutta ympäristölle – nyt tai tulevaisuudessa – voitaisiin arvioida varmasti
”nousevien” (emerging) aineiden käyttäytymistä ympäristössä ei pystytä arvioimaan luotettavasti, koska niiden käyttäytymisestä luonnossa ei ole etukäteen luotettavaa tietoa. Tämä puolestaan johtaa siihen, ettei voida velvoittaa seuraamaan ainetta – eikä siten saada uutta tietoa sen käyttäytymisestä (Kuva 1). Mikäli ne korvaavat joitakin haitalliseksi todettuja aineita, niillä voi valitettavasti olla myös joitakin samoja ominaisuuksia kuin edeltäjillään tai joitain uusia. Ympäristölle potentiaalisesti haitallisten uusien aineiden dilemma on se, että tiedetään ainetta käytettävän, mutta ei tunneta kunnolla sen ympäristökohtaloa eikä vaikutuksia. Kartoitus aineiden esiintymisestä ympäristön eri osista luo ”valokuvamaisen”, staattisen katsauksen siihen, mistä ympäristön osasta kutakin ainetta voi löytyä. ”Noidankehä” Kemikaaleja vuotaa ympäristöön jossain määrin kaikissa tuotteiden elinkaaren vaiheissa tuotannosta kulutuksen kautta jätteeksi. Kuva 1. 27 Mikäli aine on myrkyllinen, pysyvä tai eliöihin kertyvä, se on vaarallinen. Uudempien, ns. Uusien aineiden dilemma.. Aineen käyttäytymisen ymmärtäminen edellyttää jatkotutkimuksia ja uusia kysymyksen asetteluja, joihin ensimmäinen kartoitus ei pyrikään vastaamaan. Tämän kierteen katkaisemiseen voidaan käyttää ympäristökartoituksia. Tällöin ei voida arvioida ja asettaa raja-arvoa ympäristössä eli sitä ei viedä säädöksiin. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Olisi myös hyvä, jos tiedoilla pystyttäisiin täyttämään aukkoja riskinarviossa. ja kuinka sitä murretaan Kartoituksen näytteenottostrategia riippuu aineen käyttömääristä, fysikaalis-kemiallisista ja toksikologisista ominaisuuksista. Kartoitus on myös tarkistus sille, käyttäytyykö aine luonnossa niin kuin sen on ajateltu käyttäytyvän rakenteensa ja ominaisuuksiensa vuoksi (”reality check”). Useimmat hyvin tunnetut tällaiset aineet ovatkin Euroopassa säänneltyjä tai kokonaan kiellettyjä. .. vsk
Kuva: Jaakko Mannio.. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Lopullisen tunnistuksen tulee kuitenkin aina perustua malliaineen käyttöön. On selvää, että Vesinäytteenottoa. Tunnettujen aineryhmien ”metsästämisen” rinnalle on viimeaikoina noussut myös ”non-target screening”, jossa seulotaan kvalitatiivisesti suuria yhdistejoukkoja ilman ennakkotietoa näytteen koostumuksesta. 28 Tutkittavien alueiden valinta voi olla hankalaa, kun tiedot aineiden käytöstä ja tuotteista ovat puutteellisia. Usein kartoitusta kannattaa pohjustaa kirjallisuusja tuoterekisterien katsauksilla, joilla voi tavoittaa tuoreimman tiedon. vsk. Aineryhmiä pystytään tunnistamaan laajemmin, erottelemaan huomattavasti tarkemmin ja määrittämään huomattavasti pienempinä pitoisuuksina kuin aiemmin. Analyysimenetelmien kehitys on paljon nopeampaa kuin 10–15 vuotta sitten. On toki huomioitava, että kartoitus antaa vain signaaleja, ei syvällistä vastausta, joten riskikommunikaatiossa tulee huomioida epävarmuudet tavallista huolellisemmin. Tyypillisesti aineita on kartoitettu pinta-, pohjaja jätevesissä, ilmassa, lietteissä, sedimenteissä ja eliöissä. Ympäristölle mahdollisesti vaarallisen aineen löytyminen luo paineita jatkotutkimuksille ja kemikaalien hallinnalle ja kasvattaa yleistä mielenkiintoa kemikalisoitumisesta. Tähän voi auttaa, mikäli on tiedossa edes jollakin tasolla ”hot-spotteja”, aineiden tuotannon, käyttömäärän tai luonnonolosuhteiden suhteen. Analyysimenetelmien onkin oltava huippuluokkaa kartoituksessa, jossa pyritään tunnistamaan heikotkin signaalit suhteellisen pienestä näytejoukosta. Näytteitä on syytä kerätä myös tausta-alueilta, jotta voidaan arvioida aineen (kauko)kulkeutumista. Nykyään kyetään menetelmän validointiinkin aiempaa nopeammin. Yhteistyötä ja hyvää kierrettä Kartoituksiin vaadittava analytiikka on tieteen kärjessä – ja kallista
2010). Kartoituksen strategia DPSIR-mallin muodossa.. Kansallisesti kemikaalien kartoitustoiminta ympäristössä on ollut erityisesti vesiympäristöön kohdistunutta (Mannio ym. Havainto metsäteollisuuden aiemmasta TBT:n biosidikäytöstä huipentui erittäin korkeiden pitoisuuksien löytöön Varkauden alapuolisista vesistä (Mannio ym. Tämä työryhmä on tilannut jo yli kymmenen vuoden ajan tutkimuslaitoksilta yhteisesti sovittuja kartoituksia ja kirjallisuuskatsauksia sekä järjestänyt puolenkymmentä kartoitusten kehittämistä koskevaa seminaaria. Kartoitus sedimenteistä nosti esille mm. muovit) kaupunkipuhdistamojen alapuolelta. 2014). 2008), pohjavesistä ja jätevesilietteistä. Pohjoismaista yhteistyötä helpottavat suhteellisen samanlaiset instituutiot ja pienehkö hallinto mikä mahdollistaa nopeat reaktiot, joita usein tarvitaan kun riskinarvioissa on ”puuttuva rengas”. Tältä listalta aine voidaan nostaa EU-tasoiseksi huolenaiheeksi, jolle määritellään laatunormi, tai listalta voi pudota, jos huoleen ei ole aihetta. Kehitystä ja löytöjä Suomessa Suomen kansallinen ympäristökartoitus on ollut lähinnä reaktiivista – tunnettujen aineiden tunnistamista ja riskinarviota. 2011). 29 kansallinen tai kansainvälinen yhteistyö tasoittaa kuluja, mutta sillä on muitakin etuja: saadaan laajemmalta alueelta eri olosuhteista suurempi määrä keskenään vertailukelpoista tietoa. sen, että organotinoja löytyy myös sisävesistä; TBT:tä metsäteollisuuden alapuolisista vesistä (biosidikäyttö) ja monoja dibutyylitinoja (mm. Torjunta-aineiden osalta tieto on seurantojen jatkuessa tarkentunut myös pienannos herbisideihin, ja tarkentuu alueellisesti kuin aineiden käytöstä on tarkempaa maantieteellistä tietoa (Karjalainen ym. Kuva 2. Aineiden mittaaminen alkaen 2015 on kuitenkin velvoite kaikille jäsenmaille. Tämä ei ole jäänyt EU komissioltakaan huomaamatta, sillä sen tutkimuslaitos JRC on myös toteuttanut samanlaisella logiikalla jo useita kartoituksia mm. Pitkäaikaisin yhteistyö kartoitusten suhteen on Pohjoismaiden Ministerineuvoston kemikaaliryhmän alaisella Nordic Screening Groupilla (www.nordicsreening.org). Näin on pystytty erottelemaan aineet, joita olisi syytä seurata jatkossakin ja toisaalta ne, joilla ei ole vesiympäristössä laajempaa merkitystä. Viimeisimmässä vaiheessa kartoituksen logiikka on noussut jo ympäristönlaatunormidirektiiviin (2013/39/EU) tarkkailulistan (Watch List) muodossa. vsk. Maataloudessa käytettävien torjuntaaineiden kartoitus on paljastanut, että aineiden havaitsemisfrekvenssi kertoo laajasta käytöstä, mutta sillä ei voida arvioida vaikutuksia, koska esiintyminen vesissä on pulssimaista. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. YK:n pysyvien orgaanisten yhdisteiden sopimuksen ainelistan laajentumista (PFOS) ja osoittanut lukuisten kiellettyä PBDE-palonestoainetta korvaavien yhdisteiden löytymistä eliöistä ja sedimenteistä. Tehty työ on edistänyt mm. jokivesistä (Loos et al
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. vsk. Suomen omien priorisointien kannalta voidaan esimerkiksi tarkastella Ruotsin laajojen kartoitusten tuloksia, NORMAN-verkoston listoja, Tukholman POP-sopimuksen ehdokkaita Kuva: Jaakko Mannio.. verenpainelääkkeitä on löytynyt (Äystö ym. Varsinaisesti uusien aineiden löytöjä suomalaisissa kartoituksissa on tehty melko vähän. 2012) ja eräitä muualla vähemmän havaittuja lääkkeitä, mm. 30 Laajin vesiympäristön haitallisten aineiden päästöjen kartoitus on ollut Vesilaitosyhdistyksen koordinoima ja kunnallisten puhdistamojen (64 kpl) toteuttama kartoitus 2013–2014. Tämä on erinomainen pohja vesipuitedirektiivin aineiden päästöjen ja ympäristöseurannan tarpeen arvioinnille (Vieno 2014). NORMAN verkosto – apua priorisointiin Eurooppalaisten vertailulaboratorioiden, tutkimuslaitosten ja vastaavien organisaatioiden muodostama NORMAN network tuottaa paljon hyödyllistä tietoa uusien ympäristölle potentiaalisesti haitallisten aineiden tutkimuksesta ja edistää voimakkaasti menetelmien harmonisointia. Lääkeainekartoituksia on ylipäänsä tehty paljon vähemmän kuin muissa pohjoismaissa. 2014). Avauksia riskikommunikaation suuntaan on kuitenkin tehty (Brozinski ym. Verkosto on myös priorisoinut ja luokitellut aineiden seurantatarvetta
Voidaan perustellusti ajatella, että REACH -prosessin tulisi edellyttää tällaisia kartoituksia myös teollisuudelta. Tällä tavalla tuotetaan tietoa altistumisen arviointiin. vsk. 2014. Mannio, J. Haitalliset aineet jätevedenpuhdistamoilla -hanke. Karjalainen A.K., Siimes K., Leppänen M.T. Publications of the University of Eastern Finland, Reports and Studies in Forestry and Natural Sciences 4: 59–60. Mihin lääkeaineet päätyvät ympäristössä. Kartoitusten merkitys Ympäristökartoitukset palvelevat riskinarviointia ja REACH -prosessia tuottamalla mitattua taustatietoa mm. Environmental Pollution 11/2008; 157(2):561–8. 2014. & Welling L. Mehtonen J., Londesborough S., Grönroos M., Paloheimo A., Köngäs P., Kalevi K., Erkomaa K., Huhtala S., Kiviranta H., Mäntykoski K., Nuutinen J., Paukku R., Piha H., Rantakokko P., Sainio P. Kartoitukset ovat osa järkevää kemikaalipolitiikkaa, joka perustuu varovaisuusperiaatteelle. Suomen ympäristökeskus. 2010. & Mannio, J. Vesitalous 3/2014, s. Suomen ympäristö 3/2011, 97 s. 10–15 ja VVYn kartoitustulokset: http://www.vvy.fi/files/3739/Haittaaineet_loppuraportti_1.6.2014.pdf Äystö, L., Mehtonen, J. Loos R., Gawlik B.M., Locoro G., Rimaviciute E., Contini S. http:// www.ymparisto.fi/download/ noname/%7B3C0577C3-CF2C-41078FDA-B2EB968671A4%7D/103257. Kartoitus lääkeaineista yhdyskuntajätevedessä ja pintavedessä. Viitteet Brozinski, J.-M., Kronberg, L. & Bidoglio G. 31 ja Suomessa käytössä olevia kemikaaleja. Organotin compounds in the environment – more than antifouling paint. 2011. SYKEn raportteja 38/2014. & Kalevi, K. (toim.) 2014. Duodecim 128 (13): 1376–1380. 2012. NORMAN network: http://www.normannetwork.net/ Pohjoismaisten kartoitusten verkkosivut: www.nordicscreening.org Ruotsin kartoitusten kokoomasivu (IVL): http://dvss.ivl.se/registersida.aspx Vieno N. Vesiympäristölle haitallisten teollisuusja kuluttaja-aineiden kartoitus (VESKA 1). ISBN 978-952-11-3830-0 (PDF) Mannio J., Kalevi K., Witick, A., Hynynen J., Meriläinen J.J., & Rantakokko P. Tällaisen alustavan, noin sadan aineen listan kärkipää sisältää paljon lääkeaineita ja useita palonestoaineita sekä pintakäsittelyaineita (PFAS yhdisteitä) joilla on korvattu aiemmin kiellettyjä ja säädeltyjä aineita. Tiivistelmä teoksessa: Heikki Simola (toim., ed.) Suurjärviseminaari 2010, Symposium on Large Lakes 2010. & Mannio J. Organotinat ympäristössä – muutakin kuin laivanpohjien´TBT. Kartoitukset tuovat esiin epävarmuuksia, ristiriitoja ja yllätyksiä esimerkiksi aineiden hajoamisen, muuntumisen, kulkeutumisen ja kertymisen suhteen. Näin saadaan käsitys meille oleellisista kemikaaleista. mallinnuksen ja riskitasojen verifiointiin (Kuva 2). Maaja metsätalouden kuormittamien pintavesien haitta-aineseuranta Suomessa. Seurannan tulokset 2007–2012. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 2008. EU-wide survey of polar organic persistent pollutants in European river waters
