Vesistötoksikologiaa Kernaalanjärvellä – PCB -yhdisteiden pitoisuuksien ja kohtalon mallintamista

 

Matti Leppänen

Suomen ympäristökeskus

 

Vesistötoksikologia tutkii haitta-aineiden pitoisuuksia vesiympäristössä ja eliöissä, niiden vaikutuksia eliöissä sekä leviämistä ja kohtaloa vesistöissä. Riittävän tiedon perusteella voidaan tehdä ainekohtaisia riskinarviointeja. Matemaattiset mallit ovat oleellinen osa aineiston käsittelyä. Niiden avulla voidaan arvioida aineen myrkyllisyyttä molekyylirakenteen ja ominaisuuksien perusteella, vertailla aineiden myrkyllisyyttä ja lajien vasteita, laskea yksinkertaisia indikaattorilukuja kuvaamaan käyttäytymistä ympäristössä ja mallintamaan pitoisuuksia ympäristössä ja eliöissä.

 

Kernaalanjärven sedimentit ovat pilaantuneet polyklooratuilla bifenyyleillä (PCB) paperiteollisuuden tutkimustoiminnan seurauksena. Seurauksena järven ravintoverkko on kontaminoitunut, joka on johtanut kalan käytön rajoituksiin. Järvestä kerättiin laaja aineisto, joka sovitettiin kahteen biokertymismalliin ja joiden avulla arvioitiin PCB-pitoisuuksia ravintoverkon eri tasoilla sekä abioottisessa ympäristössä. Havaitut ja mallinnetut arvot vastasivat toisiaan riittävällä tarkkuudella ja siten Pohjois-Amerikan suurille järville parametrisoitu malli soveltuu myös pieneen boreaaliseen järveen. Kertymisprosessin ymmärtämisen lisäksi mallia voidaan käyttää arvioimaan miten sedimentin pitoisuuksien pieneneminen vaikuttaa kalapitoisuuksiin ja esimerkiksi mahdollisten puhdistustoimien onnistumiseen.

 

Hankkeessa tutkittiin myös järven ”PCB-vuotoa” 15 km alavirtaan mittaamalla vesi- ja sedimenttipitoisuuksia passiivisten keräinten avulla. Mallin mukaan sitoutuminen vapaaseen, liuenneeseen tai partikkelihiileen vaihteli jokivedessä yhdisteiden hydrofobisuuden mukaan osoittaen pieniklooristen liikkuvan lähinnä vapaana yhdisteenä. Passiivisten keräinten mittaamien pitoisuuksien perusteella laskettiin yhdisteiden kemiallinen aktiviteetti (a) sedimenteissä ja vedessä. Arvot kertovat systeemin tasapainotilanteesta ja yhdisteiden liikkeen suunnasta. Tulokset paljastivat kontaminaation tärkeäksi lähteeksi Tervajoen sekä näytepisteiden sedimentit. Kemiallisen aktiviteetin soveltaminen vesistömalleissa avaisi uusia mahdollisuuksia haitta-aineiden leviämisen ja kohtalon selvittämiseen.

 

Leppänen.pdf