Ajankohtaista

Luontaiset mikrobit syövät puunsuojakemikaalit pohjavedestä

Pohjavesiä on onnistuttu tehokkaasti puhdistamaan kloorifenoliyhdisteistä hapetusmenetelmällä, jolla voidaan tulevaisuudessa pelastaa pohjavesivarantoja maailmanlaajuisesti. Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitoksen tutkijat ovat olleet mukana puhdistamassa Kärkölän puunsuoja-aineilla saastunutta pohjavesialuetta ja todentamassa uudella DNA-pohjaisella analyysimenetelmällä, että puhdistamisesta vastuussa ovat olleet luontaiset bakteerit.

Kyllästekemikaalit saastuttivat pohjavedet

Puunsuoja-aine KY-5 oli suomalaisilla sahoilla laajasti käytössä 30-luvulta 80-luvulle. Puutavaraa käsiteltiin upottamalla niitä suuriin altaisiin, joista kyllästekemikaalit (pääasiassa tetra-, penta- ja trikloorifenolit) valuivat myös syvempiin maakerroksiin ja pohjavesiin. Happamuudeltaan neutraaleissa syvämaissa kloorifenolit ovat hyvin liukoisia leviten tehokkaasti pohjavedessä saastuttaen suuria aloja. Kärkölän Järvelä on yksi tunnetuimpia tapauksia, jossa kunnallinen vedenottamo jouduttiin sulkemaan pysyvästi vuonna 1987 korkeiden kloorifenolipitoisuuksien ja asukkaiden mahdollisesti kohonneen syöpäriskin vuoksi.

Kärkölän pilaantuneita pohjavesiä on pyritty puhdistamaan monin eri menetelmin, mutta kaiken pilaantuneen veden pumppaaminen ylös käsiteltäväksi on osoittautunut  hitaaksi ja tehottomaksi. Vielä 2010-luvun alussa havaittiin pohjavedessä kloorifenolipitoisuuksia, jotka ylittivät juomavedelle sallitun raja-arvon lähes tuhatkertaisesti. Laimeneminen tai luontainen mikrobitoiminta ei ole riittänyt poistamaan pohjavedestä näitä ihmisen syntetisoimia ympäristömyrkkyjä, vaikka niiden käyttö lopetettiin 30 vuotta aiemmin.

Mikrobien aktivointi ilmastuksella

Nyt Jyväskylän, Helsingin ja Coloradon yliopistojen sekä Pöyryn Finland Oy:n tutkijat ovat menestyksekkäästi onnistuneet todentamaan Kärkölän pohjavesien biologista puhdistamista uudella DNA-pohjaisella analyysimenetelmällä, joka perustuu hapellisissa oloissa toimivien hajottajamikrobien määrittämiseen. Kehitetyllä analyysimenetelmällä löydettiin Sphingomonas-hajottajabakteereja, joilla on kyky hajottaa penta- ja tetrakloorifenolit hiilidioksidiksi ja vedeksi. Myrkyt siis toimivat ravintona erikoistuneille hajottajabakteereille, mutta niiden toimintaa rajoittaa hapenpuute. Happea alettiin syöttää Kärkölän maahan pumppaamalla saastuneen pohjavesistön alavirrasta vettä ylös ja syöttämällä se ilmastettuna takaisin maahan ylävirrassa. Mitään kemikaaleja, ravinteita tai mikrobeja ei käytetty puhdistuksessa.  

- Huomasinne, että ilmastus aktivoi hajottajamikrobit, joiden toimesta pohjaveden pentakloorifenolipitoisuus laski 400 mikrogrammasta litrassa alle yhteen mikrogrammaan, ja tetrakloorifenolipitoisuus 4000 mikrogrammasta litrassa alle kymmeneen mikrogrammaan. Yhdisteet hajosivat kokonaan eikä pohjaveteen kertynyt hajotusprosessin välituotteita, iloitsee tutkimukseen osallistunut tutkijatohtori Anu Mikkonen Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteen laitokselta.

Sovellettavissa maailmanlaajuisesti

Laboratoriossa suoritetuissa pullokokeissa todettiin, että tehokas kertailmastus laski kloorifenolipitoisuuksia vastaavanlaisissa Mikkelin Pursialan pohjavesissä kolmessa viikossa 96 %. Samalla hajottajabakteerien määrä lisääntyi 2400 %. Tutkimustulosten pohjalta onkin jo aloitettu hapenlisäykseen perustuvien kunnostustoimien testaus myös Pursialassa. Vastaavaa helppoa pullokoetta voidaan tulevaisuudessa hyödyntää missä vain maailmalla. Esimerkiksi Kiinassa pentakloorifenolin käyttö torjunta-aineena on jopa lisääntynyt, joten tehokkaille ja edullisille kunnostusmenetelmille on globaalia kysyntää.

- Oli hämmentävää todeta, miten menetelmän vaikutus alkoi Kärkölässä näkyä välittömästi ja tehokkaasti. Olimme varmoja, että kyseessä on biologinen prosessi, mutta kaipasimme kuitenkin lisävarmistusta asiaan ja laboratoriotestien kehittelyn avulla menetelmän toimivuus sai tieteellisen varmistuksen, toteaa kunnostusmenetelmän kehittäneen Pöyry Finland Oy:n johtava pohjavesiasiantuntija Jukka Ikäheimo. Yhteistyö suunnittelutoimiston ja yliopistomaailman kanssa osoittautui varsin hedelmälliseksi. Se on jatkunut ja saanut uusia ulottuvuuksia, hän jatkaa.

Pullokoe
Yksinkertaisella pullokokeella voidaan testata kloorifenolilla<br /> pilaantuneen pohjaveden puhdistamista.

Lisätietoja:

kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,