Happamat sulfaattimaat - riskit ja kartoitus

Happamilla sulfaattimailla tarkoitetaan maaperässä luonnollisesti esiintyviä rikkipitoisia sedimenttejä (sulfidisedimenttejä), joista vapautuu hapettumisen seurauksena happamuutta ja metalleja maaperään ja vesistöihin. Happamat sulfaattimaat ovat savea, hiesua tai hienoa hietaa ja usein myös liejupitoisia.

Happamia sulfaattimaita esiintyy erityisesti muinaisen Litorina-meren korkeimman rannan alapuolisilla alueilla (ks. karttakuva), jotka ovat nousseet kuivalle maalle maankohoamisen seurauksena. Karkeasti ottaen happamia sulfaattimaita esiintyy Suomen rannikkoalueilla Pohjois-Suomessa noin 100 metrin ja Etelä-Suomessa noin 40 metrin korkeuskäyrän alapuolella. Tyypillisesti nämä alavat vanhan merenpohjan kerrostumat ovat nykyisin viljelyskäytössä tai turpeen alla soiden pohjalla. Rikkipitoisia sedimenttejä kerrostuu myös nykypäivänä mm. rannikon merenlahdissa ja jokisuistoissa, joista ne tulevaisuudessa kohoavat kuivalle maalle ja kehittyvät happamiksi sulfaattimaiksi.

Happamien sulfaattimaiden maaperäprofiileissa esiintyy yleisesti sekä todellinen (THS) että potentiaalinen hapan sulfaattimaa (PHS). Hapettomassa tilassa pohjavedenpinnan alapuolella sulfidisedimentit eivät aiheuta haittaa ympäristölleen ja täten näitä sedimenttejä kutsutaan potentiaalisiksi happamiksi sulfaattimaiksi (PHS). Maankohoamisen ja maankäytön kuten ojituksen ja maiden kuivatuksen myötä pohjavedenpinta laskee ja kyseiset kerrokset altistuvat hapettumiselle ja sitä kautta myös happamoitumiselle, jolloin niistä tulee todellisia happamia sulfaattimaita (THS). Hapettumisen seurauksena sulfidikerrosten pH laskee keskimäärin arvosta 6-7 alle 4,5, paikoin jopa alle pH 3,5. Rikki esiintyy sulfaattimaissa tyypillisesti rautasulfideina, joista muodostuu hapettumisen seurauksena rikkihappoa. Hapettumisen seurauksena myös sulfidisedimentin väri muuttuu mustasta tai (tumman) harmaasta rusehtavaksi tai vaaleamman harmaaksi.

Happamista sulfaattimaista aiheutuvia ongelmia ovat mm. maaperän ja vesistöjen happamoituminen sekä haitallisten metallien liukeneminen maaperästä ja sitä kautta myös pintavesien kemiallisen ja ekologisen tilan heikkeneminen aiheuttaen mm. kalakuolemia. Lisäksi happamista sulfaattimaista aiheutuu ongelmia maatalouden tuottavuuteen ja kasvillisuuden monimuotoisuuteen, pohjaveden pilaantumista sekä teräs- ja betonirakenteiden syöpymistä rakentamisessa. Happamilla sulfaattimailla on myös yleisesti heikot geotekniset ominaisuudet.

Ojitettu hapan sulfaattimaa, Kronoby. Ohuen turvepeitteen alla aikaisemmin kuivatettu kerros, joka on hapettunut ja muuttunut harmaaksi, todelliseksi happamaksi sulfaattimaaksi (THS, pH 2.5–3). Uusi ojitus on paljastanut tummaa, alkuperäistä sulfidisedimenttiä (potentiaalinen hapan sulfaattimaa, PHS, pH 6–7), joka nyt hapettuu. Valumavesi on hapan (pH 3–4) ja metallirikas. Kuva: Peter Edén

