| Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Itävalta T. Agru 1/1 • Maaperän suojelu & Pohjavesi • Korkea kemiallinen kestävyys • Kaikki samalta toimittajalta • Testatut laatutuotteet • Korkea toimituskapasiteetti LINING SYSTEMS Geomembraanit ympäristönsuojeluun agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. +43 7258 7900 | office@agru.at | www.agru.at | @agruworld |
Seuraavassa numerossa teemana on Vesihuolto. Tämän numeron kokosivat Taina Nysten ja Pekka Rossi e-mail: taina.nysten@syke.fi ja pekka.rossi@oulu.fi Kansikuva: Sisältö 2/2023 • Maaperän suojelu & Pohjavesi • Korkea kemiallinen kestävyys • Kaikki samalta toimittajalta • Testatut laatutuotteet • Korkea toimituskapasiteetti LINING SYSTEMS Geomembraanit ympäristönsuojeluun agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. – Työkalujen kehittämistä riskiarvioinnin tueksi Pekka M. mennessä. | Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Itävalta T. 4 Näkymättömän pohjaveden tekeminen näkyväksi Taina Nystén POHJAVEDET 5 Maankäytössä tapahtuneet muutokset heijastuvat pohjavesien pinnankorkeuteen Anna-Kaisa Ronkanen, Mira Tammelin ja Annika Anttila 12 Pohjavesialueet vesiympäristössä ja mahdollinen rantaimeytyminen pohjavedenottamoilla Jari Rintala ja Ritva Britschgi 20 Betonirengaskaivojen rakenneongelma aiheuttaa pintavesien pääsyn kaivoihin Janika Kanto ja Aino Pelto-Huikko 24 Isotoopit ja ilmakehästä veteen siirtyneet kemialliset merkkiaineet kertovat veden iästä, kulkeutumisreiteistä ja reaktioista ympäristön kanssa Kirsti Korkka-Niemi, Juuso Ikonen, Jaana Jarva, Tiina Kaipainen ja Marie-Amélie Pétré 33 Kohti pohjavesialueiden hyvää kemiallista tilaa Liisa Koivulehto ja Aura Nousiainen 36 Kuinka pintaveden imeytyminen näkyy kaivoveden mikrobiologiassa ja veden isotoopeissa. Rossi, Kevin Lyons, Jenni Ikonen, Anna-Maria Hokajärvi, Katharina Kujala, Ilkka Miettinen ja Tarja Pitkänen 40 Pohjavesitiedon lähteillä Anu Eskelinen ja Jussi Ahonen 44 PISARA-hanke – vesienja merenhoidon tietojärjestelmä Ritva Britschgi, Janne Juvonen, Samuli Korpinen, Kati Martinmäki-Aulaskari ja Tuomas Naakka MUUT AIHEET 46 Toimialakohtaisen haitta-ainekuormituksen arviointi jätevesitilinpidolla Ville Junttila, Piia Leskinen ja Jarkko Laanti 50 Yhdessä kohti vesiturvallista maailmaa 2030: YK-vesikonferenssi New Yorkissa Jukka Ilomäki ja Kira Heikelä 52 Liikehakemisto 54 Abstracts 55 Vieraskynä Johanna Kallio, Juhani Gustafsson ja Jarkko Rapala VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL. Ilmoitusvaraukset 29.3. TOIMITUSKUNTA Harri Koivusalo, tekn.tri., teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Jyrki Laitinen, fil.tri., johtava asiantuntija, Suomen ympäristökeskus Anna Mikola, tekn.tri., apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Pekka Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Maija Taka, fil.tri., akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., vesiasian päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. LXIV JULKAISIJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Tuomo Häyrynen e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry ILMOITUKSET Tuomo Häyrynen Puhelin 050 5857996 e-mail: ilmoitukset@vesitalous.fi PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI Tuomo Häyrynen Uuhenkuja 4, 80140 Joensuu Puhelin 050 585 7996 e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@vesitalous.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Punamusta | ISSN 0505-3838 Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. +43 7258 7900 | office@agru.at | www.agru.at | @agruworld |. Vesitalous 3/2023 ilmestyy 10.5
Taajamia ja muuta pohjaveden likaantumisriskiä ja vesiniukkuutta aiheuttavaa ihmistoimintaa on samoilla pohjavesialueilla, joiden vettä hyödynnämme. N iin Suomessa kuin muualla maailmassa pohjavedellä on suuri merkitys vesitaloudessa. Monet vakavat pohjaveden pilaantumistapaukset ovat tapahtuneet pikkuhiljaa tai vain muuten “yllättäen”. Pohjavesialueille rakennetut laajat vettä läpäisemättömät alueet vähentävät pohjaveden muodostumispinta-alaa ja pohjavedeksi imeytyvän veden määrää. Piilossa maan alla huonokuntoiset viemäriputket ovat huomaamatta vuotaneet tai haitta-aine on salakavalasti imeytynyt maan pinnalta hyvin vettäläpäisevien maakerrosten läpi pohjaveteen. Etukäteen näitä aineita arveltiin mahdollisesti löytyvän maatalousalueilta, mutta “yllättäen” todettiin näiden ympäristössä pysyvien aineiden esiintyminen pohjavedessä taajama-alueilla, teiden ja rautateiden varsilla, missä kasvinsuojeluaineiden käyttö oli yleistä. Pohjaveden määrän ja laadun turvaamisessa on kuitenkin haasteita ja pohjavesialueen riskienhallinnassa tarvitaan toiminnanharjoittajien, kansalaisten, viranomaisten ja päätöksentekijöiden yhteistyötä. Pohjavedestä suoraan riippuvaisia ovat myös tietyt luontotyypit järvi-, jokija lähde-ekosysteemeissä. Tämä tieto aiheutti myös muutoksia vedenoton ja pohjaveden laadun seurannan järjestelyihin. 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Lainsäädäntömme kieltää pohjaveden pilaamisen ja myös pohjaveden laadun vaarantamisen. Vesistämme ei kuitenkaan ole niin kattavasti olemassa haitallisten aineiden mittaustuloksia, joilla tämä puhtautta mainostava väittämä voitaisiin varauksetta todentaa. Hajautettu vedenotto ei ole yhtä riskialtis pilaantumiselle kuin vedenhankinta suurista yksittäisistä raakavesiläheistä. Kun avoin kirjoittajakutsu viime kesänä julkaistiin, pohjavesiasiantuntijoilla oli suuri motivaatio julkaista uusinta tietoa näkyväksi ja teemanumero tuli nopeasti täyteen kattaen kaikkia avoimen kirjoittajakutsun aihealueita. Energian lähteenä pohjaveden merkitys on viimeisten kymmenenien vuosien aikana lisääntynyt. Jatketaan yhteistyössä myös tulevina vuosina näkymättömän tekemisessä entistä näkyvämmäksi. Pohjavedenpinnan yläpuolisen maapeitteen paksuus on Suomessa yleensä vain muutamia metrejä, ja pohjavesialueilla paksutkaan pohjaveden pinnan päällä olevat vettäläpäisevät maakerrokset eivät estä haitta-aineiden kulkeutumista pohjaveteen. Suomen vesistöjä ja pohjavettä mainostetaan puhtaiksi ja todennäköisesti vesissämme, mukaan lukien pohjavedessä, onkin kansainvälisesti vertailtaessa vähän kemikaaleja. Näkymättömän pohjaveden tekeminen näkyväksi TAINA NYSTÉN FT, johtava asiantuntija, Suomen ympäristökeskus (Syke) taina.nysten@syke.fi Pohjavesitehtävissä Tainalla on laaja-alainen työkokemus vedenhankintaa palvelevasta tutkimuksesta, pilaantuneen pohjaveden tutkimuksesta ja kunnostamisesta sekä pohjaveden suojelusta SYKEssä ja muussa ympäristöhallinnossa. Tämä kielto koskee kaikkea pohjavettä eikä rajoitu vain luokitelluille pohjavesialueille, joita on noin 4 % Suomen maapinta-alasta. Viime vuosi oli pohjaveden teemavuosi ja 22.3.2022 maailman vesipäivän teemana oli pohjavesi – “Tehdään näkymättömästä näkyvää”. Tätä Vesitalous-lehden pohjavesiaiheista teemanumeroa on odotettu jo muutamia vuosia. Kun pohjavesi pilaantuu, sen puhdistaminen on hankalaa ja se kestää pitkään aiheuttaen suuria kustannuksia. Vasta ympäristöanalytiikan kehittämisen ja määritystarkkuuden parantumisen myötä monia haitallisia aineita on alettu löytää pohjavedestä ja sellaisilta alueilta, joilta niitä ei ole etukäteen kuviteltu löytyvän. Maan alla piilossa virtaava pohjavesi unohtuu monelta kansalaiselta ja päättäjältä ainakin siihen asti, kun omassa käytössä on riittävästi laadukasta talousvettä. Suomessa yhdyskuntien vedenhankinnasta noin 65 % on pohjavettä tai tekopohjavettä. Näin kävi esimerkiksi kasvinsuojeluaineiden analytiikan kehittymisen myötä. Nykysukupolven toiminnalla on suuri merkitys siihen, onko meillä myös tulevaisuudessa riittävästi ja kaikkina vuodenaikoina puhdasta pohjavettä. Lisäksi yli 6 % väestöstämme saa talousvetensä omasta kaivosta. Manner-Suomen hydrogeologiaan perustuva lähes 5 000 luokitellun pohjavesialueen määrä on jo pelkästään luonnontieteellisistä lähtökohdista vaikuttanut vedenottomme hajauttamiseen. Asiantuntemuksen varmistaminen vaatii pohjavesialan koulutuksen järjestelmällistä koordinointia
Pitkät aikasarjat pohjavesien pinnankorkeuksista antavat viitteitä näistä muutoksista. fi-sivustolle (https://www.vesi.fi/pohjavesitilanne/) sekä raportoidaan vesipuitedirektiivin mukaisesti pohjavesien tilasta EU:lle. Pohjavesi on maakuoren alla piilossa, mutta sen rooli näkyy niin vesihuollossa, maataloudessa kuin myös jokien virtaamissa ja arvokkaissa lähde-ekosysteemeissä. Pohjavesien laatua seurataan näistä 44 asemalla. Seurantojen tavoitteena on tuosta lähtien ollut tuottaa pohjavesitietoa erilaisista hydrogeologisista muodostumista, minkä avulla voidaan edistää järkevää pohjavesien käyttöä ja suunnittelua sekä kehittää pohjavesien suojelua. Osalla asemista seurataan myös routaa ja lumitilannetta. Meillä on myös paljon pohjavesistä riippuvia ekosysteemejä, kuten pohjavesivaikutteiset suot, purot, lähteet ja tihkupinnat, jotka vaativat erityishuomiota säilyäkseen. 5 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Pohjavesiseuranta ja sen tavoitteet Suomessa Pohjaveden merkitys yhteiskunnallemme ja luonnollemme on kiistaton. Myös ilmasto ja sen vaihtelut heijastuvat pohjavesivarantojen vuotuiseen käyttäytymiseen. Valitettavasti maankäytön muutoksista on huonosti tietoa saatavilla, jolloin on haastavaa erottaa mitkä muutokset ovat seurausta maankäytöstä, ja mitkä kuvaavat ilmaston vaihtelua ja sen muuttumista. Ilmastonmuutoksen aiheuttamien veden riittävyyteen liittyvien haasteiden ohella pohjavesien pilaantuminen ja yleinen liikakäyttö ovat maailmanlaajuisia ongelmia (Nakayama ym. Myös Suomessa pohjaveden pintojen on paikoittain havaittu laskeneen kuivina ajanjaksoina, mutta toistaiseksi pohjaveden pinnankorkeudet ovat palautuneet niiden tavanomaiselle tasolle. Tämän vuoksi Suomessa perustettiin 1970-luvulla kansallinen pohjavesien seurantaverkosto arvioimaan pohjavesiemme määrällistä ja laadullista tilaa (Soveri 1973). Nykyisin seurantaverkoston aineisto on keskeisessä roolissa erilaisissa operatiivisissa mallinnuksissa ja mallikehitystyössä, kuten Suomen ympäristökeskuksen vesistömallilla tehtävissä tulvaennusteissa ja Ilmatieteenlaitoksen kelirikkomallissa. 2021; EEA 2022). Viime vuosina maaja metsätalousministeriö on satsannut seurantaverkoston pohjaveden pinnankorkeuden automattiseen mittaukseen. Pohjaveden rooli vesihuollon turvaajana ja valuma-alueiden hydrologian tasaajana on entisestään korostunut ilmastonmuutoksen tuomien voimakkaiden kuivuusjaksojen aikana. Aineiston pohjalta laaditaan myös kuivuustilannekatsaukset ja yleinen pohjavesitilanne kahden viikon välein vesi. Suomessa suurin osa talousvedestä on peräisin pohjavedestä tai tekopohjavedestä. P ohjavesi ja sen merkitys vesitaloudessa on saanut sille kuuluvaa maailmanlaajuista erityishuomiota UNESCON nostaessa pohjavedet vuoden 2022 teemaksi (Unesco 2022). Tämän ANNA-KAISA RONKANEN TkT, dos, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus, vesivarat anna-kaisa.ronkanen@syke.fi MIRA TAMMELIN FM, DI pohjavesiasiantuntija Suomen ympäristökeskus, vesivarat mira.tammelin@syke.fi ANNIKA ANTTILA FM, hydrogeologi Suomen ympäristökeskus, vesivarat annika.anttila@syke.fi Maankäytössä tapahtuneet muutokset heijastuvat pohjavesien pinnankorkeuteen Maankäyttö vaikuttaa pohjaveden paikalliseen uusiutumiseen. Alkujaan seuranta-asemia on ollut 53, mutta nykyisin pohjaveden pinnankorkeuden kansalliseen seurantaverkostoon kuuluu 78 asemaa, joissa on keskimäärin 10 pohjavesihavaintoputkea (Kuva 1 ). Pohjavesivalunta on myös keskeinen jokiemme virtaamia ylläpitävä voima, etenkin talvisin, jolloin pintavalunta ja maavesivalunta ovat vähäisiä. Esimerkiksi kesällä 2022 Eurooppaa ravistelleen kuivuuden seurauksena mm. Englannin Thames-joki kuivui ensimmäistä kertaa ihmiskunnan historiassa
Yleensä puhutaan pienistä esiintymistä, kun pohjaveden antoisuus ja muut ominaisuudet eivät täytä luokiteltujen pohjavesialueiden kriteereitä, eikä niillä tyypillisesti ole toiminnanharjoittajien, kuten vesilaitosten, järjestämää seurantaa. Kuva 1. 2016). Suomen nykyinen kansallinen pohjavesien taustaseurantaverkosto, jossa pohjaveden pinnankorkeuden seuranta-asemien lisäksi on 19 asemaa, joissa seurataan pelkästään pohjaveden laatua (harmaat neliöt). Nykyisin asemista ainoastaan 22 % on katsottu olevan joko luonnontilaisessa tai lähes sen kaltaisessa tilassa. Yleensä tämä tarkoittaa pohjaveden suhteellisen osuuden vähenemistä valunnoissa. Tällöin seurantaa on voitu jatkaa osana muuta seurantaa. Isoissa muodostumissa, kuten harjuissa ja reunamuodostumissa sijaitsevilla pohjavesialueilla, sen sijaan pohjaveden pinnoissa ei ole kuivina aikoina havaittu yhtä merkittävää alenemista. Vaikka maankäytön muutokset ovat haastaneet kansallista seurantaa, pitkät aikasarjat toisaalta kuitenkin mahdollistavat ihmistoiminnasta aiheutuneiden muutosten vaikutusten ymmärtämisen. Asemaverkosto on alkujaan perustettu mahdollisimman luonnontilaisille alueille, tosin osalla asemista on alusta asti ollut vähäistä maatalousja/tai metsätaloustoimintaa. Maankäyttö pohjavesiasemilla Lähes 50-vuotisen seurannan aikana luonto ja maankäyttö pohjavesiasemilla on muuttunut. kehitystyön myötä nykyisillä asemilla on keskimäärin viisi havaintoputkea, jotka tuottavat reaaliaikaista tietoa pohjavesien pinnankorkeuksista. Myös uusia täydentäviä seurantapaikkoja on yhdessä Suomen ympäristökeskuksen ja paikallisten Elinkeino-, liikenneja ympäristökeskusten (ELY-keskus) kanssa tarkasteltu. Pistekuormittajiin on luettu mm. Kuivuustilannetta varten erityisesti moreenimaiden pienet pohjavesiesiintymät ovat herkkiä indikaattoreita, sillä niissä veden viipymät ovat lyhyet, ja pohjavedenpinnat reagoivat nopeasti muuttuneeseen tilanteeseen. Samalla vaikutetaan alueellisen pohjaveden muodostumiseen ja pinnankorkeuteen, sillä sadeja lumensulantaveden ohjaaminen ojaverkostoihin vähentää pohjaveden muodostumista ja siten alentaa myös pohjaveden korkeutta. Maankäytön paineet etenkin Etelä-Suomessa, ja metsätalous koko Suomen osalta, ovat muuttaneet asemien ympäristöä paikoitellen erittäin merkittävästi. pienkonelentokentät, kaatopaikat, porotalous, ampumarata yms., joilla on arvioitu olevan hyvin vähän vaikutuksia pohjaveden pinnankorkeuteen alueella. Metsätaloutta on merkitty olevan noin 42 prosentilla asemista ja maataloutta 18 prosentilla. Ne ovat kuitenkin hajaasutusalueen vedenotossa keskeisiä pohjavesivarantoja, joiden seuranta mahdollistaa haja-asutusalueen vedentarpeen arvioinnin. Veden kulkeutuminen ja päätyminen ojaverkoston kautta puroihin, jokiin, lampiin ja järviin näin myös nopeutuu ja veden alkuperä (pintavesi / pohjavesi) muuttuu. Myös soranottoa (17 %), vedenottoa (15 %) ja erityisiä pistekuormituslähteitä (20 %) esiintyy asemilla. Työn tavoitteena on ensisijaisesti varmistaa kuivuudelle herkkien alueiden seuranta sekä täydentää maantieteellisiä katvealueita. Nykyisessä seurantaverkostossa pienillä pohjavesiesiintymillä olevia asemia on noin 46 %. Hakkuilla sen sijaan on tyypillisesti päinvastainen vaikutus eli ne voivat hetkellisesti lisätä pohjaveden muodostumista. MLL / WMTS, SYKE & ELYt km 200 100 50 6 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Reaaliaikainen ja laadukas pinnankorkeustieto on keskeistä kuivuustilanteiden ennustamisessa, sillä tiedetään, että kuivuutta on haastava ennustaa ja arvioida ilmastoaineiston, kuten sadantaan pohjautuvien tunnuslukujen, avulla (Kumar ym. Pohjaveden laadun seurantapaikkoja sen sijaan on vuosien kuluessa jouduttu siirtämään tai niistä kokonaan luopumaan, jos pohjaveden laadun on katsottu muuttuneen luonnontilaisesta. Maankuivatuksella ja ojituksella pyritään lisäämään maaperän kuivavaraa parantamalla joko alueen maanviljelysolosuhteita, metsän kasvua, tulvaan varautumista tai rakentamisolosuhteita
Pohjavesimuodostumat reagoivat hyvin yksilöllisesti maankäytöllisiin muutoksiin. 2013). Perustamisesta asti lähes luonnontilaisena säilynyt Naakkiman asema (0503) harjumuodostumassa luokan 2 pohjavesialueella Pieksämäellä. Historialliset ilmakuvat maankäyttömuutosten tunnistamisessa Maankäyttömuutosten aikaansaamia pohjaveden pinnankorkeuden muutoksia voidaan havaita kansallisen pohjavesien seurantaverkoston asemien pitkäaikaisten mittausaikasarjojen perusteella. Valitettavasti maankäyttöä ei ole järjestelmällisesti ja tarkasti raportoitu asemien alueilla. Suomessa pohjaveden pinta on lähellä maanpintaa (usein alle viiden metrin syvyydessä) ja muodostumat ovat pieniä verrattuna monien muiden maiden pohjavesiesiintymiin (Fan ym. Myös maakerrosten laadulla on merkitystä sekä alueen luontaisiin pinnankorkeuksiin ja vedenlaatuun että näiden muuttumisherkkyyteen. Naakkiman pohjavesiasema (0503) on säilynyt koko mittaushistorian ajan eli vuodesta 1975 lähtien lähes luonnontilaisena (Kuva 2 ). Historiallisissa ilmakuvissa näkyvät paikallistien rakentaminen harjun päälle sekä ojitukset harjun liepeillä. Näiden tietojen kerääminen vaatii yksityiskohtaista selvittelyä, mutta muutosten karkea tarkastelu on mahdollista historiallisten ilmakuvien avulla (Paikkatietoikkuna, MML). 2019), yleensä toipuvat huonosti äärikuivista tilanteista, mutta heikosti vettä johtava savikerros myös suojaa pohjavettä pilaantumiselta. Yleisesti voidaan sanoa, että mitä pitempi on pohjaveden viipymä muodostumassa, sitä hitaammin se reagoi ilmastovaihteluihin. 1952 1997 2022 7 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Aseman ensimmäiset pohjaveden pinnankorkeusmittaukset ovat vuodelta 1975 ja jatkuvatoiminen mittaus on aloitettu 2019. rannikollamme (Veijalainen ym. Tällaiset muodostumat ovat tyypillisesti suhteellisen herkkiä muutoksille, mutta toisaalta ne korjaantuvat häiriöistä nopeasti. Toisaalta pilaantumisen jälkeen näissä muodostumissa kestää pitkään ennen kuin pohjaveden laatu palautuu luonnontilaiselle tasolle. Esimerkiksi savenalaiset pohjavesiesiintymät, joita esiintyy mm. Tässä artikkelissa nostetaan kolmen eri seurantaaseman (Kuva 1 ) tilannekatsauksen avulla esille, millaisia muutoksia pystytään havaitsemaan. Asema havaintoputkineen sijaitsee hiekkaja soravaltaisessa harjumuodostumassa luokitellulla pohjavesialueella, jonka ulkopuolella on kuitenkin havaitKuva 2. Asemakarttaan on merkitty pinnankorkeuden havaintopisteet Naakkiman asemalla
