Lyhytosoite: http://www.syke.fi/hankkeet/conpat
Tutkimuksen taustaa
Makean veden lähteet ovat tärkeitä elämälle monella tapaa. Tarvitsemme niitä kalastukseen, kastelujärjestelmiin, lukuisten teollisuustuotteiden valmistamiseen ja sanitaatioon. Makeista vesistä riippuvaisia ekosysteemipalveluita ovat muun muassa vesivoiman ja ruuan tuotanto, virkistäytyminen ja juomaveden saanti pohja- ja pintavesistä.
Huolimatta korkealle kehittyneestä jätevedenpuhdistuksesta ja juomaveden valmistusprosessista, useat tekijät voivat vaarantaa juomaveden puhtauden. Eri lähteistä tulevat haitallisia aineita, kuten mikrobeja ja kemikaaleja, ei aina pystytä poistamaan tai desinfioimaan riittävän tehokkaasti, ja ne voivat kulkeutua raakavedestä kuluttajaveteen.
Tärkein vesiturvallisuuden periaate on veden lähteen suojeleminen. Se ei kuitenkaan ole nykymaailmassa yksinkertaista, sillä haitta-aineet vaihtelevat laajasta kirjosta lääkeaineita, taudinaiheuttajamikrobeihin ja maatalouden ravinteisiin. Sama vesistö vastaanottaa usein kotitalouksien ja teollisuuden jätevesiä sekä valuma-alueelle sijoittuvan maatalouden ja asutuksen ravinnepäästöjä. Haitallisten aineiden kulkeutumisessa on kyse monimutkaisista ekologisista prosesseista, joihin liittyy monia yhteiskunnallisia toimijoita – tarvitaan siis kokonaisvaltainen, koko järjestelmän kattava lähestymistapa, jotta veden puhtaus saataisiin turvattua.
Suomen Akatemian rahoittama nelivuotinen Conpat-tutkimushanke kehittää poikkitieteellisiä metodeja veden haitta-aineista johtuvien ongelmien ratkaisemiseksi. Tutkimuksen ensimmäisessä osiossa keskitytään taudinaiheuttajamikrobien ja kemikaalien käyttäytymiseen ja kulkeutumiseen vesivirrassa. Tutkimuksen kysymyksiä ovat: Mitä ovat eri haitallisten aineiden pitoisuudet jätevedenpuhdistamolle päätyvässä vedessä. Miten haitta-aineet kulkeutuvat alavirtaan ja lopulta kuluttajan vesihanaan? Keskeisiä metodeja ovat vesinäytteiden kemiallinen ja mikrobiologinen analysointi ja matemaattisten mallien soveltaminen aineiden kulkeutumiseen joessa. Kokeellinen työ keskittyy Kokemäenjokeen Nokialla, johon vesi virtaa Tammerkoskesta Tampereen Pyhäjärven kautta.
Tutkimushankkeen toisessa osiossa arvioidaan haitallisten aineiden vaikutuksia ihmisten terveydelle ja ennakoidaan niistä koituvia taloudellisia kustannuksia. Suurin osa Suomen vedestä johtuvista epidemioista aiheutuu mikrobien saastuttamista pohjavesivaroista, mutta joissakin tapauksissa epidemiat ovat saaneet alkunsa puhdistamattoman pintaveden käytöstä juomavetenä. Yleisimmät taudinaiheuttajat ovat norovirus ja camylobakteria, jotka aiheuttavat suolistoinfektioita. Ehkäisemällä taudinaiheuttajien ja muiden haitallisten aineiden kulkeutumista talousveteen tehokkaasti ja täsmälliseen tietoon perustuen voidaan säästää merkittäviä summia terveydenhoitokuluissa.
Kolmannessa osiossa tutkitaan riskinhallinnan ja viestinnän menetelmiä analysoimalla julkista keskustelua ja sidosryhmien ja asiantuntijoiden näkemyksiä. Veteen liittyvissä uhkatilanteissa on tärkeää saada luotettavaa tietoa siitä, mitä todellisuudessa on tapahtunut ja mihin tiedot perustuvat. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa tieteellisesti perusteltua ja sosiaalisesti vastuullista tietoa, jonka pohjalta haitta-aineiden päätymistä kuluttajaveteen voidaan ennaltaehkäistä ja toimia tehokkaasti veden pilaantumistilanteissa.
|
|
| Kuva 1 ja 2. Tutkimusalue: Kokemäenjoki ja tekopohjaveden tuotantoalue Virttaankankaan harjulla. |
Työpaketit
1 Konsortiolle laaditaan yhteinen käsitteistö ja viitekehykset, joka mahdollistaa sujuvan poikkitieteellisen yhteistyön. Haitallisten aineiden kausaalisia suhteita, kohtaloa, altistumista ja terveysriskejä, vesistön hoitovaihtoehtoja ja taloudellisia kustannuksia pyritään kuvaamaan ymmärrettävin käsittein. SYKE koordinoi tätä työtä niin, että osallistujat kykenevät vastaamaan tutkimuksen peruskysymyksiin sekä auttaa tulosten tulkinnassa ja julkistamisessa.
