HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN KARTOITUKSESTA JA HAITOISTA LUODON ÖJANJÄRVEEN LASKEVISSA VESISTÖISSÄ

Transkriptio

1 4 000 vuotta sitten alkunsa saanut hapan sulfaattimaa.... ja tässä sitä syntyy tänä päivänä Peter Edén 2011 Peter Österholm 2006 HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN KARTOITUKSESTA JA HAITOISTA LUODON ÖJANJÄRVEEN LASKEVISSA VESISTÖISSÄ Peter Edén, Jaakko Auri ja Anton Boman GTK / Länsi-Suomi

2 Itämeren kehitys jääkauden jälkeen Mannerjään sulamisen jälkeen rannikkoalue veden peittämä Litorinamerestä (suolainen, lämmin) alkaen n v sitten tähän päivään Kuollut orgaaninen aines + rikki + rauta + bakteereja FeS, FeS 2 (sulfideja) > > Sulfidi(rikki)pitoinen savi / hiesu / hieno hieta / lieju

3 MIKÄ ON HAPAN SULFATTIMAA? 1. Sulfidi(rikki)pitoinen savi /hiesu/lieju alkoi muodostua Litorinameri -vaiheessa vuotta sitten, ja jatkuu vielä > > potentiaalinen hapan sulfaattimaa Uudisojitus Kruunupyyssä Turvepeite 2. Maankohoaminen > > sulfidisedimentti noussut / nousee merestä 3. Luonnontilassa peittyy turpeen alle (kuva), ei aiheuta haittoja 4. Kuivatus ihmisen toimesta >> sulfidisavi kontaktiin ilman hapen kanssa Syntyy rikkihappoa, joka vuorostaan liuottaa metalleja maaperästä > > todellinen hapan sulfaattimaa ph 3-4 +metalleja Hapettunut kerros ph 2.4 (todellinen) Ojaa syvennetty Alkuperäinen sulfidisedimentti Pelkistynyt (potentiaalinen) ph 6-7 Peter Edén

4 Ihmisen toiminta aiheuttaa hapettumisen: maatalousmaan kuivatus metsä- ja suo-ojitukset turvetuotanto kaikenlainen rakennustoiminta Ben MacDonald Robert Sundström

5 Myös metsämailla turpeen alla Jaakko Auri

6 TURPEEN ALLA Turvetuotanto päättynyt Paljastettu sulfidisedimentti hapettuu Veden ph 3.2 Peter Edén

7 Ennen HS-maat olivat maatalouden ongelma - runsas kalkitus, että jotain saatiin kasvamaan Salaojitus/metsäojitus 1960-luvulta lähtien YMPÄRISTÖONGELMA Happamista sulfaattimaista aiheutuvia haittoja Valumavesien happamuus (ph 3-4) ja korkeat Al, Cd, Co, Cu, Ni, Zn, U Vrt Talvivaara! Pintavesien kemiallinen ja ekologinen tila heikkenee Kalojen, mätien ja vastasyntyneiden poikasten sekä pohjaeläimien kuolemia Jotkut joet täysin elottomia Syntyy uutta ongelmasedimenttiä suisto- ja rannikkoalueille Virkistys- ja matkailuarvo vähenee Maatalousmaa tarvitsee runsaasti kalkkia Peter Edén

8 Fe Al Peter Österholm

9 HS-maat huomioitava myös taajamissa / suunnittelussa / rakentamisessa Purola/ Bobäck, Vaasa 2011 Peter Edén 2011 Huonot geotekniset ominaisuudet Rakenteet syöpyvät Kaivumassoista huolehdittava

10 EU:n vesipuitedirektiivi Kansallinen strategia 2011 (YM ja MMM) Vesienhoitosuunnitelmien toteutusohjelma Vesipuitedirektiivin edellyttämää, pintavesien hyvää tilaa ei pystytä Länsi-Suomessa saavuttamaan 2015 mennessä HS-maiden takia 2. Kartoitus nopeasti (laajuus, syvyys, laatu, riskiluokittelu) 3. Tiedotus, koulutus, menetelmien kehittäminen ja käyttöönotto aloitettava heti

11 KARTOITUSHANKKEET ALKOIVAT GTK oman budjetin puitteissa 2. Happaman vesistökuormituksen ehkäisy Siikajoki Pyhäjoki alueella (EAKR - POP ELY) MTT, PPO ELY, GTK, RKTL, OY Osatehtävä 1: Kartoitus (GTK) 3. CATERMASS LIFE+ -hanke Climate Change Adaptation Tools for Environmental Risk Mitigation of Acid Sulfate Soils SYKE, EPO ELY, GTK, MTT, RKTL, HY, ÅA TEHTÄVÄ 1: Happamien sulfaattimaiden kartoitus ja riskiluokittelu (GTK, ÅA, HY)

