PAH-yhdisteitä maaperässä.

Ja PAH! Mitä ne PAHit maassa tekevät?

Ja PAH! Mitä ne PAHit maassa tekevät?

Miksi polyaromaattisia hiilivetyjä eli PAH-yhdisteitä on maaperässä ja mitä haittaa niistä on? Tutkitaanko näiden yhdisteiden esiintymistä maaperässä tai pitääkö niitä poistaa sieltä?

PAH-yhdisteitä muodostuu luonnossa esimerkiksi metsäpaloissa tai tulivuorten purkauksissa. Myös kotien tulipesissä syntyy PAH-yhdisteitä puun epätäydellisessä palamisessa. Näitä aineita on mukana raakaöljyssä ja siten myös joissakin öljytuotteissa. Moottoreiden polttoaineen ja voiteluöljyn palamisprosessissa syntyy PAHeja, minkä takia liikenne on yksi merkittävä PAH-yhdisteiden lähde. Erityisesti kaupungeissa PAH-yhdisteitä löytyy maaperästä laajalti pieninä pitoisuuksina.

Korkeat PAH-yhdisteiden pitoisuudet maaperässä viittaavat jonkin PAH-pitoisen aineen päästöön. Kaupungeissa yksi merkittävä lähde on 1800–1900-luvuilla tapahtunut kaasulaitostoiminta, jossa kaasun valmistuksen sivutuotteena muodostui kivihiilitervaa. Esimerkiksi Helsingissä kivihiilitervaa on todettu monin paikoin maarakennustöiden yhteydessä. Kaikille tuttu ratapölkyn haju on peräisin kyllästeestä, joka sisältää huomattavia määriä PAH-yhdisteitä öljyn lisäksi. Menneinä vuosikymmeninä kyllästämöalueilla kyllästettä saattoi joutua maaperään huomattavia määriä.

PAH-yhdisteitä maaperässä.
PAH-yhdisteitä työmaan maa-aineksessa.

Nimensä mukaisesti polyaromaattisia hiilivetyjä – PAHeja – yhdistää se, että ne muodostuvat aromaattisista eli rengasrakenteisista molekyyleistä. Renkaiden määrä ja niiden liittyminen toisiinsa vaihtelevat paljon, mikä vaikuttaa kunkin yksittäisen yhdisteen haitallisuuteen ja käyttäytymiseen. Suurin osa PAH-yhdisteistä on heikosti haihtuvia tai liukenevia, eivätkä ne juurikaan kulkeudu maaperässä. Molekyylikooltaan pienemmät PAHit ovat kohtalaisesti haihtuvia ja vesiliukoisia, jolloin niitä voi haihtua maaperästä ilmaan tai kulkeutua sadeveden mukana pohjaveteen.

Osa PAH-yhdisteistä on terveydelle tai ympäristölle haitallisia, ja ne ovat yksi tyypillisimmistä maaperässä esiintyvistä haitta-aineista. Niiden pitoisuudet selvitetään maaperän haitta-ainetutkimusten yhteydessä erityisesti, kun maankäyttö muuttuu. Joskus PAH-pitoisen aineen, kuten kivihiilitervan, voi havaita jo aistinvaraisesti hajun ja mustan ulkonäön perusteella, mutta pienemmät pitoisuudet voidaan todeta vain laboratorioanalyysillä.

PAH-yhdisteitä maaperässä.

Vaikka PAH-yhdisteitä esiintyy maaperässä laajalti, niistä ei läheskään aina muodostu haittaa ihmisten terveydelle tai ympäristölle. Tämä voi johtua alhaisista pitoisuuksista, joilla ei ole vaikutusta tai PAH-yhdisteiden heikosta kulkeutumisesta ja haihtumisesta. Jos yhdisteet eivät pääse esimerkiksi kulkeutumaan hengitysilmaan tai ihmiset eivät voi altistua niille, haittaakaan ei voi muodostua.

Tyypillisimmät reitit, joilla PAH-yhdisteistä voi muodostua terveyshaittaa, ovat

  • haihtuvien ja haitallisten PAH-yhdisteiden kulkeutuminen sisäilmaan ja niiden hengittäminen,
  • korkeita PAH-pitoisuuksia sisältävän maan pölyäminen ja pölyn hengittäminen,
  • maan tahaton nieleminen ja
  • yhdisteiden kertyminen ravintokasveihin.

