Kymijoen vesi ja ympäristö ry selvitti PCDD/F- ja elohopeapitoisuuksia Kymijoen edustan pohjasedimenteissä.
Kymijoella, kuten muillakin puunjalostusteollisuuden kuormittamilla vesistöillä elohopeaa päätyi jokeen tehtaiden käyttämien putkistoiden limantorjunta-aineiden sekä tukkien homeenestoaineiden myötä. Isoksi päästölähteeksi paljastuivat kuitenkin klooritehtaat. Elohopeaa huuhtoutui runsaasti jäteveteen klooritehtaiden elektrolyysikennoja puhdistettaessa. Puunjalostusteollisuus lopetti elohopean käytön vuonna 1968. Elohopean haitat oli tunnistettu jo aiemmin, mutta elohopean käytöstä ei kuitenkaan vielä luovuttu (Nuorteva 1976).
Kymijoki on tullut tunnetuksi erityisesti pohjasedimentin korkeista dioksiini- ja furaanipitoisuuksistaan. Kuusankosken klooritehtaan kupeessa toimi KY 5 –puunsuoja-ainetta valmistanut tehdas vuosina 1939-1984. KY 5:tä käytettiin lähinnä sahoilla, muualla kuin Kymijokivarressa, mutta laitteiden pesujen ja huoltojen yhteydessä PCDD/F -yhdisteitä päätyi Kymijokeen. Suurin yksittäinen päästö oli tehtaan palo vuonna 1960, jolloin valmista KY 5 :tä päätyi jokeen ja tulipalon aiheuttama kuumuus todennäköisesti johti tuhoutuneen KY-5:n ja sen välituotteiden reaktioon, jolloin tehtaan kloorifenoleista muodostui dioksiineja.
Pitoisuudet Kymijoen edustan merialueen pohjasedimenteissä
Kymijoen vesi ja ympäristö ry selvitti Kaakkois-Suomen ELY-keskuksen tilauksesta PCDD/F- ja elohopeapitoisuuksia Kymijoen edustan pohjasedimenteissä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää haitta-aineiden pitoisuuksien ja kulkeuman pitkän aikavälin muutoksia. Tutkimusalueeksi valittiin Pyhtään Ahvenkoskenlahti, johon purkautuvat Kymijoen läntisen päähaaran vedet. Alueelta on myös aiempia sedimenttitutkimusten tuloksia, sillä 1990-luvulla toteutetussa laajassa KYPRO-hankkeessa se oli yhtenä näytealueena. KYPRO-hankkeen tuloksiin yhdistettynä voitiin haitta-aineiden pitoisuuksista muodostaa aikasarjat aina 1930—luvun lopulta nykypäivään.
Ahvenkoskenlahden pohjasedimentin elohopeapitoisuuden huippu ajoittui 1960-luvun lopulle (Kuva 1). Tämän jälkeen pitoisuudet ovat laskeneet, mutta lasku ei ole ollut tasaista. Nykyiset pintasedimentin pitoisuudet vastaavat aikasarjassa 1950-luvun tasoa. PCDD/F-pitoisuuksien osalta huippu ajoittui elohopeapitoisuuksiin nähden hieman myöhempään 1970-luvulle (Kuva 2). Nykyiset pintasedimentin pitoisuudet vastaavat 1960-luvun alun tasoa.
Kokonaiskuormitus vuosien 1937-2021 aikana
PCDD/F- ja elohopeayhdisteiden kokonaiskuormaa arvioitiin vuosien 1937-2021 välillä pitoisuusmallien (Kuvat 1 ja 2) sekä kulkeuma-arvioiden avulla. Raunio & Itkonen (2018) arvioivat Kymijoen elohopeakuorman olleen vuonna 2017 noin 27 kg/vuosi. PCDD/F-yhdisteiden osalta kulkeuma-arviona käytettiin Verta ym. (1999) esittämää arviota 250 g/vuosi (1990-luvun alussa). Arvioitu vuosikuorma kiinnitettiin vastaamaan saman vuoden (PCDD/F: vuosi 1990 ja elohopea: vuosi 2017) pitoisuutta Ahvenkoskenlahden sedimentissä. Vuosien 1937-2021 vastaavat vuosikuormat ennustettiin pitoisuusmallien (Kuvat 1 ja 2) avulla. PCDD/F-yhdisteiden osalta arvio vuosien 1937-2021 kokonaiskuormasta oli 15,7 kg (I-TEQ). Elohopean osalta vuosien 1937-2021 kokonaiskuorma Kymijoelta rannikolle olisi vastaavasti 3860 kg.
PCDD/F- ja Hg-kulkeuman ennusteet
PCDD/F- ja elohopeapitoisuuksille muodostettiin ennustavia malleja, jossa hyödynnettiin sedimenttiprofiilin ajallisia muutoksia. PCDD/F-mallien perusteella Ahvenkoskenlahden sedimentin pitoisuudet tulevat laskemaan ajan myötä, kunnes arviolta 2050-luvun lopulla saavutetaan kuormituksen taustataso (Kymijoen Pyhäjärvi: 0,45 ng/g). Tänä aikana PCDD/F-kulkeuma Kymijoelta merelle olisi arviolta noin 2,7 kg (I-TEQ). Yhdistettynä tähänastiseen kuormitukseen (15,7 kg), on kokonaisarvio Kymijoen KY-5 -pohjaisesta PCDD/F-kuormasta 18,4 kg (I-TEQ).
