Pohjavesigeologian perusteet. Marja Liisa Räisänen Kainuun ELY-keskus

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Pohjavesigeologian perusteet. Marja Liisa Räisänen Kainuun ELY-keskus"

Eeva-Kaarina Heikkinen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Pohjavesigeologian perusteet Marja Liisa Räisänen Kainuun ELY-keskus

2 Veden kierto; pohjaveden muodostuminen

3 Evapotranspiraatio Tuleva vesihöyry Ilmakehässä oleva vesi Poistuva vesihöyry sadanta haihdunta sadanta haihdunta Maan pintavarasto maanpäällinen valunta kapillaarinen nousu imeytyminen Maavesi vajovesivirtaus pintakerrosvalunta Purot, joet ja järvet kokonaisvalunta Pohjavesi pohjakerrosvalunta

4 Veden imeytyminen maahan riippuu maa- ja kallioperän veden johtavuudesta sateen määrä ja kesto imeytyminen runsainta keväällä lumen ja roudan sulaessa ja syksyllä kasvukauden päättyessä, jos sadanta runsasta maaston muoto ja kaltevuus (topografia) maanpinnan laatu (muokattu, avoin, kasvillisuus, päällyste) viemäröinti, ojitus

5 Pohjaveden pinta noudattaa väljästi maastonmuotoja yhtyy maanpintaan lähteinä, soilla, vesijätöillä ja vesistöissä on Suomessa 2-5 metrin syvyydellä (harjussa jopa 30 m:ssä) muuttuu muutos pohjaveden määrässä Pohjaveden määrää voivat vähentää esimerkiksi kuivuus, pohjaveden runsas käyttö ja maaperän voimallinen muokkaus. Irtomaan pohjaveden virtaussuunta määräytyy alustan, kalliotopografian mukaan kaivo vesistö suo Pohjavesivyöhyke Kallio

6 Pohjavesigeologian perusteet Pohjavesivyöhyke = maavyöhyke, mikä on veden kyllästämä - päätekijä on sadanta sadeveden imeytyminen maahan ja vajoaminen maassa alas - määrä vaihtelee sadannan mukaan pohjavettä poistuu lähteiden, isojen jokien, järvialtaiden kautta vapaa pohjavesi paineellinen pohjavesi kalliopohjavesi

7 Pohjaveden muodostuminen pohjavesimuodostumat Suomen ilmasto on pohjaveden muodostumiselle suotuisa Maakerrokset ovat ohuita Sadetta yleensä kaikkina vuodenaikoina ja lämpötila on melko alhainen muutamaa kesäkuukautta lukuun ottamatta. Vuodenaikaisvaihtelu on melko suurta Eniten loppusyksyllä, talvella varastot pienenevät (maa jäässä), kevätsulaminen täydentää varastoja, lämmin kesä pienentää pohjavesivaroja; pienimmillään elo-syyskuussa. Laadun vuodenaikaisvaihtelusta vähän tietoa; oletettavasti pientä

8 Pohjaveden muodostuminen hyvä, jos imeytyminen lähes yhtä suuri kuin sademäärä sora-alueilla pohjavesivalunta Etelä-Suomi % sadannasta Keski-Lapissa % sadannasta Karkeissa moreenimaissa 50 %, hiekkamoreenissa % hienorakeisissa sedimenttimaissa imeytyminen heikko (poistuu lähinnä pinta- ja pintakerrosvaluntana) suomaissa imeytyminen %, mutta haihdunta suuri, joten pohjavesivalunnan osuus n, %

9 Pohjaveden laatuun vaikuttavat tekijät Maaperän (kallion) kemiallinen koostumus luontainen koostumusvaihtelu (alueellinen muuttuja geologia) Maaperän fysikaaliset & kemialliset olosuhdetekijät rapautuneen maa-aineksen runsaus, sulfidihapettuminen, happamuus, orgaanisen aineksen hajoaminen Maannostuminen maannoksen puuttuminen heikentää pohjaveden laatua Ihmisen toiminta päästöt ilmaan, jätevesipäästöt pintavesiin kaatopaikkojen suotovesien leviäminen tiesuolaus lannoitteiden liika käyttö

10 POHJAVEDEN LAATU - muutostekijät Sadannan määrä ja koostumus vaikuttavat laatuun Sadeveden happamoituminen riskinä pohjaveden happamoitumiselle Päästöt (orgaaniset myrkyt, metallit/metalloidit) maahan maan pilaantuminen riskinä pohjaveden laadun muutoksille muodostumisalueen biologiset ja kemialliset prosessit (maannostuminen) muokkaavat pohjavedeksi suotautuvan veden laatua. Esim. happipitoisuuden muutokset (hapetus-pelkistys) (vähähappisessa tilassa metallien liukeneminen) hiilidioksidi- ja elektrolyyttipitoisuuden nousu (ph muutos) orgaanisen aineksen liukeneminen maasta

11 Pohjaveden laatu Mitä pitempi viipymä, sitä paremmat edellytykset veden ja mineraaliaineksen välisille kemiallisille reaktioille (ominaispinta-ala) veteen suoloja enemmän hienoainespitoisesta maasta kuin lajittuneista maasta saostumien pysyvyys (maannostuminen/ pohjaveden pinnan vaihteluvyöhyke) Helposti rapautuvista mineraaleista liukenee aineksia enemmän kuin rapautumista kestävistä mineraaleista Merelliset tekijät rannikkoalueella meriveden suoloja (Cl, SO 4, Na, Mg) ilmateitse tai meriveden tunkeutuminen pohjavesimuodostumaan rannikon tuntumassa

