Yleisimmät maaperän pilaantumista aiheuttavat haitta-aineet ovat öljyhiilivedyt ja metallit. Merkittävimpiä pilaantumista aiheuttavia toimintoja ovat polttoaineen jakelu ja varastointi, teollinen toiminta, jätteenkäsittely, ampumaradat sekä sahat ja kyllästämöt. FM Suvi Simpanen tarkastelee väitöskirjatyössään erilaisia paikan päällä tapahtuvia pilaantuneen maaperän kunnostusmenetelmiä ja selvitti niiden toimivuutta ja tehokkuutta. Simpasen tutkimuksen mukaan eri menetelmien yhdistelmällä ja vuorottaisella käytöllä voidaan vähentää tai poistaa maamassojen vaihdon tarvetta.

Maaperä pilaantuu kun ihmisen toiminnan seurauksena maaperään päätyy haitallisia aineita, jotka aiheuttavat vaaraa ympäristölle tai ihmisen terveydelle. Pilaantuneiksi luokiteltuja alueita on Euroopassa arvioitu olevan yli 2.5 miljoonaa ja Suomessa lähes 24 000. Pilaantuneen maaperän kunnostamista on tehty pääosin kaivamalla maamassat ja käsittelemällä ne tai sijoittamalla ne muualle eli ex situ –kunnostuksella. Vaihtoehtoisesti maaperä voidaan kunnostaa in situ eli paikan päällä ilman kaivamista, mikä vähentää sekä ympäristövaikutuksia että kunnostuskustannuksia.

Simpanen tutki laboratorio-, pilot- ja kenttämittakaavan kokeilla erilaisia soveltuvia in situ -kunnostusmenetelmiä ja arvio niiden toimivuutta ja tehokkuutta polttoaineilla (diesel, bensiini) tai puunsuoja-aineilla (kreosootti, kloorifenolit) pilaantuneiden maiden puhdistamisessa.

Luonnon omat keinot avuksi

Luonnon omat mikrobit pystyvät hajottamaan maaperässä olevia orgaanisia saasteyhdisteitä. Hajotusta voidaan tehostaa parantamalla maan ravinne- ja happipitoisuutta (biostimulaatio), jonka Simpanen osoittaa olevan kannattavin keino aloittaa puhdistus helposti hajoavien yhdisteiden kohdalla. Mikrobihajotuksen tehostaminen vähensi myös öljyn kulkeutumista maan läpi, pienentäen näin pohjavesien pilaantumisriskiä.

Simpanen havaitsi myös, että metsämaan pintakerroksessa on kloorifenolien hajotukseen kykeneviä mikrobeja ja tämän kerroksen lisäys saastuneen mineraalimaan päälle lisäsi kloorifenolien hajoamista. Maahan muodostetun sähkökentän avulla saatiin tiivis savimaa kuivumaan, jolloin haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kuten bensiinin imeminen maasta (huokoskaasukäsittely) tehostui.

Kemialliset keinot

Simpasen tutkimuksessa selvisi, että saasteyhdisteiden hajottaminen kemiallisesti, hapettavan aineen vetyperoksidin avulla ei toiminut öljyllä saastutetussa maassa vaan lisäsi öljyn kulkeutumista maan läpi. Menetelmä vaatii suuria vetyperoksidiannoksia ja tehokasta kemikaalin syöttötapaa. Pinta-aktiivinen aine oli hyödyllinen maahan tiukasti sitoutuneiden saaste-yhdisteiden irrottamiseksi maasta ja paransi niiden saatavuutta mikrobien hajotettavaksi.

– Eri menetelmien yhdistelmällä ja vuorottaisella käytöllä voidaan vähentää tai poistaa maamassojen vaihdon tarvetta. In situ -menetelmien hyödyntäminen vaatii kuitenkin sen, että päätökset pilaantuneiden alueiden kunnostamisesta tehtäisiin tarpeeksi joustavilla aikatauluilla, summaa Simpanen.

FM Suvi Simpanen väittelee perjantaina 2.12.2016 klo 12 aiheesta:
”Evaluation of in situ remediation methods in soils contaminated with organic contaminants”
Helsingin yliopiston ympäristötieteiden laitoksella, osoiteessa Lahden tiede- ja yrityspuisto, Aalto- auditorio, Niemenkatu 73, Lahti. Vastaväittäjänä on professori Marko Virta ja kustoksena professori Martin Romantschuk.

Väittelijän yhteystiedot
suvi.simpanen@helsinki.fi, puh. 050 528 0447