TY - BOOK
T1 - Saastuneiden sedimenttien käsittelymahdollisuudet Kymijoessa ja kenttäkokeiden suunnittelu
AU - Laasonen, Juha
PY - 2000
Y1 - 2000
N2 - 1990-luvun alkupuolella havaittiin Kymijoen sedimenttien
sisältävän suuria pitoisuuksia organoklooriyhdisteitä,
erityisesti myrkyllisiä PCDD- ja PCDF-yhdisteitä
(dioksiini- ja furaaniyhdisteitä). Pohjaeläimissä
havaittiin kehitysvaurioita. Kymijoen pohjasedimentissä
PCDD- ja PCDF-yhdisteiden kokonaismäärän on arvioitu
olevan 4 000-5 000 kg, joka jakautuu likimain tasan
Kuusankoski-Keltti-välin, Kymijoen alaosan ja merialueen
kesken. Lisäksi Kuusankosken ja Keltin välillä
elohopeapitoisuudet ylittävät saastuneen maan raja-arvon
5 mg/kg.
Tulva-aukkojen juoksutukset aiheuttavat eroosiota
Kuusankosken voimalaitoksen alapuolella. Eroosion
suuruuden ja laajuuden selvittäminen edellyttää
hydrologisia ja numeerisia virtausmallilaskentoja yhdessä
vesivoimakoneistojen käyttöhäiriötarkastelujen kanssa.
Ruoppaajatarkasteluissa valittiin Kymijoen
sedimenttinäytteiden perusteella kolme raekokoa, d50: 20,
60 ja 110 mm. Partikkelin halkaisijan perusteella
valitulla leikkausjännitysalueella (0,3-0,9 N/m2)
kriittinen virtausnopeus tulee olemaan 0,2-0,4 m/s.
Ruoppaustyön aiheuttama kiintoaineen vapautuminen
arvioitiin laitteiden työkiertojen perusteella ja sen
laskeminen voidaan jakaa seuraaviin osatarkasteluihin:
· kauhan laskeutumiseen perustuva kiintoaineen irtoaminen
· kauhan ollessa pohjalla pilarin eroosiotarkastelun
perusteella
· kauhan nostosta aiheutuva kiintoaineen irtoaminen uoman
pohjasta
· avoimesta kauhasta tapahtuva ruoppausmassojen
karkaaminen.
·
Suljetulla kahmarikauhalla ja pumppukauhalla liettyvät
pienimmät kiintoainemäärät ruopattua m3:ä kohti.
Virtausnopeuden ollessa suurempi kuin 0,2 m/s irtoavan
kiintoaineen määrä alkaa kasvaa voimakkaasti. Kauhan
nopeudella on suuri vaikutus vapautuvan kiintoaineksen
määrään.
Teoreettisen tarkastelun perusteella lasketut vapautuvat
kiintoainepitoisuudet ovat pienempiä (max. 20-45 mg/l)
kuin kirjallisuudessa esitetyt. Tarkastelun perusteella
voidaan kuitenkin päätellä ruoppausmenetelmien
keskinäinen paremmuus. Teoreettisen tarkastelun
perusteita voidaan tarkentaa tuulitunnelissa tehtävillä
kokeilla.
Kuusankosken ja Keltin saastuneiden sedimenttien
ruoppauksessa (140 000 m3) kiintoainetta on arvioitu
liettyvän 5-10 tonnia pumppukauhaa ja suljettua
kahmarikauhaa käyttäen, noin 30 tonnia suljettua
kuokkakauhaa käyttäen ja noin 40 tonnia avointa
kuokkkakauhaa käyttäen. Yliruoppauksesta johtuen
kiintoainemäärät voivat olla moninkertaiset.
Keskimääräisten pitoisuuksien perusteella dioksiinia ja
furaania vapautuu 0,4-2,8 kg ja elohopeaa noin 40-270 g
ruoppaustavasta riippuen.
Ruoppaustyön suorituksessa ammattitaidolla on erittäin
suuri merkitys kiintoaineen irtoamiseen. Tarpeettoman
suurella kaivusyvyydellä löyhdytetään pohjan maa-ainesta,
jolloin myös irtoavan kiintoaineksen määrä kasvaa.
Esimerkiksi 5 cm:n ylikaivulla saadaan kiintoainemäärän
lisäykseksi 40-50 g/s, joka on 4-5-kertainen
teoreettisesti arvioituihin verrattuna. Toisaalta kauhan
kaivuvastus suuren vesipitoisuuden omaavassa sedimentissä
on pieni, mikä vaikuttaa ruoppaustyön tarkkuuteen.
Lisäksi Kymijoella uitetut pohjaan painuneet tukit
saattavat aiheuttaa ikävän yllätyksen kiintoaineen
irtoamisen suhteen.
Jos laajamittaiseen saastuneiden sedimenttien
ruoppaamiseen päädytään, on ruoppaustyö suoritettava
syksyllä pienten virtaamien aikaan.