32 Vedessä olevasta tributyylitinasta (TBT) suurin osa on sitoutuneena erilaisiin hiukkasiin, joiden mukana ne kulkeutuvat veden virtauksien mukaisesti. Tutkittuja yhdisteitä ei juurikaan havaittu vesifaasista, vaikka passiivikeräimiin niitä kertyi lähes jokaisessa näytteenotossa. pintakerroksissa. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Esimerkiksi fenyylitinoja löytyi vanhoista sedimenttikerroksista, vaikka niitä ei pintakerroksessa havaittu lainkaan. Kuvat: Sirpa Herve ja Kirsti Krogerus. Tutkittaessa organotinayhdisteitä sedimentistä havaittiin, että vanhoissa sedimenttikerroksissa pitoisuudet olivat yleensä korkeampia kuin sedimentin Tutkija Heidi Ahkola, erikoistutkija Kirsti Krogerus, tutkija Janne Juntunen, tutkimusprofessori Sirpa Herve, tutkimuspäällikkö Timo Huttula Suomen ympäristökeskus Passiivikeräimien käyttö organotinayhdisteiden seurantaan Pohjois-Päijänteellä selvitettiin orgaanisten tinayhdisteiden esiintymistä vuosina 2012 ja 2013. Organotinayhdisteiden pitoisuuksia tutkittiin myös monipuolisesti vedestä, sedimentistä ja sedimentoituneesta kiintoaineesta. Hankkeita rahoittivat SYKEn lisäksi Keski-Suomen liitto EAKR-rahoituksen kautta, Jyväskylän Seudun Puhdistamo Oy sekä Maj ja Tor Nesslingin Säätiö. Organotinayhdisteiden havaitsemiseen käytettiin passiivikeräimiä, joiden avulla voidaan arvioida tutkittavan yhdisteen pitoisuus vedessä. Järven pohjassa olevat organotinayhdisteet Organotinayhdisteiden kulkeutumista, käyttäytymistä ja pitoisuuksia PohjoisPäijänteellä tutkittiin Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ja Jyväskylän yliopiston Ambiotica-laboratorioiden toteuttamissa hankkeissa vuosien 2012 ja 2013 aikana. Haitallisten aineiden seurannan näytteenottotekniikkaa olisi aiheellista arvioida uudelleen sillä perusteella, mitä seurannalla halutaan selvittää. Sedimentissä organotinayhdisteet hajoavat erittäin hitaasti. Passiivikeräimien avulla organotinayhdisteiden läsnäolo vesistössä voidaan todeta, vaikka vesinäyttein ei yhdisteitä havaittaisikaan. vsk
vsk. Erityisesti Poronselän syvänteen pohjasedimentti (kuva 1, paikka 10) erottui muita paikkoja korkeammalla fenyylitinapitoisuudella. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kuva 1. 2012). muovituotteiden valmistuksessa kun taas TBT:n ja jonkin verran myös TPhT:n käyttökohteena on ollut mm. Organotinayhdisteiden sedimenttikartoitus Pohjois-Päijänteellä.. Syvimmässä tutkitussa kerroksessa (3–5 cm) pitoisuudet olivat lähes kaksi kertaa korkeammat kuin keskimmäisestä kerroksesta otetussa sedimenttinäytteessä (1–3 cm). massaja paperiteollisuuden limanja homeentorjunta (Mehtonen et al. Pintasedimentti (0–1 cm) ei sen sijaan sisältänyt laisinkaan fenyylitinoja (TPhT, DPhT ja MPhT), joita löytyi kuitenkin pintaa syvemmältä sedimentistä. Organotinayhdisteiden lyhenteiden selitykset. 33 Tutkimusalueelle johdetaan puhdistettua jätevettä (kuva 1, paikka 1) ja alustavan sedimenttikartoituksen perusteella näytteenottoon valittiin kuusi, eri puolilla tutkimusaluetta sijaitsevaa näytepistettä (kuva 1, paikat 1–6). 1990). pintasedimentissä, joten niiden oletettiin olevan peräisin edelleen toimivasta päästölähteestä (kuva 1). MBT:tä ja DBT:tä on käytetty mm. Pohjois-Päijänteen sedimentti on 5 cm syvyydessä noin kymmenen vuotta vanhaa (Paasivirta et al. Sedimenttikartoituksen perusteella todettiin, että butyylitinoja (TBT, DBT ja MBT, lyhenteet taulukossa 1) esiintyy Taulukko 1
Lisäksi vuonna 2012 Päijänteen vedenpinta oli 20 cm keskimääräistä korkeammalla. Kiintoaineen mukana kulkeutuvat organotinayhdisteet Veden mukana liikkuvan kiintoaineen ja siitä mitattujen organotinayhdisteiden määrää seurattiin toukokuun lopusta syyskuun alkuun, yhteensä seitsemän kertaa molempina vuosina. 34 Vesinäytteissä vain satunnaisia pitoisuuksia Vuonna 2012 otetusta 111 vesinäytteestä 21 % havaittiin yli määritysrajan olevia organotinapitoisuuksia. Kiintoainesta kerättiin sedimentaatioastioihin kahden viikon ajan. Vuonna 2013 TBTtä havaittiin ainoastaan kolmessa näytteessä (menetelmän määritysraja 0,0002 µg/L). Vuonna 2013 vesinäytemäärä oli 121, mutta vain 6 % näytteistä ylitti määritystarkkuuden alarajan. Näytteitä otettiin viideltä eri näytepaikalta 2–3 eri syvyydeltä. Päijänteeseen lyhyen salmen kautta laskevan Jyväsjärven puolella tehty ruoppaus saattoi lisätä veden mukana kulkeutuvan kiintoaineen määrää, mutta OTC-yhdisteiden pitoisuus kiintoaineessa ei kuitenkaan ollut erityisen korkea. Jäteveden puhdistamon poistoputken läheisyydessä, paikassa 1 havaittiin korkeita organotinayhdisteiden pitoisuuksia sedimentoituneessa kiintoaineessa, mikä viittaa siihen, että näitä yhdisteitä edelleen kulkeutuu jätevesien mukana vesistöön (kuva 3). Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Vuoden 2012 kohonneisiin pitoisuuksiin saattoi vaikuttaa Jyväskylän Nenäinniemen jäteveden puhdistamolla toukokuussa 2012 tapahtunut laiterikko, jossa aktiivilietettä joutui puhdistetun jäteveden sekaan. Vuonna 2012 sedimentoituneen kiintoaineen määrä oli paikassa 6 kaksi kertaa korkeampi kuin seuraavana vuonna. Kuva 2. Sedimentaatioastioihin kerääntyneestä kiintoaineesta määritetyissä organotinapitoisuuksissa ei vuosien välillä havaittu suuria eroja. Vesinäytteistä mitatut organotinapitoisuuksien summa kesän ajalta Pohjois-Päijänteellä.. Alkukesästä 2012 TBT:n ympäristölaatunormi 0,0002 µg/L, eli korkein sallittu pitoisuus vedessä, ylittyi ajoittain. Suurin osa Päijänteeseen tulevasta vedestä virtaa Vaajakosken kautta ja vuonna 2012 vesimäärä oli tutkitulla aikavälillä (touko-syyskuu) 100 m3/s suurempi kuin vuonna 2013. Maaalueilta tulleella valunnalla saattoi myös olla vaikutusta haitallisten aineiden huuhtoutumiseen. vsk. Lisäksi vesinäytteistä mitatut pitoisuudet olivat vuonna 2012 lähes kertaluokkaa korkeammat kuin seuraavana kesänä 2013 (kuva 2)
Puhdistamolle tuleva, raaka Kuva 3. Silti monessa tapauksessa organotinayhdisteen pitoisuus vesinäytteessä jäi alle määritysrajan, kun taas keräimien avulla mitattavia pitoisuuksia havaittiin. Veden virtauksen mukana keräimen läheisyyteen kulkeutuu jatkuvasti haitta-aineita, jolloin keräin kerää yhdisteitä suuremmalta alueelta kuin hetkellinen vesinäyte. Kokeessa selvitetään myös keräimen soveltuvuus tutkittavien yhdisteiden havainnointiin. Kemikaali, jonka pitoisuus perinteisellä vesinäytteenotolla jäisi alle analyysitarkkuuden, voidaan siis havaita passiivikeräimien avulla. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Keräimiin kerääntyneiden organotinayhdisteiden määrän havaittiin olevan korkeampi vuonna 2012 kuin vuonna 2013 (kuva 4), mikä on samassa linjassa vesinäytteistä mitattujen pitoisuuksien kanssa (kuva 2). Keräimiä altistettiin kuudella eri näytepaikalla kahden viikon ajanjaksoissa sekä jäteveden puhdistamolle tulevassa ja puhdistamolta Pohjois-Päijänteelle lähtevässä, puhdistetussa jätevedessä. Keräimien avulla voidaan arvioida tutkittavan yhdisteen keskimääräinen pitoisuus tutkitulla ajanjaksolla. vsk. Vesinäytteessä määritetään myös osa kiintoaineeseen sitoutuneista kemikaaleista. Sedimentaatioastioihin (vasemmalla) kerääntyneen kiintoaineen määrä sekä siitä mitatut organotinapitoisuudet Pohjois-Päijänteellä.. 35 Passiivikeräimet havaitsevat pienetkin pitoisuudet Passiivikeräimet mittaavat kemikaalin vedessä liuenneena tai helposti saatavilla olevaa osiota. Vastaava tilanne oli luonnonvesinäytteissä, joissa keräimistä voitiin määrittää niihin kerääntynyt TBT, jota vesinäytteenotolla ei kuitenkaan havaittu. Passiivikeräimiin kerääntyneen määrän perusteella laskettu tutkittavan yhdisteen pitoisuus vesinäytteissä oli useassa tapauksessa matalampi kuin perinteisessä vesinäytteessä havaittu pitoisuus. Luonnonvedessä todettu menetelmien huono vastaavuus johtuu osaksi siitä, että vesinäytteiden pitoisuudet olivat suurimmaksi osaksi alle määritysrajan (taulukko 2). Esimerkiksi TBT:tä ei puhdistetusta jätevedestä otetusta näytteestä löydetty lainkaan, mutta passiivikeräimien avulla sitä todettiin kuitenkin olevan lähtevässä jätevedessä. Keräintä ympäröivässä vedessä olevan yhdisteen pitoisuuden laskemiseen tarvittava kerääntymisnopeus määritetään laboratoriossa ja se riippuu useasta tekijästä, kuten veden lämpötilasta sekä virtausnopeudesta
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. PassiivikeräimiKuva 4. Passiivikeräimien avulla laskettu yhdisteen pitoisuus vedessä/vesinäytteestä mitattu pitoisuus.. Taulukko 2. Passiivikeräimien avulla havaitut organotinapitoisuudet Pohjois-Päijänteellä. Nämä tekijät vaikuttavat keräimien toimintaan ja ne on otettava huomioon verrattaessa vesinäytteenotolla mitattua tulosta passiivikeräimen avulla laskettuun pitoisuuteen. vsk. Esimerkiksi TBT:n ympäristölaatunormi on sama kuin analyysitarkkuuden alaraja (AA-EQS =0,0002 µg/L). 36 jätevesi virtaa suurella nopeudella ja sisältää hyvin paljon kiintoainesta, erilaisia yhdisteitä ja roskia. Organotinayhdisteet sitoutuvat mieluusti kiintoaineeseen, joten sen runsas määrä (60–100 mg/L) puhdistetussa jätevedessä vaikuttaa myös vapaaseen, keräimille saatavilla olevaan organotinayhdisteiden osuuteen. Kemikaalin pitoisuuden jääminen näytteessä alle analyysitarkkuuden ei takaa sitä, ettei yhdistettä olisi vesistössä haitallisina määrinä. Useat yhdisteet aiheuttavat eliöille vasteita jo hyvin pienillä pitoisuuksilla. Puhdistetussa jätevedessä MBT:n ja DBT:n passiivikeräimien avulla määritetty pitoisuus oli noin puolet vesinäytteestä mitatusta. Puhdistetun jäteveden kokeessa keräimiä pidettiin altaassa, jossa veden virtaus oli vähäisempää kuin kerääntymisnopeutta määritettäessä ja yhdisteiden kerääntymisnopeus tästä syystä hitaampaa
Hetkellinen vesinäyte on tällä hetkellä ainoa viranomaisten hyväksymä näytteenottotekniikka haitallisten aineiden tutkimiseen, vaikka se saattaa antaa jopa harhaanjohtavan kuvan vedenlaadusta. Osallistumismaksu on edullisempi 20.4.2015 mennessä ilmoittautuneille. Mehtonen J, Mannio J, Kalevi K, Huhtala S, Nuutinen J, Perkola N, Sainio P, Pihlajamäki J, Kasurinen V, Koponen J, Paukku R, Rantakokko P (2012) Haitallisten orgaanisten yhdisteiden esiintyminen yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilla ja kaatopaikoilla. Viitteet Paasivirta J, Särkkä J, Maatela P, Welling L, Paukku R, Hakala H, Koistinen J & Herve S (1990) Organoklooriyhdisteiden kulkeutumistutkimus Keski-Suomen järvisedimenteistä. Haitallisten aineiden seurannan näytteenottotekniikkaa olisi aiheellista arvioida uudelleen ennen kaikkea sillä perusteella, mitä seurannalla halutaan selvittää. Passiivikeräinmenetelmällä voidaan kuitenkin havaita kemikaalin läsnäolo vesistössä. Näin ollen passiivikeräinmenetelmä on ylivoimainen perinteisiin näytteenottotekniikoihin verrattuna. Reports of the Finnish Environment Institute 29/2012. VESIHUOLTO 2015 -päivät 20. 37 en avulla aineen läsnäolo ympäröivässä vedessä voidaan todeta vesinäytteenottoa paremmin alhaisissa pitoisuuksissa. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 21.5.2015 Turun Messuja Kongressikeskus. vsk. Vesija ympäristöhallituksen monistesarja 280: 1–58. Ilmoittautumiset www.vvy.
