Selvitys purkupaikoista_koko raportti

Transcription

TALVIVAARA SOTKAMO OY PURKUPAIKKASELVITYS
16X177970
19.5.2014
TALVIVAARA SOTKAMO OY
Selvitys mahdollisista uusista purkupaikoista
1
Talvivaara Sotkamo Oy
Selvitys mahdollisista uusista purkupaikoista
Sisältö
1
TAUSTATIEDOT JA TOIMEKSIANTO........................................................................................................................ 4
2
SUUNNITTELUTYÖN YLEISET TOTEUTUSPERIAATTEET ........................................................................................... 4
3
POTENTIAALISTEN PURKUPAIKKOJEN KARTOITUS ................................................................................................ 5
3.1 VAIHTOEHDOT ...................................................................................................................................................... 5
3.2 VUOROKAUSIVIRTAAMAT JA NIIDEN VAIHTELU ............................................................................................................... 8
3.2.1
Vaihtoehto 1: Katerma ............................................................................................................................. 8
3.2.2
Vaihtoehto 2: Tenetti ............................................................................................................................... 9
3.2.3
Vaihtoehto 3: Tikkalahti ........................................................................................................................... 9
3.2.4
Vaihtoehto 4: Oulujärven Toukansalmi ................................................................................................... 10
3.2.5
Vaihtoehto 5: Oulujärven Alassalmi ........................................................................................................ 11
3.3 PURKUALUEIDEN VESISTÖJEN TILA JA VESIENHOIDON TAVOITTEET ..................................................................................... 13
3.4 LAIMENTUMISOLOT .............................................................................................................................................. 13
4
JATKOTARKASTELUUN VALITUT VAIHTOEHDOT JA NIIDEN VESISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTI ........................... 15
4.1
4.2
5
ALKULAIMENTUMISEN ARVIOINTI ...................................................................................................................... 17
5.1
5.2
5.3
5.4
6
VAIHTOEHTOJEN VALINTA ...................................................................................................................................... 15
VESIEN KÄSITTELY JA KUORMITUS ............................................................................................................................. 15
VAIHTOEHTO 1: TENETTI ....................................................................................................................................... 17
VAIHTOEHTO 2: TIKKALAHTI ................................................................................................................................... 20
VAIHTOEHTO 3: TOUKANSALMI ............................................................................................................................... 22
YHTEENVETO ALKULAIMENNUSLASKELMISTA ............................................................................................................... 24
JÄTEVESIEN KULKEUTUMINEN JA JATKOLAIMENTUMINEN ................................................................................. 27
6.1 MALLIN KALIBROINTI JORMASJÄRVEN HAVAINNOILLA .................................................................................................... 27
6.2 KULKEUTUMISEN MALLINNUS JA LÄHTÖARVOT ............................................................................................................. 30
6.2.1
Vaihtoehto 1: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Tenetin vaihtoehdossa.................................. 33
Tenetti, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l) ......................................................... 33
Tenetti, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)....................................................... 38
Tenetti, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30 000 tn, 4000 mg/l)....................................................... 43
Tenetti, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l) ..................................................... 48
6.2.2.1
6.2.2.2
6.2.2.3
6.2.2.4
Tikkalahti, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l) ..................................................... 52
Tikkalahti, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l) ................................................... 56
Tikkalahti, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l).................................................... 61
Tikkalahti, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l) ................................................. 66
6.2.3.1
6.2.3.2
6.2.3.3
6.2.3.4
Toukansalmi, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)................................................. 70
Toukansalmi, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l) .............................................. 74
Toukansalmi, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l) ............................................... 78
Toukansalmi, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)............................................. 81
6.2.2
Vaihtoehto 2: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Tikkalahden vaihtoehdossa........................... 52
6.2.3
Vaihtoehto 3: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Toukansalmen vaihtoehdossa....................... 70
6.3
6.4
7
6.2.1.1
6.2.1.2
6.2.1.3
6.2.1.4
YHTEENVETO JÄTEVESIEN KULKEUTUMISESTA JA LAIMENEMISESTA ERI LASKENTAVAIHTOEHDOILLA ............................................ 86
MALLINNUKSEN EPÄVARMUUSTEKIJÄT JA ARVIO VIRHEMARGINAALISTA .............................................................................. 89
VESISTÖJEN NYKYTILA JA KÄYTTÖ ....................................................................................................................... 91
7.1 PURKUPAIKKAVAIHTOEHTOALUEIDEN YHDYSKUNTARAKENNE ........................................................................................... 91
7.1.1
Yhdyskuntarakenteen seurantajärjestelmän (YKR) käsitteiden määritelmät ............................................ 91
7.2 VAIHTOEHTO 1: TENETTI ....................................................................................................................................... 92
7.2.1
Kuormitus .............................................................................................................................................. 92
7.2.2
Vedenlaatu ja alueen nykytila................................................................................................................. 92
7.2.3
Kaavoitustilanne .................................................................................................................................... 94
7.2.4
Vesistön käyttö ...................................................................................................................................... 97
Copyright © Pöyry Finland Oy
2
7.2.4.1
7.2.4.2
Kalastus........................................................................................................................................................ 97
Muu käyttö................................................................................................................................................... 98
7.3.4.1
7.3.4.2
Kalastus...................................................................................................................................................... 104
Muu käyttö................................................................................................................................................. 104
7.4.4.1
7.4.4.2
Kalastus...................................................................................................................................................... 111
Muu käyttö................................................................................................................................................. 111
7.3 VAIHTOEHTO 2: TIKKALAHTI ................................................................................................................................... 98
7.3.1
Kuormitus .............................................................................................................................................. 99
7.3.2
Vedenlaatu ja alueen nykytila................................................................................................................. 99
7.3.3
Kaavoitustilanne .................................................................................................................................. 103
7.3.4
Vesistön käyttö .................................................................................................................................... 104
7.4 VAIHTOEHTO 3: TOUKANSALMI ............................................................................................................................. 104
7.4.1
Kuormitus ............................................................................................................................................ 105
7.4.2
Vedenlaatu ja alueen nykytila............................................................................................................... 106
7.4.3
Kaavoitustilanne .................................................................................................................................. 109
7.4.4
Vesistön käyttö .................................................................................................................................... 111
7.5
YHTEENVETO .................................................................................................................................................... 112
8
PURKUPAIKKAVAIHTOEHTOJEN VERTAILU........................................................................................................ 113
9
TIIVISTELMÄ JA JOHTOPÄÄTÖKSET ................................................................................................................... 115
10
VIITTEET ............................................................................................................................................................ 117
Liitteet
Liite 1 Kartta
Pohjakartat Maanmittauslaitoksen aineistoja
Pöyry Finland Oy (www.poyry.fi)
Jaakko Saukkoriipi, FT
Kari Kainua, FM
Heimo Vepsä, FM
Pirkko Virta, FM
Eeva-Leena Anttila, FM
Eero Taskila, FM
Hanna Kurtti, DI
Pekka Majuri, FM
Elina Saine, FM
Yhteystiedot
PL 20, Tutkijantie 2 A
90590 OULU
puh. 010 33280
sähköposti [email protected]
3
Vastuuvapauslauseke
Pöyry Finland Oy (”Pöyry”) pidättää kaikki oikeudet tähän raporttiin. Raportti on luottamuksellinen ja laadittu yksinomaan Talvivaara Sotkamo Oy:n (”Asiakas”) käyttöön.
Raportin käyttö muiden kuin Asiakkaan toimesta ja muuhun kuin Asiakkaan ja Pöyryn
välisessä sopimuksessa tarkoitettuun tarkoitukseen on sallittu ainoastaan Pöyryn etukäteen antaman kirjallisen suostumuksen perusteella. Raportti on laadittu noudattaen Pöyryn ja Asiakkaan välisen sopimuksen ehtoja. Pöyryn tähän raporttiin liittyvä tai siihen
perustuva vastuu määräytyy yksinomaan kyseisten sopimusehtojen mukaisesti.
Raportissa hyödynnetyt vesimäärät ja juoksutusvesien laatutiedot perustuvat olennaisilta
osin Pöyryn Asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saamiin tietoihin. Pöyry ei ole tarkistanut minkään Asiakkaalta, kolmansilta osapuolilta tai ulkopuolisista lähteistä saadun ja raportin laatimiseen käytetyn tiedon oikeellisuutta tai täydellisyyttä, koska se ei ole kuulunut Pöyryn toimeksiannon laajuuteen. Pöyry ei anna
raportin perusteella tai siihen liittyen mitään vakuutusta (nimenomaista tai konkludenttista) eikä vastaa sen sisältämien tietojen ja arvioiden oikeellisuudesta. Raportti sisältää
lisäksi tulevaisuutta koskevia lausuntoja, jotka perustuvat tämänhetkisten tietojen perusteella tehtyihin arvioihin tulevasta kehityksestä ja sisältävät oletuksia tulevasta kehityksestä. Pöyry ei vastaa miltään osin näiden tulevaisuutta koskevien lausuntojen sisällöstä,
täsmällisyydestä tai toteutumisesta.
Pöyry ei vastaa kolmannelle osapuolelle tämän raportin käyttämisen tai siihen luottamisen perusteella aiheutuneesta haitasta taikka mistään välittömästä tai välillisestä vahingosta.
4
1
TAUSTATIEDOT JA TOIMEKSIANTO
Aluehallintovirasto on antanut 31.5.2013 Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivoksen toimintaa
ja vesistöpäästöjä koskevan uuden lupapäätöksen (Nro 52/2013/1, Dnro
PSAVI/12/04.08/2013), jolla se on muuttanut ja tarkentanut määräyksiä koskien kaivoksen jätevesien varastointia, puhdistamista ja johtamista Oulujoen ja Vuoksen vesistöihin.
Uudessa päätöksessä on annettu vuodesta 2014 lähtien tiukkenevat raja-arvot kokonaiskuormitukselle nykyisiin pieniin latvavesistöihin lupapäätöksessä mainittujen kuormitussuureiden osalta. Niiden saavuttaminen edellyttää nopealla aikataululla tapahtuvaa
vesien käsittelyn tehostamista. Mikäli teknisin toimenpitein kuormitusta ei saada pienennettyä kyseiselle tasolle, on luvan saajan toiminnan jatkamisen mahdollistamiseksi
löydettävä yksi tai useampi, laimenemisolosuhteiltaan parempi purkupaikka ainakin
osalle muodostuvista jätevesistä. Mahdollinen uusi purkupaikka edellyttää ympäristölupaa ja sitä koskevassa hakemuksessa on oltava mm. kattavat vaihtoehto- ja vaikutusarvioselvitykset. Tämä raportti sisältää purkupaikkaselvitykseen liittyvät vesistötarkastelut.
Työn ulkoisena laadunvarmistajana on toiminut professori Bjørn Kløve Oulun yliopiston Vesi- ja ympäristötekniikan laboratoriosta.
2
SUUNNITTELUTYÖN YLEISET TOTEUTUSPERIAATTEET
Kaivoksen jätevesien vesistövaikutusten pienentäminen voi tapahtua joko kokonaiskuormitusta merkittävästi vähentämällä, mikä edellyttää poistovesien määrän ja niiden
sisältämien ainepitoisuuksien tuntuvaa pienentämistä tai/sekä sekoittumisoloiltaan nykyisiä latvavesiä parempien purkupaikkojen käyttöönottoa. Lupapäätöksessä on määrätty, että kaivosalueelta nykyisiin purkupaikkoihin johdettavien jätevesien yhteenlaskettu
päästö voi olla vuodesta 2015 alkaen enintään,
·
·
·
·
·
·
Nikkeli 250 kg/a
Kupari 150 kg/a
Sinkki 300 kg/a
Mangaani 2 600 kg/a
Sulfaatti 1 300 t/a
Natrium 650 t/a.
Päästömäärä muodostuu johdettavista vesimääristä ja niiden sisältämistä ainepitoisuuksista. Päästövesien sulfaattipitoisuuden on uuden ympäristöluvan mukaisesti oltava jatkossa enintään 1000 mg/l ja mangaanipitoisuuden 2 mg/l. Tässä selvityksessä kuormitustietoina (vesimäärät ja ainepitoisuudet sekä niiden vaihtelu) käytetään yhtiön vesienhallintasuunnitelmassa esittämiä tietoja. Tiedot perustuvat yhtiön omiin suunnitelmiin ja
laskelmiin, eikä tässä työssä arvioida niiden oikeellisuutta tai toteutusedellytyksiä.
5
3
POTENTIAALISTEN PURKUPAIKKOJEN KARTOITUS
3.1
Vaihtoehdot
Nykyiset purkupaikat sijaitsevat Vuoksen (04.) ja Oulujoen (59.) vesistöalueilla (Kuva
1). Lupaehtojen mukaisesti kaivosalueelta syntyvät prosessi-, kuivatus- ja valumavedet
saadaan johtaa vesistöihin tasaisesti Kalliojoen virtaamiin suhteutettuna. Luvan mukaan
kuhunkin purkusuuntaan johdettavan jäteveden vuorokausivirtaama saa olla 10.4.–15.6.
välisenä aikana enintään 15 % ja muina aikoina enintään 10 % johtamista edeltäneen
Kalliojoen alaosan 7 vuorokauden keskivirtaamasta. Vuoksen suunnalla kaivosalue sijaitsee aivan sen latvaosilla (4.645, Kivijoen valuma-alue), Oulujoen suunnalla alue sijaitsee ”päävaluma-alueen sivussa”, sen pienen osavaluma-alueen (59.885, Tuhkajoen
valuma-alue) latvoilla. Valuma-alueet nykyisillä purkupaikoilla ovat pieniä, jolloin vastaanottavien vesistöjen virtaamat ovat myös pieniä ja niiden suhteelliset vaihtelut ovat
suuria. Kaavio purkuvesistöistä on esitetty kuvassa (Kuva 2). Kaivoksella tehtävät laajamittaiset rakennustyöt pienentävät ja muuttavat jossain määrin valuma-alueiden kokoja ja niiden keskinäisiä suhteita. Prosessivesiä ja aluekuivatusvesiä johdetaan molemmille vesistöalueille. Lisäksi Vuoksen vesistön suunnassa käsitellyt jätevedet on johdettava
Ylä-Lumijärven ohi Lumijokeen.
6
Kuva 1. Talvivaaran kaivosalueen likimääräinen sijainti vesistöalueilla. Karttapohja SYKE,
Suomen vesistöaluejako.
7
Jylhämä
F = 19839 km2
MQ = 227 m3/s
Toukansalmi
F = 17367 km2
MQ = 196 m3/s
Hyrynsalmen reitti
Leppikoski
F = 8625 km2
MQ = 103 m3/s
Katerma
F = 4995 km2
MQ = 56,4 m3/s
Tenetti
F = 6675 km2
MQ = 76,0 m3/s
Oulujärvi
Nuasjärvi
57 Siikajoen vesistöalue
Alassalmi
F = 18918 km2
MQ = 209 m3/s
Koivukoski
F = 7475 km2
MQ = 89,6 m3/s
Jormasjärvi
Kolmisoppi
Pirttijärvi
Iso ja Pieni
Kiimanen
Ontojärvi
Jormasjärvi luusua
F = 300 km2
MQ = 4,2 m3/s
Kolmisoppi
F = 105 km2
MQ = 1,1 m3/s
59 Oulujoen vesistöalue
Kaivosalue
4 Vuoksen vesistöalue
Kivijärvi
Laakajärvi
Kivijärvi luusua
F = 43 km2
MQ =0,5 m3/s
Laakajärvi luusua
F = 464 km2
MQ =6,0 m3/s
Kiltuanjärvi
Haapajärvi
Päsmäri
Nurminen
Sälevä
Sälevä
F = 1132km 2
MQ =14,0 m3/s
Kuva 2. Vesistökaavio kaivoksen nykyisistä purkureiteistä.
Vastaanottavien vesien pienet virtaamat yhdessä purkuvesien korkeiden pitoisuuksien
kanssa ovat johtaneet mm. erittäin korkeisiin sulfaattipitoisuuksiin purkualueen lähivesistöissä ja saaneet aikaiseksi lähialueen järvien pysyvän kerrostumisen.
Tässä purkupaikkaselvityksessä kartoitettiin kaikki ne potentiaaliset purkuvesistöt, jotka
sijaitsevat noin 50 km:n säteellä kaivoksesta ja missä valuma- alueiden koon ja järvisyyden perusteella voidaan arvioida olevan selvästi nykyistä paremmat laimenemisolot.
Virtaamien arvioinnissa käytettiin apuna vesistömallijärjestelmää. Karkean virtaamatarkastelun avulla voitiin todeta, että:
·
·
·
·
Nykyisten purkualueiden keskivirtaamat (MQ) ovat alle 1 m3/s
Sotkamon reitillä keskivirtaamat ovat luokkaa 56–90 m3/s
Oulujärven alueella keskivirtaamat ovat luokkaa 196–227 m3/s
Vuoksen suunnalla keskivirtaamat ovat luokkaa 6–14 m3/s
Edellä kuvatun virtaamatarkastelun perusteella päädyttiin siihen, että potentiaalisia purkualueita on löydettävissä vain Oulujen vesistöalueelta. Vuoksen vesistöalueella vielä
50 km etäisyydellä kaivosalueesta virtaamat ovat edelleen kohtuullisen alhaisia, jolloin
päästöt eivät laimene riittävästi.
Oulujoen vesistöalueelta valittiin tarkempaan tarkasteluun viisi vaihtoehtoista purkualuetta, joiden nykyinen vedenlaatu ja asutus kartoitettiin yleispiirteisesti käyttäen apuna
olemassa olevia kartta- ja viranomaistiedostoja (mm. veden laatu). Tarkasteltavat vaihtoehdot on esitetty kuvassa (Kuva 3).
8
Kuva 3. Lähempään
vesistöalueella.
tarkasteluun
valitut
3.2
Vuorokausivirtaamat ja niiden vaihtelu
3.2.1
Vaihtoehto 1: Katerma
potentiaaliset
purkualueet
Oulujoen
Sotkamon reitillä sijaitsevassa Katermassa purkualueen valuma-alue on noin 4 995 km2.
Keskivirtaama on luokkaa 56 m3/s. Katermassa keskialivirtaama, MNQ (vuosittaisten
alimpien vuorokausivirtaamien keskiarvo), on hyvin pieni 0,3 m3/s (Kuva 4, Vesistömallijärjestelmä). Oulujoen vesistö on voimakkaasti säännöstelty, jolloin virtaamat eivät
vaihtele luonnontilaiselle järvelle tyypillisesti, vaan niihin vaikuttaa energiantarpeen
vaihtelu. Hydrologisen vuosikirjan 1996 – 2000 mukaan Ontojärven luusuassa (asteikko
2250) vuosijakson 1961–90 keskialivirtaama (MNQ) on 0,63 m3/s ja vuosijaksolla
1991–2000 0,00 m3/s. Alueen etäisyys kaivosalueelta on noin 50 km.
9
Kuva 4. Sotkamon reitin Katerman alueen vuorokausivirtaamien keski- ja ääriarvoja.
3.2.2
Vaihtoehto 2: Tenetti
Sotkamon reittiä alaspäin mentäessä Tenetin virrassa Sotkamon taajaman kohdalla valuma-alue on kasvanut vaihtoehtoon 1 verrattuna vajaalla 1700 km2:llä, ollen luokkaa
6675 km2. Tenetin virran keskivirtaama (MQ) vuosijaksolla 1994–2013 (Vesistömallijärjestelmä) on 76 m3/s ja keskialivirtaama (MNQ) on luokkaa 13,3 m3/s (Kuva 5). Kaivosalueelta on Tenetin virralle matkaa linnuntietä noin 20 km.
Kuva 5. Sotkamon reitin Tenetinvirran vuorokausivirtaamien keski- ja ääriarvoja.
3.2.3
Vaihtoehto 3: Tikkalahti
Kolmas tarkasteltava purkualue on Nuasjärven Tikkalahti Tenetinvirran alapuolella
Jormasjokisuun yläpuolella. Tenetinvirtaan verrattuna valuma-alue ei juuri kasva. Pääosa Tenetinvirrasta purkautuvista vesistä virtaa lahden pohjoisosan kautta, osan kiertäessä lahden kautta. Lahden virtauksiin ja veden vaihtoon vaikuttaa Tenetinvirran virtaustilanteen lisäksi tuulten aiheuttamat virtaukset. Tikkalahden syvyys on noin 6-13 m (Kuva
6) ja etäisyys kaivosalueelta noin 16 km. Tarkemmin lahden virtauksia on laskettu kulkeutumismallinnuksen yhteydessä kappaleessa 6.
10
Kuva 6. Tikkalahden syvyysolot.
3.2.4
Vaihtoehto 4: Oulujärven Toukansalmi
Oulujärven Toukansalmen kautta virtaa Sotkamon reitin vesien lisäksi Hyrynsalmen reitin vedet, mikä kasvattaa valuma-aluetta tuntuvasti. Toukansalmen valuma-alue on noin
17367 km2. Valuma-alueen koon kasvu kasvattaa myös virtaamia, keskialivirtaaman ollessa noin 15 m3/s ja keskivirtaaman 196 m3/s. Oulujärvi ja Hyrynsalmen reitti ovat
säännösteltyjä vesistöjä, mikä vaikuttaa merkittävästi Oulujärven virtauksiin ja vedenpinnan korkeuksiin. Toukansalmen poikkipinta-ala on noin 4600 m2 ja Toukansaaren ja
Koutaniemen välisen salmen poikkipinta-ala vastaavasti 650 m2 (Kuva 7). Toukansalmen syvyys on noin 20 metriä. Poikkipinta-alojen suhteella laskettuna Toukansalmen
keskivirtaama on 172 m3/s. Toukansalmen virtausnopeus 4600 m2 poikkialalla on tällöin
3,7 cm/s.
11
Kuva 7. Toukansalmen syvyysolot.
Poikkipinta-alojen eroista johtuen kuvan (Kuva 8) virtaamista ohjautuu lähes 90 %
Toukansalmen kautta. Virtaamiin vaikuttaa tulovirtaamien lisäksi Oulujärven säännöstely ja tuulitilanteet. Matkaa kaivosalueelta Toukansalmeen kertyy noin 44 km.
Kuva 8. Oulujärven Toukansaaren kapeikon läpivirtaamien ääriarvoja.
3.2.5
Vaihtoehto 5: Oulujärven Alassalmi
Toukansalmen kapeikosta vedet purkautuvat Ärjäselälle, mistä pääosa vesistä purkautuu
Manamansalon eteläpuolitse Alassalmen kautta. Lisävesiä Oulujärveen ennen Alassalmea tulee Oulujärven eteläpuoleisilta valuma-alueilta. Valuma-alue kasvaa noin 1551
km2:llä. Alassalmen valuma-alue on noin 18918 km2. Vesistömallijärjestelmän tietojen
mukaan keskialivirtaama on valuma-alueen rajalla luokkaa 27 m3/s ja keskivirtaama 209
m3/s. Alassalmen poikkipinta-ala on 3200 m2, joka on noin 96 % Oulujärven kokonaispoikkipinta-alasta Manamansalon kohdalla. Poikkialojen suhteella laskettuna Alassalmen keskivirtaama on siten noin 201 m3/s, jolloin virtauksen keskinopeus olisi 6,3 cm/s.
