Posivan vesinäytteenoton kenttätyöohje

Työraportti 98-54 Posivan vesinäytteenoton kenttätyöohje Vuoden 1998 päivitys, rev. 2 Paula Ruotsalainen (toim.) Outi Salonen (toim.) Eliisa Hatanpää ~ouko Helenius Virpi Karttunen Marja Keinonen Tarja Laakso Minna Rantanen Rolf Sellge Marraskuu 1998 POSIVA OY Mikonkatu 15 A. FIN-001 00 HELSINKI. FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719

Työ raportti 98-54 Posivan vesinäytteenoton kenttätyöohje Vuoden 1998 päivitys, rev. 2 Paula Ruotsalainen (toim.) Outi Salonen (toim.) Eliisa Hatanpää Jouko Helenius Virpi Karttunen Marja Keinonen Tarja Laakso Minna Rantanen Rolf Sellge Marraskuu 1998

POSIV AN VESINÄYTTEENOTON KENTTÄ TYÖOHJE -VUODEN 1998 P ÄIVITYS, 98-54, rev. 2 TEKIJÄORGANISAA TIOT: Fintact Oy Hopeatie 1 B 00440 HELSINKI IVO/DLY Rajatorpantie 8 01019 IVO TILAAJA: TILAAJAN YHDYSHENKILÖ: TILAUSNUMEROT: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 00100 HELSINKI fl{ ~J--~ Mar~nellman, Posiva Oy 9550/98/AJH, Fintact Oy 9660/97/MVS, IVO/DL Y TEKIJÄORGANISAATIOIDEN YHDYSHENKILÖT: ' / /} -/. /' t :A.-&V' ~ ~ ~ Paula Ruotsalainen Fintact Oy Outi Salonen Fintact Oy \Jouko Helenius IVO/DLY 1blf? i(;_;uijjz; Virpi Karttunen IVO/DL Y TARKASTAJA: ;7 ' --=:::> z ~.. Henry Ahokas Fintact Oy

Työraportti 98-54 Posivan vesinäytteenoton kenttätyöohje Vuoden 1998 päivitys, rev. 2 Paula Ruotsalainen (toim.), Outi Salonen (toim.) Fintact Oy Eliisa Hatanpää, ~ouko Helenius, Virpi Karttunen, Marja Keinonen, Tarja Laakso, Minna Rantanen, Rolf Sellge Imatran Voima Oy Marraskuu 1998 Pasivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

2 TIIVISTELMÄ Ruotsalainen, P. (toim.), Salonen, 0. (toim.), Hatanpää, E., Helenius, J., Karttunen, V., Keinonen, M., Laakso, T., Rantanen, M. ja Sellge, R., 1998. Posivan vesinäytteenoton kenttätyöohje-vuoden 1998 päivitys. Posiva Työraportti 98-54, rev 2. Teollisuuden Voima Oy:n ja Imatran Voima Oy:n yhdessä omistaman Posiva Oy:n käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustutkimusten yhtenä tavoitteena on selvittää paikalliset hydrogeokemialliset olosuhteet, joista saadaan luotettava käsitys vain mahdollisimman edustavien näytteiden avulla. Näytteenoton laatuun kuuluvat myös yhtenäiset, voimassa olevia alan kansallisia tai kansainvälisiä standardeja noudattavat, selkeät ohjeet. Tällöin päästään hyvään toistettavuuteen eri aikoina ja eri alueilla suoritettavissa näytteenotoissa. Sijoituspaikkatutkimusten pohjavesikemian selvityksiä varten koottiin kaikki vuonna 1994 kentällä tapahtuvaan työskentelyyn liittyvät ohjeet yhdeksi käsikirjaksi. Sen tavoitteena on toimia mahdollisimman täydellisenä analyysiohjelmien, edustavuusarvioinnin, vesinäytteenottolaitteistojen käytön, vesinäytteiden käsittelyn sekä kenttämittausten ja -analyysien ohjeistuksena, jota päivitetään säännöllisesti. Kaikilla POSIV A:n tutkimusalueilla on kenttälaboratoriot, jotka mahdollistavat ilman hapen tai hiilidioksidin, tai näytteenoton ja analysoinnin välisen viiveen vaikutuksesta kärsivien suureiden tutkimisen. Tässä käsikirjassa ei kuitenkaan esitetä varsinaisissa vesikemian laboratorioissa suoritettavien määritysten ohjeita. ABSTRACT Ruotsalainen, P. (ed.), Salonen, 0. (ed.), Hatanpää, E., Helenius, J., Karttunen, V., Keinonen, M., Laakso, T., Rantanen, M. and Sellge, R., 1998. Field manual for the water sampling of Posiva. Updated version, 1998. Posiva/Site investigations, Work report-98-54, rev.2. One of the main tasks in the site investigations for final disposal of spent nuclear fuel performed by Posiva Oy- jointly owned by Teollisuuden Voima Oy (TVO) and Imatran Voima Oy (IVO) -is to study the local hydrogeochemical conditions. A reliable estimation can only be made with as representative water samples as possible. The quality of water sampling can be improved by using consistent, clear working instructions based on the modem national or intemational hydrogeochemical standards. In such a way a good reproducibility in the results of sampling campaigns performed at different sites and time periods can be gained. For the hydrogeochemical studies performed during the site investigations, all the practical instructions dealing with field work were gathered together as a manualin 1994. The main goal of the manual is to be a as complete guide as possible for analytical programmes, evaluation of the representativeness of the water samples, usage of the sampling equipment, handling and preparation of the water samples, field measurements and analyses. The manual will be updated continuously. All of the Posiva sites have a field laboratory where those parameters suffering of the effects of atmospheric oxygen or carbon dioxide, or the transport delay between sampling and analysing off-site can be analyzed. This manual will not present any instructions for those analyses that are performed in actual hydrochemicallaboratories.

3 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÅ. 2 -------------------------------------------------------- ABSTRACT 2 SISÄ-LLYSLUETTELO 3 1. YLEISTÄ. 8 2. NÅ.YTTEENOTTOKOHTEET 9 2.1 Sadantanäytteet 9 2.2 Ympäristönäytteet 9 2.3 Pohjavesiputket ja porakonereiät 9 2.4 Huuhteluvesikaivot 10 2.5 Kairanreiät 10 3. VESINÅ.YTTEENOTTOLAITTEISTOJEN KÅ.YTTÖ 12 ------------------------ 3.1 Sadantanäytteiden kerääjä ja näytteiden käsittely------------------------- 12 3.2 Ruttner-noutaja 13 3.3 Monitulpattujen kairanreikien vesinäytteenotto 13 3.3.1 Yleistä 13 3.3.2 Vesinäytteenottolaitteiston toiminta 14 3.3.3 Vesitin-pumppu 15 3.3.4 Läpiviratuskennosto ja mittarit 16 3.3.5 Mittareiden ja elektrodien kalibrointi ja säilytys 16 3.4 Kaksoistulppalaitteisto ja paineeilisten vesinäytteiden otin (P A VE) 21 3.5 Posivan paikallishenkilöstön tehtävät vesinäytteiden otossa 22 3.5.1 Toimenpiteet ennen pohjavesinäytteiden ottoa kairanrei'istä 22 3.5.2 Toimenpiteet kairanreikien pohjavesinäytteiden oton aikana 23 3.5.3 Toimenpiteet pohjavesinäytteiden oton jälkeen 23 3.5.4 Ympäristön vesinäytteiden otot 23 3.6 Pumppujen ja tulppien toimintahäiriöt 24 3.6.1 Vesikierto 24 3.6.2 Typpikaasupiiri 25 3.6.3 Sähköpiiri 25 3.6.4 Mittareiden toiminta ja tiedontallennus 26 3.6.5 Apulaitteet 26 4. NÅ.YTTEENOTTO-OHJELMAT JA NÅ.YTTEIDEN PRIORISOINTIJÅ.RJESTYS 28 5. NÅ.YTTEIDEN EDUSTAVUUS JA NÅ.YTTEENOTTOKRITEERIT 30 5.1 Pohjavesinäytteiden edustavuus -------------------------------------30 5.2 Muiden vesinäytteiden edustavuus 30 ~LAADUNVALVONTA 32 6.1 Yleiset periaatteet puhtaasta työskentelystä-----------------------------32 6.2 Puhdas vesi 32