Kuva 3. Kuvassa havaintopaikan 7 pinnankorkeus. Näillä ei näyttäisi olleen vaikutuksia aseman pohjaveden pinnankorkeuteen, sillä asemalla pohjavesien vuotuinen vaihtelu on pysynyt vakaana, eikä siinä ole erityisiä muutoksia havaittavissa (Kuva 3 ). Asema sijaitsee savikkoisessa kumpumoreenimaastossa ja edustaa siten pientä pohjavesiesiintymää. Pohjavesihavaintoja asemalta on vuodesta 1975 alkaen. Hakkuulinja valtatien kohdalla näkyy jo vuoden 1948 ilmakuvassa. Kylänpään seuranta-asemalla (0803, Kuva 4 ) pohjaveden pinnat ovat osassa havaintoputkista laskeneet selvästi mittausjakson alussa ja asettuneet sen jälkeen uudelle alemmalle tasolle (Kuva 5 ). Naakkiman aseman (0503) pohjaveden pinnankorkeushavainnoissa ei näy merkittäviä muutoksia. Toinen merkittävä maankäytöllinen muutos alueella on asemaa halkovan ja vuoden 1994 ilmakuvassa näkyvän valtatie 3:n rakentaminen. Alueella on ollut laajaa peltoviljelyä jo aseman perustamisen aikaan 1970-luvun puolivälissä. Varsinaisesta kuivatussyvyydestä ei ole tietoa, mutta pinnankorkeusaineiston perusteella pohjaveden pinnankorkeus on laskenut enimmillään noin 0,5 metriä 1980-luvun alkupuolelle asti. Vuoden 1948 ilmakuvassa peltosarkojen välissä voi kuitenkin havaita avoojia, kun taas vuoden 1994 ilmakuvassa suurin osa pelloista vaikuttaa olevan salaojitettu (Kuva 4 ). Alueella on jo 1940-luvulla ollut maataloutta. Kartalla näkyvät Kylänpään aseman pinnankorkeuden havaintopisteet. Ensimmäinen jatkuvatoiminen mittaus on vuodelta 2018. 1948 1994 2022 0,25 0,5 km N2000 (m (mpy)) 112,50 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 112,25 112,00 111,75 111,50 8 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. tavissa metsäojituksia. Laihialla sijaitsevan Kylänpään pohjavesiasema (0803) edustaa pientä pohjavesiesiintymää, joka sijaitsee savikkoisessa kumpumoreenimaastossa. Katkoviiva kuvaa havaintojen trendiä. Kuva 4. Valtatie 3 näkyy vuoden 1994 historiallisessa ilmakuvassa
1948 1994 2022 0,1 0,1 km N2000 (m (mpy)) 35,5 35,0 34,5 34,0 33,5 33,0 32,5 32,0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 9 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Ojitukset ovat yleisesti olleet kiivaimmillaan 1970 luvun taitteissa Suomessa (Åström ym. Alue on vuoden 1948 ilmakuvassa melko luonnontilainen lukuun ottamatta kahta peltoaluetta aseman länsipuolella (Kuva 6 ). Asemakarttaan on merkitty pinnankorkeuden havaintopisteet Viinikkalan asemalla. 2005), joten mahdollisesti noihin aikoihin on alueen ensimmäiset metsäojitukset myös tehty. Kylänpään aseman (0803) pohjaveden pinnankorkeudet ovat osassa havaintoputkista laskeneet selvästi mittausjakson alussa ja asettuneet sen jälkeen uudelle alemmalle tasolle. Historiallisten ilmakuvien perusteella alue on ollut melko luonnontilainen 1940-luvun lopussa, mutta myöhempinä vuosikymmeninä alueella on tehty ojituksia ja hakkuita. Kuva 6. Alueen ojitukset ja kuivatukset ovat tapahtuneet ennen vuotta 1994, mutta ilmakuvia näiden kahden vuoden väliltä ei ole saatavilla. Ojitusten lisäksi vuoden 1994 ilmakuvasta nähdään, että aseman lähistöllä on tehty laajoja avohakkuita. Kuvassa havaintopaikan 3 aikasarja. Asemalla on havainnoitu pinnankorkeutta vuodesta 1974 lähtien ja tehty ensimmäisiä jatkuvatoimisia mittauksia jo vuonna 2005. Viinikkalan pohjavesiasema (0602) edustaa moreenimaan pientä pohjavesiesiintymää. Hakkuut ovat vuosina 1994–2011 lisääntyneet, ja niitä on tehty myös aseman Kuva 5. Katkoviiva kuvaa havaintojen trendiä. Viinikkalan pohjavesiasema (0602) Keiteleellä edustaa moreenimaan pientä pohjavesiesiintymää
2022), mutta yksityiskohtainen tutkittu tieto on vähäistä tai se on keskittynyt turvemaille. Näiden tarkkaa ajankohtaa ei kuitenkaan ole toistaiseksi tiedossa. Vuoden 2018 jälkeen pinnankorkeudet ovat palautuneet aiemmalle korkeustasolleen vain osassa aseman havaintoputkista. Esimerkiksi kahden viikon välein kerätyn yli 20 vuoden aineiston perusteella ei ole havaittu selviä pohjaveden pinnankorkeuden muutoksia avohakkuiden seurauksena (Rusanen ym. Pohjaveden pinnankorkeuden pitkässä aikasarjassa on kuitenkin havaittavissa selkeää vuosittaisen vaihtelun voimistumista ja pinnankorkeuksien äärevöitymistä (Kuva 7 ). Esimerkiksi Viinikkalan pohjavesiasemalla ei historiallisten ilmakuvien perusteella näy uusia hakkuita tai ojituksia vuoden 2011 jälkeen. Ilmaston vaihtelun ja muutoksen vaikutuksia pystyKuva 7. Ilmatieteenlaitoksen julkaiseman avoimen sadanta-aineiston perusteella pinnankorkeusvaihtelun voimistumista aseman alueella ei suoraan voi yhdistää sadannassa tapahtuviin muutoksiin, sillä kuukausisadannassa ei havaittu merkittäviä muutoksia. Vuosittaista vaihtelua sadannassa on, mutta ei selvää nousevaa tai laskevaa suuntaa. Mitä suuremmat puut sitä syvemmältä juuret voivat vettä hyödyntää, ja puun kasvaessa myös vedentarve lisääntyy. Kuvaajaan on lisäksi merkitty ilmakuvien perusteella tunnistettuja maankäyttömuutoksia havaintoputkien tuntumassa. Yllä esitetyt esimerkkitapaukset osoittavat, että 1970luvulla perustettujen seuranta-asemien pitkäjänteinen seuranta mahdollistaa maankäyttömuutosten vaikutusten tarkastelun alueilla. 2004). Myös vuosien 2002-2003 poikkeuksellinen kuivuus näkyy alhaisina pinnankorkeuksina (Silander&Järvinen 2004). 10 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Tämä vaatii maanomistajien, alueellisten ELY-keskusten, Metsähallituksen ja Metsäkeskuksen tietojen yhdistämistä. Metsä on kuitenkin selvästi kasvanut ja puubiomassan lisääntyminen näkyy kuvista (ilmakuvat vuosilta 2015, 2017, 2019 ja 2022) selvästi. Pelkkien ilmakuvien avulla ei ole mahdollista tarkentaa havaintoputkien ympärillä näkyvien metsän muutosten vaikutusta pohjaveden pinnankorkeuteen, vaan tätä varten tarvitaan yksityiskohtaiset tiedot metsätaloustoimenpiteistä alueella. Alimmillaan pinnankorkeudet olivat kesällä 2018, jolloin sää oli tavanomaista lämpimämpi ja äärikuivuutta esiintyi. Tämä yhdistettynä kuiviin ja lämpimiin äärioloihin voisi selittää yhä suuremman vuosittaisen pohjaveden pinnankorkeuden vaihtelun alueella. Toimenpiteistä ojitusten vaikutukset tunnetaan ehkä parhaiten, mutta esimerkiksi alueen hydrologian kehittyminen avohakkuun jälkeen metsänkasvun lisääntyessä vaatisi pitkäjänteistä saman paikan seurantaa useita vuosikymmeniä. alueella. Pitkät seuranta-aineistot ja luonnontilaiset vertailualueet usein puuttuvat. Katkoviiva kuvaa havaintojen trendiä. Nuolet osoittavat tavanomaista kuivempia ja/tai lämpimämpiä vuosia. Tähän eivät kuitenkaan yksistään historialliset ilmakuvat riitä, vaan tarvitaan yksityiskohtaista selvitystä maankäyttömuutoksista. Yleisesti metsätaloustoimenpiteiden vaikutuksista pohjavesiin on melko hyvä yleiskuva (Britschgi ym. Viinikkalan pohjavesiaseman (0602) pinnankorkeuksien vuosittainen vaihteluväli on selvästi voimistunut, minkä ohella havaintopisteen 1 pinnankorkeuden tasossa on havaittavissa laskua vuoden 2018 kuivuuden jälkeen
Suomen ympäristö 731. 2016. Boreal Environmental Research 9; 253-261. The effect of forest cutting on the quality of groundwater in large aquifers in Finland. Europe’s groundwater — a key resource under pressure. 1973. Silander, J., Järvinen, A. 2022. 2004. Rusane, K., Finér, L., Antikainen, M., Korkka-Niemi, K., Backman, B., Britschgi, R. Severe Drought in Finland: Modeling Effects on Water Resources and Assessing Climate Change Impacts. Åström, M., Sundström, R., Holmberg, M., Storberg, K-E. Science, 339: 940-943. Multiscale evaluation of the Standardized Precipitation Index as a groundwater drought indicator. Nakayama, T., Wang, Q., Okadera, T. 2016, 20, 1117–1131. 2004. Unesco, 2022. Vuosien 2002-2003 poikkeuksellisen kuivuuden vaikutukset. Hydrol. 11 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Earth Syst. EEA, 2022. 2021. European Environmental Agency report. Global patterns of groundwater table depth. Pohjavesiasemien seurantaja tutkimussuunnitelma. Fan, Y., Li, H., Miguez-Macho, G. Soveri, J. 2005. pH of streams in western Finland – a perspective from the Middle Ages into the mid-21st century. Agricultural and Food Science, 14:5-13. Kumar, R., Musuuza, J.L., Van Loon, A.F., Adriaan, J., Teuling, A.J., Barthel, R., Broek, J.T., Mai, J., Samaniego, L., Attinger S. Automatisoidun pohjaveden pinnankorkeusseurannan tuottamat reaaliaikaiset mittaukset tarjoavat jatkossa entistä paremman mahdollisuuden tutkia ja ymmärtää yksityiskohtaisesti maankäytössä sekä ilmastossa tapahtuvien muutosten vaikutuksia pohjaveteen. LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Kysy tarjousta! ilmoitukset@vesitalous.fi Tuomo Häyrynen 050 585 7996 tään selvittämään vasta maankäyttömuutosten selvittämisen jälkeen. Sensitivity analysis and parameter estimation of anthropogenic water uses for quantifying relation between groundwater overuse and water stress in Mongolia, Ecohydrology & Hydrobiology 21(3): 490-500. Sustainability 11, 2450. 2019. Metsätalouden pohjavesivaikutukset: MEPO-hankkeen loppuraportti 2021. Kirjallisuus Britschgi, R., Piirainen, S., Joensuu, S., Juvonen, J., Ala-aho, P., Karvonen, T., Kauppila, M., Keränen, J., Marttila, H., Nieminen, M., Nieminen, T., Rintala, J., Ronkainen, T., Ronkanen, A-K., Rossi, P., Räsänen, T., Tuominen, S. 2013. https://www.unesco.org/en/articles/groundwater-making-invisible-visible-2022and-beyond. Veijalainen, N., Ahopelto, L., Merttunen, M., Jääskeläinen, J., Britschgi, R., Orvomaa, M., Belinskij, A., Keskinen, M. Vesihallituksen raportti. Sci. Groundwater: Making the invisible in 2022 and beyond
R antaimeytymisen todennäköisyyttä pohjavedenottamoilla selvitettiin yleisluontoisesti Suomen ympäristökeskuksessa maaja metsätalousministeriön sekä ympäristöministeriön rahoittamassa Rantava-hankkeessa. Kirjoittajat ovat toimineet Suomen ympäristökeskuksessa asiantuntijoina pohjavesiin ja niiden suojeluun sekä vedenhankintaan liittyvissä tehtävissä noin 30 vuoden ajan. JARI RINTALA vanhempi tutkija, Suomen ympäristökeskus jari.rintala@syke.fi RITVA BRITSCHGI johtava hydrogeologi, Suomen ympäristökeskus ritva.britschgi@syke.fi Pohjavesialueet vesiympäristössä ja mahdollinen rantaimeytyminen pohjavedenottamoilla Noin 5 000 luokitellusta pohjavesialueesta yli 60 % sijaitsee vesistön tai meren välittömässä läheisyydessä. Taulukko 1. Hankkeessa tarkasteltiin myös aiempia rantaimeytysselvityksiä sekä kuultiin elinkeino-, liikenneja ympäristökeskusten (ELY-keskusten) pohjavesija vesihuoltoasiantuntijoita sekä muutamia vesihuoltolaitosten edustajia. Pohjavesialueita 4 % maapinta-alasta Manner-Suomessa pohjavesialueita on lähes 5 000 ja niiden yhteispinta-ala on noin 12 500 km². Samassa yhteydessä on tarkasteltu myös pohjavesialueiden pohjaveden merkitystä vesiekosysteemeille ja vuorovaikutusta vesistöihin. Hanke toteutettiin pääosin paikkatietotarkasteluna, jossa keskeisenä lähtöaineistona olivat ympäristöhallinnon pohjavesitietojärjestelmä (POVET) sekä vesihuollon tietojärjestelmä (VEETI) ja aiemmin käytössä ollut vesihuoltolaitostietojärjestelmä (VELVET). Yli 700 pohjavedenottamoa sijaitsee vesistön läheisyydessä ja näistä noin 200 ottamolla arvioidaan osan pumpatusta vedestä olevan rantaimeytynyttä pintavettä. Rantaimeytymisestä puhutaan silloin, kun pintavettä kulkeutuu vesistöstä tai merestä pohjavesimuodostumaan. Pääosalla näistä alueista pohjavettä purkautuu ympäristöön ja monet merkittävät vesiekosysteemit voivat olla pohjavedestä riippuvaisia. Pohjavesialueluokka Pohjavesialueiden lukumäärä (kpl) Pohjavesialueiden pinta-ala (km²) Muodostumisalueiden pinta-ala (km²) Arvio muodostuvan pohjaveden määrästä (1 000 m³/d) 1 (+I) 1 432 3 373 1 742 1 488 1E 331 2 563 1 700 1 294 2 (+II) 1 751 3 361 1 820 1 249 2E 408 1 625 1 019 708 E 75 115 65 43 III 949 1 461 618 499 Yhteensä 4 946 12 498 6 964 5 281 12 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Hydrogeologiset olosuhteet ja vesistöjen määrä vaikuttavat merkittävästi rantaimeytymisen todennäköisyyteen. 2018). Pohjavesialueiden lukumäärät, pinta-alat ja arvio muodostuvan pohjaveden määrästä pohjavesialueluokittain (POVET 30.12.2022). Luokittelu ja määrittely on saatu valmiiksi lukuun ottamatta muutamaa Lapin kuntaa. Pohjavesialueita on luokiteltu ja määritelty ELY-keskuksissa vuodesta 2015 lähtien vesienhoidon ja merenhoidon järjestämisestä (1299/2004) annetun lain mukaisesti (Britschgi ym. Pohjavesialueiden varsinaisten muodostumisalueiden pinta-ala on yhteensä lähes 7 000 km² (Taulukko 1 )
Uudenmaan ja Varsinais-Suomen ELY-keskusten alueella vastaava osuus on alle 40 %. Salpausselkien laajojen hiekkaja soramuodostumien alueilla Hämeessä, Kaakkois-Suomessa, Uudellamaalla ja Pohjois-Karjalassa on pohjavesialueiden osuus maapinta-alasta 8–10 %. Meren läheisyydessä sijaitsee noin sata pohjavesialuetta, joista 40 kuuluu 1-luokkaan. Pohjavesialueet vesiympäristössä Pohjavesialueen pohjavesi on usein hydraulisessa yhteydessä vesistöihin. Yli 60 % pohjavesialueista sijaitsee enintään 200 metrin etäisyydellä järvestä. Pohjavesialueita on 4 % ja muodostumisalueita alle 2 % Suomen maapinta-alasta. Jokia on pohjavesialueilla tai enintään 200 metrin etäisyydellä pohjavesialueesta lähes 15 000 kilometriä. Pohjavesialueelle kaivettuja tai rakennettuja vesialtaita on etenkin Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksen alueella. 13 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Pohjavettä purkautuu ympäröiviin järviin, lampiin, jokiin ja puroihin. Pintaja pohjaveden vuorovaikutuksella voi olla suuri merkitys vesimuodostumien veden määrään ja laatuun. Näistä lähes puolet sijaitsee Uudellamaalla. Esimerkiksi Etelä-Savossa, Kainuussa ja Pohjois-Karjalassa yli 90 % pohjavesialueista sijaitsee järven läheisyydessä. Pohjavesialueiden rajausten sisällä sijaitsevien järvien ja lampien yhteispinta-ala on 550 km² eli yli 4 % pohjavesialueiden yhteispinta-alasta. Esimerkiksi Vantaanjoki kulkee kymmenen pohjavesialueen läpi. Jokia on selvästi eniten Lapissa ja vähiten Pirkanmaalla. Tämä on yli kaksi kertaa enemmän kuin muiden ELY-keskusten alueilla. Kuva 2. Alueelliset erot ovat suuret. Suluissa on esitetty vesistöjen osuus ELY-keskusten kokonaispinta-alasta (ilman merialueita). Järvien ja lampien osuus pohjavesialueiden pinta-alasta on selvästi suurin Etelä-Savossa ja pienin Uudenmaan, Varsinais-Suomen ja Etelä-Pohjanmaan ELY-keskusten alueella (Kuva 1 ). Toisinaan pintavettä imeytyy vesistöistä pohjavesialueelle, jolloin puhutaan rantaimeytymisestä. Pohjavesialueiden laajuus ja määrä vaihtelevat huomattavasti eri osissa maata johtuen glasifluviaalisten muodostumien epätasaisesta alueellisesta jakaumasta. Pohjavesi ylläpitää arvokkaita vesiekosysteemejä Pohjavesialue, jonka pohjavedestä merkittävä pintavesitai maaekosysteemi on suoraan riippuvainen, luokitellaan Merkkien selitys Vesistöjen osuus pohjavesialueista <2% 2–4% 4–6% 6–8% >8% YmpäristöELYt (Hall100) Kuva 1. Pohjavesialueiden pintaalan keskiarvo on 2,5 km² ja mediaani lähes 1,4 km². Pohjavesialueilla on paljon jokia tai ne rajoittuvat jokeen. Vesistöjen osuus pohjavesialueista ELY-keskuksittain. Nämä ovat usein syntyneet maaainestenoton seurauksena
2022, Lapinlampi 2021). Vähävesistöisillä rannikkoalueilla, kuten EteläPohjanmaan ELY-keskuksen alueella, vesistöjen läheisyydessä oli alle 30 % ottamoista. Laskujoettomien, yleensä kaivettujen, pohjavesilampien välittömässä läheisyydessä sijaitsi runsaat 100 pohjavedenottamoa. Myös järven, lammen, joen, uoman tai suon ekosysteemi voi olla pohjavedestä riippuvainen. E-luokan pohjavesialueita on 814. Suoralla riippuvuudella tarkoitetaan tässä ekosysteemin olevan primääri alueen pohjavedestä riippuvainen kohde. Meren läheisyydessä sijaitsi 36 pohjavedenottamoa, joista toiminnassa oli 15. Tällaisia ottamoita oli noin 1700, joista runsaat 20 oli tekopohjavedenottamoita ja lähes 60 kallioporakaivoja. Kemira, 1/3 vaaka 14 www.vesitalous.fi POHJAVEDET Kohti parempaa energiatehokkuutta HALUATKO OPPIA, KUINKA JÄTEVEDENPUHDISTAMOT VOIVAT VASTATA NOUSEVIIN ENERGIAHINTOIHIN, RESURSSIEN NIUKKUUTEEN JA TIUKENTUVIIN SÄÄDÖKSIIN, SAMALLA KUN NE VOIVAT SÄILYTTÄÄ VAKAAN JA TULEVAISUUDEN KESTÄVÄN TOIMINNAN. Monet vedenottamot sijaitsevat vesistön läheisyydessä Rantava-hankkeessa tarkasteltiin erityisesti toiminnassa olevia vedenottamoita, jotka sijaitsivat alle 300 metrin etäisyydellä vesistöstä tai merestä. Vedenottamoiden määrä muuttuu jatkuvasti, sillä veden käyttötarpeen muuttuessa tai veden laadussa tai määrässä esiintyneiden ongelmien seurauksena uusia ottamoita otetaan käyttöön ja vanhoja poistetaan käytöstä tai siirretään varalle. Tekopohjavedenottamoiden, mukaan lukien rantaimeytyslaitokset, merkitys Suomen vesihuollossa on kasvanut viime vuosikymmeninä ja monien suurten kaupunkien vedenhankinta pohjautuu pintaveteen tai siitä muodostettuun tekopohjaveteen. Pääosasta pohjavedenottamoita vettä otettiin melko pieniä määriä. Rantava-hankkeessa tarkasteltiin pohjavedenottamoita, joista vuosina 2010–2020 oli otettu vettä yli 5 m³/d vuosikeskiarvona. Yleisin pohjavedestä suoraan riippuvainen ekosysteemi on luonnontilainen tai luonnontilaisen kaltainen lähde, joita pohjavesialueilta tai niiden läheisyydestä on kartoitettu lähes 1 000. Suurimmat meren lähistön vedenottamoista olivat Hangossa, jossa onkin laajasti tutkittu pohjavesimuodostumien ja meren välistä vuorovaikutusta (Luoma & Okkonen 2014). JärviSuomessa suurin osa vedenottamoista sijoittui vesistön lähelle. Tällaisia ottamoja oli runsaat 400 järvien ja lähes 300 jokien läheisyydessä. Tällaiseksi ei katsota kohdetta, johon pohjavesi välillisesti virtaa joen, uoman tai puron kautta. Esimerkiksi Etelä-Savossa tällaisia ottamoita oli 70 %. Paljon pohjavedenottamoita, otetut vesimäärät pääosin pieniä Ympäristöhallinnon vesihuoltoja pohjavesitietojärjestelmissä (VEETI, VELVET, POVET) on tiedot lähes 2 600 pohjavedenottamosta ja niihin linkitettyjä vedenottokaivoja on runsaat 3000. (Juuti ym. Merkittäviä pohjavesivaikutteisia järviä ovat esimerkiksi Savitaipaleen Kuolimo, Kuopion Valkeinen ja Nurmijärven Sääksjärvi. Läheskään kaikki vedenottamot eivät ole enää toiminnassa. Pääosin E-luokka on lisämääreenä joko 1tai 2-luokan pohjavesialueelle. WWW.KEMIRA.COM/ENERGY-EFFICIENCY. E-luokkaan. Lähes puolesta pohjavedenottamoista vettä otettiin alle 100 m³/d, mutta niiltä pumpatun veden osuus oli alle 5 % kaikesta otetusta pohjavedestä. Noin 30 % kaikesta pohjavedestä otettiin 20 suurimmasta ottamosta, joista 12 oli tekopohjavedenottamoa, 6 pohjavedenottamoa ja 2 rantaimeytykseen perustuvaa ottamoa
