POHJAVEDEN IN SITU PUHDISTAMINEN UUDELLA MENETELMÄSOVELLUKSELLA CASE KÄRKÖLÄ KLOORIFENOLEILLA PILAANTUNUT POHJAVESIALUE JUKKA IKÄHEIMO, PÖYRY FINLAND OY II IV Jukka Ikäheimo 19.3.2015 1
KOKEET KLOORIFENOLIEN HAJOTTAMISEKSI Pilotkoe maastossa, kalsiumperoksidi Laboratoriokoe bakteerien hajotustoiminnan varmistamiseksi Fotolyyttisen hajoamisen testaaminen maastossa, UV-valo O 2 CaO 2 CaO 2 UV O 2 UV O 2 UV UV O 2 CaO 2 Jukka Ikäheimo 19.3.2015 2
KOEJÄRJESTELYT PILOT KOE HAVAINTOPUTKESSA Jukka Ikäheimo 19.3.2015 3
Kloorifenolit, µg/l Happipitoisuus, mg/l PILOTKOE TULOKSET (KALSIUMPEROKSIDI) kloorifenolipitoisuus pisteissä MV6, MV7 ja PEP11 Happi MV7 (hapetusputki) 10000 9000 8000 5 4.5 4 7000 3.5 6000 5000 4000 3000 2000 1000 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1.8.09 20.10.09 8.1.10 29.3.10 17.6.10 5.9.10 24.11.10 12.2.11 3.5.11 22.7.11 10.10.11 29.12.11 Kokeen aloitus Kokeen lopetus Kloorifenoli, MV7 kloorifenoli, PEP11 Kloorifenoli, MV6 Happi, MV7 MV7, peroksidiputki ainoa päälikaantumisvyöhykkeen putki, jossa kloorifenolit ovat hajonneet Vaikutus on paikallinen, ei näy muissa pisteissä Jukka Ikäheimo 19.3.2015 4
HAJOTTAJABAKTEEREITA POHJAVESIYMPÄRISTÖSSÄ Neljästä pisteestä määritettiin pohjaveden kiintoaineessa olevien bakteerien kykyä hajottaa kloorifenolia (PCP-hajotusgeenin esiintymistä bakteereissa) Putket K222/2; PEP6; MV6; PEP11 Kaikissa pisteissä havaittiin kloorifenolia hajottavia bakteereita, bakteerimäärissä todettiin enimmillään noin 6- kertainen ero pisteiden välillä Hajottajabakteerit kiinnittyvät maaperässä kuten muuallakin pinnoille, jossa niistä pääosa on, vedestä löytyy vain pieniä määriä Bakteerien kokonaismäärästä oli kloorifenolin hajottajia 1 7 %. Jukka Ikäheimo 19.3.2015 5
Kloorifenolien summapitoisuus, µg/l LABORATORIOKOE Koeolosuhteet: pimeä huone, +6 astetta Kloorifenolipitoisuudet laboratoriokokeessa 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 N2-atm Huoneilma Bakteeri-inhiboitu vertailu -90 % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Aika kokeen alusta, vrk Jukka Ikäheimo 19.3.2015 6
FOTOLYYSIKOE 4 m 3 altaat Vesi kaivosta MV1 Lähtöpitoisuus noin 3500 µg/l Jukka Ikäheimo 19.3.2015 7
Kloorifenolien summa, µg/l Kloorifenolien summa, µg/l FOTOLYYSIKOE TULOKSET Kloorifenolipitoisuudet allaskokeessa 4500 4000 3500 3000 2500 3547 3556 3429 2691 Fotol.allas Pimeä allas 2000 1500 1000 1131 500 0 317 3,3 2,6 0 7 14 21 28 35 Aika kokeen alusta, vrk Fotolyysi nopeuttaa kloorifenolien hajoamista, happi kuitenkin tärkeämpi Täydentävä menetelmä 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Kloorifenolipitoisuudet laboratoriokokeessa ja allaskokeessa 0 0 7 14 21 28 35 42 49 Aika kokeen alusta, vrk Fotolyysiallas Pimeä allas Laboratorio, avoin astia Jukka Ikäheimo 19.3.2015 8