6.3 Näytteenoton ja analyysien Iaadunvarmistus 32 6.3.1 Nollanäytteet 33 6.3.2 Rinnakkaisnäytteet 33 6.3.3 Vertailuvedet 33 7. VESINÅ.YTTEIDEN KÅ.SITTELY KENTÅ.LLÅ. JA LÅHETTÅ.MINEN 34 ----- 7.1 Tarvittavat välineet 34 -------------------------- 7.2 Näytepullojen pesu ja huuhtelu 34 7.3 Vesinäytteiden tunnisteet 34 7.4 Pohjavesinäytteiden otto 35 7.4.1 Näyteastia ja typpisuojaus 35 7.5 Laboratorioon lähetettävien vesinäytteiden kestävöinti 36 7.6 Laboratorioon lähetettävien vesinäytteiden pakkaaminen 39 7.7 Varanäytteet 39 8. KENTTÄANALYYSIEN SUORITUS 40 8.1 Kentällä analysoitavien parametrien näytteenotto 40 8.2 Alkaliteetin (p- ja m-luvun) määritys 41 8.2.1 Menetelmän periaate 41 8.2.2 Häiriöt 41 8.2.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 41 8.2.4 Laitteet ja välineet 41 8.2.5 Reagenssit 41 8.2.6 Näytteenotto ja suodatus 42 8.2.7 Työn suoritus 42 8.2.8. Tulokset 45 8.3 Asiditeetin (-p-luvun) määritys 46 8.3.1 Menetelmän periaate 46 8.3.2 Häiriöt 46 8.3.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 46 8.3.4 Laitteet ja välineet 46 8.3.5 Reagenssit 46 8.3.6 Näytteenotto ja suodatus 47 8.3. 7 Työn suoritus 47 8.3.8 Tulokset 49 8.4 Kloridin määritys 50 8.4.1 Menetelmän periaate 50 8.4.2 Häiriöt 50 8.4.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 50 8.4.4 Laitteet ja välineet 50 8.4.5 Reagenssit ja niiden säilyvyys 50 8.4.6 Näytteenotto ja suodatus 51 8.4. 7 Työn suoritus 51 8.4.8 Tulokset 52 8.5 Ferro- ja kokonaisraudan määritys 53 8.5.1 Menetelmän periaate 53 8.5.2 Häiriöt 53 8.5.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 53 8.5.4 Laitteet ja välineet 53 8.5.5 Reagenssit ja niiden säilyvyys 53 8.5.6 Näytteenotto ja suodatus 54 4

8.5. 7 Työn suoritus 54 8.5.8 Tulokset 55 8.6 Ionikromatografiset määritykset 56 8.6.1 Liuokset 56 8.6.2 Kytkennät ja laitteen esikäsittely 56 8.6.3 Integraattorin ohjelmointi 58 8.6.4 Toimenpiteet ennen kromatogrammin ajoa 59 8.6.5 Työskentelyn lopetus 59 8.6.6 Kuljetus 59 8.6. 7 Huolto 59 8.7 Makeiden vesinäytteiden anionien ( CI, N02, Br, N03, P04, S04) määritys ionikromatografisesti 61 8.7.1 Laitteet ja välineet 61 8. 7.2 Reagenssit ja niiden säilyvyys 61 8.7.3 Kromatografin ajo-olosuhteet 61 8. 7.4 Standardiliuokset 62 8.7.5 Kromatogrammin ajo 63 8.7.6 Tulosten laskeminen 63 8.8 Suolaisten vesinäytteiden anionien (Cl, N0 2, Br, N0 3, P04, S0 4 ) määritys ionikromatografisesti 65 8.8.1 Erityiset lisälaitteet ja reagenssit 65 8.8.2 Suolaisten vesinäytteiden ionikromatografinen analysointi 65 8.8.3 Laitteiston huolto 66 8.9 Ammoniumin (NH4+) määritys 67 8.9.1 Menetelmän periaate 67 8.9.2 Häiriöt 67 8.9.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 67 8.9.4 Laitteet ja välineet 67 8.9.5 Reagenssit ja niiden säilyvyys 67 8.9.6 Näytteenotto ja suodatus 68 8.9.7 Työn suoritus 68 8.9.8 Tulokset 70 8.10 Fluoridin (F) määritys 71 8.10.1 Menetelmän periaate ja käyttöalue 71 8.10.2 Häiriöt 71 8.10.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 71 8.10.4 Laitteet ja välineet 71 8.10.5. Reagenssit ja niiden säilyvyys 72 8.10.6 Näytteen esikäsittely ja säilyttäminen 72 8.10.7 Työn suoritus 72 8.10.8 Tulokset 73 8.11 Sulfidin (S 2 -tot) määritys 75 8.11.1 Menetelmän periaate 75 8.11.2 Häiriöt 75 8.11.3 Työturvallisuus ja jätteiden hävittäminen 75 8.11.4 Laitteet ja välineet 75 8.11.5 Reagenssit ja niiden säilyvyys 75 8.11.6 Näytteenotto ja suodatus 75 8.11.7 Työn suoritus 75 8.11.8 Tulokset 76 9. KENTÅ.LLÅ. KERÅ.TTÅ.VÅ.T ISOTOOPPINÅ.YTTEET 77 9.1 ÖS-34(8 2 -kok), Geokeman ohje 77 5

9.2 8S-34(S0 4 ), Geokeman ohje 78 9.3 8S-34(S0 4 ) ja 80-18(S0 4 ), Waterloon ohje 79 9.4 Evakuoituneiden kaasujen kerääminen 82 9.5 Isotooppien ÖC-13 ja C-14 näytteenotto veden epäorgaanisesta hiilestä, DIC 83 9.6 öc-13/öh-2 (C02, CH4... ) kaasunäytteen otto 84 9. 7 Rn-222 näytteenotto 85 10. KALIBROINTIEN, KENTTÅ.MITTAUSTEN JA -ANALYYSIEN TALLENTAMINEN 86 10.1 Kenttämittareiden kalibrointi 86 10.2 Kenttähavainnot näytteenoton aikana 86 10.3 Kenttä-analyysit 86 10.4 Kenttätyöaikaraportti 86 10.5 Kenttämittausten manuaalinen tallettaminen 86 11. POHJAVESINÅ.YTTEIDEN ANALYSOIMINEN IVOnECHIDLY:SSÅ. 87 12. VESINÅ.YTTEIDEN ANALYTIIKAN YHTEYSHENKILÖT 88 13. YHTEYSTIEDOT ONGELMATILANTEISSA 90 14. YHTEENVETO 91 15. KIRJALLISUUSVIITTEET 95 1~LIITTEET 96 LIITE 1: KENTTÄANALYYSILAITTEISTON LOHKOKAAVIO 96 LIITE 2: VESITIN-PUMPUN RAKENNEPIIRROS 97 LIITE 3: KENTTÄMITTAUSLAITTEIDEN KÄYTTÖOHJEET (Eh, ph, 02, sähkönjohtavuus) 98 LIITE 4: KENTTÄMITTAUSTEN KALIBROINTI 99 LIITE 5: REDOX-KALIBROINTI 100 LIITE 6: PAVEN TARKASTUSPÖYTÄKIRJA 101 LIITE 7: POSIVAN POHJA VESIKEMIAN KENTTÄLAITTEIDEN REKISTERÖINTI102 LIITE 8: LABORATORION TARKASTUSPÖYTÄKIRJA POSIV AN PA VR- LAITTEISTON P AINEASTIOILLE 103 LIITE 9: CHECK LIST FOR THE PRESSURE VESSELS OF THE P A VE EQUIPMENT AFTER SAMPLING 104 LIITE 10: URANIININ MÄÄRITYS 105 LIITE 11: MAKEA REFERENSSIVESI (ns. Allard-vesi) 107 LIITE 12: POHJA VESIKEMIAN PERUSTILAN KARTOITUKSEN SUOLAINEN REFERENSSIVESI (ns. OL-SO-vesi) 109 LIITE 13: LABORATORIOTARVIKKEIDEN INVENTAARIOLISTA 111 LIITE 14: IC-ANALYSAATTORIN TARVIKKEIDEN INVENTAARIOLISTA 112 6

LIITE 15: KENTTÄMITTAUSLAITTEIDEN INVENTAARIOLISTA 113 ----- LIITE 16: REAGENSSIEN INVENTAARIOLISTA 114 LIITE 17: KAIRANREIKIEN POHJA VESINÄYTTEIDEN OTTO 115 LIITE 18: KENTTÄANALYYSIT 116 LIITE 19. METTLERDL50 TITRAATTORIN KÄYTTÖOHJE 117 LIITE 20. ON-LINE-SUODATUSLAITTEISTO 121 LIITE 22: POSIV AN KENTTÄTYÖAIKARAPORTTI 125 LIITE 23: KENTTÄMITTAUSTEN MANUAALINEN KIRJAAMINEN 126 LIITE 24: POHJA VESIKEMIAN TERMIEN SELITYKSIÄ 127 7