Lääkeaineita on havaittu luonnonvesien lisäksi pohjavesissä, sekä myös juomavedessä hyvin pieninä pitoisuuksina. vsk. Teollisuusmaiden lisäksi lääkeaineita ja muita teollisesti tuotettuja kemikaaleja on havaittu jopa kaikkein syrjäisimmillä alueilla. lääkkeiden virheellinen hävittäminen, säiliövuodot, kaatopaikkojen valumavedet ja kemikaalien valmistuksessa tapahtuvat prosessihäiriöt. Muita kulkeutumisreittejä ovat mm. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Tutkija Petra Lindholm-Lehtoa, professori Juha Knuutinena, tutkimusprofessori Sirpa Herveb, tutkija Heidi Ahkolab a Jyväskylän yliopiston kemian laitos, soveltavan kemian osasto, Jyväskylä b Suomen ympäristökeskus, Laboratoriokeskus, Ekotoksikologia ja riskinarviointi, Jyväskylä jäteveden puhdistamolla ja vesistössä Erilaisia lääkeaineita joutuu vesistöihin pääasiassa jätevesien mukana, eikä puhdistusprosesseja ole suunniteltu niiden poistamiseen. Päijänne on yksi Suomen tärkeimmistä raakaveden lähteistä juomaveden valmistuksessa, joten tutkimukset järven tilan selvittämiseksi ovat tarpeen. Koska jätevedenpuhdistamolietettä saatetaan käyttää esimerkiksi viherrakentamiseen tai pelloilla lannoitteena, lääkeaineita voi sitä kautta kulkeutua maaperään ja vesistöihin. Lääkeaineet. 38 Lääkeaineet, yleisimmin paljon käytetyt antibiootit ja kipulääkkeet, kulkeutuvat vesistöihin pääasiassa puhdistettujen tai puhdistamattomien jätevesien mukana. Pohjois-Päijänteellä on havaittu jätevesien mukana kulkeutuneita lääkeaineita sekä vedessä että sedimentoituneessa aineksessa
Lääkeaineiden hajoaminen tapahtuu talvella hitaammin, sillä esimerkiksi UV-säteilyyn perustuvia reaktioita ei tuolloin pääse tapahtumaan. Lisäksi tietyt lääkeaineet voivat olla toksisia vesieliöille. Puhdistusprosessin kyky hajottaa ja muokata lääkeaineita vaihtelee lääkeaineen ja käsittelyprosessin mukaan. Lääkeaineiden pysyvyyteen luonnossa vaikuttavat niiden sitoutumisja adsorptiokyky, valoherkkyys sekä hajoamisja muuntumisnopeus. vsk. Toistaiseksi kaupallisessa käytössä ei kuitenkaan ole kunnallisen jäteveden puhdistusprosessia, jolla lääkeaineet voitaisiin hajottaa tai poistaa tehokkaasti. Pintavesissä lääkeaineet poistuvat pääasiassa hajoamalla UV-valon vaikutuksesta tai sitoutumalla sedimenttiin. Näin ollen talvella voidaan mitata 3–5 -kertaisia lääkeainepitoisuuksia vesistöissä muihin vuodenaikoihin verrattuna. Näin ollen on ensiarvoisen tärkeää, että tunnetaan raakaveden ominaisuudet, mukaan lukien siinä olevat lääkeainepitoisuudet, mahdollisimman tarkasti. Yleensä nanogrammoja litrassa pitoisuuksia ei pidetä haitallisena ihmisille, mutta jatkuvasta altistuksesta ja eri yhdisteiden yhteisvaikutuksista ei ole riittävästi tietoa. Erittyneet yhdisteet kulkeutuvat virtsan ja ulosteiden mukana jätevesiin. 39 Lääkkeet eivät hajoa täysin elimistössä, vaan erittyvät osittain muuntuneina erilaisiksi aineenvaihdunnan seurauksena syntyneiksi tuotteiksi. Elimistössä muodostuneet johdannaiset voivat palautua puhdistusprosessissa myös takaisin lähtöaineikseen. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Osa lääkeaineista voi hajota jätevedenpuhdistusprosessissa mikrobitoiminnan seurauksena, kun taas joillakin yhdisteillä on voimakas taipumus adsorboitua lietteeseen. Lääkeaineet saattavat myös muodostaa komplekseja muiden haitta-aineiden kanssa. Myös keväällä lumien sulamisvedet lisäävät yhdisteiden kulkeutumista kauemmas päästölähteestä. Yleensä lääkeaineet eivät hajoa jätevedenpuhdistusprosessissa, vaan muodostavat erilaisia johdannaisia. Rasvaliukoiset yhdisteet adsorboituvat mielellään kiinteiden partikkelien pinnalle, kun taas vesiliukoiset jäävät vesifaasiin. Samalla lääkeaineet kulkeutuvat kauemmas lähteestään jääja lumipeitteen alla. Pahimmillaan näiden toksinen yhteisvaikutus on suurempi kuin yhdisteiden vaikutukset erikseen. Tarkoitus on tulevaisuudessa kehittää puhdistusprosesseja niin, että lääkeaineita ei juuri vapautuisi vastaanottavaan vesistöön. Vaikka lääkeaineet eivät ole pysyviä luonnossa, niitä pääsee jatkuvasti jätevesien ja muiden lähteiden kautta ympäristöön. Lääkeaineiden ja niiden muuntumistuotteiden määrät vaihtelevat yhdisteittäin. Haasteena on uuttaa ja analysoida erityyppisiä yhdisteitä samanaikaisesti, kun niiden poolisuus, liukoisuus ja muut ominaisuudet eroavat. Päijänne on Suomessa merkittävä raakavesilähde, josta raakavettä tuodaan Päijännetunnelia pitkin Pääkaupunkiseudulle ja käytetään juomaveden valmistukseen yli miljoonalle kuluttajalle. Helposti partikkeleihin sitoutuvat yhdisteet kerääntyvät maahan tai sedimenttiin. Lääkeaineiden pitoisuuteen vesistössä vaikuttaa lääkeaineiden määrän lisäksi vesistön maantieteellinen sijainti ja vuodenaika. Vesistöistä mitatut lääkeainepitoisuudet ovat tyypillisesti nanogrammoja litrassa, mutta suurempiakin pitoisuuksia on ajoittain havaittu. Toisaalta helposti kulkeutuvat lääkeaineet päätyvät vesistöihin tai pohjaveteen. Lääkeaineita voidaan erotella niiden rakenteen ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella, sillä samoja rakenteita sisältävät yhdisteet käyttäytyvät ympäristössä todennäköisesti hyvin samalla tavalla. Lääkeaineiden analysointi Lääkeaineet esiintyvät ympäristössä usein pieninä pitoisuuksina monimutkaisissa seoksissa, mikä voi vaikeuttaa niiden analysointia
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 40 toisistaan. Lääkeaineet Pohjois-Päijänteellä Pohjois-Päijänteeltä otettiin kesällä 2013 sarja vesinäytteitä ja sedimentoituneen kiintoaineen näytteitä, joista tutkittiin yleisiä kipulääkkeenä käytettyjä yhdisteitä: ibuprofeiinia, ketoprofeiinia, diklofenaakkia, naprokseenia sekä mm. LC-MS/MS eli nestekromatografi yhdistettynä tandemmassaspektrometriin on analyysilaitteisto, jolla voidaan erotella nestefaasissa olevat yhdisteet toisistaan ja tunnistaa niiden atomipainoihin ja pilkkoutumiseen perustuvalla menetelmällä.. Pitoisuudet jätevedenpuhdistamolla vaihtelivat yhdisteestä riippuen karbamatsepiiKuva 1. Jätevedenpuhdistamon purkuputki on lähinnä näytepistettä 1. Lääkeaineiden erottaminen tehdään usein kaasutai nestekromatografialla ja analysointi tandemmassaspektrometrian avulla1. Kaikkia maaperässä ja vesistöissä olevia yhdisteitä ei ole pystytty havaitsemaan sopivien ja riittävän tarkkojen analyysimenetelmien puuttuessa. Etenkin lääkeaineiden hajoamisja reaktiotuotteiden analytiikka vaatii lisää tutkimusta, jotta saadaan tietoa niiden reaktioista ja kulkeutumisesta ympäristössä. epilepsialääkkeenä käytettyä karbamatsepiinia. Näytepisteet (1–5) Pohjois-Päijänteellä. vsk. Vaikka lääkeaineita on tiedetty olevan ympäristössä jo kauan, niiden vaikutuksia yhdessä tai erikseen eri eliölajeihin ei tunneta riittävästi. Näytteitä otettiin jätevedenpuhdistamon tulevasta ja lähtevästä virrasta sekä Pohjois-Päijänteeltä useasta eri näytepisteestä eri syvyyksistä (Kuva 1)
Kuva 3. Tämä näkyy puhdistamolle johdetun jäteveden määrässä sekä valittujen lääkeaineiden pitoisuuksissa puhdistamolla (Kuva 3). Diklofenaakin, ketoprofeiinin ja naprokseenin pitoisuudet puhdistetussa jätevedessä sekä jäteveden vuorokautinen määrä kuutioina.. Tutkimusvuonna 2013 ralliautoilun MMsarjan osakilpailu Suomen ralli (Neste Oil Rally Finland) ajettiin Jyväskylässä elokuun alussa. Karbamatsepiinin, diklofenaakin ja ketoprofeiinin puhdistetun jäteveden suuremmat pitoisuudet johtuvat aineenvaihduntatuotteena olleen johdannaisen muuntumisesta takaisin lähtöaineekseen puhdistusprosessin aikana (Kuva 3; Kuva 4). Puhdistamattomassa jätevedessä tiedetään aineenvaihduntatuotteina muodostuneiden johdannaisten lisäksi olevan vapaata ibuprofeiinia. Tapahtuma kerää Jyväskylän alueelle runsaasti kävijöitä ja tutkimusvuonna 2013 kävijöitä laskettiin olleen 270 000. Massatapahtumat näkyvät jätevesien kipulääkepitoisuuksissa Elokuun alussa tutkittavia yhdisteitä havaittiin tavallista suurempia pitoisuuksia. Ibuprofeiini ei kuitenkaan hajoa puhdistusprosessissa vaan muodostaa erilaisia johdannaisia ja reaktiotuotteita esimerkiksi mikrobitoiminnan vaikutuksesta. Kuva 2. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Tietyt johdannaiset hajoavat ja muuntuvat puhdistusprosessissa lähes täysin, mutta osa säilyy muuttumattomana. 41 nin kymmenistä nanogrammoista litrassa ketoprofeiinin, diklofenaakin, naprokseenin muutamaan mikrogrammaan litrassa ja edelleen ibuprofeiinin kymmenien mikrogrammojen litrassa pitoisuuksiin (Kuva 2). vsk. Ibuprofeenia havaittiin runsaasti puhdistamattomassa jätevedessä, mutta vain vähän puhdistetussa (Kuva 2). Lääkeaineiden pitoisuudet jätevedenpuhdistamon tulevassa ja lähtevässä virrassa
Ibuprofeiinin määrä näytepisteessä 1 puhdistamon purkuputken läheisyydessä (syvyydet 1 m, 5 m) sekä näytepisteessä 4 (syvyydet 1 m, 10 m, 20 m).. epilepsian oireiden hoitoon. Tulokset ovat odotettuja2,3, sillä suurimmat havaitut pitoisuudet järvivedessä olivat ketoprofeiinia ja esimerkiksi diklofenaakin tiedetään sitoutuvan heikosti sedimenttipartikkeleihin. Päijänteen vesinäytteissä pitoisuudet vaihtelivat vastaavasti karbamatsepiinin muutamista nanogrammoista naprokseenin ja diklofenaakin kymmenistä nanogrammoista ketoprofeiinin ja ibuprofeiinin satoihin nanogrammoihin litrassa. Kuva 5. Luonnossa hajoamistuotteet voivat muuntua kemiallisesti takaisin lähtöaineekseen, jolloin luonnon vesistä voidaan havaita Kuva 4. Karbamatsepiinin pitoisuudet puhdistamolle tulevassa ja lähtevässä jätevedessä. vsk. Muiden tutkittujen lääkeaineiden pitoisuudet kasvoivat tapahtuman myötä, kun taas epilepsialääkkeen kulutus ei muuttunut kävijöiden ja kohonneen jätevesimäärän mukana (Kuva 4). Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Sedimentoituneessa kiintoaineessa havaittiin pääasiassa ketoprofeiinia kymmeniä mikrogrammoja grammassa. 42 Valituista lääkeaineista neljä on tyypillisiä ilman reseptiä myytäviä kipulääkkeitä, kun taas karbamatsepiinia käytetään mm. Suurimmat pitoisuudet havaittiin lähinnä puhdistetun jäteveden purkukohtaa, mutta yhdisteitä havaittiin myös kauempana puhdistamolta (Kuva 1, näytepiste 4)
1. Tiedetään, että UV-valon vaikutuksesta tapahtuvat reaktiot hidastuvat jyrkästi vesipatsaan kasvaessa. Pohjois-Päijänteellä näkösyvyys vaihtelee välillä 1,6–2 m, joka kertoo UVvalon läpäisemän vesipatsaan paksuuden. Talvisin UV-valon määrä Suomen leveysasteilla on hyvin rajallista ja jääpeitteen takia ulottumattomissa. J, Heath E (2007) Anal. Antoni. Technol. Näin ollen Pohjois-Päijänteen lääkeainepitoisuuksien tutkiminen talvikaudella voisi antaa hyvin hyödyllistä lisätietoa vesistön tilasta. 43 jätevettä suurempia pitoisuuksia (Kuva 5). Vaikka vesistössä olevat lääkeainepitoisuudet eivät aiheuta ihmisille välitöntä riskiä, on olemassa viitteitä niiden vaikutuksista vesieliöille. Lähteet Kuva 6. Esimerkiksi diklofenaakin pitoisuudet olivat pääsääntöisesti suuremmat syvemmältä otetuissa näytteissä pintavesiin verrattuna (Kuva 6). vsk. Chem. Sci. Li J, Dodgen L, Ye Q, Gan J (2013) Environ. Lindholm PC, Knuutinen JS, Ahkola HSJ, Herve SH (2014) Bioresources 9:3688–3732. Koska kyseessä on yksi Suomen tärkeimmistä raakavesilähteistä, sen tilan seuraaminen on ensiarvoisen tärkeää. Diklofenaakin määrä näytepisteessä 1 puhdistamon purkuputken läheisyydessä (syvyydet 1 m, 5 m). Bioanal. 3. Tiedetään, että valitut lääkeaineet reagoivat helposti UV-valon kanssa muodostaen erilaisia hajoamisja reaktiotuotteita. Osa syntyvistä reaktiotuotteista voi tosin olla melko stabiileja kemiallisille ja UV-valon vaikutuksesta tapahtuville reaktioille. 2. Muuntumisreaktiot voivat luonnossa kestää useita päiviä, joten veden virtauksesta ja reaktioiden kestosta johtuen suurempia pitoisuuksia voidaan havaita kauempana päästölähteestä kuin lähellä jäteveden purkuputkea. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 47:3678–3684.. Päijänteen lääkeainepitoisuuksia seurattava Tämän kartoitustutkimuksen tulokset kertovat kattavasti valittujen lääkeaineiden esiintymisestä eri syvyyksissä ja sedimentoituneessa aineksessa Pohjois-Päijänteellä sekä vesistön tilasta kyseisenä ajankohtana. Kesäisin lääkeaineet hajoavat luonnossa pääasiassa UV-valon vaikutuksesta. Diklofenaakki reagoi luonnossa pääasiassa UV-valon vaikutuksesta ja sen puoliintumisaika suorassa auringonvalossa on alle vuorokauden. 387:1337–1342. Saaduista tuloksista nähdään, kuinka pitoisuudet ovat etenkin alkukesällä otetuissa näytteissä huomattavasti suurempia jo 5 m syvyydessä osoittaen hajoamisreaktioiden tapahtuvan pääasiassa lähellä veden pintaa