Väylän syvyys keskiveden korkeudella on luokkaa 8-9 m (Kuva 9). Etäisyys Talvivaarasta on noin 67 km.
12
Kuva 9. Alassalmen syvyyskartta.
Ärjänselältä Niskanselälle purkautuvat vedet virtaavat lähes kaikki Alassalmen kautta.
Kuvassa (Kuva 10) on esitetty virtaamien vaihtelua Alassalmessa. Virtausoloihin pätevät edellä Toukansalmen tarkastelun yhteydessä kuvatut tekijät.
Kuva 10. Oulujärven Alassalmen läpivirtaamien ääriarvoja.
13
3.3
Purkualueiden vesistöjen tila ja vesienhoidon tavoitteet
Seuraavassa (Taulukko 1) on hyvin lyhyesti tarkasteltu purkualueiden yleistä tilaa ja
niiden vesienhoidollista tilaa suhteessa tavoitteeseen.
Taulukko 1. Vaihtoehtoisten purkualueiden yleinensekä vesienhoidollinen tila (OulujoenIijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma, 2009).
Vaihtoehto
1: Katerma
Tila-arvio
·
·
2 ja 3: Tenetti ja Tikkalahti
3.4
o
Ekologista tilaa ei ole luokiteltu, mutta asiantuntijaarvion perusteella tila on hyvä
o
Voimakkaasti muutettu
o
Kemiallinen tila on hyvä
o
Tavoitetila saavutettu
Alapuolinen Iso-Kiimanen on keskikokoinen humusjärvi
(Kh)
o
Ekologinen tila hyvä
o
Kemiallinen tila hyvä
o
·
Katerman lähialueella (r = 1 km) on noin 10–20 asumusta.
·
Yläpuolinen Pirttijärvi on hyvin lyhytviipymäinen järvi (Lv)
·
4 ja 5: Toukansalmi ja Alassalmi
Alapuolinen Ontojoki on suuri kangasmaiden joki (Sk)
o
Asiantuntija-arvion mukaan ekologinen tila hyvä
o
o
Alapuolinen Nuasjärvi on suuri humusjärvi (Sh)
o
o
o
·
Tenetin lähialueella Vuokatin taajama ja Vuokatin matkailuja urheilualue
·
Oulujärvi on suuri Humusjärvi (Sh)
o
o
o
·
Toukansalmi jakaa järven Paltaselkään ja Ärjänselkään
·
Alassalmi jakaa järven Ärjänselkään ja Niskanselkään
·
Toukansalmen lähialueella (r = 3 km) muutama asumus ja
Alassalmen lähialueella (r = 3 km) on noin 10–20 asumusta.
Laimentumisolot
Vesistövaikutusten kannalta laimenemisolosuhteilla on suuri merkitys päästövesien aiheuttamien vesistövaikutusten kannalta. Mitä suuremmat virtaamat ja virtausnopeudet
14
vesistöalueella ovat, sen pienemmiksi pitoisuuden nousut jäävät. Uudessa lupapäätöksessä on määrätty, että kaivosalueelta nykyisiin purkupaikkoihin johdettavien jätevesien
yhteenlaskettu päästö voi olla vuodesta 2015 alkaen enintään,
·
·
·
·
·
·
Nikkeli
Kupari
Sinkki
Mangaani
Sulfaatti
Natrium
250 kg/a
150 kg/a
300 kg/a
2 600 kg/a
1 300 t/a
650 t/a.
Sulfaatin pitoisuus poistovesissä saa olla enintään 1 000 mg/l ja mangaanin 2 mg/l, mikä
tarkoittaa yllä mainituilla vuosikuormituksilla vesimäärää 1,3 milj. m3/a. Vettä muodostuu kaivosalueella kuitenkin selvästi tätä enemmän, keskimääräisellä sadannalla arviolta
noin 6,0 Mm3/a, mikä johtaa lupaehtoja suurempaan vuosikuormitukseen. Suuremmasta
purkuvesitarpeesta johtuen päästövesille onkin aloitettu vaihtoehtoisten purkupaikkojen
etsintä.
Edellä kuvattujen purkupaikkojen laimennusolosuhteita on vertailtu keskenään taulukossa (Taulukko 2). Vertailukuormituksena on tässä yhteydessä käytetty 5 200 t sulfaattia ja 10,4 t mangaania (valittu sattumanvaraisesti). Laimennusolosuhteiden vertailemiseksi on taulukkoon koottu sulfaatin ja mangaanin osalta pitoisuusnousut vastaanottavien vesien keskivirtaamatilanteessa. Taulukossa on siis vertailtu samalla kuormituksella purkupaikkojen välisiä karkeita eroja laimennusolosuhteissa. Sekoittumispitoisuus
kuvaa pitoisuusnousua keskivirtaamatilanteessa, kun päästövedet ovat sekoittuneet kokonaisuudessaan välittömästi purkualueen läpi virtaavaaan vesimäärään. Laskelmassa ei
ole huomioitu purkuveden vesimäärä, mikä vaikuttaa kaivosalueen pienten lähijärvien,
kuten Kivijärvi, pitoisuuksiin, sillä niissä virtaamat kasvavat suhteellisesti eniten purettavien jätevesien johdosta.
Laimennusolosuhteita on lisäksi verrattu nykyisillä purkureiteillä oleviin järviin, joita
ovat Kolmisoppi Oulujoen vesistöalueella sekä Kivijärvi Vuoksen vesistöalueella
(Taulukko 2). Huomioitavaa kuitenkin on, että näidenkin järvien osalta laimennuslaskelmissa on käytetty edellä mainittuja kuormituksia, eikä esim. kokonaispäästön jakoa
vesistöalueiden kesken ole huomioitu. Tarkemmin vesistövaikutuksia arvioidaan tuonnempana kolmen jatkoon valitun purkupaikan tarkasteluissa. Vertailukuormituksella
laskettuna sulfaattipitoisuus nousee nykyisillä purkualueilla tasolle 150–330 mg/l, Sotkamon reitillä 2–3 mg/l ja Oulujärvessä alle 1 mg/l.
Taulukko 2. Sulfaatin ja mangaanin laskennalliset sekoittumispitoisuusnousut
vastaanottavien vesien keskivirtaamatilanteessa. Vertailuormituksena on käytetty 5 200 t
sulfaattia ja 10,4 t mangaania.
Purkupaikkavaihtoehto
Kolmisoppi, luusua
Kivijärvi
1. Katerma
2. Tenetti
3. Tikkalahti
4. Toukansalmi
5. Alassalmi
Keskivirtaama
(MQ) [m3/s]
1,1
0,5
56
76
76
196
209
Sulfaatti [mg/l]
Mangaani [µg/l]
150
330
2,9
2,2
2,2
0,8
0,8
300
659
5,9
4,3
4,3
1,7
1,6
15
4
JATKOTARKASTELUUN
VALITUT
VESISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTI
4.1
Vaihtoehtojen valinta
VAIHTOEHDOT
JA
NIIDEN
Edellä kuvatun purkupaikkojen laimentumisolosuhteiden vertailun perusteella valittiin
jatkotarkasteluun seuraavat purkualueet,
1. Tenetti
2. Nuasjärven Tikkalahti
3. Oulujärven Toukansalmi
Perustelussa painottui lähinnä mahdollisimman hyvät laimenemisolot sekä teknistaloudelliset näkökohdat eli etäisyys kaivosalueelta. Valittujen purkualueiden jatkotarkastelussa vertaillaan tarkemmin päästövesien vesistövaikutuksia, vaikutusalueiden laajuutta,
sekä veden laadun ja käytön eroja.
4.2
Vesien käsittely ja kuormitus
Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivoksen vesienkäsittely perustuu jäännösmetallien saostamiseen päästövesistä niukkaliukoisina hydroksideina. Käsitellyn veden jälkiselkeytysmuotona käytetään laskeutusaltaita. Metallit saostetaan pääosin kalkkipohjaisilla materiaaleilla, kuten sammutettua kalkkia (Ca(OH)2). Metallien talteenotossa käytetään myös
lipeää (NaOH) pH:n säätöön, mikä on nostanut päästövesien natriumpitoisuuksia. Mikäli sulfaattipitoisuus on riittävän korkea, saostuu prosessissa mahdollisesti myös kipsiä
(CaSO4 ∙ 2H2O). Kipsin liukoisuus huomioiden kalkkisaostuksella ei kuitenkaan voida
laskea päästövesien sulfaattipitoisuutta pitoisuustasoa 1500 mg/l alhaisemmalle tasolle.
Lisäksi alkalimetallien, kuten natriumin (Na) on havaittu heikentävän kipsin saostumista, mikä näkyy päästövesissä edellä mainittua pitoisuustasoa selvästi korkeampina sulfaattipitoisuuksina. Natriumia käsiteltyyn veteen päätyy esim. lipeän käytöstä.
Talvivaara Sotkamo Oy:n merkittävimmät vesistövaikutukset ovat pääosin peräisin purkuvesimääristä ja päästövesien korkeista sulfaatti- ja natriumpitoisuuksista. Korkea natrium- ja sulfaattikuormitus yhdessä kaivospiirin sijainnin (vedenjakajalla) kanssa ovatkin johtaneet nykyisten purkureittien pienten järvien ja latvapurojen suolaantumiseen.
Nykyisten purkureittien vastaanottavien vesien alhainen vesimäärä ja siitä johtuva heikko laimennuspotentiaali on johtanut kaivosalueen alapuolisissa vesissä korkeisiin sulfaatti- ja natrium-pitoisuuksiin. Päästövesien suolapitoisuudesta johtuen päästövedet
ovat olleet myös vastaanottavia vesiä raskaampia, mikä on johtanut kaivospiirin lähijärvien kerrostumiseen ja suolapitoisten vesien kertymiseen järvien alusveteen. Kerrostuneisuudesta johtuen järvien normaali vedenvaihto (kevät- ja syystäyskierrot) ja aineiden
kierto on myös estynyt.
Kaivosyhtiön oman arvion mukaan kaivoksen toiminnan turvaamiseksi joudutaan kaivosalueelle kertyneitä ylimääräisiä vesiä purkamaan ympäristöön. Vesimäärä vaihtelee
vuosittain sadannan mukaan. Tässä selvityksessä hyödynnetyt purkuvesimäärät, purkuvesien laatu ja niiden aiheuttama sulfaattikuormitus on esitetty taulukossa (Taulukko 3).
Vesien johtamisen on oletettu tapahtuvan tasaisena virtaamana ympäri vuoden.
Taulukko 3. Mallilaskelmissa hyödynnetyt purkuvesimäärät
vuosikuormitus kahtena kolmen vuoden jaksona.
[m3/h]
ja
16
sulfaatin
Ajanjakso
Purkuvesimäärä
[m3/h]
Sulfaattipitoisuus
[mg/l]
Kuormitus [t/a]
2014–2016
856
4000
30000
2017–2019
571
2000
10000
Seuraavassa kappaleessa on tarkasteltu laskennallisesti alkulaimentumista sekä sen jälkeistä päästövesien kulkeutumista edellä mainituilla kolmella purkualueella.
17
5
ALKULAIMENTUMISEN ARVIOINTI
Purkupaikkojen alkulaimennusta, vesien sekoittumista ja syntyneen vesiseoksen ns.
pluumin pitoisuuksia ja liikkeitä tarkasteltiin purkualueiden läheisyydessä käyttäen apuna Cormix (Mixing Zone Expert System, United States Environmental Protection
Agency) mallinnusta. Laskentamalli ei ole varsinainen vesistömalli, jossa ratkaistaan
tarkasti virtauskentät, mutta se ennustaa kuitenkin matemaattisesti virtaus- ja liikeyhtälöiden avulla annetuissa olosuhteissa syntyvän jätevesiseoksen, ”pluumin” muotoja,
liikkeitä ja sekoittumisastetta. Laskentamallin avulla saadaan käsitys alkulaimennuksista
ja purkujärjestelyjen ja purkupaikan vaikutuksesta alkulaimennukseen. Sulfaatin lisäksi
alkulaimennusta ja sekoittumisvyöhykkeitä on seuraavassa tarkasteltu nikkelin, kadmiumin ja mangaanin osalta.
Käsitellyn kaivosveden purkautuessa vesistöön tapahtuu aluksi nopea alkulaimentuminen, jossa pitoisuudet voivat kuitenkin vielä olla korkeita verrattuna kauempana purkuputkesta olevaan tilanteeseen. Mitä lähempänä purkuputkea ollaan, sitä suurempia pitoisuudet ovat, maksimiarvona putken suulla ”purkuvesistössä” hetkellä t0 päästöveden pitoisuus on sama kuin purkuputkessa. Laskentojen lähtöoletuksena on käytetty pyöreää
pohjalle asennettua purkuputkea, jonka halkaisija on noin 60 cm ja purkautuvan veden
nopeus 1 m/s. Hankkeen mahdollinen eteenpäin vieminen edellyttää luonnollisesti purkuputken esisuunnittelua, jolloin lähtöarvot voivat vielä tarkentua.
Laskelmissa hyödynnetty malli tulostaa lähialueen (near field region), missä se liikeyhtälöiden avulla ennustaa purkautuvan suihkun muodon, taipumisen ja sekoittumisen lähialueella. Lähialueeseen vaikuttavat purkusuihkun ominaisuudet (muoto, suunta, liikeenergia, jne.) ja vesien välinen tiheysero. Lähialueen sekoittumisoloihin voidaan vaikuttaa mm. purkujärjestelyillä. Mallin tulostuspisteitä ei voida kuitenkaan säätää, vaan malli tulostaa tietyt pisteet sekä near field että ”far-field” alueille.
5.1
Purkualueen poikkipinta-ala on luokkaa 214 m2, mikä keskivirtaamatilanteessa (76 m3/s)
tarkoittaa laskennallista virtausnopeutta 36 cm/s. Purettaessa keskivirtaamatilanteessa
jätevettä Tenetin virtaan ja suunnaten purkuputki uoman pohjalta noin 45° kulmassa
ylös ja kohtisuorassa päävirtaussuuntaan nähden, purkupluumista muotoutuu kuvan
(Kuva 11) mukainen ”purkuviuhka” (Cormixin tyypittely NH4A2) sulfaattipitoisuuden
ollessa 4 000 mg/l. Päästövedet virtaavat purkualueella pohjanmyötäisesti samalla laimeten. Laimentuminen on nopeinta purkupaikan läheisyydessä (0–210 m), missä voi tapahtua myös lievää takaisinvirtausta. Sekoittumissuhde purkuputken läheisyydessä on
1:1–1:80, jonka jälkeen pluumi on täysin sekoittunut vertikaalisesti (Kuva 12). Laskennassa purkualueen oletettu syvyys on 3 m.
18
Kuva 11. Cormix-laskelman ennustama
sulfaattipitouuden ollessa 4 000 mg/l.
purkupluumin
muoto
ja
sekoittuminen
Laimennussuhteiden avulla voidaan laskea myös pluumin keskilinjan ainepitoisuudet
(Taulukko 4). Laskennassa sulfaatin lähtöpitoisuus on 4000 mg/l, nikkelin 200 µg/l,
kadmiumin 10 µg/l ja mangaanin 2 mg/l. Vertailun vuoksi voidaan mainita, että alkuvuoden 2014 keskimääräiset pitoisuudet ovat olleet kaivosyhtiön mukaan edellä mainittuja alhaisempia. Laskelman mukaan lähialueella sulfaattipitoisuus laimenee 4000 mg/l
→ 50 mg/l, nikkelipitoisuus 200 µg/l → 3 µg/l, kadmium-pitoisuus 10 µg/l → 0,1 µg/l
ja mangaanipitoisuus 2 mg/l → 0,03 mg/l (Taulukko 4). Keskivirtaamatilanteessa sulfaattipitoisuuden nousu täysin sekoittuneessa tilanteessa on 12,5 mg/l, joka vastaa laimennussuhdetta 1:160. Kuvan (Kuva 11) mukaan tämä saavutettaisiin noin 1,5 kilomerin matkalla.
Taulukko 4. Purkupluumin keskilinjan laskennallinen ainepitoisuus 0 – 200 m:n
lähialueella (x on pluumin keskiviivan etäisyys purkupaikasta).
x [m]
0
3
8
13
18
23
29
54
99
150
200
SO4 [mg/l]
4000
2090
1700
1510
1360
1230
1100
601
220
95
50
Ni [µg/l]
200
105
85
76
68
62
55
30
11
5
3
Cd [µg/l]
10
5,2
4,3
3,8
3,4
3,1
2,8
1,5
0,6
0,2
0,1
Mn [mg/l]
2
1,1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,6
0,3
0,1
0,05
0,03
Jäteveden tiheys riippuu sen sisältämien suolojen määrästä, joten sulfaattipitoisuus vaikuttaa merkittävästi purkuveden tiheyteen ja siten myös sen liikkeisiin. Sulfaattipitoisuudella 2 000 mg/l lähialue on noin 125 metriä. Pluumin muoto pysyy muuten samana,
mutta laimennussuhteet muuttuvat (Kuva 12).
19
sulfaattipitouuden ollessa 2000 mg/l.
purkupluumin
muoto
ja
sekoittuminen
Pienemmän tiheyseron tapauksessa sulfaattipitoisuus lähialueella (0-130 m) laimenee
2000 mg/l → 59 mg/l, nikkelipitoisuus 200 µg/l → 6 µg/l, kadmium-pitoisuus 10 µg/l
→ 0,3 µg/l ja mangaanipitoisuus 2 mg/l → 0,1 mg/l (Taulukko 5). Noin 240 m:n päässä
sulfaattipitoisuus on 26 mg/l, nikkeli 2,5 µg/l, kadmium 0,13 ja mangaani 0,03 mg/l.
Taulukko 5. Purkupluumin keskilinjan laskennallinen
lähialueella ja 245 m:n etäisyydellä purkuputkesta.
x [m]
0
3
6
9
16
22
25
49
101
126
245
SO4 [mg/l]
2000
1040
920
844
733
637
592
312
92
59
26
Ni [µg/l]
200
104
92
84
73
64
59
31
9
6
3
ainepitoisuus
Cd [µg/l]
10
5,2
4,6
4,2
3,7
3,2
3,0
1,6
0,5
0,3
0,1
0–126
20
m:n
Mn [mg/l]
2,0
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,6
0,3
0,1
0,1
0,0
Alivirtaamatilanteessa (13 m3/s) lähialue laajenee selvästi. Esimerkiksi sulfaatin lähtöpitoisuudella 4000 mg/l on laimenemispitoisuus tasolla 700 mg/l vielä 2500 m:n päässä
purkupaikasta.
Vuoden 2003 kaltaisina purun kannalta epäedullisina vähävetisinä vuosina virtaamista
noin 78 % voi olla alle keskivirtaaman (76 m3/s) ja alle keskialivirtaaman (13 m3/s) olevia vuorokausivirtaamia noin 3 % (Kuva 13). Vuosi 2003 oli Oulujärven Aittojoen valuma-alueella vuosijakson 1962–2012 seitsemänneksi kuivin vuosi (Kuva 25).
Kuva 13. Tenetin virtaamien jakauma kuivana vesivuonna 2003.
5.2
Purettaessa kaivosvettä (4000 mg/l sulfaattia) Tikkalahteen käyttäen purkualueella virtausnopeutena 1 cm/s ja suunnaten purkuputki järven pohjalta suoraan ylöspäin, pluumista muotoutuu kuvan (Kuva 14) mukainen purkutyyppi, Cormixin tyypittely NV5. Jätevedet valuvat takaisin purkupaikan lähialueen pohjakerrokseen leviten virtausten mukana myös voimakkaasti vastavirtaan samalla hitaasti laimeten. Laimennussuhde 1:80
saavutetaan noin 900 m:n päässä purkupaikasta (Kuva 14). Vastaanottavan vesistön virtausnopeuden ollessa pienempi, pluumin muoto on todennäköisesti samanlainen, mutta
laimentuminen on hitaampaa. Tarkemmin kulkeutumista Tikkalahden osalta on tarkasteltu kappaleessa 6.
21
sulfaattipitoisuuden ollessa 4 000 mg/l.
purkupluumin
muoto
ja
sekoittuminen
Laimennussuhteiden avulla pluumin keskilinjan ainepitoisuudet ovat taulukon
(Taulukko 6) mukaisia. Laskennassa sulfaatin lähtöpitoisuus on kuten edellä 4000 mg/l,
nikkelin 200 µg/l, kadmiumin 10 µg/l ja mangaanin 2 mg/l. Laskelman mukaan 1500
m:n päässä sulfaattipitoisuus laimenee tasolta 4000 mg/l tasolle 36 mg/l, nikkelipitoisuus 200 µg/l → 2 µg/l, kadmium-pitoisuus 10 µg/l → 0,1 µg/l ja mangaanipitoisuus 2
mg/l → 0,02 mg/l.
Taulukko 6. Purkupluumin keskilinjan laskennallinen (x on pluumin keskiviivan etäisyys
purkupaikasta).
x [m]
0
600
900
1500
2000
SO4 [mg/l]
4000
59
49
36
29
Ni [µg/l]
200
3
2
2
1
Cd [µg/l]
10
0,15
0,12
0,09
0,07
Mn [mg/l]
2,00
0,03
0,02
0,02
0,01
Sulfaattipitoisuus vaikuttaa purkuveden tiheyteen ja siten myös päästöveden liikkeisiin
vesifaasissa. Sulfaattipitoisuudella 2000 mg/l pluumin muoto pysyy samana, mutta pienemmistä lähtöpitoisuuksista johtuen sulfaattipitoisuudet ovat hieman pienempiä. Laimennussuhde 1:80 saavutetaan hieman etäämpänä, noin 1100 m:n päässä purkupaikasta
(Kuva 15).
22
sulfaattipitouuden ollessa 2000 mg/l.
purkupluumin
muoto
ja
sekoittuminen
Vähävetisinä vuosina, kuten vuoden 2003 virtaustilanteessa ja keskimääräisessä tuulitilanteessa (vuosi 2008, Kajaani), purkualueen laskennalliset virtausnopeudet alusvedessä
olivat varsin tasaisesti luokkaa 1 cm/s (Kuva 16)
Kuva 16. Tikkalahden purkualueen vesistömallilla lasketun (kohta 6) pohjavirtauksen
jakatuminen vuoden 2003 virtaustilanteeessa ja keskimääräisessä tuulitilanteessa
(Kajaani 2008).
Tuulettomina jaksoina kesällä, samoin kuin talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen virtausnopeudet ovat vielä edellä mainittua alhaisempia, ollen luokkaa 0,3–0,5 cm/s.