8 1. YLEISTÄ Posivan yksityiskohtaiset paikkatutkimukset jatkuvat vuosina 1993-2000 Kuhmon Romuvaarassa, Äänekosken Kivetyssä, Eurajoen Olkiluodossa sekä Loviisan Hästholmenissa. Hästholmen liitettiin mukaan tutkimuksiin vuonna 1997. Pohjaveden kemiallinen laatu on eräs ydinjätteiden loppusijoituspaikan merkittävä ominaisuus. Pohjaveden ph, Eh, kloridi- ja sulfidi-ionien sekä liuenneen hapen määrät vaikuttavat jätekapselin korroosiokestävyyteen. Hapetus-pelkistysolosuhteet, ph sekä orgaanisten humus- ja fulvohappojen, karbonaattien, fosfaattien, mikrobien ja kolloidien spesiesten laadut ja määrät voivat vaikuttaa mahdollisesti polttoaineesta vapautuneiden radionuklidien liukoisuuteen ja kulkeutumiseen. Siksi pohjavesikemian tutkimukset ovat eräs paikkatutkimusten merkittävä osa, jonka tuloksia käytetään paikkakohtaisen hydrogeokemian kuvaamiseen, geokemialliseen mallinnukseen ja turvallisuusanalyysin tarpeisiin. Vuosina 1993-1996 paikkatutkimusten pohjavesikemian selvityksissä keskityttiin alueellisiin ns. perustilan kartoituksiin. Pohjavesinäytteet otettiin monitulppalaitteistoilla varustetuista 500-1000 m syvyisistä kairanrei'istä. Tavoitteena oli muodostaa mahdollisimman edustavien pohjavesinäytteiden avulla kattava kuva paikallisista pohjavesiolosuhteista, ennen uusien kallioperätutkimusten aloittamista. Myös alustavien sijoituspaikkatutkimusten aikana (1987-1993) suoritettujen ympäristön vertailunäytteiden ottoa jatkettiin laajemman aineiston saamiseksi. Vuosina 1994-1998 kaikille tutkimusalueille on kairattu uusia syviä tutkimusreikiä, joiden tutkimuksilla mm. edelleen tarkennetaan käsitystä alueellisesta hydrogeokemiasta. Hästholmenin osalta syvän kallioperän kemiaa on vuonna 1997 kartoitettu kolmesta uudesta kairanreiästä. Yksityiskohtaisten paikkatutkimusten ( 1997-2000) vesinäytteiden oton kenttätyössä noudatetaan pääosin alustavien sijoituspaikkatutkimusten aikaisia menettelyjä, joskin vesinäytteiden otosssa monitulppalaitteistojen sijasta käytetään Posivan kehittämää paineeilisten vesinäytteiden otinta eli PA VEa (Ruotsalainen et.al 1996a) aina, kun se on mahdollista. Tämän raportin tavoitteena on koota yhdeksi käsikirjaksi Posivan vesinäytteiden ottoon liittyvät työskentelytapojen kuvaukset, laitteiden käyttöohjeet sekä kenttämittausten ja - analyysien ohjeet. Raportin kokoamisen on koordinoinut Fintact Oy:n Paula Ruotsalainen, joka on myös kirjoittanut tiivistelmän, abstractin, luvut 1, 2, 3.1-3.5, 4, 5, 6.1, 7.2, 7.3, 7.4.1, 7.6, 7.7, 10.5, 13-15 sekä Liitteet 4 ja 24. Raportin vuoden 1998 päivityksen on muokannut Outi Salonen, joka kirjoittanut myös lukuun 3.3.5 ja Liitteet 7-9 ja 23. Muut kirjoittajat ovat IVO Yhtiöiden Teknologiakeskuksen voimalaitoskemian laboratorion Jouko Helenius (luvut 3.3, 7.1 ja 10.1), Minna Rantanen (luvut 8.2-8.4, 8.9-8.11, 9.7, Liitteet 13-16), Marja Keinonen (luvut 8.6-8.8 ja Liitteen 19), Tarja Laakso (luvut 8.6-8.8), Eliisa Hatanpää (luku 8.5), Rolf Sellge (Liitteen 20) ja Virpi Karttunen (luvut 8.2-8.4, 9.3). Aikaisemman vuoden 1994 version kirjoittamisessa olivat mukana myös Posivan Margit Snellman (luvut 4, 5, 6.2, 6.3, 7.5, 7.7, 8.1, 9.1-9.6, 10.2-10.4, 11, 12, Liitteet 5, 11 ja 12), IVO Yhtiöiden Virve Vaahtera (luku 8.10) sekä Teollisuuden Voima Oy:n Hannu Kuusela (luku 3.6) ja Martti Oksa (luku 3.3). Kenttätyöohjeen vuoden 1998 versiopäivityksen yhteydessä tehdyt muutokset on merkitty pystyviivalla muutoskohdan vasempaan marginaaliin. Jos taulukko on muuttunut, on merkintä taulukon otsikkorivissä.

9 2. NÄYTTEENOTTOKOHTEET 2.1 Sadantanäytteet Sadevesi- ja luminäytteitä kerätään alustavien paikkatutkimusten aikaisesta käytännöstä poiketen yksittäisen, pitkäkestoisen vesi- tai lumisadekuuron aikana. Yhden kuukauden kokoamanäytteestä luovuttiin selvän kontaminaatioriskin vuoksi. Luminäytteitä ei myöskään kerätä enää profiilinäytteinä, vaan sopivien, yksittäisten kuurojen aikana. Sadantanäytteistä analysoidaan oh-2, H-3 ja 80-18 pohjavesiaineiston tulkinnan tueksi. Posivan paikallistoimistojen henkilökunta kerää sade- ja luminäytteet erikseen sovittavina ajankohtina. Sade- ja luminäytteiden otosta on kirjoitettu erilliset muistiot (Ruotsalainen 1994a; 1994b). 2.2 Ympäristönäytteet Jo alustavissa paikkatutkimuksissa tutkittiin kairanreikien pohjavesinäytteiden lisäksi talouskäytössä olevien porakaivojen ja luonnon lähteiden vesiä sekä pintavesiä. Näistä saatu aineisto osoittautui hyvin käyttökelpoiseksi alueellisen hydrogeokemiallisen karakterisoinnin ja geokemiallisen mallinnuksen tarpeisiin. Yksityiskohtaisiin paikkatutkimuksiin on valittu sekä uusia että jo edellisessä tutkimusvaiheessa edustaviksi osoittautuneita kohteita. Näytteet kerätään kohteen luonteen mukaan sopivimmalla tekniikalla: Ruttner-noutajalla, suoraan kiinteistön vesijohtoverkosta tai ammentamalla. Ympäristönäytteistä mitataan näytteenottopisteellä lämpötila, ph ja sähkönjohtavuus kannettavilla kenttälaitteilla. Vesinäytteiden suodattaminen ja kestävöinti suoritetaan tutkimusalueen kenttälaboratoriossa. Talouskäytössä olevista kallioporakaivoista otetaan näyte kiinteistön vesijohtoverkosta noin 15-30 min juoksutuksen jälkeen suoraan näytepulloon. Jos talon vesijohtoverkostoon on asennettu vedenpehmennin, näyte otetaan suoraan kaivosta. Luonnon lähteistä vesinäytteet otetaan mieluiten Ruttner-noutimella, mikäli lähde on riittävän syvä (vähintään noin 1 m) ja sen reunat tarpeeksi kantavat. Matalammista lähteistä vesinäyte otetaan ammentamalla suoraan näyteastiaan. Näytteenoton yhteydessä on syytä varoa mahdollisen pohjasedimentin sekoittumista. Pintavesikohteista - järvistä, lammista, merivedestä, puroista yms. - otetaan vesinäytteet mieluiten Ruttner-noutajalla, mikäli kohteen syvyys mahdollistaa sen. Pohjasedimentin sekoittumista on varottava. 2.3 Pohjavesiputket ja porakonereiät Pohjavesiputkien ja porakonereikien vesinäytteet otetaan avoimista rei'istä pienen halkaisijan omaavan uppopumpun (esim. Grundfoss MP1) avulla. Ennen näytteenottoa Posivan kenttähenkilöstö suorittaa kohteiden esipumppauksen, jolloin tarkkaillaan veden tuottoa, riittävyyttä pohjaveden pinnan korkeuden avulla sekä ulkonäköä (sameus, väri, haju).