Esimerkiksi tutkittaessa jonkin aineen kulkeutumista ja kertymistä Itämereen vuositasolla, voi olla riittävää mallintaa vesistöt tai valuma-alueet vain yksittäisillä yhtälöillä, jotka kuvaavat aineen pidättymistä alueen läpi virtaavan vesimäärän funktiona. Kaikkien osatekijöiden huomioiminen on usein mahdotonta, mutta hyvä ennuste voidaan saavuttaa tärkeimpien prosessien huolellisella mallintamisella. Tässä tekstissä käsitellään kulkeutumismallinnusta luonnonvesissä (joet, järvet, meret), ja kerrotaan edellytyksistä realistisen mallin luomiseksi. vsk. Hyvän kulkeutumismallin taustalla on aina toimiva virtausmalli.. Malli voi olla hyvin yksinkertainen ilmiötä kuvaileva yhtälö tai koostua monimutkaisista, luonnonlakeihin perustuvista ja toisiinsa kytkeytyvistä yhtälöryhmistä, jotka voidaan ratkaista vain numeerisesti – käytännössä siis tietokoneella. 44 Mallinnusta käytetään nykyään työkaluna ainakin jossain määrin lähes kaikilla tutkimuksen aloilla. Tutkija Janne Ropponen Suomen ympäristökeskus SYKE, Jyväskylä Haitallisten aineiden kulkeutumisen mallintaminen Haitallisen aineen kulkeutuminen luonnonvesissä on monimutkainen tapahtuma, jossa aine siirtyy paikasta toiseen, laimenee, muuntuu tai hajoaa. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Haitallisten aineiden kulkeutumisen mallinnuksessa käytettävät mallinnusmenetelmät valitaan sen perusteella, mitä haitallisen aineen käyttäytymisestä halutaan tietää ja millä tarkkuudella niin ajan kuin paikankin suhteen. Sen sijaan jos halutaan tietää onnettomuudessa vapautuneen kemikaalin käyttäytyminen järvialtaassa seuraavien päivien tai viikkojen aikana, tarvitaan yleensä perustaksi kolmessa ulottuvuudessa veden liikkeitä kuvaava mallisimulaatio, joka ottaa huomioon myös kemikaalin vuorovaikutukset ulkoisten tekijöiden, kuten auringonvalon kanssa
Nollaulotteinen malli eli laatikkomalli (0-D) tuottaa tulokseksi saman suureen koko altaan alueella. Vesistöissä käytettävät virtausmallityypit luokitellaan niissä käytettävien dimensioiden mukaan (kuva 1). 45 Mallinnus on arkipäiväistynyt Ennen tietokoneiden yleistymistä hydrodynaaminen malli saattoi olla fyysinen, vedellä täytetty pienoismalli tutkittavasta alueesta, mutta nykyään käytetään lähes yksinomaan niin sanottuja numeerisia malleja, joilla veden liike lasketaan tehokkailla tietokoneilla. Järviympäristössä yksiulotteinen malli tarkoittaa altaan jakoa kerroksiin syvyyssuunnassa. Lisääntynyt ymmärrys sekä malleista että mittauksista on monipuolistanut tulosten tulkintamahdollisuuksia, joita tukemaan on kehitetty paljon erilaisia työkaluja. Lisäksi huomioidaan massan ja energian säilyminen. Nekään eivät aina yksinkertaista johtopäätösten tekemistä, vaan edellyttävät asiantuntemusta ja asiaan perehtymistä. Hydrodynaaminen mallinnus oli aikaisemmin mahdollista vain valtioiden ja suurten tutkimuslaitosten supertietokoneilla, mutta tekniikan huimat edistysaskeleet ovat tuoneet mallinnuksen myös kotikäyttäjien ulottuville. Teoreettisesti saavutettavissa oleva mallinnustarkkuus määräytyy pitkälti käytettävissä olevan laskentakapasiteetin perusteella, mutta syöttötietojen kattavuus määrää usein todellisen mallinnustarkkuuden. vsk. Automaattista mittaustietoa tuottavien asemien määrän merkittävä kasvu tuo omat mahdollisuutensa ja haasteensa mallien toiminnalle. Reaalimaailman ilmiöiden mallintamisessa on otettava huomioon monia ulkoisia malliin vaikuttavia tekijöitä, kuten ilmakehän (sään) ja jokien vaikutus, minkä vuoksi yhtälöt saadaan ratkaistua vain likimääräisesti. Tällaista mallia käytetään silloin, kun altaan kerrostuminen on merkitsevin mallinnettavaan suureeseen vaikuttava ilmiö. Kaksiulotteisessa mallissa (2-D) alue on yleensä jaettu ruutuihin, mutta syvyyssuunnassa kerroksia ei erotella. Yksiulotteinen malli (1-D) tarkoittaa jokiympäristössä mallia, joka on jaettu joen pituussuunnassa määrämittaisiin lohkoihin, joissa jokaisessa lasketaan tulossuureet erikseen, mutta toisistaan riippuen. Tällaisia ovat esimerkiksi Suomen ympäristökeskuksessa käytössä oleva COHERENS1 ja Ilmatieteen laitoksen käyttämä NEMO2. Mallintamisen vahvuus on luotettavan tiedon tuottaminen sellaisista tilanteista, joita ei syystä tai toisesta voida mitata. Veden liikkeen laskeminen perustuu Navierin-Stokesin yhtälöihin, jotka on johdettu soveltamalla Newtonin II lakia liikemäärän säilymisestä nesteeseen. Mallien käyttö tutkimuksen ja ennusteiden tukena on nykypäivää. Tulosten taustalta löytyy huikea määrä työtä, tutkimusta ja numeronmurskausta. Arkipäiväisimpiä mallien tuotoksia ovat luonnollisesti sääennusteet ja ainakin keväisin tulvaennusteet tulevat tutuiksi. Mallien käyttöönoton kynnystä on lisäksi alentanut laskentamallien ja -menetelmien kehitys vuosien saatossa ja monipuolisten mallinnusohjelmistojen saatavuus jopa ilmaiseksi. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kolmeulotteinen malli (3-D) jakaa koko alueen sekä vaakaettä syvyyssuunnassa ja sitä käytetään nykyään perustyökaluna. Virtausmalli on kulkeutumismallin perusta Kulkeutuminen on aineen liikkumista väliaineen mukana. Yhtälöt voidaan ratkaista tarkasti vain tietyissä erikoistapauksissa. Mallien erottelukyky on kasvanut laskentatehon mukana, mutta erottelukyvyn kaksinkertaistaminen kahdeksankertaistaa tehovaatimuksen. Sillä voidaan laskea vaakasuuntaista kulkeutumista täysin sekoittuneissa vesiympäristöissä. Haitallisen aineen mallintamiseksi on siis ensin tiedettävä kuinka väliaine, tässä tapauksessa vesi, liikkuu
46 järvija merialtaiden kulkeutumismallinnuksessa. Kun kohdealueelle sopiva mallityyppi ja tarvittava mallinnustarkkuus on valittu sekä mallin tarvitsemat syötteet kerätty, rakennetaan itse malli. 2-D järvimalli kertoo alueelliset erot, mutta olettaa vesipatsaan täysin sekoittuneeksi. On monta tapaa jakaa mallinnettava alue laskennallisiin yksiköihin. 1-D mallissa joki jaetaan pituussuuntaisiin lohkoihin ja järvi syvyysalueisiin. Kalibrointia tarvitaan, koska kaikkia luonnossa tapahtuvia prosesseja ei voi laskea äärettömällä tarkkuudella, joten pienen mittakaavan ilmiöiden tarkka laskenta korvataan yksinkertaistuksilla eli parametrisoinneilla. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Mallin luotettavuuden varmistamisessa kriittinen työ on kalibrointija verifiointiprosessi. Jos esimerkiksi Päijänteen fysiikkaa halutaan mallintaa sadan metrin tarkkuudella ja kymmeneen syvyyskerrokseen jaettuna vuoden ajan, täytyy NavierinStokesin yhtälöt ratkaista yhteensä noin 34 biljoonaa (1012) kertaa. Lisättäessä mukaan vielä aika, voidaan lopulta laskea esimerkiksi virtausnopeus tai lämpötila tietyllä syvyydellä ja tiettyyn kellonaikaan – olettaen tietysti, että malli saa realistisia syötteitä tarvitsemistaan tiedoista, kuten säästä. erilainen sää). vsk. Lähtöaineistokaan ei koskaan ole täydellinen. Verifiointiprosessi puolestaan varmistaa, että malli tuottaa edelleen järkeviä tuloksia, kun syötteinä käytetään muita kuin kalibrointijakson syötteitä – mielellään vielä sellaisia, jotka ovat selvästi erilaisia (esim. 3-D mallissa koko allas on jaettu laatikoihin, joista jokainen lasketaan erikseen.. 0-D eli laatikkomalli kuvaa altaan yhtenä laatikkona. Tämä kestää jo hetken tehokkaallakin tietokoneella. Kuva 1. Kalibroinnissa mallin sisäiset parametrit ja syötteet säädetään niin, että mallin tuottamat tulokset vastaavat mitattuja tuloksia. Varsinkin kolmeulotteisessa mallinnuksessa laskentaan kuluva aika karkaa helposti käsistä
Oleellisia ainepitoisuuden laskentaan vaikuttavia prosesseja: • Advektio:puhdaskulkeutuminen virtauskentän mukana – hallitseva prosessi virtavesissä • Diffuusiojadispersio:pitoisuuserojen tasaantuminen ajan kuluessa • Muuntuminen:esimerkiksiaineen hajoaminen lämpötilan vaikutuksesta • Lähteetjanielut:ainemääränmuutos mallissa (esimerkiksi päästölähde, haihtuminen, hautautuminen, bioakkumulaatio). Lähtötiedoiksi riittää usein päästölähteen sijainti ja päästömäärät. Mikäli tarvittavaa tietoa ei ole saatavilla, on käyttäytyminen parametrisoitava tunnetuista suureista riippuvaksi. Kuva 2. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Aine voi esimerkiksi hajota auringonvalon vaikutuksesta. Perustana on virtausmalli, johon lisätään kulkeutumiseen tarvittavat tiedot ja prosessikuvaukset. Tällöin kalibrointi-verifiointiprosessi täytyy tehdä uudelleen ottamalla huomioon kuljetettavan aineen fysikaaliset ominaisuudet. Hajoamisnopeus voi riippua myös veden lämpötilasta ja jonkin toisen aineen, kuten hapen, läsnäolosta. Aineen käyttäytymiseen liittyvät fysikaaliset, kemialliset ja biologiset prosessit otetaan huomioon, mikäli ne ymmärretään niin hyvin, että niiden vaikutus voidaan muotoilla matemaattisesti mallin laskemien suureiden funktiona. Haitalliset aineet malleissa Tutkittaessa haitallisen aineen kulkeutumista virtausmallin avulla on aineen käyttäytyminen vesiympäristössä tiedettävä riittävän hyvin. 47 Kohdealueen verifioitu fysikaalinen virtausmalli toimii perustana haitallisen aineen kulkeutumismallille. Kun tutkittava aine reagoi ympäristönsä kanssa, on sen mallintaminen monimutkaisempaa. Aine voi olla hiukkasmuodossa ja vajota pohjaan – tai esimerkiksi öljyn tapauksessa muodostaa kalvon veden pinnalle (kuva 2). Mikäli aine on pysyvä ja se sekoittuu hyvin veteen, on sen kulkeutumisen mallintaminen virtausmallin avulla suhteellisen suoraviivaista. Haitallisen aineen mallin kuvaus. Jos ainetta on suuria määriä, alkavat sen vedestä eroavat ominaisuudet vaikuttaa itse virtausmalliin, jolloin pelkälle vedelle validoitu malli ei välttämättä toimi enää oikein
Jos mallille syötetään virheellisiä lähtötietoja, siitä saadaan ulos virheellisiä tulostietoja. 48 Onnistuneen mallin edellytykset Mallinnus on erinomainen menetelmä haitallisten aineiden kulkeutumisen tutkimiseen silloin, kun ilmiöt kyetään muotoilemaan matemaattisesti ja mallin tekemiseen on olemassa riittävä määrä tutkimustietoa. Tiedot virtaamista ja pohjan ominaisuuksista ovat usein puutteellisia. Nämä virhelähteet ovat kuitenkin hallittavissa, koska virtausmalli perustuu hyvin määriteltyihin fysikaalisiin lainalaisuuksiin. Esimerkiksi säätieto voi olla erilaista tutkimusalueella ja kaukana siitä sijaitsevalla sääasemalla, kuten lentokentällä. Jos pitoisuus uhkaskenaarioissa jää alle riskirajan, ei tarkempaa mallia välttämättä tarvita. Toinen taas arvioi suurimman pitoisuuden realistisemmassa uhkaskenaariossa käyttäen parhaita mahdollisia arvioita eri syöttötietojen ja parametrien arvoista (kuva 3). enterokokkien kuolleisuus luonnonvesissä.. Lohdullista on, että tällainen arvio voidaan lähes poikkeuksetta tehdä, vaikka lähtötiedot olisivatkin puutteelliset. Kuvassa on mallinnettu teoreettinen ja käytännön maksimipitoisuus ulosteperäisille enterokokeille Vuoksessa skenaarioissa, joissa jätevedet lasketaan puhdistamattomina jokeen3. Jos kulkeutumisen taustalla oleva virtausmalli tuottaa virheellistä tietoa, ei haitallisen aineen kulkeutumismalli voi toimia kunnolla. Realistisessa skenaariossa on otettu huomioon mm. Lähes aina on mahdollista mallintaa tutkittavan aineen suurin mahdollinen pitoisuus vesistössä. vsk. Yleensä voidaan myös tehdä kaksi eri arviota, joista ensimmäinen kertoo lähinnä teoreettisen korkeimman mahdollisen pitoisuuden, jota ei todennäköisesti koskaan saavuteta. Usein haitallisten aineiden käyttäytymistä tutkittaessa halutaan tietää ylittääkö aineen pitoisuus vedessä jonkin tietyn raja-arvon. Puutteet mallinnettavan haitta-aineen käyttäytymisen ymmärtämisessä aiheuttavat suurimmat virheet mallinnustuloksiin. Parametrisointikin on hankalaa, koska riittävän kattavaa määrää mittauksia ei ole tehty, jotta esimerkiksi bioakkumulaation vaikutus voitaisiin ottaa huomioon. Kalibrointijakso ei välttämättä edusta tutkimusalueella yleensä vallitsevia oloja, jolloin virtausmallin parametrisointi ei toimi hyvin. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Virtausmallin yleisin ongelma on puutteelliset tai virheelliset lähtötiedot. Ei esimerkiksi osata määritellä riittävän hyvin aineen muuntumisyhtälöä tai se riippuu suureista, joita ei tiedetä. Kuva 3
Esimerkiksi mallinnettavan aineen määrästä tai ominaisuuksista on epävarmuutta tai tiedot ovat muuten riittämättömiä mallin rakentamiseen. Lähtökohtana voidaan pitää sitä, että käytetään yksinkertaisinta mahdollista mallia, joka tuottaa lopputuloksen halutulla tarkkuudella. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Pysyvien aineiden kulkeutumislaskenta onkin suorastaan helppoa. COHERENS modelling system for shallow waters, http://odnature. naturalsciences.be/coherens/ 2. Reports of the Finnish Environment Institute 36/2013. 49 Yhteenveto Haitta-aineen kulkeutumista ja vaikutuksia vesistöissä voi mallintaa monella eri menetelmällä, joilla on omat hyvät ja huonot puolensa. Viitteet 1. vsk. http:// hdl.handle.net/10138/42300 Tarjoamme näytteenotto-, analyysi-, mittausja asiantuntijapalveluita. Ropponen, J., Arola, H., Kiuru, P., Huttula, T., Nutrient and bacterial load transport in the River Vuoksi: model based estimation of aquatic effects from present and planned wastewater treatment plants. Virtausmallin syöttötietojen, kuten säätietojen, pohjan muotojen tai virtaamien, puutteellinen tuntemus alentaa mallin ennustustarkkuutta. Haitallisen aineen kulkeutuminen luonnonvesissä voidaan periaatteessa määrittää hyvinkin tarkasti, sillä kulkeutumismallien ajallinen ja paikallinen tarkkuus ei enää ole tärkein rajoittava tekijä. Suurimmat virhelähteet liittyvät puutteellisiin lähtötietoihin. Yhdistämme analytiikan ja asiantuntijapalvelut toimivaksi ja kokonaisvaltaiseksi palveluksi Asiantuntemusta valtakunnallisesti. NEMO (Nucleus for European Modelling of the Ocean), http:// www.nemo-ocean.eu/ 3. Hyvä ymmärrys mallinnuskohteesta ja mallinnusmenetelmistä sekä halutun lopputuloksen hyvä määrittely auttavat valitsemaan kohteeseen ja käyttötarkoitukseen sopivan mallin. Yläraja tutkitun aineen pitoisuudelle voidaan silti mallintaa puutteellisillakin tiedoilla. Tällöin mahdollisia virhelähteitä on vähiten ja malli on nopea laskea