Tällöin jätevettä konsentroituu vielä voimakkaammin purkupaikan lähialueen pohjakerrokseen, jolloin sulfaattipitoisuudet voivat olla alusvedessä muutamia satoja mg/l. Kerrostumisen ei arvioida kuitenkaan olevan pysyvää, vaan keväällä jääkannen sulettua vesimassat sekoittunevat purkualueella. Päästövedet voivat tosin äärevöittää talvi- ja kesäkerrostuneisuutta.
5.3
Vaihtoehto 3: Toukansalmi
Toukansalmessa keskivirtaama on 196 m3/s ja poikkiala noin 4600 m2, jolloin etelähaaran virtausta huomioimatta laskennallinen virtausnopeus on 4,3 cm/s.
Toukansalmen ennustelaskelmissa on oletettu, että purkualueella vastaanottavan vesistön virtausnopeus on 4 cm/s ja purku suuntautuu pohjasta pintaa kohden. Sulfaattipitoisuudella 4000 mg/l muotoutuva pluumi on mallia NH3A2 (Kuva 17) eli jätevedet se-
23
koittuvat sekä väliveteen että pohjanläheiseen vesikerrokseen. Sekoittuminen on kohtuullisen hidasta, noin 50 m:n lähialueella sekoittumissuhde on 1:3 (Kuva 17), jolloin
väli/alusvedessä mitataan muutaman sadan m:n matkalla muutaman sadan mg/l olevia
sulfaattipitoisuuksia (Taulukko 7).
sulfaattipitoisuuden ollessa 4000 mg/l.
purkupluumin
muoto
ja
sekoittuminen
Mallin laimennussuhteilla laskien noin 500 m:n päässä purkuputkesta alusveden sulfaattipitoisuus olisi noin 80 mg/l, nikkelin 4 µg/l, kadmiumin 0,2 µg/l ja mangaanin noin
0,04 mg/l (Taulukko 7).
24
Taulukko 7. Purkupluumin keskilinjan laskennallinen ainepitoisuus.
x [m]
0
3
100
200
300
400
500
800
1000
1500
SO4 [mg/l]
4000
3330
881
433
227
131
83
29
17
7
Ni [µg/l]
200
167
44
22
11
6,6
4,1
1,5
0,9
0,3
Cd [µg/l]
10
8,3
2,2
1,1
0,6
0,3
0,2
0,1
0,0
0,0
Mn [mg/l]
2,0
1,7
0,4
0,2
0,1
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0
Puolta pienemmällä sulfaattipitoisuudella (2000 mg/l) sekoittuminen on samantapaista,
mutta pienemmistä lähtöpitoisuuksista johtuen ainepitoisuudet ovat purkualueella pienempiä.
Huonoissa virtausoloissa sekoittuminen on heikompaa Hyrynsalmen ja Sotkamon reittien tulovesimäärän ollessa pienempiä. Kuivana vesivuonna (2003) noin 90 % alusveden
virtausnopeuksista on alle 4 cm/s (Kuva 18).
Kuva 18. Toukansalmen purkualueen pohjavirtauksen laskennallinen (kohta 6)
jakatuminen vuoden 2003 virtaustilanteeessa ja keskimääräisessä tuulitilanteessa
(Kajaani 2008).
5.4
Yhteenveto alkulaimennuslaskelmista
Keskivirtaamatilanteessa laskennallisesti paras välittömän purkualueen alkulaimennus
saadaan Tenetin virran vaihtoehdossa, jossa virtausnopeudet ovat selvästi muita purkualueita suurempia. Laskennassa pitoisuudet säilyvät pitkään tasolle 1:150, mutta todellisuudessa Tenetinvirran jälkeen vedet purkautuvat Nuasjärveen, jossa tapahtuu selvästi
Cormix-laskelmaa tehokkaampaa laimentumista. Toukansalmessa ja Tikkalahdessa välittömän purkualueen laimennussuhteet ovat samaa tasoa, mutta Toukansalmessa suuremmista virtausnopeuksista ja vesimääristä johtuen jatkolaimentuminen on selvästi tehokkaampaa (Kuva 19).
Kaikissa vaihtoehdoissa sulfaattipitoisuus laimenee pääsääntöisesti alle 200 mg/l noin
500 m:n säteellä purkupaikasta, joskin aivan kapea-alaisissa syvänteissä voi esiintyä
25
korkeampiakin pitoisuuksia. Tuulettomina jaksoina kesällä, sekä talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen ovat virtausnopeudet Tikkalahdessa ja Toukansalmessa hyvin
pieniä, jolloin jätevettä konsentroituu voimakkaammin purkualueille niiden pohjan läheisiin vesikerroksiin. Tällöin purkualueella (alusvedessä) voidaan mitata satoja mg/l
olevia sulfaattipitoisuuksia.
Kuva 19. Cormix-laskelman ennustama sekoittumisaste eri purkupaikkavaihtoehdoilla
etäisyyden funktiona sulfaattipitoisuudella 4000 mg/l.
Talvivaaran käsitellyt jätevedet sisältävät arvion mukaan nikkeliä keskimäärin 200 µg/l,
mangaania 2 mg/l ja kadmiumia 10 µg/l. Metallipitoisuuksina on laskelmissa hyödynnetty näin lähelle luparajoja olevia pitoisuustasoja. Huomioitavaa on, että pitoisuustasot
ovat kaivosyhtiön oman arvion mukaan konservatiivisia eli alkuvuoden 2014 pitoisuudet ovat olleet tässä esitettyä alhaisempia. Kaikilla purkualueilla metallipitoisuudet nousevat selvästi luonnontasoista. Laskentojen perusteella purkualueilla mitataan muutamia
kymmeniä µg/l pitoisuustasoja nikkeliä ja muutamia µg/l kadmiumia. Sisämaan pintavesille säädetty nikkelin ympäristölaatunormi (AA–EQS) on 21 µg/l (EQS + luontainen
taustapitoisuus). Kadmiumin asetuksen (Vna 868/2010) mukaisella taustapitoisuudella
korjattu ympäristölaatunormi on 0,1–0,26 μg/l vaihdellen veden kovuuden mukaan.
Huomioitavaa on, että purkupaikkojen vedet ovat tarkkailutietojen perusteella kokonaiskovuudeltaan erittäin pehmeitä tai pehmeitä (kts. 0). Kadmiumin ympäristönlaatunormi purkupaikoilla tuleekin näin olemaan 0,1 (kovuusluokat 1 ja 2).
Vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annettuihin ympäristönlaatunormeihin liittyen on Euroopan Unionin parlamentti ja neuvosto asettanut elokuussa 2013
direktiivin 2013/39/EU, direktiivien 000/60/EY ja 2008/105/EY muuttamisesta luonnonvesien prioriteettiaineiden laatunormien ja ohjearvojen osalta. Jäsenvaltioiden on
saatettava kyseisen direktiivin noudattamisen edellyttämät lait, asetukset ja hallinnolliset määräykset voimaan viimeistään 14.9.2015 mennessä.
Raskasmetallien osalta nikkelin (4 µg/l) ja lyijyn (1,2 µg/l) ympäristönlaatunormit (AAEQS) tulevat laskemaan nykyisestä tasosta. Ympäristönlaatunormi on annettu metallien
liukoisen pitoisuuden vuosikeskiarvolle. Lisäksi nikkelille (34 µg/l) ja lyijylle (14 µg/l)
on direktiivissä asetettu niin sanottu suurin sallittu pitoisuus (MAC-EQS). Pitoisuudet
tulevat jatkossa vastaamaan raskasmetallien biosaatavaa pitoisuutta vesistöissä. Biosaatavan pitoisuuden määrittämiselle ei kuitenkaan ole saatavilla vielä standardoitua menetelmäohjeistusta.
26
Nikkelin ja kadmiumin pitoisuudet ylittävät laskennassa käytetyillä pitoisuustasoilla siten nykyisin voimassa olevat ympäristönlaatunormit kaikissa vaihtoehdoissa useamman
sadan metrin etäisyydellä purkupaikasta. Ylityksiä on odotettavissa myös vuonna 2015
voimaan tulevien suurimpien sallittujen pitoisuuksien osalta purkupaikkojen lähialueilla. Näin ollen kaikki purkupaikkavaihtoehdot vaativat mahdollisen lupakäsittelyn yhteydessä sekoittumisvyöhykkeen määräämisen. Sekoittumisvyöhykkeen määräämisestä
säädetään vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista annetun valtioneuvoston
asetuksessa (Vna 1022/2006).
Päästövesien sekoittumista voidaan pyrkiä tehostamaan optimoimalla purkujärjestelyjä
suunnittelemalla purkurakenteet ja -tavat siten, että sekoittuminen olisi mahdollisimman
tehokasta. Alkupitoisuuksia purkuputken suulla voidaan alentaa esimerkiksi rakentamalla ranta-alueelle pumppaamo (kaksi-kolme kertaa jätevesivirtaama) ja pumppaamalla
järvivettä purkuputkeen, jolloin samalla voidaan lisätä purkuveden liike-energiaa. Kokonaiskuormitukseen järjestely ei luonnollisesti vaikuta, mutta tehostaa alkulaimentumista.
Kaikkien purkupaikkavaihtoehtojen lähialueiden ainepitoisuudet tulevat kuitenkin olemaan alhaisempia kuin nykyisten purkualueiden ainepitoisuudet johtuen selvästi suuremmista vesimääristä vastaanottavassa vesistössä.
Arvioinnissa hyödynnetty Cormix-laskentaohjelmisto ei ole varsinainen vesistömalli,
jossa ratkaistaan matemaattisesti aina kyseisen alueen virtaussuunnat ja nopeudet. Cormix- laskee matemaattisten yhtälöiden avulla sekoittumisastetta keskiarvoistaen mm.
virtausnopeuksia, syvyyksiä jne. Kyse on siis ennustamisesta käytetyillä keskimääräisillä lähtöarvoilla. Sekoittuminen purkuputken suulla on tapahtuma, johon vaikuttaa monet
tekijät. Laskelma on varsin herkkä muutoksille (purkunopeus, tiheys, vastaanottavan vesistön virtausnopeudet ja suunta), mutta se antaa kuitenkin kuvan sekoittumisesta ja sen
eroista eri alueilla ja soveltuu näin purkualueiden välisen vertailuun. Ohjelmiston avulla
voidaan myös optimoida purkujärjestelyjä.
Lisäksi on huomioitava, että vaihtoehdot poikkeavat virtausololtaan toisistaan – salmissa ja virtapaikoissa virtausolot ovat helpommin arvioitavissa kuin järvialueilla. Kappaleessa 6 onkin pyritty tarkemmin arvioimaan varsinaisella 3-D vesistömallinnuksella
purkuvesien liikkeitä ja laimentumista purkupaikalta etäämmäksi siirryttäessä.
27
6
JÄTEVESIEN KULKEUTUMINEN JA JATKOLAIMENTUMINEN
Sulfaattipitoisten vesien jatkokulkeutumista arvioitiin 3D-vesistömallin EFDC, (Environmental Fluid Dynamics Code) avulla. Mallin on kehittänyt Virginia Institute of Marine Science:ssa John Hamrick alun perin rannikkovesien mallinnustehtäviin. Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviranomainen EPA (Environmental Protection Agency) on jatkanut mallin kehitystyön tukemista ja malli on nykyään vesistöjen kuormitussietokyvyn
arviointiin tarkoitettujen suositeltujen mallien joukossa Yhdysvalloissa. Mallin jatkokehitystä on tehty Dynamic Solutions-International LLC - konsulttialan yrityksessä. Heidän toimestaan on laadittu lisäksi graafinen käyttöliittymä (EFDC Explorer, EE) mallin
laadinnan ja tulosten käsittelyn ja havainnollistamisen tueksi (Craig 2011).
Kyseistä mallia on käytetty Talvivaaran jätevesien kulkeutumisen arviointiin jo aiemmin. Ongelmaksi laskennassa on todettu aikaisemmin huonosta alkulaimennuksesta johtuvat poikkeavan korkeat suolapitoisuudet. Lisäksi malli ei ole pystynyt luotettavasti
ennustamaan vesien kerrostumista ja sen säilymistä purkualueiden lähijärvissä. Laskennan pystysuoran kuvauksen tarkentamiseksi matalimmissa sulfaattipitoisuuksissa, laskentamallia kalibroitiinkin näin Jormasjärven aineistolla.
6.1
Mallin kalibrointi Jormasjärven havainnoilla
Mallin kalibrointilaskennoissa käytettiin Jormasjärven (Kuva 20). mittaisaineistoa ja
sulfaattikuormituksena Tuhkajoesta purkautuvia mitattuja sulfaattipitoisuuksia Jormasjärven valuma-alue on 300 km2 ja keskivirtaama 3,3 m3/s. Järven pinta-ala on 2200 ha ja
tilavuus 183 milj. m3, jolloin sen teoreettinen viipymä on noin 640 d. Päivittäiset virtaamat poimittiin vesistömallista. Epätarkkuutta kuormitusarvioon aiheutuu virtaamien
arvioinnista (ei suoraan mitattua tietoa) ja pitoisuushavaintojen vähäisestä määrästä,
esimerkiksi vuosilta 2010–2011 oli käytettävissä vain 3-5 havaintoa vuodessa.
28
Kuva 20. Jormasjärven sijaintikartta.
Kerrostuneisuusoloihin vaikuttaa pääasiassa veden lämpötila- ja tiheyserot. Malli tarvitsee syöttötietona jätevesiseoksen suolaisuuden ja lämpötilan, joiden avulla se laskee tiheyden. Kenttämittauksia jäteveden sulfaattipitoisuuden ja veden tiheyden välisestä
riippuvuudesta ei ole. Sulfaattipitoisuuden riippuvuutta tiheydestä kuvattiin seuraavasti:
SO4 → johtokyky → suolaisuus (‰) → tiheys.
Sulfaattipitoisuuden ja johtokyvyn välillä on selkeä riippuvuus (Kuva 21).
29
Kuva 21. Sulfaattipitoisuuden ja johtokyvyn välinen riippuvuus Tuhkajoessa.
Suolaisuuden ja tiheyden välistä riippuvuutta kuvattiin Olkiluodon pohjavesiselvityksestä havaitulla riippuvuudella:
S [g/l eli ‰]=8,358∙10-2 joht2 + 5.9927∙joht, missä joht=[S/m]
Tätä riippuvuutta kalibroitiin vuosien 2010–2012 aineistolla, siten että järvessä havaitut
pitoisuudet vastasivat mahdollisimman hyvin laskettuja pitoisuuksia. Tällöin saatiin kuvan (Kuva 22) mukainen sulfaattipitoisuuden ja tiheyden välinen riippuvuus, jota hyödynnettiin jatkolaskennoissa.
Sulfaatin poistumana (sedimentaatiokertoimena) käytettiin puoliintumisaikaa 600 vrk
eli noin 1,6 vuotta. Arvoon päädyttiin hyödyntämällä eri vuosien tarkkailu- ja kuormitustietoja mallin kalibroinnissa (Pöyry Finland Oy, 2012). Tuulitietoina käytettiin vuosien 2010–2011 Kajaanin tuulitietoja, toistaen niitä myös 2012 ja 2013.
Näillä arvoilla laskettiin, ”verifioitiin”, mallia myös vuoden 2013 arvojen perusteella.
Kalibrointilaskentojen kuvaajat ja vertailu havaittuihin arvioihin on esitetty kuvassa
(Kuva 23). Havaintopaikkojen sijainti selviää liitekartasta 1.
Kalibrointien ja verifioinnin jälkeen voidaan todeta, että näin menetellen malli kuvaa
kohtuullisen hyvin sulfaattipitoisuuden leviämistä ja kerrostumista käytetyillä laskentaparametreilla.
Kuva 22. Tiheyden riippuvuus sulfaattipitoisuudesta.
30
Kuva 23. Mallin kalibrointitulokset Jormasjärven aineistolla. Havaintopaikka Jor 5 on
Tuhkajoen edustalla, Jor 3 keskellä Jormasjärveä.
6.2
Kulkeutumisen mallinnus ja lähtöarvot
Numeerista ratkaisua varten mallinnettava alue Tenetistä Oulujärven luusuaan jaettiin
laskentaelementteihin, joiden keskimääräisen virtausnopeuden ja vedenkorkeuden malli
laskee. Laskentaelementtien kokoa tarkennettiin alueellisesti siten, että elementin koko
kasvoi purkupisteestä etäännyttäessä. Tikkalahdella ja Tenetissä purkualueella hilakoko
oli noin 250 x 250 m ja kauempana noin 500 x 500 m (Kuva 24). Syvyyssuunnassa käytettiin kuvaustapaa, jossa laskentakerrosten lukumäärä syvyyssuunnassa oli kaikissa pisteissä sama, 6 tasapaksua kerrosta.
31
Kuva 24. Mallinnettu alue ja syvyyssuhteet.
Vaikutuksia laskettiin hydrologisilta oloiltaan ns. kuivana vuotena ja ns. märkänä vuotena. Vesistömallista saatujen virtaamien perusteella aineistosta valittiin kuivaksi vuodeksi vuosi 2003 ja märäksi vuodeksi vuosi 2012. Kuvassa (Kuva 25) on esitetty Aittojoen vesistömallista poimitut virtaamat luokiteltuna virtaamien mukaan.
Kuva 25. Aittojoen (Jaalanka) vuoden keskivirtaamat nousevassa sarjassa. Laskennassa
käytetty kuiva ja märkä vuosi merkattu kuvaan punaisella. Tiedot poimittu
vesistömallista.
Virtaamien syöttöpisteet olivat Tenetti (F =6 675 km2 ), Jormasjoki (F = 312,53 km2),
Kontinjoki (F = 88,06 km2), Kiehimäjoki (F = 8 665 km2), Varisjoki (F = 415,08 km2),
ja Aittojoki (F = 245,44 km2). Jokien purkupisteet selviävät kuvasta (Kuva 26). Kuivana
vesivuotena Tenetin virtaaman keskiarvo oli 59,3 m3/s ja märkänä 116 m3/s. Jylhämän
vastaavat virtaamat olivat 134,1 m3/s ja 329,3 m3/s. Muun lähivaluma-alueen virtaamia
ei malliin erikseen syötetty, jolloin kuiva vuoden laskemissa alivirtaamat korostuvat.
Muun lähivaluma-alueen osuus Jylhämässä on noin 17 %. Laskennassa ei huomioitu
Kajaaninjoen vuorokausisäännöstelyä, mikä voi vaikuttaa joen lähialueen lyhytaikaisvaihteluihin. Hydrologisilta olosuhteiltaan kuivana vuotena Jylhämän juoksutuksia pienennettiin vastaava määrä, jotta Oulujärven veden korkeus säilyisi oikealla tasolla.
32
Kuva 26. Virtaamien syöttöpisteet
Tuulten osalta käytettiin vuosien Kajaanin vuoden 2008 tuulitietoja, jolloin suuntajakauma ja tyynien tilanteiden prosenttiosuus oli lähellä pitkän jakson 2000–2012 havaintoja (Kuva 27). Kuormitus syötettiin malliin, kuten edellä on esitetty, tiheys ja poistuma
kalibroinnin mukaisesti.
Kuva 27. Tuulten suunnat vuonna 2008 Kajaanissa ja vuosijakson 2000 2012 suunat ja
keskinopeudet.
33
6.2.1
Vaihtoehto 1: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Tenetin vaihtoehdossa
6.2.1.1
Tenetti, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)
Kuivana vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 30000 tn vuodessa pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa välittömästi purkualueen alapuolella Tikkalansalmessa keskimäärin noin 15–20 mg/l, alusvedessä laskennalliset pitoisuuden nousut ovat selvästi suurempia, luokkaa 60 mg/l. Tikkalansalmessa pitoisuuksien vaihtelu on suurta johtuen virtaamien vaihtelusta. Pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut ovat yli 50 mg/l,
alusvedessä kevään alivirtaamien aikana tasoa 180 mg/l. Sotkamon reittiä alaspäin mentäessä pitoisuuksien nousut ja niiden vaihtelut pienenevät. Nuasjärven pintaosassa keskiarvot ovat tasoa 15 mg/l (alusvedessä 15–25 mg/l), Paltaselällä luokkaa 6 mg/l (alusvedessä 8 mg/l), Ärjänselällä 4–5 mg/l ja Niskanselällä tasoa 3–4 mg/l. Kuvissa (Kuva
28 ja Kuva 29) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja
pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32). Vaihtoehtojen vertailun helpottamiseksi erilaisten vesivuosien keskiarvotuloksia on koottu yhteenvetotaulukkoon (Taulukko 8) sekä kuvaan (Kuva 79). Kuvissa on käytetty eri skaalausta, jotta vaikutusalueet tulisivat paremmin alueellisessa tarkastelussa esille. Tämä luonnollisesti vaikeuttaa jossain määrin vaihtoehtojen keskinäistä vertailua.
34
Kuva 28. Sulfaattipitoisuuden ajallinen vaihtelu pinta- ja pohjakerroksessa eri
laskentapisteissä kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 30000 tn. Havaintopaikkojen
sijainti selviää kuvasta 28.
35
Kuva 29. Sulfaattipitoisuuden alueelliset keskiarvot pinta- ja pohjakerroksessa kuivana
vesivuotena kuormituksen ollessa 30000 tn.
Sulfaatin maksimipitoisuudet Nuasjärven alusvedessä ovat tasoa 30 mg/l, etäännyttäessä
purkupaikalta alueelliset maksimit pienenevät ja lähenevät keskiarvoja (Kuva 30). Yli
15 mg/l olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärven pohjakerroksessa noin 70–80
% ajasta, pinnassa 30–60 %. Rehjanselällä pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää
15 mg/l noin kolmanneksen ajasta ja alusvedessä noin puolet ajasta. Oulujärveen Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää ko. raja-arvon noin joka
kymmenentenä päivänä (Kuva 31).
36
Kuva 30. Sulfaattipitoisuuden alueelliset maksimiarvot pinta- ja pohjakerroksessa
kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 30000 tn.
37
Kuva 31. Yli 15 mg/l sulfaattipitoisuuden esiintyminen (% ajasta)
pohjakerroksessa kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 30000 tn.
pinta-
ja
38
Kuva 32. Mallin tulostuspisteet.
6.2.1.2
Tenetti, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Kuivana vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa selvästi edellistä pienempi, 10000 tn,
pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa välittömästi purkualueen alapuolella Tikkalansalmessa keskimäärin noin 5–7 mg/l. Alusvedessä sulfaatin laskennalliset pitoisuuden nousut ovat suurempia, luokkaa 20 mg/l. Tikkalansalmessa pitoisuuksien vaihtelu on edelleen voimakasta johtuen virtaamien vaihtelusta, vain pitoisuustasot ovat alempia edelliseen laskentavaihtoehtoon verrattuna. Pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut
ovat yli 15 mg/l ja alusvedessä kevään alivirtaamien aikana tasoa 60 mg/l. Sotkamon
reittiä alaspäin mentäessä pitoisuuksien nousut ja niiden vaihtelut pienenevät. Nuasjärven pintaosassa keskiarvot ovat tasoa 5 mg/l (pohja 5–7 mg/l), Paltaselällä luokkaa 2–3
mg/l, Ärjänselällä 1–2 mg/l ja Niskanselällä tasoa 1–1,5 mg/l. Kuvissa (Kuva 33 ja Kuva 34) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32).