Suunnitellussa rantaimeytyksessä vedenottokaivot sijoitetaan yleensä hyvin vettä johtavaan soratai hiekkakerrostumaan alle 100 metrin etäisyydelle vesistöstä (Kivimäki 1995). Usein rantaimeytyminen pohjavedenottamoilla on suunnittelematonta, eikä rantaimeytyneen veden osuutta tunneta tai sen osuus on vähäinen verrattuna luontaiseen pohjaveteen. Toisaalta pintavesi voi heikentää pohjaveden laatua ja lisätä veden käsittelytarvetta vedenottamolla. Pohjavedenottamolle imeytyvän pintaveden määrään ja laatuun vaikuttavat pohjaveden virtausolosuhteet sekä Kuva 3. Veden pinnan laskuun reagoitiin vähentämällä vedenottoa (alakuva). Toisinaan vedenottokaivot ovat huomattavasti kauempanakin vesistöstä. Se lisää pohjavesimuodostuman veden määrää vähentäen siten vedenottokaivojen kuivumista sekä pohjaveden pinnan vaihtelua, ja siten osaltaan edistää myös pohjavedestä riippuvaisten vesiekosysteemien vesitalouden turvaamista. Rantaimeytyksen hyödyntäminen pohjavedenottamolla voi olla joko suunniteltua tai sitä tapahtuu tiedostamatta. Rantaimeytymisen määrä saattaa vaihdella eri vuodenaikoina ja siihen vaikuttavat etenkin vesistöjen pintojen korkeus ja otetun pohjaveden määrä, jonka seurauksena pohjavedenpinta voi laskea vedenottokaivon läheisyydessä useita metrejä (Kuva 3 ). 10000 20000 30000 40000 50000 60000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 m ³/ d 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 36 54 36 63 1 36 72 2 36 81 4 36 93 7 37 02 6 37 11 8 37 21 37 33 37 42 2 37 51 4 37 60 5 37 78 7 37 94 38 06 1 38 15 3 38 24 5 38 33 6 38 48 7 38 61 38 70 1 38 79 1 38 88 3 39 03 6 39 12 8 39 21 7 39 37 39 49 1 39 58 2 39 67 6 39 79 7 m (m py ) P1 P2 P4 15 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Esimerkiksi Suomen merkittävimmällä rantaimeytyslaitoksella Kuopion Jänneniemellä vedenottokaivoja on yli 400 metrin etäisyydellä vesistöstä. Vuoden 2003 kuivuusjakso ja lisääntynyt vedenotto näkyi Lounais-Suomessa sijaitsevalla vedenottamolla pohjaveden pinnan laskuna useilla metreillä (yläkuva). Rantaimeytymisen vaikutukset pohjavedenottamolla Pintaveden imeytymisellä pohjavesimuodostumaan voi olla joko myönteisiä tai kielteisiä vaikutuksia
16 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. 2017). Pintavedessä on yleensä huomattavasti enemmän orgaanista hiiltä (TOC) kuin pohjavedessä. Tästä syystä arviointi painottui pohjavedenottamoihin, jotka sijaitsivat alle 300 metrin etäisyydellä vesistöistä. Pintaveden orgaaninen aines vähenee merkittävästi maaperäja pohjavesiprosesseissa, esimerkiksi isoimmilla tekopohjavesilaitoksilla vähenemä on ollut 75–80 % (Jokela ym. Rantaimeytyminen voi kohottaa myös pohjaveden lämpötilaa. Tarkastelussa hyödynnettiin vedenottamoalueiden pohjaveden korkeusja laatutietoja, vesistöjen korkeustietoja ja ranta-alueiden maaperätietoja, joista tuotettiin kattava paikkatietoaineisto (Kuva 4 ). Useilta vedenottamoalueilta paljon korkeusja laatutietoja Rantava-hankkeen keskeisenä tavoitteena oli selvittää pohjavedenottamoiden sijainti suhteessa vesistöihin sekä arvioida yleisluontoisesti rantaimeytymisen todennäköisyyttä vedenottamoilla. 2020). E-luokka: pohjavesialue, jonka pohjavedestä pintavesitai maaekosysteemi on suoraan riippuvainen. Rantaimeytymistä hyödynnetään vedenottamoilla lähinnä silloin, kun imeytyvä pintavesi on hyvälaatuista ja sisältää vähän humusta. Myös pintaveden osuus suhteessa pohjaveden määrään vaikuttaa merkittävästi pumpattavan veden laatuun. Orgaanisen aineksen hajoaminen pohjavedessä aiheuttaa hapen kulumista, hiilidioksidin muodostumista sekä edelleen raudan ja mangaanin liukenemista. Lammista ja ojista imeytyvä vesi ei vaikuta merkittävästi pohjavesialueiden pohjaveden määrään, mutta niiden vesi voi heikentää pohjaveden laatua erityisesti, jos kyseessä ovat humuspitoiset suovedet. vesistön pohjasedimentin ominaisuudet. 2-luokka: muu vedenhankintakäyttöön soveltuva pohjavesialue, joka pohjaveden antoisuuden ja muiden ominaisuuksiensa perusteella soveltuu 1-luokassa tarkoitettuun käyttöön. Esimerkiksi Rusutjärven ja Jäniksenlinnan tekopohjavesilaitoksilla imeytetyn pintaveden TOC-pitoisuus on ollut 5–6 mg/. I-III: aiemmin käytössä ollut luokitus, jossa I = vedenhankintaa varten tärkeä, II = vedenhankintaan soveltuva ja III = muu pohjavesialue. Merkkien selitys Pohjavesialue Pohjavesialueen muodostumisalue Pohjavesialueen/muodostumisalueen raja vesialueelta Hiekka/sora ranta-alueella Järvi (pinnan korkeus (punaiset luvut)) Pohjavedenottamo (pinnan korkeus, korkeuden vaihteluväli; havaintojen lkm) Laskujoeton järvi (pinnan korkeus (siniset luvut)) Tietolaatikko 1-luokka: vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue, jonka vettä käytetään tai jota on tarkoitus käyttää yhdyskunnan vedenhankintaan taikka talousvetenä enemmän kuin keskimäärin 10 kuutiometriä vuorokaudessa tai yli viidenkymmenen ihmisen tarpeisiin. Arvioinnissa kiinnitettiin huomiota ensi sijassa rantaimeytymisen mahdollisiin vaikutuksiin vedenottamoalueen veden laatuun, ei niinkään vedenottamolta saatavan veden määrään. Rantava-hankkeessa hyödynnettiin vedenottamoalueiden pohjaveden korkeusja laatutietoja, vesistöjen korkeustietoja ja ranta-alueiden maaperätietoja, joista tuotettiin kattava paikkatietoaineisto. (Hatva 2004). Kuva 4. Pintaveden aiheuttamat laatumuutokset tasoittuvat pohjavesimuodostumassa yleensä melko lyhyellä kulkeutumismatkalla (Jylhä-Ollila ym
Rantaimeytyminen todennäköistä 200 vedenottamolla Rantava-hankkeessa vedenottamot luokiteltiin neljään pääryhmään (Taulukko 2 ). 17 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Todennäköisten rantaimeytyslaitosten suhteellinen osuus kaikista pohjavedenottamoista oli suurin Etelä-Savossa ja pienin EteläPohjanmaalla (Kuva 5 ). Ranta imeytymisluokka Vedenottamot (kpl) Rantaimeytymislähde Keskimääräinen vedenottomäärä yhteensä (v. Näillä ottamoilla rantaimeytymistä voi tapahtua esimerkiksi silloin, jos vettä otettaisiin vedenottoluvan mahdollistama määrä. Kattavimmat korkeustiedot yleensä saatiin niiltä alueilta, joilla käytössä oli automaattisia mittareita. Arvioinnissa tarkasteltiin myös rantaimeytymistä kuvaavia pohjaveden laatuparametreja, kuten orgaanisen kokonaishiilen, hapen ja raudan pitoisuuksia. kaivettu) Rantaimeytyminen todennäköistä 204 143 28 5 28 178 703 Rantaimeytyminen mahdollista 288 133 83 5 67 126 528 Rantaimeytyminen ei todennäköistä 325 138 152 5 30 123 974 Ottamo etäällä vesistöstä, ei todennäköisesti ranta imeytymistä 926 314 217 Merkkien selitys Rantaimeytys otta moiden osuus <5 % 5–10 % 10–20% 20–40% >40% Ympäristö-ELYt Kuva 5. Lisäksi on esitetty vesistötyyppi, mistä imeytymistä tapahtuu sekä ryhmittäin otetut keskimääräiset vedenottomäärät (v.2010–2020). Lisäksi rantaimeytymisen arvioitiin olevan mahdollista yhteensä yli 250 ottamolla. Pohjavedenottamoiden ryhmittely rantaimeytymisen todennäköisyyden perusteella. Esimerkiksi orgaanisen kokonaishiilen analyysitietoja oli lähes 700 vedenottamoalueelta, yhteensä lähes 10 000 havaintoa. Rantaimeytyneen veden osuus voi vaihdella ottamoilla merkittävästi. Rantaimeytyminen arvioitiin todennäköiseksi yli 200 toiminnassa olevalla ottamolla. Myös tässä ryhmässä oli muutamia vedenottamoita, joissa esimerkiksi isotooppitutkimusten perusteella oli todettu tapahtuvan rantaimeytymistä. Paikoin rantaimeytymisen arvioinnissa jouduttiin tyytymään vähäiseen ja melko vanhaan havaintotietoon. 2010-2020) Järvi Joki Meri Laskujoeton lampi (yl. Lisäksi määriteltiin alaryhmät, jos imeytymisen arvioitiin tapahtuvan laskujoettomasta lammesta tai kaivetusta altaasta. Etäällä (> 300 m) vesistöstä sijaitsevat ottamot käsiteltiin omana ryhmänään. Pohjaveden korkeustietoja oli POVET-järjestelmässä käytettävissä noin 1 400 ottamoalueelta, yhteensä lähes 700 000 havaintoa. Keskimäärin näiltä ottamoilta oli vettä otettu vuosina 2010–2020 noin 40 % vedenottolupien mahdollistamasta määrästä. Todennäköisten rantaimeytysottamoiden osuus kaikista pohjavedenottamoista ELY-keskuksittain. Taulukko 2
Kainuussa rantaimeytymistä tapahtuu paljon laskuojattomista lammista. Rantaimeytyminen on yleisintä järvistä (Kuva 6 ). EteläSavossa ja Keski-Suomessa rantaimeytymistä tapahtuu lähes yksinomaan järvistä. Rantaimeytymisen todennäköisyyttä arvioitiin ensi sijassa pohjaveden pinnan ja vedenottokaivon lähistöllä sijaitsevan järven pinnan korkeusvaihtelusta. 86 86,2 86,4 86,6 86,8 87 87,2 87,4 87,6 87,8 41 96 1 42 04 3 42 12 4 42 20 5 42 28 6 42 36 8 42 44 9 42 53 1 42 61 2 42 69 4 42 77 6 42 85 7 42 93 9 43 02 1 43 10 3 43 18 4 43 26 5 43 34 6 43 42 8 43 50 9 43 59 43 67 3 43 75 4 43 83 6 43 91 7 43 99 8 44 07 9 44 16 1 44 24 2 44 32 3 44 40 5 44 48 6 m (m py ) Pohjavesi Pintavesi 18 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Etenkin EteläPohjanmaalla ja VarsinaisSuomessa vedenottamoiden lähialueilla sijaitsee paljon kaivettuja lammikoita, joilla voi olla haitallisia vaikutuksia vedenottamoiden raakaveden laatuun. Kuva 6. Uudenmaan alueella tyypillisin rantaimeytymislähde on joki
Pohjaveden korkeuden ja eräiden laatuparametrien seurannassa voidaan hyödyntää automaattimittareita, jolloin pohjavesistä saadaan ajantasaista tietoa ja mahdolliset pinnankorkeusja laatumuutokset havaitaan nopeasti. Kuva 7. Water Resources Research, 59, e2022WR033056. Jylhä-Ollila , M , Laine-Kaulio , H , Niinikoski-Fusswinkel , P , Leveinen , J & Koivusalo , H. 2012). Juuti, P. Suomen ympäristö 24/2012. 1995. Suomen ympäristökeskuksen moniste 255. 2017. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 22/2021.489 s. Tekopohjavesilaitosten vedenottamoalueilla TOC-pitoisuus on keskimäärin 1,8 mg/?. Rantaimeytymisen huomioiminen vesihuoltolaitoksilla Rantaimeytyminen on usein monimutkainen prosessi, sillä hydrologiset olosuhteet voivat muuttua nopeasti, mikä vaikuttaa imeytyvän veden määrään ja laatuun. Vienonen, S., Rintala, J., Orvomaa, M., Santala, E., & Maunula, M. doi/10.1007/s10040-020-02127-9. Vesija ympäristöhallituksen monistesarja 573. 1343-1357. 28 , no. Luoma, S. S., Lipponen, A. Ilmastonmuutos voi vaikuttaa rantaimeytyvän veden laatuun ja määrään etenkin pienissä vesistöissä ja pohjavesimuodostumissa. Jokela, P., Eskola, T., Heinonen, T., Tanttu, U., Tyrväinen, J. and Artimo, A. Pohjavedenottamoalueilla, joilla todennäköisesti tapahtuu rantaimeytymistä, oli pohjaveden TOC-pitoisuus keskimäärin 1,3 mg/?. Myös tulvien ajankohdan arvioidaan muuttuvan ja esiintyvän nykyistä epäsäännöllisemmin esimerkiksi talvikautena. Etäällä vesistöistä sijaitsevilla tai pohjaveden ottamoalueilla, joilla rantaimeytymisen arvioitiin olevan epätodennäköistä, TOC-pitoisuuden mediaani oli 1,0–1,1 mg/?. M., Luonsi, A. Pohjavesialueet – opas määrittämiseen, luokitteluun ja suojelusuunnitelmien laadintaan. Lapinlampi, T. Kirjallisuus Britschgi, R., Rintala, J. O. 2020 , ‘ Water quality changes and organic matter removal using natural bank infiltration at a boreal lake in Finland ‘ , Hydrogeology Journal , vol. Raw water quality and pretreatment in managed aquifer recharge for drinking water production in Finland. Lisäksi voidaan analysoida esimerkiksi pohjaveden orgaanisen aineksen, mangaanin, raudan ja hapen pitoisuudet. Rantaimeytymistä selvitettäessä pohjaveden ja vesistön hapen ja vedyn isotooppien mittaus ja vertailu on monissa tapauksissa yksinkertainen ja tehokas tapa määrittää rantaimeytyneen veden osuus ottamolla (Yapiyev ym. Havaintoja pohjavesialueiden sekä tekopohjavesija rantaimeytyslaitosten veden laadusta. P., Katko, T. TOC-pitoisuus vaihteli eri vuoden aikoina otetuissa pohjavesinäytteissä. Public Works Management and Policy. Stable water isotopes as an indicator of surface water intrusion in shallow aquifer wells: A cold climate perspective. 135 s. Näytteenottopaikan sijainti on esitetty kuvassa 4. 2022. 2004. 2021. Rantaimeytys tekopohjaveden muodostamismenetelmänä. 2023. 2012 Ilmastonmuutoksen vaikutukset ja sopeutumistarpeet vesihuollossa. & Okkonen, J. Vesihuoltolaitokset 2014. Nämä muutokset voidaan havaita, mikäli pohjaveden laatua sekä pohjaja pintaveden pinnankorkeutta seurataan eri vuodenaikoina. 86 s. Kivimäki, A-L. Potentiaalisilla rantaimeytyslaitoksilla kannattaa varautua siihen, että ilmastonmuutoksen seurauksena pintaveden imeytymisessä pohjavesimuodostumaan tapahtuu muutoksia. doi/10.1177/1087724X221100554. Water 2017, 9, 138; doi/10.3390/w9020138. 142 s. Vesilaitokset. Hatva, T. Orgaanisen kokonaishiilen pitoisuuksissa voidaan havaita myös vuodenaikaisvaihtelua (Kuva 7 ). Groundwater Option in Raw Water Source Selection and Related Policy Changes in Finland. https://doi.org/10.1029/2022WR033056. Ympäristöhallinnon ohjeita 3/2018. Impacts of future climate change and Baltic Sea level rise on groundwater recharge, groundwater levels, and surface leakage in the Hanko aquifer in southern Finland. Pitkien kuivuusjaksojen sekä voimakkaiden sadejaksojen oletetaan yleistyvän, minkä seurauksena vedenpinnan korkeuksien vaihtelu vesistöissä ja pohjavesimuodostumissa lisääntyy (Vienonen ym. S., Juuti, R. Elokuu Toukokuu 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 m g/ l 19 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. 2023). M., Ala-Aho, P., & Marttila, H. 51 s. 4 , pp. 2018. 2014. Yapiyev, V., Rossi, P. Water 6, 3671-3700. Pintaveden tahatonta kulkeutumista pohjavedenottamolle voidaan säädellä vähentämällä otettavia vesimääriä tai rakentamalla vedenottokaivoja etäämmälle vesistöstä. & Puharinen, S-T
20 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Hyvin rakennetussa kaivossa betonirenkaiden muoto estää osaltaan pintavesien pääsyn kaivoon. T alousvesikäyttöön tarkoitetuissa betonirengaskaivoissa on havaittu yleinen rakenneongelma, joka voi vaikuttaa kaivoveden laatuun merkittävästi. Noin puolet yksityisten betonirengaskaivojen renkaista on asennettu väärinpäin. (Virtanen 2022) JANIKA KANTO tutkija, Satakunnan ammattikorkeakoulu, Tutkimuskeskus WANDER janika.kanto@samk.fi AINO PELTO-HUIKKO lehtori, DI, Satakunnan ammattikorkeakoulu, Tutkimuskeskus WANDER aino.pelto-huikko@samk.fi Betonirengaskaivot ovat perinteinen osa vedenhankintaa. Jos renkaat asennetaan naarashuullos ylöspäin, johtaa renkaan reunan porrastus kaivon kannen päältä sadeja sulamisvedet sekä niiden mukana tulevat epäpuhtaudet, kuten lintujen jätökset, kaivoon. Vanhassa betonirengaskaivossa renkaat on asennettu oikein uroshuullos ylöspäin. Betonirengaskaivojen rakenneongelma aiheuttaa pintavesien pääsyn kaivoihin Oman kaivon tarkistaminen y Kaivon veden laatu ja määrä kannattaa tarkistaa ympäri vuoden y Kaivon rakenteiden kunto kannattaa tarkistaa säännöllisesti esimerkiksi keväisin y Kaivon renkaiden kätisyyden voi tarkistaa kaivon yläreunasta y Kaivon renkaiden väärästä kätisyydestä voi kertoa sisäpuolella näkyvät valumajäljet ( Kuva 1) Kuva 1. Betonirenkaissa oleva uroshuullos tulisi olla kaivossa ylöspäin, kuten kuvassa 2 , ja päällä renkaan huullokseen sopiva naarashuulloksellinen kansi. Ongelma on vielä suurempi isoilla vedenottamoilla, joiden kaivoista suurin osa on rakennettu renkaat väärinpäin. Väärinpäin olevan betonirengaskaivon yläreunassa näkyy tummia valumajälkiä. Mikäli rengaskaivon betonirenkaat on asennettu väärinpäin, pintavedet pääsevät valumaan kaivoon renkaiden tai renkaiden ja kannen välistä. Niitä on sekä yksityisessä käytössä että vesiosuuskunnilla ja pienillä vedenottamoilla. Pintavesien pääsy kaivoon heikentää vedenlaatua. (Kuva: Pertti Virtanen) Kuva 2
Yhtenä epähygieenisenä ratkaisuna ovat olleet omatekoiset välikannet esimerkiksi styroksista. Yhtenä syynä naarashuulloksellisten kansien vähäiselle valmistukselle ilmeni niiden valmistuksen ja varastoinnin hankaluus, jolloin niitä olisi myytävä korkeammalla hinnalla. Toisena ongelmana on vääränlaisten kansien käyttö kaivoissa. Kuva 3. (Kuva: Aino Pelto-Huikko, Satakunnan AMK) 21 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Tällöin pintavesien vuoto-ongelma ei poistu, sillä kaivon kansirakenne ei ole riittävän tiivis. Vastanneiden yritysten toiminta-alueet jakautuivat kaikkiin Suomen maakuntiin pääpainon ollessa Etelä-Pohjanmaalla, joka oli viiden yrityksen yhtenä toiminta-alueena. Kysely betonialan toimijoille Opinnäytetyössä suoritettiin kysely juomavesikaivoja valmistaville yrityksille tavoitteena selvittää betonirengaskaivojen rakentamisen nykykäytäntöjä, kätisyysongelman laajuutta sekä naarashuulloksellisten kansien saatavuutta. Kyselyn saaneista 26 yrityksestä vastasi yhdeksän. Kaivon ympärille kasvavien puiden ja pensaiden juuret rikkovat helposti kaivon rakenteita. Nämä Suomen ympäristökeskuksen (2021) listaamat ongelmat on helppo välttää hyvällä kaivon kunnossapidolla ja huollolla. Ongelman juuret ulottuvat ainakin 1960-luvulle saakka, jolloin Maataloushallituksen laatimassa kaivonrakentamisen ohjeistuksen mallipiirroksissa kaivonrenkaat oli piirretty virheellisesti naarashuullos ylöspäin. Tällöin kysyntää tai motivaatiota oikeanlaisten kansien suuremmalle tuotannolle ei ole riittävästi. Joskus oikein rakennettuihin kaivoihin käytetään muun muassa täysin huulloksettomia kansia. Ohjausta kaivojen oikeanlaiseen rakentamiseen ei siis välttämättä saa kaivonrenkaiden valmistajalta. Virheellisen kaivonrakentamisen pitkäaikaisuuden ja laajuuden vuoksi muodostui yhdeksi ongelmaksi lopulta myös oikeanlaisten kaivonkansien puute. Ongelmien taustaa Betonirengaskaivojen rakenneongelmista tehtiin opinnäytetyö (Kanto 2022), jossa selvitettiin kätisyysongelmaan johtaneita syitä ja sen seurauksia. Yleisiä rakenneongelmia betonirengaskaivoissa on renkaiden väärän kätisyyden lisäksi erilaiset vauriot, joita syntyy varsinkin kaivoihin, joita ei tarkasteta ja huolleta säännöllisesti. Näitä virheellisiä ohjeistuksia jaettiin vuoteen 1996 saakka, jolloin ohjeet korjattiin. Kaikki yritykset eivät myöskään neuvoneet asiakkaitaan asentamaan kaivoja oikeinpäin. Talvella vaarana on myös lumiauran aiheuttamat vauriot, mikäli kaivoa ei merkitä riittävän näkyvästi esimerkiksi aurauskepeillä. Pitkän uran kaivoalalla tehnyt asiantuntija Pertti Virtanen toi asian ensimmäisenä näkyville ja aloitti kaivojen rakenteiden korjaamisen yrityksen Vesikaivohuolto Vipe Oy:n kautta valistuksella ja vanhojen kaivojen kunnostuksella. Jos vanhaa rakennustapaa naarashuullos ylöspäin olevilla renkailla ei tunnisteta vääränlaiseksi, on kysyntää enemmän uroshuulloksellisille kansille. Kaikki yritykset kertoivat olevansa tietoisia kauan jatkuneesta kaivojen vääränlaisesta rakennustavasta. Lisäeristeet voivat myös vaikeuttaa pintavesien vuotokohdan löytymistä kaivon kunnontarkastuksen yhteydessä peittämällä valumajäljet. Tästä huolimatta suurin osa yrityksistä ei pitänyt kaivonrenkaiden väärää suuntaa ongelmana. Viisi yrityksistä oli törmännyt väärinpäin asennettuihin kaivoihin usein ja loput muutamia kertoja. Kyselyn perusteella yritykset valmistivat oikeanlaisia kansia naarashuulloksella, mutta niiden tuotanto oli paljon vähäisempää kuin muiden kansien. Jokaisessa maakunnassa toimi vähintään kaksi yritystä. Väljät kansirakenteet ovat johtaneet epähygieenisiin ratkaisuihin, kuten styroksisiin lisälämpöeristeisiin, jotka myös peittävät mahdolliset pieneläinten tekemät pesät kaivon ympärillä. Kunnostettuun betonirengaskaivoon asennetaan naarashuulloksellinen kansi. Pintavesivuotojen syyksi nähtiin ennemminkin huonot saumojen tiivistykset eikä kaivonrenkaiden kätisyysongelmaa pidetty suurena tai kaikkialla Suomessa vaikuttavana. Oikeinpäin rakennettu kaivo tarvitsee naarashuulloksellisen kannen (Kuva 3 ), jotta kansirakenteesta saadaan tarpeeksi tiivis. Kysyntää on kuitenkin kauan ollut enemmän uroshuulloksellisille kansille, joita on asennettu väärinpäin rakennettuihin kaivoihin, jolloin oikeanlaisten kansien valmistus on vähentynyt. Riittämätön routasuojaus voi aiheuttaa talvisin kaivonrenkaiden liikkumista pois paikoiltaan. Kaikki yritykset olivat myös sitä mieltä, että kaivonrenkaita asennetaan edelleen välillä väärinpäin