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Jätevesissä on myös ihmisperäisiä bakteereja ja viruksia, jotka voivat haitata vesistöjen virkistysja hyötykäyttöä. Vesistöissä vierasaineet voivat aiheuttaa haittaa eliöstölle ja välillisesti myös ihmisille. Miettinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL) Maiju Happonen Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakoulu Kuluttajakemikaalit ja mikrobit Kokemäenjoen vesistössä CONPAT-hanke • Veden kontaminantit – likaantumisen syyt, terveysriskit ja riskien hallinta (Aquatic contaminants – pathways, health risks and management) • Osa Suomen Akatemian Akvaattisten luonnonvarojen kestävä käyttö (AKVA) -ohjelmaa • Mukana THL, SYKE ja VATT • Hankkeen kesto 2012 – 2016 • http://fi.opasnet.org/fi/Conpat Kuluttajatuotteissa käytettävien kemikaalien kirjo on valtava. CONPAT-hankkeessa tutkitaan, miten jätevesistä peräisin olevat kemikaalit ja mikrobit kulkeutuvat Kokemäenjoen vesistössä.. Osa niistä vapautuu tuotteita käytettäessä tai hävitettäessä ja päätyy ympäristöön esimerkiksi jätevesien mukana. 50 Kemisti Noora Perkola, tutkija Janne Juntunen, erikoistutkija Sirkku Tuominen, kehittämispäällikkö Taina Nysten, apulaistutkija Kirsi Rosendahl, tutkimuspäällikkö Timo Huttula Suomen ympäristökeskus (SYKE) Erikoistutkija Tarja Pitkänen, tutkija Ari Kauppinen, erikoistutkija Jaana Kusnetsov, tutkija Anna-Maria Hokajärvi , tutkija Päivi Meriläinen, johtava tutkija Ilkka T. vsk. Sen sijaan yleisesti käytössä olevat puhdistustekniikat eivät välttämättä lainkaan tehoa osaan vierasaineista ja mikrobeista. Huomion arvoista on se, että jätevedenpuhdistamoilla keskitytään typen, fosforin ja orgaanisen aineen poistamiseen jätevedestä
vsk. Suunnittelun ja rakentamisen aikana pohjavesija ympäristövaikutuksia on tutkittu perusteellisesti. Kuva 1. Kokemäenjoki on muuttunut tärkeäksi raakavesilähteeksi Turun seudun asukkaille, koska joen vettä käytetään talousveden valmistukseen Virttaankankaan tekopohjavesilaitoksella. CONPAThankkeen tutkimusalue. Kokemäenjoen vesistö ja Virttaankankaan tekopohjavesilaitos valikoituivat kohdealueeksi vesistön likaantumisen riskejä ja niiden hallintaa käsittelevään Suomen Akatemian rahoittamaan CONPAT-hankkeeseen (Miettinen ym. Virkistystoiminta on vesistöalueella runsasta, ja esimerkiksi kalakanta on monipuolinen. Kokemäenjokeen virtaa kuitenkin muun muassa Pirkanmaan asukkaiden ja teollisuuden jätevesiä sekä maatalouden valumavesiä. Sittemmin vesistön tila on parantunut merkittävästi. Aluevalintaa edesauttoivat aiemmat tutkimushankkeet ja aktiiviset alueen toimijat, erityisesti Turun Seudun Vesi Oy, jotka ovat selvittäneet laajasti veden puhdistustarpeita ja -tehokkuutta, pohjaveden virtauksia harjussa ja erilaisten riskitilanteiden vaikutuksia ja hallintamahdollisuuksia alueella. (Kuva: Google Maps).. 2013). Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Turku ja sen lähialueet ovat kärsineet Aurajoesta valmistetun talousveden makuja hajuhaitoista, ja tekopohjavesi on tervetullut ratkaisu tilanteeseen. 51 Taustaa Vesivarojen kestävä käyttö ja sitä kautta puhtaan talousja uimaveden takaaminen on elintärkeää yksilöiden terveyden ja koko yhteiskunnan kannalta. Kokemäenjoen vedenlaatu oli heikko vielä 1980-luvulla. Tekopohjavesialue, jossa jokiveden harjuun imeytys tapahtuu, on aiheuttanut keskustelua vesilaitoksen suunnittelusta asti (Lyytimäki ja Assmuth 2015). Tekopohjaveden tuotanto on nykyään hyvässä vauhdissa ja tuottaa talousvettä Turkuun ja lähikuntiin
Arvioinnissa käytetään apuna mittaustuloksia sekä järvi-, jokija pohjavesimallinnusta. CONPAT-hankkeen kokeellinen osa käynnistyi lokakuussa 2012 pinta-, pohjaja jätevesinäytteiden keräämisellä yhteensä 32 havaintopaikalta (Kuva 1). Se erittyy elimistöstä muuttumattomana, ei muunnu jäteveden puhdistusprosesseissa ja on ympäristössäkin hyvin hitaasti hajoava. Vesiliukoisena yhdisteenä se voi kulkeutua jätevesistä aina pohjavesiin saakka. Myös muita CONPATissa mitattuja yhdisteitä esiintyi suuressa osassa näytteitä. Pitoisuuden pieneneminen selittyy luontaisen pohjaveden sekoittumisella tekopohjaveteen. Perfluorioktaanisulfonaatti (PFOS) on Kuva 2. Perfluoratut alkyylihapot tunnetaan äärimmäisen pysyvinä, helposti kulkeutuvina ja siten kaikkialle levittäytyneinä aineina, joita käytetään teollisuudessa, kulutustuotteissa ja sammutusvaahdoissa. Asesulfaami-K:n päivittäinen saantisuositus on 9 mg painokiloa kohti, joten litrassa tekopohjavettä on enimmillään 0,0008 promillea eli prosentin sadasosaa 60kiloisen henkilön suurimmasta sallitusta päiväannoksesta. Näytteenotto toistui neljännesvuosittain viime vuoden syyskuuhun saakka. Asesulfaami-K:ta ei esiinny ympäristössä luonnostaan, vaan kaikki makeutusaine on ihmisperäistä. Asesulfaami-K:ta löytyikin kaikista CONPAT:n näytteistä (Kuva 2). Niitä virtaa myös Kokemäenjoessa, ja pieniä määriä jokivedestä valmistetussa tekopohjavedessä. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Näytteistä analysoitiin bakteereja ja viruksia, kuluttajakemikaaleja kuten lääkeja makeutusaineita, sekä perfluorattuja alkyyliyhdisteitä. Perfluorioktaanisulfonaatin (PFOS), perfluorioktaanihapon (PFOA), karbamatsepiinin (CAR), ibuprofeenin (IBU), ketoprofeenin (KETO), kofeiinin (CAF) ja asesulfaamin-K:n (ACS) keskiarvopitoisuudet pintaveden näytteenottopisteissä 2012–2014 (n=3–8).. Kemikaalit ja mikrobit vesistössä Asesulfaami-K on yksi eniten käytetyistä makeutusaineista. Siten se on erinomainen jätevesien indikaattoriaine, jota käytetään CONPAT:ssa virtausmallien kalibrointiin. 52 CONPAT-hanke selvittää, miten kemikaalit ja mikrobit kulkeutuvat jätevesien mukana vesistöön, ja mikäli ne päätyvät vedenottamolle, kuinka tehokkaasti harjussa tapahtuva hiekkasuodatus puhdistaa jokiveden sisältämät kemikaalit ja mikrobit paitsi nykytilanteessa, myös esimerkiksi kemikaalipäästöjen kasvaessa tai puhdistusprosessin häiriötilanteissa. Lisäksi selvitetään vesivarojen kemiallisen ja mikrobiologisen pilaantumisen terveysriskejä ja riskienhallinnan kustannuksia laajemmin ylävirran yhdyskuntien ja teollisuuden jätevesipäästöistä lähtien. vsk. Keskimääräinen pitoisuus pintavesissä oli 340 ng/l, tekopohjavesilaitoksen raakavedessä 310 ng/l ja tekopohjavedessä 280 ng/l
(Happonen 2015).. Vastavalmistuneessa Aalto-yliopistoon tehdyssä diplomityössä arvioitiin perfluorioktaanihapon (PFOA) pitoisuuden vaihtelua tekopohjavesilaitoksen raakavedessä sekä eri päästölähteiden merkitystä CONPAT-hankkeen mittaustulosten ja SOBEK-jokimallin avulla (Happonen 2015). Tekopohjavedessä PFOS:n keskiarvopitoisuus oli alle määritysrajan (<0,25 ng/l). PFOS:n pitoisuus vaihteli CONPAT:n tutkimusalueen pintavesissä välillä <0,25–10 ng/l. vsk. Työn tulosten perusteella raakaveden Kuva 3. Sen sijaan keskiarvopitoisuus oli 0,65 ng/l, joka on sama kuin sisävesille sallittu enimmäispitoisuus vuosikeskiarvona mitattuna. Ympäristönlaatunormit eivät siis ylittyneet koko tutkimusalueella, mutta PFOS:n keskiarvopitoisuus ylittää raja-arvon joissakin tutkimusalueen osissa, kuten Loimijoen alajuoksulla (Kuva 2). Eri päästölähteiden (mallinnus-alueen reunoista Nokianvirrasta ja Siuronkoskesta tuleva kuorma sekä jätevedenpuhdistamot) aiheuttama mallinnettu asesulfaami-K:n (A) ja PFOA:n (B) pitoisuus raakavedessä mallinnusjaksolla 1.12.2011–16.2.2014. Keskiarvopitoisuuteen vaikuttivat merkittävästi yksittäiset korkeammat mittaustulokset, ja PFOS:n mediaanipitoisuus, 0,32 ng/l, jäi selvästi alle raja-arvon. Yksittäisten näytteiden pitoisuudet jäivät selvästi alle vesipuitedirektiivin määrittelemän suurimman sisävesissä sallitun pitoisuuden 36 000 ng/l. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 53 ympäristössä pysyvä ja haitallinen yhdiste
Siten ei ole todennäköistä, että PFOA:n (tai muiden perfluorattujen yhdisteiden) pitoisuus raakavedessä tai siitä valmistetussa pohjavedessä ylittäisi pienimmän juomavedelle asetetun ohjeellisen raja-arvon 40 ng/l. Lisäksi legionellabakteereja voi päästä vesistöön runsaammin sellaisilta Kuva 4. Esimerkiksi särkylääke ibuprofeenin puhdistusteho on jätevedenpuhdistamoilla yleensä yli 95 %, mutta koska käyttömäärät ovat valtavat, sitä tavataan satunnaisesti Kokemäenjoessakin. Sulfametoksatsolin määrä oli kaikissa pintaja pohjavesinäytteissä alle määritysrajan (<5 ng/l). Mittaustulokset osoittavat kuitenkin tietyntyyppisten yhdisteiden kulkeutuvan tekopohjaveden käsittelyn läpi. Ketoprofeenin ja ibuprofeenin pitoisuudet olivat pintavesissä keskimäärin 3,2 ja 46 ng/l, mikä vastaa aikaisemmin Kokemäenjoesta mitattuja pitoisuuksia (1–64 ng/l ja <5–26 ng/l) (Vieno 2007). Muun muassa epilepsialääkkeenä käytettävä karbamatsepiini on asesulfaami-K:n ja perfluorattujen alkyylihappojen tapaan sellainen yhdiste, joka ei hajoa helposti jätevedenpuhdistamoilla eikä ympäristössä, vaan kulkeutuu vesistöissä aina pohjavesiin asti. Sen keskiarvopitoisuus oli pintavesissä 2,3 ng/l ja pohjavedessä 1,0 ng/l. Mikrobeista Escherichia coli -bakteereja, suolistoperäisiä enterokokkeja ja kolifaageja käytetään esimerkiksi uimaveden laaduntarkkailussa merkkinä suolistoperäisistä päästöistä. Tekopohjavedessä havaittujen kemikaalien määrät ovat erittäin pieniä verrattuna esimerkiksi päivittäisiin saantisuosituksiin tai lääkkeiden kohdalla vaikuttaviin annoksiin. Yksikään edellä mainituista indikaattorimikrobeista ei itsessään aiheuta sairastumisriskiä, mutta indikaattorien läsnäolo voi olla merkki siitä, että vedessä on myös taudinaiheuttajamikrobeja. Siksi muun muassa kuluttajakemikaalien päästöihin tulisi kiinnittää huomiota erityisesti vedenottamon yläpuolisessa vesistössä, jotta niiden määrät pysyvät riittävän alhaisina. Kuvissa 3A ja 3B on kuvattu mallinnuksen avulla laskettu asesulfaami-K:n ja PFOA:n pitoisuusvaihtelu raakavedessä. E. Päästöjen hallinta voi tosin olla hankalaa ja vaatii sekä kuluttajien että jätevedenpuhdistamoiden toimia. Koliformiset bakteerit ovat yleisemmin veden mikrobiologista tilaa kuvaava bakteeriryhmä. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. CONPAT:n tutkimusalueella mikrobit päätyvät vesistöön pääasiassa yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilta ja valumavesien mukana. coli -bakteerin, koliformisten bakteerien ja suolistoperäisten enterokokkien pesäkelukumäärät sekä somaattisten ja F-spesifisten kolifagien lukumäärät CONPAT:n pintavesikohteissa 2012–2014.. 54 PFOA-pitoisuus vaihtelee välillä 0,36–3,1 ng/l, mikä vastaa raakavedestä saatuja mittaustuloksia (0,40–2,2 ng/l). vsk. Muita CONPATissa mitattuja yhdisteitä olivat särkylääkkeinä käytettävät ibuprofeeni ja ketoprofeeni, antibiootti sulfametoksatsoli sekä kofeiini (Kuva 2)
Seuraavaksi projekti keskittyy juomaveden mikrobien ja kemikaalien terveysja taloudellisten vaikutusten määrittelemiseen eri riskienhallintavaihtoehdoilla. Down with the flow: Public debates shaping the risk framing of artificial groundwater recharge. 2015. 54–61. Vieno N. Huittisten uudistettu puhdistamo korvaa kolme tutkimusalueen pienempää puhdistamoa ja vähentää raakaveden jätevesikuormaa, koska sen purkuputki sijaitsee Loimijoella ja on siten vedenottopisteen alapuolella. Väitöskirja, Tampereen teknillinen yliopisto.. DOI: 10.1007/s10708-014-9540-3. Lyytimäki J., Assmuth T. 2007. Huittisissa rakenteilla oleva ja Tampereelle suunniteltu keskuspuhdistamo voivat paitsi tehostaa jätevesien puhdistusta, myös helpottaa riskinhallintaa. Johtopäätelmät Erityisesti kunnalliset mutta myös teolliset jätevedenpuhdistamot ovat CONPATin tutkimusalueella sekä kemikaalien että mikrobien päästölähteitä. Kokemäenjoen valuma-alueen vaikutukset raakaveden laatuun Karhiniemessä. Vaikka indikaattorimikrobilukumäärät olivat pieniä ja pääosin hyvälaatuiselle uimavedelle annettujen kriteerien mukaisia, myös taudinaiheuttajia, kuten kampylobakteereja ja adenoviruksia tavattiin yli puolessa pintavesinäytteistä. Tällä hetkellä jäteveden puhdistamoita ja pumppausasemia on Virttaankankaan tekopohjavesialueen vedenottopisteen yläpuolisessa vesistössä useita, ja niiden puhdistusmenetelmät ja -tehot vaihtelevat. Kaikissa tutkituissa pintavesinäytteissä havaittiin suolistoperäisen saastumisen indikaattorimikrobeja. 2015. Tekopohjavesilaitoksen raakaveden PFOA-kontaminaatioriskin arviointi dynaamisen jokimallin avulla. Mittaustulosten avulla kalibroidaan parhaillaan laskentamalleja, joilla voidaan arvioida mikrobien ja haittaaineiden kulkeutumista vesistöissä ja talousveden tuotantojärjestelmissä. Occurrence of pharmaceuticals in Finnish wastewater treatment plants, surface waters, and their elimination in drinking water treatment processes. Turun seudun vesi Oy:n julkaisuja. Keskimääräiset mikrobien määrät vaihtelevat mittausalueella (Kuva 4). Kirjallisuus Happonen M. 55 puhdistamoilta, joilla käsitellään lämpimiä teollisuuden jätevesiä. GeoJournal 80(1): 113-127. Ympäristö ja Terveys, 6/2013, s. (2013) Vesistön likaantumisen riskejä ja niiden hallintaa. 2008. Miettinen I, Hokajärvi AM, Kauppinen A, Kusnetsov J, Meriläinen P, Pitkänen T, Räsänen P, Siponen S, Assmuth T, Happonen M, Huttula T, Lyytimäki J, Nysten T, Perkola N, Tuominen S, Honkatukia J. Vaihtelua selittää vuodenaikoihin liittyvien muutosten lisäksi se, että tutkimusalueella on useita puhdistamoita, jotka laskevat puhdistettuja jätevesiä vesistöön. Diplomityö, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu, Yhdyskuntaja ympäristötekniikan laitos. Puhdistamohankkeiden vaikutuksia tekopohjaveden laatuun ja tuotantoon liittyviin riskeihin arvioidaan CONPAT-projektin loppupuolella. Myös aiemmissa tutkimuksissa on todettu indikaattoribakteerien määrän kasvavan Liekovedeltä Karhiniemeen mentäessä (Konsala ym. Mittaustulosten mukaan tekopohjaveden puhdistusprosessi kuitenkin poistaa tehokkaasti jokiveden mikrobit, joten niiden päätyminen talousveteen on käytännössä mahdotonta. Konsala J., Artimo A., Puurunen O. CONPAT-hankkeeseen kuuluvan, hajakuormituksen merkitystä valaisevan mikrobien saastelähdekartoituksen odotetaan valmistuvan kuluvan vuoden aikana. vsk. 2008). Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