Vielä näytteenottopäivänä, ennen pohjavesiputkien ja porakonereikien vesinäytteiden ottoa, pohjavettä pumpataan korkeintaan reiän tuottoa vastaavalla virtausnopeudella ja samalla mitataan sähkönjohtavuus, ph, liuennut happi ja lämpötila. Pumppausta ja tarkkailumittauksia jatketaan, kunnes tulokset osoittavat pohjaveden koostumuksen vakiintuneen ja vesi on kirkastunut. Pohjavesinäytteet kerätään esitypetettyihin, kolmitiehanallisiin lasisiin keräysastioihin ilman hapelle ja hiilidioksidille herkkien parametrien (esim. alkaliteetti ja asiditeetti, S 2 -kok, NH4+, oc-13 ja C-14) osalta. Näytteenottoletku yhdistetään keräysastian pohjalla olevaan hanaan ja pohjavettä juoksutetaan astian läpi usean tilavuuden verran ennen analysoitavan näytteen ottoa. Näytteet muita muuttujia varten otetaan suoraan näytteenottolinjasta kairanreiällä näytepulloihin, jotka huuhdotaan etukäteen 2-3 kertaan reiän vedellä. Pohjavesiputkien ja porakonereikien pohjavesinäytteet suodatetaan ja kestävöidään kenttälaboratoriossa analyysiohjelman ja ohjeistuksen kohdan 7.5 mukaisesti. 10 2.4 Huuhteluvesikaivot Pohjavettä pumpataan ennen näytteenottoa 15 min ajan. Näytteet otetaan kaivon uppopumppuun liitetyn vesijohdon hanasta. Uppopumpun teho on Posivan vesinäytteenottolaitteiston kalvopumppua monin kerroin suurempi, joten veden voimakkaan virtauksen vuoksi hapettumisvaara on ilmeinen. Vesinäytteistä mitataan näytteenottopisteellä lämpötila, ph ja sähkönjohtavuus kannettavalla mittarilla. Myös näiden näytteiden suodattaminen ja kestävöinti suoritetaan mahdollisimman nopeasti kenttälaboratorioissa. 2.5 Kairanreiät Kairanreikien pohjavesinäytteet otetaan Posivan vesinäytteenottimella, joko hoikalla Vesitin-pumpulla monitulppalaitteistolla varustetuista rei'istä tai avoimista rei'istä 1-2 tulpan avulla Posivan suuremmalla kalvopumpulla (Rouhiainen et al. 1992) tai kalvopumppuun liitettävällä paineellisen vesinäytteen ottoon tarkoitetulla paineastialla (PA VE, Ruotsalainen et al. 1996a). Näiden näytteiden ottoa edeltää pitkä, keskimäärin 1-4 viikkoa kestävä pumppausjakso mahdollisimman hyvän edustavuuden saavuttamiseksi. Pumppausjakson aikana seurataan pohjaveden laadun kehittymistä kenttämittausten sekä uraniininalyysin avulla. Kenttämittaukset (liuennut happi, ph, Eh, sähkönjohtavuus ja lämpötila) antavat viitteitä tutkittavan syvyyden pohjaveden tasalaatuisuudesta. Uraniini eli natriumfluoresiini on orgaaninen väriaine, jota käytetään kairauksen huuhteluveden merkkiaineena. Sen pitoisuus pohjavesinäytteessä antaa mielikuvan jäljellä olevasta huuhteluvesimäärästä. Suurin osa pohjavesinäytteistä suodatetaan ja kestävöidään kenttälaboratoriossa näytteiden laadun turvaamiseksi. Varsinaisen näytteenottotapahtuman aikana vesinäytteet eivät enää kierrä läpivirtauskennoston monitoroivien elektrodien kautta, vaan ne otetaan suoraan tulppaväliltä johtavasta letkusta suodatus- tai näyteastiaan. Osa näytteistä (H-3, H-2, 0-18, Rn-222, S-34(S04), O-l8(S04), USE, uraniini) otetaan suoraan omaan astiaansa. Jotkut näyteastiat käsitellään jo laboratoriossa ennen kentälle lähtöä syrjäyttämällä niiden ilmatila-

vuus inertillä kaasulla tai vakumoimalla. Ne muuttujat, jotka kärsivät pitkästä viiveestä näytteenoton ja laboratorioanalyysin välillä, määritetään jo kentällä analyysiohjelman mukaan (alkaliteetti, asiditeetti, Fe 2 +, Fe(tot)' Br, F, NH4, S0 4, Cl, P04, N02, N0 3 sekä S 2 -) ionikromatografilla (IC), UV NIS-spektrofotometrillä tai automaattititraattorilla. Analyysiohjelman laajuus määritellään etukäteen näytekohtaisesti, täten esim. muuttujia N02 ja N0 3 ei ole määritetty syvistä kairanrei'istä vuonna 1997 käynnistyneissä tutkimuksissa 11

12 3. VESINÄ YTTEENOTTOLAITTEISTOJEN KÄYTTÖ 3.1 Sadantanäytteiden kerääjä ja näytteiden käsittely Yksityiskohtaisissa paikkatutkimuksissa sadevesi- ja luminäytteet kerätään yksittäisten kuurojen aikana. Vesi- ja ympäristöhallituksen asiantuntijan mukaan (Järvinen, 1993) ympäristötutkimuksissa kerätään sade- ja luminäytteitä tarpeen mukaan sovellutetuilla keräimillä. ilmatieteen laitos kerää tutkimuksissaan myös päiväkohtaisia näytteitä. Sadevesi- ja luminäytteiden keruu suoritetaan yksittäisten, runsaiden kuurojen aikana puhtaan muovikalvon avulla. Kalvon (niitä voi myös olla useampia) pinta-alan tulee olla riittävän suuri, jotta varsinkin lumesta sulatettu näytemäärä riittää H-3, H-2 ja 0-18 analyyseihin. Näytteenotosta on kirjoitettu yksityiskohtaiset ohjeeet (Ruotsalainen, 1994, 1998). Sadantanäytteiden oton suorittaa Posivan kenttähenkilöstö. Näytteenottimena on puhdas muovikalvo. Jos lunta tulee 1 cm kerros, yhden litran näytettä varten riittää periaatteessa 1 m2 suuruinen kalvo. Näytteenkeruukalvo pingoitetaan maahan pystytettyjen tukikeppien varaan. Siihen saadaan koveruutta keskikohtaan kiinnitetyn suppilon ja sen alapuolella olevan keruuastian avulla. Sadevesi- ja luminäytteet otetaan lumimittauksissa käytetyltä aukealta lumilinjan pisteeltä tai sauva-asemalta, siten, ettei puista pääse tippumaan roskia näytteeseen. Näytepisteen koordinaatit kirjataan muistiin ja liitetään näytteiden lähetykseen. Samoin kirjataan muistiin näytteenoton aikana vallinnut sää ja varsinkin keskimääräinen lämpötila. Luminäytteen tulisi mieluiten edustaa pakkaslunta. Näytettä voidaan kerätä yli yön, jos sääennuste lupailee pitkäjaksoista, lumisadetta. Muovikalvolie satanut lumi tai sade kerätään puhtaaseen näyteastiaan. Luminäyte kerätään suurempaan astiaan sulamaan huoneenlämpöön. Näytepullot päällystetään etukäteen alumiinifoliolla. Sadevesi- ja luminäytettä tarvitaan analyysejä ja varanäytteitä varten seuraavat määrät: Taulukko 3-1. Tarvittavat näytemäärät ja näyteastiat Parametrit Astia kpl Tilavuus, 1 Anal. Iab. tai Huom. varastointi H-2, 0-18 Seerumiputki 2 0,01 IFE Näyteputki mahdollisimman täyteen. Säilytetään jääkaapissa. H-3 Tumma 1 1,0 Waterloo Näytepullo mahdollisimman lasipullo täyteen. Säilytetään jääkaapissa. Varanäyte Lasipullo 1 1,0 IVO Säilytetään jääkaapissa. Varanäyte Seerumiputki 2 0,01 IVO Säilytetään jääkaapissa. H-3-näytepullot huuhdotaan kaksi kertaa lumesta sulaneella vedellä tai sadevedellä ennen varsinaisen näytteen pullottamista. Tämän vuoksi lunta on kerättävä niin paljon, että