Viimeisenä ehdoKuva 4. Kannon opinnäytetyössä ehdotettiin neljää erilaista toimenpidettä. Rengaskaivo on lisäksi helppohuoltoinen ja suhteellisen edullinen. Oikein rakennettu ja tiiviillä kannella varustettu rengaskaivo turvaa kaivon veden laatua. Yhtenä hyvänä ratkaisuna nousi esiin soviterenkaat (Kuva 4 ), joilla kaivon yläpään voi kääntää oikeinpäin. Kolmantena toimenpiteenä ehdotettiin jotain kannustetta, kuten mainostilaa, oikeanlaisia kansia tekeville yrityksille. Tämä voisi olla yksi helpoimmista ratkaisuista vanhojen kaivojen korjaamiseksi. Toisena ehdotuksena oli tehdä opas, jossa kätisyysongelmasta, sen taustoista ja seurauksista kerrottaisiin lyhyesti ja kuvin havainnollistaen. Kunnostettavaan kaivoon asennetaan soviterengas. Soviterengas on uuden kaivon rakentamista halvempi ja pelkkää saumojen tiivistystä varmempi keino kunnostaa väärinpäin rakennettu kaivo. Muutama yritys piti tärkeänä asiasta tiedottamista, jotta ongelma ei toistuisi enää tulevaisuudessa. Suurin osa yrityksistä piti ainoana ratkaisuna joko kaivojen saumojen tiivistämistä tai kaivojen uudelleen rakentamista. Soviterenkaita tarjosivat ratkaisuksi kolme yritystä asiakkailleen. YT23 1/2 Lopuksi kyselyssä kartoitettiin yritysten valmiutta eri ratkaisuihin vanhojen kaivojen korjaamiseksi. (Kuva: Aino Pelto-Huikko, Satakunnan AMK) 22 www.vesitalous.fi POHJAVEDET Alan parhaat yhdessä Yhdyskunta tekniikka 2023 • energiahuolto • liikenneja alueinfra • jäteja ympäristöhuolto • koneet, laitteet ja varusteet • mittaus-, tutkimusja muut palvelut • vesihuolto Ke 10.5.2023 klo 9–17, asiakasja kutsuvierasilta osastoilla klo 18.30–21 To 11.5.2023 klo 9–16 www.yhdyskuntatekniikka.fi. Yritykset saivat myös kertoa omia ehdotuksiaan, jotta kaivoja ei enää jatkossa rakennettaisi väärinpäin. Esimerkkinä olivat erilaiset luennot julkisyhteisöille sekä asiasta tiedottaminen eri verkkokanavilla. Ensimmäisessä toimintaehdotuksessa keskitytään tiedottamiseen ja valistukseen. Toimintaehdotukset Betonirengaskaivojen käyttöiän pidentämiseksi ja juomaveden laadun takaamiseksi on tärkeää kehittää ratkaisuja rakenneongelmien korjaamiseksi. Opas voisi lisäksi sisältää ohjeita oman kaivon tarkistamista ja mahdollista korjausta varten
Lopuksi Väärinpäin rakennetut rengaskaivot ovat kaikkialla Suomessa esiintyvä ongelma ja asia on saatava tietoisuuteen, jotta kaivot saadaan korjattua. Yksi opinnäytetyön kyselyyn vastanneista yrityksistä tarjosi ratkaisuksi kompromissia, jossa vanha kaivo jätetään paikoilleen, ja sen ulkopuolelle rakennetaan uusi EK-kaivo, jossa on esiasennetut kiintotiivisteet. (2022). Vanhan kaivon purkaminen ja uuden rakentaminen voi olla hintava ja työläs projekti. Opinnäytetyö. Jos kaivo on muuten hyväkuntoinen, voi hyvä ratkaisu olla soviterenkaan asentaminen ja saumojen tiivistäminen (Kuvat 4 ja 5 ). Kunnostetun kaivon saumat tiivistetään laastilla. Kuva 5. https://www.vesi.fi/vesitieto/kaivon-huolto/. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022062119021. Tähän kannattaa valita ammattilainen. Vesijohdon läpivienti täytyy myös tiivistää huolellisesti. Mikäli huomaa renkaiden naarashuulloksen olevan ylöspäin, voi pohtia kaivon korjauksen tarvetta. Talousvesikaivojen betonirenkaiden rakenteelliset ongelmat Suomessa. Virtanen, P. Kaivon huolto. Siksi ensimmäisenä toimenpiteenä tulisi tehdä huolellinen kuntotarkastus kaivolle. Opinnäytetyön pohjalta tiedottamista on aloitettu eri kanavilla. Aiheesta tehty opinnäytetyö Talousvesikaivojen betonirenkaiden rakenteelliset ongelmat Suomessa on luettavissa Theseus-tietokannasta. Kirjallisuus Kanto, J. Kunnostuksen yhteydessä kaivo pestään ja sen saumat tiivistetään esimerkiksi laastilla. Suomen ympäristökeskus (2021). Yritykset, jotka tarjoavat soviterenkaita, tekevät myös oikeanlaisia kansia. tettiin rakennusohjeiden päivittämistä selkeämmiksi. (2022). Toimenpiteet väärin rakennetun kaivon korjaamiseksi Kaikkien juomavesikäyttöön tarkoitettujen betonirengaskaivojen omistajien olisi hyvä tarkastaa oman kaivonsa kunto ja renkaiden kätisyys. Betonirenkaiden kätisyyden vaikutus kansistoihin ja juomaveden laatuun [webinaariesitelmä]. (Kuva: Aino Pelto-Huikko, Satakunnan AMK) 23 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Lopuksi kaivoon asennetaan tiivis kansi naarashuulloksella. Mikäli soviterengas ei ole mahdollinen, voi yhtenä vaihtoehtona olla uuden kaivon rakentaminen. Suomen Vesiyhdistys on muun muassa julkaissut aiheesta tiedotteen, ja aihe on tuotu esille Ruokaviraston, Valviran ja FINASin järjestämässä Ajankohtaista laboratoriorintamalta -koulutustilaisuudessa. https://www.vesiyhdistys.fi/wp-content/uploads/2022/01/2Virtanen-Vesihuollon-Teemapaiva-25.1.2022.pdf. Kaivon kunnon perusteella määritetään paras kunnostussuunnitelma. Täytyisi myös tehdä selväksi, että vanhat rakennusohjeet ovat virheelliset, ja renkaiden asennussuunnalla todella on väliä. Suomen vesiyhdistys. Paras ratkaisu omalle kaivolle löytyy yhdessä asiantuntevan kaivohuoltoyrityksen kanssa. Kaivon pohjalta poistetaan liete ja lisätään puhdasta soraa sekä mahdollisesti kalkkikivimursketta. Ohjeissa pitäisi painottaa renkaiden asennussuuntaa ja sen merkitystä
Pohjaveden iällä tarkoitetaan aikaa, joka on kulunut siitä, kun vesi (sadevesi tai vesistön vesi) ei ole enää yhteydessä ilmakehään, vaan on alkanut imeytyä maatai kallioperään matkalla pohjavedeksi. 7 Li), uraanin ( 234 U/ 238 U) ja lyijyn ( 206 Pb/ 204 Pb), käytöstä pohjavesitutkimuksiin Suomessa. P ohjavedessä esiintyvien isotooppien koostumuksia hyödynnetään merkkiaineena hydrogeologisissa tutkimuksissa mm. 18 O & . Isotoopit ja ilmakehästä veteen siirtyneet kemialliset merkkiaineet kertovat veden iästä, kulkeutumisreiteistä ja reaktioista ympäristön kanssa KIRSTI KORKKA-NIEMI hydrogeologian apulaistutkimusprofessori, Geologian tutkimuskeskus (GTK), vesiratkaisut kirsti.korkka-niemi@gtk.fi JUUSO IKONEN geologi, GTK, vesiratkaisut juuso.ikonen@gtk.fi JAANA JARVA johtava asiantuntija, GTK, ympäristöratkaisu jaana.jarva@gtk.fi TIINA KAIPAINEN geologi, GTK, vesiratkaisut tiina.kaipainen@gtk.fi MARIE-AMÉLIE PÉTRÉ erikoistutkija, GTK, vesiratkaisut marie-amelie.petre@gtk.fi Pohjaveden isotooppikoostumukset ovat luontaisia ja ainutlaatuisia sormenjälkiä, joita käytetään hydrogeologisissa tutkimuksissa veden kulkeutumisreittien, pintavesi-pohjavesi -vuorovaikutuksen sekä veden ja sen ympäristön välisten prosessien tarkasteluun. Pohjaveden ikää määritettäessä käytössä on lisäksi ihmistoiminnasta peräisin olevat tritium (ydinpommit, ilmakehän ydinkokeet) ja helium sekä kylmälaitteissa käytetyt freoniyhdisteet ja sähkölaitteistoissa käytettävä rikkiheksafluoridi, joilla voidaan ajoittaa alle 70 vuotta vanhoja vesiä. Isotooppeja käytetään myös veden ja mineraaliaineksen sekä muun veden kierron ja ympäristön välisiä prosesseja tarkasteltaessa, veden iän määrityksissä sekä pintavesi-pohjavesi yhteyksiä karakterisoitaessa (Kortelainen, 2007; Rautio ja Korkka-Niemi, 2016). tarkasteltaessa veden alkuperää ja veden kulkeutumisreittejä. 2 H), strontiumin ( 87 Sr/ 86 Sr), rikin ( . Geologian tutkimuskeskuksessa (GTK) on viime aikoina kasvatettu ymmärrystä pohjavedessä esiintyvien isotooppien, hapen ja vedyn ( . Kuva 1. Isotooppeja ja muita kemiallisia merkkiaineita voidaan käyttää eri-ikäisten pohjavesien iänmääritykseen (IAEA 2013 nykyaikaan mukaillen). GTK:ssa on testattu eri pohjaveden ajoitusmenetelmiä, tritiumhelium ( 3 H/ 3 He), CFC-11-12-13/SF 6 ja hiili ( 14 C), matalapohjaveden, kallioperän pintaosien pohjaveden sekä syvemmällä olevan, suolaisen kalliopohjaveden iän/alkuperän ja sekoittumisen määrittämiseen (Kuva 1 ). 34 S), litiumin ( . 24 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Tässä artikkelissa käsitellyt ajoitusmenetelmät on merkitty kuvaan sinisellä. Samalla on alettu kerätä referenssiaineistoja erilaisista geologisista ympäristöistä tulosten tulkinnan tueksi
Sadeveden, lumen ja etenkin pintavesien isotooppikoostumuksessa on selkeä vuodenaikaisvaihtelu johtuen pääasiassa haihdunnasta. Esimerkiksi vedyllä on luonnossa kolme eri isotooppia 1 H, 2 H ja 3 H. Vedyn ja hapen isotooppeja on tarkasteltu usealla tutkimusalueella, joista esimerkkinä näytetään Kangasalan Rikun pohjavesialue, jossa on pintavesi-pohjavesi vuorovaikutusta (Kuva 2 ). Isotoopit Maveplan 1/3 25 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Eri isotoopit erotellaan toisistaan laboratoriotutkimuksissa massaerojen avulla. Paikallisen sadannan isotooppikoostumus siirtyy pohjaveteen, ja pohjaveden isotooppikoostumuksen vuodenaikainen vaihtelu on yleensä matalissa pohjavesimuodostumissa vähäistä. Analysoimalla vesinäytteistä hapen isotooppien lisäksi myös vedyn isotoopit, tulokset voidaan esittää vasten paikallisen sadeveden koostumusta kuvaavaa suoraa. Veden kierron aikana tapahtuu veden hapen ja vedyn isotooppien fraktioitumista eli muutosta isotooppien suhteellisessa osuudessa eri fraktioitumisprosessien seurauksena. GTK:n Espoon (2000-), Kuopion (2005-) ja Rovaniemen (2004-) toimipisteiden sadanta-asemilla on seurattu sadannan pitkänaikavälin isotooppivaihtelua. Vety ja happi veden rakennuspalikat Vedyn ja hapen isotooppeja käytetään veden alkuperän ja viipymän tunnistamiseen esimerkiksi tekopohjavesilaitoksilla ja rantaimeytymiskohteissa tai tarkasteltaessa pohjaveden purkautumista vesistöön. GNIP-verkoston isotooppi dataa voi ladata IAEA:n WISER-portaalin kautta. Tässä artikkelissa esitetään isotooppien ja eri ajoitusmenetelmien käyttöä valituilta tutkimuskohteilta, joilla on ollut tutkimusteemana tai tutkimuskysymyksenä rantaimeytyminen pohjavesimuodostumaan, pohjaveden purkautuminen meren pohjan lähteistä, kaivosympäristön vesien karakterisointi, kalliopohjaveden osuus paineellisessa, peitteisessä pohjavesimuodostumassa tai suolaisten kalliopohjavesien alkuperä. Protonien määrä on sama ja atomit ovat kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisia. Yli 99,98 % vedystä on 1 H:stä, jossa on vain 1 protoni eikä lainkaan neutroneja. Alkuaineiden isotoopit ovat atomeja, joilla on eri määrä neutroneja ja tämän vuoksi myös eri massa. Seuranta on osa Kansainvälisen Atomienergia Järjestön IAEA:n ja Maailman Meteorologisen Organisaation WMO:n globaalia GNIP-seurantaverkkoa (Global Network of Isotopes in Percipitation https://www.iaea.org/services/ networks/gnip). Deuteriumia eli 2 H:sta on 0,015 % luonnossa esiintyvästä vedystä ja siinä on protonin lisäksi yksi neutroni. Aineisto on katseltavissa GTK:n Lähde-karttapalvelusta (https://lahde. Keskeinen fraktioitumista aiheuttava prosessi on haihtuminen, joka tuottaa luonnon vesiin isotooppikoostumuksen vaihtelua. Isotooppikoostumus onkin hyvä määrittää useammalla näytteenotolla (Rautio ja Korkka-Niemi 2016), jotta saadaan tarkempi kuva pintaveden osuudesta pohjavesimuodostumassa tai purkautuvan pohjaveden osuudesta vesistössä eri vuodenaikoina. gtk.fi/)
Luonnontilaisissa havaintoputkissa (oranssi ja keltainen) vuodenaikaista vaihtelua ei juuri ole eikä niissä myöskään havaita pintavesivaikutusta. Luonnollisen pohjaveden ja Vesijärven veden vuosikeskiarvon isotooppikoostumusten välille on esitetty seossuora, missä pintaveden osuus (lineaarisessa suhteessa pohjavesireferenssiin ja pintavesireferenssiin) on kussakin näytteessä esitetty prosentteina. Kapealla kannaksella, Likolammin ja Vesijärven välillä olevassa havaintoputkessa (violetti havaintoputki) havaittiin myös vuodenaikaisvaihtelua pintaveden osuudessa (pintaveden osuus 60–80 %). Helmikuu 2022 Elokuu 2021 Toukokuu 2022 Marraskuu 2021 26 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Kuva 2. Osuus vaihteli 5–95 % välillä. Kangasalan Rikun pohjavesialueen näytevesistä analysoidut hapen ja vedyn ?-arvot on esitetty vasten Suomen paikallista sadeveden koostumusta kuvaavaa suoraa (LMWL) (Kortelainen, 2007). Osuus vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Rikun pohjavesialueen vedenottamon kaivojen pintavesiosuus on 25–70 % kaivosta riippuen (sininen neliö). Vesilaitoksen viereisessä, kaivoja selvästi syvemmässä, kallioperään saakka kairatussa havaintoputkessa (vihreä havaintoputki) havaittiin suurin vuodenaikaisvaihtelu pintaveden osuudessa. Hapen ja vedyn isotooppikoostumus ilmoitetaan ?-arvona, mikä ilmaisee näytteestä mitatun 18 O/ 16 O tai 2 H/ 1 H -suhteen poikkeaman kansainvälisestä merivesistandardista (VSMOW) promilleina. Suurimmat pintavesiosuudet havaittiin elokuun 2021 näytteenotossa (25–70 %) ja pienimmät pintavesiosuudet helmikuun 2022 näytteenotossa (25–45 %)
Isotooppikoostumus on muuttunut mikrobitoiminnan vaikutuksesta niin, että kevyempää 32 S isotooppia on poistunut ja isotooppisuhde 34 S/ 32 S on muuttunut raskaammaksi. Sadannan rikin isotooppikoostumus vaihtelee välillä 4–10 ‰. Ne kuvastavat valumaalueen kallioperän mineraaliaineksen vallitsevaa Sr-pitoisuutta ja isotooppikoostumusta. Rikin isotooppikoostumus Kurikan monikerroksisen akviferisysteemin vesinäytteistä. isotooppien suhteilla voidaan saada lisää Kuva 3. Alueen kallioperän koostumuksen vaihtelu tulee selkeästi esiin Sr-isotooppien koostumuksissa. Em. 27 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Saattoporan suljetun kaivoksen ympäristön vesinäytteiden strontiumin isotooppikoostumus kuvattuna vasten näytteistä mitattuja Sr-pitoisuuksia. Isotoopit mikrobitoiminnan, geokemiallisten prosessien ja mineraaliaineksen indikaattoreina Strontiumin, rikin ja litiumin isotooppeja käytettiin tarkasteltaessa Kittilän Saattoporan suljetun kaivoksen ympäristön (Kuva 3 ) ja Kurikan peitteisen, paineellisen pohjavesimuodostuman (Kuva 4 ) vesien alkuperää sekä mereen purkautuvaa pohjavettä Hangon alueella (Kuva 5 ). Kuva 4. Jokivesinäytteet (neljä kappaletta) on otettu ennen ja jälkeen kaivosaluetta sekä kaivosalueen kohdalta
Kuva 5. Strontium on geokemiallisissa prosesseissa konservatiivinen merkkiaine ja se vastaa vesinäytteissä paikallisen kiviaineksen isotooppikoostumusta. isotooppien koostumuksien muutoksia veden hapen 18 O isotooppiin (konservatiivinen sekoittuminen) ja selvitettiin poikkeamien taustalla olevia prosesseja. Kalsiumpitoisista mineraaleista liukenee pääsääntöisesti isotooppia 86 Sr. Sr, S ja Li isotoopit merivesi-pohjavesi sekoittumisessa merenalaisten kuoppien (= aktiivinen tai vanha lähde) esiintymisalueella Hangon Lappohjassa. tietoa geologisesta ja geokemiallisesta ympäristöstä, jossa vesi on ollut; kivilajista, hapetus-pelkistysolosuhteista, mikrobitoiminnasta jne. Esimerkiksi litiumin isotooppikoostumukseen poikkeamia aiheuttaa silikaattien rapautuminen ja sekundääristen mineraalien muodostuminen, jossa isotooppikoostumus 7 Li ja 6 Li osalta muuttuu. Strontium-analytiikassa käytetään kahta isotooppia, 87 Sr ja 86 Sr, ja tulos ilmoitetaan niiden suhdelukuna 87 Sr/ 86 Sr. Strontiumin isotooppikoostumus heijasteleekin tutkimusalueen mineraaliainesta niin, että mafisempi mineraaliaines (tummat kivilajit, joissa Mgja Fe-pitoisuudet ovat suuremmat) aiheuttaa ympäristön pohjavesiin pienemmän strontiumin isotooppisuhteen ja felsisempi (vaalea kiviaines, jossa Si-, Naja K-pitoisuudet ovat suuremmat) vastaavasti suuremman (Kuva 3 ). Strontium kuvaa lähes konservatiivista sekoittumista parhaiten, sillä raskaana alkuaineena se fraktioituu heikoimmin geokemiallisissa prosesseissa. Yleisimpiä näistä ovat kaliumpitoiset mineraalit, kalimaasälpä ja erilaiset kiillemineraalit. Alueen kivilajien mineraalikoostumuksesta riippuen 87 Sr/ 86 Sr -suhde vaihtelee yleisimmin välillä 0,7…0,8. 28 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. 2022). Tutkimuksessa verrattiin em. Radiogeenistä strontiumia, 87 Sr, liukenee vesiin kivistä, joissa on runsaasti rubidiumpitoisia mineraaleja. Rikin isotooppien fraktioitumiseen vaikuttavat mikrobitoiminta ja paikalliset hapetus-pelkistys-olosuhteet (Ikonen et al
Lyijyn ja uraanin isotooppianalytiikka on yhä menetelmäkehitysvaiheessa, sillä Suomen pohjavesien lyijyja uraanipitoisuudet ovat hyvin pienet. 238 U:n ja 234 U:n välillä vallitsee kivilajeissa tasapainoinen tila, mutta hydrogeologisessa ympäristössä esiintyy U-sarjojen suurimmat epätasapainotilat eri isotooppien välillä. Rikin isotooppikoostumus sadannassa vaihtelee Suomessa välillä 4–10 (Kuva 4 ). 14 C-menetelmää käytettäessä pitää muistaa, että iänmäärityksessä voidaan toisinaan saada vedelle liian vanhoja ikiä, jos pohjavesi liuottaa ympäröivästä kallioperästä karbonaatteja. Kaustisilta saatiin 14 C menetelmällä 120 metrin syvyydellä olevien suolaisten (EC > 700 mS/m) kalliopohjavesinäytteiden iäksi 8 000–10 000 vuotta, kun taas matalammalla (< 73 m) olevien vähemmän suolaisten kalliopohjavesien (EC 42–160 mS/m) iäksi saatiin keskimäärin 2 000–4 000 vuotta. 1950-luvun ydinkokeet ja jääkaappiteollisuus nuorten pohjavesien ajoitusten apuna Ihmistoiminnasta peräisin olevat tritium (ydinpommit, ilmakehän ydinasekokeet) ja helium ( 3 H/ 3 He), kylmälaitteissä käytetyt freonit CFC-11-12-13 sekä sähkölaitteistoissa käytettävä SF 6 -kaasu ovat merkkiaineita, joilla voidaan ajoittaa 1940–1950-luvuilla ja tätä myöhemmin muodostuneita pohjavesiä. Mitattavissa oleva tritiumpitoisuus kertoi nuoremman (< 70 vuotta) veden ja vanhemman veden sekoittumisesta. . Lyijyisotooppikoostumusta voidaan käyttää merkkiaineena, kun tarkastellaan alueen kallioperän geokemiallisen rapautumisen vapauttamaa lyijyä tai valumaalueen mahdollisia ilmakehätai ihmistoimintaperäisiä lyijyn lähteitä. Geokemiallisen luonteensa mukaisesti lyijy esiintyy liuenneena matalissa pH-olosuhteissa. Ajan myötä 14 C määrä vedessä pienenee (puoliintumisaika 5 730 vuotta), samoin 14 C/ 12 C suhde, jota käytetään pohjaveden muodostumisajankohdan määrittämiseen. Lyijyllä on neljä luonnossa esiintyvää pysyvää isotooppia: 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb ja 208 Pb. Radiohiiliajoitusta voi tehdä myös pohjavesistä 14 C on yleisesti käytetty ajoitusmenetelmä 1 000– 40 000 vuotta vanhoille pohjavesille. Epätasapaino syntyy geokemiallisessa rapautumisessa veden ja kiviaineksen vuorovaikutuksessa, mikä aiheuttaa uraanin isotooppikoostumusten fraktioitumista. savimineraaleihin. 7 Li on käytetty mm. 34 S (‰). Liuenneena se pyrkii voimakkaasti kiinnittymään mineraalipinnoille tai saostuu esim. Rikin isotooppikoostumus ilmoitetaan kahden isotoopin, 34 S ja 32 S, suhteena ja lisäksi suhteutettuna poikkeamaan kansainvälisestä standardista, jolloin esitystapa on muotoa . 2019). Luonnossa esiintyvä uraani koostuu kolmesta isotoopista: 238 U (99,28 %), 235 U (0,71 %) ja 234 U (0,0054 %). Sulfidin hapettuminen (reoksidaatio) puolestaan keventää veden isotooppikoostumusta. Radioaktiivinen 14 C-isotooppi syntyy ilmakehän typestä kosmisen säteilyn seurauksena. Vakiomääräisenä luonnossa tavattava lyijyn isotooppi on 204 Pb, mitä vasten lyijyn muita radiogeenisiä isotooppeja verrataan. Litiumin osalta tarkastellaan isotooppeja 7 Li ja 6 Li, ja näiden suhde esitetään muodossa . Tavoitteena on kehittää tapoja rikastaa näiden alkuaineiden pitoisuuksia pohjavesinäytteistä ennen laboratorioanalyysejä, jolloin lyijyn ja uraanin isotooppianalytiikka ja käyttö hydrogeologisissa tutkimuksissa, kuten vesityyppien luokittelussa, mahdollistuu. 29 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. 7 Li, mikä kertoo suhteen poikkeaman promilleina kansainvälisestä standardista (L-SVEC). Pohjavesi säilyttää maatai kallioperään imeytyessään ilmakehän koostumuksen ja siinä oleva pitoisuus pienenee radioaktiivisen hajoamisen seurauksena. Tutkimuksissa tarkastellaan 238 U:n ja 234 U:n välistä aktiivisuussuhdetta ( 234 U/ 238 U; activity ratio = AR). Tärkeimpänä fraktioitumisprosessina matalan lämpötilan sedimenttiympäristöissä on mikrobiologinen sulfaatin pelkistäminen, jossa rikin kevyempää 32 S isotooppia poistuu ja vesinäytteessä isotooppikoostumus muuttuu raskaammaksi. Merivedessä AR on noin 1,2 ja valtaosassa pohjavesiä välillä 0,5–10. Radioaktiivisia isotooppeja Uraani on raskain luonnossa esiintyvä alkuaine ja sen kaikki isotoopit ovat radioaktiivisia eli epästabiileja. Alueellisessa hydrogeologisessa mallinnuksessa Pohjois-Amerikassa CFC-yhdisteet ovat keskeisessä roolissa määritettäessä pohjaveden viipymää ja virtauskuvaa sekä alueellisia hydrogeologisia provinsseja (Pétré et al. Näitä merkkiaineita voidaan käyttää myös poissulkemaan tai vahvistamaan vanhan ja nuoremman veden sekoittumista. Rikin isotooppikoostumuksen vaihteluväliä selittää rikin lähtöaines (sulfidimineraalit), redox-olosuhteiden vaihtelu sekä mikrobitoiminta. Aikaisemmissa tutkimuksissa (Koskimaa, 2020) on Sodankylän alueella yli 900 metrin syvyydeltä otettujen kalliopohjavesinäytteiden iäksi saatu 14 C menetelmällä vähintään 30 000 vuotta ja matalamman kalliopohjaveden (< 100 m) iäksi noin 3 000 vuotta. silikaattien rapautumisen merkkiaineena, koska litiumia esiintyy silikaattimineraaleissa eikä sen isotooppikoostumus fraktioidu biologisissa prosesseissa (Kuva 5 )
