PAH-yhdisteiden käyttäytyminen maaperässä

Abstract

Älykö-hankkeen osana tehdyssä opinnäytetyössä tutkitaan PAH-yhdisteiden kulkeutumista maaperässä riskinarvioinnin näkökulmasta. Tutkimalla PAH-yhdisteiden käyttäytymistä, voidaan arvioida niiden aiheuttamaa riskiä maaperässä.

Haitta-aineiden kulkeutumiseen maaperässä vaikuttavat haitta-aineiden ja maaperän ominaisuudet sekä alueen ympäristöolosuhteet. Haitta-aineita siirtyy maaperässä erilaisissa fysikaalisissa, kemiallisissa ja biologisissa prosesseissa nesteiden, kaasujen ja kiinteän aineen välillä. Tyypillisesti haitta-aineet kulkeutuvat maaperässä liikkuvan veden välityksellä luoden riskiä pohjavesialueille. Opinnäytetyön tutkimuksen kohteena olivat PAH-yhdisteet, joita esiintyy öljytuotteissa ja joita päätyy ympäristöön tyypillisesti epätäydellisissä palamisprosesseissa.

Riskinarvioinnissa tunnistetaan, määritetään ja arvioidaan haitta-aineiden aiheuttamia haittoja ja riskejä. Arvioitaessa haitta-aineiden kulkeutumisen riskiä tarvitaan tietoa haitta-aineiden jakautumisesta maaperässä. Arvioinnissa voidaan hyödyntää mm. kirjallisuutta, kohdetutkimuksia ja -havaintoja sekä matemaattisia laskentamalleja.

Opinnäytetyössä tutkittiin naftaleenin, fenantreenin ja bentso(a)pyreenin käyttäytymistä kahdessa erilaisessa maalajissa. Tutkimusmenetelmänä käytettiin Tenax-hartsi -uuttomenetelmää. Tutkimuksessa selvitettiin PAH-yhdisteiden kulkeutuvuutta maa-aineksesta nestefaasiin tietyllä ajanjaksolla.

Tutkimustulokset osoittivat, että PAH-yhdisteiden käyttäytymiseen maaperässä vaikuttavat PAH-yhdisteiden ominaisuudet (aromaattisten renkaiden määrä, vesi- ja rasvaliukoisuus sekä kiinnittyvyys maa-ainekseen) ja maalajien ominaisuudet (orgaanisen aineksen ja hienoaineksen määrä). Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää riskinarvioinnissa akuuteissa ja pitkäaikaisissa pilaantumistapahtumissa sekä kunnostusmenetelmien puhdistustuloksien arvioinnissa.

This thesis, part of the Älykö-project, studies the migration of PAHs in the soil from the perspective of risk assessment. By studying the behavior of PAHs, the risk caused by them can be estimated in the soil.

The properties of contaminants and soil as well as environmental conditions affect the migration of contaminants in the soil. Contaminants migrate by various physical, chemical and biological processes between liquids, gases and solids. Typically, the contaminants migrate assisted by moving water in the soil, which creates a risk for groundwater areas. In the thesis PAHs were studied, which occur in oil products and which end up in the environment as a byproduct of imperfect combustion processes.

The harm and risks caused by harmful substances is detected, identified and assessed in risk assessment. Information on the distribution of harmful substances in the soil is required for assessing the risk of migration. In the evaluation, literature, sight studies and observations as well as mathematical calculation models can be used.

The behavior of naphthalene, phenanthrene and benzo(a)pyrene in two soil types was studied in this thesis. The Tenax resin extraction method was used. The study examined PAHs migration from the soil to liquid phase in a certain time period.

The results showed that the properties of the PAHs (number of aromatic rings, water solubility, lipophilicity and adsorption to soil) and soil (amount of organic matter and fine silts) affect the behavior of PAHs. The results of the study can be used in the risk assessment of instant and long-term pollution incident problems and the assessment of cleaning performance of soil remediation methods.