39
sijainti selviää kuvasta 28.
40
Maksimipitoisuudet Nuasjärven alusvedessä ovat tasoa 10–15 mg/l, etäännyttäessä purkupaikalta alueelliset maksimit pienenevät ja lähenevät keskiarvoja (Kuva 35). Yli 5
mg/l olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärven pohjakerroksessa noin 70–80 %
ajasta, pinnassa 50–60 %. Rehjanselällä pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 5
mg/l noin puolet ajasta. Oulujärveen Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 5 mg/l raja-arvon noin neljänneksen ajasta (Kuva 36). Kuormituksen
pienentyminen alentaa pitoisuuksia ja vähentää veden kerrostumista lähialueen vesistöissä.
41
42
pohjakerroksessa kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 10 000 tn.
pinta-
ja
43
6.2.1.3
Tenetti, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30 000 tn, 4000 mg/l)
Märkänä vesivuotena laimentuminen on kuivaa vuotta luonnollisesti tehokkaampaa.
Sulfaattikuormituksen ollessa 30000 tn vuodessa pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa
välittömästi purkualueen alapuolella Tikkalansalmessa keskimäärin noin 5–7 mg/l.
Alusvedessä laskennalliset pitoisuuden nousut ovat suurempia, luokkaa 30 mg/l. Pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut ovat 10–20 mg/l ja alusvedessä kevään alivirtaamien aikana tasoa 100 mg/l. Nuasjärven pintaosassa keskiarvot ovat tasoa 7 mg/l
(pohja 10 mg/l), Paltaselällä luokkaa 2–5 mg/l, Ärjänselällä 3 mg/l ja Niskanselällä tasoa 2–3 mg/l. Kuvissa (Kuva 37 ja Kuva 38) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että
alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty
kuvassa (Kuva 32).
44
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
30000
tn.
Havaintopaikkojen sijainti selviää kuvasta (Kuva 32).
45
Kuva 38. Sulfaattipitoisuuden alueelliset keskiarvot pinta- ja pohjakerroksessa märkänä
Maksimipitoisuudet Nuasjärven alusvedessä ovat tasoa 30 mg/l, etäännyttäessä purkupaikalta alueelliset maksimit pienenevät ja lähenevät keskiarvoja (Kuva 39). Yli 5 mg/l
olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärvessä ja Rehjanselällä lähes jatkuvasti,
noin 90–100 % ajasta. Suuremmista virtausnopeuksista johtuen vaikutusalue on näin
laajempi. Oulujärveen Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 5 mg/l lähes jatkuvasti (Kuva 40).
46
Kuva 39. Sulfaattipitoisuuden alueelliset maksimiarvot pinta- ja märkänä vesivuotena
kuormituksen ollessa 30000 tn.
47
pohjakerroksessa märkänä vesivuotena kuormituksen ollessa 30000 tn.
pinta-
ja
48
6.2.1.4
Tenetti, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Sulfaattikuormituksen ollessa selvästi pienempi, 10000 tn/a, pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa välittömästi purkualueen alapuolella Tikkalansalmen alusvedessä noin 10
mg/l. Vedet kulkeutuvat pohjanmyötäisesti, jolloin pinnalla pitoisuuden nousut ovat
selvästi pienempiä. Pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut ovat 4–5 mg/l ja
alusvedessä kevään alivirtaamien aikana yli 30 mg/l. Nuasjärvella pitoisuusnousujen
keskiarvot ovat 2–3 mg/l, Paltaselällä luokkaa 1–2 mg/l, Ärjänselällä ja Niskanselällä
noin 1 mg/l. Kuvissa (Kuva 41 ja Kuva 42) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että
kuvassa (Kuva 32).
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
10000
tn.
49
Maksimipitoisuudet Nuasjärven pohjalla ovat tasoa 10–15 mg/l (Kuva 43). Yli 2,5 mg/l
olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärvellä noin 50–70 % ajasta. Rehjanselällä
pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 2,5 mg/l noin 20–40 % ajasta. Oulujärveen
Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 2,5 mg/l raja-arvon
noin, joka kymmenes havaintokerta (Kuva 44).
50
märkänä vesivuotena kuormituksen ollessa 10000 tn.
51
Kuva 44. Yli 2,5 mg/l sulfaattipitoisuuden esiintyminen pinta- ja pohjakerroksessa
52
6.2.2
Vaihtoehto 2: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Tikkalahden vaihtoehdossa
6.2.2.1
Tikkalahti, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)
Siirrettäessä purkupaikka 7–8 km alaspäin Tenetinvirrasta Nuasjärven Tikkalahteen
kuivana vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 30000 tn pintaveden sulfaattipitoisuus purkualueella Nuasjärven pintakerroksessa on keskimäärin 15 mg/l. Alusvedessä
laskennalliset pitoisuuden nousut ovat selvästi suurempia, luokkaa 40–50 mg/l. Heti
Sotkamon taajaman alapuolella Nuasjärvessä keskimääräinen nousu on pintakerroksessa
tasoa 3 mg/l, pohjalle suurempi. Tenetinvirtaan asti vaikutus ei ulotu, joten verrattuna
edelliseen vaihtoehtoon, Tenetin virta vapautuu sulfaattipitoisen jäteveden vaikutukselta. Virtaamien vaihtelusta johtuva pitoisuuksien vaihtelu on purkualueella selkeää.
Nuasjärven pintaosassa keskiarvot ovat samaa tasoa kuin edellä 14–15 mg/l, Oulujärven
Paltaselällä luokkaa 5–10 mg/l, Ärjänselällä tasoa 5 mg/l ja Niskanselällä tasoa 3–4
mg/l. Nuasjärvessä tapahtuu selvää kerrostumista. Kuvissa (Kuva 45 ja Kuva 46) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa.
Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32).
sijainti selviää kuvasta (Kuva 32).
53
Pintakerroksessa sulfaatin maksimipitoisuuksien nousut ovat alivirtaama-aikoina 20–30
mg/l, alusvedessä kevättalvella lähestytään tasoa 100 mg/l, etäännyttäessä purkupaikalta
alueelliset maksimit pienenevät ja lähenevät keskiarvoja (Kuva 47). Yli 15 mg/l olevia
pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärven pohjakerroksessa noin 80–100 % ajasta, pinnassa 30–70 %. Rehjanselällä pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 15 mg/l noin
kolmanneksen ajasta (Kuva 48). Jatkuvia yli 5 mg/l pitoisuuden nousuja mitataan Paltjärvellä ja Oulujärven Kajaaninpuoleisen Paltaselän alusvedessä (Kuva 49).
54
55
Kuva 48. Yli 15 mg/l sulfaattipitoisuuden esiintyminen pinta- ja pohjakerroksessa kuivana
56
6.2.2.2
Tikkalahti, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Kuormituksen pienentyessä Nuasjärven pintaosan sulfaattipitoisuus asettuu keskimäärin
tasolle 5 mg/l, alusvedessä sulfaattia on noin 10–15 mg/l. Oulujärvellä pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa 1–3 mg/l. Maksimipitoisuudet Nuasjärven pohjalla ovat tasoa 30
mg/l (kuvat Kuva 50 ja Kuva 51). Yli 5 mg/l olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy
Nuasjärvella noin 70–98 % ajasta, Rehjanselällä pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu
ylittää 15 mg/l noin 50–60 % ajasta. Oulujärveen Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 5 mg/l raja-arvon 20–30 % ajasta. Kuvissa (Kuva 52 ja
57
Kuva 53) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32).
58
59
60
Kuva 53. Yli 5 mg/l sulfaattipitoisuuden esiintyminen pinta- ja kuivana vesivuotena
kuormituksen ollessa 10000 tn.
Kevättalvella Nuasjärvi kerrostuu päästövesien purkamisen johdosta selvästi, jolloin
alusveden pitoisuudet ovat noin kaksinkertaisia pintaosaan verrattuna. Kapea-alaisten
syvänteiden kohdalla purkualueella kerrostuminen on voimakkaampaa, alusveden pitoisuuksien ollessa luokkaa 30–40 mg/l. Lievää hetkellistä kerrostumista ilmenee myös kesäkaudella, mutta pysyvää kerrostumista ei ilmenne (Kuva 54).
61
Kuva 54. Sulfaattipitoisuuden nousu Nuasjärven pintakeroksessa ja pohjalla kuivana
vesivuotena kuormituksen ollessa 10000 tn Nuasjärven tulostuspisteessä.
6.2.2.3
Tikkalahti, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)
Märkänä vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 30000 tn vuodessa pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa purkualueella Nuasjärvessä keskimäärin noin 7 mg/l, pohjalla laskennalliset pitoisuuden nousut ovat suurempia, luokkaa 30 mg/l. Paltaselällä pitoisuudet
nousevat 4–6 mg/l, Ärjänselällä 2–3 mg/l. Niskanselällä nousu ovat sama tasoa kuin Ärjänselällä. Kuvissa (Kuva 55 ja Kuva 56) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että
kuvassa (Kuva 32).
62
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
30000
tn.
63
Nuasjärven pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut ovat 10–20 mg/l, alusvedessä
tasoa 70 mg/l. Etäännyttäessä purkupaikalta alueelliset maksimit pienenevät ja lähenevät keskiarvoja (Kuva 57). Yli 5 mg/l olevia pitoisuuksien nousuja esiintyy Nuasjärven
pohjakerroksessa noin 85–99 % ajasta, pinnassa 50–90 %. Rehjanselältä Paltajärven
luusuaan olevalla vesialueella yli 5 mg/l pitoisuuksia esiintyy lähes jatkuvasti ainemäärien sekoittuessa koko vesimassaan (Kuva 58).
64
65
Kuva 58. Yli 5 mg/l sulfaattipitoisuuden esiintyminen pinta- ja pohjakerroksessa märkänä
66
6.2.2.4
Tikkalahti, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Märkänä vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 10000 tn/a sulfaattipitoisuus kasvaa
purkualueella pinta-osassa 2–3 mg/l, pohjalla 10 mg/l. Nuasjärvella pitoisuusnousujen
keskiarvot ovat 2–3 mg/l, Paltaselällä luokkaa 1–2 mg/l, Ärjänselällä ja Niskanselällä
noin 1 mg/l. Kuvissa (Kuva 59 ja Kuva 60) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että
kuvassa (Kuva 32).
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
10000
tn.
67
Pintakerroksessa maksimipitoisuuksien nousut ovat 4–6 mg/l. Maksimipitoisuudet
Nuasjärven alusvedessä ovat tasoa 30 mg/l (Kuva 61). Yli 2,5 mg/l olevia pitoisuuksien
nousuja esiintyy Nuasjärvellä pohjakerroksessa noin 70–90 % ajasta. Rehjanselällä pintaveden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää ko. raja-arvon noin 40 % ajasta. Oulujärveen
Paltajärveltä purkautuvan veden sulfaattipitoisuuden nousu ylittää 2,5 mg/l arvon noin
10–20 % ajasta (Kuva 62).
68
69
70
6.2.3
Vaihtoehto 3: Jätevesien kulkeutuminen ja laimentuminen Toukansalmen vaihtoehdossa
6.2.3.1
Toukansalmi, kuiva vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)
Siirrettäessä purkupaikkaa Oulujärven Toukansalmeen laimenemisolot paranevat merkittävästi mm. Hyrynsalmen reitin tuodessa uusia laimentavia vesiä. Kuivana vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 30000 tn pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa Ärjänselällä sen pintaosassa keskimäärin noin 5–6mg/l, alusvedessä laskennalliset pitoisuuden nousut keskimäärin yli 10 mg/l. Niskanselän keski- ja länsiosissa pintaveden sulfaattipitoisuuksien kasvut ovat samaa tasoa kuin Ärjänselällä, itäosissa hieman pienempiä. Sulfaattipitoisia vesiä leviää ns. ”vastavirtaan” myös Paltaselälle, laskennassa käytetyissä tuuli ja virtausoloissa syksyllä esiintyy 2–3 mg/l pitoisuuden nousuja. Kuvissa
(Kuva 63 ja Kuva 64) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua
pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32).
71
Purkualueen läheisessä kapea-alaisessa syvänteessä sulfaatin maksimipitoisuudet nousevat lähelle tasoa 100 mg/l. Laaja-alaisemmin alusveden pitoisuusnousut ovat tasoa
10–20 mg/l. Merkittävää kerrostumista näissä pitoisuuksissa ei näyttäisi Niskanselällä
kuitenkaan tapahtuvan. Oulujokeen poistuvan veden sulfaattipitoisuus kasvaisi keskimäärin 4 mg/l (Kuva 65). Yli 5 mg/l pitoisuuksien nousuja ilmenisi 60–95 % ajasta
Niskanselän eteläosia myöten sekä vesikerroksen pintaosassa että alusvedessä (Kuva
66).
72
73
74
6.2.3.2
Toukansalmi, kuiva vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Kuormituksen pienentyessä 10000 t:iin, Paltaselän sulfaattipitoisuus on tasoa 2–2,5
mg/l, Ärjän- ja Niskanselällä hieman pienempi, tasoa 1–2 mg/l. Purkualueen pohja läheisissä kerroksissa pitoisuudet nousevat tasolle 20 mg/l, mutta varsinaista kerrostumista ei Ärjänselällä näyttäisi tapahtuvan. Kuvissa (Kuva 67 ja Kuva 68) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32). Oulujokeen poistuvan veden sulfaattipitoisuus kasvaisi keskimäärin 1–2 mg/l.
75
Purkualueen läheisessä kapea-alaisessa syvänteessä maksimipitoisuudet ovat tasoa 40–
50 mg/l. Laaja-alaisemmin alusveden nousut ovat tasoa 5–10 mg/l (Kuva 69). Yli 2,5
mg/l pitoisuusnousuja ilmenisi Ärjänselällä pintaosassa 10 - 60 % ajasta, pohjanläheisissä kerroksissa 10–90 % ajasta (Kuva 70).
76
77
kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 10000 tn
78
6.2.3.3
Toukansalmi, märkä vuosi, alkuvuosien kuormitus (SO4=30000 tn, 4000 mg/l)
Märkänä vesivuotena sulfaattikuormituksella ollessa 30000 tn pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa Ärjänselällä sen pintaosassa keskimäärin 2–3 mg/l, pohjalla laskennalliset
pitoisuuden nousut tasoa 5–10 mg/l. Niskanselällä nousut ovat 2–3 mg/l. Kuvissa (Kuva
71 ja Kuva 72) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja
pohjakerroksessa. Laskentapisteiden sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32). Merkittävää
kerrostumista näissä pitoisuuksissa ei Niskanselällä näyttäisi tapahtuvan, vaan alusveden ja päällysveden pitoisuudet ovat lähellä toisiaan. Oulujokeen poistuvan veden sulfaattipitoisuus kasvaisi keskimäärin 3 mg/l.
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
30000
tn.
79
Purkualueen läheisessä kapea-alaisessa syvänteessä maksimipitoisuudet nousevat lähelle 100 mg/l. Laaja-alaisemmin alusveden nousut ovat tasoa 10–20 mg/l (Kuva 73). Yli
2,5 mg/l pitoisuuksien nousuja ilmenisi Ärjän- ja Niskanselällä noin 50–100 % ajasta
(Kuva 74).
80
81
6.2.3.4
Toukansalmi, märkä vuosi, loppuvuosien kuormitus (SO4=10000 tn, 2000 mg/l)
Märkänä vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 10000 tn/a pintaveden sulfaattipitoisuus kasvaa Ärjänselällä sen pintaosassa keskimäärin noin 1–2 mg/l, pohjalla laskennalliset pitoisuuden samaa luokkaa, aivan välitöntä purkualuetta lukuun ottamatta. Niskanselällä liikutaan tasossa 1 mg/l. Kuvissa (Kuva 75 ja Kuva 76) on esitetty sulfaattipitoisuuden ajallista että alueellista vaihtelua pinta- ja pohjakerroksessa. Laskentapisteiden
sijainti on esitetty kuvassa (Kuva 32).
82
laskentapisteissä
märkänä
vesivuotena
kuormituksen
ollessa
10000
tn.
83
Purkualueen läheisessä kapea-alaisessa syvänteessä maksimipitoisuudet tasoa 40–50
mg/l. Laaja-alaisemmin alusveden maksiminousut ovat tasoa 3–10 mg/l (Kuva 77). Niskanselällä pitoisuudet ovat 1 mg/l luokkaa. Yli 2,5 mg/l pitoisuuksien nousuja ilmenisi
vain purkualueen läheisyydessä päällysvedessä noin 20 % ajasta, alusvedessä 10–50 %
ajasta (Kuva 78).
84
85
86
6.3
Yhteenveto jätevesien kulkeutumisesta ja laimenemisesta eri laskentavaihtoehdoilla
Vesistömallilaskelmien perusteella Talvivaara Sotkamo Oy:n päästövesien korkeimmat
sulfaattipitoisuusnousut havaittiin Tenetin vaihtoehdossa (Vaihtoehto 1). Tikkalahden
vaihtoehdossa vaikutukset kohdistuvat lähinnä Nuasjärveen ja Rehjanselkään (Taulukko
8). Siirrettäessä purkupaikkaa alaspäin, vapautuvat yläpuoliset vesistönosat luonnollisesti jätevesien vaikutuksesta. Yleisesti voidaan sanoa, että laajemmasta perspektiivistä
tarkasteltuna Tenetti ja Tikkalahti ovat lähellä toisiaan, kun tarkastellaan asiaa esim.
Oulujärven ja siitä lähtevän veden laadun kannalta. Tikkalahden vaihtoehdossa kerrostuminen Nuasjärvessä on voimakkaampaa kuin Tenetin vaihtoehdossa huonomman alkulaimennuksen johdosta. Oulujärvestä poistuvan veden sulfaattipitoisuus vaihtelee 1–5
mg/l välillä, mutta Toukansalmen vaihtoehdossa myös Oulujärven alusvedessä esiintyy
kohtuullisen korkeita ainepitoisuuksia. Kerrostumista sulfaatin suhteen tapahtuu myös
Paltaselällä. Mitattavia sulfaattipitoisuuksien nousuja esiintyy myös Oulujoessa. Kuvassa (Kuva 79) on esitetty eri purkupaikkavaihtoehtojen sulfaattipitoisuuksien aikasarjoja
eri tulostuspisteissä kuivana vesivuotena sulfaattikuormituksen ollessa 10000 t. Taulukon (Taulukko 8) ja kuvan (Kuva 79) kuvaajia tarkasteltaessa on huomattava, että ne
kuvaavat vain aina yhden tietyn pisteen pitoisuuksia ja järvissä esiintyy isoja alueellisia
eroja.
Tuulettomina jaksoina ja talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen ovat virtausnopeudet Tikkalahdessa ja Toukansalmessa hyvin pieniä, jolloin jätevettä konsentroituu
voimakkaammin purkualueille niiden pohjan läheisiin vesikerroksiin. Tällöin purkualueella voidaan mitata muutaman sadan mg/l sulfaattipitoisuuksia eli samaa luokkaa kuin
viime vuosina on mitattu Jormasjärvestä (Kuva 23).
Talvivaara Sotkamo Oy:n jätevedet johdetaan nykyisellään osin Oulujoen ja osin Vuoksen vesistöalueelle. Kaivosalueen sijainnista johtuen (vedenjakajalla) vastaanottavat vesistöt ovat vesimääriltään pieniä jokia ja järviä. Päästövesien vaikutukset ovatkin konkretisoituneet kaivosalueen lähivesissä esimerkiksi lähijärvien, kuten Salminen, Kalliojärvi ja Kivijärvi suolaantumisena. Suolaantumisen seurauksena edellä mainittujen järvien alusveteen on konsentroitunut myös suuria määriä haitallisia aineita, kuten raskasmetalleja. Raskasmetallien kertyminen alusveteen konkretisoitui erityisesti marraskuun
2012 kipsisakka-altaan vuodon yhteydessä. Suolaantumisen johdosta järvien ominaispiirteet ovat myös muuttuneet, eikä järvissä ole enää viimeiseen kahteen vuoteen havaittu luonnontilaisille järville tyypillistä kevään ja syksyn täyskiertoa.
Päästövesien purkamisen lopettaminen nykyisille purkureiteille parantaisi luonnollisesti
lähijärvien tilannetta. Järvien palautuminen luonnontilaan vaatinee kuitenkin mitä todennäköisimmin aktiivisia kunnostustoimia kaivosyhtiön toimesta. Vertailun vuoksi
mainittakoon, että 30 000 t vuosikuormitus nostaa keskivirtaamatilanteessa Jormasjärveen tulevan veden sulfaattipitoisuutta noin 430 mg/l ja Laakajärveen tulevan veden
sulfaattipitoisuutta 950 mg/l, mikäli kuormitus jaettaisiin tasan Oulujoen ja Vuoksen vesistöalueiden kesken. 10 000 t/a kuormituksella vastaavat pitoisuusnousut olisivat luokkaa 140 mg/l ja 320 mg/l.
87
Taulukko 8. Yhteenveto sulfaattipitoisuuksien keskiarvoista ja maksimeista eri kuormitusvaihtoehdoilla alapuolisen vesistön osan tietyissä
laskentapisteissä. Havaintopaikat on esitetty kuvassa (Kuva 32). Taulukossa yli 10 mg/l tai sitä suurimmat keskiarvopitoisuudet ja 20 mg/l tai sitä
suuremmat maksimipitoisuudet on varjostettu.