eristeenä sähkölaitteistoissa. Freonit kehitettiin 1940-luvulla kylmälaitteisiin ja suihkepulloihin korvaamaan mm. myrkyllistä ammoniumia. Ilmakehän historialliset freoni(CFC-11, CFC-12 ja CFC-13) ja rikkiheksafluoridi(SF 6 x100) pitoisuudet (mukaillen Busenberg ja Plummer, 2000) sekä pohjoisen pallonpuoliskon ilmakehän tritiumpitoisuudet ( 3 H) (Lähde: USGS, the Reston Groundwater Dating Laboratory) 1940-luvulta lähtien. Tämän jälkeen tritiumin määrä ilmakehässä on laskenut. Ilmakehän freonipitoisuus kasvoi 1990-luvulle asti, jolloin niiden tuotanto kiellettiin ilmakehän otsonikerrosta tuhoavana. Kuva 6. CFC-11, CFC-12, CFC-13 ja SF 6 ovat yleisiä merkkiaineita 1940-luvulla tai sen jälkeen muodostuneen pohjaveden iän määrittämiseen, koska vesi saa ilmakehästä imeytymishetken freonija SF 6 -signaalin itseensä säilyttäen sen kulkeutuessaan maaja kallioperässä. Tritium on vedyn radioaktiivinen isotooppi. Ilmakehässä olevat freonit ja SF 6 -kaasu ovat ihmisen toiminnasta peräisin ( Kuva 6). Ilmakehän SF 6 -pitoisuus kasvaa edelleen. Freonit 30 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Sitä vapautui ilmakehään 1950ja 1960-lukujen ydinasekokeissa. SF 6 -kaasua käytetään mm
Tritium-menetelmällä saatiin ajoitettua hyvin nuoria vesiä. Näytteenotossa varmistetaan kupariputkia koputtelemalla, että kaikki ilma poistuu letkuista ja kupariputkesta ilmaperäisen kontaminaation välttämiseksi. b) GTK:n pohjavesinäytteenottoa Etelä-Suomessa kesäkuussa 2022 käyttäen 40 ml ruostumatonta terässäiliötä CFC-analyysille (CFC-11, CFC-12 ja CFC-13) ja 300 ml:n ruostumatonta terässäiliötä SF 6 -analyyseille (ei kuvassa). Nämä pitää ottaa 3 He/ 4 He -menetelmän tulosten tulkinnassa huomioon. Esimerkiksi Tampereen Hyhkyn alueella saatiin 31 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Mitatut SF 6 -pitoisuudet ylittivät ilmakehän historiallisen maksimipitoisuuden lähes kaikissa tutkimusnäytteissä, varsinkin kalliopohjavedessä, kertoen geogeenisestä kaasujen tuotannosta. Heliumin määrittäminen ei usein tuonut lisäarvoa johtuen yleisestä geogeenisestä heliumin tuotannosta. Tampereen Hyhkyn, Kaustisen sekä Kurikan alueilla käytettiin tritiumia, 3 H/ 3 He suhdetta, freonikaasujen pitoisuuksia (CFC-11, CFC-12 ja CFC-13) sekä rikkiheksafluoridipitoisuutta (SF 6 ) pohjavesien ajoittamiseen. a) Pohjavesinäytteenottoa kupariputkimenetelmällä jalokaasujen ( 3 He, 4 He, 20 Ne, 22 Ne) analysointia varten Tampereella syyskuussa 2021. etäisyys merestä ja vuodenaika. Pohjaveden tritiumpitoisuuteen vaikuttaa sadannan pitoisuuden lisäksi myös mm. Sylinteri liitetään pumpun letkuun ja sitä pidetään pystyasennossa, kun vettä virtaa sisään muutaman minuutin ajan. Heliumia voi myös muodostua kallioperässä radioaktiivisten mineraalien hajoamisen seurauksena, jolloin erityisesti kalliopohjavesien ajoitus heliumin avulla voi olla mahdotonta, kuten tutkimuksissamme havaitsimme. Tämä havaittiin usealla kohteella erityisesti kalliopohjavesissä. Ilmakehästä veteen siirtyvien kemiallisten merkkiaineiden käyttö pohjavesien ajoittamiseen oli kuitenkin käyttökelpoinen joissakin kohteissa ja silloin 3 H/ 3 He ja CFC/SF 6 tulokset tukivat toisiaan. Lisäksi tiedetään, että SF 6 -kaasuja voi muodostua geogeenisesti kalliopohjavesiin rapautumisen seurauksena kiteisen kallioperän alueella (Busenberg ja Plummer 2000). CFCja SF 6 -näytteet ovat erittäin herkkiä kontaminaatiolle ja pienikin moderni ilmakupla voi pilata näytteen. Kuva 7. CFC-kaasut voivat myös hajota mikrobiologisesti hapettomassa ympäristössä
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Geosciences and Geography. Isotooppitutkimusten tulosten tulkinta tarvitsee tuekseen alueen hydrologisten olosuhteiden (sadanta, lämpötila) ja geologisten piirteiden tuntemisen, näytteenoton yhteydessä vedestä tehtävät kenttämittaukset (pH, sähkönjohtavuus, lämpötila, liuennut happi, redox-potentiaali) sekä laboratoriossa tehtäviä vesikemiallisia analyysejä (pääionit, hivenaineet). Rautio, A. & Korkka-Niemi, K. Lähitulevaisuuden näkymiä Isotooppien ja ilmakehän merkkiainekaasujen käyttöön hydrogeologisessa tutkimuksessa liittyy paljon kysymyksiä. (2020). Lisäksi Suomessa ei ole laboratorioita, joissa esimerkiksi CFCtai SF 6 yhdisteitä voitaisiin määrittää. Geologian tutkimuskeskus jatkaa tutkimuksia eri isotooppien ja ilmakehästä veteen siirtyvien kemiallisten merkkiaineiden käyttökelpoisuudesta hydrogeologisissa tutkimuksissa. Tavoitteena on koota referenssiaineistoja ajoitusmenetelmien käytön tueksi ja haasteiden tunnistamiseksi sekä arvioida tarkemmin eri menetelmien käyttömahdollisuuksia Suomen pohjavesiympäristöissä. & Virtasalo, J.J. (2007). Numerical modeling of a regional groundwater flow system to assess groundwater storage loss, capture and sustainable exploitation of the transboundary Milk River Aquifer (Canada – USA). 32 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. (2022). Academic dissertation. DOI: 10.1016/j. Pétré, M-A; Rivera, A. Kirjallisuus Busenberg, E. Chemical and isotopic tracers indicating groundwater/surface-water interaction within a boreal lake catchment in Finland. Kaustisten vesinäytteissä muutamassa näytteessä nuoren veden osuus oli pienempi vaihdellen < 15 % ja 40 % välillä keskimääräisen viipymäajan ollessa pienimmillään 12 vuotta ja suurimmillaan yli 42 vuotta. Journal of Hydrology., 575:656-670. Miten kallioperässä tapahtuva radioaktiviinen mineraalien hajoaminen tai hapettomat olosuhteet vaikuttavat pohjaveden isotooppikoostumukseen sekä CFCja SF 6 -kaasujen muodostumiseen tai hajoamiseen. Koskimaa, K. (2016). University of Helsinki, Master’s Thesis. Water Resources Research 36: 3011-3030. Ikonen, J., Hendriksson, N., Luoma, S., Lahaye, Y. Usean ajoitusmenetelmän rinnakkainen käyttö on suositeltavaa etenkin tilanteissa, joissa mahdollinen geogeeninen kaasujen tuotanto voi estää jonkun menetelmän tulosten hyödyntämisen. Dating groundwater in the surrounding of Sakatti exploration target area in order to understand groundwater recharge and water interactions. & Lefebvre, R. and Plummer, L. Dating young groundwater with sulfur hexafluoride: Natural and anthropogenic sources of sulfur hexafluoride. Myös näytteenotto on tarkkaa työtä (Kuva 7 ) ja tulosten tulkintaan vaikuttaa useampi muuttuja. Voidaanko näitä merkkiaineita käyttää hapettomien pohjavesien tai kalliopohjavesien tutkimuksissa Suomessa lainkaan. muutaman matalasta pohjavesiputkesta otetun vesinäytteen iäksi 12–20 vuotta, nuoren pohjaveden osuuden ollessa 75–80 %. Haasteita riittää Pohjaveden ajoitusmenetelmät ovat kalliita ja jopa useita kuukausia aikaa vieviä laboratorioanalyysejä. Analysoiduista vesistä Kurikan näytteet edustivat vanhimpia vesiä, joissa nuoren veden osuus vaihteli 10–70 % välillä nuoren vesifraktion iän ollessa keskimäärin 40–50 vuotta. Behavior of Li, S and Sr isotopes in the subterranean estuary and seafloor pockmarks of the Hanko submarine groundwater discharge site in Finland, northern Baltic Sea. Isotopic fingerprints in surficial waters: Stable isotope methods applied in hydrogeological studies. Koskimaa_Kuutti_Pro_gradu_2020.pdf (helsinki.fi). Kortelainen, N. (2000). N. jhydrol.2019.05.057. Hydrogeology Journal 23 (4), 687-705. (2019). Miten tulosten tulkinnassa voidaan luotettavasti eliminoida mahdolliset näytteenoton virhelähteet. Applied Geochemistry 147, 105471
Muita keskeisiä syitä pohjaveden heikentyneeseen laatuun ovat teiden kunnossapito, teollisuusalueet sekä maaja kotieläintalous. POAKORI-hankkeiden (Huonossa kemiallisessa tilassa olevien pohjavesialueiden kokonaisvaltainen riskienhallinta) perusajatuksena ja tavoitteena on tarkastella koko pohjavesialuetta, päästölähteitä ja altistujia kokonaisuutena, ja kohdentaa resurssit sekä toimenpiteet ensin sinne, missä tilanne on kiireellisin, ja missä aktiivisilla toimenpiteillä voidaan saavuttaa suurin kokonaisvaikutus. Toimintamallin etuna aiempaan arviointitapaan on kustannustehokas riskinhallinta, sillä tarvittavat toimenpiteet on mitoitettu lopputuloksen kannalta järkevästi. LIISA KOIVULEHTO FM, hydrogeologia, Ramboll Finland Oy liisa.koivulehto@ramboll.fi Kirjoittaja toimii Rambollissa pohjavesiasiantuntijana ja on ollut mukana kaikissa POAKORIhankkeissa sekä asiantuntijan että projektipäällikön rooleissa. Tämän vuoksi POAKORI-yhteistyöhankkeissa on vuodesta 2017 alkaen edistetty riskinarviointia ja -hallintaa huonoon kemialliseen tilaan määritellyillä pohjavesialueilla. Pilaantuneella maaperällä tarkoitetaan maata, jossa on todettu haitta-aineen aiheuttama riski ympäristölle ja/tai terveydelle. Kohti pohjavesialueiden hyvää kemiallista tilaa 33 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Aktiivisten puhdistustoimien ohella pohjaveden pilaantuneisuudesta aiheutuvia riskejä on usein tarkoituksenmukaista hallita myös arvioimalla haitta-aineiden todellista merkitystä pohjavedelle ja sitä kautta altistujille. P ohjaveden laadun ja määrän turvaaminen on erityisen tärkeää silloin, kun pohjavettä käytetään talousvetenä. Syynä pohjaveden huonoon kemialliseen tilaan on usein maaperän pilaantumisen aiheuttama pohjaveden laadun heikkeneminen. Kokonaiskuvan hahmottamiseen tarvitaan isojen kokonaisuuksien hallintaa ja erityisosaamistakin, erityisesti mallinnuksen saralla. AURA NOUSIAINEN MMT, ympäristömikrobiologia, Suomen ympäristökeskus SYKE aura.nousiainen@syke.fi Kirjoittaja toimii Suomen ympäristökeskuksessa ympäristöasiantuntijana, ja vastaa POAKORI2 demovaiheen koordinoinnista. Pohjavesien kemiallisen tilan kohentaminen on haastavaa, sillä pohjavettä pilaava toiminta muodostuu useista, usein myös historiallisista lähteistä. Perinteisesti pohjavesialueilla olevia riskejä ja päästölähteitä tarkastellaan, tutkitaan ja kunnostetaan yksittäin. Mitä on POAKORI. Toisaalta lähestymistapa vaatii enemmän suunnittelulta. Pilaantuneen pohjaveden puhdistaminen vie aikaa ja resursseja, ja tästä syystä riskienhallintaan tähtäävien toimenpiteiden oikein kohdentaminen onkin tärkeää. Päästölähteiden yhtäaikainen arviointi mahdollistaisi koko pohjavesialueen näkökulmasta riittävät riskinhallintatoimenpiteet. Vain pieni osa Suomen pohjavesialueista on luokiteltu kemiallisen tilan osalta huonoksi, mutta yli puolella näistä pohjavesialueista syy huonoon kemialliseen tilaluokitukseen löytyy maaperän pilaantumisen aiheuttamasta pohjaveden laadun heikkenemisestä. Suomessa on 91 huonoon kemialliseen tilaan luokiteltua pohjavesialuetta, joista 72 on vedenhankintakäytössä olevia 1tai 1E-luokan pohjavesialueita
Kokonaisvaltaista riskienhallintaa POAKORI2-hankkeessa tunnistettiin sellaiset pohjavesialueet, joilla huono kemiallinen tila on aiheutunut pilaantuneen maaperän tai teollisuusja yritystoiminnan aiheuttamasta riskistä. POAKORI-hankkeita on rahoittanut Pirkanmaan ELY-keskuksen Maaperä kuntoon -ohjelma, ja demovaiheessa rahoitukseen osallistuu myös Suomen ympäristökeskus. Kokonaispisteiden perusteella pohjavesialueet asetettiin prioriteettiluokkiin A, B ja C. Kriteereissä huomioitiin kullakin pohjavesialueella todettuihin haitta-aineisiin liittyviä ominaisuuksia, pohjavesialueeseen ja vedenhankintaan liittyviä aspekteja sekä arvioitiin pohjavesialueen soveltuvuutta kokonaisvaltaiseen POAKORI-tarkasteluun. Kaikissa hankevaiheissa mukana ovat aktiivisesti olleet Pirkanmaan ELY-keskuksen lisäksi EteläSavon ELY-keskus, Suomen ympäristökeskus ja Ramboll Finland Oy. POAKORI2-hankkeessa vuosina 2020–2022 kehitettiin priorisointityökalu, jolla pohjavesialueet voidaan luokitella tilanteen kriittisyyden ja toimenpiteiden kiireellisyyden perusteella prioriteettiluokkiin. POAKORI-toimintamallin periaatteita soveltamalla voidaan myös priorisoida samanaikaisesti isännälliset ja isännättömät PIMA-kohteet. POAKORI-hankkeiden (Huonossa kemiallisessa tilassa olevien pohjavesialueiden kokonaisvaltainen riskienhallinta) aikajana. Ensimmäisessä POAKORI-hankkeessa vuosina 2017– 2019 (Kuva 1 ) kehitettiin pohjavesialueiden kokonaisvaltaista riskinhallintaa luomalla riskienhallintamalli (Kuva 2 ), joka ottaa huomioon kaikki pohjavesialueella olevat päästökohteet ja altistujat. POAKORI2-hankkeen demovaiheen on määrä valmistua vuonna 2023. POAKORI-hankkeiden ytimessä on valtakunnallinen pilaantuneiden maa-alueiden riskienhallintastrategia, eli PIMA-strategia ja vesienhoidon pohjavettä koskevien tavoitteiden sekä tavoitteiden saavuttamiseen tarvittavien resurssien yhdistäminen ja yhteensovittaminen. Demovaiheen tavoitteena on testata POAKORImallia käytännössä siten, että sitä voitaisiin soveltaa tarpeen vaatiessa muillakin heikossa kemiallisessa tilassa olevilla kriittisillä pohjavesialueilla. Pohjavesialueet pisteytettiin hankkeessa laadittujen kriteerien perusteella (Kuva 3 ). Vuonna 2022 käynnistettiin POAKORI2-hankkeen demovaihe, jossa tarkastellaan lähemmin kahta korkeimmasta prioriteettiluokasta valittua pohjavesialuetta. PIMAstrategian yhtenä tavoitteena on, että pohjavesialueilla olevat kiireellisimmät riskikohteet on tutkittu ja kunnostettu vuoteen 2027 mennessä. Demovaiheen päätteeksi tunnetaan pohjavesialueilla toteutettavan riskinarvioinnin ja riskinhallinnan hyvät käytännöt, ja toisaalta myös mahdolliset sudenkuopat menetelmän laajempaa käyttöä varten. POAKORI2-hankkeen demovaiheessa arvioidaan ja priorisoidaan sekä kyseisten pohjavesialueiden päästökohteet yhteismitallisesti, että laajemmin määritetään soveltuvat yhteismitalliset riskienarviointija hallintakeinot sellaisilla pohjavesialueilla, joilla se on sekä vedenhankinnan että vesienhoidon tavoitteiden saavuttamisen kannalta kriittisintä. Prioriteettiluokka kuvaa sitä, millä pohjavesialueilla vedenhankinnan turvaaminen on kiireellisintä ja huono kemiallinen tila uhkaa vedenhankintaa, sekä millä pohjavesialueella esimerkiksi kiireellisesti toteutettavilla toimenpiteillä voidaan ennaltaehkäistä pohjavesialueen laajempaa pilaantumista. POAKORI-hankkeessa kehitetty toimintamalli huonossa kemiallisessa tilassa olevien pohjavesialueiden kokonaisvaltaiseen riskienhallintaan Kuva 1. 34 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. POAKORI2-hankkeen ohjauksesta ja toimeenpanosta vuosina 2020–2022 vastasi ympäristöministeriö. Tällaisia pohjavesialueita tunnistettiin 52 kpl. Kuva 2. Tässä soveltuvuusarviossa hyödynnettiin Maaperän tilan tietojärjestelmän (MATTI) aineistoa sekä pohjavesialueelta saatavilla olevan tutkimusaineiston määrää ja laatua
Sekä PIMAstrategian että vesienhoidon pohjavettä koskevien tavoitteiden osalta merkittäväksi tavoitevuodeksi on asetettu 2027. Yksilölliset toimenpidetarpeet esitetään pohjavesialueen jokaiselle tunnistetulle päästökohteelle kiireellisyysjärjestyksessä. Kuva 3. Hyvinkään pohjavesialue sijoittuu I Salpausselälle ja EpilänharjuVillilä A kaakko-luoteissuuntaiselle pitkittäisharjulle. HAITTA-AINE Kulkeutuvuus Toksisuus Talousveden laatuvaatimukset/ Juomavesidirektiivi Biohajoavuus Pitoisuudet vedenottamomolla Vedenottamoiden merkitys vedenhankinnassa MATTI-kohteet, joiden tiedetään aiheuttavan/ aiheuttaneen pohjaveden pilaantumista Erityisen riskin MATTI-kohteet Tutkimusten määrä ja laatu PI ST EE T POHJAVESIALUE POAKORI2 5 X X X X X X X X X 4 3 2 1 35 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Uusi toimintamalli täytäntöön POAKORI2 on nyt edennyt demovaiheeseen, jossa luokasta A1 valittiin jatkotarkasteluun kaksi pohjavesialuetta, Hyvinkään pohjavesialue Hyvinkään kaupungista sekä Epilänharju-Villilä A -pohjavesialue Tampereen kaupungista. Tunnistettujen riskikohteiden ja riskinhallintatarpeiden mukaisesti esitetään tarvittavia toimenpiteitä, joita voivat olla esimerkiksi päästökohteiden maaperän kunnostus, pohjaveden kunnostaminen aktiivisten käsittelytoimenpiteiden tai luontaisten prosessien avulla, pohjaveden virtauksen hallitseminen tai kohdennettu seuranta. Valinnat tehtiin hankkeen työryhmän johdolla pisteytyskriteereihin perustuen. POAKORI-hankkeet ovat käynnistyneet paitsi tarpeesta luoda toimintamalli kemiallisesti huonossa tilassa oleville pohjavesialueille, myös tarpeesta sovittaa yhteen PIMAstrategian ja vesienhoidon pohjavettä koskevia yhteneviä tavoitteita sekä luoda uusia kestäviä ratkaisuja. Riskinarvioinnin taustatietona käytetään erilaisia saatavilla olevia ja tarkoituksenmukaisia selvitysja tutkimustyökaluja, kuten maaperän rakenneselvityksiä, pohjaveden virtausmallinnusta, haitta-aineiden kulkeutumisja leviämismallinnusta sekä erilaisia herkkyysja haavoittuvuustarkasteluja. Esimerkki POAKORI2-hankkeessa laaditusta pisteytyksestä yhden pohjavesialueen osalta. Kokonaisvaltaiseen jatkotarkasteluun erityisen hyvin soveltuvat pohjavesialueet luokiteltiin omaan alaluokkaansa A1, ja muut A-luokkaan määritetyt pohjavesialueet alaluokkaan A2. Hankkeessa tehtävässä tarkastelussa ja priorisoinnissa otetaan tasavertaisesti huomioon sekä Maaperä kuntoon -ohjelman isännättömät PIMA-kohteet, että isännälliset kohteet. Pisteytyskriteerit määräytyivät siten, että kiireellisyys/vakavuus nostaa pistemäärää, eli 5 pistettä kulkeutuvuuden osalta tarkoittaa erittäin helposti ja nopeasti kulkeutuvaa haitta-ainetta. Demovaiheessa edetään POAKORI-toimintamallin mukaan ja tavoitteena on tunnistaa todelliset riskienhallintatarpeet. Jatkotarkastelussa eri riskikohteet arvioidaan yhteismitallisesti ja pyritään asettamaan riskienhallintatoimenpiteet sinne, missä toimenpiteillä on suurin kokonaisvaikutus tunnistettuihin riskeihin ja pohjavesialueen kemialliseen tilaan. Kohdentamalla riskienhallintatoimenpiteitä sellaisille pohjavesialueille, päästölähteille tai kulkeutumisreiteille, joilla riskejä voidaan aktiivisen riskienhallinnan avulla pienentää eniten, voidaan toteuttaa parhaiten kestävän kehityksen mukaista toimintatapaa, joka ottaa huomioon sekä ympäristön, ihmiset että talouden. Korkeimman prioriteetin luokan pohjavesialueet (A) jaettiin alaluokkiin sen perusteella, soveltuuko kyseinen pohjavesialue kokonaisvaltaiseen riskikohteiden ja altistujien riskienhallinnan jatkotarkasteluun