Elohopean osalta mallit ennustivat pitoisuuksien pienenevän tulevina vuosina. Mikäli taustapitoisuutena käytetään Kymijoen Pyhäjärven pintasedimentin pitoisuutta 1990-luvun alussa (0,1 mg/kg), tasaantuu kuormitus taustatasolle arviolta 2040-luvulla. Nykyisen kulkeuman ollessa noin 27 kg/vuosi voi ennusteen toteutuessa elohopeakulkeuma Kymijoelta merelle olla tänä aikana noin 700 kg. Kiintoaineeseen sitoutuneen elohopeakuorman voidaan arvioida olevan kokonaisuudessaan vajaa noin 4,5 tn.
Yhteenveto
KYPRO-projektissa arviotiin Kymijokeen päätyneen PCDD/F-kuorman olleen noin 16-21 kg (I-TEQ, Verta ym. 1999). Tämän työn arvio kokonaiskuormituksesta (18,4 kg I-TEQ) oli siten hyvin linjassa aiempien arvioiden kanssa. Arvion perusteella noin 14 % kokonaiskuormasta olisi vielä Kymijoessa ja päätyisi tulevina vuosina ja vuosikymmeninä merelle. Kääntäen noin 86 % kokonaiskuormasta olisi jo päätynyt Kymijoesta rannikolle. Osa jokeen päätyneestä kuormasta on hautautunut pysyvästi jokisuvantojen syville ja pehmeille pohjille. PCDD/F-yhdisteiden hajoaminen syvällä sedimentissä on hyvin hidasta tai lähes olematonta (Rossi 2011), joten osa historiallisesta kuormasta tulee säilymään Kymijoessa.
Kymijoen alaosaan kohdistuneeksi teollisuuden elohopeakuormitukseksi on arvioitu yhteensä noin 31 tn metallista elohopeaa vuodesta 1950 lähtien (Kokko & Turunen 1988). Kokonaiskuorma on ollut tätäkin suurempi. Tässä työssä Kymijoen arvioitiin kuljettaneen rannikolle vuosien 1937-2021 aikana yhteensä vajaa 4000 kg kiintoaineeseen sitoutunutta elohopeaa. Tulevien vuosien aikana rannikolle arvoitiin päätyvän historiallista kuormaa vielä noin 700 kg. Teollisuudesta Kymijokeen päätynyt elohopeakuormitus on todennäköisesti ollut liuenneessa muodossa, jolloin valtaosa kuormituksesta on päätynyt rannikolle ennen sitoutumista kiintoainekseen, mikä selittää erot kuormitusarvioissa. Kymijoen alaosan (Kouvola-merialue) keskimääräinen viipymä on noin kolme vuorokautta ja elohopean sitoutuminen kiintoainekseen vie olosuhteista riippuen muutamasta päivästä pariin viikkoon. Elohopean metyloituminen ja sitoutuminen eliöstöön on tapahtunut Kymijoen suvannoilla ja läpivirtausjärvillä sekä etenkin rannikolla. Kalojen elohopeapitoisuudet ovat laskeneet Pyhtään edustalla 1960-luvun huippupitoisuuksista (2,5–5,8 mg/kg, Häsänen & Sjöblom 1968). Nykyisin Kymijoen ja sen edustan merialueen haukien pitoisuudet ovat keskimäärin enää n. 0,14-0,34 mg/kg (Raunio 2021).
Tämä tutkimus osoitti, että vanhan haitta-ainekuormituksen varjo Kymijoelle ja sen edustan merialueelle on pitkä. Tulevien vuosikymmenten aikana viimeiset rippeet historiallisesta elohopea- ja PCDD/F-kuormasta kulkeutuvat rannikolle ja vähitellen hautautuvat Suomenlahden pohjasedimentteihin. Vaikka tilanne elohopean ja PCDD/F-yhdisteiden osalta on parantunut, on tilalle tullut muita, kuten PFAS-yhdisteet, joiden pitoisuudet sedimenteissä ovat kasvaneet.
Janne Raunio, Kymijoen vesi ja ympäristö ry
Viitteet
Häsänen, E. & Sjöblom, V. 1968. Kalojen elohopeapitoisuus Suomessa vuonna 1967. Suomen Kalatalous 36: 1-24.
Kokko, N. & Turunen, T. 1988. Kymijoen alaosaan kohdistunut elohopeakuormitus ja hauen elohopeapitoisuus vuoteen 1986 saakka. Vesitalous 3: 30-38.
Nuorteva, P. 1976. Elohopea Suomen luonnossa ja hallintokoneistossa. WSOY, Porvoo, 279 s.
Raunio, J. 2021. Kymijoen ja sen edustan merialueen kalataloudellinen tarkkailu vuonna 2020. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n julkaisu no 301/2021.
Raunio, J. & Itkonen, A. 2018. Kymijoen PCDD/F- ja elohopeakulkeuman arviointi. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 386/2018.
Rossi, E. 2011. Kymijoen pilaantuneet sedimentit. Riskinarvio. Esko Rossi Oy. Verta M., Ahtiainen, J., Hämäläinen, H., Jussila, H., Järvinen, O., Kiviranta, H., Korhonen, M., Kukkonen, J., Lehtoranta, J., Lyytikäinen, M., Malve, O., Mikkelson, P., Moisio, V., Niemi, A., Paasivirta, J., Palm, H., Porvari, P., Rantalainen, A-L., Salo, S., Vartiainen, T., & Vuori, K-M. 1999. Organoklooriyhdisteet ja raskasmetallit Kymijoen sedimentissä: esiintyminen, kulkeutuminen, vaikutukset ja terveysriskit. Suomen ympäristökeskus, Helsinki. Suomen ympäristö 334, 72 s.