HAPEN HAJOTTAVA VOIMA Bakteerit käyttävät happea hajottaessaan kloorifenoleita - hapen avulla bentseenirenkaan kaksoissidos raukeaa ja rengas hajoaa. Hiili on nyt bakteereiden armoilla... Pääosa KY-5 :stä on tetrakloorifenolia. Bakteerit pystyvät hapen avulla hajottamaan muutkin kloorifenolikomponentit hiilidioksidiksi ja vedeksi O 2 Kloorifenoleita on myös kiinnittyneenä maaperään, tutkimuksen mukaan 0,7 1,5 kertainen määrä tilavuusyksikössä veteen liuenneeseen määrään Lisäksi maaperässä ja vedessä on muuta happea kuluttavaa ainesta kuten rautaa. Nämä on otettava huomioon kunnostusta suunniteltaessa 1 Kloorifenoligramman hajottamiseen tarvitaan happea noin 0,8 g Jukka Ikäheimo 19.3.2015 9
JOHTOPÄÄTÖKSET LABORATORIO- JA PILOT KOKEISTA Pilaantuneessa pohjavesiympäristössä esiintyy yleisesti kloorifenolia hajottavia bakteereita Happi on välttämätön hajottajabakteerien toimintaan Peroksidipanoksella saadaan pohjaveteen paikallisesti korkea happipitoisuus, mutta hapettunut vyöhyke on vain paikallinen UV- valo edesauttaa hajoamista (fotokemiallinen prosessi), mutta hapen merkitys on suurempi. UV- prosessi edellyttää laajoja allasjärjestelyjä eikä menetelmä tehoa maaperään sitoutuneeseen kloorifenoliin Koevaiheen tulokset antoivat tärkeää tietoa lopullisen kunnostusmenetelmän valintaan Jukka Ikäheimo 19.3.2015 10
VARSINAINEN POHJAVEDEN PUHDISTAMINEN Kunnostussuunnitelma Hämeen ELY-keskukselle helmikuussa 2012 ELY-keskuksen päätös toukokuussa 2012 : voidaan toteuttaa suunnitelman mukaan, ei muutoksia Julkisuuslain perusteella kunnostussuunnitelma asetettiin salaiseksi perusteena kunnostusmenetelmään liittyvät liike- ja ammattisalaisuudet Puhdistus alkoi In Situ tekniikalla jo seuraavassa kuussa, heinäkuussa 2012 Jukka Ikäheimo 19.3.2015 11
Jukka Ikäheimo 19.3.2015 12
PUHDISTUKSEN KOHDEALUE 1.VAIHE, PÄÄKOHDE Kohdealueella pohjaveden kloorifenoleista on ennen puhdistusta oli noin 75 % Jukka Ikäheimo 19.3.2015 13
PUHDISTUSTULOKSIA 1 KOHDEALUE Jukka Ikäheimo 19.3.2015 14
PUHDISTUSTULOKSIA 2 KOHDEALUEEN ULKOPUOLISET SIVUPISTEET Jukka Ikäheimo 19.3.2015 15
PUHDISTUKSEN TULOKSIA 3 KLOORIFENOLIEN KOKONAISVÄHENEMÄ PUHDISTUKSEN AIKANA Poistumataulukko 25 kk puhdistuksen jälkeen Kloorifenoleja pohjavedessä Kloorifenoleja maaperässä yht. Kohdealue kg kg kg Lähtötilanne 94 75-160 170-255 25 kk 8 0-66 8-74 poistuma % 91.4 59-100 Koko alue lähtötilanne 124 100-210 220-330 25 kk 16 14-124 52-162 poistuma % 87.1 41-86 Jukka Ikäheimo 19.3.2015 16
JATKOTOIMET JA SEURANTA Sivupisteiden hapetus pyritään saamaan käyntiin kalsiumperoksidilla Tarkkailuehdotus >>>> kloorifenolinäytteet 3 kuukauden välein ja vedenpinnat kuukauden välein Seuraava Checkpointraportti elokuussa 2015 (3 v 2kk aloituksesta) Jukka Ikäheimo 19.3.2015 17
KIITOKSIA Jukka Ikäheimo 19.3.2015 18