ympäristölaatunormien, REACHrekisteröinnin ja ympäristön tilan seuranErikoistutkija Matti Leppänen Tutkija Heidi Ahkola Tutkimusprofessori Sirpa Herve Erikoistutkija Päivi Meriläinen Tutkimuspäällikkö Pirjo Sainio Ryhmäpäällikkö Markus Sillanpää Suomen ympäristökeskus Ekotoksikologisen tutkimuksen laajenevat mahdollisuudet Suomen ympäristökeskuksessa Ympäristöhallinto tarvitsee tutkimukseen, ja erityisesti kotimaiseen aineistoon perustuvaa tietoa haitallisten aineiden päästöjen hallintaan. vsk. Laboratorio sijaitsee Jyväskylän yliopiston yhteydessä Ylistönrinteen kampuksella ja lisää ekotoksikologian alan yhteistyömahdollisuuksia paikallisten toimijoiden sekä myös kansallisten ja kansainvälisten tutkimustahojen kanssa. Suomen ympäristökeskus (SYKE) pyrkii vastaamaan yhteiskunnan haasteisiin ja on laajentanut kokeellisen ekotoksikologian toimintaansa Helsingistä Jyväskylään perustamalla uudet laboratoriotilat vuoden 2014 lopussa. Kuvat: Timo Vänni. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kansainväliset sopimukset, EU:n lainsäädäntö ja suomalaiset asetukset sekä viranomaiset pyrkivät hallitsemaan haittaaineiden päästöjä ja pitoisuuksia ympäristössä mm. Teollisuuden ja energian tuotannon päästöt ovat viime vuosikymmeninä länsimaissa vähentyneet ja tuotteiden ympäristöystävällisyys on kohentunut, mutta samanaikainen yhdisteiden lukumäärän kasvu (mm. 56 Yhden merkittävimmistä globaaleista ympäristöongelmista muodostavat ihmisen toiminnasta ympäristöön joutuvat haitalliset aineet, jotka uhkaavat ekosysteemien toimintaa ja ihmisten terveyttä. kotitalouksien kemikaalit) ja jätevedenpuhdistuksen haasteet vaativat haitta-aineiden seurannan ja tutkimuksen kansainvälistä ja kansallista tehostamista
Mahdollisia ongelmalähteitä voidaan kartoittaa ja antaa siten tukea haittojen vähentämiseksi, esimerkiksi jätevedenpuhdistamoprosessien muutosten tai kuluttajatottumusten kautta. Suomessa ympäristön kannalta merkittäviä tutkimuskohteita ovat teollisuuden ja happamien sulfaattimaiden raskasmetallipäästöt sekä jätevedenpuhdistamoille kulkeutuvat tunnetut ja tuntemattomat haitta-aineet ja niiden yhteisvaikutukset. Teollisuuden rekisteröimiä kemikaaleja on Euroopan Kemikaaliviraston tietokannassa noin 150 000. Alalla on ainoastaan yksi professuuri (Jyväskylän yliopisto) ja tutkimusta tehdään Jyväskylän lisäksi Itä-Suomen, Turun ja Helsingin yliopistoissa. Myös SYKEn merikeskuksessa tehdään kokeellista ekotoksikologiaa keskittyen Itämeren eliöiden vasteisiin ja mikrobiologiaan. Tuhansien yksittäisten aineiden ympäristöpitoisuuksien seuranta on kuitenkin mahdoton tehtävä ja tarvitaan uusia työkaluja haitallisten aineiden ympäristöriskien arvioimiseen. Näistä ympäristön tilaa ja seurantaa ohjaavan lainsäädännön piirissä on vain muutamia kymmeniä, joiden ympäristövaikutuksia arvioidaan pitoisuusmittauksin. SYKEllä on siten merkittävä rooli Suomen kokeellisen ekotoksikologian kentässä. Ympäristömyrkkyjen aiheuttamien haittojen ehkäisystä hyötyy myös ihminen, joka muiden eliöiden tavoin altistuu näille aineille ilman, veden ja ravinnon kautta. SYKEn. Kokeellisen ekotoksikologian tehtävät voidaan SYKEssä tiivistää seuraavasti: • Haitallisten aineiden ekologinen riskinarviointi eli aineiden käyttäytymisen, kohtalon ja vaikutusten arvioiminen • Ympäristöriskin arviointiin liittyvien menetelmien kehittäminen, käyttö ja soveltuvuuden arviointi • Toiminnanharjoittajien ja viranomaisten työn tukeminen vertailulaboratoriotoiminnan kuten vertailumittausten ja koulutuksen avulla Nanomateriaalien ja uusien haitta-aineiden ekotoksikologinen tutkimus Erilaisissa kaupallisissa tuotteissa ja teollisessa tuotannossa hyödynnettävät synteettiset nanomateriaalit ovat moninainen aineryhmä, jonka merkitys ympäristössä on vielä epäselvä ja kasvavan tutkimuksen kohteena. Ekotoksikologinen tutkimus Suomen ympäristökeskuksessa Ympäristön haitta-aineisiin liittyvää opetusta ja tutkimusta tehdään Suomessa useassa yliopistossa mutta vakinaista henkilökuntaa on vähän. Yksittäiset aineet voivat aiheuttaa haitallisia vasteita ympäristössä jo hyvin pieninä pitoisuuksina ja seoksilla voi olla oletettua suurempi vaikutus eliöiden lisääntymiseen tai kehitykseen. Riskienarvioinnin kannalta oleellista on tieto ympäristössä esiintyvistä kemikaaleista, niiden pitoisuuksista ja vaikutuksista. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. SYKEn laboratoriokeskus on tehnyt kokeellista ekotoksikologista tutkimusta jo 1980-luvulta alkaen Helsingin Hakuninmaan laboratoriossa. Osa menetelmistä siirtyy Jyväskylän toimipaikkaan ja toistaiseksi tutkimusta jatketaan yhteistyössä kahdessa osoitteessa tutkimuskohteiden tarpeiden mukaan. 57 nan avulla. vsk. Valtion tutkimuslaitoksena SYKEn yhtenä tehtävänä on tuottaa tietoa aineiden (ja eri toimintojen) aiheuttamista ympäristöriskeistä siirryttäessä kohti kiertotaloutta. Nanomateriaalien ympäristökohtalo kuten pysyvyys, sedimentoituminen ja kulkeutuminen liittyy moneen eri tekijään, kuten veden happamuuteen, ionivahvuuteen, kiintoaineen määrään ja laatuun sekä tietenkin itse nanomateriaaliin. Haitta-aineiden kemiallinen analysointi ei siis yksin riitä arvioimaan ympäristön tilaa, minkä vuoksi erilaisten biotestien tärkeys on noussut esiin
Kaivostoiminnasta aiheutuvat päästöt ovat kuitenkin kemialliselta koostumukseltaan yksinkertaisempia kuin yhdyskuntajätevesien monimutkaiset ja tuntemattomat seokset ja ovat siten periaatteessa helpommin arvioitavissa ja uusien riskinarviointimallien tärkeitä kehityskohteita. Tämä on tärkeää, koska Euroopan unionin lainsäädännön kautta tuleva ohjaus ei välttämättä riitä kaikkien paikallisten ympäristöuhkien hallintaan. Pikkulimaskalla testataan haitta-aineiden vaikutusta kasvuun vesiympäristössä.. vsk. Lietteet ovat kierrätyksen kannalta kiinnostavia niiden sisältämien ravinteiden vuoksi, mutta valitettavasti haitta-aineet voivat vaikeuttaa lietteiden jatkokäyttöä ja tarvitsemme tutkimustietoa riskienhallintamenetelmien avuksi. kaivannaisteollisuuden, happamien sulfaattimaiden ja jätevedenpuhdistamoiden rasittamat kohteet. Esimerkiksi kaivosalueen vesitaseen hoitoon liittyvät päästöt voivat ilmetä vesistöissä pH-muutosten sulfaatin, raskasmetallien ja räjähdeainejäämien kautta. Vaikka SYKEn ekotoksikologinen laboratoriotoiminta on keskittynyt lähinnä vesiympäristön tutkimiseen, osaamisalueeseen kuuluvat myös maaperän ekotoksikologiset tutkimukset. Kiinteän aineen tutkimuksen osa-alueeseen kuuluu myös jätevesipuhdistamolietteiden tutkimus. 58 nanomateriaalitutkimus on keskittynyt muutamaan teollisesti valmistettuun, metallia sisältävään nanomateriaaliin painottaen niiden käyttäytymistä ja biologisia vaikutuksia suomalaisessa vesiympäristössä. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Nanomateriaalien lisäksi tutkimus keskittyy erityisesti vesiympäristössä esiintyviin orgaanisiin, riskinarvioinnin kannalta uusiin kemikaaleihin. Kuormittuneen ympäristön ekotoksikologinen tutkimus Yksittäisten aineiden haitallisuuden arvioimisen, menetelmäkehityksen ja ympäristöhallinnon asiantuntija-avun lisäksi laboratoriomme tekee tutkimusta kuormitettujen kohteiden parissa. Uusien kemikaalien haitan arviointi vaatii tutkimustietoa luotettavan säätelyn ja seurannan pohjaksi. Näitä ovat mm. Maaperän biotestit tarjoavat työkalun paikallisesti saastuneiden maaalueiden riskinarviointiin
Biotesteissä voidaan mitata akuutteja (mm. kuolleisuus) ja kroonisia (mm. Solulinjat mahdollistavat monentyyppisten vasteiden havainnoinnin, kuten solujen elinkyvyn ja solurakenteiden vaurioiden mittaamisen, perimämyrkyllisyyden arvioinnin ja aineenvaihdunnan muutosten mittaamisen. SYKEn laboratoriokeskuksen ekotoksikologiset biotestit, taustalla olevat kansainväliset standardit, biotestin suorituspaikka (Helsinki/Jyväskylä), testivalmius (X=valmis, O=suunnitteilla) sekä biotestin pääkohde.. 59 Menetelmät Laboratorion biotestit ovat selkärangattomilla eläimillä, kasveilla, mikrobeilla tai viljellyillä kalansoluilla toteutettavia toksikologisia testejä. Myös kalanalkiot ja ruskuaispussivaiheen kalanpoikaset voivat olla testieliöinä (Taulukko). Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. kasvu, lisääntyminen) vasteita tai aineiden biokertymistä. Useat vesifaasin biotestit soveltuvat myös maaperäja lieteuutteiden sekä sedimentin huokosvesien testaamiseen. Kirjolohen kudoksista peräisin olevilla solulinjoilla tutkitaan kemikaalien ja erilaisten uutteiden vaikutuksia solujen elintoimintoihin. vsk
Eliöiden lisäksi työkaluihimme kuuluvat ns. passiivikeräimet, joiden avulla voidaan konsentroida hyvinkin erilaisia haitta-aineita pintaja pohjavedestä, sedimentistä, lietteestä tai maaperästä ja näin analysoida pieniä ympäristöpitoisuuksia. biosaatavaa ainetta ja niiden avulla voidaan siten arvioida altistuspitoisuuksia. vsk. Viherlevätestillä voidaan testata vesiympäristössä olevien haitta-aineiden vaikutuksia levän kasvuun.. Ekotoksikologiassa, kuten luonnontieteissä yleensäkin, ilmiöitä ja mekanismeja kuvataan matemaattisilla malleilla. Keräimet konsentroivat vapaana olevaa eli ns. Osa testilajeista ja vasteista soveltuu myös in situ -testaukseen eli altistukset voidaan tehdä itse tutkimuskohteissa, jolloin ympäristöstressin yhteisvaikutuksesta saadaan realistinen kuva. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Ravintoverkkojen ja yksittäisten eliöryhmien haitta-ainepitoisuuksia voidaan mallintaa vesija sedimenttipitoisuuksien avulla sekä Änkyrimatotestillä voidaan testata haitallisten aineiden, pilaantuneen maaperän tai lietteiden vaikutusta matojen lisääntymiseen. 60 Jopa testilajiemme käyttäytymistä pystytään mittaamaan laitteella, joka rekisteröi altistuskammion sähkökentässä tapahtuvat, eliön liikkumisesta aiheutuvat muutokset
Visio tulevaisuudesta Ympäristöministeriön julkaiseman kansallisen kemikaaliohjelman toimenpidesuositusten yhtenä tavoitteena on haitallisten aineiden riskinarviointi ja -hallinta sekä toimenpiteiden vaikuttavuuden arviointi. vsk. SYKEn vesikeskuksen erityisosaamista mallinnuksen saralla on vesistömallien ja haitta-aineiden ympäristöpitoisuuksien yhdistäminen, jolloin saadaan entistä tarkempi kuva päästöjen leviämisestä ja haitta-aineiden kohtalosta tutkittavassa vesimuodostelmassa. Puh. Ekotoksikologisen tutkimuksen tavoitteena on luoda uusia menetelmiä ja tehdä riskinarviointia suomalaisittain tärkeille aineryhmille sekä kannustaa laaja-alaisissa ongelmissa kokonaisvaltaiseen riskinarviointiin, jossa yksittäisten ympäristöpitoisuuksien sijasta arvioidaan koko ekosysteemin toimintaa. kuntien sosiaalitoimen, kuntien terveyskeskusten, kuntayhtymien ja kuntien muodostamien terveyskeskusten johtavien viranhaltioiden ajantasaiset yhteystiedot. (02) 630 4900 www.ymparistojaterveys. Vuoden 2015 hakemistossa julkaistaan myös kuntien ja yhteisöjen Y-tunnukset ja sähköiset laskutustiedot. Toistaiseksi tavalliset ekotoksikologiset menetelmät, kuten biotestit tai matemaattiset mallit, ovat vielä vähän sovellettuja paikkakohtaisessa ympäristöriskinarvioinnissa, velvoitetarkkailuissa ja muussa ympäristön seurannassa. Tavoitteena on ekotoksikologisten mallien ja vesistömallien yhdistäminen mikä liittää leviämisennusteet vaikutusarvioon. alv. Hakemistossa julkaistaan mm. Suomen ympäristökeskuksen työn kautta nämä menetelmät yleistyvät ympäristöalan toimijoiden työkaluina ja ympäristöhallinnon toimenpiteissä jolloin pääsemme tehokkaammin käsiksi haittojen ehkäisyyn. Toisaalta pyrimme myös vaikuttamaan kansainvälisen yhteistyön ja tieteellisten julkaisujen kautta EUn ympäristölainsäännön kehittymiseen. Hinta 35,00 euroa Lisäksi: sekä muut sairaalat sekä sosiaalija terveysalan järjestöjä Tilaa! Sosiaalija terveydenhuollon hakemisto 2015 + toimituskulut (sis. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. tilaukset@ymparistojaterveys. 61 arvioida yhdisteiden jakautumista ja kohtaloa ympäristössä. 10 %).