12 Maaperä-, kallio-, turve-, korkeus- ja aerogeofysiikan tiedot potentiaaliset alueet suunnitelma maastokartoitus ja näytteenotto Piikitys, 2-3 m havainnot, mittaukset Kairaus, 3 m Profiilinäytteet ph suoraan profiilista, maaperätiedot, tallentaminen, näytteenotto analyysiin Kuva: Olli Breilin 2009 Kuva: Emmi Rankonen 2010 Kuva: Peter Edén 2011 Havainnot, mittaukset ja analyysit karttoja ja luokittelu

13 Hapettunut todellinen hapan sulfaattimaa mustaa savea-hiesua potentiaalinen hapan sulfaattimaa Kuvat: Emmi Rankonen

14 JATKOANALYYSIT Osa näytteistä lähetään laboratorioon jatkoanalyysejä varten ICP-OES, rikki (S) + 30 muuta alkuainetta Näytteet inkuboidaan (hapettuminen 8-16 viikkoa), jonka jälkeen mitataan ph uudestaan Maastossa mitattu ph 6,2 Inkubaatio ph 1,62 Kuva: Emmi Rankonen

15 Tyypillinen ph- ja rikki(s)-profiili sekä havainnot

16 KARTOITETTAVA ALUE Litorina rajan alapuolinen alue n ha KARTOITUSTILANNE Piikityspisteitä > Profiilipisteitä > 600 Kartoitettu alue > ha Analyyseja > Havaintotiheys: 1 havainto / 2 km 2 = Yleiskartoitus

17 Suomalaisen Happaman sulfaattimaan määreet Happamalla sulfaattimaalla tarkoitetaan rikkipitoista maaperää, jossa esiintyy sekä hapettunut maakerros (todellinen hapan sulfaattimaa) että hapettumaton sulfidirikkipitoinen maakerros (potentiaalinen hapan sulfaattimaa) tai vain toinen näistä. Happamat sulfaattimaat ovat yleisesti liejuisia hienorakeisia maalajeja (savi, hiesu, hienohieta)

18 UUTUUS! Happamat Hiekat / Hiedat (HH-maat) Ei silmin tunnistettavissa, matala rikki Esim. Kauhava, hietamonttuja ph 3.06 ph 1.87 Peter Edén

19

20 HS-maat kattavat 17% Kruunupyynjoen 13% Ähtävänjoen 12% Purmonjoen Litorinarajan alapuoliselta alueelta Vertaa: Kyrönjoki 26% Vöyrinjoki 44% Lapuanjoki 28% Pyhäjoki 4% Siikajoki 11%

21 Pistekortit

22 Maaperän rikkipitoisuus (S%) muutamilla valuma-alueilla Ennätys : >9% S (rikkiä) Evijärven pohjoispuolelta

23 Suhteellinen hapan kuormitus Luodon-Öjanjärvellä (Toivonen & Österholm, 2011, Table 6) Temporal variations of the relative acid load (based on acidity and sulfate content) from rivers and low-order streams in the near-field during Acidity (%) Sulfate (%) Esse River (48% of total discharge) Purmo River (20% of total discharge) Kronoby River (18% of total discharge) Kovjoki River (6% of total discharge) Low-order streams (7% of total discharge)

24 TULOKSET YLEISEEN KÄYTTÖÖN GTK:n karttapalvelu Avoin kaikille Lisätietoa happamista sulfaattimaista Kartat + pistetiedot Huom! YLEISKARTTA! Ei sovi esim. tilakohtaiseen tarkasteluun! Luokittelu (Raportit) Opas

25 Tuloksista on hyötyä/happamia sulfaattimaita huomioitava: - kansallisessa ja alueellisessa suunnittelussa /päätöksenteossa (YM, MMM, maakuntaliitot, kunnat, ELY-keskukset, AVI:t, konsultit) - maa- ja metsätaloudessa (viljelijät, MTK, ProAgria, metsäkeskukset, ojitusyhtiöt) - turveteollisuudessa ja maarakentamisessa - jatkossa esim. EU-tuista päätettäessä - Selvityksiä voi tilata GTK:sta

26 ESIMERKKI Hömossdiket, Kronoby Kokkola (Perhonjoki) ha Alavia pelto-, turve- ja metsämaita Litorina-rajan alapuolella Kunnostusojitussuunnitelmia

27 Jaakko Auri 2012 Jaakko Auri

28

29 KIITOS! TACK!