Havaintopaikka/
kuormitus/
virtaamatilanne
Kuivavuosi
30 000 t
Tikkalansalmi 12000
Nuasjärvi 23
Rehjanselkä 135
Paltaselkä 138
Ärjänselkä 27
Niskaselkä 140
Jylhämä 12800
10 000 t
Tikkalansalmi 12000
Nuasjärvi 23
Rehjanselkä 135
Paltaselkä 138
Ärjänselkä 27
Niskaselkä 140
Jylhämä 12800
Sateinen vuosi
30 000 t
Tikkalansalmi 12000
Nuasjärvi 23
Rehjanselkä 135
Paltaselkä 138
Ärjänselkä 27
Niskaselkä 140
Jylhämä 12800
10 000 t
Tikkalansalmi 12000
Nuasjärvi 23
Rehjanselkä 135
Paltaselkä 138
Ärjänselkä 27
Niskaselkä 140
Jylhämä 12800
Purkupaikkavaihtoehto
Tikkalahti
Maksimi
Keskiarvo
Päällysvesi Alusvesi Päällysvesi Alusvesi
Tenetti
Maksimi
Päällysvesi Alusvesi
Keskiarvo
Päällysvesi Alusvesi
Toukansalmi
Maksimi
Keskiarvo
Päällysvesi Alusvesi Päällysvesi Alusvesi
55
21
17
8
5
4
3
186
30
19
14
5
4
3
10
15
14
4
4
3
3
65
19
15
9
4
3
3
0
28
17
7
5
4
3
0
52
23
15
6
4
3
0
15
13
4
4
3
3
0
32
14
9
4
3
3
0
0
0
3
7
5
5
0
0
0
4
10
5
5
0
0
0
0
6
5
4
0
0
0
1
6
5
4
16
7
6
3
2
2
2
63
9
7
5
2
2
2
3
5
5
2
2
1
1
20
6
5
3
2
1
1
0
8
6
3
2
2
2
0
15
7
5
2
2
2
0
5
5
2
2
1
1
0
9
5
3
2
1
1
0
0
0
1
2
2
2
0
0
0
1
2
2
2
0
0
0
0
2
2
2
0
0
0
0
2
2
2
20
12
10
8
3
3
3
103
20
12
9
4
3
3
2
8
7
2
3
2
2
28
9
7
5
3
2
2
0
15
11
9
3
3
3
0
34
13
10
4
3
3
0
7
7
2
3
2
2
0
17
7
5
3
2
2
0
0
0
0
4
4
3
0
0
0
0
6
4
3
0
0
0
0
3
3
3
0
0
0
0
3
3
3
5
5
4
3
1
1
1
33
6
4
3
1
1
1
1
3
2
1
1
1
1
9
3
2
1
1
1
1
0
5
4
3
1
1
1
0
10
4
3
1
1
1
0
3
2
1
1
1
1
0
4
2
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
2
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
88
Kuva 79. Nuasjärven, Rehjanselän ja Oulujärven laskennallisia sulfaattipitoiuden nousuja
pinta- ja pohjakerroksessa kuivana vesivuotena kuormituksen ollessa 10000 tn.
89
6.4
Mallinnuksen epävarmuustekijät ja arvio virhemarginaalista
Vesistömalli on yksinkertaistettu matemaattinen kuvaus vesien liikkeistä ja aineiden
kulkeutumisesta. Lähtökohtana on malliin syötetty vesistön morfometria, tunnetut luonnonvakiot ja yleiset virtausyhtälöt. Malli laskee annettujen lähtötietojen perusteella syntyvät virtauskentät ja suunnat, aineiden laimentumisen ja poistuman vedestä. Vesiluonnossa tapahtumat ovat paljon monimutkaisempia ja siellä tapahtuu prosesseja, joita mallissa ei ole huomioitu, kuten virtausten ja aallokon aiheuttamaa sedimentin resuspendaatiota, olosuhdemuutosten aiheuttamia kemiallisia prosesseja jne.
Kaivosalueelta vesistöön purkautuva kuormitus on arvioitu ajallisesti tasaiseksi, todellisuudessa tapahtuu mm. sadannasta johtuvia pitoisuuksien ja vesimäärien vaihteluita.
Arvion toteutumisen lähtöedellytyksenä luonnollisesti on, että toteutuneet lähtöpitoisuudet ja vesimäärät ovat laskennassa käytetyillä tasoilla.
Tulovesien määrät ja vesistön virtaamat ovat sadannan avulla laskettuja vesistömallimalliarvioita, joissa on huomioitu vedenkorkeuden vaihtelut, mutta päivittäiset virtaamat eivät välttämättä kaikilta osin vastaa todellisia virtaamia. Vesitaseessa on epätarkkuuksia ja on huomattava, että tarkalleen laskennassa käytettyjen vesivuosien kaltaisia
virtaamatilanteita ei vesistössä ilmene. Oulujoen vesistö on voimakkaasti säännöstelty,
joten sitä käytetään paljolti voimatalouden ehdoin, mikä heijastaa vesistön virtausoloihin sekä pitkällä että lyhyellä aikavälillä ja ne poikkeavat paljon luonnonvesien luontaisesta vaihtelusta. Tulosten tarkastelussa on huomioitava, että laskennassa on käytetty
tiettyjä hydrologisia oloja, joten hydrologisten olojen merkittävästi poiketessa ko. jakson oloista myös pitoisuudet muuttuvat.
Vesistömallista poimittujen 51 vuoden (1962 – 2013) virtaamien perusteella aineistosta
valittiin kuivaksi vuodeksi vuosi 2003 ja märäksi vuodeksi vuosi 2012. Hydrologisessa
mielessä tarkasteluaika on suhteellisen lyhyt, mutta toisaalta säännöstelykäytäntöjen
muutos on pienentänyt ainakin jossain määrin vesistön virtaamien vaihtelua. Vaikka vesistössä voi esiintyä selvästi märempiä ja kuivempia vuosia, valitut vuodet antavat hyvän kuvan selvitysalueen virtausoloista ja niiden vaihtelusta.
Virhemarginaalia arvioitaessa merkittävä seikka on sulfaatin poistuman arviointi. Tässä
arviossa käytettiin kalibroinneissa saatua tulosta, puoliintumisaika 600 vrk. Poistuma
riippuu lineaarisesti pitoisuudesta ja viipymästä eikä se huomioi esim. olosuhteissa tapahtuvia muutoksia. Sulfaatin osalta hajoamisvakion merkittävyyttä voidaan kuvata taulukon (Taulukko 9) laskelmalla, missä Kajaanin kohdalla kuivana vesivuotena toteutunut poistuma on 19 % ja vetisenä vuotena 12 %. Mikäli poistumaa ei tapahtuisi ollenkaan, nousisi sulfaattipitoisuus Kajaanin kohdalla tasolta 13,4 mg/l tasolle 16,5 mg/l.
Vetisenä vuotena, viipymän ollessa lyhyempi, ero on noin 1 mg/l. Oulujärvi kasvattaa
vesien viipymää, jolloin poistuman merkitys kasvaa. Suurimmillaan hajoamisvakion aiheuttama ero (58 %) on kuivana vesivuotena. Tällöin hajoamisvakiota hyödyntäen sulfaatin sekoittumispitoisuus on Kajaanin kohdalla 3 mg/l ja ilman vakiota 7,1 mg/l.
Taulukko 9. Hajoamisvakion vaikutus vesistömallin laskentatuloksiin.
Paikka
Kajaani
Vaala
Kuiva vuosi
MQ m3/s Sekoituspitoisuus Mallin laskema
mg/l , poistuma 0 pitoisuus mg/l
57,5
16,54
13,36
134,1
7,09
2,98
Ero
19 %
58 %
Vetinen vuosi
MQ m3/s Sekoituspitoisuus Mallin laskema
mg/l , poistuma 0 pitoisuus mg/l
124,3
7,65
6,71
329,3
2,89
2,30
Ero
12 %
20 %
Edellä esitetyn perusteella voidaan arvioida, että keskiarvotuloksissa virhemarginaali on
luokkaa 10–20 %. Mallin laskenta perustuu sulfaatin kulkeutumiseen ja laimenemiseen
ja sitä poistuu vain sedimentaation myötä esim. järvisyvänteissä (sulfaatti voi olosuhteiden salliessa saostua metallisulfideina), jolloin esimerkiksi alusveteen kerrostuneet aiCopyright © Pöyry Finland Oy
90
nemäärät pyörähtävät koko vesimassaan kerrostumisen purkautuessa nostaen vesimassan pitoisuuksia. Sen sijaan kerrostumisen voimakkuuden ja keston laskenta ja arviointi
on vaikeampaa ja siinä virhemarginaalit ovat suurempia, esimerkiksi pitoisuustasojen
jakaumat alusveden eri kerroksissa. Kuitenkin laskentojen ja Jormasjärven havaintojen
perusteella voidaan kohtuullisen luotettavasti arvioida, että pysyvää kerrostumista purkualueilla ei tapahdu, sillä tiheyserot vesistössä eivät kasva riittävän suuriksi. Sen sijaan
kevättalvista ja keskikesän kerrostumista tulee tapahtumaan, jolloin sulfaattipitoisuudet
nousevat hetkellisesti alusvedessä pohjan lähellä satoihin milligrammoihin litrassa.
Epävarmuustekijöistä huolimatta laskenta kuvaa aineiden keskimääräistä kulkeutumista
ja leviämistä vesistössä eri kuormitustilanteissa ja se kuvaa kuormitusmuutosten vaikutusta samankaltaisissa hydrologisissa oloissa ja antaa hyvän pohjan tulosten perusteella
arvioida muutoksia vesiluonnossa. Mallitulosten tulkinnassa on aina muistettava, että
yksittäisiin laskentatuloksiin ei tule panna liikaa painoarvoa, vaan mallinnus kokonaisuutena auttaa johtopäätösten teossa. Tarkastelussa onkin pääpaino kiinnitettävä laskennallisten pitoisuustasojen keskimääräisiin muutoksiin vesistön eri osissa ja eri kuormitustilanteissa.
91
7
VESISTÖJEN NYKYTILA JA KÄYTTÖ
7.1
Purkupaikkavaihtoehtoalueiden yhdyskuntarakenne
Kuvassa (Kuva 80) on esitetty yhdyskuntarakenteen seurantajärjestelmän (YKR) mukainen asutusrakenne vuonna 2010. Aluejaossa rajaus on tehty 250 m x 250 m ruudukkokoolla paikkatietomenetelmiä hyödyntäen. Yhdistelyperusteina ovat mm. rakennustehokkuus, rakennusten käyttötarkoitus ja väestömäärä. Aluejakoja, jotka kuvaavat taajamia ja asutusrakennetta, on tehty vuodesta 1980 lähtien viiden vuoden välein (Ympäristöhallinnon Oiva-palvelu 8.11.2011).
Tenetin eteläpuolinen alue on taajama-aluetta ja pohjoinen Naapurivaaran puoli maaseutua. Tikkalahden rannat ovat maaseutua. Toukansalmen länsiranta on asutuksen puolesta
maaseutua, Toukansaari on asumaton (Kuva 80).
7.1.1
Yhdyskuntarakenteen seurantajärjestelmän (YKR) käsitteiden määritelmät
Taajaman määritelmä
Taaja-asutuksella tarkoitetaan vähintään 200 asukkaan taajaan rakennettua aluetta. Rajaus perustuu 250 x 250m ruudukkoon, jossa huomioidaan asukasluvun lisäksi, rakennusten lukumäärä, kerrosala ja keskittyneisyys. Rajaus on sekä ajallisesti että alueellisesti vertailukelpoinen. Rajaus on hieman tiukempi kuin yleinen pohjoismainen taajamarajaus (vähintään 200 asukasta ja rakennusten välinen etäisyys alle 200m) (Ympäristöhallinnon Oiva-palvelu 8.11.2011).
Kylämäisen asutuksen määritelmä
Kylämäistä yhdyskuntarakennetta kuvaavan aluejaon tavoitteena on esittää taajamien
ulkopuolisen haja-asutusalueen rakennus- ja asutustihentymät, jotka perustuvat vakituiseen asutukseen. Kylät on jaettu kahteen luokkaan, 20–39 asukkaan pienkyliin sekä yli
39 asukkaan kyliin (Ympäristöhallinnon Oiva-palvelu 8.11.2011).
Harva maaseutuasutus
YKR-maaseutuasutukseen kuuluvat ne alueet, jotka eivät kuulu taajamiin, kyliin eivätkä
pienkyliin, mutta joissa on vähintään yksi asuttu rakennus (=väestöä) kilometrin säteellä
(Ympäristöhallinnon Oiva-palvelu 8.11.2011). Toisin sanoen yksi asuttu rakennus aiheuttaa halkaisijaltaan 2250 m olevan maaseutuasutusympyrän kartalle (poislukien 100
%:set vesialueruudut).
92
Kuva 80. Purkupaikkavaihtoehtojen YKR:n mukainen yhdyskuntarakenne vuonna 2010.
Yksittäinen
asuinrakennus
aiheuttaa
2250
m
halkaisiltaan
olevan
maaseutuasutusympyrän. Maaseutuasutus on esitetty kuvassa sinisellä, pienkylät (20-39
asukasta) oranssilla, kylät (yli 39 asukasta) vihreällä ja taajamat ruskealla.
Purkupaikkavaihtoehtojen likimääräiset sijainnit on merkitty nuolilla (Ympäristöhallinnon
Oiva-palvelu 15.3.2014).
7.2
Sotkamon reitin Tenetin virta sijaitsee Oulujoen vesistöalueen Nuasjärven lähialueella
(59.811). Tenetin virta laskee Mujehoulunjoen kautta Nuasjärveen. Sotkamon reitin valuma-alueen pinta-ala on purkupaikalla luokkaa 6675 km2 ja järvisyys luokkaa 11,2 %.
Nuasjärven säännöstelykorkeus on luokkaa 2,3 m. Purkualue sijaitsee linnuntietä noin
20 km etäisyydellä Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivosalueelta. Tenetin virran keskialivirtaama (MNQ) on noin 13,3 m3/s.
7.2.1
Kuormitus
Tenetin alapuolisen Sotkamon reitin kuormitus koostuu pääosin ravinnekuormituksesta,
joka on peräisin luonnonhuuhtouman lisäksi hajakuormituslähteistä, kuten Kuhmon ja
Sotkamon taajamista ja valuma-alueen maa- ja metsätaloudesta sekä pistekuormituslähteistä, kuten Sotkamon ja Kuhmon jätevedenpuhdistamoilta, reitin kalankasvatuslaitoksilta, teollisuuslaitoksilta, kuten Kuhmon Lämpö Oy sekä Kuhmon ja Sotkamon kaatopaikoilta. Merkittävää kaivannaisteollisuuden aiheuttamaa pistekuormitusta Tenetin virran yläpuoliselle reitille ei kohdistu.
7.2.2
Vedenlaatu ja alueen nykytila
Tenetin virran yläpuolinen Pirttijärvi-Kaitainjärvi (59.821.1.001) pinta-ala on 12767
km2, joten sitä voidaan pitää keskikokoisena järvenä. Järvi luokitellaan hyvin lyhytviipymäiseksi järveksi (Lv). Lyhyestä viipymästä johtuen Pirttijärvi ei näin juuri puskuroi
alapuolisen valuma-alueen kuormitusta Tenetin virtaan. Pirttijärven ekologinen ja kemiallinen tila on arvioitu hyväksi (Oulujoen – Iijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuoteen 2015, 2009). Vesienhoitosuunnitelmassa asetettu tavoitetila on näin Pirttijärven osalta jo saavutettu.
93
Sotkamon reitin vedenlaatua on tarkkailtu purkupaikan läheisyydestä kolmesta eri tarkkailupisteestä (Tenetti 2, 3 ja 10). Tarkkailutietoa on saatavilla taulukon (Taulukko 10)
mukaisesti.
Taulukko 10. Tenetin vedenlaadun tarkkailupisteet ympäristöhallinnon
järjestelmästä. Aineistot on kerätty Tenetinvirran pintakerroksesta 0-1 m.
Oiva-
Tarkkailupiste
Vuodet
n
Sijainti (YKJ)
Tenetti 2
1975–1982
15
7117220, 3565060
Tenetti 3
1975–1986
22
7117460, 3564360
Tenetti 10
1983–2013
40
7117770, 3562620
Tenetin virran vedenlaatua on tarkasteltu tässä raportissa pisteen (Tenetti 10) vedenlaatutietojen perusteella (Kuva 81). Valittu piste sijaitsee lähimpänä suunniteltua uutta
purkupistettä. Lisäksi pisteestä on saatavilla vedenlaatuaineistoa pitkältä aikaväliltä
(Taulukko 10).
Kuva 81. Talvivaara Sotkamo Oy:n prosessi- ja aluevesien purkuputken sijainti
(vaihtoehto 1) sekä lähimmät vedenlaadun tarkkailupisteet (OIVA-järjestelmä).
94
Fysikaalis-kemiallinen laatu
Tenetin virran sähkönjohtavuus on tarkkailutietojen perusteella vaihdellut välillä 2,4–
2,9 mS/m, ollen luonnonvesille tyypillisellä alhaisella tasolla. Alhainen sähkönjohtavuus viittaa alhaisiin ionipitoisuuksiin, kuten sulfaatti- ja kloridipitoisuuksiin Tenetin
virrassa. Tenetin virran pH on vaihdellut lievästi happamalla tasolla välillä 6,1–6,7 ja
happitilanne on ollut keskimäärin hyvä. Vesistön ekologista tilaa voidaan tarkastella
vertaamalla päällysveden keskimääräisiä kokonaisravinnepitoisuuksia kunkin pintavesityypin ekologisen tilan luokkarajoihin (Aroviita ym. 2012). Tenetin virta kuuluu
keskisuuriin kangasmaiden jokiin.
Tenetin virran kokonaistyppipitoisuus on vaihdellut välillä 176–500 µg/l, ollen keskimäärin 366 µg/l (n=40) kaikki tarkkailuajanjakson määritystulokset huomioiden. Kokonaisfosforipitoisuus oli vastaavasti keskimäärin 16,9 µg/l (n=40) kaikki tarkkailujakson
määritystulokset huomioiden. Sekä keskimääräinen kokonaistyppi- että -fosforipitoisuus
viittaavat edellä esitetysti hyvään tilaan. Ravinteiden epäorgaanisista fraktioista ammoniumtyppipitoisuus on ollut tarkkailutulosten perusteella keskimäärin 22,7 µg/l (n=29),
nitraatti-nitriittityppipitoisuus 4,8 µg/l (n=27) ja fosfaattifosforipitoisuus 3,1 µg/l
(n=36). Tenetin virran happitilanne on tarkkailutulosten perusteella vaihdellut hyvästä
erinomaiseen. Kiintoainepitoisuus (GF/C suodatus) on vastaavasti vaihdellut jokivedessä välillä 0,5–2,5 mg/l. Kemiallinen hapenkulutus on vastaavasti ollut keskimäärin 11,3
mg/l (n=19). Tarkkailutulosten valossa Tenetin virran vedenlaatu onkin näin hyvä. Metallipitoisuuksia Tenetin virrasta ei ollut määritetty.
Vesiekologinen tila
Ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisterissä ei ollut saatavilla kasviplanktontutkimusten näytetietoja Tenetistä. Kainuun ELY-keskus on ottanut kasviplanktonnäytteitä kesällä 2002 Tenetin yläpuolisen Pirttijärven itäosasta noin kuuden kilometrin päästä
suunnitellulta purkupaikalta, mutta näiden näytteiden laskentatietoja ei ole lisätty kasviplanktonrekisteriin (ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisteri 17.3.2014). Piilevätutkimusten näytetiedoista ei ole olemassa yhteistä ympäristöhallinnon ylläpitämää rekisteriä, eikä tiedossa ole, että Tenetin alueelta olisi tehty piilevätutkimuksia.
Tenettin alueelta ei ole myöskään saatavissa pohjaeläintutkimustietoja ympäristöhallinnon ylläpitämästä Pohje-rekisteristä. Aluetta lähimmät pohjaeläintutkimustulokset löytyvät vasta Nuasjärven pääaltaalta Jormaslahden edustalta (Pohje-rekisteri 2014). Tästä
syystä Tenetin virran nykyistä ekologista tilaa ei voida arvioida pohjaeläimistön perusteella.
7.2.3
Kaavoitustilanne
Tenetin purkuputken paikka on asemakaavoitettua. Asemakaavassa purkuputki sijoittuu
vesialueelle (sininen: W). Tenetin eteläpuoli on pientalovaltaista aluetta (ruskea alue:
AP, AO), lisäksi lähistöllä on puisto (vihreä: VL), ulkoilureitti/kevyen liikenteenväylä
ja maatilakeskus peltoineen (ruskea: AM ja vaaleanvihreä: M-1). Maantie/rautatiesillan
itäpuolella on teollisuusalue (harmaa: T), satama (valkoinen: LV) ja energiatuotannon
alue (magenta: EN) (Kuva 82).
95
Kuva 82. Ote Sotkamon kaavayhdistelmästä 15.5.2013 (www.sotkamo.fi).
Tenetin pohjoispuolella on voimassa Pirttijärvi-Kaitainjärven yleiskaava (Kuva 83).
Yleiskaavassa Purkuputken pohjoispuolinen ranta on maa- ja metsätalousvaltaista aluetta, jolla on erityisiä ympäristöarvoja (MY). MY-alueen jälkeen rannassa on lomaasutusta (RA), maa- ja metsätalousvaltaista aluetta (M), veneranta/yhteisalue (LV-1) sekä yksi erillispientalojen alue (AO). Sotkamon kaavoituskatsauksen mukaan (Sotkamo
2014) MY-alueella on käynnistynyt Aatelinrannan ranta-asemakaavan laadinta
4.10.2013 (Kuva 84), jossa nykyisen RA-alueen kohdalle on tarkoitus osoittaa matkailua palvelevien rakennusten korttelialue (RM), jolle on kaavaehdotuksessa osoitettu 590
k-m2 rakennusoikeutta.
96
Kuva 83. Ote voimassa olevasta Pirttijärvi-Kaitainjärvi yleiskaavasta (ei mittakaavassa).
Purkuputkenpään sijaintialue on merkitty punaisella ympyrällä (www.sotkamo.fi).
Kuva 84. Aatelinrannan ranta-asemakaavaehdotus (www.sotkamo.fi).
97
Kainuun maakuntakaava 2020:ssa (Kuva 85) Tenettiin on osoitettu seudullisesti/maakunnallisesti merkitystä omaava veneväylä. Alue on osa matkailun vetovoimaaluetta (-mv) sekä kaupunkikehittämisen kohdealuetta (-kk), joista jälkimmäiselle on
annettu seuraava suunnittelumääräys: Aluetta kehitetään maakuntakeskuksena. Aluetta
tulee kehittää valtakunnallisesti vetovoimaiseksi, yhdyskuntarakenteeltaan ja kaupunkikuvaltaan korkeatasoiseksi osaamisen, yritystoiminnan, kaupallisten palvelujen sekä
matkailuja vapaa-aikapalvelujen alueeksi. Alueen kehittämisessä tulee kiinnittää erityistä huomiota kevyen liikenteen ja joukkoliikenteen edistämiseen. Vesiliikennettä varten tulee varata riittävästi laituri- ja rantautumispaikkoja. Tenetti rajautuu pohjoisrannaltaan Naapurivaaran maiseman kannalta valtakunnallisesti tai maakunnallisesti arvokkaaseen alueeseen.
Kuva 85. Ote Kainuun maakuntakaava 2020:sta (ei mittakaavassa).
7.2.4
Vesistön käyttö
Oulujoen vesistössä Kainuun suurimmat reittivesistöt on muutettu palvelemaan energiantuotantoa patoamalla järviä ja jokia säännöstelyaltaiksi sekä säätelemällä virtaamia ja
vedenkorkeuksia. Kainuun puolella Oulujoen vesistössä on 11 merkittävää vesivoimalaitosta. Säännöstelyaltaina käytetään Oulujärveä ja pääosaa siihen laskevien Hyrynsalmen ja Sotkamon reittien suurista järvistä. Lentuaa ja Lammasjärveä lukuun ottamatta
kaikkia Oulujoen vesistön suurimpia järviä säännöstellään.
