Per- ja polyfluoratut alkyyliyhdisteet (PFAS) ovat suuri, tuhansien synteettisten kemikaalien joukko, joita olemme käyttäneet kymmeniä vuosia. PFAS-yhdisteiden ominaisuudet eroavat toisistaan, mikä selittää osaltaan niiden lukuisat käyttökohteet.
Yhdisteitä käytetään muun muassa sammutusvaahdoissa, nahan, tekstiilien ja paperin likaahylkivissä pinnoitteissa, kosmetiikkatuotteissa, puhdistusaineissa, elektroniikkalaitteissa, maaleissa, metallien pinnoituksessa ja huurteenestoon. Ne kestävät korkeita lämpötiloja hajoamatta ja tekevät tuotteista kestäviä vedelle, rasvalle ja lialle. PFAS-yhdisteitä löytyy esimerkiksi sähköajoneuvojen akuista, tuuliturbiineista ja aurinkopaneeleista sekä laajasti käytettynä erilaisissa rakennusmateriaaleissa.
Useimmat PFAS-yhdisteet päätyvät helposti ympäristöön, ja ne voivat kulkeutua kauas päästölähteistään. Vuosina 2016–2017 otetuista näytteistä Vantaanjoen PFAS-pitoisuuksien todettiin olevan selvästi muita Suomen ja Ruotsin jokia suurempia (Siimes ym. 2019) ja pintavesien kemiallisen tilan luokittelussa 2020 Vantaanjoen kemiallinen tila heikkeni luokkaan hyvää huonompi, pääosin ahvenelle asetetun normin ylittävien perfluorioktaanisulfonaatti- eli PFOS-pitoisuuksien vuoksi.
Osan PFAS-yhdisteistä on todettu olevan haitallisia eliöstölle. Haittavaikutuksia ovat mm. maksatoksisuus sekä häiriöt lisääntymisessä, kehityksessä ja immuunitoiminnassa. Vesistöissä, etenkään Suomessa, havaittavat pitoisuudet eivät ole akuutisti myrkyllisiä vesieliöille, mutta niillä voi olla haitallisia pitkäaikaisvaikutuksia. Ongelmana on myös PFAS-yhdisteiden kertyminen ravintoketjussa, mikä voi aiheuttaa kroonisia haittavaikutuksia ravintoketjun huipulla, myös ihmiselle.
Laaja PFAS-tutkimus Vantaanjoella
Vantaanjoen PFAS-hankkeessa (2020–2021) seurattiin kahdeksantoista PFAS-yhdisteen esiintymistä jokivesissä vesistön eri osavaluma-alueilla ja kahdella jokeen puhdistettuja jätevesiä johtavalla puhdistamolla vuoden ajan. Lisäksi näytteitä otettiin kolmesta hulevesikohteesta ja neljästä pohjavesihavaintopaikasta sekä kaloista.
PFAS-yhdisteitä havaittiin kaikissa tutkituissa näytteissä. Haitallisen PFOS-yhdisteen pitoisuus ylitti haitattomaksi arvioidun pitoisuuden arvon 0,65 ng/l vesistöalueen jokivesissä ja kaupunkipuroissa, joihin kohdistuu puhdistettujen jätevesien kuormaa, valuma-alueella sijaitsee kaatopaikkoja tai on voimakas hulevesivaikutus. Sade- ja sulamisvesien myötä PFAS-yhdisteiden kuorma vesistöön kasvoi osoittaen hajakuormitusvaikutusta.
Yhdyskuntajätevedenpuhdistamojen PFAS-kuormalla oli selkeä vaikutus Vantaanjoen yläjuoksun näytepisteiden PFAS-pitoisuuksiin. Pitoisuuksien nousun ohella jätevesivaikutus näkyi joessa puhdistamoiden purkupaikkojen alapuolisten vesistöhavaintopaikkojen aineprofiileissa, jotka vastasivat puhdistamoilta lähtevän puhdistetun jäteveden aineprofiileja. Yhdyskuntajätevedenpuhdistamojen PFAS-kuorma ei kuitenkaan selittänyt kokonaan joen kuljettamaa PFAS-kuormaa edes puhdistamojen purkupaikkoja lähimpänä sijaitsevilla näytepisteillä. Jätevesien PFAS-kuorman osuus joessa kulkevasta PFAS-kuormasta myös pieneni alajuoksulle päin.
