Kaivostoiminnan aiheuttama vesistökuormitus Kevitsan kaivoksen ympäristössä

Abstract

Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset ovat tiedeyhteisöissä ja mediassa jatkuvan tarkastelun kohteena. Työssä tarkasteltiin Kevitsan kaivoksen lähialueen vesistöjen kemiallisia muutoksia vuosien varrella 1970-luvulta lähtien. Tavoitteena oli erottaa tarkastelujaksolla Kevitsan kaivoksen suora vesistökuormitus ja sen lisäksi arvioida ja selventää alueen hajakuormituksen lähteitä ja vaikutuksia tuloksiin. Työssä arvioitiin useiden vesigeokemiallisten aineistojen keskinäistä vertailtavuutta ja riittävyyttä kohteellisessa tarkastelussa.

Kevitsan kaivoksen lähivesistöistä valittiin näytetuloksia eri vuosilta ennen kaivoksen perustamista ja rakennusvaiheen sekä toiminnan ajalta. Työssä käytetty aineisto koostettiin useiden organisaatioiden vesinäytteiden tuloksista. Valtaosa aineistosta kerättiin Suomen ympäristökeskuksen Hertta-tietokannasta, jonka materiaalista suurin osa oli ELY-keskuksen tuottamaa. Lisäksi työssä käytettiin kolmen GTK:n projektin vesituloksia vuosilta 1990, 1994 ja 2012 sekä Kevitsan kaivoksen ympäristötarkkailuohjelman vesituloksia.

Työtä varten muodostettiin pitoisuuksien vuosikeskiarvoja ja sen lisäksi vertailuun valittiin yksittäisiä näytteitä muutamalta vuodelta painottaen loppu kesän ja syksyn näytteitä. Aineistojen käsittelyyn: jäsentämiseen, laskemiseen ja kuvaajien muodostamiseen käytettiin taulukkolaskentaohjelmaa. Karttojen piirtämiseen käytettiin ArcGIS-paikkatieto-ohjelmistoa.

Kaivoksen tuotannon käynnistymisen jälkeen vuodesta 2013 alkaen rauta-, mangaani- ja humuspitoisuus oli vesistöissä pääosin kasvussa. Ionipitoisuuksissa ja sähkönjohtavuudessa oli huomattavissa kasvava trendi kaivosprojektin alkuvaiheista lähtien etenkin Mataraojan kaivoksen eteläpuolisilla pisteillä. Valtaosassa vesistöjä ionipitoisuudet ja sähkönjohtavuus huipentui vuosina 2013–2014, jonka jälkeen ne olivat pääosin laskussa. Vähävetisessä Mataraojassa ionipitoisuudet ja sähkönjohtavuus olivat alueen korkeimpia ja pitoisuuksien huomattiin olleen korkeita jo ennen kaivostoimintaa, minkä perusteella ionipitoisuuksiin ja siten sähkönjohtavuuteen uskotaan vaikuttavan alueen kallio- ja maaperän geokemiallinen luonne.

Alueen vesistöjen kemiallinen koostumus vaihteli vuosien ja vuodenaikojen välillä suuresti, etenkin vähävetisessä ja matalassa Mataraojassa ja Saiveljärvessä. Kaivostoiminnan aiheuttaman kuormituksen lisäksi kemiallisen koostumuksen vaihtelun taustalla ovat vesistön koko, vesikasvillisuuden määrä ja happipitoisuuden vaihtelu sekä vesiä sekoittavat tekijät, kuten sadanta ja virtaavuus. Olosuhteiden muutokset vaikuttavat paljon näytteenoton onnistumiseen ja luotettavien analyysitulosten saamiseen.

Tämä tutkielma antaa yleiskuvan Kevitsan kaivoksen vesistökuormituksesta ja samalla se kuvaa Pohjois-Suomessa sijaitsevan vesistön yleispiirteitä, kaivoksien toimintaa Suomessa ja kaivoshankkeen ympäristötarkkailun menettelytapaa. Tutkielmassa koostettiin vapaasti saatavilla olevaa tilastotietoa esitettävään muotoon.

The environmental impacts of mining industry are under constant surveillance of the science community and the media. The main objective of this thesis was to observe the geochemical changes of the water system in the vicinity of the Kevitsa mine area from 1970s to the recent days. The aim was to distinguish direct water pollution of the mine from other pollution sources and to determine the source of this nonpoint source pollution in the area. The compatibility and usability of several geochemical datasets in local survey were evaluated in this thesis.

Water geochemical results were chosen from two rivers and a lake near the mine before and during the construction of the mine and during its production period. The data used in this thesis was combined from multiple different surveys. The majority of the data was collected from Hertta-database which is managed by Finnish Environmental Institution. Most of the survey data in the database was produced by Center for Economic Development, Transport and the Environment. Also, survey data from three Geological Survey of Finland projects from 1990, 1994 and 2012 were used as well as data from Kevitsa’s environmental monitoring program.

Yearly averages were used for the study and compared with single sample results obtained in late summer or autumn. For data processing, calculations and forming diagrams a spreadsheet software was used. Maps were designed with geographic information system software ArcGIS.

The main findings of the study were that after the mine’s production started, from 2013 onwards, iron, manganese and organic compounds in the river and lake waters were mainly increasing annually. Ion composition and electric conductivity were also increasing annually from the construction times of the mine until 2013–2014 thereafter the two variables were mainly decreasing. Ion composition and electric conductivity were the most noticeable and the highest in Mataraoja river. The findings show that ion composition and electric conductivity had been high even before establishment of the mine. Based on the findings it is believed that the geochemical nature of the surrounding bedrock and soil can have an effect on ion composition and electric conductivity in waters.

The chemical composition of the region’s waters fluctuated over time and varied depending on the season when the samples were taken. The composition varied especially in river Mataraoja and lake Saiveljärvi. The size of the body of water, quantity of water plants, changes in water’s oxygen levels, precipitation and wave action have all an effect on the water chemical composition, in addition to the mine’s direct impact. Variables mentioned above have also an impact on sampling and getting reliable results.

This thesis represents a general picture of Kevitsa mine’s impact on surface waters. The thesis also describes a common water system found in Finnish Lapland, mining business in Finland and the required environmental monitoring of a mine. In this study open content statistical analysis data was transformed into a presentable format.