Kuivatuksen aiheuttamien riskien arviointi happamoitumiselle turvetuotantoalueilla. Peter Österholm Geologi & mineralogi Åbo Akademi

Transkriptio

1 Kuivatuksen aiheuttamien riskien arviointi happamoitumiselle turvetuotantoalueilla Peter Österholm Geologi & mineralogi Åbo Akademi

2

3 Sulfaattimaa-ongelmaa tutkittu eniten maatalousmailla Maatalous Metsä- ja turvealueet Perkaukset, tiet, rakentaminen

4 Ojitus 1900 luvulla Happi Kalkki ph>5 Pohjavedenpinta Hapettomat olosuhteet Happi + Sulfiidi Rikkihappo ph<4 ph 7

5

6 Sulfidit liukenevat ja mineraalit kylpevät hapossa Peter Österholm

7 Pienessä Luodonjärvessäkin kymmenisen Talvivaarakatastrofia vuosittain Heard about Larsmo lake? Österbottens Tidning

8 Parhaat viljelysmaat

9 SuHE näytteenottoalueet

10 Kysymyksiä Kuinka paljon sulfidia/happamuutta? Nykyinen hapettumistilanne? Hapettumisalttius Mustaliuskeita? Mitä analyyseja voidaan/kannattaa käyttää? Alueellisia eroja? jne

11 sedimentti turve Maaperän näytteenotto 1x50cm 5x20cm Priorisoitu näyte 1x50cm

12 Ylimmät sedimentit fokuksessa - Hapettuvat ensimmäiseksi

13 Kairausnäte turpeesta ja sedimentistä

14 Toivonen & Österholm 2011 Sedimenttien happamuus johtuu rikistä Hienojakoisissa sedimenteissä >0,2 % S aiheuttaa sulfaattimaita Karkeissa maissa alempikin rikkimäärä riittää

15 Pyriitti dominoi sedimenteissä tot/s ~ pyriitti tot/s analyysit riittävät Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina

16 Monosulfiidi helposti tunnistettava, mutta harvinainen tutkimusalueella

17 S (%) Mediaanirikki turpeessa MLL MLL ML ML ML = mustaliuskeita alueella MLL = mustaliuskeita alueella ja/tai läheisyydessä Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina Turpeessa rikki suureksi osaksi harmittomassa orgaanisessa muodossa

18 Pyriitti (SEM-mikroskopilla) Sedimentissä (Arpela) Turpeessa (Heinineva)

19 ph

20 Vähän hapettumista ja pelkistynyttä reaktiivista sulfidia jopa ohuen turvekerroksen alla

21 Inkubaatio: näyte annetaan hapettua huoneenlämmössä, jonka jälkeen mitataan ph

22 Maalajien mediaani ph ph jopa alle 3 muutaman viikon jälkeen

23 ph ja inkuboitu ph

24 Sulfaattimaiden löytäminen vesien avulla ph > 5 EC < 10 ms/m Hot spot ph < 4 EC > 20 ms/m

25 (Potentiaalisten) sulfaattimaiden tunnistaminen Monosulfidi harvinainen + vähän hapettumista (ph >4) + alueet heterogenisiä Tarvitaan rikkianalyysejä ja/tai inkubaatiota, sekä paljon näytteitä Vesinäytteitä voi hyödyntää

26 ML ML ML Turpeiden riskit inkuboinnin avulla Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina

27 Sedimenttien riskit inkuboinnin avulla Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina

28 Sedimenttien riskit kokonaisrikin avulla Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina

29 Sedimenttien riskit asiditeetin avulla Alempi Litorina Ylempi Litorina Ei Litorina

30 Potentiaaliset ja aktiiviset alueet Paikoitellen sarkaojissa sähkönjohtavuus > 20 ms/m ja alhainen ph (< 4) paikoitellen kohtia, joissa happamoitumisreaktio on käynnistynyt

31 Tuotantoalueen jälkikäyttö? 10 cm kuivatus vastaa > 1000 vuoden happamia sateita...

32 Jatkotutkimustarpeita Ojanreunustat aktiivisia sulfaattimaita? Metodeja ojanreuniin

33 Jatkotutkimustarpeita Riparian zone, Puuroneva 40 (profil 37)

34 Jatkotutkimustarpeita Metallien määrät, esiintymismuodot, kulkeutuminen ja pidättäytyminen

35 Johtopäätöksiä Valituilla alueilla merkittävästi rikkiä ja happamuuspotentiaalia Alueet heterogeenisiä tarvitaan paljon näytteitä Sedimenteissä suurimmat riskit, mutta paikoittain sulfidia myös turpeessa Alemmilla alueilla enemmän rikkiä sedimenteissä ja homogeenisempia Ei havaittuja eroja pohjoisen-etelän välillä

36 Johtopäätöksiä Yllättävän vähän hapettumista Hapettuminen nopeata inkuboinnissa Nykyinen kuormitus ojanreunista ja paikoittain turpeesta? Riskin tunnistaminen vaikeaa kentällä tarvitaan inkubointia ja/tai kok. rikki Jälkikäytön riskit suurimmat?

37 Kiitos!