Tutkimuksissamme olemme selvittäneet pintaveden roolia kaivoissa erityisesti veden stabiileilla isotoopeilla ja tarkastelemalla pintaveden vaikutusta veden mikrobiyhteisöön. Maailman mittakaavassa Suomen pohjavesimuodostumat ovat pieniä ja lähellä maanpintaa. Kuinka pintaveden imeytyminen näkyy kaivoveden mikrobiologiassa ja veden isotoopeissa. Pohjavesi on yleisesti mielletty turvallisimmaksi raakaveden lähteeksi ja sen puhdistusprosessi on pintaveteen nähden yleensä yksinkertaisempi. tekopohjavedessä tai rantaimeyttämisessä, mutta näissä tapauksissa pintaveden rooli on otettu huomioon vedenkäsittelyssä. Tätä varten pohjavesiesiintymien dynamiikan tunteminen ja tätä tukevien menetelmien kehittäminen ovat tärkeitä. Monessa tapauksessa käsittelynä vedelle on vain alkalointi ja uv-desinfiointi. S uomessa käytettävästä talousveden raakavedestä 60 % on peräisin pohjavedestä tai tekopohjavedestä. Pohjavesien turvaaminen reaaliaikaisella seurannalla eli SIPOhanke 2019–2020), joissa kaivojen veden laadun seurantaa on toteutettu jatkuvatoimisilla antureilla, stabiileilla isotoopeilla sekä tarkastelemalla veden sisältämiä mikrobi yhteisöjä PEKKA M. 2017), eikä kaivojen riskejä tule aliarvioida. Asetuksia on lisäksi päivitetty tammikuussa 2023 päivitetyn EU-juomavesi direktiivin täytäntöönpanon toteuttamiseksi Suomessa, mikä tulee entisestään korostamaan riskien arviointia ja ennaltaehkäisyä. Pintavettä voidaan käyttää tarkoituksellisesti hyödyksi pohjavedenotossa esim. Riskiarvioinnin näkökulma on ollut sosiaalija terveysministeriön asetuksessa talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista vuodesta 2015 lähtien (muutettu 2017). Oulun yliopisto ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL) ovat viime vuosien aikana toteuttaneet hankkeita (esim. Joissain kohteissa (erityisesti pienemmät yksiköt) vettä ei käsitellä lainkaan. – Työkalujen kehittämistä riskiarvioinnin tueksi 36 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Tarkoitukseton pintaveden kulkeutuminen kaivoon voi puolestaan olla riski. Pohjavesien välittömässä läheisyydessä on Suomessa useassa tapauksessa pintavesiä: järviä, virtavesiä, merialue tai soita. Likaantunut pohjavesi on kuitenkin monessa tapauksessa ollut syynä vesiongelmaja epidemiatapauksiin (Klöve ym. ROSSI nuorempi apulaisprofessori, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka pekka.rossi@oulu.fi KEVIN LYONS väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka kevin.lyons@oulu.fi JENNI IKONEN tutkija, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos jenni.ikonen@thl.fi ANNA-MARIA HOKAJÄRVI tutkija, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos anna-maria.hokajarvi@thl.fi KATHARINA KUJALA akatemiatutkija, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka katharina.kujala@oulu.fi ILKKA MIETTINEN johtava tutkija, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos ilkka.miettinen@thl.fi TARJA PITKÄNEN johtava asiantuntija, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos ja apulaisprofessori (toinen kausi), Helsingin yliopisto tarja.pitkanen@thl.fi Kaivojen riskija laatuarvioinnin kannalta mahdolliset yhteydet pintavesiin on hyvä tunnistaa
Kaivon lähellä oli vanhoja veden täyttämiä sorakuoppia, jotka selittivät mistä pintavettä kaivoon kulkeutuu. Kaivossa 3 oli havaittavissa selkeä pintavesiyhteys haihduntasignaalin perusteella. 2023). Isotooppien perusteella järvestä ei kuitenkaan päässyt vettä Kuva 1. Tässä artikkelissa tarkastelemme näistä mikrobiyhteisöjen sekä veden stabiilien isotooppien analyysejä perinteistä seurantaa tukevina menetelminä. Mikrobiyhteisöjen tarkastelua varten toteutettiin suuren vesitilavuuden (Dead End Ultrafiltration, DEUF) -näytteenottoja, jossa suodatinpatruunan läpi kerättiin kaivoveden biomassa n. Isotooppimenetelmä on todettu jo pidemmän aikaa sitten ja useassa tutkimuksessa hyväksi lähtökohdaksi tarkastella kaivojen intruusiokysymyksiä (Hunt ym. (Kuva 1 ). DEUF-näytteistä eristettiin nukleiinihapot (DNA ja RNA) THL:n vesimikrobiologian laboratoriossa ja bakteeriyhteisöjen analysoimiseksi tehtiin 16S ribosomaalisen RNA geeninalueen sekvensointi (Lyons ym., 2021; Lyons ym., 2023). 2 H ja . SIPO-hankkeen kaivoihin 1–4 asennettiin jatkuvatoimiset vedenlaatuanturit ja otettiin vuonna 2019 yhdeksän kuukauden aikana määrävälein sekä vedenlaadun että mikrobiyhteisön näytteitä (Lyons ym. Veden stabiilien isotooppien osalta tarkasteltiin vedyn ja hapen raskaampien isotooppien ( . Isotoopit selventävät dynamiikkaa Vuoden 2018 tuloksissa 28 kaivosta kuudessa oli havaittavissa pintaveden imeytymiseen viittaavaa haihduntaa. Kaivot sijaitsivat pääosin Pohjois-Pohjanmaan alueella ja jokaisen kaivon läheisyydessä, 70–100 metrin etäisyydellä, oli pintavettä. 1 H ja . Lisäksi näytteistä tarkasteltiin ulosteperäisten bakteerien esiintymistä analysoimalla kvantitatiivisella PCR-menetelmällä ihmisten ja muiden tasalämpöisten eläinten suolistossa yleisesti esiintyvien Bacteroidales -ryhmän bakteereita tunnistavan GenBac3geenimarkkerin lukumääriä (Lyons ym., 2021). Vuoden 2019 neljän kaivon pidempiaikaisessa näytteenottokampanjassa isotooppitulosten perusteella kaivojen dynamiikkaan saatiin pääosin lisää selkeyttä (Kuva 2 ). Näistä kaivoista puolestaan valittiin neljä haasteellista kohdetta jatkotarkasteluun MMM:n rahoittamassa SIPOhankkeessa. Menetelmäkonsepti kaivovesien tutkimuksiin esimerkiksi pintaveden imeytymisen vaikutusten riskinarviointia tukevan tiedontuotantoon. 200 litrasta vettä. 2005). Menetelmät Vuonna 2018 Oulun yliopisto ja THL keräsivät yksittäiset näytteet 28:sta vesiosuuskunnan tai vesilaitoksen siivilätai rengaskaivosta vedenlaadun ja mikrobiyhteisön osalta (MVTT:n rahoittama hanke, Lyons ym. 2021). 37 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Sekvensoinnin tuloksista voitiin tarkastella sekä bakteerien kokonaisyhteisöä (DNA), että veden aktiivisia mikrobiyhteisöjä (RNA). Kaivon 4 läheisyydessä puolestaan oli järvi, jota oli epäilty yhdeksi riskilähteeksi kaivolle. 16 O) ja erityisesti haihdunnan vaikutusta arvoihin: haihduntaa ei ole yleensä havaittavissa pohjavedessä. 18 O) suhdetta kevyempiin (
Pohjaveden isotooppisignaali muodostuu Pohjois-Suomessa pääosin lumen sulannasta, mistä syystä kevätaikainen tulvavesi-imeytyminen ei näkynyt isotooppisignaalissa. Neljän tarkastellun kaivon (K1-4) bakteeriyhteisön pääjaksojakauma lokakuussa 2019 ribosomaalisen RNA:n (komplementaarinen DNA, cDNA) syväsekvensoinnin perusteella. Löydös tukee kaivon 2 havaittua ongelmaa lumen sulannan aikaisesta pintaveden imeytymistä ja voisi olla työkalu havaita pintavettä tämäntyyppisissä tilanteissa, joissa veden isotooppien signaalit ovat eri vesilähteissä samankaltaisia. levien esiintymiseen. Mikrobit tarkentavat kuvaa imeytymisen vaikutuksista Vuonna 2018 toteutetun 28 kaivon näytteenotossa isotoopeilla havaittu haihdunta korreloi veden mikrobiston diversiteettiin. Pintavesissä voi olla haihduntaa, jolloin näytteet osuvat paikallisille haihduntasuorille. 38 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Kuva 2. Pohjavedessä ei levää ole, koska kasvusto vaatisi valoa. Kaivon 1 osalta ei isotoopeista saatu selkeää tarkennusta kaivon dynamiikkaan, joskaan haihduntaa ei ollut havaittavissa. kaivon suuntaan. Pohjaveden bakteerilajisto on yleisesti vähäravinteisiin oloihin erikoistunutta: kun pintavettä pääsee pohjaveteen, tämä muuttaa todennäköisesti olosuhteita suuntaan, joka suosii yleislajeja, jotka ovat sopeutuneempia vaihtelevimpiin oloihin. Kaivon 2 osalta oli tiedossa kevätaikainen lumen sulannan aiheuttama jokitulvan imeytymisen laaturiski kaivossa esim. Mielenkiintoisena löydöksenä kaivon 2 kevätaikaisessa näytteessä oli havaittavissa kloroplasteja, jotka viittaavat esim. Tämä olisi loogista, jos pintavettä on osana kaivon vettä. Kaivossa numero 3 oli selvä haihduntasignaali ja kaivossa 4 puolestaan läheisen järven rooli kaivovedessä voitiin poissulkea. Kuva 3. Tämä ei kuitenkaan näkynyt isotooppisuhteissa, koska haihtumiskomponentti puuttui lumen sulannan aiheuttamasta tulvavedestä. aiempien koliformisten bakteerien havaintoina. Veden stabiilien isotooppien seurantatuloksia kohdekaivoista ja pintavesistä. X-akselilla hapen ja y-akselilla vedyn raskaampien isotooppien suhde kevyempiin isotooppeihin verrattuna valtamerien 0-suhteeseen promilleina. Vuoden 2019 neljän kaivon kampanjassa mikrobinäytteet otettiin kohteista lumen sulannan jälkeen toukokuussa sekä syyssateiden aikaan lokakuussa (Kuva 3 ). Kaivonäytteitä tarkasteltiin paikallisen sateiden ja lumen muodostamaan LMWL-suorasta nähden, jolle pohjavedet sijoittuvat
Overview of groundwater sources and water-supply systems, and associated microbial pollution, in Finland, Norway and Iceland. & Kujala, K., 2021. Surface water intrusion, land use impacts, and bacterial community composition in shallow groundwater wells supplying potable water in sparsely populated areas of a boreal region. Näytteitä on otettu kohteista kahdesti kuussa vuoden ajan. Sekä mikrobiyhteisöjen tarkastelu että isotoopit tuovat kummatkin arvokasta lisätietoa kaivojen riskien hallinnan tueksi. Aiempina vuosina kaivo 3 on ollut useita kertoja ajoittain pois käytöstä, ja jonkin aikaa näytteenottokampanjan jälkeen se on suljettu lopullisesti. menetelmä huomattavasti herkempi havainnoille kuin esim. Yapiyev, V., Rossi, P.M., Ala-aho, P., Marttila, H. Laajemmat näytteenottokampanjat tuovat lisää tietoa Sekä stabiilien isotooppien että mikrobiyhteisöjen tarkastelu toivat lisää syvyyttä kaivojen tilan tarkasteluun. On kuitenkin huomioitava, että käytetyn menetelmän PCR-koettimet olivat optimoidut bakteerien tunnistamiseen. Kirjallisuus Butler, T.M., Wilhelm, A.-C., Dwyer, A.C., Webb, P.N., Baldwin, A.L., Techtmann, S.M., 2019. Stable water isotopes as an indicator of surface water intrusion in shallow aquifer wells: A cold climate perspective. E. https://doi.org/10.1029/2022WR033056. Microbial community dynamics during lake ice freezing. Näitä koettimia käytettäessä kloroplastien tunnistus voi olla vajavaista ja yleensä kloroplastit rajataan pois analyyseistä (Lyons ym. Hunt, R.J., Coplen, T.B., Haas, N.L., Saad, D.A., & Borchardt, M.A., 2005. & Miettinen, I., 2017. Investigating surface water–well interaction using stable isotope ratios of water. Myös ulosteperäistä saastumista kuvaavaa GenBac3geenimarkkeria oli hieman havaittavissa kaivon 2 toukokuun näytteessä (huom. Kuitenkin samaa lähestymistapaa on käytetty myös muissa tutkimuksissa (esim. 2023. Kaivosta oli myös havaittavissa Gallionella-bakteeritaksonia, joka on yleisesti rautaa hapettava bakteerityyppi. Loppuraportti. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.161199. coli-näytteenotto). 2021). Lyons, K., Ikonen, J., Hokajärvi, A.-M., Kauppinen, A., Miettinen, I., Pitkänen, T., Rossi, P.M. 39 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Lyons, K., Ikonen, J., Hokajärvi, A.-M., Räsänen, T., Pitkänen, T., Kauppinen, A., Kujala, K., Rossi, P.M., Miettinen, I. Syksyn näytteessä kaivossa 2 ei ollut havaittavissa kloroplasteja, mikä entisestään viittaa lumen sulantatulvan aiheuttamiin muutoksiin. Science of the Total Environment, 864, 161199. Kaivo oli kaikkinensa erityisen haastava olosuhteiltaan, koska pohjaveden pinta oli lähialueella ajoittain hyvin lähellä maan pintaa, joka voi yleisesti kasvattaa kontaminaatioriskiä ja maaperästä (vähähappisissa olosuhteissa) liukenee pohjaveteen huomattavia määriä rautaa. Scientific Reports, 9, 6231. 2023. THL, 2020. Kaivon 3 mikrobiyhteisön tarkastelu paljasti useampia näkökulmia kaivon tilaan liittyen. Butler et al. Nämä olosuhteet heijastuivat muista kaivoista erityisesti poikkeavina mikrobiyhteisöinä. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42609-9. Microbiology Spectrum, 9(3), e00179-21, doi:10.1128/Spectrum.00179-21. Haihduntaan viittaavaa poikkeamaa oli havaittavissa noin 10 % näytteistä, mikä antaa indikaatiota kuinka yleistä pintaveden tahaton imeytyminen kaivoissa voi olla. 2019), mikä puoltaa lähestymistavan potentiaalia, vaikka lisää tutkimusta tarvitaan. Water Resources Research, 59, e2022WR033056. Parhaassa tapauksessa tässä esitetyistä lähestymistavoista esimerkiksi tietyt mikrobi-indikaattorit otetaan pian laajemmin käyttöön vesilaitoksilla tukemaan oman vedenoton turvallisuuden kehittämistä. Kaivojen 1 ja 4 osalta ei sellaisia selkeitä poikkeamia mikrobistossa näkynyt, jotka viittaisivat pintaveteen tai muihin ongelmiin kaivossa näytteenottohetkellä. Kløve, B., Kvitsand, H.M.L., Pitkänen, T., Gunnarsdottir, M.J., Gaut, S., Gardasson, S.M., Rossi, P.M. Journal of Hydrology, 302: 154–172. Mikrobiyhteisöjen osalta tarkemman vuositasoisen dynamiikan tarkastelua on jatkettu vuosina 2021–2022 kolmen kohteen osalta, joissa tarkastellaan joen, järven ja sorakuopan vaikutuksia (Lyons ym., valmistelussa). Ajallisen vaihtelun tarkempi seuranta antaa tietoa, kuinka mikrobisto vaihtelee vuoden aikana ja kuinka paljon pintaveden vaikutusta on nähtävissä vuodenaikojen (ja lämpötilojen) vaihdellessa. Hydrogeology Journal, 25(4), 1033-1044, doi:10.1007/s10040017-1552-x. Kevätsulannan aikaan GenBac3-geenimarkkeria oli havaittavissa näytteessä, joka saattaa viitata kontaminaatio-ongelmaan sekä useampia lajiluokkia tuloksissa kuten Clostridia ja Blautia. Sininen biotalous –ohjelma: pohjavesien turvaaminen reaaliaikaisella seurannalla (SiPo-hanke). Isotooppitutkimuksia on jatkettu laajemmalla näytteenottokampanjalla syksyn 2020 aikana, jolloin Pohjois-Suomesta kerättiin isotooppinäytteet yli 350:stä kunnallisesta tai kyläkohtaisesta kaivosta (Yapiyev ym., 2023). Monitoring groundwater quality with real-time data, stable water isotopes, and microbial community analysis: A comparison with conventional methods
GTK:n aineistot on tarkoitettu sekä viranomaisten että kansalaisten käyttöön. Sieltä löytyvät linkit muun muassa hakuja latauspalvelu Hakkuun (hakku.gtk.fi) sekä karttaja rajapintapalveluihin. Tutkittua pohjavesitietoa voivat hyödyntää yleismittakaavaisen suunnittelun taustaaineistona ympäristöviranomaiset kunnissa, kaupungeissa ja maakunnissa, ANU ESKELINEN ryhmäpäällikkö, geologi, Vesiratkaisut-yksikkö Geologian tutkimuskeskus anu.eskelinen@gtk.fi JUSSI AHONEN asiakaspäällikkö, Vesiratkaisut-yksikkö Geologian tutkimuskeskus jussi.ahonen@gtk.fi Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) jakama geotieto sijaitsee geo.fi -sivustolla. Palvelu jakautuu karttapalveluun ja raporttihakuun. Lisäksi palvelussa tiedotetaan GTK:n ajankohtaisista pohjavesitutkimusprojekteista. Pohjavesitiedon lähteillä 40 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Lähde-palvelu kokoaa GTK:n pohjavesiaineistot Lähde-palveluun (lahde.gtk.fi) on koottu GTK:ssa tehtyjen pohjavesitutkimusten tuloksia. Aineistosta riippuen ne ovat katseltavissa, ladattavissa tai käytettävissä rajapintapalveluiden kautta
41 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Keskeisin aineistokokonaisuus Lähde-palvelussa on pohjavesialueiden geologisen rakenteen selvitykset. Kaivovesien laatu –aineistokokonaisuus on kerätty koko Suomen kattavien ”Tuhat kaivoa” ja ”500 kaivoa” -projekteissa. Palvelun kattavuus laajenee vuosittain, kun sitä päivitetään valmistuneilla tutkimustuloksilla. vesiviranomaiset, vesilaitokset, konsultit sekä pohjavesialueilla toimivat yritykset. Analysoidut vesinäytteet on otettu kallioperän porakaivoista, maaperän kaivoista (kuilukaivo, lähdekaivo, maaputkikaivo) ja lähteistä vuosina 1999–2001. Pohjaveden ja sadannan hapen ja vedyn isotooppikoostumus noudattelee ensisijaisesti maantieteellistä systematiikkaa, joten isotooppiarvoja voidaan käyttää alueellisena referenssinä hydrologiaan kytkeytyvissä tutkimuksissa. Karttapalvelun muut aineistot Pohjaveden isotoopit –aineisto koostuu koko Suomen pohjavesien sekä sadeveden ja lumen hapen ja vedyn isotooppikoostumuksista. Pohjaveden energiapotentiaali -aineiston tavoitteena on osoittaa Suomessa vielä yleisesti tuntemattoman uusiutuvan energialähteen, pohjaveden, käyttömahdollisuuksia. Mallinnustulosten lisäksi palvelusta on saatavissa muun muassa tutkimuskohteissa tehtyjen kairaus ten maaperäkerrostiedot (ks. Sovellusaloja ovat hydrogeologisten tutkimusten lisäksi ilmastotutkimus, ekologia ja biotieteet. Aineistosta on laskettu tilastollisia tunnuslukuja maaperän ja kallioperän kaivovesien geokemiallisesta laadusta. GTK on tehnyt rakenneselvityksiä yhteistyössä ympäristöhallinnon sekä kuntien, kaupunkien ja vesilaitosten kanssa 1990luvulta lähtien. kuva alla). Lähde-palvelussa on tällä hetkellä tutkimustietoa noin 200 pohjavesialueesta. Pohjavesien geokemiallista aineistoa voidaan käyttää yhteiskunnallisessa päätöksenteossa kestävän kehityksen mukaisen käytön tukena pohjaveden saannin ja laadun turvaamiseksi sekä taustapitoisuusja vertailutietona ympäristövaikutusten arvioin nissa, pohjavesitutkimuksissa sekä ihmistoiminnan aiheut ta mien ympäristöhaittojen minimoimisessa. Aineisto osoittaa pohjaveden teoreettisen lämmitystehon luokitelluilla pohjavesialueilla ja sen avulla voidaan tutkia geoenergian käyttökelpoisuutta, saatavuutta ja vaihtelua pohjavesialueittain. Kaivon tai lähteen tarkkaa sijaintia ei ole tietoturvasyistä palvelusta saatavissa. Karttapalvelusta on ladattavissa mallinnetut kallionpinnan ja pohjavesipinnan korkeustasot sekä näistä lasketut paksuusaineistot: pohjavesivyöhykkeen paksuus, pohjavedenpinnan yläpuolisen maakerroksen paksuus ja maaperän kokonaispaksuus
