Happamat sulfaattimaat aiheuttavat ongelmia niin vesistöille kuin maataloudellekin

Geologian tutkimuskeskuksen tutkija Mikael Eklund (vas) valmistelee maanäytettä. Harjoittelijat Eeva-Maija Haukka ja Andreas Sanfält mittaavat pH-lukemia. Kuva: Kari Salonen

Happamien sulfaattimaiden ongelmista on tiedetty maataloudessa jo viime vuosisadan alkupuolella.

Toistuvat kalakuolemat alkoivat antaa merkkejä voimakkaasti lisääntyneiden salaojitusten ja metsäojitusten aiheuttamista vesistöhaitoista 1960–1970-luvuilla. Viimeksi laajoja kalakuolemia oli Pohjanmaan joissa 2006–2007.

Ne ovat kuitenkin vain näkyvin osa haittavaikutuksista. Suuri osa rannikon joista on huonossa tai korkeintaan tyydyttävässä ekologisessa ja kemiallisessa tilassa happamien sulfaattimaiden vaikutusten takia.

Haittaa kärsivien toimintojen lista on laaja: maatalous, kalatalous, metsätalous, turvetuotanto, luonnon monimuotoisuus, vesihuolto, pinta- ja pohjavedet, maa- ja vesirakentaminen sekä rakentaminen.

Maa- ja metsätalousministeriö sekä ympäristöministeriö julkaisivat vuonna 2012 strategian, jossa linjattiin happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämistä vuoteen 2020.

Yksi strategian tärkeistä tavoitteista on happamien sulfaattimaiden kartoittaminen riittävän kattavasti.

Kartoitus oli tarkoitus saada pääosin tehtyä vuoteen 2015 mennessä. Rahoitusvaikeuksien takia työ on yhä kesken.

"Tällä hetkellä näyttää siltä, että kartoitustyö valmistuu vuonna 2020", kertoo erikoistutkija Peter Edén Geologian tutkimuskeskus GTK:sta.

Happamia sulfaattimaita on pääsääntöisesti niin sanotun Litorina-rajan alapuolella eli rannikkoalueella, joka on kohonnut merestä viimeisten noin 8 500 vuoden aikana. Uusia happamia sulfaattimaita muodostuu yhä, esimerkiksi umpeen kasvavilla vesijättömailla.

Edén mainitsee, että Litorina-rajan alapuolista maata on Suomessa noin viisi miljoonaa hehtaaria.

"Tästä noin kymmenesosa eli 500 000 hehtaaria saattaa kartoituksen päättyessä osoittautua happamiksi sulfaattimaiksi", sanoo Edén.

Tänä vuonna kartoitetaan noin 500 000 hehtaaria eli kymmenen prosenttia koko alasta.

"Sen jälkeen kartoitus on tehty noin 3 800 000 hehtaarille, mikä on noin 76 prosenttia koko Litorina-alueesta", Edén mainitsee.

Kartoituksia on tänä kesänä tehty muun muassa Pohjanmaalla ja Uudellamaalla.

"Kartoitukset jatkuvat lokakuun loppuun asti", kertoo geologi Jaakko Auri GTK:sta.

Sisämaassa happamia sulfaattimaita on erityisesti mustaliuskeiden esiintymisalueilla.

"Mustaliuske on rikkipitoinen kivilaji, joka esiintyy maastossa suhteellisen kapeina vyöhykkeinä, mutta jääkausi on levittänyt niitä ympäröivään maaperään, kuten moreeneihin. Olemme tavanneet moreeneita, missä mustaliuskeet hapettuvat ja ne käyttäytyvät aivan kuten happamat sulfaattimaat", Edén mainitsee.

Samoilla alueilla esiintyy myös hapanta turvetta. Mustaliuskeiden ja mustaliuskemateriaalia sisältävien moreenien hapettuessa niistä liukenee rikkiä, joka voi pohjaveden mukana liikkua pitkiä matkoja ja saostua sulfideiksi hapettomissa turvekerroksissa. Turpeessa saattaa paikoin olla jopa yli viisi prosenttia rikkiä, minkä vuoksi happamoituminen voi kuivatuksen yhteydessä olla voimakasta.

Happamia sulfaattimaita on löytynyt monin paikoin myös vanhoista rantahiekoista ja hiekoista harjujen liepeillä.

"Jossain vaiheessa rantavoimat ovat muokanneet harjuja ja merivesi on liikutellut hiekkoja. Näitä on aika yleisestikin", Edén toteaa.

Hiekoissa hapettuvia sulfideja on vähän, jos määriä verrataan esimerkiksi saveen, mutta hiekoista puuttuu puskurikyky ja happamat sulfaatit kulkeutuvat veteen nopeasti.