Projektissa selvitettiin mahdollisuutta käyttää ratapölkkyjä uudelleen betonimurskeena. Betonimurskeen tulee täyttää Lehtori, kemiantekniikka, Timo Hannelius Lehtori, rakennustekniikka, Mari Uusitorppa Opiskelija, kemiantekniikka, Reija Mäki Opiskelija, rakennustekniikka, Rami Lammi Satakunnan ammattikorkeakoulu Betoniset ratapölkyt eivät ole ympäristöriski Satakunnan ammattikorkeakoulussa käynnistettiin kesällä 2014 Liikenneviraston toimeksiantona projekti, jossa selvitettiin rautateiltä käytöstä poistettujen betonisten ratapölkkyjen ympäristöystävällisyyttä ja mahdollista uusiokäyttöä. Suomen lain asettamat kriteerit, jotta sitä voidaan käyttää maanrakennuksessa. Ratapölkkyjä poistetaan vuosittain noin 50 000 kappaletta, mikä on yli 12 000 tonnia betonia. 62 Suomessa on varastoituna suuret määrät betonisia ratapölkkyjä, joille ei ole toistaiseksi löydetty laajamittaisempaa uusiokäyttöä. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Betonijätteen uusiokäyttöä murskeena säätelee laissa MARA-asetus (Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa http://www.finlex. vsk. Tutkimusten lopputulokset osoittivat, että käytöstä poistetut betoniset ratapölkyt eivät ole ympäristöriski vaan niiden uusiokäyttöön on olemassa monia eri mahdollisuuksia. fi/fi/laki/alkup/2006/20060591), jossa on määritelty enimmäispitoisuudet haitallisille aineille.
vsk. Mursketta analysoitiin sekä SAMKin omissa että ulkopuolisissa akkreditoiduissa laboratorioissa, mm. Ratapölkyistä valmistetun murskeen mekaaninen kestävyys todettiin varsin huonoksi ja murske mureni osittain pakastus-sulatus-syklien aikana. Murskeesta uuttui sadeveteen käytännössä vain ympäristölle haitatonta kalkkia ja rautaa, jotka ovat teräsbetonin komponentteja. Lopputuloksena voidaan todeta, että käytetyt betoniset ratapölkyt eivät muodosta Porin rautatieaseman ratapölkkyjä. 63 Käytöstä poistetuista ratapölkyistä tehtiin mursketta, jota käsiteltiin sadevedellä ja jolle tehtiin sarja toistuvia pakastus-sulatuskokeita, joilla simuloitiin Suomen eri vuodenaikojen vaihtelua. Betonipölkkyjen murskaaminen on aiemmin aiheuttanut vastustusta, koska on epäilty, että siitä tulee suuria meluhaittoja. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Pölkkyjen murskausprosessista syntyvää melua mitattiin ja se todettiin hyvin vähäiseksi. Porilab:ssa. Melumittauksissa todettiin, että ratapölkkyjen murskaamista eli pulverointia voitaisiin suorittaa 90 m:n päässä asuinalueesta ilman, että siitä aiheutuu meluhaittaa. Esimerkiksi nikkeli-, kromi-, lyijy-, kadmiumja arseenipitoisuudet olivat selvästi MARA-asetuksen raja-arvoja pienemmät. Kuva: Rami Lammi.. Saatujen tulosten mukaan ratapölkyt eivät sisällä eikä niistä valmistetusta murskeesta liukene ympäristöön raja-arvoja ylittäviä määriä haitta-aineita, kuten mineraaliöljyjä tai raskasmetalleja
Murske on erittäin hyvä materiaali teiden eri rakennekerroksissa sekä pengerlevityksissä. Ratapölkkyjen kuljetusja käsittelykustannusten minimoimiseksi olisi vielä selvitettävä mahdollisuuksia pölkkyjen paikalliseen murskaukseen ja murskeen hyötykäyttöön ratapihojen läheisyydessä. 64 ympäristöriskiä eli niistä tehty betonimurske on kemiallisesti puhdas tuote, josta ei leviä ympäristöön haitta-aineita. Mursketta käytetään myös salaojitusrakenteissa, puutarhoissa ja uuden betonin valmistuksessa. Kokonaisia pölkkyjä voisi mahdollisesti hyödyntää myös meluvalleissa ja muina tukirakenteina. Kierrätetyille ratapölkyille on useita käyttökohteita sekä kokonaisina että murskeena. vsk. Kuva: Rami Lammi.. https://www.theseus.fi/ handle/10024/156/browse?value=Lammi %2C+Rami&type=author Pulveroinnissa käytettävä kaivinkone. Kokonaisina pölkkyjä käytetään ulkomailla muun muassa aurinkopaneelien tukijärjestelmissä, tukimuureissa, portaina ja puutarhoissa. Lähde Rami Lammi & Reija Mäki, opinnäytetyö, Betonisten ratapölkkyjen uusiokäyttö, SAMK 2014. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Betonijäte kierrätetään usein murskeen muodossa. Murske on luonnonkiviainesta kevyempää ja se lujittuu käytössä päästessään veden kanssa kosketuksiin siinä jäljellä olevan reagoimattoman sementin vuoksi. Pölkkyjen kierrätys säästää luontoa vähentämällä kuljetusten ja uuden sementin valmistuksen aiheuttamia hiilidioksidipäästöjä pienentämällä kaatopaikkojen kuormitusta ja säästämällä luonnonkiviainesta
tilaukset@ymparistojaterveys. Kirja soveltuu myös oppimateriaaliksi niin elintarvikealan kuin siivousja puhtausalan koulutuksissa. Lääketieteen tohtori, professori Tuula Putus käsittelee kirjassaan vanhoja ympäristöterveydellisiä vaaratekijöitä ja esittelee eräitä uusia asumisen, veden tai ruoan välityksellä leviäviä tarttuvia tauteja. (02) 630 4900 www.ymparistojaterveys. Elinympäristömme pieneliöt uhkaavat edelleen terveyttämme ja ovat myös viihtyvyyshaitta. tuholaistorjujat, kuntotarkastajat ja -tutkijat,rakennusterveysasiantuntijat, terveystarkastajat, elintarvikehygieniasta ja kiinteistöistä vastaavat henkilöt. Elinympäristömme pienet tuholaiset viihtyvyysvai terveyshaitta Hinta 25,00 euroa (sis. Kaukomatkailun lisääntyminen ja ajattelematon eläinten maahantuonti voi tuoda nopeastikin tropiikin tartuntatauteja Suomeen. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 10 %). vsk. Elinympäristömme pienet tuholaiset -kirjaa voivat käyttää työssään apuna mm. puh. alv. 65 Meiltä jo hävinneet taudit voivat palata riesaksemme ilmastonmuutoksen aiheuttaman sään lämpenemisen ja sään ääri-ilmiöiden yleistymisen myötä. Tilauksiin lisätään toimituskulut.. Elintarvikkeiden kasvava tuonti etenkin eksoottisista maista lisää haittaeläinten maahantulon riskiä. Kirja tarjoaa mielenkiintoista tietoa ympäristömme pieneliöiden viihtyvyysja terveyshaitoista myös kaikille näistä aiheista kiinnostuneille. Kirjassa keskitytään pieneliöiden tunnistamisen lisäksi niiden aiheuttamiin terveysja viihtyvyyshaittoihin sekä kiinteistöille aiheutuviin vaaroihin
Elinkeinoelämän ja koko teollisuuden kilpailukyvyn edellytykset pohjautuvat osaltaan luotettavaan ja ennustettavaan infraan sekä teknisiin viranomaispalveluihin.. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Esille nousevat myös kuntien ja valtion päällekkäiset tehtävät. Julkiset viranomaistoimet tulevat kokonaisuudessaan tarkasteluun, kun lupaprosessien sujuvuutta ja päällekkäisiä viranomaistoimintoja tulevaisuudessa arvioidaan. Tehtävien ja velvoitteiden perkauksella haetaan eri prosessien selkiyttämistä, kustannustehokkuutta ja nopeuttamista. Yhdistymisissä on ollut monenlaisia käytäntöjä. vsk. Yhdistämisen perusteena ovat olleet saavutettavat synergiaedut, joita niillä kiistämättä saavutetaan. 66 KTK Tekniikan asiantuntijat ry:n tekemän kyselytutkimuksesta selvisi, että kunnat ovat jo yhdistelleet paljon viranomaistoimintoja. Muutoksen taustalla vaikuttavat muun muassa kuntakentän tiivistyminen, kaupungistuminen, valtion aluehallinnon rooli, julkisen sektorin tehtävien karsinta ja kustannustehokkuus. Keijo Houhala ja Sampo Kilpeläinen KTK Tekniikan Asiantuntijat ry Kokemusten kautta viranomaistoimintojen yhdistämiseen Kuntien teknisen toimen viranomaistoimintojen yhdistämisiä tulee tapahtumaan; haluttiin niitä tai ei
67 Muutoksen takana olevat tunnusluvut ja faktatiedot tulee esittää ennen muutosprosessien käynnistämistä. Kehittämisosaaminen merkitys yhdistymisissä Yhdistämisen etuina nähdään selvästi erilaisuuden ymmärtäminen, viestintä ja ammatillinen pätevyys. Paras edustavuus kyselyllä saavutettiin isoimmissa kuntayksiköissä.. Toiseksi suosituinta oli rakennusvalvonnan, ympäristönsuojelun ja ympäristöterveydenhuollon yhdistäminen. Vastaustauksista voidaan havaita, että toteutuneissa viranomaistoimintojen yhdistämisissä mukana olleet viranomaistehtävät ovat niitä, mitä jatkossakin halutaan yhdistää. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kolmanneksi suosituinta oli rakennusvalvonnan, ympäristönsuojelun ja kaavoituksen yhdistäminen. Aineiston perusteella voidaan tehdä johtopäätös, että viranomaistehtävien yhdistämistä on kunnissa toteutettu varsin hyvin, ilman lakisääteistä pakkoa. Mitkä ovat tavoitellut hyödyt ja säästöt. Toiseksi eniten kannatettiin rakennusvalvonnan, ympäristönsuojelun ja ympäristöterveydenhuollon yhdistämistä. Ilman henkilöstön motivoimista yhdistymiset eivät etene suotuisasti. Vapaissa Kyselytutkimuksen edustavuus. Viranomaistoimintoja on yhdistetty Eniten kunnissa oli yhdistetty rakennusvalvontaa ja ympäristönsuojelua. Ilman näitä on henkilöstölle turha edes perustella muutosta. Vastanneiden kuntien yhteenlaskettu asukasluku on yli miljoona, joten kyselyn kattavuus on hyvä suhteutettuna Suomen asukaslukuun. Kolmanneksi suosituinta oli rakennusvalvonnan, ympäristönsuojelun ja kaavoituksen sekä ympäristönsuojelun ja ympäristöterveydenhuollon yhdistelmät. Viranomaistoimintoja halutaan yhdistää Eniten haluttiin yhdistää rakennusvalvonta, ympäristönsuojelu, kaavoitus ja ympäristöterveydenhuolto tai vaihtoehtoisesti rakennusvalvonta ja ympäristönsuojelu. Yhdessä kunnassa oli suunnitelmissa alueellinen rakennusvalvonta. Nämä tekijät vahvistuvat suuremmissa yksiköissä. Yhdistymisen piirissä oleva henkilöstö tulee saada mukaan suunnittelemaan ja toteuttamaan muutosta. Sen sijaan rakennusvalvonnan, ympäristönsuojelun, kaavoituksen ja ympäristöterveydenhuollon eri vaihtoehdot muodostivat puolet vastauksista. Viranomaistoimintojen yhdistämistä on suunniteltu Mikään yksittäinen vaihtoehto ei selvästi erottunut vastauksista. vsk. Perusteluina edellisten vaihtoehtojen kohdalla käytettiin läheisen yhteistyön tekemistä ja synergiaetuja
Viranhaltijoita eri tehtävä aluilla: Rakennusvalvonta n. Johtopäätökset Kunnat joutuvat tulevaisuudessa ratkaisemaan entistä monimutkaisempia ongelmia ja ”pirullisia” haasteita, kun ne suunnittelevat palvelujen järjestämistä. Viranomaistoimintojen yhdistämisiä tehneissä kunnissa karttuvat taidot koetaan hieman paremmiksi ja merkittävämmiksi. Yhteenkuuluvuus ja yhdessä toiminen eri asiantuntijoiden kanssa lisää osaamista. Pienissä kunnissa on käytännön syistä jo jouduttu yhdistämään Tilastolukuja viranomaistoiminnasta Kuntia 316 (+1) -Alueellisiaympäristöterveydenhuollon yksiköitä 64 Rakennusvalvontayksiköitä noin 280 Seutukuntia 66 (+3) -Aluehallintovirastoja6(+1) Elinkeinokeskuksia 15 (+1) Lähde: Tilastokeskus. 68 vastauksissa perusteltiin kehittämisosaamisen kasvamista viranomaisyhteistyöllä. Esitetyistä väittämistä ”Taito yhdistää osaaminen ja operatiivinen toiminta paranee” saa eniten merkittävyyttä vastaajien keskuudessa. Palveluiden yksilöllistyminen lisää osallisuutta ja omaa vastuuta. 1100 Lähde: Tilastokeskus ja STM.. Kyselytutkimuksen mukaan kuntakoolla ei ole vaikutusta vastaajien näkemykseen, sillä vastukset ovat samansuuntaisia isoissa ja pienissä kunnissa. 4) palvelujen laatua mitataan tarkemmin ja säännöllisemmin. 970 Ympäristönsuojelu n. Julkisyhteisöjen suunnitelmallisuuden pitää lisääntyä, jotta asetetut tavoitteet saavutetaan eri verkostoissa omistajatai sopimusohjauksella. 2) asioiden yhdistely ilman alan tuntemusta johtaa virheellisiin kokonaisarvioihin. Karttuvien taitojen merkitys yhdistymisissä Karttuvia taitoja perusteltiin tehtäväkentän supistumisella ja sitä kautta tehtäväkentän selkeytymisellä. 600 Kaavoitus, paikkatiedot, mittaus ja kartoitus n. 3) pitää ymmärtää myös paikallisten olosuhteiden ja erityispiirteiden merkitys kuten elinkeinorakenne, seutukunnan ja kunnan ikärakenne, markkinatilanne jne. Vastaavasti vähiten merkittävyyttä saa väittämä ”Henkilöiden inhimilliset piirteet huomioidaan laajemmin eri ominaisuuksien avulla”. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Niukkuus ohjaa tulevaisuuden rakentamista, jolloin tarvitaan luovuutta ja uudenlaisia hallintokunnat ylittäviä palveluprosesseja sekä -rakenteita. Tämä edellyttää jalostetun tietojohtamisen lisäämistä, jotta kuntalaiset ja päättäjät saavat toiminnasta selkeämmän kokonaiskuvan. 1200 Ympäristöterveydenhuolto n. Arvioimalla eri selvitysten pohjalta saatuja tuloksia voi päätyä siihen, että 1) kuntien teknisten viranomaispalvelujen ymmärtäminen edellyttää käytännön kokemusta. Sähköisillä palveluilla saadaan toimintaan dynamiikkaa, jolloin ne eivät ole sidottuja aikaan tai paikkaan. Lähtökohtaisesti kuntien vastuulle jää hyvinvointipalvelujen järjestäminen ja seutukunnan elinvoimaisuudesta huolehtiminen