lumesta sulatettua vettä on noin 2,5 litraa. Jos näytteeseen on tullut roskia, suurimmat voi ottaa pois, mutta näytteitä ei tarvitse suodattaa, koska ne tislataan tai suodatetaan analysoivassa laboratoriossa. Näytteiden lähetyksestä huolehtiva laboratorio toimittaa kenttäpäälliköille tarvittavat, valmiiksi etiketeillä varustetut näyteastiat H-3-varanäytepullo on täytettävä niin täyteen kuin mahdollista. Pulloa puristetaan vielä jonkin verran kyljistä, jolloin nestepinta nousee kuperaksi pullon suulle. Korkki pannaan pullon suulle ja kierretään jonkin verran kiinni sekä säilytetään puristava ote pullon kyljistä. Sitten pulloa puristetaan vielä sen verran, että korkin alle jäänyt ilma ja jonkin verran näytettä pursuaa ulos pullon suun kierteiden kautta. Puristava ote pidetään edelleen ja korkki kierretään niin tiukasti kiinni kuin saadaan, rikkomatta kuitenkaan pullon muovisia kierteitä. Pullo jää jonkin verran "lommolleen", mutta tärkeintä on se, että pulloon ei jää ilmaa. Pienten muovisten H-2- ja 0-18-näytteiden putkien kumikorkit lävistetään aluksi injektioneulalla siten, että neulan kärjessä oleva pieni aukko näkyy selvästi korkin alapinnalla. Sitten itse näyteputki täytetään sulaneella luminäytteellä pipetin avulla siten, että putken suulle jää kupera nestepinta. Sen jälkeen kumikorkki neuloineen asetetaan putken suulle ja painetaan samalla hieman kiertäen mahdollisimman syvälle. Lopuksi injektioneula irroitetaan varovasti korkista. Neula mahdollistaa korkin alle jäävän ilman poistumisen. 3.2 Ruttner-noutaja Ruttner-noutaja huuhdotaan näytteenottopisteen vedellä sekoittamatta kuitenkaan kohteen pohjasedimenttejä. Näytteenotin viritetään avoimeen asentoon ja lasketaan varovaisesti näytteenottosyvyydelle. Näytteenottimen annetaan tasaantua kohteen lämpötilaan noin 3 min ajan. Näytteenotin suljetaan päästämällä laukaisupaino liukumaan kannatinnarua pitkin alas. Tällöin ottimen kansi- ja pohjaläpät sulkeutuvat ja näytteenotin vedetään ylös. Vesinäytteen lämpötila luetaan välittömästi ottimen lämpömittarin avulla. Näyte lasketaan ottimesta alaläpän letkun avulla. 3.3 Monitulpattujen kairanreikien vesinäytteenotto 3.3.1 Yleistä Posivan vuonna 1993 kehitetty pohjavesinäytteiden kemiallisen laadun monitorointiin ja ottoon tarkoitettu laitteisto käsittää reikään aseunettavan kalvopumpun, ns. "V esitin-pumpun" ja sen ohjaukseen tarvittavat sähkö- ja painetyppilaitteet Lisäksi laitteistoon sisältyy hapetus-pelkistys- eli redox-potentiaalin, ph:n, sähkönjohtavuuden, liuenneen hapen ja veden lämpötilan tutkimuspaikalla tapahtuvaan mittaukseen tarpeelliset analyysimittalaitteet sekä mitattujen suureiden tallennukseen tiedontallentimet Vesinäytteiden kestävöinti ja pullotus sekä kenttäanalyysit suoritetaan kunkin tutkimusalueen kenttälaboratoriossa. Vesitin-pumppuja sekä läpivirtauskennostoja mittalaitteineen ja antureineen on kahdeksan. Tämä mahdollistaa pohjavesinäytteiden oton useammalla tutkimuspaikalla yhtäaikaa. Vuonna 1997 läpivirtauskennoston rakennetta muutettiin hieman. Kaksi kennostoista on varustettu herkemmillä, ppb-tason happimittareilla ja lisäksi neljä kennostoista on sijoitettu 13

muovisun sähköasennuskaappeihin, jolloin kenttämittaukset voidaan suojata jatkuvana typpikaasuvirtauksella atmosfäärisen kontaminaation ehkäisemiseksi. 3.3.2 Vesinäytteenottolaitteiston toiminta Vesinäytteenottolaitteiston lohkokaavio on esitetty liitteen 1 kuvassa "Kenttämittauslaitteiston lohkokaavio" (Mäntynen 1998). Vesitin-pumppu muodostuu vedellä paisutettavasta kumikalvosta sekä sen ylä- ja alapuolella olevasta kumitulpasta. Pumpun molemmin puolin on lisäksi takaiskuventtiilit, jotka taukovaiheen aikana mahdollistavat reiässä olevan veden nousun tulppien väliin ja toisaalta estävät yläpuolella olevan veden virtaamisen takaisin reikään. Työvaiheen aikana pumpun vedellä täytettyyn paineletkuun johdetaan typpikaasun avulla paine, jolloin pumpun kumikalvo pullistuu putken seinämiä vasten työntäen sinne kertyneen veden pois. Venttiilit sallivat vain ylöspäin, kohti maanpintaa tapahtuvan veden virtauksen, joten pumppuun noussut vesi ei pääse valumaan takaisin reikään. Vesinäyte nousee ylös maan pinnalle ohuessa letkussa, joka on paksumman, vesitäytteisen letkun sisällä (Ruotsalainen et al. 1996b ). Pumpun ja tulppien tarvitsema paine saadaan maanpinnalla olevasta typpipatterista. Pullopaine alennetaan ensin säätöventtiilillä 1 (ks. Liite 1) tulppien vaatimalle tasolle ja edelleen säätöventtiilillä 2 pumpun käyttöpaineelle. Paineenalennus on toteutettu "sarjakytkentänä" sen tähden, että järjestelmä ei toimi, jos pumpun käyttöpaine on suurempi kuin tulppien pullistuspaine. Tällöin pumpussa oleva vesi puristuisi tulppien ohi reikätilaan, eikä näytevesiletkua pitkin ylös. Pumpun toimintaa ohjataan magneettiventtiilillä, joka työvaiheen aikana kytkee työpaineletkuun säätöventtiililtä 2 tulevan työpaineen ja pumppuun kerääntynyt vesi työntyy näytevesiletkuun. Taukovaiheen aikana työpaineletku kytketään ympäröivään atmosfääriin, pumpussa oleva typpipaine vapautuu ja vesi alkaa virrata reiästä pumppuun. Koska kenttämittauslaitteiden elektrodit vaativat toimiakseen virtaavan veden, näytevesi johdetaan välisäiliöön, josta se pumpun P avulla johdetaan mittauskennoon ja edelleen takaisin välisäiliöön. Säiliö on suunniteltu siten, että "tuore" pohjavesi kulkeutuu ensisijaisesti mittauskennoon ja piirissä jo kiertänyt vesi ohjautuu ulos. Varsinaiset analysoitavat vesinäytteet otetaan aina mittauskennostojen ohitusputken kautta. Järjestelmän tarvitsema sähköenergia on varastoituna akkuun 1, joka liitetään järjestelmään pistotulppa-tai rasia-kytkennällä. Akku voidaan ladata paikallisesti aurinkokennojen, verkkovirran tai generaattorin avulla. Jos aurinkoenergia ei riitä, akku voidaan ladata muualla, ja tuoda ladattuna hoitamaan sähkösyöttöä. Lataussäätimen kautta 12 V tasasähkö syötetään kulutuskohteille. Lisäksi lataussäädin valvoo aurinkoenergian ohjaamisen kulutukseen tai akkuun varastoitavaksi ja suojaa akkuja. Kun akkujännite laskee alle säädetyn rajan, akkua kuormittavat kohteet kytkeytyvät irti. Analysaattorit tarvitsevat 24 V käyttöjännitteen, joka muodostetaan akkujännitteestä 12/24 V DC/DC-muuntimella. Redox-, ph- ja johtokykymittari toimivat 2-johdinperiaatteella, joten virtalähde, mittalaite ja tiedontallennin ovat samassa virtasilmukassa. Yokogawan liuenneen hapen mittalaite toimii 4-johdinperiaatteella, jolloin syöttöjännite ja ulostulosignaali ovat erillisiä virtapiirejä. Uudet herkemmät ppb-tason happimittarit tarvitsevat 220 V 14