7.2.4.1
Kalastus
Tenetillä vapakalastusta harjoittavia kalastajia on muutamia kymmeniä (Kainuun kalatalouskeskus, suull. tied.). Vapakalastus on vetouistelua sekä vapakalastusta rannalta. Seisovia pyydyksiä ei Tenetillä juuri ole. Kalastus keskittyy kuhan pyyntiin, jonka sivusaaliina saadaan myös haukea ja ahventa.
Tenetin alapuolisella Nuasjärvellä kalasti v. 2010 noin 650 kalastajaa (Pöyry Finland Oy
2011). Kalastus oli pääasiassa verkko- ja katiskakalastusta sekä vetouistelua. Verkkoka-
98
lastajat kalastivat keskimäärin noin kuukauden ajan vuodessa ja viehekalastajat 16 kertaa kesän aikana. Kokonaissaalis oli 54,7 t, josta kuhaa oli 46 %, haukea 20 % ja ahventa 16 %. Muikkukanta on ollut Nuasjärvellä heikko jo useita vuosia, ja sen osuus kokonaissaaliista oli alle 1 %. Siika- ja taimenkannat ovat Nuasjärvellä myös heikkoja, ja
niiden molempien osuus oli alle 2 % kokonaissaaliista. Muita merkittäviä saalislajeja
olivat made, lahna ja särki. Keskimääräinen saalis oli 84 kg kalastajaa kohden. Kalastajien mukaan kalastusta eniten haittaavia tekijöitä olivat Nuasjärvellä vesistön säännöstely ja pyydysten likaantuminen.
Kuhakannat ovat vahvistuneet 2000-luvulla Oulujärvellä ja sen yläpuolisilla reiteillä.
Nuasjärvellä toimii tällä hetkellä ainakin 2 ammattikalastajaa, jotka ovat keskittyneet
kuhan verkkopyyntiin.
7.2.4.2
Muu käyttö
Vuokatin loma- ja vapaa-ajankeskittymässä järjestetään sulan veden aikaan monenlaisia
ohjelmapalvelutoimintoja, joissa hyödynnetään ympäröivää vesistöä. Esimerkiksi RIBveneellä (RIB = rigid inflatable boat, maksiminopeus 100 km/h, 1–12 matkustajaa) tehdään sekä lyhyitä tunnin ”testikierroksia”, joilla käydään Napiksen lomakylässä sekä
Sotkamon keskustasta Tenetin kapeikon kautta Nuasjärvelle ja Katinkultaan. Illanviettoreitti vie Hiekkahovin satamasta Sotkamoon ja pisin venesafari Katinkullasta tai Sotkamon satamasta Kajaaniin saakka. Rannankylässä Naapurivaaran lomakylässä on saatavilla matkailupalveluita (www.vuokatti.fi 27.3.2014, Kainuun retkeilykartta 27.3.2014).
Tenetin kautta kulkee seudullisesti/maakunnallisesti merkittävä veneväylä. Alueella voi
harrastaa omatoimisesti veneilyä ja melontaa. Kaarreniemen kärjessä on laavu ja Rannankylässä lintutorni. Kaarreniemessä sijaitsee myös golfkenttä ja taimisto (Kainuun
retkeilykartta 27.3.2014).
7.3
Nuasjärvi (Rehja-Nuasjärvi) on Sotkamon reittivesistöön kuuluva järvi Kainuun maakunnassa (59.811.1.001). Järvi on reilun kilometrin levyisen salmen kautta yhteydessä
Rehjaan eli Rehjanselkään. Yhdessä kaksikon kokonaispinta-ala on 96,4 km2, minkä
johdosta järvi luokitellaankin keskikokoiseksi järveksi. Järvi tunnetaan yhdessä samassa
tasossa olevien Iso-Kiimasen, Pirttijärvi-Kaitainjärven, Sapsojärvien sekä Kiantajärven
kanssa Sotkamonjärvinä. Nuasjärven valuma-alueen pinta-ala on järven luusuassa 7475
km² ja järvisyys 11,7 %. Nuasjärvi-Rehjanselän keskisyvyys on 8,5 m ja suurin syvyys
42 m. Saaria ei ole kovin runsaasti, suurin on Rehjansaari (30 ha).
Nuasjärven säännöstelyluvassa vuodelta 1960 yläraja on Rehjanselän asteikkolukemana
NN+138,00 m ja alaraja NN+135,70 m. Nuasjärven vedenkorkeutta mitattiin vuosina
1896–1998 järven itäpäässä sijainneella asteikolla, Rehjanselällä mittaukset aloitettiin
1956 ja ne jatkuvat edelleen. Keskivedenkorkeus on koko mittausjakson aikana ollut
NN+ 137,33 m. Keskimääräinen vuotuinen vedenkorkeusvaihtelu oli ennen säännöstelyä noin 130 cm ja säännöstelykaudella noin 170 cm. Ylin vedenkorkeus on ollut NN+
139,11 m (kesäkuussa 1899) ja alin NN+ 135,66 m (huhtikuussa 1976), joten äärivaihtelu on ollut 345 cm (Järviwiki).
Nuasjärven lähtövirtaamia on seurattu vuodesta 1891 lähtien. Keskivirtaama on ollut 88
m3/s, keskiylivirtaama 230 m3/s ja keskialivirtaama 23 m3/s. Äärivirtaamat ovat olleet
534 m3/s (kesäkuussa 1899) ja 0,0 m3/s (noin kymmenenä vuotena).
99
7.3.1
Kuormitus
Nuasjärveen on kohdistunut kaivosvesikuormitusta Mondo Minerals B. V. Branch Finlandin Sotkamon Lahnaslammen kaivokselta sekä Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivokselta. Lahnaslammen kaivoksella louhitaan talkkimalmia, joka rikastetaan ja jalostetaan
lopputuotteiksi kaivoksen yhteydessä olevalla rikastamolla ja tehtaalla. Talkkirikasteen
lisäksi rikastusprosessi tuottaa nikkelirikastetta sekä magnesiittipitoista rikastushiekkaa.
Rikastushiekka ja louhittava sivukivi läjitetään kaivoksen alueelle. Kaivostoiminta kaivoksella on alkanut vuonna 1968. Kaivosalueen vedet puretaan lopulta Nuasjärven Jormaslahteen.
Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivoksella louhitaan nikkelisulfidimalmia, joka rikastetaan
kaivoksen yhteydessä biokasaliuotuksella. Bioliuotuksessa malmin sisältämät metallisulfidit hapetetaan mikrobiologisesti liukoisiksi metalleiksi. Metallien talteenotossa nikkeli, kupari, sinkki ja koboltti saostetaan liuotuskasoilta saatavasta liuoksesta pelkistämällä ne jälleen metallisulfideiksi, jotka toimitetaan myyntiin. Talvivaaran kaivoksen
rakentaminen aloitettiin keväällä 2007. Rakentamistyöt olivat käynnissä koko vuoden
2008 ja samanaikaisesti käynnisteltiin myös tuotantoa, lähinnä louhintaa ja bioliuotusta.
Talvivaara Sotkamo Oy:n purkuvedet johdetaan nykyisellään sekä Oulujoen että Vuoksen vesistöalueelle. Oulujoen suuntaan purkureitti on Salmisesta eteenpäin lopulta aina
Nuasjärven Jormaslahteen saakka. Ravinne- sekä orgaanista kuormitusta järveen kohdistuu lähinnä maa- ja metsätaloudesta.
7.3.2
Nuasjärvi on tyypitelty suureksi humusjärveksi (Sh). Nuasjärven ekologinen ja kemiallinen tila on hyvä, joten sen tilatavoite on saavutettu. Nuasjärven vedenlaatua on tarkkailtu ympäristöhallinnon toimesta useammastakin näytepisteestä, joista suuri osa sijoittuu Tikkalahden länsipuolella sijaitsevan Jormaslahteen (Kuva 86). Nuasjärven vedenlaatua on tarkasteltu tässä raportissa pisteiden (Nuasjärvi 16 sekä Nuasjärvi 23) vedenlaatutietojen perusteella. Pisteistä jälkimmäinen sijoittuu Nuasjärven eteläosan syvänteeseen, joka on ollut tarkkailupisteenä (FM12) myös Talvivaara Sotkamo Oy:n pintavesitarkkailussa. Näytteenottopaikka (FM12) sijaitsee noin kolme kilometriä Talvivaaran käsiteltyjen jätevesien suunnitellulta purkupaikalta luoteeseen. Tarkkailutietoa edellä mainituilta tarkkailupisteiltä on saatavilla seuraavasti (Taulukko 11).
Taulukko 11. Nuasjärven vedenlaadun tarkkailupisteet ympäristöhallinnon
järjestelmästä sekä Talvivaara Sotkamo Oy:n ympäristötarkkailutiedoista.
Oiva-
Tarkkailupiste
Syvyys [m]
Vuodet
n
Sijainti (YKJ)
Nuasjärvi 16
1
1967–2012
99
7117850, 3552340
Nuasjärvi 16
3–5
1967–2012
78
7117850, 3552340
Nuasjärvi 23
1
1979–2013
121
7117850, 3552340
Nuasjärvi 23
22–25
1979–2013
101
7117850, 3552340
FM12
1
2008–2013
37
7117850, 3552340
FM12
22–25
2008–2013
37
7117850, 3552340
100
Fysikaalis-kemiallinen tila
Nuasjärven Jokiniemen pohjoispuolella sijaitsevan tarkkailupisteen (Nuasjärvi 16) päällysveden (1 m) happitilanne on ollut tarkkailutulosten perusteella keskimäärin hyvä.
Päällysveden pH on vaihdellut välillä 5,5–7,4, ollen alimmillaan 30. maaliskuuta 1982.
Kokonaiskovuudeltaan päällysvesi on ollut keskimäärin erittäin pehmeää. Päällysveden
sähkönjohtavuus on vaihdellut 2,0–4,6 mS/m, ollen luonnonvesille tyypillisellä alhaisella tasolla. Tarkkailupisteen sulfaattipitoisuuksia on tarkkailtu vuodesta 2009 lähtien ja
keskimääräinen sulfaattipitoisuus on ollut päällysvedessä 4,9 mg/l (n = 14). Päällysveden kokonaistyppipitoisuus on ollut keskimäärin 400 µg/l (n=95) ja kokonaisfosforipitoisuus vastaavasti keskimäärin 16,6 µg/l (n=95). Näistä keskimääräinen typpipitoisuus
viittaa erinomaiseen ja keskimääräinen fosforipitoisuus hyvään tilaan. Päällysveden
kemiallinen hapenkulutus oli keskimäärin 11,6 mg/l (n=93). Keskimääräisen alkaliniteetin (0,11 mmol/l, n=41) perusteella päällysveden puskurikyky ulkoista happamuutta
vastaan on hyvä.
101
Jokiniemen pohjoispuolisen tarkkailupisteen arseenipitoisuuksia (ICP-MS) on tarkkailtu
säännöllisesti vuodesta 2001 lähtien. Arseenipitoisuus on vaihdellut päällysvedessä välillä 0,2–0,4 µg/l. Päällysveden nikkelipitoisuutta on seurattu vuodesta 1976 lähtien eri
menetelmin ja näytekäsittelyin. Vuodesta 2008 lähtien päällysveden nikkelipitoisuus on
määritetty ICP-MS:lla happohajottamattomasta näytteestä. Päällysveden keskimääräinen nikkelipitoisuus on vuodesta 2008 lähtien ollut 3,0 µg/l (n=17). Nikkelipitoisuus on
kuitenkin vaihdellut välillä 0,5–11,4 µg/l.
Jokiniemen pohjoispuolella sijaitsevan tarkkailupisteen (Nuasjärvi 16) alusveden (3–5
m) happitilanne on vaihdellut huonosta hyvään ollen keskimäärin hyvä. Alusveden pH
on vaihdellut lievästi happaman ja neutraalin välillä. Kokonaiskovuudeltaan alusvesi on
ollut päällysveden tavoin erittäin pehmeää. Alusveden sähkönjohtavuus on vaihdellut
välillä 2,2–10,5 mS/m ja sulfaattipitoisuus on ollut keskimäärin 8,7 mg/l (n=13). Alusveden kokonaistyppipitoisuus on ollut keskimäärin 391 µg/l (n=76) ja kokonaisfosforipitoisuus 15,3 µg/l (n=75). Alusveden nikkelipitoisuus on vaihdellut vuodesta 2008 alkaen välillä 1,7–12,8 µg/l. Alusveden kemiallinen hapenkulutus on ollut vastaavasti
keskimäärin 11,7 mg/l (n=76).
Nuasjärven Lamposaaren pohjoispuolella sijaitsevan syvänteen (FM12) vedenlaatua on
tarkkailtu vuodesta 2008 alkaen Talvivaara Sotkamo Oy:n ympäristötarkkailun yhteydessä. Syvänteen vedenlaatua on tarkkailtu myös Mondo Minerals B. V. Branch Finlandin ympäristötarkkailun sekä ympäristöhallinnon oman tarkkailun yhteydessä (Nuasjärvi 23). Syvänteen päällysveden (1 m) happitilanne on vaihdellut välttävästä erinomaiseen ollen keskimäärin hyvä. Päällysveden pH on vaihdellut lievästi happaman ja neutraalin välillä. Talvivaara Sotkamo Oy:n tarkkailutulosten perusteella päällysveden kokonaisfosforipitoisuus on ollut keskimäärin 14,6 µg/l (n=37) ja kokonaistyppipitoisuus
395 µg/l (n=37). Näistä molemmat viittaavat erinomaiseen tilaan. Päällysveden sähkönjohtavuus on ollut keskimäärin 3,0 mS/m (n=37) ja sulfaattipitoisuus 4,0 mg/l (n=34),
ollen likimain alueen vesille tyypillisellä luontaisella tasolla. Päällysveden nikkelipitoisuus on myös ollut tarkkailutulosten perusteella alhainen liukoisen nikkelipitoisuuden
jäädessä korkeimmillaan tasolle 2,7 µg/l. Myös päällysveden kadmiumpitoisuudet ovat
olleet sille asetettua ympäristölaatunormia (0,1 µg/l) alhaisemmalla tasolla. Kokonaiskovuudeltaan päällysvesi on ollut tarkkailutulosten perusteella erittäin pehmeää.
Syvänteen (FM12, Nuasjärvi 23) alusveden (22–25 m) happitilanne on vaihdellut Talvivaara Sotkamo Oy:n tarkkailutulosten perusteella huonosta erinomaiseen ollen keskimäärin välttävä. Alusveden sähkönjohtavuus on ollut keskimäärin 12,3 mS/m (n=37) ja
sulfaattipitoisuus 35,6 mg/l (n=34). Alusveden sulfaattipitoisuus on ollut korkeimmillaan (190 mg/l) maalis-huhtikuussa 2009, eli ennen Talvivaara Sotkamo Oy:n päästöjä.
Ympäristöhallinnon tarkkailutulosten perusteella alusveden sulfaattipitoisuus on ollut
keskimäärin 36,2 µg/l (n=32). Alusveden kokonaisfosforipitoisuus on Talvivaara Sotkamo Oy:n tarkkailutulosten perusteella ollut keskimäärin 17,7 µg/l (n=37) ja kokonaistyppipitoisuus 487 µg/l (n=37). Alusveden nikkelipitoisuus on aika-ajoin ollut koholla,
ollen korkeimmillaan (33,6 µg/l) maaliskuussa 2009. Vuoden 2013 tarkkailutuloksissa
alusveden liukoisen nikkelin pitoisuus on kuitenkin vaihdellut loppuvuodesta välillä
1,2–2,9 µg/l. Tarkkailutulosten perusteella syvänteen alusveden sulfaattipitoisuuksissa
ei ole tapahtunut merkittävää muutosta viimeisen neljän vuoden aikana (Kuva 87). Syvänteen vedenlaadussa on myös havaittavissa järville luontaista syklisyyttä, mikä on
nähtävissä päällys- ja alusveden sekoittumisena kevään ja syksyn täyskiertojen yhteydessä.
102
SO4
mg/l
päällysvesi
Nuasjärvi 23
alusvesi
1.7.13
1.1.13
1.7.12
1.1.12
1.7.11
1.1.11
1.7.10
1.1.10
1.7.09
1.1.09
1.7.08
1.1.08
1.7.07
1.1.07
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Kuva 87. Nuasjärven Lamposaaren pohjoispuolella sijaistsevan syvänteen päällys- ja
alusveden sulfaattipitoisuuden vaihtelu vuosina 2008–2013.
Vesiekologinen tila
Nuasjärven kasviplanktonyhteisön tilaa tutkittiin vedenlaadun näytteenottopaikalta
Nuasjärvi 23 (FM12) vuosina 2009 (Pöyry Finland Oy 2010) ja 2013 Mondo Minerals
B.V.:n Sotkamon kaivoksen ja tehtaan tarkkailuun liittyen. Kasviplanktonnäytteet otettiin myös kesällä 2013, mutta tutkimuksen tulokset valmistuvat vasta huhtikuussa 2014.
Ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisterissä ei ole saatavilla muiden Nuasjärven alueelta otettujen näytteiden tietoja (ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisteri 17.3.2014).
Kesällä 2009 Nuasjärven kasviplanktonnäytteiden (n=3) keskimääräinen biomassamäärä oli lievästi reheville vesille tyypillistä tasoa. Keskimääräisen biomassamäärän perusteella määritettynä näytteenottopaikan ekologinen tila oli tyydyttävä. Ympäristöhallinto
on määritellyt Nuasjärven ekologisen tilan hyväksi eli kasviplanktontutkimuksen tulos
viittasi hieman huonompaan tilaan kuin ympäristöhallinnon määrittely.
Nuasjärven näytteenottopaikan kasviplanktonlajisto koostui kesällä 2009 pääosin piilevistä, nielulevistä, kultalevistä ja panssarisiimalevistä. Sinileviä näytteissä esiintyi melko vähän (7–10 % näytteen kokonaisbiomassamäärästä). Sinilevälajistossa esiintyi kuitenkin haitallisiksi määriteltyjä (Vuori ym. 2010) lajeja, jotka voivat sopivissa olosuhteissa muodostaa näkyviä leväkukintoja. Osa havaituista levälajeista (esim. Anabaenaja Planktothrix-sukujen lajit) voivat myös sopivissa olosuhteissa tuottaa hermo- ja/tai
maksamyrkkyjä suomalaisissa järvissä (Rissanen 1999, Codd ym. 2005, Lepistö ym.
2006).
Nuasjärven Tikkalahden purkupaikkavaihtoehtoa lähimpänä sijaitsevat pohjaeläinnäytteenottoalueet sijaitsevat Jormaslahden edustan syvännealueella. Näytteenottoalueet
ovat likimain samat, kuin vedenlaaduntarkkailussakin. Jormaslahden edustan syvännepohjaeläinyhteisöjä on tutkittu Mondo Mineralsin Sotkamon kaivoksen tarkkailun yhteydessä neljältä näytteenottoalueelta viimeksi vuosina 2009 (Pöyry Finland Oy 2010)
ja 2013 (Pöyry Finland Oy, julkaisematon). Alustavien raportoimattomien raakatulosten
mukaan Jormaslahden edustan tutkimusalueet luokittuivat vuosina 2009 ja 2013 syvännepohjaeläimistön PICM -indeksin perusteella joko hyvään tai erinomaiseen ekologiseen tilaan. Pohjaeläinyhteisökoostumusta kuvaava PMA -indeksi luokitteli puolestaan
kaikki neljä tutkimusaluetta molempina vuosina erinomaiseen ekologiseen tilaan.
103
Ympäristöhallinto on määritellyt Nuasjärven kokonaisvaltaisen ekologisen tilan hyväksi. Huomioitavaa kuitenkin on, että luokittelu perustuu suppeaan aineistoon (OIVA
2014).
7.3.3
Kaavoitustilanne
Kuva 88. Ote Nuasjärven rantayleiskaavasta (ei mittakaavassa).
Nuasjärven eteläosassa on voimassa Nuasjärven rantaosayleiskaava (päivätty
16.8.2000) (Kuva 88). Yleiskaavassa purkupaikka on vesialuetta (W). Lähirannat ovat
loma-asuntoaluetta (RA), maa- ja metsätalousvaltaista aluetta (M) sekä maa- ja metsätalousvaltaista aluetta, jolla on erityistä ulkoilun ohjaamistarvetta (MU). Nuasjärvellä on
meneillään uuden rantaosayleiskaavan laadinta. Kaavaehdotus on ollut nähtävillä joulukuussa 2013. Kaavahankkeen tarkoituksena on ollut korjata kaavassa olevia virheitä sekä päivittää kaavamääräyksiä.
Kainuun maakuntakaava 2020:ssa (vahvistettu valtioneuvostossa 29.4.2009) (Kuva 85)
alueelle ei ole osoitettu erityisiä aluevarauksia. Tikkalahti on osa Matkailun vetovoimaalue –vyöhykettä (-mv). Lahnaslammen kaivosalue on osoitettu toiminnassa olevana
kaivoksena (ekt) sekä teollisuus- ja varastoalueena, jolla on merkittävä, vaarallisia kemikaaleja valmistava tai varastoiva laitos (t/kem). Tikkalahdella ei ole voimassa olevaa
asemakaavaa.
104
7.3.4
Vesistön käyttö
7.3.4.1
Kalastus
Nuasjärvellä kalasti v. 2010 noin 650 kalastajaa (Pöyry Finland Oy 2011). Kalastus oli
pääasiassa verkko- ja katiskakalastusta sekä vetouistelua. Verkkokalastajat kalastivat
keskimäärin noin kuukauden ajan vuodessa ja viehekalastajat 16 kertaa kesän aikana.
Kokonaissaalis oli 54,7 t, josta kuhaa oli 46 %, haukea 20 % ja ahventa 16 %. Muikkukanta on ollut Nuasjärvellä heikko jo useita vuosia, ja sen osuus kokonaissaaliista oli alle 1 %. Siika- ja taimenkannat ovat Nuasjärvellä myös heikkoja, ja niiden molempien
osuus oli alle 2 % kokonaissaaliista. Muita merkittäviä saalislajeja olivat made, lahna ja
särki. Keskimääräinen saalis oli 84 kg kalastajaa kohden. Kalastajien mukaan kalastusta
eniten haittaavia tekijöitä olivat Nuasjärvellä vesistön säännöstely ja pyydysten likaantuminen.
Kuhakannat ovat vahvistuneet 2000-luvulla Oulujärvellä ja sen yläpuolisilla reiteillä.
Nuasjärvellä toimii tällä hetkellä ainakin 2 ammattikalastajaa, jotka ovat keskittyneet
kuhan verkkopyyntiin.