Kunnat, joissa yhdistämisiä on jo tehty, suhtautuvat positiivisemmin saatuihin hyötyihin. 69 eri viranomaistoimintoja esimerkiksi siitä syystä, että niitä tekee yksi ja sama viranhaltija. Näiden osatekijöiden kasvu tulee tehostamaan viranomaistoimintoja. Samalla se turvaa elinkeinoelämälle toimivan infrastruktuurin, jonka palveluiden ja rakenteiden ympärille yritystoiminta voidaan rakentaa.. Suurimman kannatuksen sai rakennusvalvonnan, kaavoituksen, ympäristönsuojelun ja ympäristöterveydenhuollon osien yhdistelmä tai kaikkien teknisten viranomaistoimintojen yhdistäminen. Monituottajamallissa kunnan vastuulla ovat edelleen valvonta, hallinto ja toiminnan ohjaus sekä kilpailutus. Kehittämisosaamisen ja karttuvien taitojen koetaan kasvavan merkittävästi, kun viranomaistoimintoja yhdistetään ja samalla tehostetaan toimintaa. vsk. Viranomaistoimintojen yhdistäminen tulisi aloittaa näistä osa-alueista. Teknisen toimen viranomaispalveluja ovat muun muassa: • rakennusvalvontaja-tarkastus • ympäristöolojenvalvonta • ympäristöterveydenhuolto • katutilanvalvonta • pysäköinninvalvonta • jätehuollonvalvonta • kaavoitus • kiinteistönmuodostus • mittausjakartoitus,paikkatiedot Kunnissa tekninen toimi vastaa siitä, että kunta on kuntalaisille viihtyisä, terveellinen ja turvallinen elinympäristö. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Kokemuspohjaisia hyviä käytäntöjä kannattaa myös jakaa muiden alan toimijoiden kesken. Kunnan monituottajamalli. Yhdistymisiä tehneistä kunnista kannattaa ottaa mallia, koska silloin välttyy turhilta sudenkuopilta
Kilpeläinen, S. 2015. KTK Tekniikan Asiantuntijat ry. Ympäristöterveydenhuollon valtakunnalliset koulutuspäivät 2015 5. & Tirronen, K. 3) Osaavan henkilökunnan saatavuudesta on koko ajan huolehdittava. Lähteet Forma, P. Ympäristötekniikan koulutusohjelma. 7) Viranomaistoimintojen yhdistämisiin kannattaa ottaa mallia jo toteutetuista yhdistämisistä, etteivät samat virhearviot siirry kunnasta toiseen. Kyselytutkimuksen toteutuksesta ja taustaselvityksestä vastasivat KTK Tekniikan Asiantuntijat ry:n alueasiamies Sampo Kilpeläinen (ins. YAMK) ja puheenjohtaja Keijo Houhala (ins. Vertailuissa voi esiintyä tilastollista harhaa, ellei arvioija tunne kuntatekniikkaa ja sen toimintoja substanssina. 2010. Ostopalvelut lisääntyneet kunnissa. – 6.5.2015 Yyterin Kylpylähotelli, Pori Ohjelma ja lisätiedot: www.ymparistojaterveys.fi > Koulutukset Tervetuloa!. YAMK). Houhala, K., Kilpeläinen, S. 6) Viranomaistoiminnan tulot pitää kohdistaa niin toimintaan kuin sen kehittämiseen. 4) Kuntien teknisiä viranomaistoimintoja on hyvä kehittää yhdistämällä niitä kunnan ja seutukunnan erityispiirteet huomioiden. Raportti 2012. Kuntien henkilöstö muutoksessa. 5) Viranomaistoiminnan paikallistuntemusta ei pidä kadottaa. Kuntien viranomaistoiminnan tulevaisuus. 2012. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 70 Kuntatekniikkaa arvioitaessa, suunniteltaessa ja erilaisia kehittämistoimia toteutettaessa on kyselyn vastauksien ja aikaisempien kokemusten perusteella kuntien syytä huomioida seuraavat seikat: 1) Infrastruktuuri pitää olla yhteiskunnan vastuulla, jotta huoltovarmuus toimii ja investointivajetta ei pääse syntymään lisää. 8) Toimintojen ulkoistamisissa kulujen seuranta on sekoitettu eri hallintokuntien kuluihin, joka vääristää todellisia teknisen toimen kulurakenteita ja niiden vertailtavuutta. Opinnäytetyö. Kuntien tehtävien kartoitus. Kuntalehti 9.9.2014. Houhala, K. Mikkelin ammattikorkeakoulu. Hiironniemi, S. KTK Tekniikan Asiantuntijat ry. & Kilpeläinen, S. Hyvien käytäntöjen ja kokemusten ohella selvittelyssä ovat mahdolliset sudenkuopat, joihin yhdistämisissä on törmätty. Kuntatekniikan ulkoistaminen. 2) Kuntatekniikan osa-alueet tarvitsevat toimintamallien ja -prosessien kehittämistoimia, eivät niinkään ulkoistamisia. Tämän kyselytutkimuksen pohjata on käynnissä jatkotutkimus, jossa selvitetään yhdistämisiä yksityiskohtaisemmin. vsk
vsk. Tervetuloa tutustumaan Factaan! Kokonaisnäkymä työn suunnitteluun ja priorisointiin sekä työn ohjaukseen Työlistat, herätteet ja muut työtä helpottavat sovellukset terveystarkastajan apuna arjessa Asiakirjat ja tarvittavat dokumentit käytettävissä mobiilisti ajasta ja paikasta riippumatta. 71 Facta Ympäristöterveys ja Facta Ympäristö Ympäristöterveysja ympäristövalvojan työväline CGI on mukana valtakunnallisilla ympäristöterveydenhuollon koulutuspäivillä 5.-6.5.2015 Porissa. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46
Ilmoittautumiset: www.ymparistojaterveys.fi > Koulutukset Tampere – 19.5. Päivän puheenjohtaja Jari Keinänen. 72 8.30 Aamukahvi 9.00 Avaussanat ja johdatus päivän teemoihin Johtaja Jari Keinänen, sosiaalija terveysministeriö STM 9.15 Talousvesiasetuksen muutos – perusperiaatteet Neuvotteleva virkamies Jarkko Rapala, STM 9.45 Talousvesiasetuksen soveltamisopas ja erityistilanneopas talousveden laadun turvaamiseksi Ylitarkastaja Jaana Kilponen, Valvira 10.15 Jaloittelutauko 10.30 Paikkatietojärjestelmien hyödyntäminen terveysvalvonnan riskinarvioinnissa ja erityistilanteiden selvittämisessä Terveystarkastaja Päivi Linden, Hämeenlinnan kaupunki 11.15 Keskustelu 11.30 Lounas 12.30 Vesiosuuskuntaprojektin esittely Vesihuoltoyksikön päällikkö Kia Aksela, WSP-Finland 13.00 Suomen Ympäristökeskuksen OIVA -palvelun käyttö Hydrogeologi Mirjam Orvomaa, SYKE (Tampere) Tutkija Sanna Vienonen, SYKE (Oulu) 13.30 Kahvitauko 14.00 WSP:n periaatteet Neuvotteleva virkamies Jarkko Rapala, STM 14.45 Mikä on WSP/SSP verkkotyökalu ja miten sitä käytetään Harjoitustyö omalla kannettavalla tietokoneella ohjaaja Jarkko Rapala, STM 15.45 Loppukeskustelu 16.00 Kotiinlähtö Ympäristö ja Terveys-lehti järjestää yhteistyössä sosiaalija terveysministeriön kanssa koulutuspäivän Tampereella ja Oulussa 1.6.2015 Solo Sokos Hotel Torni, Tampere 4.6.2015 Hotelli Holiday Inn, Oulu Viranomaisten uudet työkalut talousveden laadun turvaamiseksi Koulutuksen hinta 150 e (+ alv 24 %). Hintaan sisältyy koulutusmateriaalit, tilakulut sekä ohjelmaan merkityt kahvit ja lounas. vsk. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. mennessä; Oulu – 22.5. mennessä
Monivaiheinen puhdistusjärjestelmä Ramstedtin telakalla veneet pestään pesupaikalla ennen ja jälkeen veneilykauden, sekä erillisestä tilauksesta myös kesken kauden. Pesupaikka on toistaiseksi ensimmäinen laatuaan Suomessa. Ensimmäiset veneet pestiin pohjapesua varten suunnitellulla paikalla syksyllä 2014, ja samalla Lounais-Suomen vesija ympäristötutkimus Oy otti pesuvesistä vedenlaatunäytteet. Koko järjestelmän läpikäynyt vedenlaatu vastasi lähes talousveden laatua. Pidä Saaristo Siistinä ry on koordinoinut projektia, jossa rakennettiin pesuvedet suodattava veneiden pohjanpesupaikka Turun Hirvensaloon, Venetelakka Ramstedt Oy:n telakka-alueelle. Yhtenä tavoitteena on selvittää, mitä aineita veneiden pohjien pesun yhteydessä pohjasta irtoaa, sillä tällaista tietoa ei vielä ole ollut käytettävissä. Seuraavaksi pesuvesi kulkee hiekanja lietteenerotinsekä öljynerotuskaivon lävitse, jonka jälkeen se pumppukaivon avulla viedään seuraavaan puhdistusjärjestelmään. Tarvitaan kuitenkin ehdottomasti vielä toisen vuoden näytteet, jotta voidaan antaa suosituksia varmemmalla pohjalla. Nyt voidaan jo kuitenkin todeta, että erityisesti kiintoaineen talteenottoon veneiden pohjien pesun yhteydessä on kiinnitettävä huomiota, sillä niihin lienee sitoutunut suuri osa haitallisista aineista. Toisena tavoitteena on määrittää riittävä taso puhdistusjärjestelmälle, eli kartoittaa millaisella investoinnilla telakkayrittäjä tai venekerho pystyy saavuttamaan riittävän puhtaan veden tason veneiden pesuvesien osalta. Pidä Saaristo Siistinä ry Pesuvedet suodattava veneiden pohjapesupaikka on merkittävä ympäristöteko. Näytteistä havaittiin merkittävää puhdistumista Näytteitä otettiin syksyn 2014 aikana kaksi kertaa. Vene painepestään asfaltoidulla kentällä, johon on rakennettu veden keräilykouru. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Näytteitä otetaan vielä kahdesti vuoden 2015 aikana. Kahden ensimmäisen näytteidenottokierroksen jälkeen vaikuttaisi siltä, että riittävä puhdistustaso saavutetaan hiekanerotuskaivon jälkeen tai sitten öljynerotuskaivon jälkeen. vsk. Kourusta vesi ohjataan näytteenottokaivoon, josta otetaan vesinäyte ennen puhdistusprosessia. Vuoden 2015 näytteiden jälkeen on tarjolla kokonaisvaltaisempaa tietoa siitä millainen vesienpuhdistusjärjestelmä on tarpeellinen venetelakoille. Tuloksissa on huomattavissa merkittävää puhdistumista. Tiedottamista ja näytteiden analysointia rahoittavat Saaristomeren Suojelurahasto sekä Turku Energia Oy. 73 Ensimmäiset tulokset osoittavat, että pesuvedet suodattava veneiden pohjapesupaikka vähentää huomattavasti vaarallisten aineiden pääsyä maaperään ja veteen. Pesupaikan rakentamista ovat tukeneet: Christian Berner Oy, Wavin-Labko, Sweco Oy (Airix), Ramstedtin Telakka Oy. Toisessa järjestelmässä vesi esisuodatetaan, jonka jälkeen se käy vielä aktiivihiilisuodattimessa. Ensimmäiset tutkimustulokset olivat erittäin positiivisia. Jokaisen puhdistusvaiheen välillä on mahdollista ottaa näyte, jotta pesuprosessin toimivuus ja tehokkuus pystytään toteamaan luotettavasti. Ei voida varmaksi sanoa vielä sitä, että kaksi ensimmäistä puhdistusprosessin osaa olisivat riittävät. Pesuvedet puhdistetaan useassa eri vaiheessa
(015) 230 712 Autopuh. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 09 561 7210 erityisalueenamme maaperä, ympäristö, työturvallisuus ja energia. Ympäristö ja Terveys-lehti 4/2015 Vesihuolto, vesiensuojelu * ilmestyy 25.5.15 * mainosaineistot 4.5.15 mennessä Mainospaikkavaraukset: eija.lindroos@ynparistojaterveys. ILMANLAATUMITTAUSTEN LAADUNVARMISTUS * mittausten kaukoseuranta/ kokonaishoito * analysaattorien kalibrointi, NO, NO 2, CO, H 2S, SO 2 * tulosten editointi ja raportointi * mittausten laatujärjestelmät J.P. p. (03) 2680 111 PL 428 Fax (03) 2110 106 33101 TAMPERE ax@ax.. Pulkkisen kalibrointi ky (JPP-Kalibrointi) Honkalantie 21, 50600 MIKKELI Puh. 74 Yrityshakemisto Ilmansuojelu Teollisuusja työhygienia Ympäristöjärjestelmät Jätehuolto Turvallisuusselvitykset Energiakatselmukset Päästömittaukset Meluselvitykset ja -mittaukset Ympäristö & Tekniikka Kuokkamaantie 4 Puh. 0400-447 205 www.ymparistojaterveys. www.ax.. Aina ajankohtainen Ympäristö ja Terveys-lehti Konsultointi-, suunnitteluja rakennuttamispalvelut www.golder.. info@golder.. 040 511 6005. puh. vsk
+ toimituskulut tilaukset@ymparistojaterveys. Rakennuksen kuntoar vio ja kuntotutkim ukset Talotekniset tutkimukset Rakenteiden haitta-ainetutkim ukset Terveyshaittar iskien arviointi Korjaussuunnittelu Laadunv armistuspalv elut Home ja terveys Kosteusvauriohomeiden, hiivojen ja sädesienten esiintyminen sekä terveyshaitat Hinta 32,00 euroa (sis. (02) 630 4900 Tuula Putus. 75 Yrityshakemisto www.ymparistojaterveys.. SISÄILMAST ON LAADUNHALLINT APALVELUT www.sweco.. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. puh. vsk. 10 %). alv
10 % alv. Hinta 24,00 euroa Uimahallien ja kosteiden tiloiden hygieniaopas Päivitetty ja laajennettu versio vuonna 2010 ilmestyneestä oppaasta. puh. Hinta 32,00 euroa. (02) 630 4900 www.ymparistojaterveys. Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 76 Näistä kirjoista löydät asiantuntijatietoa, silloin kun tietoa tarvitset Ekologisen ja turvallisen yleisötilaisuuden järjestämisopas oppaassa esitetään yleisötilaisuuksien järjestämisessä huomioon otettavia seikkoja huomioiden vahvasti myös ympäristönäkökulma, kestävä kehitys ja yleisöturvallisuus. Hinta 26,00 euroa tilaukset@ymparistojaterveys. Hinta 25,00 euroa Home ja terveys Uudistettu ja laajennettu kosteusvauriohomeiden, hiivojen ja sädesienten esiintymiseen sekä terveyshaittoihin. vsk. Tilauksiin lisätään toim.kulut Tilaa tietoa! Elinympäristömme pienet tuholaiset kirjassa keskitytään pieneliöiden tunnistamisen lisäksi niiden aiheuttamiin terveysja viihtyvyyshaittoihin sekä kiinteistöille aiheutuviin vaaroihin. Hinnat sis. perustuu tutkimuksesta ja käytännön kokemuksesta saatuun tietoon ja soveltaa puhtaanapidon osalta laitos-siivouksen yleisiä periaatteita
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. Hinta 26,00 euroa tilaukset@ymparistojaterveys. 77 Näistä kirjoista löydät asiantuntijatietoa, silloin kun tietoa tarvitset Ekologisen ja turvallisen yleisötilaisuuden järjestämisopas oppaassa esitetään yleisötilaisuuksien järjestämisessä huomioon otettavia seikkoja huomioiden vahvasti myös ympäristönäkökulma, kestävä kehitys ja yleisöturvallisuus. puh. perustuu tutkimuksesta ja käytännön kokemuksesta saatuun tietoon ja soveltaa puhtaanapidon osalta laitos-siivouksen yleisiä periaatteita. Hinta 32,00 euroa. 10 % alv. Hinnat sis. Hinta 25,00 euroa Home ja terveys Uudistettu ja laajennettu kosteusvauriohomeiden, hiivojen ja sädesienten esiintymiseen sekä terveyshaittoihin. (02) 630 4900 www.ymparistojaterveys. Hinta 24,00 euroa Uimahallien ja kosteiden tiloiden hygieniaopas Päivitetty ja laajennettu versio vuonna 2010 ilmestyneestä oppaasta. vsk. Tilauksiin lisätään toim.kulut Tilaa tietoa! Elinympäristömme pienet tuholaiset kirjassa keskitytään pieneliöiden tunnistamisen lisäksi niiden aiheuttamiin terveysja viihtyvyyshaittoihin sekä kiinteistöille aiheutuviin vaaroihin
Ympäristö ja Terveys-lehti 3 • 2015, 46. 78. vsk