Siilinjärven Alpit

Samuli Puroila, Projektityöntekijä, Helsingin yliopisto, p. 02941 58049, samuli.puroila (a) helsinki.fi
Samuli Puroila, Helsingin yliopisto

Vierailimme Eliisan kanssa toukokuussa kipsin alkulähteellä Itä-Suomessa. Yara Suomi Oy oli kutsunut meidät tutustumaan kipsin syntyprosessiin ja toimintaansa Siilinjärvellä. Ohjelmaan kuuluivat vierailut fosforihappotehtaalla, kipsivuoren huipulla ja valtavalla apatiittikaivoksella sekä antoisat keskustelut toiminnasta tehtaanjohtaja Taisto Koivumäen johtaman ryhmän kanssa. Retki antoi runsaasti lisätietoa kipsin soveltuvuudesta hankkeemme ja ennen kaikkea Saaristomeren tarpeisiin.

Apatiittikaivos Siilinjärvellä on Suomen suurin avolouhos, josta nousee maanviljelylle elintärkeää fosforia. Apatiittimalmia on louhittu Siilinjärvellä vuodesta 1979, ja louhos on ehtinyt saavuttaa 37 vuodessa vaikuttavat mitat: 3000 metriä pituutta, 800 metriä leveyttä ja 240 metriä syvyyttä.

IMG_20160523_112101
Tältä näyttää Suomen suurin avolouhos. Vastakkaiselle puolelle on matkaa yli 3 kilometriä. Kuva: Samuli Puroila

Apatiittiesiintymä löydettiin jo vuonna 1950. Vuonna 1969 alueella aloitti toimintansa fosforihappo- ja lannoitetehdas, jonka raaka-aineena kaivoksen apatiitista jalostettua fosforihappoa käytetään. Apatiittia liuotetaan tuotantoprosessissa rikkihappoliuoksella, jolloin saadaan fosforihappoa. Tämän prosessin sivutuotteena syntyy kalsiumsulfaattia eli kipsiä, ja vieläpä aika runsaasti. Kipsiä syntyy noin viisinkertainen määrä fosforihappoon verrattuna.

fosforihappotehdas
Kipsiä pestään vedellä, jotta siihen jäänyt fosforihappo saadaan pois. Tämän jälkeen kipsi kuivataan isolla imusuodattimella, irrotetaan suodatinkankaasta ruuvilla ja kuljetetaan liukuhihnalla kasan päälle. Kipsikasan läheisyydessä voi nähdä altaan, joka on osa suljettua vesikiertoa. Kipsikasan valumavedet kerätään talteen ja niiden sisältämä fosfori hyödynnetään prosessissa. Kuvat: Samuli Puroila

Sivutuotteena syntyvälle kipsille on tehtaan historian aikana löydetty vain vähän käyttötapoja syntyneeseen määrään nähden. Kipsiä on tästä johtuen kasattu alueella olevalle loppusijoituspaikalleen toiminnan alusta alkaen. Kuten louhitusta kuopasta, on kipsikasasta muodostunut vuosikymmenien toiminnan aikana varsin suuri. Lempinimen Siilinjärven Alpit saanut vuori koostuu arviolta 55 – 60 miljoonasta tonnista kipsiä. Vuorta maisemoidaan kasveilla ja sen laella viljellään kauraa. Nämä toimenpiteet auttavat sitomaan kipsin paremmin kasaan. Hankkeessamme tarvittavat noin 6000 tonnia kipsiä syntyy tehtaalla vaivaisessa 1,5 päivässä. Jos kasan kaiken kipsin levittäisi vesiensuojelutarkoituksessa (4 t / ha) viljelymaille, riittäisi sitä 15 miljoonalle hehtaarille. Koko Suomessa peltoa on vertailun vuoksi 2,3 miljoonaa hehtaaria.