jännitteen, joka saadaan akuista muuntimen avulla. Kaikissa tapauksissa ulostulosignaali on 4-20 ma, vastaten mittalaitteen 0-100 %:n ulostuloa. Käytössä olevat tiedontallentimet ovat joko Telog-tiedontallentimia tai Metrosanies dl-712 tai dl-714 analogisia dataloggereita. Tiedontallentimet mittaavat jännitettä mittausalueen ollessa 1 V. Tiedontallentimen sisäänmenoon on kytketty 50.Q vastus, jonka kautta kulkiessaan virtasignaali muuttuu jännitesignaaliksi, (4-20 ma) * 50.Q = 0.2-1 V. Liuenneen hapen mittalaitteelta saatava hapen mittaussignaali 0-2000 ppb = 0-1,0 V ja lämpötilasignaali 0-50 oc = 0-1,0 V muutetaan tiedontallentimelle. Telog-tallentimet ovat yksikanavaisia ja Metrosanies dl-712 ja dl-714 analogiset dataloggerit ovat joko 2- tai 4- kanavaisia. Telog-tiedontallentimille on annettu yksiselitteiset tunnistekoodit (ID), jotka tallenninta "imuroitaessa" tulostuvat ko. tiedostoon. Metrosonicsin tallenteille annetaan vastaavat koodit excel-tiedostoa luotaessa. Lohkokaaviossa mainitut koodit viittaavat tutkimusalueeseen (X, R=Romuvaara, K=Kivetty, H=Hästholmen ja O=Olkiluoto), alueen kairanreikään (N, 1-x), sekä mitattavaan suureeseen, Re=Redox, ph=ph, CO=johtokyky, 02=liuennut happi ja TE=lämpötila. Mittaustulokset imuraidaan PC:llä tiedontallentimien omien PC-ohjelmien avulla. Mittaustuloksista piirretään kuvaajat Excel-ohjelmalla. 3.3.3 V esitin-pumppu V esitin-pumppu on raumalaisen Lapela Oy:n kehittämä ja valmistama. Pumpun rakenne on kuvattu Liitteessä 2. Laitteistoon kuuluu kaksi noin 25 cm pitkää erikoiskumista valmistettua, typpikaasulla paisutettavaa tulppaa. Varsinainen pumppuosa jää tulppien väliin. Se on pituudeltaan noin 1 metrin mittainen ja valmistettu samanlaisesta kumista kuin tulpatkin. Pumppu toimii typpikaasulla ja sen täyttö- ja tyhjennysaikoja säädetään ajastinlaitteistolla. Pumpun maksimituotto on noin 110 ml/sykli. Lisäksi pumpussa on kaksi takaiskuventtiiliä. Pumppuosan alapuolella oleva venttiili päästää veden virtaamaan reiästä pumppuun taukovaiheen aikana ja yläpuolella oleva venttiili vastaavasti päästää veden virtaamaan pumpusta näyteletkuun tyhjennysjakson aikana (Rouhiainen et al., 1992). Pumpun tulppien pullistuspaine säädetään paineenalennusventtiilillä alueelle 6-7 bar. Pumpun työpaine säädetään omalla paineventtiilillään 1-1,5 bar pienemmäksi kuin tulppapaine. Lopullinen pumppauspaine valitaan siten, että yhdessä täyttö- ja tyhjennysaikojen optimointien kanssa pumpun tuotto on mahdollisimman suuri. Pohjavesi pumpataan reiästä 0 6 mm polyamidiputkella, jonka päällä on toinen muoviputki ns. suojaputki. Näiden kahden putken väli on vesitäytteinen happikontaminaation ehkäisemiseksi. Vesinäyteletkun lisäksi myös kaksi muuta polyamidiputkea tarvitaan vesinäytteenotossa. Näistä toinen putki on tulppien pullistuskaasua varten ja toinen pumpun työpainetta varten. Pumppausputken yläpäässä on hana, jolla vesi voidaan ohjata joko mittauskennostoon tai näytteenottoastiaan. 15

16 3.3.4 Läpiviratuskennosto ja mittarit Läpivirtauskennosto ja väliastia putkituksineen on rakennettu sisäpinnaltaan teflonoidusta ruostumattomasta teräksestä tai läpinäkyvästä polykarbonaatista. Kennoston tilavuus on noin 60 ml ja se koostuu erillisestä happielektrodin kennosta sekä suuremmasta kennosta, johon muut elektrodit (ph, Eh, lämpötila ja sähkönjohtavuus) on asennettu. Uusi herkempi happielektrodi on sijoitettu omaan kirkkaaseen läpivirtauskennoonsa (plexiä). Väliastia, johon pumpattava vesi tulee sykleittäin on tilavuudeltaannoin 240 ml. Vesinäytettä kierrätetään kennostossa Primuksen valmistamaila kiertovesipumpulla, jota on käytetty maksimitehallaan (valmistajan ilmoittama virtausnopeus on 8 1/min, mutta kenttämittauskennoston testeissä nopeus on ollut noin 200-300 ml/min, Mäntynen 1998). Ylimääräinen vesi poistuu sykleittäin väliastian yläosasta. Vettä kierrätetään kiertovesipumpulla aluksi happielektrodin kennoon. Happielektrodi on Yokogawan valmistama DOXS8SM-03* A liuenneen hapen anturi (Ag-katodi ja Pb-anodi). Elektrolyyttinä on 1 M KOH-liuos ja kalvon paksuus on 25 ~m. Elektrodin toiminnan edellytyksenä on vähintään 20 cm3/s eli 1200 ml/min virtaus. Liuennut happi mitataan EXA400 D0400-0-E-4*A/M vahvistimella. Samassa yhteydessä mitataan myös veden lämpötila Pt-anturilla. Herkempi happielektrodi on EIT Model 8421 liuenneen hapen ppbmonitorointilaitteisto. Elektrodi tarvitsee 3-5 GPH:n (gallonaa tunnissa) eli vähintään 185 mllmin virtauksen. Happikennosta vesi johdetaan isompaan läpivirtauskennoon, jossa on Y okogawan SC21- AGP24 yhdistelmä-ph-elektrodi sekä SM60 lämpötila-anturi. Näiden vahvistimena toimii EXA200 PH2000G-P-E-4*B ph-vahvistin. Lisäksi kennossa on SM29-PT9 redoxelektrodi, jonka vahvistin on EXA200 PH200-R-E-4*A (mittausalue -1500.. +1500 mv) ja johtokykyanturi SC41-SP26 makeille vesille (kennovakio 0,1 cm- 1 ) tai vaihtoehtoisesti anturi SC42-GP14 suolaisille vesille (kennovakio 1,0 cm- 1 ). Johtokykyvahvistimena toimii Yokogawan EXA200 SC200-C-E-4*B, jonka mittausalue on 0,0055 ms/m... 200 000 ms/m. Sekä ph- että redox-elektrodin referenssinä on Ag/AgCl-elektrodi, jonka täyteliuoksena on 1 M KCI. 3.3.5 Mittareiden ja elektrodien kalibrointi ja säilytys Vahvistimien edellyttämien asetusarvojen ohjelmointi, elektrodien kalibrointi sekä virhekoodien tulkinta on kuvattu yksityiskohtaisesti Liitteenä 3 olevassa käyttöohjevihkonipussa (yhteensä 5 käyttöohjetta: Eh, ph, 02 (Yokogawa ja EIT -mittari), sähkönjohtavuus. Käyttöohjeet ovat vain tämän työraportin Pasivan arkistokappaleessa). Yokogawan mittareiden asetusarvoiksi on asennettu service-tilassa taulukon 3-2 osoittamat arvot. EIT-happimittarin asetusarvot arvot on esitetty taulukossa 3-3.

17 Taulukko 3-2. Yokogawan mittareiden asetusarvot MITTARI KOODI ASETUSARVO Happi 01 0 10 1 12 0 20 2 21 0 30 1 31 1 32 1 40 300,0.05 60 0-1-1 Sähkönjohtavuus 01 1.0 02 25 03 0 05 0.10 tai 1.00 07 0 09 2 Redox 03 1.0.1 05 2 07 1 ph 01 1.0 02 1 03 1-1-0 04 1 05 2 06 0.02/5 07 1 1 Taulukko 3-3. EIT -mittarin asetusarvot Parametri Channel Unit Span Output Happi V1 (Voltage) ppb 2000 0-1 V MA1 (Signal) prop 1 4-20mA Lämpötila V2 oc 50 0-1 V MA2 step 1 4-20mA Mittareiden huolto ja kalibrointi suoritetaan seuraavien mittarikohtaisten ohjeiden mukaisesti. Kalibrointitapahtuman muistiinpanot tehdään Liitteen 4 mukaiseen taulukkoon. Kalibroinnin ajaksi veden virtauksen voi kääntää tulemaan näytteenottohanasta tai pumppauksen voi pysäyttää syklimittarin vivusta. Lämpötila-anturissa ja redox-, ph- ja johtokykyelektrodissa on metallinen hylsy ja kaksi kumirengasta, jotka poistetaan kalibroinnin ajaksi. Metallihylsy estää elektrodin särkymisen ja asettaa elektrodin oikealle korkeudelle kennoon. Kalibroinnin jälkeen läpivirtauskennostosta poistetaan ilmakuplat jättämällä isomman kennon viimeinen elektrodi kiristämättä kokonaan kiinni. Veden virtaus käännetään kennostoon tai pumppaus käynnistetään uudelleen ja varmistetaan, että kaikki ilmakuplat poistuvat. Lopuksi kaikki liitokset tarkistetaan ja elektrodit kiristetään kennoon.