12 Pohjaveden laatu Suomessa (keskiarvot, GTK:n aineisto atlaskartoitus) Maa-aines Hiekka ja soramaa Lähteet Moreeni Saven peittämä Sähkönjohtavuus ms/m 9,4 9,1 21,5 ph 6,37 6,27 6,24 redox (Eh) mv Hapen kyllästysaste % hiilidioksidi mg/l väri Pt mg/l KMnO 4 -luku mg/l 8,1 8,2 7,8 kokonaiskovuus o dh 2 1,6 4,3 bikarbonaatti mg/l sulfaatti mg/l 16,5 8,6 21,8 kloridi mg/l 6,7 6,2 14,4 fluori mg/l 0,23 0,15 0,43 SiO2 mg/l 11,2 10,6 14,9 Nitraatti mg/l 3,5 4,2 7,3

13 Pohjaveden laatu Suomessa, GTK:n aineisto 1990 Maa-aines Hiekka ja soramaa Moreeni Kaivot Saven peittämä Kalliopora kaivot kalsium mg/l 19,1 20,8 30,1 27,6 magnesium mg/l 4,8 5,1 9,9 7,9 natrium mg/l 10,9 10,4 20,9 31,9 kalium mg/l 8,1 8,7 9,9 7 rauta mg/l 0,43 0,37 0,48 0,69 mangaani mg/l 0,08 0,09 0,17 0,18 sinkki µg/l kupari µg/l nikkeli µg/l lyijy µg/l kadmium µg/l 0,5 0,5 0,6 0,5 uraani µg/l 1,8 1,5 3,5 46 n /1819

14 µg/l Pohjaveden laatu Suomen kaivoissa, 2001 kartoitusaineisto, tuhat kaivoprojekti Rengaskaivot Porakaivot Ca mg/l 11,4 16 Mg mg/l 2,38 4,48 25 Kupari Sinkki Mangaani Tarvainen ym Na mg/l 4,18 8,98 K mg/l 2,78 2,99 20 Al µg/l 18,5 2,47 Mn µg/l 4,36 16,3 15 Fe mg/l <0,03 0,03 As µg/l 0,14 0,16 10 Cd µg/l 0,02 <0,02 Co µg/l 0,09 0,04 Cu µg/l 2,49 9,06 5 Zn µg/l 10,4 21,7 Ni µg/l 0,84 0,5 S mg/l 3,36 3,83 0 Rengaskaivot Porakaivot

15 Suomen vesivarat Pohjavettä on kaikkialla maassa ja kalliossa määrä ja laatu vaihtelee alueittain kokonaistuotto n, 5 milj, m 3 /vrk kalliopohjavesi (rakoiluvyöhykkeet) pienet pohjavesialtaat, lyhytaikainen hydrologinen kierto irtomaan pohjavesi harju- ja deltamuodostomat moreenimuodostumat

16 Taulukko 1. Pohjaveden luontaisia laatutekijöitä. Tekijä Esiintyminen Merkitys Arseeni Arseenipitoisia mineraaleja sisältävä kallioperä, Karsinogeeninen, raja-arvo 10 µg/l esim. Keski- Lapin vihreäkivi-vyöhyke, Tampereen-Vammalan seudun sulfidimineraalivyöhyke, Lounais-Suomen saaristo Sulfaatti Pohjanmaan ja Lounais-Suomen rannikkoalueet, korroosiovaikutukset laatusuositus 250 mg/l Loviisan seutu: alunamaat Kloridi Rannikkoalueet, meriveden vaikutus erityisesti kalliopora-kaivoissa korroosiovaikutukset laatusuositus 250 mg/l Fluoridi Kaakkois- ja Lounais-Suomen rapakivialueet suuret pitoisuudet aiheuttavat hammasfluoroosin, raja-arvo 1,5 mg/l Rauta ja mangaani Esiintyy maaperässä koko Suomessa Korkeita pitoisuuksia Keski-Pohjanmaalla ja Lounais-Suomen rannikkoalueella teknis-esteettiset ongelmat, laatusuositukset 200 µg/l (Fe) ja Radon Kalliopohjavedessä luonnostaan alueet, joissa kallioperä on uraanipitoista graniittia 50 µg/l (Mn) radioaktiivinen kaasu lisää riskiä sairastua keuhkosyöpään

17 Arseeni maaperässä, moreenin luontainen As-pitoisuus mg/kg (ppm) kallioperän-maaperän koostumusvaikutus -Pirkanmaalla ja Keski-Lapissa (Kittilän kultavyöhyke) pohjaveden As- pitoisuus paikoin yli 10 µg/l

Samankaltaiset tiedostot

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L 1/5 Boliden Kevitsa Mining Oy Kevitsantie 730 99670 PETKULA Tutkimuksen nimi: Kevitsan vesistötarkkailu 2017, elokuu Näytteenottopvm: 22.8.2017 Näyte saapui: 23.8.2017 Näytteenottaja: Eerikki Tervo Analysointi