DSC_0507
Fosforihappotehtaalta kulkeva liukuhihna tuo päivittäin tonneittain lisää kipsiä kasan päälle. Kuva: Samuli Puroila

Jos käyttötavat kipsille ovat muuten olleet vähissä, niin Etelä-Suomen rannikkovesien laadun parantamiseen me uskomme sen soveltuvan erinomaisesti. Kuten aikaisemmista blogikirjoituksista käy ilmi, kipsi on oivallinen maaperän rakenteen parantaja ja fosforipäästöjen hillitsijä. Kipsin levitys on kustannustehokas maatalouden fosforihuuhtoumaa hillitsevä toimenpide ja kiertotaloutta parhaimmillaan. Mutta ei vesiensuojeluunkaan mikä tahansa kipsi käy. Iso osa maailman fosfaattivarannoista on sedimenttistä alkuperää sisältäen huomattavia määriä mm. raskasmetalleja. Siilinjärven fosfaattivarannot ovat puolestaan magmaattista (vulkaanista) alkuperää ja siten erittäin puhtaita. Tämä takia siilinjärveläinen kipsi soveltuu erinomaisesti levitettäväksi pelloille.

DSC_0511
SAVE-hanke tutustumassa toimintaan kipsivuoren päällä. Kuva: Eliisa Punttila

Siilinjärveltä on globaalissa mittakaavassa myös aika lyhyt matka Varsinais-Suomeen. Pilotissamme tuo matka taitetaan kuorma-autoilla. 6000 tonnia kipsiä vaatii noin 150 täysperävaunullista rekkaa ajamaan halki Suomen. Myös junakuljetusta kipsin kuljetukselle pohdittiin, mutta välivarastoinnin ja useamman lastauskerran vuoksi se ei kuitenkaan ollut kannattavaa tämän hankkeen mittakaavassa. Laajamittaisen kipsinlevityksen toteutuessa tulevaisuudessa on muidenkin kuljetusmuotojen pohtiminen ajankohtaista. 150 kuorman organisointi on mittava rypistys, muttei osaavien tahojen käsissä lainkaan ylitsepääsemätön. Yaran logistiikkaosasto, maatalouskauppa Hankkija ja kuljetusyhtiö Movere hoitavat kuljetuksia ammattilaisten ottein, ja kipsikuormia kulkee akselilla Siilinjärvi-Lieto-Paimio todennäköisesti tämän kirjoituksen ilmestymishetkelläkin. Myöhemmin syksyllä saamme sitten tietää, onko tästä logistisesta ponnistuksesta ollut hyötyä, ja voiko Siilinjärven Alpit auttaa Saaristomeren kirkastamisessa.

Kiitos Yaran Seija Luomanperälle, Taisto Koivumäelle, Ilpo Pöyhöselle ja Tuomas Girsénille vierailun järjestämisestä sekä opeista, joihin tämäkin kirjoitus perustuu.

Tutkija kipsissä

Vanha keino vai pussillinen uusia?

Petri Ekholm, Erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus

Maatalouden fosforipäästöt ovat laskeneet, mutta eivät riittävästi vesien kannalta. Tehokkaille fosforin vähennysmenetelmille on siis tarvetta. Maatalouden vesiensuojelutoimet voitaneen jakaa kolmeen ryhmään. Ensimmäiseen kuuluvat ikivanhat toimet, joilla parannetaan maan kasvukuntoa ja rakennetta, jolloin hyvän sadon mukana poistuu paljon ravinteita ja maa kestää eroosiota. Toinen ryhmä koostuu ympäristökorvausjärjestelmästä tutuista menetelmistä, esimerkiksi talviaikaisesta kasvipeitteisyydestä, tasapainoisesta lannoituksesta, kosteikoista ja suojavyöhykkeistä. Kolmas ryhmä voitaisiin nimetä nykyjargonin mukaisesti innovatiivisiksi menetelmiksi, joissa esimerkiksi teollisuuden sivuvirtojen avulla estetään ravinnepäästöjä.