2 Vesinäytteiden otto suoritetaan tutkimusalueella. THL ja SYKE kartoittavat valikoitujen pitoisuuksiltaan kohonneiden haitta-aineiden esiintymisen ja levinneisyyden tutkimuskohteessa. Kokemäenjoen vesiensuojeluyhdistys ry (www.kvvy.fi) hoitaa vesinäytteiden oton haitta-aineiden lähteiden lähistöltä, pintavesistä, teollisuuden prosessivesistä ja pohjavedestä. SYKE analysoi näytteistä kuluttajaperäisiä kemikaaleja, kuten makeutusaineita ja lääkeaineita. THL vastaa mikrobiologisista analyyseista ja tutkii mm. noroviruksia.
|
| Kuva 3. CONPAT-hankkeen työpaketit. |
3 SYKE soveltaa matemaattisia malleja mikrobien ja kemikaalien kulkeutumiseen Tampereella sijaitsevalta Viinikanlahden vedenpuhdistamolta aina tekopohjaveden tuotantoalueelle Virttaankankaan harjulla. Käytetyt mallit ovat 3D COHERENS-järvimalli ja SOBEK-jokimalli. Harjun sisällä tapahtuvaa pohjaveden kulkeutumista kuvataan Turun Seudun Vesi Oy:n MODFLOW-mallilla. Kansainväliset yhteistyökumppanit (mm. Readingin yliopisto) kehittävät uuden version INCA-mallista, jolla saadaan tutkittua taudinaiheuttajien vaiheita valuma-alueella. Mallien matemaattisen kuvauksen kehittämisen erityiskohteina ovat kulkeutuminen, mikrobien kasvu ja kuolema, laskeutuminen, kiinnittyminen ja biogeokemialliset reaktiot muiden hiukkasten kanssa. Samalla periaatteella tutkitaan myös antibiootteja ja surrogaattiaineita.
4 Neljännessä työpaketissa arvioidaan kuluttajaveden sisältämien haitta-aineiden terveysvaikutuksia ja mahdollisuuksia riskien vähentämiseksi. Riskejä arvioidaan yhdistämällä THL:n arkistosta saatava sairastumista kuvaava tilastotieto vesinäytteiden mittaustuloksiin, eli veden sisältämien patogeenien ja sairaustapausten väliltä etsitään kausaalisia yhteyksiä. Tavoitteena on myös kehittää vaikutusten arvioinnin tehokkuutta ja sosiaalista hyväksyttävyyttä soveltamalla avoimen arvioinnin metodia kaikkiin Conpat-hankkeen vaiheisiin.
5 Kustannus-hyöty-analyysissa vedestä aiheutuneita terveysvaikutuksia verrataan niihin kustannuksiin, jotka koituvat terveysriskien poistamisesta tai vähentämisestä. Terveysvaikutusten rahallisen arvon arviointi perustuu THL:n rekisterien ja meneillään olevan Suomen työterveyslaitoksen tutkimukseen. Julkista sektoria käsittelevä tutkimus sisältää tiedot yli 150 000 työntekijästä kymmenessä kaupungissa sisältäen Conpat-alueen. Yksilötason tietoja on käytetty mm. arvioitaessa sairauspoissaolojen määrää Nokialla vuonna 2007 sattuneen laajan veden saastumistapauksen yhteydessä.
6 Riskiviestinnän tutkimuksessa pyritään kehittämään monipuolisia viestintämenetelmiä sidosryhmien, median, asiantuntijoiden ja viranomaisten käyttöön. Asiantuntijoiden ja sidosryhmien näkemyksiä riskeistä tutkitaan käsitetutkimuksessa ja testataan eri tapoja välittää tutkimuksen tuloksia. Vedestä aiheutuneisiin riskeihin liittyviä käsitteellisiä representaatioita tutkitaan edelleen tarkastelemalla julkista keskustelua sanomalehdissä ja sosiaalisessa mediassa. Tavoitteena on tunnistaa, mitkä veden epäpuhtauksiin liittyvät aiheet nousevat esiin ja mitkä eivät, sekä selvittää keskustelun keskeiset viitekehykset.