"On tapahtunut kalakuolemia, kun hiekkamontuista on päässyt hapan vesi karkaamaan jokiin, Edén mainitsee.

"Myös peltiveneet ja ojarummut ruostuvat helposti puhki, jos ovat kosketuksissa happaman veden kanssa."

Peter Edén sanoo, että monissa paikoissa maanomistajalla yleensä on tieto, jos hänen maillaan on happamia sulfaattimaita.

Selvityskartta näyttää happamien sulfaattimaiden esiintymisen todennäköisyyttä, eikä ole sataprosenttisen tarkka. Maankäyttöä varten maaperän laatu on selvitettävä suunnitteluvaiheessa tarkemmin.

"Varsinkin, jos ollaan karttojen osoittamalla punaisella tai oranssilla alueella, joka paikka pitää tutkia, onko hapanta sulfaattimaata vai ei ole ja jos on, niin huomioida se kaikessa työssä", Edén toteaa.

"Säästää aikaa ja rahaa, kun selvittää etukäteen. Jos hapan sulfaattimaa tulee vasta työvaiheessa vastaan, pitää ryhtyä suunnittelemaan uudelleen ja keksimään toimenpiteitä, millä haittoja ehkäistään."

Paksuimmillaan happaman sulfaattimaan kerrokset ovat Edénin mukaan jopa useita kymmeniä metrejä.

"Vaasan Mustasaaren ohikulkutiellä oli pari laaksoa, jossa kerroksen paksuus oli syvimmillään 17 metriä."

Koska happamat sulfaattimaat ovat myös lujuudeltaan muita savia huonompia, jouduttiin tekemään suuret vahvistukset.

"Kyseisen tien pituus oli kahdeksan kilometriä, ja siitä laaksojen osuus oli melkein puolet. Siinä tehtiin pilaristabilointia. Maahan upotettiin 246 kilometriä sementti-kalkkipilareita, joiden halkaisija on 70 senttiä. Lisäksi ylin kerros eli viitisen metriä on massastabiloitu sekoittamalla siihen sementtiliuos. Saven päälle on vielä ajettu metrin paksuinen murskekerros ja se on jyrätty, että on saatu savista vedet pois", Edén kertoo.

"Jonkin verran tehtiin myös massavaihtoa, ja poiskuljetettu massa on pitänyt neutraloida."

Vaikeista rakennusmaista Edén nostaa esiin myös pääkaupunkiseudun.

"Käytännössä kaikki hyvä rakennusmaa on jo rakennettu, ja nyt joudutaan rakentamaan huonoille maille."

Mistä maallikko tunnistaa, onko kaivetun kuopan pohjalla mahdollisesti hapanta sulfaattimaata?

"Happaman sulfaattimaan tunnistaminen aistinvaraisesti on usein vaikeaa tai voi olla mahdotontakin. Lisäksi maaperän ulkonäköön vaikuttaa huomattavasti sen hapettumistilanne, mikä on riippuvainen pohjavedenpinnan syvyydestä", sanoo Jaakko Auri.

"Pohjavedenpinnan alapuolella sulfidipitoinen maa-aines voi olla tumman harmaata tai jopa aivan mustaa, jolloin se voidaan tunnistaa sulfidipitoiseksi melko varmasti näköhavainnon perusteella. Tällöin maanäyte myös usein haisee selvästi rikille tai joskus mädille kanamunille eli rikkivedylle."

Sulfaattimaa voi Aurin mukaan olla varsin "tavallisen" näköistä maa-ainesta. Siinä, miltä sulfaattimaat näyttävät, on selvästi alueellisia eroja. "Esimerkiksi Pohjanmaalla, Etelä-Pohjanmaalla ja Pohjois-Pohjanmaalla sulfidisedimentit ovat huomattavasti yleisemmin väriltään mustia kuin Etelä-Suomessa."

Hapettuneesta pintamaasta sulfaattimaata on Aurin mukaan hyvin vaikea tunnistaa ilman pH-mittausta, jolloin rajana on pH alle 4,0.

"Hapettuneessa sulfaattimaassa on kuitenkin usein runsaasti oransseja rautasaostumia ja joskus keltaista jarosiittia, joka indikoi selvästi happamia olosuhteita", Auri huomauttaa.

Mikäli on epäilys happamista sulfaattimaista ja on tarkoitus kuivattaa maaperää laajemmin tai läjittää maamassoja, on hyvä olla yhteydessä viranomaisiin eli elykeskukseen.

"Yli 500 kuutiometrin maamassat vaativat vesilain mukaisen luvan ja alle 500 kuutiometrin massat ilmoituksen elykeskukselle", Auri mainitsee.

Kartoituksessa valmistuva aineisto löytyy GTK:n palvelusta.