18 Happimittari, Y okogawa: Elektrodi irrotetaan kammiostaan. Tarkistetaan kalvon puhtaus ja kunto sekä näkyykö kalvon alla ilmakuplia. Mikäli kalvo joudutaan vaihtamaan tai lisäämään elektrolyyttiä, elektrodin päässä oleva kaulus kierretään irti, jolloin kalvo irtoaa. Elektrolyyttisäiliö täytetään ruiskuha ja neulalla siten, että säiliöstä ei tule enää kuplia. Tämän jälkeen uusi kalvo asetetaan paikalleen ja kiinnitetään kaulus paikalleen. Kalvon alle ei saa jäädä yhtään ilmakuplia. Kalibrointti suoritetaan aina sekä nollapisteen tarkistuksena että ns. vedellä kyllästetyn ilman kalibrointina. Mittarin nollapiste Mittarin nollapiste tarkastetaan valmistamaha natriumsulfiitista vesiliuos, jossa on noin 150 ml:ssä tislattua vettä teelusikallinen natriumsulfiittia. Seosta ravistetaan hyvin, jotta natriumsulfiittti liukenisi. Kalibrointi aloitetaan aikaisintaan 15 min kuluttua liuoksen valmistamisesta. Happielektrodi laitetaan kalibrointiliuokseen ja lukeman annetaan tasaantua. Jos lukema ei asetu nollaan, suoritetaan manuaalinen kalibrointi (Yokogawassa Mode-tilassa ja EIT:ssä Cal/Zero-kohdassa). Jos lukema ei tasaannu, on elektrodin annettava olla natriumsulfiittiliuoksessa yön yli. Tuntia ennen kalibrointia lisätään vielä puoli teelusikallista natriumsulfaattia ja suoritetaan kalibrointi. Kalibrointi vedellä kyllästetyllä ilmalla Elektrodi laitetaan tarkoitukseen varattuun kanisteriin siten, että sen kärki on noin 10 cm kanisterissa olevan noin 2 litran vesimäärän yläpuolella. Veteen, astian pohjalle johdetaan hiljaisella virtauksella ilmaa paineilmapullosta noin 10-15 min ajan. Mittarissa olevasta MODE-napista painetaan nuoli osoittamaan air.cal-kohtaa. Painetaan YES-nappia siten, että näytön lukema alkaa vilkkua, jonka jälkeen odotetaan, että näyttöön tulee teksti cal.end. Nyt painetaan YES-nappia ja mittari kalibroituu automaattisesti. Kalibroinnin jälkeen elektrodi asetetaan takaisin kennoonsa. Happimittarin kalibrointi voidaan suorittaa myös käärimällä tiiviisti kosteaa talouspaperia elektrodin ympärille. Muuten toimitaan yllä olevan kuvauksen mukaan. Happimittari, EIT Aluksi tarkastetaan kalvon kunto ja se, ettei sen alla näy ilmakuplia. Laitevalmistaja suosittelee 3 kk:n vaihtoväliä ja samalla elektrolyyttiliuoksen lisäystä ( elektrolyyttiliuoksen toimittaa elektrodin valmistaja). Jos kalvo joudutaan vaihtamaan, elektrodisäiliön kyljessä olevat kolme metalliruuvia sekä yksi muoviruuvi ( elektrolyyttiliuoksen täyttöreikä) aukaistaan ja elektrodin anodi/katodi-sisus vedetään ulos. Säiliön alapäässä oleva kalvon kiinnitysholkki aukaistaan ja kalvo vaihdetaan. Kalvo kiinnitetään takaisin paikalleen ja säiliö täytetään elektrolyyttiliuoksella täyttöreikään asti. Anodilkatodi-sisus asetetaan paikalleen varoen, ettei elektrolyyttiliuosta roiskahda silmille. Aluksi kolme metalliruuvia kierretään takaisin paikoilleen ja sen jälkeen muovinen täyttöreiän ruuvi. Elektrodi

asetetaan tasaantumaan tislattuun veteen notn neljäksi tunniksi, jonka jälkeen voidaan suorittaa kalibroinnit. EIT -mittariin asetetaan tutkittavan veden kloridipitoisuus ennen kalibrointeja kohdasta Calibration Menu ja Alt/Cl. Olkiluodon ja Hästholmenin kloridipitoisuus lasketaan kentällä mitatun sähkönjohtavuuden avulla kaavojen 1 (Olkiluoto, Heikkinen et al. 1996) ja 2 (Hästholmen, Henry Ahokas, Fintact) mukaan. Ennen sähkönjohtavuuslukeman käyttöä varmistetaan tutkimusalueen vesinäytteenoton tutkimusohjelmassa laskettujen letkustojen kokonaistilavuuden avulla, että mitattu vesi on tutkitun reikäsyvyyden kalliopohjavettä. Jos pumppausjakso on pitkä ja reikäveden vaihtuvuuden odottelu ei ole mahdollista, käytetään taulukon 3-4 mukaisia tutkimusalueiden pohjavesien kloridipitoisuuksien mediaaniarvoja. Taulukossa on myös Kivetyn ja Romuvaaran eipitoisuuksien mediaaniarvot. Taulukon pyöristetyt kloridipitoisuudet on laskettu aikaisempien vesinäytteenottojen tuloksien perusteella (Ruotsalainen & Snellman 1996, Snellman et al. 1998). EIT-mittariin voi asettaa kloridipitoisuuden väliltä 100-25 000 mg/1. Cl(mg 1 l) = 4,186 * sähkönjohtavuus(ms 1m)- 627,06. Olkiluoto ( 1) 19 Cl(mg 1 l) = 3,859 * sähkönjohtavuus(ms 1m)- 286,19. Hästholmen (2) Taulukko 3-4. EIT -mittarissa käytettävät tutkimusalueiden pohjavesien kloridipitoisuudet. Kaikilta syvyysväleiltä ei ole olemassa toistaiseksi aineistoa Cl-mediaanien laskemiseksi. Reikäsyvyys Romuvaara Kivetty Olkiluoto Hästholmen (m) (mg/1) (mg/1) (mg/1) (mg/1) 0-100 5 3 400 1400 100-200 2 2 3 900 5 000 200-300 3 2 4000 5 300 300-400 23 5 3 800 5 000 400-500 6 2 8 500-500-600 12-11 500 4400 600-700 - - 14 800 7 000 700-800 - 48 20000 14 600 800-900 - - 43 000 10 000 900-1 000 - - - 15 000 Kalibroinnin aluksi säädetään nollapiste natriumsulfiitilla kuten Yokogawan happimittarilla ja sen jälkeen tehdään ilmakalibrointi EIT-happimittarin ohjeen mukaan. Mittarin mukana on magneettikynä, jonka avulla mittari voidaan ohjelmoida ja tarkastaa asetusarvot hipaisemalla magneettikynällä mittarine-ja F- sekä nuolinäppäimiä. Sähkönjohtavuusmittari Sähkönjohtavuuselektrodi irrotetaan isommasta läpivirtauskennosta ja puhdistetaan näkyvästä liasta tislatun veden ja 1% suolahapon avulla. Kalibroitaessa elektrodin kärki asetetaan joko 0,5 M (suolaiset vedet Olkiluodossa ja Hästholmenissa) tai 0,1 M ( murtovedet Olkiluodossa ja Hästholmenissa) tai 0,001 M (makeat

vedet Kivetyssä ja Romuvaarassa) KCl-liuokseen (tai kaupalliseen liuokseen), jonka jälkeen MODE-näppäimellä valitaan CAL-asema. Kalibrointi standardien (SFS 3022 ja SFS EN 27888) mukaiseen oikeaan arvoon suoritetaan nuolinäppäinten avulla (Taulukko 3-5). Kalibroinnin jälkeen elektrodi asetetaan takaisin läpivirtauskennoon. Taulukko 3-5. Kaliumkloridiliuoksien sähköjohtavuudet (y) lämpötilassa 25 OC (SFS 3022 ja SFS-EN 27888). KCl, molli y, ms/m KCl, molli y, ms/m 0,0005 7,390 0,05 666,8 0,001 14,70 0,1 1290 0,005 71,78 0,2 2482 0,01 141,3 0,5 5864 0,02 276,7 1 11190 Redox-mittari Redox-elektrodi irrotetaan läpivirtauskennosta ja elektrodin kärki puhdistetaan 1 % suolahapolla, tislatulla vedellä ja pehmeällä kankaalla hieroen. Samalla tarkistetaan, ettei elektrodin pinnalle ole kertynyt mitään saostumaa. Kalibrointia varten irroitetaan myös sekä ph-yhdistelmäelektrodi että lämpötila-anturi. Kaikkien kolmen elektrodin kärjet asetetaan kalibrointiliuokseen. Millivolttilukeman asettumista odotetaan noin 10 min, ja MODE-näppäimellä mittari asetetaan MAN.CAL-tilaan. Oikea arvo katsotaan joko liitteen 5a taulukosta (Zobell-liuos; Nordstrom 1977) tai pullon kyljestä (esim. Mettler Toledo-liuos, Reagecon LOW124mv), ja asetetaan nuolinäppäimillä. Kalibroinnin jälkeen tarkistetaan vielä Eh-elektrodin kunto kyllästetyllä hydrokinoni- ja kinhydroniliuoksella. Hydrokinoni- ja kinhydroniliuosten elektromotoristen voimien (emv) välinen ero on noin 100 mv 20 ssa (Liite 5b). Tarkistuksen jälkeen Ehelektrodi huuhdellaan huolellisesti tislatulla vedellä ja asetetaan takaisin läpivirtauskennoon. ph-mittari ph-yhdistelmäelektrodi puhdistetaan tislatulla vedellä ja 1 % suolahapolla. ph-mittari kalibroidaan kahdella pisteellä; ph 7,00 ja ph 10,00. ph-yhdistelmäelektrodi asetetaan puhdistuksen jälkeen ph 7,00 puskuriliuokseen lämpötila-anturin kanssa ja valitaan vahvistimesta MODE-näppäimellä AUT.CAL-tila. YES-näppäimellä suoritetaan ph 7 kalibrointi. Kalibroinnin jälkeen vastataan kysymyksiin END CALffi? ja ph 4? molempiin NO. Elektrodit puhdistetaan ja asetetaan ph 10,00 puskuriliuokseen ja vastataan kysymykseen ph 10 YES. ph 10 kalibroinnin jälkeen vastataan kysymyksiin END CALffi? YES. Kalibroinnin jälkeen elektrodit huuhdellaan tislatulla vedellä ja asetetaan takaisin paikoilleen kennoon. Elektrodien säilytys Kenttämittausten loputtua elektrodit irroitetaan läpivirtauskennostosta ja pestään tislatulla vedellä tai jos tislattua vettä ei ole, niin vesijohtovedellä. Elektrodit säilytetään seuraavasti: 20