GTK hankkeissa mukana

GTK on parhaillaan mukana Happaman vesistökuormituksen ehkäisy Siikajoki-Pyhäjoki -alueella HaKu -hankkeessa (2009-2012) sekä Happamien sulfaattimaiden ympäristöriskien vähentäminen – sopeutumiskeinoja ilmastonmuutokseen CATERMASS -hankkeessa (2010-2012). Hankkeissa haetaan keinoja ja kehitetään menetelmiä happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen ehkäisemiseksi ja vähentämiseksi. Haittojen arvioidaan lisääntyvän ilmastonmuutoksen myötä. Olennainen osa selvitystyötä on happamien sulfaattimaiden esiintymisen ja ominaisuuksien kartoitus, jotta osataan kohdistaa oikeat toimenpiteet oikeille alueille. Sekä HaKu- että CATERMASS -hankkeessa GTK:n vastuulla on happamien sulfaattimaiden kartoitus.

Kartoitustyön eri vaiheissa käytetään hyväksi olemassa olevia aineistoja (maaperä, kallioperä, lentogeofysiikka, korkeusaineisto). Lisäksi tehdään maastossa maaperäkairauksia, jolloin tehdään havaintoja maalajeista, kerrosjärjestyksestä, sulfidikerroksista, mitataan pH:ta suoraan maaperästä sekä otetaan maaperänäytteitä laboratorioanalyysejä varten. Näytteitä inkuboimalla (hapettumisella) voidaan helposti todentaa happamoitumista aiheuttavien sulfidien olemassaolo mahdollisen pH:n laskun perusteella.

Kartoitustulosten perusteella laaditaan valuma-aluekohtaisesti yleiskartta happamien sulfaattimaiden todennäköisestä esiintymisestä, riskiluokittelu sekä raportti tutkimustuloksista. Hankkeissa tuotetut kartat ja raportit julkaistaan tulevaisuudessa GTK:n ylläpitämässä kaikille avoimessa karttapalvelussa, joka on parhaillaan kehitteillä.

Tyypillinen kartoitettava alue Pohjanmaalla. Pelloksi raivattu alue, päällimmäisenä metrin turvekerros. Syvennetty ojitus on paljastanut sulfidisedimentkerroksen, jonka pinta on hapettunut ja muuttunut harmaaksi. Kartoituksella ja tiedotuksella pyritään vastaavia välttämään jatkossa. Kuva: Emmi Rankonen

Jatkossa

Parhaillaan käynnissä olevat hankkeet (CATERMASS ja HaKu) päättyvät vuoden 2012 lopussa. 'Vesienhoidon toteutusohjelmassa' vuosille 2010-2015 todetaankin, että viimeistään vuodesta 2012 lähtien tarvitaan vesienhoidon kärkihanke, joka antaa lisäpanostusta sekä laajentaa happamien sulfaattimaiden kartoitus- ja neuvontatyön kattavuutta. Happamat sulfaattimaat ja näiden aiheuttamat kuormitusriskit tulisi kartoittaa yhtenäisin menetelmin vuoteen 2015 mennessä. Lisäksi toteutusohjelmassa todetaan,  että happamat sulfaattimaat tulee ottaa huomioon maankäytön suunnittelussa sekä tulee kehittää ja ottaa käyttöön kustannustehokkaita menetelmiä happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämiseksi.

Myös Maa- ja metsätalousministeriön ja Ympäristöministeriön laatimassa 'Happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämisen suuntaviivat vuoteen 2020' todetaan, että happamien sulfaattimaiden keskeiset esiintymisalueet ja näiden maiden aiheuttamat vesistöjen kuormitusriskit pyritään kartoittamaan yhtenäisin menetelmin vuoteen 2015 mennessä. Happamien sulfaattimaiden yleiskartoitusta sekä tarkempia täsmäkartoituksia on ehdotettu GTK:n vastuulle.

Yhteyshenkilö: Ympäristögeologi Peter Edén (peter.eden gtk.fi), puh. 020 550 5215

  Takaisin

Happamien sulfaattimaiden yleiskartoitus 1:200 000 - kartoitustilanne

 
Suurenna

Esiintymisympäristöjä  (esite, pdf)
Tunnistaminen (esite, pdf)

Happamien sulfaattimaiden selvitykset