PFOS:n kertyminen kalan lihaan ylitti ympäristönlaatunormin tai oli sen tuntumassa Vantaanjoessa ja Keravanjoen alajuoksulla. Vantaanjoen alajuoksulla normi ylittyi kalan lihassa moninkertaisesti.
Jotta PFOS:n ja muiden PFAS-yhdisteiden pitoisuudet saadaan Vantaanjoessa laskuun, tarvitaan tehokkaita, merkittäviin päästölähteisiin kohdennettuja toimia. Hankkeessa nousi esiin alueita, joihin jatkoselvitykset kannattaa kohdistaa.
PFAS-yhdisteiden esiintyminen ja kulkeutuminen pohjavesissä
Ominaiskuormitusluvun perusteella arvioiden merkityksellisiä PFAS-yhdisteiden päästölähteitä on etenkin Vantaanjoen yläjuoksulla ja Rekolanojan alueella. VHVSY on selvittänyt Vantaanjoen ja sen sivujokien hydraulisia yhteyksiä pohjavesiin vuonna 2013 päättyneessä VAPOMIX-hankkeessa, jossa useilla menetelmillä todettiin pohjavedellä olevan merkittävä rooli jokien virtaamissa. Vuonna 2022 käynnistetyn jatkoprojektin tavoitteena on selvittää PFAS-yhdisteiden esiintymistä ja kulkeutumista pohjavesimuodostumassa kahdella Vantaanjoen osavaluma-alueella, joilla todettiin olevan poikkeuksellisen suuri PFAS-yhdisteiden kuormitus hulevesissä ja jokivesissä.
Tulosten perusteella arvioidaan pohjaveden roolia PFAS-yhdisteiden kulkeutumisessa Vantaanjoen vesistön osavaluma-alueella. Teollisuusalueilla, joilla on moninaista riskitoimintaa, voi hulevesien hallinta olla puutteellista, ja hulevesien mukana pysyviä vesiliukoisia PFAS-yhdisteitä voi kulkeutua laskuojiin tai päätyä pohjavesikerrokseen. Yhdisteet voivat olla peräisin mm. kemikaalien valmistuksesta ja käytöstä, metalliteollisuudesta ja jätteen käsittelystä. Myös aikaisempien toimintojen ja onnettomuustilanteiden pilaamista maakerroksista voi huuhtoutua PFAS-yhdisteitä pohjavesikerrokseen. Alivirtaamakausina voivat pohjaveteen huuhtoutuneet yhdisteet kulkeutua jokiveteen, pohjaveden purkautuessa jokiuomaan. Jokiuomista voi puolestaan kulkeutua rantaimeytymisen seurauksena PFAS-yhdisteitä pohjavesimuodostumaan ylivirtaamakausina ja erityisesti tulvakausina, jolloin jokiveden pinta nousee merkittävästi pohjavedenpintaa ylemmälle tasolle.
Hankkeessa otetaan pohjavesinäytteitä havaintoputkista ja vedenottamoilta sekä oja- ja jokivesinäytteitä. Näytteitä otetaan kolmena vuodenaikana, ja niistä tutkitaan 50 PFAS-yhdistettä. Tähän mennessä otetuista 51 näytteestä vain kuudessa ei havaittu yhtäkään 50:stä PFAS-yhdisteestä. PFOS-yhdistettä esiintyi 44 näytteessä pitoisuusvälillä 0,1 ng/l – 88ng/l. PFAS-yhdisteiden kokonaispitoisuudet näytteissä ovat olleet 0–59 ng/l, lukuun ottamatta yhtä entisen kaatopaikan läheisyydessä sijaitsevaa pohjaveden havaintoputkea, jossa 50:n PFAS-yhdisteen kokonaispitoisuus oli 3 600 ng/l. Pintavesissä esiintyy keskimäärin useampaa PFAS-yhdistettä kuin pohjavesissä, mutta kokonaispitoisuuksissa on suurta vaihtelua.
Keinoja PFAS-yhdisteiden vähentämiseksi hulevesistä
Hulevedet ovat merkittävä kulkeutumisreitti kaupunkiympäristön haitta-aineille. Tietoa orgaanisten haitta-aineiden pitoisuuksista hulevesissä on vielä vähän, mutta PFAS-yhdisteet nousevat selvästi aineryhmäksi, joita niissä usein havaitaan. Neljän hule- ja lumensulamisvesien hallintaan rakennetun hulevesialtaan kykyä haitta-aineiden pidättäjänä selvitettiin VHVSY:n KasviHAVA-hankkeessa. PFAS-yhdisteet olivat yksi aineryhmä, jonka kertymistä hulevesialtaiden sedimenttiin, kasvillisuuteen ja POCIS-passiivikeräimiin mitattiin.