AB - 1990-luvun alkupuolella havaittiin Kymijoen sedimenttien
sisältävän suuria pitoisuuksia organoklooriyhdisteitä,
erityisesti myrkyllisiä PCDD- ja PCDF-yhdisteitä
(dioksiini- ja furaaniyhdisteitä). Pohjaeläimissä
havaittiin kehitysvaurioita. Kymijoen pohjasedimentissä
PCDD- ja PCDF-yhdisteiden kokonaismäärän on arvioitu
olevan 4 000-5 000 kg, joka jakautuu likimain tasan
Kuusankoski-Keltti-välin, Kymijoen alaosan ja merialueen
kesken. Lisäksi Kuusankosken ja Keltin välillä
elohopeapitoisuudet ylittävät saastuneen maan raja-arvon
5 mg/kg.
Tulva-aukkojen juoksutukset aiheuttavat eroosiota
Kuusankosken voimalaitoksen alapuolella. Eroosion
suuruuden ja laajuuden selvittäminen edellyttää
hydrologisia ja numeerisia virtausmallilaskentoja yhdessä
vesivoimakoneistojen käyttöhäiriötarkastelujen kanssa.
Ruoppaajatarkasteluissa valittiin Kymijoen
sedimenttinäytteiden perusteella kolme raekokoa, d50: 20,
60 ja 110 mm. Partikkelin halkaisijan perusteella
valitulla leikkausjännitysalueella (0,3-0,9 N/m2)
kriittinen virtausnopeus tulee olemaan 0,2-0,4 m/s.
Ruoppaustyön aiheuttama kiintoaineen vapautuminen
arvioitiin laitteiden työkiertojen perusteella ja sen
laskeminen voidaan jakaa seuraaviin osatarkasteluihin:
· kauhan laskeutumiseen perustuva kiintoaineen irtoaminen
· kauhan ollessa pohjalla pilarin eroosiotarkastelun
perusteella
· kauhan nostosta aiheutuva kiintoaineen irtoaminen uoman
pohjasta
· avoimesta kauhasta tapahtuva ruoppausmassojen
karkaaminen.
·
Suljetulla kahmarikauhalla ja pumppukauhalla liettyvät
pienimmät kiintoainemäärät ruopattua m3:ä kohti.
Virtausnopeuden ollessa suurempi kuin 0,2 m/s irtoavan
kiintoaineen määrä alkaa kasvaa voimakkaasti. Kauhan
nopeudella on suuri vaikutus vapautuvan kiintoaineksen
määrään.
Teoreettisen tarkastelun perusteella lasketut vapautuvat
kiintoainepitoisuudet ovat pienempiä (max. 20-45 mg/l)
kuin kirjallisuudessa esitetyt. Tarkastelun perusteella
voidaan kuitenkin päätellä ruoppausmenetelmien
keskinäinen paremmuus. Teoreettisen tarkastelun
perusteita voidaan tarkentaa tuulitunnelissa tehtävillä
kokeilla.
Kuusankosken ja Keltin saastuneiden sedimenttien
ruoppauksessa (140 000 m3) kiintoainetta on arvioitu
liettyvän 5-10 tonnia pumppukauhaa ja suljettua
kahmarikauhaa käyttäen, noin 30 tonnia suljettua
kuokkakauhaa käyttäen ja noin 40 tonnia avointa
kuokkkakauhaa käyttäen. Yliruoppauksesta johtuen
kiintoainemäärät voivat olla moninkertaiset.
Keskimääräisten pitoisuuksien perusteella dioksiinia ja
furaania vapautuu 0,4-2,8 kg ja elohopeaa noin 40-270 g
ruoppaustavasta riippuen.
Ruoppaustyön suorituksessa ammattitaidolla on erittäin
suuri merkitys kiintoaineen irtoamiseen. Tarpeettoman
suurella kaivusyvyydellä löyhdytetään pohjan maa-ainesta,
jolloin myös irtoavan kiintoaineksen määrä kasvaa.
Esimerkiksi 5 cm:n ylikaivulla saadaan kiintoainemäärän
lisäykseksi 40-50 g/s, joka on 4-5-kertainen
teoreettisesti arvioituihin verrattuna. Toisaalta kauhan
kaivuvastus suuren vesipitoisuuden omaavassa sedimentissä
on pieni, mikä vaikuttaa ruoppaustyön tarkkuuteen.
Lisäksi Kymijoella uitetut pohjaan painuneet tukit
saattavat aiheuttaa ikävän yllätyksen kiintoaineen
irtoamisen suhteen.
Jos laajamittaiseen saastuneiden sedimenttien
ruoppaamiseen päädytään, on ruoppaustyö suoritettava
syksyllä pienten virtaamien aikaan.
KW - contaminated sediments
KW - sediment treatment
KW - dredging
KW - fluvial environment
KW - sediment transport
KW - remediation
KW - hydraulic engineering
KW - rivers
KW - field experiments
M3 - Report
SN - 951-38-5022-6
T3 - VTT Julkaisuja - Publikationer
BT - Saastuneiden sedimenttien käsittelymahdollisuudet Kymijoessa ja kenttäkokeiden suunnittelu
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
CY - Espoo
ER -