Haavoittuvuusanalyysi on tehty DRASTIC-menetelmällä, joka on tarkoitettu pohjavesimuodostuman luontaisista geologisista ja hydrogeologisista olosuhteista aiheutuvan pohjaveden pilaantumispotentiaalin yleispiirteiseen tarkasteluun. kuva alla). Luokittelu perustuu pääasiassa geomorfologiaan ja geologisiin syntyprosesseihin, jotka antavat hyvän yleiskuvan myös muodostumien hydrogeologisista ominaisuuksista (ks. Pohjaveden haavoittuvuutta kuvaava aineisto tuotettiin GeoERA Hover (Harmonized vulnerability to pollution mapping of the aquifer) -hankkeessa Euroopan laajuisesti. Palvelun kautta voi katsella tai ladata omaan käyttöösi maksutonta aineistoa. Muu pohjavesitutkimuksiin soveltuva geologinen aineisto Pohjavesitutkimuksissa voidaan myös hyödyntää GTK:n aineistoja, joita ei löydy Lähde-palvelusta. GTK:n Hakku-palvelusta (https://hakku.gtk.fi/) voi katsella ja ladata erilaisia geologisia paikkatietotuotteita. Pohjatutkimukset ovat useimmiten kairauksia ja laboratoriotutkimuksia, joilla selvitetään maaperän rakennetta (ks. Suurin osa palvelun aineistoista on tuotettu väylärakennushakkeiden yhteydessä. kuva oikealla). Varjostettu korkeusmalli on katseltavissa palvelun kautta. Aineisto kuvaa hyvin yleisellä tasolla pohjaveden haavoittuvuuden alueellista vaihtelua Suomessa eikä sitä voi käyttää yksityiskohtaisessa suunnittelutyössä. Mukana on myös joidenkin kuntien, ELY-keskusten ja GTK:n pohjatutkimuksia. Pohjatutkimukset karttapalveluun (https://gtkdata.gtk. Laserkeilausaineisto on maanpintaa ja maanpinnalla olevia kohteita kuvaava kolmiulotteinen pistemäinen aineisto. 42 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Aineisto sisältää muun muassa harjut, deltat, saumaja reunamuodostumat, moreenimuodostumat ja rantakerrostumat. Pohjavesitutkimusten kannalta käyttökelpoinen aineistokokonaisuus on Jäätikkösyntyiset maaperämuodostumat -tietoaineisto, jossa esitetään Suomen jäätikkösyntyiset muodostumat. Aineisto pohjautuu Maanmittauslaitoksen tuottamaan laserkeilausaineistoon. fi/Pohjatutkimukset/index.html) on kerätty pohjatutkimuksia eri lähteistä
43 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET. Katsomisen arvoinen on esimerkiksi digitaalinen geonäyttely geo-on. Muita pohjavesitutkimuksissa käyttökelpoisia paikkatietotuotteita Hakku-palvelussa ovat: •Maaperä-aineistot (maaperäkartat eri mittakaavoissa) •Happamat sulfaattimaat (kartta happamien sulfaattimaiden esiintymisen todennäköisyydestä) •Muinaisrantojen havainnot (tietoaineistot Itämeren vaiheista ja levinneisyydestä) •Kallioperän rakennetulkinta ja kallioperän heikkousvyöhykkeet (aineistoja kallioperän rakenteesta ja rikkonaisuudesta) GTK:n verkkopalvelut tarjoavat runsaasti muutakin aineistoa kaikille geologiasta kiinnostuneille. fi
Itämeren seurantatiedot ovat olleet koottuna eri tutkimuslaitosten ja muiden tahojen tekemästä seurannasta merenhoidon seurantaohjelmassa. V esienja merenhoidossa on aiemmin ollut käytössä useita eri järjestelmiä. Varsinaista tietojärjestelmää merenhoidon tietojen käsittelyyn ja raportointiin ei ole aiemmin ollut, vaikka Itämeri-portaalin kautta tietoja meren tilasta onkin ollut hyvin saatavilla. Järjestelmä kattaa sekä pohjavesien, pintavesien että merenhoidossa tarvittavat tietokokonaisuudet ja toiminnallisuudet. Tietojärjestelmän toteutus aloitettiin merenhoidosta vuonna 2021, vuonna 2022 olivat erityisesti pohjavesiasiat kehittämistyön keskiössä ja vuonna 2023 pureudutaan järviin, jokiin ja rannikkovesiin. Meren tilan arvioinnissa jo paljon toiminnallisuuksia Meriosiosta löytyvät tällä hetkellä merenhoidon aluejakoja vesimuodostumatiedot, seurantapaikat, merihavaintopaikat pohjaeläinten ja vesientilan osalta sekä rantaroskien seurantaalueet. PISARA-hanke – vesienja merenhoidon tietojärjestelmä 44 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. PISARA-järjestelmä tulee kokoamaan nämä aiemmin hajallaan olleet vesiin ja Itämereen liittyvät tiedot. Vuoden 2022 aikana kehitettiin meren tilan indikaattoreiden automaattista laskentaa ja luotiin työkalut tilaarvion tekemiseksi. Ensivaiheessa järjestelmä palvelee viranomaisia erityisesti vesienja merenhoidonsuunnittelussa. Kehitystyötä tehdään kaikkien osa-alueiden yhteistyönä ja kehitettävät komponentit palvelevat kaikkia vesienja merenhoidon osa-alueita. Tila-arviotyökalu pääsee heti tulikokeeseen, koska Itämeren tila-arvio valmistuu vuonna 2024. Pohjavesimuodostumia koskeva tieto on tallennettu Pohjavesitietojärjestelmä POVETiin. Toiminnallisuuksia julkaistaan vaiheittain ja yhteistyössä tehtävässä kehittämistyössä eri vaiheissa toteutetut toiminnallisuudet palvelevat kaikkia osa-alueita. Meriosan hakutoimintoja ja suodatusmahdollisuuksia on myös parannettu. Vesimuodostuma-tietojärjestelmään on tallennettu vesienhoidon suunnitteluun ja toteutukseen liittyvää tietoa pintavesistä. Hallinnon asiantuntijat syöttävät meren tilaa ja RITVA BRITSCHGI Johtava hydrogeologi, Pohjavesi, Suomen ympäristökeskus SYKE JANNE JUVONEN Ylitarkastaja, Pohjavesi, Suomen ympäristökeskus SYKE SAMULI KORPINEN Tutkimuspäällikkö, Merenhoito, Suomen ympäristökeskus SYKE KATI MARTINMÄKIAULASKARI Tutkija, Vesienhoito (järvet, joet ja rannikkovesi), Suomen ympäristökeskus SYKE TUOMAS NAAKKA Hankepäällikkö, Suomen ympäristökeskus SYKE Sähköpostit muotoa etunimi.sukunimi@syke.fi Vesienja merenhoitoon on tulossa yhteinen tietojärjestelmä PISARA. Useamman havaintopaikan pitoisuusaikasarjojen samanaikainen tarkastelu on nyt mahdollista koko Itämeren alueella
Testauksessa saadun palautteen pohjalta järjestelmää kehitetään edelleen. Tavoitteena on, että PISARAan tulee toiminnallisuudet ominaispiirteiden, paineiden ja tilan arvioinnille. Tietojen julkaisu laajemmalle yleisölle tapahtuu verkkopalvelujen kuten vesi.fi ja itameri. Pisara-järjestelmä kattaa sekä pohjavesien, pintavesien että merenhoidossa tarvittavat tietokokonaisuudet ja toiminnallisuudet. Tulevat käyttäjät aktiivisia kehitystyössä Kehitystyön lähtökohtana ovat olleet laajat käyttäjähaastattelut ja työpajat, joissa on kartoitettu tarvittavia toiminnallisuuksia. Tilaarvion käyttäjinä on myös ympäristöhallinnon ulkopuolisia asiantuntijoita. Riskitekijöiden jälkeen vuorossa on pohjavesialueiden tila-arviotyökalun kehittäminen. Varsinainen järjestelmätoimittaja on Solita Oy. fi kautta. Seuraavassa vaiheessa on tulossa lisää toiminnallisuutta tietojen tallentamiseen, muokkaamiseen ja analysointiin sekä tietojen sähköiseen siirtoon. Lisäksi kehitetään pintavesien tilan automaattista laskentaa. Pintavesiosion suunnittelu aloitettu Vuonna 2023 kehitetään työkalut järville, joille ja rannikkovesille. Tärkeänä osana järjestelmää ovat karttatoiminnallisuudet. Pohjavesien vesienhoitoa koskevista osuuksista ensimmäisenä PISARAan on lähdetty toteuttamaan riskitekijöiden arviointia, jonka tarkistaminen ja tietojen tallentaminen vesienhoitokaudelle 2022–2027 tulee ELY-keskusten tehtäväksi vuoden 2023 aikana. Työn rajaus ja tarkempi määrittely on alkanut. PISARA palvelee ympäristöhallinnon tarpeita PISARAn käyttäjiä tulevat ensivaiheessa olemaan elinkeino-, liikenneja ympäristökeskusten, Suomen ympäristökeskuksen ja ympäristöministeriön asiantuntijat. Näin järjestelmä rakentuu pala palalta paremmaksi. Jo tällä hetkellä pohjavesitietoja niin pohjavesialueiden kuin havaintopaikkojenkin osalta voidaan hakea, selailla ja suodattaa monipuolisesti. Vesienhoidon näkökulmasta on eri tahojen tuottamien kartta-aineistojen tarkastelu yhdessä vesitietojen kanssa olennaista. Mukana ohjaustyössä ovat myös ELY-keskusten nimetyt asiantuntijat. Kokonaisuuden rakentumisen kannalta onkin tärkeää, että testaukseen on saatu sitoutumaan laaja joukko tulevia käyttäjiä. Hanketta rahoittaa ympäristöministeriö ja sen toteutusta ohjaavat Suomen ympäristökeskuksessa hankepäällikkö, tietokeskuksen asiantuntijat sekä eri osa-alueiden tuoteomistajat. PISARA korvaa POVETin PISARA korvaa vuoden 2023 aikana suurimman osan vanhasta pohjavesitietojärjestelmä POVETista. paineita kuvaavien indikaattorien arvoja järjestelmään, jonka avulla kootaan yhteenvetoja ja kokonaiskäsitys Itämeren tilasta merenhoidon kaikkien 11 kuvaajan osalta. 45 Vesitalous 2/2023 POHJAVEDET
K emikaalien tuotanto on jatkuvassa kasvussa. Parempi vaihtoehto vaikuttaa haitta-ainepäästöihin on kohdistaa toimenpiteitä jätevesiverkoston päästölähteisiin. Vaikka Suomessa vesistöjen kemiallista tilaa heikentävät pääasiassa maaperään varastoitunut ja vesistöihin tihkuva elohopea sekä kaukokulkeutuvat palonestoaineet (Siimes ja Mannio 2020), aiheuttavat muutkin aineet paikallisesti ongelmia pintavesien laadulle. Jätevesitilinpitotyökalu sisältää tarkan kuvauksen lähes kahdensadan toimialan ja kotitalouksien puhdistamoille johtaVILLE JUNTTILA tutkija, Suomen ympäristökeskus ville.junttila@syke.fi PIIA LESKINEN yliopettaja/tutkimusvastaava, Turun ammattikorkeakoulu piia.leskinen@turkuamk.fi JARKKO LAANTI laatu ja ympäristöpäällikkö, Turun seudun puhdistamo Oy jarkko.laanti@turunseudunpuhdistamo.fi Turun ammattikorkeakoulun vetämässä hankkeessa tutkittiin, miten jätevesiverkostoon liittyneiden toimijoiden haitta-ainekuormituksen määrää voidaan arvioida. Toistaiseksi ei kuitenkaan ole ollut kustannustehokasta työkalua verkostoon liittyneiden toimijoiden haitta-ainekuormituksen laadun ja määrän arviointiin, minkä perusteella voitaisiin tunnistaa ne päästölähteet, joissa jäteveden esikäsittely olisi kannattavinta. Toimialakohtaisen haitta-ainekuormituksen arviointi jätevesitilinpidolla 46 www.vesitalous.fi HAITTA-AINEET. Vuonna 2016 Euroopassa kulutettiin lähes 350 miljoonaa tonnia kemikaaleja, joista suuri osa on luokiteltu ympäristölle tai ihmiselle haitallisiksi (EEA 2018). Yksi haitallisten aineiden reitti ympäristöön on yhdyskuntajätevedet, jotka kootaan jätevedenpuhdistamoille ja johdetaan puhdistamisen jälkeen yhteen pisteeseen vastaanottavassa vesistössä. Tätä toimialakohtaista lähestymistapaa hyödynnettiin Source track -hankkeessa. Jätevedenpuhdistamojen ravinteiden poiston tehokkuus on hyvällä tasolla, mutta useat haitta-aineet kulkeutuvat puhdistusprosessien lävitse. Haitta-aineanalytiikan kalleuden ja näytteenoton haasteellisuuden takia päästölähteiden etsiminen yksittäin verkostoon liittyneiden toimijoiden joukosta ei ole realistinen lähestymistapa. Kemikaaleja käytetään käytännössä kaikissa yhdyskunnan toiminnoissa, ja siksi yhdyskunnat ovat haitallisten aineiden pääasiallinen päästölähde ympäristöön. Tulosten perusteella kotitaloudet ja jätehuolto ovat tietyillä aineilla merkittäviä kuormittajia, mutta valtaosa kuormituksesta on peräisin tuntemattomilta toimialoilta. Toimialojen päästöjä voidaan arvioida jätevesitilinpitotyökalulla Ympäristöministeriön vesiensuojelun tehostamisohjelman rahoittamassa Source track -hankkeessa kerättiin tietoa Turun alueen eri toimialojen ja kotitalouksien jätevesien haitta-ainepitoisuuksista ja pilotoitiin Suomen ympäristökeskuksen kehittämää jätevesitilinpitotyökalua eri toimialojen Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolle johtaman haitta-ainekuormituksen arvioinnissa. Onkin kannattavampaa tarkastella toimijoita ryhmittäin, koska on oletettavaa, että samankaltaisista toiminnoista syntyy samankaltaisia ympäristövaikutuksia. Tarkastelu perustui Suomen ympäristökeskuksen kehittämän jätevesitilinpitotyökalun ja jätevesinäytteiden analyysitulosten yhdistämiseen. Puhdistusprosessin kehittäminen poistamaan kaikkia haitta-aineryhmiä on vaikeaa ja kallista, ja puhdistustehon nostaminen voi lisätä puhdistamojen muita ympäristövaikutuksia, kuten energian kulutusta ja kasvihuonekaasujen päästöjä
Tulosten perusteella kotitaloudet myös tuottavat valtaosan, eli noin 70 % Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolle tulevasta jätevedestä (josta on vähennetty hulevedet). Source track -hankkeessa tarkastelun kohteeksi otettiin lääketeollisuus ja jätteenkäsittely. 47 Vesitalous 2/2023 HAITTA-AINEET. 20 40 60 80 100 PFOS PFOA 6:2 FTS % PFAS 20 40 60 80 100 NP&NPE OP&OPE Alkyylifenolit 20 40 60 80 100 Bisfenoli A Bisfenoli F Bisfenolit 20 40 60 80 100 DEHP BBP DEBP Ftalaatit Kuva 1. Mittaustulosten ja Turun seudun alueelle skaalatun jätevesitilinpitoaineiston avulla arvioitiin toimialojen ja kotitalouksien tuottamat päästöt PFAS-yhdisteille, alkyylifenoleille, ftalaateille ja bisfenoleille. Menetelmää on testattu vertaamalla työkalun tuottamia yhteenlaskettuja toimialakohtaisia fosforija typpikuormia jätevedenpuhdistamojen vastaanottamaan ravinnekuormitukseen. Näiden toimialojen haitta-ainekuormituksen suhteellisen merkityksen arvioimiseksi tarkasteluun sisällytettiin myös kotitaloudet, jotka tuottavat valtaosan alueen jätevesistä, käsiteltiin yhtenä toimialana. PFAS-yhdisteiden kohdalla jätteenkäsittelyn tuottama kuorman arvioitiin olevan varsin suuri, kun otetaan huomioon, että jätevesitilinpidon perusteella jätteenkäsittelyn osuus Kakolanmäen puhdistamon viemäröintialueella syntyvistä jätevesistä on alle kaksi prosenttia. Kotitaloudet ovat merkittävä päästölähde Jätevesitilinpitotyökalun tulosten perusteella tarkastelluista toimialoista suurimmat tutkittujen haitta-aineryhmien kuormat ovat peräisin kotitalouksista (Kuva 1 ). masta jätevesimäärästä. Toimialakohteissa näytteenotto toistettiin kolmesti, minkä lisäksi jätehuollon suotovesistä otettiin neljä näytettä. Toimialakohtaista aineistoa jätevesien haitta-ainepitoisuuksista on vähän, joten hankkeessa otettiin 24 tunnin kokoomanäytteitä lääketeollisuutta ja jätteenkäsittelyä edustavien yritysten jätevesistä haitta-aineanalyysejä varten. Jätevesitilinpitotyökalulla lasketut telakkateollisuuden, kotitalouksien, lääketeollisuuden ja jätteenkäsittelyn synnyttämät haitta-ainepäästöt Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolle. Kun tietyn toimialan jätevesiaineistoon liitetään tiedot tarkastelun kohteena olevan aineen jätevesipitoisuuksista, tuotetaan kvantitatiivinen arvio toimialan haittaainekuormituksesta. Pumppaamonäytteenotto toistettiin neljä kertaa. Lisäksi kokoomanäytteitä otettiin neljältä jätevedenpumppaamolta, joilta kahteen tulee lähes pelkästään kotitalouksien jätevesiä, yhteen telakka-alueen jätevesiä ja yhteen jätevesiä sekalaisen teollisuuden alueelta. Koska yhteen jätevedenpumppaamoon tuli jätevesiä vain telakka-alueelta, käytettiin tämän näytepisteen tuloksia telakkateollisuuden toimialakuormien laskemisessa. Kuormien vastaavuus on ollut rajallisesta lähtöaineistosta huolimatta erittäin hyvä, noin 95–99 prosenttia. Jätevesimäärät voidaan skaalata mille tahansa alueelle vertaamalla toimialan valtakunnallista ja kyseisen alueen taloudellista kokonaisaktiviteettia toisiinsa
Yksi hankkeen merkittävä tulos oli, että vaikka tarkastellut toimialojen arvioitiinkin tuottavan yli 70 % puhdistamolle tulevasta jätevesikuormasta, valtaosa kaikkien tutkittujen haitta-aineryhmien kuormasta on peräisin tuntemattomilta toimialoita. Tarkasteltujen toimialojen osuudet Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolle tulevasta tiettyjen aineiden kokonaiskuormasta. Jatkotutkimuksia tarvitaan Vaikka vertailuaineistoa olikin niukasti, voidaan jätevesitilinpitotyökalun tuottamia arvioita eri toimialojen haittaainepäästöistä pitää realistisina. 2020. Näitä aineita olivat PFAS-yhdisteistä 6:2 FTS, nonyylifenolit ja nonyylifenolietoksylaatit, bisfenoli A ja ftalaatit. 50 100 150 200 250 300 350 400 450 g/ v PFAS 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 g/ v Alkyylifenolit 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 g/ v Bisfenolit 20 40 60 80 100 120 g/ v Ftalaatit Kuva 2. Siimes K. Vesitalous 2/2020. Tätä riskiä voidaan pienentää sisällyttämällä useampia yrityksiä ja toimialoja tutkimukseen, mikä myös antaisi paremman kuvan toimialojen sisäisestä jätevesien haitta-ainepitoisuuksien vaihtelusta ja kehittäisi täten myös kuormitusarvioita. Hankkeessa arvioituja haitta-ainekuormia verrattiin Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolle tuleviin jäteveden haitta-ainekuormiin. Koska aineistoa tulokuorman suuruudesta tutkituille haitta-aineryhmille oli vähän, voidaan tuloksia pitää suuntaa antavina ensimmäisinä arvioina toimialojen jätevesien laadusta. Yksittäisten aineiden kohdalla kotitalouksien ja jätteenkäsittelyn osuus puhdistamolle tulevasta kokonaiskuormasta oli kuitenkin merkittävä. Pintavesien kemiallinen tila – Quo vadis. Hankkeessa kuitenkin havaittiin, että yritysten saaminen mukaan edustamaan toimialaansa on haastavaa. Kokonaiskuvan täydentämiseksi tarvitaan siis kattavampi aineisto eri toimialojen jätevesille tyypillisistä haitta-ainepitoisuuksista. ja Mannio J. Tulosten perusteella valtaosa kaikkien aineryhmien kuormasta on peräisin muilta kuin hankkeessa tarkastelluilta toimialoilta (Kuva 2 ). 48 www.vesitalous.fi POHJAVEDET. Muiden tarkasteltujen toimialojen haitta-ainepäästöt olivat pieniä verrattuna kotitalouksiin ja jätteenkäsittelyyn. Kirjallisuus EEA 2018 https://www.eea.europa.eu/airs/2018/environmentand-health/production-of-hazardous-chemicals. Osittain tähän saattoi vaikuttaa tutkimuksen aikana vallinneen epidemiatilanteen yrityksille aiheuttamat vaikeudet, mutta voi myös olla, että osa yrityksistä pitää ”kasvojen antamista” haitta-ainepäästöille maineriskinä. Yhteistä näille yhdisteille on laaja käyttö erilaisissa kuluttajatuotteissa
Kyselyyn vastaaminen vie noin 5 minuuttia. Ajankohtaista tietoa pohjavesistutkimuksissa hyödynnettävistä tietojärjestelmistä ja valtakunnallisesta pohjavesiseurannasta . Voit liittyä mukaan Vesitalouden verkkosivuilta vesitalous.fi, jossa linkki aamukahveille löytyy uutisosiossa ennen tapahtumaa. Pohjaja pintaveden vuorovaikutuksesta vedenhankintaan, vedenoton riskeihin ja ekosysteemeihin . Keskustelun aiheena on teemanumeron 2/2023 aihepiiri . Pohjaveden merkityksestä yhteiskunnassamme Keskustelua moderoivat johtava asiantuntija Taina Nystén Suomen ympäristökeskuksesta ja apulaisprosessori Pekka Rossi Oulun yliopistosta. Tule keskustelemaan ja jakamaan ajatuksia sekä kokemuksia Vesitalous-lehden aamukahveille Teams-etäyhteydellä keskiviikkona 5.4.2023 kello 9:00–10:00. Pohjaveden määrän ja laadun turvaamiseen tarvitaan eri toimijoiden yhteistyötä. https://forms.office.com/r/XKfvt7rafQ Kutsu Vesitalouden lukijatutkimukseen Pohjavedellä on suuri merkitys vesitaloudessa. Innovatiiviset tutkimusmenetelmät kuten merkkiaineet veden laadun ja alkuperän selvittämisessä . Toivomme sinulta palautetta lehdestä ja ideoita tulevaan. Oheinen linkki ja QR-koodi kyselyyn löytyy myös Vesitalouden verkkosivujen etusivulta uutisosiosta. Käytämme vastauksia ja kommentteja kehittämään lehteä vastaamaan lukijoiden tarpeita. Vastaa Vesitalous-lehden lukijakyselyyn ja auta meitä kehittämään lehteä. Vastaathan toukokuun loppuun mennessä. Myös tietyt luontotyypit järvi-, jokija lähdeekosysteemeissä janoavat pohjavettä. Pohjaveden kontaminaatio, riskinarviointi ja hallinta . Tervetuloa Vesitalous 2/2023 -lehden aamukahveille!