Peltojen kipsikäsittely voisi kuulua kaikkiin kolmeen ryhmään. Kipsiä on käytetty iät ajat maan rakenteen parantajana, mutta sen käyttö fosforipäästöjen hillitsijänä on uutta, ja olisi suotavaa, että se kuuluisi ympäristökorvauksen piiriin. Vantaanjoen latvoilla sijaitsevan Nummenpään kylän pelloilla tehdyssä pilotissa[1] kipsi vähensi sekä liuenneen että maa-ainesfosforin kulkeutumista pelloilta vesiin ja sitoi maahan hiiltä. Se vaikutti soveltuvan tilalle kuin tilalle ja oli muihin fosforin vähentämismenetelmiin verrattuna ylivoimaisen kustannustehokas.

Kipsiä levitetään Nummenpään pelloilla tehdyssä pilotissa. Kuva: Sakari Alasuutari

Savijoesta Savejoki

Nummenpään lupaavia tuloksia koetellaan Lounais-Suomen Savijoella. SAVE-hankkeen perusidea on yksinkertainen: levitetään kipsiä pelloille niin laajalti, että tulokset kertovat luotettavasti kipsin tehon ja mahdolliset haittavaikutukset sekä antavat tietoa siitä, miten kipsin kuljetus ja levitys käytännössä onnistuvat ja miten viljelijät menetelmän kokevat.

Kipsin vaikutuksen arvioimiseksi Savijoen perusnäytteenottoa on täydennetty asentamalla jatkuvatoimiset vedenlaatuanturit Savijoen keskijuoksulle Yliskulmaan ja Parmanharjulle. Lisäksi joesta otetaan runsaasti vesinäytteitä, joista analysoidaan monenlaisia vedenlaatua kuvaavia muuttujia. Alueelle pyritään houkuttelemaan myös muuta tutkimusta synergiaetujen vuoksi, ja niinpä esimerkiksi torjunta-aineiden kulkeutumista tutkitaan tehostetusti Savijoella. Parhaillaan Savijoen seurannassa on menossa ennen kipsiä –jakso, johon kipsin levityksen jälkeisen ajan tuloksia tullaan vertaamaan.

Savijoen virtaamaa mitataan ns. pöytäsuolamenetelmällä Kuva: Petri Ekholm

Odotettavissa kirkastuvaa

Jos kipsin levitys toteutuu suunnitellusti syksyllä 2016, Savijoen keskijuoksun vesi lienee tulevana syksynä aiempaa kirkkaampaa, mutta yläjuoksun kipsitön vertailualue pysyy totutun sameana. Tutkimuksessa, joka tehdään säiden armoilla, voi sattua yllätyksiä. Syksy 2016 voi olla vaikkapa ennätyksellisen kuiva, mikä kyllä helpottaisi kipsin levitystä, mutta jokivesi olisi kirkasta ilman kipsiäkin. Päivästä, viikosta, kuukaudesta ja vuodesta toiseen vaihtelevat sääolot pyritään ottamaan huomioon tilastotieteellisellä mallilla. Perusideana on vedenlaadun suhteuttaminen veden virtaukseen ja oletuksena se, että tietyn suuruisella virtauksella jokivesi on kipsin levityksen jälkeen kirkkaampaa kuin se oli ennen kipsiä vastaavansuuruisella virtaamalla. Vedessä olisi vähemmän niin maahiukkasiin sitoutunutta kuin suoraan rehevöittävää liuennutta fosforia. Jos näin todella tapahtuu eivätkä esimerkiksi sulfaatin toksisuustestit paljasta epämiellyttäviä yllätyksiä, tulokset antavat hyvän tietopohjan vieläkin laajemman kipsikäsittelyn toteuttamiseen. Niin laajan, että rannikkovesiin päätyvän fosforin määrää saadaan kunnolla vähennettyä, ja ehkä Saaristomeren rannikkovedetkin vähitellen kirkastuvat.

[1] Kipsipohjaiset tuotteet maatilojen fosforikuormituksen vähentämiseen, TraP-hanke (2007–2013)