Öljyllä ja raskasmetalleilla pilaantuneita maita koskevan ympäristölainsäädännön ja lupamenettelyn edistäminen kemiallisella tutkimuksella

Abstract Industrial emissions and soil pollution caused by harmful substances attracted an increased public awareness in the 1970s. Ministry of the Environment contributed to the rapid development of environmental legislation. Development of Finnish environmental legislation has also been significantly affected by the membership of the EU has been in 1995. Finnish legislation is largely based on EU legislation, but in some cases it includes even stricter standards and limits than those applied on the EU level. Studies of contaminated soils in Finland began with mapping of landfills in the 1980s. The clearing and renovation project of contaminated soils named SAMASE started in 1988, and approximately 10,400 contaminated areas were surveyed. Currently, the total number of objects has already expanded to about 25,000. This thesis consists of five scientific publications related to contaminated sites. Its summary deals with environmental legislation, treatment methods for soils contaminated with oils and heavy metals, and risk assessment in general. The scientific publications focus on the utilization of two chemical methods, i.e. oil biodegradation of contaminated soil studied, especially by manometric respirometric BOD Oxitop method, and the study of railway ballast using five-step sequential extraction method. The results show that the biodegradability of oil is strongly dependent on the soil matrix and the studied oils (motor and light fuel oils), which are biodegradable well under suitable conditions. When a 6-month long biodegradation study of light fuel contamination in mineral-rich soil without soil conditioning was performed, the final biodegradation degree was surprisingly almost complete (> 90 %), in contrary to the general assumption. Thus, the inherent biodegradability is a cost-efficient and a recommended treatment method for oil contaminated soils, especially in sparsely populated areas. Research of the railway ballast showed that the multi-step sequential extraction will provide valuable information about the effects of environmental circumstances on metals bioavailability or solubility for the purposes of risk assessment. This information is necessary to understand the actual environmental risks of metals in different natural environments, thus contributing to the development of licensing procedure. The results of this thesis also show that licensing related to the restoration of contaminated soils r (authority and control procedures) must be simplified. The authorities should also have sufficient chemical knowledge, since after all, environmental problems are mainly of chemical nature.Tiivistelmä Huoli ympäristöstä nosti 1970-luvun alussa erilaiset päästöt päivänvaloon, ja haitallisten aineiden aiheuttama maaperän pilaantuminen nousi esille 1980-luvulla. Suomeen vuonna 1983 perustettu ympäristöministeriö on edesauttanut nopeaa ympäristölainsäädännön kehittymistä. Kehitykseen on vaikuttanut merkittävästi myös EU-jäsenyytemme vuodesta 1995 lähtien ja jäsenyyden myötä implementoitu EY:n lainsäädäntö. Joiltain osin säädöksemme ovat jopa tiukempia kuin EU:n vastaavat säännökset. Suomessa pilaantuneiden maiden selvitystyö alkoi kaatopaikkojen kartoituksella 1980-luvulla. Valtioneuvoston v. 1988 antaman selonteon pohjalta käynnistyi saastuneiden maa-alueiden selvitys- ja kunnostusprojekti (SAMASE), jossa kartoitettiin noin 10 400 pilaantuneeksi epäiltyä tai todettua aluetta. Tätä työtä jatketaan edelleen viranomaisten tavanomaisen lupa- ja valvontatyön ohessa. Tällä hetkellä kohteiden kokonaismäärä on noin 25 000. Tämä pilaantuneisiin maihin (PIMA) liittyvä väitöskirjatutkimus koostuu yhteenveto-osasta, jossa käsitellään alan lainsäädäntöä, käsittelymenetelmiä ja riskinarviointia yleisesti sekä viidestä osajulkaisusta, jotka keskittyvät öljyllä pilaantuneiden maiden biohajoavuuteen manometrista respirometrista BOD Oxitop -menetelmää käyttäen ja kaivosteollisuuden sivukiven (raidesepeli) raskasmetallien analytiikkaan sekventiaalista uuttoa hyödyntäen. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että öljy biohajoaa maassa sopivissa olosuhteissa hyvin ja luontainen biohajoavuus on täten yksi käyttökelpoinen öljyllä pilaantuneiden maiden puhdistusmenetelmä. Raidesepelitutkimukset osoittivat, että monivaiheinen sekventiaalinen uutto tuo uutta arvokasta tietoa olosuhteiden vaikutuksista metallien biosaatavuudesta/liukoisuudesta niiden riskinarviointia varten. Tämä tieto on välttämätöntä, kun halutaan ymmärtää metallien todelliset ympäristövaikutukset erilaisissa luonnonolosuhteissa ja näin edistää osaltaan lupamenettelyn kehittämistä. Väitöskirjassa todetaan myös, että pilaantuneen maan kunnostuksiin liittyen viranomaisten lupa- ja valvontamenettelyä tulee yksinkertaistaa ja viranomaisilla tulisi olla riittävästi kemian tietämystä ja kemiallista ajattelua, ovathan ympäristöongelmat pääosin luonteeltaan kemiallisia