YK:n vesikonferenssin tavoitteena on auttaa nopeuttamaan puhtaan veden ja sanitaation sekä muiden veteen liitännäisten kestävän kehityksen tavoitteiden saavuttamista, tuoda eri toimijoita yhteen ja tarjota ratkaisuja. Konferenssi on ensimmäinen YK-vesikonferenssi 46 vuoteen, sitten vuoden 1977 (Mar Del Plata, Argentiina) ja edustaa vesiasioille merkittävää virstanpylvästä. K estävän kehityksen tavoite 6, eli veden saannin ja kestävän käytön sekä sanitaation varmistaminen kaikille, on merkittävästi jäljessä tavoitellusta kehityksestä. 2 Lisäksi maailmassa on 2,2 miljardia ihmistä, joilla ei ole vettä kotonaan tai se ei ole turvallista juotavaksi. Merkittävyydestään huolimatta vesi on pitkään kärsinyt poliittisen näkyvyyden ja johtajuuden puutteesta, mutta viime aikoina muun muassa ilmastonmuutos, luontokato, ruokaja energiaturva sekä luonnonkatastrofit ja konfliktit ovat tuoneet veden roolin entistä näkyvämmäksi. 1 WHO:n mukaan 494 miljoonalla ihmisellä ei ole käymälää, vaan he tekevät tarpeensa pihalle. Vedestä tulee riippumaan, mihin suuntaan maailmamme kehitys kääntyy. Samalla konferenssi antaa veden osalta syötteitä muihin keskeisiin YK:n prosesJUKKA ILOMÄKI kehityspolitiikan neuvonantaja (vesi) Ulkoministeriö jukka.ilomaki@formin.fi KIRA HEIKELÄ asiantuntija, kansainvälinen ilmastoja vesipolitiikka Ulkoministeriö kira.heikela@formin.fi Yhdessä kohti vesiturvallista maailmaa 2030: YK-vesikonferenssi New Yorkissa Maailman korkeimmalla poliittisella tasolla, YK:n yleiskokouksen puheenjohtajan koolle kutsumana järjestetään New Yorkissa 22.-24.3.2023 YK:n vesikonferenssi (UN 2023 Water Conference). Tämänhetkisen arvion mukaan esimerkiksi vain neljännes maista tulee saavuttamaan itselleen asettamansa kansallisen tavoitteen sanitaatiossa vuoteen 2030 mennessä. 3 Samalla veden kestävän kehityksen tavoitteen saavuttaminen on keskeinen edellytys käytännössä myös kaikkien muiden kestävän kehityksen tavoitteiden saavuttamiselle. 50 www.vesitalous.fi AJANKOHTAISTA. Samalla konferenssi on YK:n veden vuosikymmenen (2018–2028) väliarviointi
Suomi on Suomen vesialan kansainvälisen strategian (2018 – 2030) viitoittamalla tavalla hyvin aktiivisesti mukana konferenssin valmisteluissa, osallistuen edellisen vuoden aikana merkittävään määrään kansainvälisiä kokouksia ja panostamalla valmisteluihin poikkihallinnollisella yhteistyöllä. Keskustelujen asialista kattaa veden linkitykset terveyteen, kestävään kehitykseen, ilmastoon ja ympäristöön, yhteistyön rajavesistöissä, eri sektorien ja tieteen kanssa, sekä YK:n veden vuosikymmenen ja sitä myötä YK:n vettä hallinnoivien rakenteiden käsittelyn. Miten sinä ja organisaatiosi voitte hyödyntää tätä tilaisuutta sitoutuaksenne itse, saamalla näkyvyyttä työllenne sekä jakaaksenne esimerkkiä ja hyviä käytänteitä vesiasioiden edistämiseksi sekä Suomessa että maailmalla. The UN-Water global analysis and assessment of sanitation and drinking-water (GLAAS). Verkkotapahtumat mahdollistavat osallistumisen mistä päin maailmaa tahansa ilman rekisteröitymistä konferenssiin. Lisätietoja YK-vesikonferenssin sivusto: https://sdgs.un.org/conferences/water2023 Water Action Agenda: sitoumuksentekijäksi liittyminen: https://sdgs.un.org/partnerships/action-networks/water UN Web TV: https://media.un.org/en/webtv 51 Vesitalous 2/2023 AJANKOHTAISTA. Uusi yhteinen tehtävä alleviivaa veden kasvanutta roolia ulkoja turvallisuuspolitiikan sisäkehällä. 2 WHO (2022) Sanitation: Key facts (https://www.who.int/newsroom/fact-sheets/detail/sanitation) 3 WHO, UNICEF (2019) Progress on drinking water, sanitation and hygiene: 2000-2017: Special focus on inequalities. Eri tasoisia sitoumuksia on kuvattu pyramidimallilla: laajan pohjan muodostavat iso kirjo paikallisemman tason sitoumuksia, kun taas keskiosa muodostuu instituutioiden, valtioiden tai eri kumppanuuksien sitoumuksista. seihin, kuten korkean tason foorumiin ja yleiskokoukseen sekä ilmastoja ympäristösopimusten osapuolikokouksiin. Virallisen ohjelman lisäksi järjestetään valtava määrä sivutapahtumia YK:n sisällä, eri puolilla New Yorkia sekä verkkotapahtumina. Yhdessä voimme rakentaa vastuullista, oikeudenmukaista ja vesiturvallista maailmaa. Vesikonferenssiin voi siis osallistua aktiivisesti myös Suomesta käsin. Teemakeskusteluja vetävät kanssapuheenjohtajaparit, joista toinen on globaalista etelästä ja toinen globaalin pohjoisen edustaja. Vapaaehtoisia sitoumuksia voivat tehdä kaikenlaiset toimijat; valtiot, yritykset, koulutusja tutkimuslaitokset, kansalaisjärjestöt, kunnat, ajatushautomot ja muut toimijat sekä vesialalta että muilta sektoreilta. Veden, rauhan ja turvallisuuden lisäksi tärkeitä prioriteetteja Suomelle konferenssissa ovat veteen ja sanitaatioon liittyvien ihmisoikeuksien toteutumisen varmistaminen, rajavesiyhteistyön tehostaminen sekä maailmanlaajuisen vesihallinnon vahvistaminen. Konferenssin keskeinen lopputulema on vapaaehtoisista sitoumuksista rakentuva Water Action Agenda -toimintasuunnitelma. Suomen päätapahtumana tulee olemaan Vesi, rauha ja turvallisuus Afrikassa -tilaisuus yhdessä Afrikan unionin kanssa. Konferenssi pyrkii vauhdittamaan vesialan kehitystä kannustamalla kaikkia toimijoita sitoutumaan konkreettiseen toimintaan. Myös Suomen valtionhallinto ja suomalaiset organisaatiot valmistelevat sitoumuksia konferenssiin, ja ensimmäinen sitoumus onkin edellä mainittu vesiasioiden erityisedustajan tehtävä. Helmikuussa 2021 Suomen ja Egyptin vedolla valmisteltiin YK:n yleiskokouksen järjestämään korkean tason vesikokoukseen yhteislauselma, joka keräsi huomattavaa kannatusta – allekirjoittajiin kuuluu peräti 168 maata ja 11 organisaatiota. Viitteet 1 UN-Water, WHO (2022). Yhteislauselma on yksi keskeisimmistä konferenssin valmisteluasiakirjoista. Pyramidin huipun muodostavat globaalisti vaikuttavat, vallitsevaa nykytilaa merkittävästi muokkaavat sitoumukset, joita konferenssissa toivotaan identifioitavan muutama. Konferenssin visiona on olla inklusiivinen, poikkisektoraalinen ja toimintakeskeinen. Suomesta vesikonferenssi saa osallistujikseen kattavan valtuuskunnan, joka sisältää toimijoita sekä eri ministeriöistä, muualta valtionhallinnosta, tutkimuslaitoksista, järjestöistä että yksityiseltä sektorilta. Virallisia konferenssiosuuksia voi seurata UN Web TV –sivuston kautta. Konferenssi koostuu yleisistunnoista sekä viidestä interaktiivisesta teemakeskustelusta. Pyramidin huippu ei kuitenkaan synny itsestään, vaan laajalle ja vakaalle pohjalle – siksi kannustammekin kaikkia toimijoita mukaan sitoumusten tekemiseen. Viime vuonna ulkoministeriön poliittisella osastolla aloitti uudessa neljän ministeriön yhteisrahoittamassa (UM, MMM, YM ja STM) tehtävässä vesiasioiden erityisedustajana (Special Envoy for Water) Antti Rautavaara
www.slatek.fi Jäteveden . ja lietteenkäsittelylaitteet Hydropress Huber AB | Puh 0207 120 620 info@huber.fi | www.huber.fi www.kaiko.fi Kaiko Oy Henry Fordin katu 5 C 00150 Helsinki Puhelin (09) 684 1010 kaiko@kaiko.fi www.kaiko.fi • Vuodonetsintälaitteet • Vesimittarit • Annostelupumput • Venttiilit • Vedenkäsittelylaitteet Lastausväylä 9, 60100 Seinäjoki Pirjontie 3, 00630 Helsinki Puh. LIIKEHAKEMISTO Slatek (80 x 80) Auma Finland (80 x 85) Huber (80 x 50) Kaiko (80 x 50) Fennowater (80 x 60) Pa-Ve (80x100) b AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄT b JÄTEVESIENJA LIETTEENKÄSITTELY b VESIHUOLLON KONEET JA LAITTEET b VEDENKÄSITTELYLAITTEET JA -LAITOKSET Tehdään yhdessä maailman parasta vettä. 06 – 420 9500 www.fennowater.fi TUOTTEITAMME: Välppäysyksiköt Hiekanerotusja kuivausyksiköt Lietekaapimet Sekoittimet Lietteentiivistysja kuivausyksiköt Kemikaalinannostelulaitteet Flotaatioyksiköt Lamelliselkeyttimet Sähkö-, instrumentointija automaatiolaitteet Ruuvipuristin FW250/750/0.5, Q= 80 kgTS/h hydraulinen kapasiteetti 6 m³/h
LIIKEHAKEMISTO Sweco (80 x 40) AFRY (80 x 85) Ramboll (80x60) b SUUNNITTELU JA TUTKIMUS Puhtaan veden asiantuntija Autamme asiakkaitamme pohjaveteen ja vedenhankintaan, jätevedenpuhdistukseen, vesihuoltoverkostoihin, hulevesiin ja vesilaitosten johtamiseen liittyvissä kysymyksissä. afry.fi fi.ramboll.com Vesihuollon suunnittelun ykkönen LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Kysy tarjousta! ilmoitukset@vesitalous.fi Tuomo Häyrynen 050 585 7996
Hydrogeological conditions and the number of water bodies have a considerable impact on the probability of bank infiltration. Pekka M. When surface water gets into the well, the water quality suffers. They are used privately as well as by water cooperatives and small pumping stations. The climate and its variations i are also reflected in the annual behaviour of groundwater resources. Long time series of groundwater levels provide indications of these changes. Infiltration into banks is discussed when surface water is transported from a body of water or the sea into an aquifer. Based on the results, there are variations in the microbiomes, and possibilities for new indicators. Liisa Koivulehto and Aura Nousiainen: Towards a good chemical status of groundwater bodies O nly a minority of Finland’s groundwater bodies have been classified with poor chemical status, but in more than half of the cases the poor chemical status is caused by soil contamination. For this reason, POAKORI projects have been active in developing risk assessment and management at groundwater bodies with poor chemical status since 2017. In our surveys, we have studied the part played by surface water in wells utilizing stable isotopes in water and examining the impact of groundwater on the aquatic microbiome. Rossi, Kevin Lyons, Jenni Ikonen, Anna-Maria Hokajärvi, Katharina Kujala, Ilkka Miettinen and Tarja Pitkänen: How surface water intrusion can be seen in the microbiology of well water and in water isotopes. The development of tools for risk assessment F rom the risk assessment perspectives and quality control for wells, it is advisable to recognise the local links between surface water and well. Most of these bodies discharge groundwater into the environment and many significant aquatic ecosystems may be dependent on the groundwater. Anna-Kaisa Ronkanen, Mira Tammelin and Annika Anttila: Changes in land use are reflected in the groundwater level L and use affects locally the amount of groundwater recharge. Kirsti Korkka-Niemi, Juuso Ikonen, Jaana Jarva, Tiina Kaipainen, Marie-Amélie Pétré: Isotopes and atmospheric chemical tracers in groundwater indicate the water’s age, transit routes and reactions with the environment T he isotope compositions of groundwater are natural and unique fingerprints that are used in hydrogeological surveys examining the water flow paths, the interactions of surface and groundwater, and processes between water and its environs. Janika Kanto and Aino Pelto-Huikko: A structural problem in concrete ring wells allows surface water intrusion into wells C oncrete ring wells are a traditional part of water extraction. Obtaining a good chemical status is challenging because the deterioration of groundwater quality is usually caused by several, often also historical sources. Unfortunately, there is little information available on changes in land use, so it is challenging to determine which changes are due to land use and which reflect climate variations and its changes. More than 700 groundwater intake plants are located in the vicinity of a waterway, and at an estimated roughly 200 intake plants some of the pumped water is infiltrated from the surface water body to groundwater body. Also available for determining the age of groundwater are anthropogenic tritium (atmospheric nuclear bomb testing) and helium as well as freon compounds in refrigeration equipment and the sulphur hexafluoride used in electrical equipment, which can be used to determine the age of groundwater less than 70 years old. Other articles Taina Nystén: Making invisible groundwater visible (Editorial) Anu Eskelinen and Jussi Ahonen: At the sources of groundwater data Ritva Britschgi, Janne Juvonen, Samuli Korpinen, Kati Martinmäki-Aulaskari and Tuomas Naakka: PISARA – an expert service for the management and processing of water data Ville Junttila, Piia Leskinen and Jarkko Laanti: Assessment by sector of contaminant loading with wastewater accounting Jukka Ilomäki and Kira Heikelä: Together towards a world of water security 2030: the UN water conference in New York Johanna Kallio, Juhani Gustafsson and Jarkko Rapala: Groundwater in regulations 54 www.vesitalous.fi FINNISH JOURNAL FOR PROFESSIONALS IN THE WATER SECTOR Published six times annually | Editor-in-chief: Minna Maasilta | Address: Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki, Finland ABSTRACTS. Jari Rintala and Ritva Britschgi: Groundwater bodies in the aquatic environment and potential bank infiltration at groundwater intake plants O ut of some 5 000 groundwater bodies, over 60% are located in the immediate vicinity of a surface water body or sea. If the concrete rings in a well have been installed backwards, surface water will trickle into the well between rings or between the rings and the cover. A more comprehensive assessment of all possible emission sources of the entire groundwater body is needed for reasonable and cost-efficient risk management measures
Suomalainen juomavesi pärjää kansainvälisissä vertailuissa erinomaisesti, mutta hyvä laatu ei tule ilman työtä. Jos sataa liikaa, huonokuntoisiin kaivoihin tulvii pintaveden mukana epätoivottavaa ainesta, joka voi pilata veden laadun. EU:n uudelleenlaaditun juomavesidirektiivin toimeenpanon myötä myös raakavesilähteiden riskien arviointiin tulee uutta twistiä esimerkiksi eri hallinnonalojen viranomaisten lisääntyvän yhteistyön vuoksi. Se, mitä kraanasta tai kaivosta tulee lasiin, kiinnostaa terveydensuojeluviranomaisia ja myös vedenkäyttäjiä. Avoimen tiedon periaate on tärkeä, eikä siitä olla luopumassa, päinvastoin, vesi. Pohjavesi on resurssi, jota tarvitaan yhdyskuntien, maaseudun yksittäistalouksien ja elinkeinoelämän vesihuollon raaka-aineeksi. Jos vettä ei sada riittävästi, kaivot ja ottamot kuivuvat. Riskien tunnistaminen ja hallinta koko vedentuotantoketjussa pohjaveden muodostumisalueelta veden oton, käsittelyn, jakelun ja varastoinnin kautta vedenkäyttäjien hanaan ovat keskeinen osa talousvesihuoltoa. Pohjavesi on turvallisuuskysymys ja huoltovarmuuskysymys. Ilmastonmuutos ei koske vain kaukaisia Intian valtameren saaria, vaan myös pohjavesivarojamme. Pohjavesien suojelusuunnitelma on yksi työkalu suojelutyössä. Hyvälaatuinen pohjavesi on monin paikoin käytössä talousvetenä sellaisenaan, ja lähes 10 % suomalaisista saa päivittäin talousvetensä omasta kaivosta. Pohjaveden suojelun yhtenä keskeisenä lähtökohtana on vähentää pohjavesialueilla jo olemassa olevia riskejä ja välttää uusien mahdollisesti riskiä aiheuttavien toimintojen sijoittamista pohjavesialueille. Kirjoittajien työtehtäviin kuuluu mm. Tällöin voi hyvin kehua, että meillä hyvällä yhteistyöllä saadaan näkyväksi paitsi kolikon molemmat puolet, kolikon mittasuhteet, materiaali ja positio aikajatkumossa. Turvallisuuskeskustelussa vilahtavat varavesiyhteyksien ja varavoimakoneiden lisäksi sellaisetkin teemat kuten paikkatietojen hallinta ja tietoturvallisuus, sekä henkilöturvallisuus. etunimi.sukunimi@gov.fi , 55 Vesitalous 2/2023. Maanalaiset juomavesivaramme ja hajautettu vedenotto eivät ole niin haavoittuvaisia ulkoisille uhkatekijöille kuin suuriin yksittäisiin raakavesilähteisiin nojaavat ratkaisut. Vesihuoltopalveluiden ja -infrastruktuurin turvallisuus, toimintavarmuus ja riskien hallinta on yhteiskunnan toiminnan ja huoltovarmuuden kannalta välttämätöntä. Muuttuvassa maailmassa monet itsestään selvät asiat horjuvat. Kansainväliset kollegat kertovat, että hajautettu hallinto ei tiukoista siiloistaan aina toimi. Toimivat vesihuoltopalvelut luovat hyvinvointia ja edellytyksiä elinkeinoille ja liiketoiminnalle. Hajautetussa mallissa on silti hyvääkin: samaa asiaa eri toimintaympäristöissä tulee tarkasteltua eri näkökulmista. Purkautuva pohjavesi tasoittaa myös kuivista kausista aiheutuvia haittoja pienvesille. Historian kirjoittaminen jääköön toiseen kertaan ja siirrettäköön katse nykyhetkestä tulevaan. Pohjavesi pykälissä JOHANNA KALLIO, JUHANI GUSTAFSSON JA JARKKO RAPALA H istoriantutkijat tietänevät, miksi Suomessa vesiasiat on ripoteltu (ainakin) kolmeen ministeriöön ja säädöksissä sitäkin useampaan pykäläkokoelmaan. Pohjaveden merkityksestä puhuttaessa ei sovi unohtaa, että myös tietyt luontotyypit ovat suoraan riippuvaisia pohjavedestä. Pohjavesien suojelu on panostus tulevaisuuteen, sillä tätä maanalaista aarretta tarvitsevat myös tulevat sukupolvet. pohjavesiin liittyviin lainsäädännön kehittämistä maaja metsätalousministeriössä (Johanna), ympäristöministeriössä (Juhani) ja sosiaalija terveysministeriössä (Jarkko). Muuttuva ilmasto vaikuttaa pohjavesiin muillakin tavoilla, esimerkiksi veden kiertoon, lämpötilaan ja rantaimeytymisen määrään. Hajautettu malli voi vaikeuttaa veteen liittyvän lainsäädäntökokonaisuuden ja eri viranomaisten roolien hahmottamista. Pohjavesi on elintärkeä punos, jota kudotaan mukaan moneen. Pohjavesi ei ole turvassa maaperässä, vaan läpäisevän maaperän vuoksi se voi pilaantua tai sen laatu heiketä yllättävän herkästikin ihmisen toiminnan seurauksena. fi-sivustoa kehitetään monipuoliseksi vesitiedon lähteeksi
uponor > Barrier PLUS on suojakuorellinen paineputki juomavesikäyttöön > Barrier PLUS torjuu maaperän pahat hajut ja maut, metaanin sekä polttoaineja kemikaalijäämät > Yksi asennuskerta tulee ajan myötä halvemmaksi: putkea ei tarvitse vaihtaa myöhemmin vedenlaadun vuoksi Lue lisää: uponor.com/fi-fi Varmista, että juomavetesi maistuu ja tuoksuu vain vedeltä Uponor Barrier Plus VT 2 23 210x265.indd 1 10.2.2023 15.36.54