7.3.4.2
Muu käyttö
Nuasjärvelle järjestetään Vuokatista ohjelmapalveluyrityksen toimesta kesäisin vetouisteluretkiä 1–5 hengen ryhmille sekä mm. RIB-veneretkiä (kts. 7.2.4). Alueella on myös
omatoimiveneilyä ja melontaa. Talvella järvellä esim. lumikenkäillään ja pilkitään. Tikkalahden editse kulkee Nuasjärven moottorikelkkaura, jota pitkin pääsee mm. Vuokattiin ja Kajaaniin. Nuasjärven keskellä on talvisin Rimpilänniemen hiihtolatu. Jormasjoen
kautta Nuasjärvelle kulkee Jormasjoen melontareitti. Jormasjoen suulla on sekä veneenlaskupaikka että kalastuspaikka (Kainuun retkeilykartta 27.3.2014).
7.4
Vaihtoehto 3: Toukansalmi
Oulujärvi on Suomen viidenneksi suurin järvi Saimaan, Päijänteen, Inarijärven ja Pielisen jälkeen. Sen pinta-ala on 887 neliökilometriä ja keskisyvyys 7,6 metriä, joten järvi
on suomalaiseksikin suurjärveksi huomattavan matala. Syvimmillään järvi on noin 35 m
syvä (Järviwiki). Toukansalmen länsipuolinen Ärjänselkä on Suomen suurin järviulappa, mutta itäpuolinen Paltaselkä on saarisempi.
Oulujärvessä on 665 saarta, mikä järven pinta-alaan verrattuna on melko vähän. Manamansalo (7507 ha) on Suomen viidenneksi suurin järvensaari, sadan listalle yltää myös
Käkisaari (2035 ha, sijalla 23), muita ovat Kuostonsaari (377 ha), Ärjänsaari (263 ha) ja
Tevä (141 ha).
Oulujärvessä yhtyy kaksi suurta reittiä, Kiehimäjoen kautta laskeva Hyrynsalmen reitti
(8665 km², järvisyys 7,5 %) ja Kajaaninjoen kautta tuleva Sotkamon reitti (7535 km²,
järvisyys 11,7 %) (Kuva 89). Muita järveen laskevia vesistöjä ovat Kivesjärven alue
(415 km²), Mainuanjoki (356 km²), Vuolijoki (297 km²) ja Aittojoki (245 km²).
105
Oulujoki
Hyrynsalmen reitti
Niskanselkä
OULUJÄRVI
Paltaselkä
Ärjänselkä
KAJAANI
Sotkamon reitti
0
5
10km
Kuva 89. Oulujärven alue.
Oulujärven vedenkorkeutta on havainnoitu vuodesta 1896 alkaen. Havaintoja puuttuu
1920-luvulla useilta kuukausilta sekä vuonna 1954 helmi-joulukuulta. Nykyään vedenkorkeuksia mitataan Vaalassa (YKJ 7161410, 3491640), Paltamon Melalahdella (YKJ
7144635, 3531617) ja Kajaanin Vuottolahdella (YKJ 7144635, 3531617). Oulujärveä
on säännöstelty vuodesta 1951 lähtien. Säännöstelyn alkamisen jälkeen keskivedenkorkeus on ollut N60+ 122,55 m. Keskimääräinen vuotuinen vedenkorkeusvaihtelu on tänä
aikana ollut 170 cm. Ylin vedenkorkeus on ollut N60+ 123,69 m (syksyllä 1962) ja alin
N60+ 120,83 m (huhtikuussa 1981), joten äärivaihtelu on ollut 286 cm.
Suuri vedenkorkeusvaihtelu ja laakeat rannat johtavat Oulujärven pinta-alan huomattavaan vaihteluun. Luonnontilaisella kaudella ala oli keskimääräisellä vedenkorkeudella
916 km², säännöstelykaudella se on ollut 853 km². Kesän keskiveden aikana ala on nykyään 928 km², säännöstelyn alarajalla 778 km² ja säännöstelyn ylärajalla 944 km² (Järviwiki). Keskivedenkorkeuden lasku, kevättulvan leikkaaminen ja siitä aiheutunut
eroosion vähentyminen ovat johtaneet järven rantakasvillisuuden lisääntymiseen sekä
kasvillisuusvyöhykkeiden leventymiseen.
7.4.1
Kuormitus
Oulujärveen kohdistuu ravinne- ja orgaanista kuormitusta luonnonhuuhtouman lisäksi
myös maa- ja metsätaloudesta sekä turvetuotannosta. Kuormitusta syntyy myös lämpölaitoksilta, jätevedenpuhdistamoilta, kalanviljelylaitoksilta sekä teollisuusyrityksiltä.
Oulujärven ympäristön tarkkailuvelvollisia olivat vuonna 2012 UPM-Kymmene Oyj:n
paperitehdas, Kainuun Voima Oy:n lämpövoimalaitos, Kajaanin Vesi, Paltamon kunta,
RKTL:n Kainuun kalanviljelylaitos, Puolangan Kotilan jätevedenpuhdistamo sekä
Transtech Oy. Kajaanin Vesi vastaa Kajaanin kaupungin sekä Vuolijoen ja Otanmäen
taajamien jätevedenpuhdistamoiden tarkkailuista. Transtech Oy:n vesistötarkkailu on
yhteinen Otanmäen taajaman kanssa. UPM-Kymmene Oyj:n Kajaanin paperitehdas lopetti toimintansa joulukuussa 2008, mutta vesistötarkkailuvelvoite jatkuu toistaiseksi.
Lisäksi Oulujärven alueella sijaitsee neljä kaatopaikkaa ja turvetuotantoalueita, joiden
106
velvoitetarkkailut toteutetaan erillisten tarkkailuohjelmien mukaisesti ja raportoidaan
erikseen.
7.4.2
Oulujärvi on tyypitelty suureksi humusjärveksi (Sh). Oulujärvi ja pääosa sen lähialueen
järvistä ja joista on hyvässä tilassa, joten sen tilatavoite on saavutettu. Oulujärven vedenlaatua on tarkkailtu Oulujoen vesistöalueen yhteistarkkailun puitteissa sekä ympäristöhallinnon toimesta useammastakin näytepisteestä. Pisteet sijoittuvat Toukansalmen
itä- ja länsipuolelle (Kuva 90). Oulujärven vedenlaatua on tarkasteltu tässä raportissa
pisteiden (Ärjänselkä 139 sekä Paltaselkä 18) vedenlaatutietojen perusteella. Tarkkailutietoa edellä mainituilta tarkkailupisteiltä on saatavilla seuraavasti (Taulukko 12).
Taulukko 12. Oulujärven
järjestelmästä.
vedenlaadun
tarkkailupisteet
ympäristöhallinnon
Oiva-
Tarkkailupiste
Syvyys [m]
Vuodet
n
Sijainti (YKJ)
Paltaselkä 18
1
1962–2013
153
7134939; 3524837
Paltaselkä 18
20–27
1962–2013
144
7134939; 3524837
Ärjänselkä 139
1
1961–2006
155
7134240; 3514793
Ärjänselkä 139
27–33
1961–2006
141
7134240; 3514793
107
Fysikaalis-kemiallinen tila
Toukansaaren itäpuolella sijaitsevan syvänteen (Paltaselkä 18) päällysveden (1 m) happitilanne on vaihdellut välttävästä erinomaiseen ollen keskimäärin hyvä. Päällysveden
pH on vastaavasti vaihdellut lievästi happamasta neutraaliin. Päällysveden keskimääräinen sähkönjohtavuus on ollut 3,1 mS/m (n=128) ja sulfaattipitoisuus 2,0 mg/l (n=1), ollen likimain alueen vesille tyypillisellä alhaisella tasolla. Päällysveden kokonaistyppipitoisuus oli keskimäärin 418 µg/l (n=104) ja kokonaisfosforipitoisuus 15,9 µg/l (n=106).
Näistä kokonaisfosforipitoisuus ilmentää hyvää tilaa ja kokonaistyppipitoisuus erinomaista tilaa. Päällysveden kemiallinen hapenkulutus (CODMn) oli keskimäärin 11,1
mg/l (n=131). Metallipitoisuuksia kyseiseltä tarkkailupisteeltä ei ollut saatavilla. Kokonaiskovuudeltaan päällysvesi on ollut keskimäärin erittäin pehmeää.
Syvänteen alusveden (20–27 m) happitilanne on vaihdellut huonosta erinomaiseen ollen
keskimäärin välttävä. Alusveden pH on vastaavasti vaihdellut happamasta neutraaliin
(5,7 ≤ pH ≤7,0). Alusveden sähkönjohtavuus on ollut keskimäärin 3,4 (n=98) mS/m ja
sulfaattipitoisuus 3,3 mg/l (n=1). Alusveden kokonaisfosforipitoisuus on ollut keskiCopyright © Pöyry Finland Oy
108
määrin 28,9 µg/l (n=78) ja kokonaistyppipitoisuus 440 µg/l (n=80). Alusveden kemiallinen hapenkulutus on ollut keskimäärin 11,8 mg/l (n=102).
Ärjänsaaren pohjoispuolella sijaitsevan syvänteen (Ärjänselkä 139) päällysveden (1 m)
happitilanne on vaihdellut välttävästä erinomaiseen ollen keskimäärin hyvä. Päällysveden pH on vastaavasti vaihdellut lievästi happamasta lievästi emäksiseen. Kokonaiskovuudeltaan päällysvesi on ollut erittäin pehmeää. Päällysveden keskimääräinen sähkönjohtavuus on ollut 3,3 mS/m (n=121) ja sulfaattipitoisuus 3,0 mg/l (n=16), ollen alueen
vesille luontaisella alhaisella tasolla. Päällysveden kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin 14,7 g/l (n=117) ja kokonaistyppipitoisuus 383 µg/l (n=113). Näistä molemmat
ilmentävät erinomaista tilaa. Päällysveden kemiallinen hapenkulutus oli vastaavasti
keskimäärin 11,4 mg/l (n=123) ja orgaanisen kokonaishiilen pitoisuus 11,6 mg/l (n=8).
Päällysveden rautapitoisuus on vaihdellut välillä 140–800 µg/l ja mangaanipitoisuus välillä 5–130 µg/l.
Syvänteen alusveden (27–33 m) happitilanne on vaihdellut huonosta erinomaiseen ollen
keskimäärin välttävä. Alusveden pH on vastaavasti vaihdellut päällysveden tavoin lievästi happamasta lievästi emäksiseen. Alusveden keskimääräinen sähkönjohtavuus on
ollut 3,6 mS/m (n=111) ja sulfaattipitoisuus 2,9 mg/l (n=16). Alusveden kokonaistyppipitoisuus on ollut keskimäärin 426 µg/l (n=102) ja kokonaisfosforipitoisuus 21,9 µg/l
(n=106). Alusveden kemiallinen hapenkulutus oli vastaavasti keskimäärin 10,8 mg/l
(n=113) ja orgaanisen kokonaishiilen pitoisuus 12,3 mg/l (n=8). Alusveden rautapitoisuus vaihteli välillä 230–4000 µg/l ja mangaanipitoisuus välillä 36–2200 µg/l. Päällysja alusveden raskasmetallipitoisuuksista ei ollut saatavilla määritystietoja.
Vesiekologinen tila
Oulujärven kasviplanktonyhteisöjen tilaa tutkitaan kolmen vuoden välein Oulujärven
yhteistarkkailuun liittyen. Edellisen kerran tutkimus tehtiin kesällä 2013 (Pöyry Finland
Oy – raportti valmistuu huhtikuussa 2014) ja kesällä 2010 (Pöyry Finland Oy 2011).
Toukansalmelta katsoen lähimmät kasviplanktonnäytteet otettiin kumpanakin tutkimusvuonna vedenlaadun tarkkailupaikoilta Paltaselkä 138 (Ouj16) ja Ärjänselkä 139
(Ouj139). Paltaselän näytteenottopaikka sijaitsee noin yhdeksän kilometriä itään Talvivaaran suunnitellulta käsiteltyjen jätevesien purkupaikalta ja Ärjänselän näytteenottopaikka noin kahdeksan kilometriä länteen purkupaikalta (Kuva 90).
Kesällä 2013 Paltaselän kasviplanktonnäytteen kokonaisbiomassa viittasi alkavaan rehevöitymiseen. Ärjänselän näytteen biomassa oli karuille vesille tyypillistä tasoa. Ekologisen tilan tarkastelussa käytettyjen muuttujien (n=3) mukaan Paltaselän ekologinen
tila oli hyvä, Ärjänselällä arvot vaihtelivat tyydyttävästä erinomaiseen. Kesällä 2010
Paltaselän kasviplanktonnäytteiden (n=5) keskimääräinen kokonaisbiomassa viittasi alkavaan rehevöitymiseen ja Ärjänselän keskimääräinen biomassa lievään rehevyyteen.
Kokonaisbiomassamäärien perusteella määritettynä sekä Paltaselän että Ärjänselän ekologinen tila oli kesällä 2010 tyydyttävä. Tutkimusvuosien välillä havaitut erot johtuvat
pääasiassa vaihtelusta näytteenottomäärissä.
Kasviplanktonnäytteiden lajisto koostui kumpanakin tutkimusvuonna pääosin piilevistä,
nielulevistä, kultalevistä ja limalevistä. Sinilevien esiintyminen oli useimmiten melko
vähäistä (<10 % kokonaisbiomassan määrästä), mutta sekä Paltaselällä että Ärjänselällä
esiintyi haitallisiksi määriteltyjä (Vuori ym. 2010) sinilevälajeja, jotka voivat sopivissa
olosuhteissa muodostaa näkyviä leväkukintoja. Osa havaituista levälajeista (esim. Anabaena- ja Aphanizomenon-sukujen lajit) voi myös sopivissa olosuhteissa tuottaa hermoCopyright © Pöyry Finland Oy
109
ja/tai maksamyrkkyjä suomalaisissa järvissä (Rissanen 1999, Codd ym. 2005, Lepistö
ym. 2006).
Vuosien 2010 ja 2013 kasviplanktontutkimusten tulosten perusteella sekä Paltaselkä että
Ärjänselkä ovat melko vähäravinteisia vesistöjä. Kasviplanktonin kokonaisbiomassamäärien perusteella arvioituna kummankin alueen ekologinen tila on lähinnä tyydyttävä.
Ympäristöhallinto on määritellyt Oulujärven ekologisen tilan hyväksi eli kasviplanktontutkimusten tulokset viittaavat hieman huonompaan tilaan kuin ympäristöhallinnon
määrittely. Oulujärven Paltaselän ja Ärjänselän ekologisessa tilassa ei kasviplanktontutkimusten tulosten perusteella ole tapahtunut merkittäviä muutoksia viime vuosina.
Oulujärven eläinplanktonyhteisön tilaa tutkittiin aiemmin kolmen vuoden välein, ja viimeisin tutkimus tehtiin vuonna 2010 (Pöyry Finland Oy 2011). Nykyisin voimassaolevaan tarkkailuohjelmaan eläinplanktontutkimus ei enää kuulu. Paltaselältä näytteitä
otettiin vedenlaadun tarkkailupaikalta Paltaselkä 138 (Ouj16) ja Ärjänselältä tarkkailupaikalta Ärjänselkä 139 (Ouj139).
Vuonna 2010 Oulujärven eläinplanktonin lajisto oli tyypillistä suurten järvien lajistoa,
eikä lajistossa ollut tapahtunut merkittäviä muutoksia vuoden 2007 tutkimuksen tuloksiin nähden. Planktonin tiheydet olivat suurimmillaan Paltajärvellä ja Paltaselällä. Hieman pienempiä tiheydet olivat Ärjänselällä ja kaikkein pienimmillään planktontiheydet
olivat Niskanselällä. Eläinplanktonin biomassa oli samaten suurimmillaan Paltajärvellä
ja Paltaselällä ja pienimmillään Ärjänselällä. Vallitseva ryhmä Oulujärven lajistossa olivat rataseläimet, lisäksi esiintyi vesikirppuja ja hankajalkaisia.
Ympäristöhallinnon ylläpitämästä Pohje-rekisteristä ei ole saatavissa myöskään Oulujärven Toukansalmen lähialueen pohjaeläintutkimustietoja. Toukansalmea lähimmät
pohjaeläintulokset löytyvät Palta- ja Ärjänselän näytteenottoalueilta (Pohje-rekisteri
2014). Molemmat näytteenottoalueet sijaitsevat noin seitsemän kilometrin päässä suunnitellusta Toukansalmen purkuvesialuevaihtoehdosta. Molemmilta selvitysalueilta on
saatavissa ainoastaan yksi ympäristöhallinnon perusseurannan vuoden 2009 syvännepohjaeläinaineisto. Tästä syystä Toukansalmen alueen nykyistä ekologista tilaa ei voida
arvioida pohjaeläimistön perusteella.
Vesistöjen ekologisessa tila-arvioinnissa käytetään nykyään syvännepohjaeläimistön
kohdalla PICM- ja PMA -indeksejä. Aroviita ym. (2012) ovat kuvanneet tarkemmin kyseisien indeksien laskenta- ja toimintaperiaatteita. Vuoden 2009 Palta- ja Ärjänselän
pohjaeläinaineistoista laskettujen PICM- ja PMA -arvojen perusteella alueet ovat hyvässä ekologisessa tilassa (Kainuun ELY-keskus; Virtanen, tiedoksianto). Ympäristöhallinto on määritellyt Oulujärven kokonaisvaltaisen ekologisen tilan hyväksi. Huomioitavaa
kuitenkin on, että luokittelu perustuu suppeaan aineistoon (OIVA 2014).
7.4.3
Kaavoitustilanne
Toukansalmessa on voimassa Koutaniemi - Vuoreslahti – Sarvivaara osayleiskaava
(vahvistettu ympäristöministeriössä 23.6.1997) (Kuva 91). Purkupaikka sijoittuu vesialueelle (W). Välittömässä läheisyydessä on luonnonsuojelualue tai kohde (SL, tummemman turkoosi alue), joka on luonnonsuojelulain nojalla suojeltu tai suojeltavaksi
tarkoitettu alue, alueen osa tai kohde. Toukan saaressa ei ole asutusta, saaren etelärannalle on osoitettu matkailupalvelujen alue. Aluetta ei ole asemakaavoitettu.
110
Kuva 91. Ote Koutaniemi – Vuoreslahti – Sarvivaara osayleiskaavasta (ei mittakaavassa)
(www.kajaani.fi).
Toukansalmen vastarannalla Paltamossa on voimassa Oulujärven yleiskaava (Kuva 92),
jossa rannat on osoitettu joko loma-asutukselle tai maa- ja metsätalouskäyttöön (M, M1). Neuvosenniemen kärki on maisemallisesti arvokasta aluetta, jonka metsänhoidollisissa toimissa on huomioitava maisema-arvot. Kaavakartalle on merkitty informatiivisellä merkinnällä maakuntakaavan mukainen tieliikenteen yhteystarve.
Kuva 92. Ote Oulujärven yleiskaavasta (Paltamo) (ei mittakaavassa) (www.paltamo.fi).
Kainuun maakuntakaava 2020:ssa (Kuva 93) alueelle on osoitettu seudullisesti/maakunnallisesti merkitystä omaava veneväylä. Toukansaaressa on vähintään seudullista merkitystä omaava virkistys/matkailukohde (vihreä kolmio). Alue on osa Oulu-
111
Kajaani-Vartius –kehittämiskäytävää (ruskea viiva -ok). Toukansalmen yli on osoitettu
punaisella katkoviivalla tieliikenteen yhteystarve.
Kuva 93. Ote Kainuun maakuntakaavasta (ei mittakaavassa) (www.kainuunliitto.fi).
7.4.4
Vesistön käyttö
7.4.4.1
Kalastus
Oulujärven Ärjänselällä kalasti v. 2010 noin 850 kotitarvekalastajaa ja noin 20 ammattikalastajaa (Pöyry Finland Oy 2011b). Ammattikalastajiksi tässä yhteydessä on luettu
kalastajat, joilla merkittävien talouskalojen kokonaissaalis oli yli 500 kg. Kotitarvekalastajilla kalastus oli pääasiassa verkko- ja katiskakalastusta sekä vetouistelua. Ammattikalastajat kalastivat pääasiassa verkoilla ja isorysillä. Troolausta Ärjänselällä harjoitti
2 trooliporukkaa. Kotitarveverkkokalastajat kalastivat keskimäärin noin kuukauden ajan
vuodessa ja viehekalastajat 16 kertaa kesän aikana. Ammattikalastajat kalastivat keskimäärin 84 päivää vuoden aikana.
Kokonaissaalis oli v. 2010 Ärjänselällä 115,5 t, josta kotitarvekalastajien osuus oli 57 %
ja ammattikalastajien osuus 43 % (Pöyry Finland Oy 2011b). Kokonaissaaliista kuhaa ja
haukea oli molempia 29 %, ahventa 16 % ja muikkua 13 %. Muikusta reilu 80 % kalastettiin troolilla. Siika- ja taimenkannat ovat Oulujärvellä heikkoja, ja niiden molempien
osuus Ärjänselälä oli noin 1 % kokonaissaaliista. Muita merkittäviä saalislajeja olivat
made ja särki. Keskimääräinen saalis oli kotitarvekalastajilla 78 kg ja ammattikalastajilla vastaavasti noin 2000 kg kalastajaa kohden. Sekä kotitarve- että ammattikalastajien
mukaan kalastusta eniten haittaavia tekijöitä olivat Ärjänselällä vesistön säännöstely ja
pyydysten likaantuminen.
7.4.4.2
Muu käyttö
Toukansalmessa on seudullisesti merkittävä veneilyreitti. Aluetta käytetään sekä veneilyyn että vapaa-ajan kalastukseen. Läheisessä Toukansaaressa on laavut saaren länsi- ja
itäosissa. Neuvosenniemessä on kota (Kainuun retkeilykartta 27.3.2014). Lähialue on
112
myös säännöllisessä uimareiden käytössä kesäisin. Uimarannoista purkupaikkaa lähimpänä ovat Kultahiekat (Vaala), Paltaniemi (Kajaani) sekä Martinlahti ja Jättiläisen uimarannat (Vaala).
7.5
Yhteenveto
Vedenlaadullisesti purkupaikkojen välillä on vain vähän eroja. Tenetin virtaa edeltävän
Pirttijärvi-Kaitainjärven, Rehja-Nuasjärven sekä Oulujärven tila on arvioitu hyväksi
(Oulujoen – Iijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuoteen 2015, 2009).
Purkupaikoista ainoastaan Nuasjärven Tikkalahden läheisyyteen (Vaihtoehto 2) on kohdistunut aikaisempaa kaivospäästökuormitusta, mikä puoltaa osaltaan vaihtoehdon soveltuvuutta uudeksi Talvivaara Sotkamo Oy:n purkupaikkavaihtoehdoksi.
Tenetillä vapakalastusta harjoittavia kalastajia on muutamia kymmeniä (Kainuun kalatalouskeskus, suull. tied.). Vapakalastus on vetouistelua sekä vapakalastusta rannalta. Seisovia pyydyksiä ei Tenetillä juuri ole. Kalastus keskittyy kuhan pyyntiin, jonka sivusaaliina saadaan myös haukea ja ahventa. Purkupaikka sijoittuu myös Vuokatin taajaman
läheisyyteen, joka on merkittävä loma- ja vapaa-ajankeskittymä. Taajaman läheisellä
vesialueella järjestetään näin myös monenlaisia ohjelmapalvelutoimintoja.
