Kaivosteollisuuden raskasmetallipäästöjen vaikutukset kasveihin

Abstract

Tutkielmassa avataan biologisen raskasmetallikäsitteen määritelmää, sekä luodaan yleiskatsaus raskasmetallipäästöistä kasveille aiheutuviin haittoihin, painottuen erityisesti kaivostoimintaan ja siihen sidoksissa olevaan raskaaseen teollisuuteen. Tarkastelun kohteena ovat raskasmetallien yhteiset piirteet sekä eräät yleisluontoiset seikat, jotka vaikuttavat niiden toimintaan, kuten maaperän happamuus ja luonnossa esiintyvät saman metallin erilaiset esiintymismuodot. Lisäksi verrataan metallien erilaisia tapoja päätyä sisälle kasviyksilöön, kulkeutua kasvin eri osiin sekä varastoitua ja vaikuttaa kasvin elintoimintoihin, erityisesti happiradikaaleja synnyttävien reaktioiden alullepanijoina ja stimuloijina, sekä fotosynteesin reaktioiden redusoijina.

Yleisimpien kaivosteollisuudessa esiintyvien metallien biologisesti toiminnalliset erityispiirteet käydään läpi ja huomioidaan niiden keskinäiset erot sekä kasveille välttämättöminä että haitallisina tekijöinä. Todetaan, että metallien myrkyllisyys pieninäkin pitoisuuksina ei suoraan tee niistä merkittävimpiä saastumisongelmien aiheuttajia, vaan kasveille elintärkeät metallit saattavat suuremman esiintyneisyytensä vuoksi aiheuttaa kasveille kokonaisuudessaan kattavampia ongelmia.

Työssä tarkastellaan kaivosteollisuuden menetelmiä yleisluontoisesti käyttäen esimerkkinä kahden Suomessa eniten jalostettavan metallin työstövaiheet kallioperästä raakametalleiksi. Prosessien potentiaalisia valuvikoja voidaan arvioida havainnoitaessa päästöjen aiheuttamia ongelmia ja ympäristön puhdistuksen haasteita erityisesti kehittyvien maiden näkökulmasta. Käydään läpi saastuneen alueen ekologiseen restoraatioon liittyviä menetelmiä ja niiden rajoitteita. Lisäksi sivutaan hieman metallipäästöjen vaikutuksia biodiversiteetin tasoihin suhteutettuna.

Kasvien fytoremediaatiokyvyn taustalla olevia evoluution valintapaineita eritellään, ja käydään läpi fytoremediaatiokykyisten taksonien eroja ja fytoremediaatiomuotojen käyttökelpoisuutta toimivien restoraatiostrategioiden kehittämisen kannalta. Todetaan fytoremediaatiokyvyn olevan kasvikunnassa harvinainen sekä rajoitteinen esimerkiksi siten, että yhden kasvin kyky kumuloida erilaisia metalleja itseensä on rajoittunut, sekä metallien kumuloimisprosessin olevan siihen kykenevällekin kasville tuntuva stressitekijä, joka saattaa rajoittaa esimerkiksi sen biomassan tuottoa. Lopuksi sivutaan lyhyesti geeninsiirtotekniikalla luotujen metalleja hyperakkumuloivien kasvien mahdollisuuksia ja riskejä, sekä teollistuneiden ja kehittyvien maiden epätasa-arvoisia mahdollisuuksia ekologisten restoraatiotoimenpiteiden suunnittelussa ja toteutuksessa.