Esimerkiksi kyllästettyjä pölkkyjä ei pidä käyttää kotipuutarhoissa. Kyllästetyt ratapölkyt ja puhelinpylväät ovat vaarallista jätettä.

Maaperästä PAH-yhdisteitä voi kulkeutua pinta- tai pohjavesiin. Tyypillinen PAH-yhdisteiden ympäristöhaitta on pohjaveden laadun heikkeneminen. Myös haitalliset vaikutukset eliöissä tai ekosysteemin toiminnan häiriintyminen ovat mahdollisia. PAH-yhdisteitä muodostuu myös luonnon prosesseissa, joten monet eliöt sietävät pieniä pitoisuuksia.

Kun maaperässä epäillään olevan PAH-yhdisteitä ja halutaan selvittää voiko niistä muodostua haittaa, on tärkeää tutkia maaperän pitoisuuksia riittävän kattavasti ja laadukkaasti, jotta pitoisuuksista saadaan luotettavaa tietoa. Tyypillisesti tutkimuksissa tarkastellaan myös pohjaveden laatua sekä tarpeen mukaan pintaveden ja sedimentin pitoisuuksia. Maaperästä kerättävien huokosilmanäytteiden avulla voidaan selvittää voiko PAH-yhdisteitä haihtua maaperästä ja kulkeutua sisäilmaan.

Huokosilmanäytteenotto.
Huokosilmanäytteenotto. ©Vahanen Environment Oy

Koska PAH-yhdisteet koostuvan hyvin erityyppisistä aineista, joiden ominaisuudet vaihtelevat paljon, on tärkeää ymmärtää mihin tutkimukset kussakin kohteessa tulee kohdistaa. Tutkimusten laadukkuus on avainasemassa, jotta PAH-yhdisteistä mahdollisesti aiheutuva haitta voidaan arvioida todenmukaisesti. Mahdollinen riski terveydelle tai ympäristölle voidaan määrittää laadullisesti tai laskennallisesti. Terveyshaitta voi olla lievää (esim. ihottuma) tai huomattavaa (esim. syöpä). Riskinarvioinnissa tarkastellaan haitan todennäköisyyttä ja minkälaisesta haitasta on kyse.

Jos maaperässä todetuista PAH-yhdisteistä arvioidaan muodostuvan riski ihmisten terveydelle tai ympäristölle, riskiä tulee alentaa. Tämä voidaan tehdä kunnostamalla maaperä eli vähentämällä haitta-aineen määrää tai pitoisuuksia. Vaihtoehtoisesti riskiä voidaan alentaa katkaisemalla reitti, josta riski muodostuu. Jos riski muodostuu sisäilman hengityksen kautta, riski voidaan poistaa estämällä aineen kulkeutuminen sisäilmaan esimerkiksi radonputkiston avulla. Jos riski muodostuu haitta-ainepitoisen maan tahattoman nielemisen, pölyämisen tai suoran kontaktin kautta, tämä voidaan estää esimerkiksi peittämällä haitta-ainepitoinen maa-aines.

Haitta-aineiden kulkeutuminen maaperästä ilmaan ja mereen.

Kirjoittajat

Pirjo Tuomi
Johtava asiantuntija
Vahanen Environment Oy

Milja Vepsäläinen
Suunnittelupäällikkö
Vahanen Environment Oy

Tämä teksti on alunperin julkaistu Vahasen verkkosivuilla. Vahanen liittyi osaksi AFRYä vuoden 2022 alussa.

AFRY on mukana Vahasen kautta tutkimushankkeessa. Lue lisää tästä.

Ota yhteyttä

Hannu Ansala - Pilaantuneet maat

Hannu Ansala

Pilaantuneet maat

Ota yhteyttä: Hannu Ansala

AFRY huolehtii yksityisyydensuojastasi pitämällä henkilötietosi turvassa. Käsittelemme henkilötietoja tietosuojaselosteemme mukaisesti noudattaen aina soveltuvia lakeja ja säännöksiä.