Nuasjärvellä kalasti v. 2010 noin 650 kalastajaa (Pöyry Finland Oy 2011). Kalastus oli
pääasiassa verkko- ja katiskakalastusta sekä vetouistelua. Verkkokalastajat kalastivat
keskimäärin noin kuukauden ajan vuodessa ja viehekalastajat 16 kertaa kesän aikana.
Nuasjärvelle järjestetään Vuokatista ohjelmapalveluyrityksen toimesta kesäisin vetouisteluretkiä 1–5 hengen ryhmille. Lisäksi Jormasjoen kautta Nuasjärvelle kulkee Jormasjoen melontareitti. Tikkalahden lähialueen virkistyskäyttöpaine on kuitenkin selvästi alhaisempi, kuin Vuokatin taajaman läheisen Tenetin virran.
Oulujärven Ärjänselällä kalasti v. 2010 noin 850 kotitarvekalastajaa ja noin 20 ammattikalastajaa (Pöyry Finland Oy 2011b). Ammattikalastajiksi tässä yhteydessä on luettu kalastajat, joilla merkittävien talouskalojen kokonaissaalis oli yli 500 kg. Kotitarvekalastajilla kalastus oli pääasiassa verkko- ja katiskakalastusta sekä vetouistelua. Toukansalmessa on myös seudullisesti merkittävä veneilyreitti. Lisäksi läheisessä Toukansaaressa
on laavut saaren länsi- ja itäosissa. Neuvosenniemessä on myös retkeilijöiden käytössä
oleva kota (Kainuun retkeilykartta 27.3.2014). Lähialue on myös säännöllisessä uimareiden käytössä kesäisin. Purkupaikka sijoittuu myös paikallisesti arvokkaalle alueelle
eli ns. Kainuun merelle, jolla voi olla vaikutusta purkupaikan sosiaaliseen hyväksyttävyyteen. Oulujärven voidaan katsoa olevan myös Oulun kaupungin talousveden alkulähde.
113
8
PURKUPAIKKAVAIHTOEHTOJEN VERTAILU
Aluehallintovirasto on antanut 31.5.2013 Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivoksen toimintaa
ja vesistöpäästöjä koskevan uuden lupapäätöksen (Nro 52/2013/1, Dnro
PSAVI/12/04.08/2013), jolla se on muuttanut ja tarkentanut määräyksiä koskien kaivoksen jätevesien varastointia, puhdistamista ja johtamista Oulujoen ja Vuoksen vesistöihin. Uudessa päätöksessä on annettu vuodesta 2014 lähtien tiukkenevat raja-arvot
kokonaiskuormitukselle nykyisiin pieniin latvavesistöihin lupapäätöksessä mainittujen
kuormitussuureiden osalta. Lupaehtojen saavuttaminen edellyttää vesien käsittelyn tehostamista. Mikäli teknisin toimenpitein kuormitusta ei saada pienennettyä kyseiselle
tasolle, on luvan saajan toiminnan jatkamisen mahdollistamiseksi löydettävä yksi tai
useampi, laimenemisolosuhteiltaan parempi purkupaikka ainakin osalle muodostuvista
jätevesistä.
Mahdollinen uusi purkupaikka edellyttää ympäristölupaa ja sitä koskevassa hakemuksessa on oltava mm. kattavat vaihtoehto- ja vaikutusarvioselvitykset. Tässä raportissa on
tarkasteltu mahdollisia uusia purkupaikkoja sekä toteutettu niihin liittyviä vesistötarkasteluja. Mahdollisina purkupaikkoina tarkasteltiin aluksi seuraavaa viittä vaihtoehtoa,
jotka kaikki sijaitsevat Oulujoen vesistöalueella (59.):
1. Katerma
2. Tenetin virta
3. Nuasjärven Tikkalahti
4. Oulujärven Toukansalmi
5. Oulujärven Alassalmi
Alustavan tarkastelun perusteella purkupaikkavaihtoehdoiksi valikoitiin kolme vaihtoehtoa, jotka olivat, a) Tenetin virta, b) Tikkalahti ja c) Toukansalmi. Tässä raportissa on
tarkasteltu kyseisten purkupaikkojen nykyistä tilaa, kuormitusta sekä arvioitu alueen
maankäyttöä ja virkistyskäyttöarvoa. Purkupaikkoja on alustavasti verrattu toisiinsa
kolmiportaisella asteikolla (Taulukko 13).
Taulukko 13. Purkupaikkojen alustavassa vertailussa hyödynnetty kolmiportainen
asteikko.
Lievästi haitallinen
Suhteellinen
haitallisuus
Kohtalaisesti
haitallinen
Voimakkaasti
haitallinen
Purkupaikkojen soveltuvuutta Talvivaara Sotkamo Oy:n päästövesien purkamiseen on
arvioitu huomioimalla päästövesien mahdolliset vaikutukset vesistön vedenlaatuun, vesistön käyttöön sekä maankäyttöön ja rakennettuun ympäristöön (Taulukko 14). Vertailu on toteutettu asiantuntiarviona tässä raportissa esitettyihin tietoihin perustuen.
Vesistömallilaskelmien perusteella Talvivaara Sotkamo Oy:n päästövesien korkeimmat
sulfaattipitoisuusnousut havaittiin Tenetin vaihtoehdossa. Tikkalahden vaihtoehdossa
vaikutukset kohdistuvat lähinnä Nuasjärveen ja Rehjanselkään. Siirrettäessä purkupaikkaa vesireitillä alaspäin, vapautuvat yläpuoliset vesistönosat luonnollisesti jätevesien
vaikutuksesta. Yleisesti voidaan sanoa, että laajemmasta perspektiivistä tarkasteltuna
Tenetti ja Tikkalahti ovat lähellä toisiaan, kun tarkastellaan asiaa esim. Oulujärven ja
114
siitä lähtevän veden laadun kannalta. Tikkalahden vaihtoehdossa kerrostuminen Nuasjärvessä on voimakkaampaa kuin Tenetin vaihtoehdossa huonomman alkulaimennuksen
johdosta. Oulujärvestä poistuvan veden sulfaattipitoisuus vaihtelee 1–5 mg/l välillä,
mutta Toukansalmen vaihtoehdossa myös Oulujärven alusvedessä esiintyy kohtuullisen
korkeita ainepitoisuuksia.
Taulukko 14. Purkupaikkavaihtoehtojen alustavaa vertailua.
Vaikutukset
vesistön veden
laatuun
Vaikutukset
vesistön
käyttöön
VAIHTOEHTO 1
VAIHTOEHTO 2
VAIHTOEHTO 3
Tenetti
Tikkalahti
Toukansalmi
Hyvä alkulaimennus. Voimakkaat
virtaamavaihtelut, mikä näkyy korkeina
pitoisuusnousuina alivirtaamakausina.
Kerrostumista Nuasjärvessä.
Yhteisvaikutusta Mondon
Lahnaslammen kaivoksen
kuormituksen kanssa
Taajaman "sisävesistö", suuri virkistysKalastusta ja virkistyskäyttöä.
ja matkailumerkitys; Vuokatti,
Matkailuun liittyviä toimintoja
Naapurivaara. Arvokas
virtavesiympäristö.
Vaikutukset
Valtakunnallisesti ja paikallisesti eritäin
maankäyttöön
merkittävää matkailualuetta.
ja rakennettuun
Asemakaava-aluetta.
ympäristöön
Isot virtaamat.
Talvikerrostuneisuuden
äärevöitymistä voi olla
odotettavissa purkupaikan
lähialueilla.
"Kainuun meri", arvokas
paikallisesti. Merkittävässä
määrin kalastusta, myös
ammattimaista. Oulun
raakaveden "alkulähde".
Loma-asutusta, Tikkalahden
Runsaasti virkistyskäyttöä ja
rannat ovat maaseutumaista
mökkiastusta. Matkailutoimintoja
asutusta
Päästövesien johtaminen heikentää näin vedenlaatua kaikkien purkupaikkojen läheisyydessä. Huomioitavaa kuitenkin on, että vaikutukset tulevat kaikissa purkupaikkavaihtoehdoissa olemaan nykyisillä purkureiteillä havaittuja vaikutuksia alhaisempia.
115
9
TIIVISTELMÄ JA JOHTOPÄÄTÖKSET
Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivoksen korkea natrium- ja sulfaattikuormitus yhdessä kaivospiirin sijainnin (vedenjakajalla) kanssa ovat johtaneet nykyisten purkureittien pienten järvien ja latvapurojen suolaantumiseen. Nykyisten purkureittien vastaanottavien
vesien alhainen vesimäärä ja siitä johtuva heikko laimennuspotentiaali on johtanut kaivosalueen alapuolisissa vesissä korkeisiin sulfaatti- ja natrium-pitoisuuksiin. Päästövesien suolapitoisuudesta johtuen päästövedet ovat olleet myös vastaanottavia vesiä
raskaampia, mikä on johtanut kaivospiirin lähijärvien kerrostumiseen ja suolapitoisten
vesien kertymiseen järvien alusveteen. Kerrostuneisuudesta johtuen järvien normaali
vedenvaihto (kevät- ja syystäyskierrot) ja aineiden kierto on myös estynyt.
Kaivosyhtiön oman arvion mukaan kaivoksen toiminnan turvaamiseksi joudutaan kaivosalueelle kertyneitä ylimääräisiä vesiä purkamaan ympäristöön. Toiminnanharjoittaja
on arvioinut vuosijaksolle 2014–2016 purkumääräksi 856 m3/h sulfaattipitoisuudeksi
4 000 mg/l (30000 t/a) ja vuosijaksolle 2017–2019 571 m3/h ja 2000 mg/l (10000 t/a),
joita käytetty laskennan lähtöarvoina. Vesimäärä vaihtelee vuosittain sadannan mukaan.
Nikkelin, kadmiumin ja mangaanin osalta pitoisuusarvioina on käytetty lähelle luparajoja olevia pitoisuustasoja (Ni 200 µg/l, Cd 10 µg/l ja Mn 2 mg/l). Huomioitavaa on, että
metallien pitoisuustasot ovat kaivosyhtiön oman arvion mukaan konservatiivisia eli alkuvuoden 2014 pitoisuudet ovat olleet tässä esitettyä alhaisempia. Suuret kuormitukset
ovat johtaneet siihen, että kaivoksen on löydettävä toiminnan jatkamisen mahdolliseksi
uusi laimennussuhteiltaan selvästi parempi purkupaikka.
Uuteen purkupaikkaan vedet joudutaan johtamaan putkea pitkin, mikä tasaa kuormitusvaihteluja purkualueella. Virtaamatarkastelun perusteella päädyttiin siihen, että potentiaalisia purkualueita on löydettävissä vain Oulujen vesistöalueelta. Laimentumisolosuhteiden vertailun perusteella valittiin jatkotarkasteluun Tenetin, Nuasjärven Tikkalahden
ja Oulujärven Toukansalmen purkupaikkavaihtoehdot. Perustelussa painottui lähinnä
mahdollisimman hyvät laimenemisolot sekä teknistaloudelliset näkökohdat kuten etäisyys kaivosalueelta.
Laskennallisesti paras välittömän purkualueen alkulaimennus saadaan keskivirtaamatilanteessa Tenetin virran vaihtoehdossa, jossa virtausnopeudet ovat selvästi muita purkualueita suurempia. Kaikissa vaihtoehdoissa sulfaattipitoisuuden nousu laimenee pääsääntöisesti alle 200 mg/l noin 500 m:n säteellä purkupaikasta, joskin aivan kapeaalaisissa syvänteissä voi esiintyä korkeampiakin pitoisuuksia. Tuulettomina jaksoina ja
talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen virtausnopeudet Tikkalahdessa ja Toukansalmessa ovat hyvin pieniä, jolloin jätevettä konsentroituu voimakkaammin purkualueille niiden pohjan läheisiin vesikerroksiin. Tällöin purkualueella (alusvedessä) voidaan mitata tasoa satoja mg/l sulfaattipitoisuuksia. Laskentojen ja Jormasjärven havaintojen perusteella voidaan kohtuullisen luotettavasti arvioida, että pysyvää kerrostumista
purkualueilla ei kuitenkaan tapahdu, sillä tiheyserot vesistössä eivät kasva riittävän suuriksi. Sen sijaan kevättalvista ja keskikesän kerrostumista tulee tapahtumaan.
Kaikilla purkualueilla alusveden metallipitoisuudet nousevat mallilaskelmissa käytetyillä pitoisuustasoilla myös selvästi luonnontasoista. Laskentojen perusteella purkualueilla
mitataan muutamia kymmeniä µg/l pitoisuustasoja nikkeliä ja muutamia µg/l kadmiumia. Näin ollen kaikki purkupaikkavaihtoehdot vaativat mahdollisen lupakäsittelyn
yhteydessä sekoittumisvyöhykkeen määräämisen. Huomioitavaa tosin on, että olosuhteista riippuen osa metalleista voi sedimentoitua myös pohjasedimenttiin, alentaen alusveden metallipitoisuuksia.
116
Purkualueen välittömässä läheisyydessä metalli- sekä sulfaattipitoisuudet nousevat
eliöstölle haitalliselle tasolle, millä voi olla haitallisia vaikutuksia myös kalastoon ja kalastukseen. Huomioitavaa kuitenkin on, että välittömän vaikutusalueen ulkopuolella, eli
alueella, jossa haitta-ainepitoisuudet laskevat haitattomalle tasolle, ei ole odotettavissa
vaikutuksia kalastoon, kalastukseen tai vesialueen muuhun virkistyskäyttöön.
Sekoittumista voidaan pyrkiä tehostamaan optimoimalla purkujärjestelyjä suunnittelemalla purkurakenteet ja -tavat siten, että sekoittuminen olisi mahdollisimman tehokasta.
Alkupitoisuuksia purkuputken suulla voidaan alentaa esimerkiksi rakentamalla rantaalueelle pumppaamo (kaksi-kolme kertaa jätevesivirtaama) ja pumppaamalla järvivettä
purkuputkeen, jolloin samalla voidaan lisätä purkuveden liike-energiaa. Kokonaiskuormitukseen järjestely ei luonnollisesti vaikuta, mutta tehostaa alkulaimentumista. Huomioitavaa kuitenkin on, että kaikkien purkupaikkavaihtoehtojen lähialueiden ainepitoisuudet tulevat kuitenkin olemaan alhaisempia kuin nykyisten purkualueiden.
Sulfaattipitoisten vesien jatkokulkeutumista arvioitiin 3D-vesistömallin avulla. Malli
kalibroitiin Jormasjärven aineiston avulla. Kalibroinnin ja verifioinnin jälkeen mallin
voidaan olettaa kuvaavan kohtuullisen hyvin sulfaattipitoisuuden leviämistä ja kerrostumista.
Hyvästä välittömästä alkulaimennuksesta huolimatta korkeimpia sulfaattipitoisuuksia,
siten samalla muitakin jäteveden ainesosia, esiintyy Tenetin vaihtoehdossa Tikkalansalmessa sekä Nuasjärven ja Rehjanselän alusvedessä. Tikkalahden vaihtoehdossa vaikutukset kohdistuvat lähinnä Nuasjärveen ja Rehjanselkään. Tarkasteltuna tilannetta
laajemmin, voidaan todeta, että Tenetti ja Tikkalahti ovat lähellä toisiaan, kun tarkastellaan asiaa esim. Oulujärven ja siitä lähtevän veden laadun kannalta. Tikkalahden vaihtoehdossa kerrostuminen Nuasjärvessä on voimakkaampaa kuin Tenetin vaihtoehdossa
huonomman alkulaimennuksen takia. Oulujärvestä poistuvan veden sulfaattipitoisuus
vaihtelee 1-5 mg/l välillä, mutta Toukansalmen vaihtoehdossa myös Oulujärven alusvedessä esiintyy kohtuullisen korkeita ainepitoisuuksia. Kerrostumista sulfaatin suhteen
tapahtuu myös Paltaselällä. Pitoisuuksia tarkasteltaessa on toki huomioitava mallilaskelmiin liittyvät epävarmuudet (kpl 6.4).
Mitattavissa olevia sulfaattipitoisuuksien nousuja esiintyy myös Oulujoessa. Tuulettomina jaksoina ja talvella jääkannen estäessä tuulen vaikutuksen, virtausnopeudet Tikkalahdessa ja Toukansalmessa ovat hyvin pieniä, jolloin jätevettä konsentroituu voimakkaammin purkualueille niiden pohjan läheisiin vesikerroksiin. Tällöin purkualueella
voidaan mitata muutaman sadan mg/l sulfaattipitoisuuksia eli samaa luokkaa kuin viime
vuosina on mitattu Jormasjärvestä. Vertailun vuoksi mainittakoon, että 30000 t/a vuosikuormitus nostaa keskivirtaamatilanteessa Jormasjärveen tulevan veden sulfaattipitoisuutta 430 mg/l ja Laakajärveen tulevan veden 950 mg/l, mikäli kuormitus jaettaisiin tasan Oulujoen ja Vuoksen vesistöalueiden kesken. 10000 t/a kuormituksella vastaavat
arvot olisivat 140 mg/l ja 320 mg/l.
117
10
VIITTEET
Aroviita, J., Hellsten, S., Jyväsjärvi, J., Järvenpää, L., Järvinen, M., Karjalainen, S.M.,
Kauppila, P., Keto, A., Kuoppala, M., Manni, K., Mannio, J., Mitikka, S., Olin, M., Pilke, A., Rask, M., Riihimäki, J., Sutela, T., Vehanen, T. & Vuori, K.-M. 2012. Ohje pintavesien ekologisen ja kemiallisen tilan luokitteluun vuosille 2012–2013 – päivitetyt arviointiperusteet ja niiden soveltaminen. Ympäristöhallinnon ohjeita 7 / 2012. Suomen
ympäristökeskus.
Codd, G. A., Lindsay, J., Young, F., M., Morrison, L. F. & Metcalf J. S. 2005. Harmful
cyanobacteria – from mass mortalities to management measures. Teoksessa Huisman
ym. (toim.): Harmful Cyanobacteria. Springer, Dortdrecht. 1–23.
Craig, P. M. 2011. User’s manual for EFDC Explorer: A pre/post processor for the Environmental Fluid Dynamics Code. Dynamic Solutions-Internation, LLC, Knoxville,
TN, USA.
Järviwiki verkkopalvelu, http://www.jarviwiki.fi/wiki/Etusivu.
Kainuun retkeilykartta 27.3.2014. http://infogis.infokartta.fi/infogis-kainuu/
Lepistö, L. (toim.), Rapala, J., Hoppu, K., Berg, K. & Pietiläinen, O.-P. 2006. Sinilevämyrkyt Suomen järvissä ja niiden yhteys ihmisille aiheutuneisiin oireisiin. Väliraportti,
kooste seminaarista 19.5.2006.
OIVA -tietojärjestelmä 2014. http://wwwp2.ymparisto.fi/scripts/hearts/welcome.asp
Ympäristöhallinto [luettu 18.3.2014]
Oulujoen- Iijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuoteen 2015, 216 s., 2009.
Pohje-rekisteri 2014. https://portaali.ymparisto.fi/scripts/hearts/welcome.asp. Ympäristöhallinto [luettu 18.3.2014]
Pöyry Finland Oy 2010. Mondo Minerals B. V. Branch Finland. Sotkamon kaivoksen ja
tehtaan tarkkailu v. 2009. Moniste.
Pöyry Finland Oy 2010. Mondo Minerals B. V. Branch Finland. Sotkamon kaivoksen ja
tehtaan tarkkailu v. 2009. Moniste.
Pöyry Finland Oy 2011. UPM Kymmene Oy, Kajaanin kaupunki, Kainuun Voima Oy.
Oulujoen vesistöalueen yhteistarkkailu v. 2010, Oulujärven ympäristö. Osa II: Vesistötarkkailu. Moniste.
Pöyry Finland Oy 2011a. Sotkamon ja Hyrynsalmen reittien kalataloustarkkailu. Yhteenvetoraportti vuosilta 2007–2010.
Pöyry Finland Oy 2011b. Oulujärven kalataloustarkkailu v. 2010.
Pöyry Finland Oy, 2012. Talvivaara Sotkamo Oy, Arvio Talvivaaran kaivoksen vesistövaikutuksista 2012.
Pöyry Finland Oy 2014. UPM Kymmene Oy, Kajaanin Vesi, Kainuun Voima Oy,
RKTL, Paltamon ja Puolangan kunnat. Oulujoen vesistöalueen yhteistarkkailu v. 2013,
Oulujärven ympäristö. Osa II: Vesistötarkkailu. Moniste.
Rissanen, J. (toim.) 1999. 100 kysymystä levistä. Ympäristöopas 63. Suomen ympäristökeskus, Helsinki.
Vuori, K.-M., Mitikka, S. & Vuoristo, H. (toim.) 2010. Pintavesien ekologisen tilan
luokittelu. Osa I: Vertailuolot ja luokan määrittäminen. Osa II: Ihmistoiminnan ympäristövaikutusten arviointi. Ympäristöhallinnon ohjeita 3. Suomen ympäristökeskus.
118
Ympäristöhallinnon
kplank/Default.aspx
kasviplanktonrekisteri
www.kainuunliitto.fi 27.3.2014
www.kajaani.fi 27.3.2014
www.paltamo.fi 27.3.2014
www.sotkamo.fi 27.3.2014
www.vuokatti.fi 27.3.2014
2014.
https://portaali.ymparisto.fi/
FM12
FM6
FM8
Jormasj
Jor3
Kor
Tuh1
Ait
Kol1
Kal su
Kuujo
Kal1
Salpu1
Sal
Salpu
Jor5
Raa
Talvijoki 1
Kuus
Phako
Hako1
Hoik talvi
Kai
Kip1
Mun
Val
Mus
Pirt1
Myl talvi
ri
spii
aivo
K
Lum
ja
n ra
Ylu
IsoS
Kiv2
Kiv7 (Kiv1)
Kivj4
Kiv10
Laa9
Laa13 (Laa11)
Laa081 (Laa4)
Kilt 4
Laa12
0
1,2
2,4 km
Pohjakartta: Maanmittauslaitoksen avoimen tietoaineiston lisenssi, versio 1.0, 1.5.2012
Liite 1

Selvitys purkupaikoista_koko raportti

Transcription

Similar documents

LEED - Pöyry

Talonrakentamisen projektinjohtopalvelu (PJP)

Sirpa Glad-Staf: Kalastusmatkailun kansainvälistyminen

Saavutettavuus PDF-tiedostona

Lasse Karjalainen

IE-esittely (pdf) - Ajattelutaitojen opetus

Kaivostoiminnan edellytysten kehittäminen

JÄTTEIDEN KÄSITTELY PINTAKÄSITTELYSSÄ