- BIT -happielektrodin suojatuppi täytetään tislatulla vedellä ja asetetaan kalvon suojaksi tai elektrodi säilytetään vesiastiassa. Blektrodin säilytystä kuivana on vältettävä. Kuivana säilytetyn elektrodin kalvo tarkistetaan ja vaihdetaan tarvittaessa. Blektrodin annetaan stabiloitua vedessä neljä tuntia ennen käyttöä. - Johtokykyelektrodi säilytetään kuivana ja se on heti käyttövalmis. - Redox-elektrodi säilytetään kuivana ja pölysuojattuna. Blektrodi on säilytyksen jälkeen heti käyttövalmis. - ph-elektrodin mittauspäähän asetetaan vedellä täytetty suojatuppi tai se säilytetään vedessä. Jos elektrodia on säilytetty kuivana, sitä on liotettava vedessä 24 tuntia ennen kalibrointia. - Lämpötila-anturin voi säilyttää kuivana ja se on heti käyttövalmis. Tallentimien mittausalueiden raja-arvot Mittareiden lähtöviesti on alueella 4... 20 ma. Seuraavaan taulukkoon on koottu kunkin tallentimen ohjelmaan syötetyt mittausalueiden raja-arvot. Taulukko 3-6. Kenttämittausten tallenteiden raja-arvot Kenttäparametri 4mA loma liuennut happi, Y okogawa Oppm 2,5 ppm sähkönjohtavuus, makea vesi 2mS/m 100 ms/m sähkönjohtavuus, murto vesi 50mS/m 5 OOOmS/m sähkönjohtavuus, suolainen vesi 50mS/m 10 000 ms/m Bmv - 600mV + 500 mv ph 6.0 10,5 Kenttäparametri o,ov 1,0 V liuennut happi, BIT Oppb 2 000 ppb lämpötila 0 C 50 C 21 3.4 Kaksoistulppalaitteisto ja paineeilisten vesinäytteiden otin (P A VE) Paineellisten vesinäytteidenotossa PA VB-laitteisto (Ruotsalainen et al. 1996a) lasketaan suunniteltuun tulppaväliin. PA VB-laitteistoa käytetään avoimissa kairanrei'iässä. Bsipumppauksen aikana pohjavesi ohjataan paineastioiden ohi läpivirtauskennostoihin. Kenttämittaukset tapahtuvat kuten monitulppalaitteistoilla. Vesinäytteenoton jälkeen paineastiat laukaistaan, jolloin niihin virtaa tutkimussyvyyden paineen omava pohjavesi. Paineastiat lähetetään analysoiviin laboratorioihin (yhteystiedot kohdassa 12). Posivan vesinäytelaitteistojen kuvaukset ja käyttöohjeet on esitetty yksityiskohtaisesti erillisissä raporteissa (Rouhiainen et al. 1992, Ruotsalainen et al. 1996a).

22 3.5 Posivan paikallishenkilöstön tehtävät vesinäytteiden otossa 3.5.1 Toimenpiteet ennen pohjavesinäytteiden ottoa kairanrei'istä Posivan paikallishenkilöstö huolehtii siitä, että pumput on käytetty huollossa Lapela Oy:ssä tai muussa, esim. paikallisessa huoltoyhtiössä (vesinäyteletku uusitaan tarvittaessa, pumpun nivellys ja laitteen toimintakunto tarkistetaan). Mittauskennostojen asennus rei"älle yhdessä kennoista vastaavan henkilön kanssa, sääsuojien asennukset paikoilleen ja typpikaasun hankinta edeltävät varsinaista vesinäytteiden oton aloittamista. Monitulpattujen kairareikien näytteenotossa kalvopumppu lasketaan näytteenottosuunitelman mukaisesti ko. tulppavälin kurkkuputkeen. Vastaavasti paineeilisten vesinäytteiden laitteisto P A VE lasketaan sille suunniteltuun näytteenottosyvyyteen. P A VEn käyttökuntoon saattamisessa noudatetaan P ATU 96-82 työraportin (Ruotsalainen et al. 1996a) tarkastuspöytäkirjaa (Liite 6). Läpivirtauskennosto asennetaan kairanreiän suulle siten, että mahdollisimman vähän näytteenottoletkua on kosketuksissa ilman kanssa. Paineellisten vesinäytteiden ottimen näyteletku suojataan myös typellä pohjavesipinnan yläpuoliselta osaltaan. Kalvopumpun imu- ja tyhjennysviiveet sekä tulppa- ja työpaineet optimoidaan siten, että pumppaussykli on kestoltaan mahdollisimman lyhyt ja toisaalta taas pohjaveden tuotto mahdollisimman suuri. Kenttämittauksiin käytettävät mittarit kalibroi niistä vastaava henkilö ohjeiden (kohta 3.3.5) mukaisesti. Lopuksi läpivirtauskennosto suojataan riittävällä typpivirtauksella happikontaminaation estämiseksi. Kentällä käytössä olevien laitteiden rekisteriä varten täytetään liite 7. Tämä toimitetaan rekisterin ylläpitäjälle Fintactin Outi Saloselle, mikäli hän ei ole paikalla kairanreikään asennuksessa. Pohjaveden pumppausta on seurattava päivittäin: tuleeko vettä, riittääkö typpi, ovatko tulppapaineet pysyneet säädetyssä tasossa, tapahtuuko kenttämittausparametreissa "outoja" vaihteluita tai toimivatko mittarit ollenkaan sekä kertyykö läpivirtauskennostoon kaasua. Kylmänä vuodenaikana seurataan sääsuojien lämmitystä, jotta kennostot ja niiden elektrodit eivät jäätyisi. Koska tallentimissa esiintyy ajoittain ongelmia, kenttämittauksia on seurattava päivittäin ja kirjattava mittarien lukemia manuaalisesti muistiin, mieluiten kahdesti päivässä. Metrosonics-tallentimien paristot tulee tarkistaa säännöllisesti ja vaihtaa tarvittaessa. Tallentimessa käytetään 9 V alkaaliparistoja. Paristojen suojakannen irrottamiseksi avataan laitteen alapäässä sijaitsevat ruuvit. Laitteesta tulee sammuttaa virta paristojen vaihdon ajaksi. Laitteisto säilyttää muistinsa noin 1 min ajan ilman paristoa. Kun paristo on vaihdettu, kytketään laitteeseen virta päälle onloff-napista. Sen jälkeen käynnistetään tallennus log-napista painamalla, näytön vasempaan reunaan ilmestyy L kirjain, joka ilmaisee laitteen olevan tallennustilassa. Laitteesta ei voi sammuttaa virtaa, vaan näyttö pimenee automaattisesti noin 3 min kuluttua viimeisestä painalluksesta. Jos pumppujen tai tulppien toiminnassa tapahtuu häiriöitä, paikallishenkilöstö huolehtii laitteiden korjaamisesta tai toimittaa ne huoltoon. Ennen pohjavesinäytteiden ottoa tulppavälin veden edustavuus tutkitaan uraniinianalyysin avulla. Edustavuusnäyte otetaan yleensä näytteenottoviikkoa edeltävän viikon maanantaina tai poikkeavissa tapauksissa uraniininäytteen otosta sovitaan erikseen Posivan Margit Snellmannin kanssa. Aina ennen vesinäytteidenottoa manuaaliset kenttämittaukset lähete-