7 Conpat-hankkeen osallistujat koostavat tutkimustuloksista raportin ja yhteenvedon, joita voidaan käyttää tukena päätöksenteossa ja vesivarojen hallinnassa. Tulokset ovat julkisesti saatavilla internet-sivuilla ja tieteellisinä julkaisuina.
|
| Kuva 4. Conpat-hankkeen tutkijoita. Konsortio piti avausseminaarin 30.-31. elokuuta 2012 ja vieraili Virttaankankaan harjulla. |
Tutkimukseen liittyvää kirjallisuutta
Ahkola, H., Tuominen, S., Karlsson, S., Perkola, N., Huttula, T., Saraperä, S., Artimo, A., Korpiharju, T., Äystö, L., Fjäder, P., Assmuth, T., Rosendahl, K. & Nysten., T. 2017. Presence of active pharmaceutical ingredients in the continuum of surface and ground water used in drinking water production. Environmental Science and Pollution Research International. https://doi.org/10.1007/s11356-017-0216-7
Assmuth T, Louekari K. Research for management of environmental risks from endocrine disrupters - contexts, knowledge base, methodologies and strategies. Finnish Environ.448. 2001.
Assmuth T, Hilden M, Craye M. Beyond REACH: Roadblocks and shortcuts en route to integrated risk assessment and manage-ment of chemicals. Sci. Total Environ. 2010;408(18):3954-63.
Artimo A. Application of flow and transport models to the polluted Honkala aquifer, Säkyla, Finland. Boreal Environ. Res. 2002;7(2):161-72.
Artimo A, Saraperä S, Ylander I. Methods for Integrating an Extensive Geodatabase with 3D Modeling and Data Management Tools for the Virttaankangas Artificial Recharge Project, Southwestern Finland. Water Resour Manage (2008) 22:1723–1739. https://doi.org/10.1007/s11269-008-9250-z
Luyten, P. J., Jones, J. E., Proctor, R., Tabor, A., Tett, P. jaWild-Allen, K., 1999. COHERENS - A coupled hydrodynamical-ecological model for regional and shelf seas: user documentation. MUMM report. Management Unit of the Mathematical Models of the North Sea, 911 pp.
Lyytimäki J, Assmuth T, Hildén M. Unrecognized, concealed or forgotten – the case of absent information in risk communication. Journal of Risk Research 2011;14(6):757-773.
Maunula L, Klemola P, Kauppinen A, Soderberg K, Nguyen T, Pitkänen T, et al. Enteric Viruses in a Large Waterborne Outbreak of Acute Gastroenteritis in Finland. Food and Environmental Virology 2009;1(1):31-6.
Myrberg, K., Ryabchenko, V., Isaev, A., Vankevich, R., Andrejev, O., Bendtsen, J., Erichsen, A., Funkquist, L., Inkala, A., Neelov, I., Rasmus, K., Rodriguez Medina, M., Raudsepp, U., Passenko, J., Söderkvist, J., Sokolov, A., Kuosa, H., Anderson, T. R., Lehmann, A. & Skogen, M. D. 2010: Validation of three-dimensional hydrodynamic models of the Gulf of Finland. Boreal Env. Res. 15: 453-479.
Nysten T. Mathematical modeling of groundwater pollution in a small heterogeneous aquifer at Kärkölä, southern Finland. Publi-cations of the Water and Environment Research Institute 15, 1994;National Board of Waters and the Environment, Helsinki.
Rimhanen-Finne R, Hänninen M, Vuento R, Laine J, Jokiranta TS, Snellman M, et al. Contaminated water caused the first out-break of giardiasis in Finland, 2007: A descriptive study. Scand. J. Infect. Dis. 2010;42(8):613-9.
Wade A, Durand P, Beaujoan V, Wessels W, Raat K, Whitehead PG, et al. Towards a generic nitrogen model of European ecosys-tems: New model structure and equations. Hydrology and Earth System Sciences 2002;6(3):559-
Zacheus, O, Miettinen, I.T. 2011. Increased information on waterborne outbreaks through efficient notification system enforces actions towards safe drinking water. J Water Health. 9:763-72
Lisätietoja
Johtava tutkija Olli Malve, Suomen ympäristökeskus (SYKE), etunimi.sukunimi@syke.fi