RUUKIN RANTAPELTO SIIKAJOEN VALUMA-ALUEELLE TYYPILLISEN SULFAATTIMAAN MAAPROFIILIN KUVAUS

Samankaltaiset tiedostot
Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä Siikajoen valuma-alueella

Turvepaksuuden ja ojituksen merkitys happamuuskuormituksen muodostumisessa (Sulfa II)

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Maankäytön sosio-ekonomisten vaikutusten arviointi

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä Siikajoen valuma-alueella

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Raija Suomela MTT Ruukki

HAPPAMAT SULFAATTIMAAT - haitat ja niiden torjuminen. FRESHABIT, Karjaa Mikael Eklund, Peter Edén ja Jaakko Auri Geologian tutkimuskeskus

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: Tuloksia 2013

Kontroll över surheten i Perho ås nedre del (PAHAprojektet) Juhani Hannila & Mats Willner PAHA-loppuseminaari Kokkola

SULFAATTIMAIDEN OMINAISUUDET JA KARTOITTAMINEN

Happamat sulfaattimaat ja metsätalous

Salaojamenetelmien vertailu MTT Ruukki Rahkasuo syyskuu 2009

Suositeltavat metsänhoitokäytännöt happamilla sulfaattimailla

Happamien sulfaattimaiden kartoitus Keliber Oy:n suunnitelluilla louhosalueilla

Happamat sulfaattimaat ja niiden tunnistaminen. Mirkka Hadzic Suomen ympäristökeskus, SYKE Vesistökunnostusverkoston vuosiseminaari 2018

Sulfidisavien tutkiminen

1) Haarautuminen vähäistä, epätasaisesti jakautunut maaprofiiliin 0) Ei juuri ollenkaan sivuhaaroja, juurissa jyrkkiä mutkia ja juuret osin litteitä

Alustavia tuloksia salaoja-alueelta Ruukista Raija Suomela, MTT Ruukki

Kangasala Kaivanto Kivikautisen asuinpaikan rajaus 2011

EESPOO, ESPOONKARTANO, MANKBY Liite 5 Georg Haggrén 2012

Happaman vesikuormituksen ehkäisy Perämerenkaaren alueella

Sulfaattimaiden kartoitus ja lupaprosessin mukaiset tutkimukset tuotantoalueilla

PERNIÖ, KIRJAKKALA. Näytteenottokuoppien kaivuun valvonta

KUORTANE Kirkonseudun ranta-alueen muinaisjäännöskartoitus korttelissa

Maan rakenne osana perunamaan tuottavuutta ja ympäristönhoitoa

Ojituksesta ilmoittaminen Ojitus pohjavesialueella ja happamalla sulfaattimaalla

Happamat sulfaattimaat maa- ja metsätaloudessa seminaari Happamuuden torjuntakeinot maataloudessa

Miten vedet pois pellolta ja juurille happea? Miten pienentää maan tiivistymisriskejä?

Säätösalaojitus happamien sulfaattimaiden vesistövaikutusten vähentäjänä

JOKIRANNANTIEN ASEMAKAAVA, ASIANTUNTIJALAUSUNTO

MAASEUTUVERKOSTON JULKAISU Happamat sulfaattimaat. Happamat sulfaattimaat

Mitä ovat happamat sulfaattimaat? Ympäristöriski Pohjanlahden rannikolla. vatten och människan i landskapet. vesi ja ihminen maisemassa

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

HAPPAMAN VESISTÖKUORMITUKSEN EHKÄISY SIIKAJOKI-PYHÄJOKI ALUEELLA (HAKU)

Kohti happamien sulfaattimaiden hallintaa

Lempäälä Maisenranta, tila 2:11 koekuopitus 2011

Sastamala Mouhijärvi Vestola 2 kivikautisen asuinpaikan tarkastus 2011

SIIKAJOEN VARTINOJAN JA ISONEVAN TUU- LIPUISTOHANKEALUEEN SULFAATTIMAA- ESISELVITYS

Salaojituksen suunnittelu ja toteutus irlantilaisittain: Osa 2 Kuoppatesti ja vedenläpäisykyvyn määritys

Mitä ovat happamat sulfaattimaat?

PYHÄJOEN PARHALAHDEN TUULIPUISTO- HANKEALUEEN SULFAATTIMAAESISELVITYS

HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ

Liika vesi pois pellolta - huuhtotuvatko ravinteet samalla pois?

PISPALAN KEVÄTLÄHTEET

Happaman vesistökuormituksen ehkäisy Siikajoki Pyhäjoki alueella (HaKu)

Niittyholman kaava-alueen sulfaattimaaselvitys

Kuivatus kuntoon -Mutta millaisella salaojituksella? Avaus

Evijärvi Joensuu 1 ja 3 Maakaapelilinjojen tarkkuusinventointi 2014

Espoo Jorvi Glims 20 kv ilmajohtolinjan pylväspaikkojen konekaivuun valvonta 2013

Ikaalinen Sarkkila Sarkinranta II suunnittelualueen muinaisjäännösinventointi 2011

Punkalaidun Mäenpää Lunteenintie arkeologinen valvonta vanhalla Huittinen Punkalaidun Urjala tielinjalla 2014 Timo Sepänmaa Antti Bilund

Akaa (Toijala) Matinlahti arkeologinen valvonta 2017

2017 KM Porvoon tuomiokirkko KM 41578

HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN KARTOITUKSESTA JA HAITOISTA LUODON ÖJANJÄRVEEN LASKEVISSA VESISTÖISSÄ

Happamista sulfaattimaista ja Siikajoen alueen kartoituksesta

TAMPERE Juvanrinteen asemakaavoitettavan alueen muinaisjäännösinventointi 2007

Salaojituksen suunnittelu ja toteutus irlantilaisittain: ojavälin ja syvyyden sovittaminen lohkon ominaisuksiin Osa 1 Kuivatusjärjestelmät

Sura sulfatjordar. Peter Österholm Geologi & mineralogi Åbo Akademi peter.osterholm@abo.fi

Puruveden kehitys ja erityispiirteet. Puruvesi-seminaari Heikki Simola Itä-Suomen yliopisto

HS-MAIDEN KARTOITUS ja aineiston hyödyntäminen

Runko: Tomografiassa halkeamien takia lahoa sensoreitten 3-4 ja 6-7 välissä. Kaksi isoa pintaruhjetta ja lahoa sensori 4-5 alapuolella.

Järki Pelto-tapaaminen Kohti täyttä satoa pellon potentiaali käyttöön! J.Knaapi

Lieto Kukkarkoski I sähköpylväiden poiston arkeologinen valvonta 2017

ROVANIEMEN ALUEEN ASEMAKAAVOITUS, POHJANOLOSUHTEIDEN MAAPERÄN SELVI- TYS - VENNIVAARA

Tuule200 tuulivoimalan 18 m maston maaperustuksen asennus

Porvoo Kirkontörmä Saastuneen maa-aineksen poistamisen arkeologinen valvonta 2016

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Alustus happamista sulfaattimaista. Anssi Karppinen Suomen ympäristökeskus Vesikeskus

t. Happamatsulfaattimaat

Happamat sulfaattimaat ja niistä aiheutuvan vesistökuormituksen hillitseminen Siika- ja Pyhäjoenvaluma-alueilla

Pienvesien neutralointikokeet Jermi Tertsunen POPELY

TAMPERE Pohtola, Pohtosillankuja muinaisjäännöskartoitus 2011

Pk Kauttua x= , y= , z=45-50

Happamien sulfaattimaiden tunnistus

Tampere Veijanmäenkatu 4 tarkkuusinventointi 2013

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

Toimiva salaojitus. Pellon vesitalous kohdilleen Markus Sikkilä Salaojayhdistys

Tuusula Vaunukangas tarkkuusinventointi 2013

Pälkäne Äimälä vesihuoltolinjan inventointi 2009

Aura Suni-Keskitalo arkeologinen valvonta 2017

LaPaMa Lannoita paremmin -malli. Viljavuusanalyysin käyttö. Tuomas J. Mattila Erikoistutkija, SYKE Maanviljelijä

Lieksa Mäntyjärven ranta-asemakaavan muinaisjäännösselvitys Kesäkuu 2012

Sulfidiselvitys Taanilan asemakaavoitusalueella

Peltomaan laatutesti maanalaisen elämän tarkkailu. Janne Heikkinen, Keski-Uudenmaan ympäristökeskus Mäntsälän kunnantalo

Akaa Tipuri (Kurisniemi) Tipurintien valaistuslinjan maanrakennustyön arkeologinen valvonta 2011

HAPPAMAT SULFAATTIMAAT. Peter Edén, GTK / Länsi-Suomi

TAMMELA Keskinen. Kuoppajäännöksen koekaivaus

Pellon käytön muutoksilla saavutettavat päästövähennykset

joka voidaan määrittää esim. värinmuutosta seuraamalla tai lukemalla

Peltokuivatuksen tarve

Musta kangas / hopeanharmaa verkkoselkänoja

METSÄMAAN HIILEN VIRRAT VEDEN MUKANA

Syysrapsia Ruukissa. Miika Hartikainen, MTT Ruukki

Saarijärvi Rajalan teollisuusalueen ja Rajalantien eteläpuolisen asemakaavan muutosalueen muinaisjäännösinventointi Timo Jussila

Työohje happamien sulfaattimaiden kartoitukseen (1: )

Kuusiston kartano Puutarhan putkikaivannon arkeologinen valvonta marraskuu FT Kari Uotila Muuritutkimus ky

KORTTELI 66. Ote asemakaavasta RAKENNUKSET SIJAINTI

Ojaväli ja ympärysaine

Ruotsinpyhtää Tesjoki Skårbäcksmossen, sotilasleiripaikan kartoitus ja koekaivaus

MTT Biotekniikka- ja elintarviketutkimus 1 Maatiaiskanan säilytysohjelma

Valkeakoski Sääksmäen kirkon viereisen hautausmaan uurnahauta-alueen koekuopitus 2008

Transkriptio:

RUUKIN RANTAPELTO SIIKAJOEN VALUMA-ALUEELLE TYYPILLISEN SULFAATTIMAAN MAAPROFIILIN KUVAUS Markku Yli-Halla, Helsingin Yliopisto Raija Suomela, MTT Ruukki MTT Ruukin tutkimusasemalle (N 64 41,2, E 25 5,3 ) perustettiin syksyllä 2009 koealue, jossa testattiin vuosien 2010-2012 ajan erilaisten salaojamenetelmien vaikutusta happamaksi sulfaattimaaksi todetulta pellolta poistuvan veden laatuun ja maan viljelyllisiin ominaisuuksiin (Suomela et al. 2014). Koealue sijaitsee Siikajoen varrella Rahkasuo nimisellä peltolohkolla noin 45 m merenpinnan yläpuolella (kuva 1). Koekentän korkeusero vierellä virtaavaan Siikajokeen on noin 3 m. Rahkasuon ja Siikajoen välissä olevalle noin 50 m levyiselle Rantapelle kaivettiin 18.9.2013 kuoppa 225 cm:n syvyyteen saakka maaprofiilin (taulukko 1) tutkimiseksi. Rantapelto vastannee hyvin maaperä- ja viljelyllisiltä ominaisuuksiltaan Rahkasuon koekentän säätösalaojitus- ja säätökastelulohkoja, sillä peltojen ojitus- ja viljelyhistoria eroavat toisistaan vasta 2009 vuoden syksystä alkaen, kun Rahkasuon koekenttä perustettiin. Rahkasuon ja Rantapellon käsittävä yhtenäinen peltoaukea on ollut viljelyssä yli 100 vuotta ja on erittäin todennäköistä, että ensimmäinen yhtenäinen tiiliputkisalaojitus peltoaukealle on tehty jo 1920 luvun lopulla. Viimeisin yhtenäinen uusintaojitus on tehty kahdessa osassa vuosina 1975-1979 ja 1984. Peltolohkot erottava tie on rakennettu vuonna 1987. Tällä hetkellä Rantapellon ojitukset toimivat melko huonosti ja alue tullaan salaojittamaan lähiaikoina. Siikajoki Rahkasuo Rantapelto Kuva 1. MTT Ruukin peltolohkojen Rahkasuon ja Rantapellon sekä maaprofiilipisteen ( )sijainti

Rantapellon maaperän ominaisuudet maakerroksessa 0-94 cm Muokkauskerros (Ap-horisontti) oli kuopan kohdalla hyvin paksu, ja sen arveltiin johtuvan pellon pinnan muotoilusta (kuva 2, taulukko 1). Muokkauskerroksen alapuolella oli hyvin vaalea paksu kerros, E-horisontti, jossa ei ollut rautasaostumia. Tämä horisontti oli ilmeisesti viljelytoimien tiivistämä. Sen alla olevassa kerroksessa, Bg-horisontissa oli paljon ruostesaostumien reunustamia vanhoja juurikanavia, mikä osoittaa, että horisontti on (ollut) suuren osan aikaa märkä, ja kokkareiden sisäosat ovat olleet veden kyllästämiä. Juurikanavia pitkin maahan päässyt happi on johtanut märässä maassa liukoisena esiintyvän raudan hapettumiseen ja havaittujen ruostesaostumien syntymiseen. Maan ph oli välillä 3,5 4,0, mikä viittaa siihen, että maassa on aikaisemmin ollut tälläkin syvyydellä sulfideja. Pieni rikkipitoisuus (Suomela et al. 2014) osoittaa kuitenkin niiden hapettuneen ja huuhtoutuneen. Kuva 2. Kuopan kaivuu käynnissä 18.9.2013. Muokkauskerroksen alta paljastui hyvin vaalea karkea hieta.

Kuva 3. Maassa 72-94 cm:n syvyydessä (vasemmalla) on suuria juurikanavien ympärille syntyneitä rautasaostumia. Tämän horisontin alla 94-118 cm:n syvyydessä (oikealla) on halkeamapinnat kokonaan peittäviä kovia rautasaostumia. Keltaisena näkyvä mineraali on sulfidien hapettumisen välituotetta, jarosiittia, josta vapautuu edelleen happamuutta. Sitä on usein myös kokkareiden vähemmän huuhtoutuneissa sisäosissa. Maan happamin kerros 94-118 cm syvyydellä Maan happamin horisontti oli Bgjc (taulukko 1). Siinä ph laski alimmillaan 3,5:een. Horisontti on ollut pitkään hapettuneena, mutta pohjavesi on ilmeisesti ollut pitkiä aikoja tämän horisontin alarajalla (kuva 4). Horisontti ei ole kuivanut yhtä intensiivisesti kuin yläpuolella oleva maa, koska kuivumisen alkuvaiheessa syntyvä suurista prismoista koostuva rakenne (kuva 5) oli vielä vallitseva; runsaampi kuivuminen johtaa uusien lohkopintojen syntyyn ja suurten prismojen hajoamiseen pienemmiksi ruosteen peittämiksi kulmikkaiksi kokkareiksi, mitä tässä horisontissa ei vielä sanottavasti havaittu. Paksut, kovat ruostekerrokset lohkopinnoilla kertovat siitä, että maa on ollut tältä syvyydeltä pitkään hapettuneena (kuva 6). Niin kuin on tavallista, keltaista jarosiittia esiintyi hapettuneen sulfaattimaan happamimmassa kerroksessa. Kun huuhtoutuminen etenee, jarosiitista vapautuu happamuutta, ja se muuttuu rautahydroksidiksi seuraavan reaktioyhtälön mukaisesti: KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 + 3H 2 0 -> 3Fe(OH) 3 + K + + 2SO 4 2- + 3H + Tutkitussa maassa on siis edelleen varastoitunutta happamuutta nykyisen ojasyvyyden yläpuolella.

Kuva 4. Maaprofiilissa näkyi vahva ruosteiskostuma mahdollisesti vanhan tiiliputkiojituksen kuivatussyvyydellä noin 110 cm:ssä(nuoli). Kuva 5. Prismarakenteita Helsingin Yliopiston peltomaalta Viikistä

Kuva 6. Maa on kuivuessaan halkeillut, ja halkeamiin on saostunut ruostetta, joka peittää koko halkeaman pinnan. Maahan muodostuu kuivumisen seurauksena usein kiilamaisia kokkareita (vasemmalla). Huuhtoutuneen pinnan takana kokkareen huuhtoutumattomassa sisäosassa on nähtävissä keltaista jarosiittia (erityisesti oikealla). Kuivatussyvyyden alapuolella syntyy edelleen uutta happamuutta Noin 120 cm syvyydeltä alkaen maakokkareiden sisällä havaittiin tummia värejä, jotka viittaavat hapettumattomaan sulfidiin (kuva 7). Maa ei siis ole BCg-horisontissa vielä läpikotaisin hapettunut, vaikka siitä voi tulla tällainen ensivaikutelma. Sulfidi ei ole enää aivan mustaa, ja tämän horisontin melko alhainen ph kertoo hapettumisen olevan hyvässä vauhdissa. Maahan pääsee happea suuria kuivumishalkeamia pitkin, ja kokkareiden sisäosien sulfidi hapettuu vähitellen. Jäljellä olevan sulfidin melko suuresta määrästä kertoo myös maan korkeahko rikkipitoisuus tällä syvyydellä (kuva 8). Kuva 7. Vaikka maa oli 118-150 cm:n syvyydellä jo osittain hapettunut, kokkareiden sisäosissa esiintynyt tumma sinertävä väri viittasi siihen, että siellä oli vielä paljon hapettumatonta sulfidia jäljellä. Kun maa ei ole ollut hapettuneena vielä kauaa, lohkopinnoille syntynyt ruostesaostuma on ohuempi, pehmeämpi ja väriltään vaaleampi (vasemmalla) kuin kuvassa 3.

Kuivuminen ja hapettuminen eivät ole sanottavasti ulottuneet syvemmälle kuin 150 cm:iin, jonka alapuolella maassa on vielä massiivinen rakenne. Täälläkin hapettuminen on alussa; maassahan ei havaittu pohjavettä edes 225 cm:n syvyydessä. Vasta 170:n syvyydessä maa saa tyypillisen pelkistyneiden rikkiyhdisteiden (FeS) esiintymiseen viittaavan mustan värin. Kuva 8. Rantapellolla v, 2012 kairatun maaprofiilin maastossa mitattu ph ja rikkipitoisuus. Kuvassa on myös kosteana hapellisissa oloissa 6 viikkoa pidetyn maan ph, joka varsinkin 100 cm:n alapuolella laski voimakkaasti pellolla mitattuun ph-arvoon verrattuna. Tämä muutos osoittaa maan sisältävän sullfideja. Kuva on julkaisusta Suomela et al. (2014). Kokonaisrikkipitoisuus (S(tot) %) Maastossa mitattu ph Inkuboitu ph

Taulukko 1. Rantapellon maaprofiilin morfologset ominaisuudet. Horisontti ja syvyys, cm Ominaisuudet Ap, 0-45 cm Hyvin tumma harmaanruskea (10YR 3/2), kuivana harmaanruskea (10YR 5/2) karkea hieta. Jyrkkä alaraja. E, 45-72 cm Vaalea ruskeanharmaa (2.5Y 6/2) karkea hieta. Heikko keskikokoisista kulmikkaista kokkareista koostuva rakennne. Maa on tiivistä. Bg, 72-94 cm Bgjc, 94-118 cm Oliivinharmaa (5Y 5/2) karkea hieta. Melko paljon vanhoja juurikanavia, joiden ympärillä on tumma kellanruskea (c2p10yr 4/4 4/6) rautasaostuma. Oliivinharmaa (5Y 5/2) karkea hieta, mutta lajitekoostumus ei ole yhtä karkea kuin yläpuolella olevassa kerroksessa. Hyvin tummanruskeita yhtenäisiä, kovia, noin 1 mm paksuisia ruostesaostumia (c3p 7.5YR 2.5/2) kuivumishalkeamissa; näiden alla (kokkareen pinnan ja harmaan sisäosan välissä) ohuempi keltainen (c2p 2.5Y 8/6) vyöhyke. Tässä horisontissa rakenne alkaa koostua selvästi suuremmista prismamaista (1 vc pr) kokkareista, jotka ovat usein vajaasti kehittyneitä niin, että niistä voidaan havaita vain erillisiä laajoja ruostesaostuman peitossa olevia lohkopintoja. Ne alkavat noin 110 cm syvyydestä, joka on vanhojen tiiliiputkien syvyys. Tällä syvyydellä on myös heikosti havaittava horisontaalinen muuta horisonttia runsaampien rautasaostumien vyöhyke. Maan rikkipitoisuus alkaa nousta jyrkästi tämän horisontin alaosassa n. 110 cm syvyydellä, jossa se on vielä pieni (0,08 %). Maan ph-minimi (ph 3.5) on 110-130 cm syvyydessä. BCg, 118-150 cm Tumma vihreänharmaa (5GY 4/1) hieno hieta. Jonkin verran laaja-alaisia noin 0,5 mm paksuisia jonkin verran kovettuneita hyvin tummanruskeita (f3p 7.5 YR 2.5/2) ja pienempiä kellanruskeita (f2p 10YR 5/6) rautasaostumia lohkopinnoilla; nämä pinnat eivät ole samalla tavalla kovettuneita kuin yläpuolisessa horisontissa. Horisontissa on vajavaisesti kehittyneitä hyvin suuria prismamaisia kokkareita (1 vc pr), josta voi havaita vain yksittäisiä laajojen ruostesaostumien peitossa olevia lohkopintoja. Tummanruskeiden pintojen takana (kokkareiden sisällä) on paikoitellen tummanharmaata (N4) maata, joka on ilmeisesti sulfidipitoista. Mentäessä horisontissa syvemmälle maan rikkipitoisuus nousee tässä horisontissa 0,1 %:sta 0,6 %:iin ja ph nousee 3,5:stä 4,4:een. Cg1, 150-170 cm Cg2, 170-225 cm Tummanharmaa (N4) tai tumma vihreänharmaa (5GY 4/1) hiue/hiuesavi. Jonkin verran vanhoja ruskeita (f1p 7.5 YR) juurikanavia. Horisontissa ei ole rakennetta vaan se on massiivinen. Mentäessä horisontissa syvemmälle rikkipitoisuus nousee 0,6 %:sta 0,8 %:iin ja ph 4,4:stä 5,8:aan. Musta (N2.5) hiue/hiuesavi. Ei juurikanaavia eikä rautasaostumia. Rikkipitoisuus saavuttaa suurimman arvonsa 0,95 % ja ph on koko horisontissa välillä 5,8-6,3 nousten vähitellen syvemmälle mentäessä.

Kirjallisuus Suomela, R., Yli-Halla, M., Auri, J., Joki-Tokola, E., Luoma, S. 2014.Säätökastelun ja säätösalaojituksen mahdollisuudet alunamailta tulevan happaman vesistökuormituksen hillitsemiseen Pohjois-Pohjanmaalla. MTT Raportti - MTT Report132: 65-89.