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 30.8.2013 1
Itämeren kehitys jääkauden jälkeen Mannerjään sulamisen jälkeen rannikkoalue veden peittämä Litorinamerestä (suolainen, lämmin) alkaen n. 8 000 v sitten tähän päivään Kuollut orgaaninen aines + rikki + rauta + bakteereja FeS, FeS 2 (sulfideja) > > Sulfidi(rikki)pitoinen savi / hiesu / hieno hieta / lieju 30.8.2013 2
MIKÄ ON HAPAN SULFATTIMAA? 1. Sulfidi(rikki)pitoinen savi /hiesu/lieju alkoi muodostua Litorinameri -vaiheessa 8 000 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 2010 30.8.2013 3
Ihmisen toiminta aiheuttaa hapettumisen: maatalousmaan kuivatus metsä- ja suo-ojitukset turvetuotanto kaikenlainen rakennustoiminta Ben MacDonald Robert Sundström 30.8.2013 4
Myös metsämailla turpeen alla Jaakko Auri 2012 30.8.2013 5
TURPEEN ALLA Turvetuotanto päättynyt Paljastettu sulfidisedimentti hapettuu Veden ph 3.2 Peter Edén 2010 30.8.2013 6
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 2011 30.8.2013 7
Fe Al Peter Österholm 2006 30.8.2013 8
HS-maat huomioitava myös taajamissa / suunnittelussa / rakentamisessa Purola/ Bobäck, Vaasa 2011 Peter Edén 2011 Huonot geotekniset ominaisuudet Rakenteet syöpyvät Kaivumassoista huolehdittava 30.8.2013 10
EU:n vesipuitedirektiivi Kansallinen strategia 2011 (YM ja MMM) http://www.mmm.fi/fi/index/julkaisut.html Vesienhoitosuunnitelmien toteutusohjelma 2011 1. 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 30.8.2013 11
KARTOITUSHANKKEET ALKOIVAT 2009 1. GTK oman budjetin puitteissa 2. Happaman vesistökuormituksen ehkäisy Siikajoki Pyhäjoki alueella 2009 2012 (EAKR - POP ELY) MTT, PPO ELY, GTK, RKTL, OY Osatehtävä 1: Kartoitus (GTK) 3. CATERMASS LIFE+ -hanke 2010-2012 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) 30.8.2013 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 30.8.2013 13
Hapettunut todellinen hapan sulfaattimaa mustaa savea-hiesua potentiaalinen hapan sulfaattimaa Kuvat: Emmi Rankonen 2010 30.8.2013 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 2010 30.8.2013 15
Tyypillinen ph- ja rikki(s)-profiili sekä havainnot 30.8.2013 16
KARTOITETTAVA ALUE Litorina rajan alapuolinen alue n. 5 100 000 ha KARTOITUSTILANNE 31.12.2012 Piikityspisteitä > 8 800 Profiilipisteitä > 600 Kartoitettu alue > 1 900 000 ha Analyyseja > 3 000 Havaintotiheys: 1 havainto / 2 km 2 = Yleiskartoitus 30.8.2013 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). 30.8.2013 18
UUTUUS! Happamat Hiekat / Hiedat (HH-maat) Ei silmin tunnistettavissa, matala rikki Esim. Kauhava, hietamonttuja ph 3.06 ph 1.87 Peter Edén 2011 30.8.2013 19
30.8.2013 20
HS-maat kattavat 17% Kruunupyynjoen 13% Ähtävänjoen 12% Purmonjoen Litorinarajan alapuoliselta alueelta Vertaa: Kyrönjoki 26% Vöyrinjoki 44% Lapuanjoki 28% Pyhäjoki 4% Siikajoki 11% 30.8.2013 21
Pistekortit 30.8.2013 22
Maaperän rikkipitoisuus (S%) muutamilla valuma-alueilla Ennätys : >9% S (rikkiä) Evijärven pohjoispuolelta 30.8.2013 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 2007. Acidity (%) Sulfate (%) Esse River (48% of total discharge) 11-25 22-32 Purmo River (20% of total discharge) 22-33 14-25 Kronoby River (18% of total discharge) 9-17 15-17 Kovjoki River (6% of total discharge) 6-12 9-13 Low-order streams (7% of total discharge) 25-42 22-33 30.8.2013 24
TULOKSET YLEISEEN KÄYTTÖÖN GTK:n karttapalvelu http://geodata.gtk.fi/hasu/index.html Avoin kaikille Lisätietoa happamista sulfaattimaista http://www.gtk.fi/tietopalvelut/palvelukuvaukset/happamat_sulfaattimaat.html Kartat + pistetiedot Huom! YLEISKARTTA! Ei sovi esim. tilakohtaiseen tarkasteluun! Luokittelu (Raportit) Opas 30.8.2013 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 30.8.2013 26
ESIMERKKI Hömossdiket, Kronoby Kokkola (Perhonjoki) 4 800 ha Alavia pelto-, turve- ja metsämaita Litorina-rajan alapuolella Kunnostusojitussuunnitelmia 30.8.2013 27
Jaakko Auri 2012 Jaakko Auri 2012 30.8.2013 28
30.8.2013 29
KIITOS! TACK! 30.8.2013 30