Hulevesialtaiden vesistä löytyi 18 analysoidusta PFAS-yhdisteestä 13, joista 10–11 kertyi myös passiivikeräimiin kolmen viikon altistusjaksolla. Hulevesissä PFOS-yhdisteen pitoisuudet olivat keskimäärin 3 ng/l. Sekä kasvien juurakoihin että versoihin kertyi kuutta eri PFAS-yhdistettä, osin toisistaan poiketen. Ruokohelpi osoittautui muita monipuolisemmaksi PFAS-yhdisteiden kerääjäksi. Tässä tutkimuksessa PFOS:a havaittiin pääasiassa kasvien juurakoista (0,2–2,3 µg/kg kp) ja suurimmat PFOS-pitoisuudet kasvien versoista mitattiin ruokohelpistä (0,6 µg/kg kp). Passiivikeräimiin ja versoihin kertyvien yhdisteiden välillä oli selvä yhteys.
Sedimentissä PFAS(18)-yhdisteestä analyysin määritysrajan ylittäviä pitoisuuksia todettiin 2–7 yhdisteellä eri hulevesialtaissa. Vesieliöille haitalliseksi tunnistetun PFOS-yhdisteen pitoisuus (0,12–0,42 µg/kg k.a) oli yksittäisistä yhdisteistä korkein ja sitä esiintyi kaikissa altaissa.
Hulevesien mukana huuhtoutuvia haitta-aineita voidaan kerryttää hulevesialtaisiin ja vähentää vesistöihin kohdistuvaa kuormitusta. Haitta-aineiden talteenoton ja aineksen jatkokäsittelyn tulee kuitenkin olla suunnitelmallista ja siihen tarvitaan tutkittuja menetelmiä.
Säätelyä ja tutkimuksia tarvitaan
PFAS-yhdisteitä säädellään EU:ssa vesipuitedirektiivillä (VPD, 2000/60/EY, 2013/39/EY), joka on Suomessa toimeenpantu valtioneuvoston asetuksella vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista (2006/1022, muutos 1308/2015). PFOS on vaarallinen prioriteettiaine ja sille on asetettu ympäristönlaatunormipitoisuus kalassa, mitä ei tulisi ylittää. PFAS-yhdisteistä PFOS:n lisäksi säätelyn piiriin nk. Tukholman POP-sopimuksella on otettu myös PFOA ja PFHxS.
EU:n uudessa juomavesidirektiivissa (EU) 2020/2184 on lueteltu 20 eri PFAS-yhdistettä, joita on seurattava, jos kokonaisvaltaisen riskinarvion perusteella on todettu niitä todennäköisesti esiintyvän tietyllä vedenottamolla. Yhdisteiden summapitoisuudelle on laadittu raja-arvo, joka ei saisi ylittyä veden käyttöönottokohdassa.
Synteettisten, erittäin pysyvien PFAS-yhdisteiden vähentäminen ympäristöstä on vaikeaa ja aineiden käytön säätelyllä on suuri merkitys ympäristökuormituksen estämisessä ja siksi niiden käytön rajoittaminen kansainvälisellä lainsäädännöllä ja sopimuksilla on olennaista ongelmien ehkäisemiseksi.
Vantaanjoen PFAS- ja KasviHAVA -hankkeet olivat ympäristöministeriön rahoittaman Vesiensuojelun tehostamisohjelman Kaupunkien vesien hallinta ja haitallisten aineiden vähentäminen -teeman hankkeita, joita VHVSY toteutti yhteistyössä Suomen ympäristökeskuksen kanssa. Hankkeiden loppuraportit löytyvät vesiensuojeluyhdistyksen verkkosivulta www.vantaanjoki.fi: Julkaisu 89/2021, Vantaanjoen PFAS-hanke Loppuraportti ja Julkaisu 90/2022, KasviHAVA-hanke – Haitta-aineiden pidättyminen hulevesialtaissa.
PFAS-yhdisteiden esiintyminen ja kulkeutuminen pohjavedessä taajamatoimintojen vaikutusalueella -hanke on käynnissä oleva tutkimushanke, jonka rahoittajina toimivat K.H. Renlundin säätiö ja Uudenmaan ELY-keskus. Hankkeen loppuraportti julkaistaan alkuvuonna 2023 VHVSY:n kotisivuilla.
Heli Vahtera, Jari Männynsalo, Harri Turtiainen, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry