maanantai 14. helmikuuta 2022

 

Porakaivon rengasterän ongelmat

 

Rengasterä vallannut markkinat

Vuosituhannen vaihteessa yleistyi porakaivon maaporauksessa symmetrinen ns. rengasterä, joka kiinnitetään maa- teräsputken alapäähän hitsaamalla. Aikaisemmin maaporaus tehtiin epäsymmetrisellä odex- menetelmällä.

Terä on kertakäyttöinen. Terä jää kaivoporauksen seinämään pysyväksi rakenteeksi ja sen materiaali on teräs. Terään on upotettu kovametallinastat, jotka rouhii kallioon reiän.

Poraus on tuonut helpotusta ja nopeutta maaporauksen tekniseen toteutukseen, mutta samalla vaikeuttanut kaivon käyttövarmuutta ja veden laatuvaatimusten toteutumista.

Rengasterästä porausrasitus aiheuttaa ”puukonteräviä teräspurseita”, jotka vaurioittavat pumpun vesi- ja sähköjohtimia välittömästi asennuksesta alkaen. Seurauksena toistuvia käyttöhäiriöitä samalta kaivosyvyydeltä. Lisäksi rengasterästä johtuvat vesi- eroosiovuodot aiheuttavat veteen hiekkaisuutta ja pumpun vaurioitumisen.

Rengasterä muodostaa putki- kallio liitokseen vuotoalttiin seulan, koska rengasterä jää kovametallinastojen kannatukselle ja renkaan liukupinnat yhdessä muodostavat vuotoriskin.

Rengasterällä ei ole korroosionkestävyyttä. Tämän vuoksi terä ei sovellu ruostumattomalla teräksellä poraamiseen.

Rengasterän aiheuttamat epäpuhtaat vesi-, eroosio- ja päästövuodot aiheuttavat puhtaan pohjaveden laatuhäiriöt ja pilaantumisen.

Rengasterä on osoittautunut materiaalin vaihdoissa ongelmalliseksi, koska sen poisto kaivosta takertelee, vaikka nostovoima on yli 120 tn.  

 

Työputkiporaus

Rengasterä soveltuu vain työputkella poraamiseen, jolloin pysyväksi rakenteeksi jää korroosiota kestävä suojaputkirakenne ja työputki poistetaan porausvaiheiden lopussa.

  

Muovieristyksen riskit

Urakoinnissa ongelmat on tiedostettu ja kaivoja pyritään eristämään sisäpuolisin muoviputkituksin. Muovieristys ei ole korroosionsuojapinnoite, eikä estä ruostumista. Eristysputken putki- putkeen ja putki- kallioon liitosvarmuudessa ja paineenkestossa on esiintynyt omat ongelmansa ja riskinsä. Ympäristöhallinnossa eristäminen eristävänä hyväksytään. Eristämisestä ei anneta tarkempia suunniteltuja ohjeita, miten kestävä eristävyys saavutetaan. Saavutetaanko mitenkään? Eristysvarmuus jää urakoitsijan vastuulle, josta on syntynyt lukuisia riitajuttuja.

 

Heinola 14.2.2022

Asko Vasarvuori

Porakaivoneuvonta

 

Copyright©2022. Asko Vasarvuori

tiistai 27. heinäkuuta 2021

 

Porakaivosta rautapitoista vettä

Rautapitoinen porakaivon vesi

Porakaivossa veden rautapitoisuus on yleisin laatuhaittaa aiheuttava tekijä.

Uuden tiedon mukaan porakaivon teräs- maaputki yksin aiheuttaa rautaongelman ja vahingon.

Aikaisemmin olemme harhautuneet ja uskoneet rautapitoisuuden johtuvan yksinomaan luontaisista maaperän liukenemisreaktioista.

Kalliopohjavesi onkin laadultaan luultua ratkaisevasti parempaa ja täyttää luontaisena laatuvaatimukset.

 

Rautapitoisuus hajoaa

Rautapitoisuuden suuri vaihtelu johtuu siitä, että veden virtaustekijä vaikuttaa suoraan laimentaen tai rikastaen kaivoveden rakenneperäistä rautapitoisuutta.

Pienellä virtaamalla rakenteen päästämä rautamäärä saa aikaan pitoisuuden nousun, kun ulosvirtauksessa veden mukana poistuva rautamäärä on päästömäärää pienempi. Vesi saastuu raskas- päästömetalleista käyttökelvottomaksi.

Suuremmalla virtaamalla rakenteen päästämä rautamäärä on pienempi, kuin pumpattavassa vedessä poistuva rautamäärä. Vesi puhdistuu raskas- päästömetalleista.

Yksityisellä kiinteistöllä varsinkin viikonloppu- kausikäytössä loma-asunnolla veden ottamattomuus ja veden otto kaivosta vaihtelee selvärajaisesti ja samoin myös laatu.  

 

Testaa- ja poista rakenneperäinen rautaongelma

Rakenneperäinen rautaongelma on mahdollista poistaa kokonaan järjestämällä porauksen jälkeen keskeytymätön veden virtaama suuruudeltaan vähintään noin 1000 l/ vrk. Testi edellyttää kaivolta riittävää veden antoisuutta.

Rautaongelma voidaan poistaa myös poistamalla reaktiivinen päästömateriaali ja korvaamalla materiaali päästämättömällä ratkaisulla.  

 

Porakaivon korjauspilotti kulmakivet  1993- 2021

Ongelmissa 600 yhteydenottoa porakaivon korjaajaan

Porakaivoissa vesihuolto- ongelmat todellisia

36000 hylky- porakaivoa Suomessa

30 porakaivon ongelmamateriaalin vaihto- peruskorjausta

veden laadun onnistumis- % materiaalin vaihdolla 95 (Päästöjäämät esti onnistumisen 5 %)

10 ruostumattomaksi valvottua neitseellistä kaivoporausta, veden laadun onnistuminen 100 %

Pilotin rahoitus: Julkinen 150 000 € + kaivonsa korjauttaneet kuluttajat 50 000 € yht. 200 000 €

Pilotin tulos

Luontaisen pohjaveden laatukuva muodostunut perinteisesti tuhansia prosentteja virheelliseksi, koska reaktiivisista porakaivoista otetut pohjavesinäytteet pilaantuvat kaivoprosessissa teräsrakenteesta. Perusteluna: ”Muutakaan vesinäytteen saantimahdollisuutta ei ollut”.

 Pilotti osoitti luontaisen maannoksenalaisen maa- ja kalliopohjaveden tasalaatuiseksi ja ongelmattomaksi ruostumattomalla teräsrakenteella. Osoitti myös veden moninaiset laatuongelmat yksin rakenneperäisiksi.

Reaktiivisten kaivojen veden laatua epävakaaksi muuttavat tekijät ovat vuorovaikutteisia, suoria ja epäsuoria. Sähkökemiallista rakenneperäistä veden metalloitumista, rakenteellinen hapenkulutus- happikato ja rakenneperäinen epäsuora mobilisaatio.  Näiden seurauksena esteettistä oirehtimista haju, väri ja makuvirheinä sekä kuolleisuutena. Raskasmetallien terveysvaikutukset, joista eräiden tiedetään olevan hyvin myrkyllisiä jo miljardisosapitoisuuksina juomavedessä. 

Tuhoisuus syntyy virherakenteen reagoidessa, päästöjen ja veden marginaalivirtaaman tulona. Tällainen olosuhde on mm. yksityisessä kiinteistökohtaisessa teräs- pora- ja putkikaivoon perustuvassa vesihuollossa.

 

Maannoskaivot

Luontaista veden ohimenevää metalloitumista tapahtuu 0-3 m syvyydessä reagoimattomissa maannoskerroksen kaivoissa, vaikka materiaali on kivipohjainen betoni tai muovi. Tästä on seurauksena myös maannoskaivojen veden laatuongelmat ja korkea hylkyprosentti sekä terveysriski.  

 

Rautavapaa porakaivo

Porakaivoja koskevien ohjeiden päivittäminen ja riskien haltuunotto.

Kaikki pohjavesikaivojen mallit tulee testata kokeellisesti vuoroin reaktiivisella ja vuoroin reagoimattomilla ratkaisuilla, jotta ymmärrämme hyvällä varmuudella kaivojen rakenteen syy seuraussuhteet veden laatuun ja käyttöturvallisuuteen. Ymmärrettyämme juurisyyt, on mahdollista estää vahinkotilan syntyminen porakaivojen ainevalintoja ja työtapoja kehittämällä sekä valvonnalla.

Ohjeiden päivitys: Maannoksen alle johdetaan kestävät, vaatimustenmukaiset reagoimattomat suojarakenteet. Organisoidaan valvonta ja tarkastukset.  

-ympäristöterveys suojelulait 763/1994 ja 2000/86

- ympäristövaikutusten arviointi. (Porakaivot) Laki 252/2017

 

Heinola 24.7.2021

Porakaivopilotin toteutus: Pohjavesikonsultointi Asko Vasarvuori

www.porakaivokorjaus.fi

Blogi: Porakaivojen maailma- maailman porakaivot

www.sos-arsenic.net

 

torstai 11. maaliskuuta 2021

 

Kalliopohjaveden laatu tutkimatta

 

Vesinäytteet päästävistä porakaivoista

Kalliopohjavedestä ei saada näytettä tutkittavaksi ilman porakaivoa. Tästä on seurannut se, ettemme tiedä pohjaveden luontaista laatua, koska porakaivossa vesi pilaantuu rakenteesta. Helsingin yliopiston tutkimuksen mukaan tiedämme, että veden laatu muuttuu porakaivoprosessissa virratessaan porakaivon läpi. Kähkölä. K. 2005. Tutkimus osoittaa 3500 prosentin rakenneperäistä laatumuutosta. Nyt tiedämme, ettemme ole tienneet pohjaveden laatua.

Porakaivopilotti Porax

Toteuttamassani porakaivojen Porax- korjauspilotissa tuli esille olennainen uusi tieto, joka osoittaa kallioporakaivojen huonon veden laadun johtuvan yksin kaivon rakenteesta sen ainevalinnoista ja työtavoista. Itse maannoksen alainen kalliopohjavesi on laadultaan erinomaista ja täyttää hyvälaatuisen talousveden teknis- terveydelliset laatuvaatimukset.

Rakenne muuttaa herkkää vesiekologiaa

Porakaivon rakenne, paineaukaisu ja muu ihmisen toiminta muuttaa moninaisesti pohjaveden ekologiaa. Syytekijöiden eritelty, voimakkuus alkuperäosuudet on haastavaa usein mahdotonta määritellä. Seurauksena teollisuuden-, viranomaisten- ja kuluttajien välinen spekulointi.

Ongelmaan uusi tutkimusmalli

Olen kehittänyt ns. Niri- tutkimusmenetelmän, jossa suljetaan pois kaikki ihmisen aiheutus ja todetaan alkuperäinen maannoksenalaisen kalliopohjaveden laatu. Tämän jälkeen samassa testitilassa vaihdetaan testirakennetta ja todetaan testitulos.

Veden virtaama ohjaa rakenneperäistä vaikutusta

Rakenneperäinen kokonaisvaikutus on todettu riippuvaiseksi veden virtaamasta siten, että yhden talouden keskeytyvällä virtaamalla 0-0,5 m3/d rakenneperäiset vaikutukset voimistuvat ja johtavat usein korjauskelvottomuuteen.  Kunnallisella vesivirtaamalla rakenneperäiset vaikutukset eliminoituvat.   

Vertaa kunnalliseen veden laatuun

Pohjaveden laatuverrokkina tulisikin käyttää suunnitelmallisesti maannoksen alaiseksi rakennettujen kunnallisten suurvirtauskaivojen veden laatua. Tähän laatuun tulee tavoitella myös yksityisillä vesikaivoilla. Järkevin tapa päästä tavoitteeseen on ehkäistä kaivoratkaisuilla ennakkoon pohjaveden laatumuutos.

 

 

 

 

 

Copyright© 2021 Asko. Vasarvuori

 

Tilastotietoa

Kaivoveden rautapitoisuus µg/l.  Vaatimustaso alle 300 µg/l

Kaivotyyp

lukum

Minimi

P5

P25

Mediaa

Keskiarv

P75

P95

Maksimi

Kunnall.

>1000

m3 /d

90

9

12

22

46

53

 

67

130

230

Yksityinen

Porakaivo

1031

<30

<30

<30

30

 

358

140

1542

39900

Yksityinen

Maakaivo

1739

<30

<30

<30

30

 

786

120

1863

133000

Porax

pilotti

40

<50

<50

<50

<50

<50

<50

<50

<50

Läh Lähteet: Vesi- Instituutin julkaisu 4, 2008 s.135      ja            Porax- pilotti Vasarvuori. A.

 

Päättely

Kunnallisen veden rautapitoisuus 9- 230 µg/l on vaatimustenmukainen.

Yksityisten kaivojen veden laatu mediaanipitoisuutena <30- 30 µg/l, joka on vaatimustenmukainen näytteenottohetkellä. Huonompi mediaanipuolisko 358-133000 µg/l on epävakaasti vaatimustenvastainen näytteenottohetkellä. Voidaan päätellä, että puolet kaivojen vesistä näytteenottohetkellä on muovirakenteisia ja ok vesiä. Toinen puolikas rakenneperäisesti epävakaaksi saastuneita vesiä.

Ei käytössä olevien yksityisten hylky- ja maalämpökaivojen ryhmä on suuri, satoja tuhansia kaivoja. Näiden ympäristöä rasittavien kaivovesien laatua eikä tilaa ole tutkittu.  

Yksityisten maakaivojen rautalähde on maannos, koska ei ole maannoksen ohittavaa liukenevaa rautaputkea, vaan vuotava betoni rengasrakenne.

Porakaivovesien rautalähde ei ole maannos, vaan maannosvaikutuksen estävä liukeneva rautaputki-materiaali.

Porax- materiaalikorjatuissa ja valvotuissa kaivoissa on maannosraudan estävä liukenematon suojaputki, jolloin vedessä ei ole rakenneperäistä rautaongelmaa maannoksesta eikä materiaalista. Tällöin kaivojen vesi edustaa hyvin vakaata pohjavesilaatua ja rautapitoisuus on  <50 µg/l.

 

Asko Vasarvuori

Porakaivojen kokemusasiantuntija

 

Copyright ©2021 Asko Vasarvuori

 

torstai 9. huhtikuuta 2020


Painemansetti ja porakaivon veden laatu
 

Porakaivon veden laatu

Porakaivoissa esiintyy yleisesti suojaputkituksesta ja eristeistä johtuvaa veden laadun pilaantumista. Myöskin esiintyy ylisuuren vedenpumppauksen hydraulisen murtuman aiheuttamaa eroosioperäistä veden laatumuutosta ja pilaantumista. Näissä tapauksissa veden laatutekijöinä esiintyvät tapauksittain epävakaat kohonneet metallipitoisuudet, humus, pinnalliset epäpuhtaudet ja maa- ainespitoisuudet. 

 Painemansetti

Painemansetti on 1980-luvulla kehitetty porakaivoissa esiintyvien veden laatuhäiriöiden ehkäisyyn. Onnistuessaan painemansetti on edullinen ja näppärä tapa suorittaa veden laadun korjaaminen pohjavesilaatuun.

Painemansetti asennetaan paineellisen nousujohdon väliin halutulle kaivosyvyydelle. Paineella laajennettava kuminen mansetti nimensä mukaisesti tiivistyy vesi- tai ilmanpaineella tulpaksi porauskuiluun jakaen epäpuhtaan ja puhtaan pohjaveden erilleen toisistaan. Hyvä asennuspaikka on syytä varmistaa TV- kuvauksella, jos mahdollista. Kuvausta voi rajoittaa porakuilussa oleva korkea pohjavesitaso, suuri kaivon vedenantoisuus sekä veden sameus.

Takuuvarmuutta on mahdotonta antaa eristämisen onnistumisesta.


Painemansetin riskit

Porakaivojen korjauksen yhteydessä on tullut esille peinemansetilla onnistuneita ja epäonnistuneita yrityksiä veden laadun korjaantumisessa ja palauttamisessa pohjavesilaatuiseksi. Painemansetin tehoa voi huonontaa kallioperän rikkonaisuus ja kalliorakenteen vertikaaliset pystykaateet. Tällöin on mahdollista, että epäpuhdas vesi virtaa kallioperän johtavissa pystyrakenteissa ohittaen mansetin. Näissä tapauksissa mansetti on tehoton. Vertikaalisesti johtamattomissa, ehjissä kalliorakenteissa, joissa vesi virtaa porakuiluun pintarakenteista ja toisaalta pohjarakenteista, on hyvät mahdollisuudet suojaputkiperäisten vaurioiden eristykseen.

Porakaivoissa, joiden vedentuotto perustuu kallion pinnalliseen rapautumiskuoreen, ei mansettia voida käyttää, koska mansetti estää veden tulonielun porakuiluun ja kaivo kuivuu.

Eräät tunnolliset toimijat porakaivoalalla eivät suosi lainkaan painemansettia siihen liittyvien suurten riskien ja ennustamattomuuden vuoksi.


Eräitä esimerkkitapauksia ongelmista:

-painemansetti ei salli ruostuvan materiaalin poistoa rakenteesta

-painemansetti voi eräissä eroosio- sortuma vuototapauksissa vaikeuttaa mansetin/ pumpun huoltoa

-epäpuhdas vesi ohittaa kalliorakenteessa pystysuuntaisesti mansetin

-mansetin paineeton häiriötila voi aiheuttaa veden laatuun äkillisen pilaantumisen

-mansetti alentaa kaivon vedenantoisuutta ja siksi lisää hydraulista murtumaa
 

Eristämisen soveltuvuus korroosiohaittojen ehkäisyssä

Painemansetti ei estä ruostuvan suojaputken korroosiota, mutta on mahdollista kaivoyksilöittäin  palauttaa kaivoon pohjavesilaadun. 

Korroosiohaittojen ennaltaehkäisyyn on paras tapa suorittaa korroosiota kestävät ja oireettomat materiaalivalinnat, kuten haponkestävä ruostumaton teräs.

Virheellisten ainevalintojen seurauksena mm. oireellisten korroosiohaittojen ehkäisyyn tunnetusti käytetään eristysputkia, suodatusta, ohijuoksutusta ja eristysmansetteja.
 

9.4.2020 Heinola

Asko Vasarvuori, porakaivon korjauksen asiantuntija

 

sunnuntai 12. tammikuuta 2020

Vesineuvonta pelastaisi miljoonia

 
Artikkelin teksti isommalla kirjasimella:
 
Suomalainen kaivonkorjausmalli pelastaisi miljoonia ihmisiä
Myrkyllinen arseeni yhä useampien kehittyvien maiden ongelma.
 
Ikääntyvät, väärin rakennetut ja raskasmetallien saastuttamat kaivot ovat kasvavaterveysriski maailmalla, paikoin myös Suomessa.
Putkikaivojen saneerauksen parissa elämäntyön tehneen heinolalaiskonsultin, Asko Vasarvuoren mukaan tilanne tulisi ottaa hallintaan tutkimusta ja neuvontaa lisäämällä.
Hän on mukana Lions Club Heinola Kailaan toiminnassa.
Leijonat puhtaan vedenpuolesta 2018-2020 taasen on Lions-järjestön hyväntekeväisyyshanke.
– Se on yksi hallituksen kärkihankkeista, jota Ympäristöministeriö rahoittaa160 000 eurolla. Konkreettinen kaivoveden
saneerausneuvonta kehittyvissä maissa sopisi hyvin teemaan.

Vasarvuori on käynyt Intiassa, tarkoituksenaan kartoittaa Indo-Gangesin jokilaakson kaivojen kuntoa.
– Tavoitteena on viedä Intiaan neuvontaa. Olosuhteita halusin käydä ennalta tutkimassa putkikaivojen stressitestin avulla.
Ensimmäinen yritys kilpistyi kuitenkin byrokratiaan.
Paikallishallinto vaati sikäläisen asiantuntijan käyttämistä oppaana ja esitti käsittämättömän rahallisen korvausvaatimuksen ilmaisesta tutkimuksesta ja neuvonnasta.
– Koska kyseessä on hyväntekeväisyys, en voinut tällaiseen kynnysrahaan suostua, Vasarvuori harmittelee.
 
Pelkästään Himalajan vuoriston vaikutuspiirissä olevilla vesialueilla arvoidaan olevan sata miljoonaa ihmistä, joiden juomavesien
arseenipitoisuus kasvaa jatkuvasti.
- Tämä johtuu paitsi alueen geologiasta, myös siitä että vanhat putket korrosoituvat ja arseenin erittyminen maaperästä voimistuu.
Seuraavaan yritykseensä hän etsii leveämpiä hartioita.
-Leijona-järjestöllä on toimintaa ja suhteita kaikissa maissa. Se olisi tunnustettu yhteistyökumppani, joka toisi paikallista uskottavuutta myös kehittyvissä maissa. Ehkä portit Intiaan tai pahoista vesiongelmista kärsivään Bangladeshiin
voisivat avautua järjestön
kautta, Vasarvuori miettii.
Huolestuttavin vedenpilaaja maailmalla ja osin Suomessakin on myrkyllinen arseeni, jonka arvioidaan uhkaavan lähitulevaisuudessa jopa sadan miljoonan ihmisen terveyttä.
- Maailmalla arseenimyrkytykset etenevät tappavaan tahtiin. Meillä Suomessa arseeni on paikka paikoin piilevä haitta. Meilläkin
veden myrkyttymiseen on syytä havahtua korjausikään tulevissa pora- ja putkikaivoissa, Vasarvuori muistuttaa.
Arseenia ei voi todeta aistinvaraisesti ja se voi jäädä havaitsematta myös suppeassa, rutiininomaisessa kaivovesitutkimuksessa.
Havaintojeni mukaan tutkimuksissa on arseenin juurisyihin liittyen mittausepävarmuutta.
Hänen milestään tarvitaan lisäohjeistusta ja tarkempaa tutkimusta arseenin suhteen, jotta raja-arvojen ylitykset saataisiin mahdollisimman vähiin.
Jokainen kaivoa kunnostava tai uutta kaivoa tekevä voisi oma-aloitteisesti teetättää arseenitutkimuksen ennen kaivon käyttöönottoa, hän ehdottaa.
Myös arseeniongelman synnystä on Vasarvuoren mukaan julkisuudessa vääriä mielikuvia.
- Suomessa vesienajatellaan olevan turvallisia, koska ne eivät luontaisesti sisällä juurikaan maaperästä johtuvaa arseenia. Omat tutkimukseni ja testini osoittavat, että huomiotta jää hiiliteräksisten kaivoputkien korrosio, joka
tehostaa pienessäkin määrin maaperässä olevan arseenin erittymistä veteen.

Ongelma olisi helposti vältettävissä korvaamalla vanhat hiiliteräsputket
ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla
haponkestävillä putkilla. Haponkestävän putken ruostumisominaisuus on vain sadasosa tavalliseen putkeen verrattuna.
- Suosittelen putkien vaihtoa kaikissa kaivosaneerauksissa, hän neuvoo.

Esa Arvekari


TIETO:

Arseeniongelma Suomessa

Duodecim-terveyskirjaston mukaan Suomen arseeniongelma on hyvin paikallinen.
Pitoisuudet ovat laajalti hieman koholla koko Etelä- ja Länsi-Suomessa.
Erityisen suuria ne ovat Tampereen seudulla ja Keski-Lapissa Kittilässä.
Varsinkin näillä alueilla kannattaa porakaivon arseenipitoisuus aina selvittää.
Lähietäisyydellä olevissa kaivoissa voi olla huomattava ero vedenarseenipitoisuudessa.
Vasarvuoren konsultointiyrityksen kotimaisessa pilottihankkeessa vuosina tehtiin vuosina 1993-2019 kaikkiaan 27 kaivon Porax-putkistosaneerausta, joihin liittyimateriaalin vaihto.
Arvoltaan 120 000 euron pilottihanketta ovat tukeneet Suomen valtio, EU, Lahden tiede- ja yrityspuisto, Tekes, TE- keskus, kaivokuluttajat.
Yritys haki aikoinaan patentin kaivojen saneerausmenetelmälleen sekä kehitti Niri-tutkimusmallin kaivo- ja pohjavesitutkimukseen.
Yritysasteelle kaivosaneerauksia ei lopulta viety.
Vasarvuori haluaa nyt jakaa veden laadun parantamisen tietämystä ja neuvontaa hyväntekeväisyyshankkeissa.


sunnuntai 29. syyskuuta 2019


Porakaivon korroosio- Vaarallinen happikato
 

Porakaivon putkirakenne

Porakaivoissa on maapeitteen lävistävä maaporausputkitus. Putkituksessa esiintyy korroosioherkkä teräsrakenne (Rauta) ja nykyisin myös muovieriste. Eriste on teknisesti hankala eikä se ole korroosion estävä korroosionsuoja.

Ruostumaton teräs olisi hyvä materiaali, mutta sen käyttöönottoon uusporauksessa liittyy teknisiä ja taloudellisia ratkaistavia ongelmia.

Porakaivon metallinen korroosio

Sekoittuva, vaihtuvarajainen vesirajakorroosio tunnetaan hyvin tuhoisena korroosiotyyppinä. Korroosioetenemä voi nousta pisteessä jopa 0,5 mm/ vuosi. Tällöin seinämä puhkeaa suojaamattomaksi 10 vuodessa.

Hapenkulutus korroosiossa

Kuten tiedämme korroosio on hidasta palamista ja siinä kuluu happea. Veden marginaali happipitoisuus voi vaihdella vedessä happikadon ja kylläisen 10 mg/l välillä. Turvallisena happikylläisyyden rajapitoisuutena pidetään 50% eli 5 mg/l happikylläisyyttä.

Vaikutukset pohja- ja kaivovedelle

Koska reaktiivinen ja agressiivinen korroosio kaivo-olosuhteissa  on voimakasta ja käyttöolosuhteista riippuen, happikato voi muodostua rakenteen hapenkulutuksesta johtuen hyvin nopeasti. Pystyputkeen muodostuu suuri ilmastusero, jolloin korroosio on vesirajalla voimakasta ja jatkuvaa. Korroosio on suomenkaltaisten korkean pohjaveden porakaivo- ongelma.

Happi ja hapettavuus pohja- ja kaivovedelle on erittäin tärkeää, koska hapettavuus on veden laadun tae. Happi on siis avainparametri ja vaatimus veden vakaalle ja hyvälle laadulle.

Happikatovaurion tunnistus

Vesinäytteestä mittaamalla hapettomuus ja alentunut Eh- potentiaali. Kirkas metallinmakuinen vesi pumpattaessa ja muuntuu 1-2 vrk värivirheelliseksi ilmastuessaan avoastiassa. Usein liittyy myös sulfaatin muuntuminen sulfiitiksi jolloin vesi haisee. Veden käyttötilanteissa voimakasta mm. saniteettipinnoille kiinnittyvää värjäytymistä harmaasta punaisen ruskeaan.  

Happikadon määritys ei ole liitetty talousveden rutiinitutkimuksiin eikä valvontalausuntoihin?

 Suorat ja epäsuorat vaikutukset

Suorina päästöinä esiintyvät suojaputkirakenteesta muodostuva metalliset materiaalipäästöt veteen ja epäsuorina päästöinä muodostuu rakenneperäisen happikadon myötä maaperästä happikatovyöhykkeeltä mobilisoituvat maametallit.

Suorat metalliset päästöt muodostuvat materiaalin kemiallisen koostumuksen mukaisesti, jossa pääkomponentti on rauta (96 p%) ja sivukomponenttina seosmetallina käytetty mangaani (2 p%). Lisäksi hiiliteräs sisältää epäpuhtautena hivenmääriä raskasmetalleja, joiden lajitelma on suuri (20 kpl 2 p%) ja vaikutuksiltaan tuntematon. Eräiden tiedetään olevan hyvin myrkyllisiä jo miljardis- osapitoisuuksina.

Epäsuorat päästöt muodostuvat happikatovyöhykkeellä, jolloin luonnon hapettavissa olosuhteissa sitoutuneet raskasmetallit muuntuvat mobiileiksi. Mobiili metallilajitelma on suuri eikä niiden liukeneminen ole ennustettavissa. Edellytys mobiiliksi muuntumiseen on aineen esiintyminen useammalla hapetusasteella kuin yksi. Tällaisia metalleja ovat esim. rauta, mangaani, arseeni jne. Pelkistyneen ja happikatovyöhykkeen muodostumiseen vaikuttavat olennaisesti pohjavesikerrostuman vedenjohtavuus. Modilisoivia olosuhteita ovet hiekkaiset ja ruhjeiset pohjavesiympäristöt, jossa materiaaliperäinen ferrihydroksidi välivaihe pääsee vajoten, edelleen happea kuluttaen etenemään hitaasti laajenevasti vyöhykkeeksi. Päätyen oksidimuotoon ruosteeksi. Epäsuorat vaikutukset voivat estyä kokonaan vettä johtamattomassa ympäristössä esim. ehjään kallioon porattaessa ja saviympäristössä. Tällöin kaivon vedenantoisuus on alhainen jopa riittämätön.   

Ongelmien ennaltaehkäisevä ratkaisu

Ongelmien ratkaisussa ja vaaran ehkäisyssä tehokkain tapa on estää korroosio ennakolta. Tämä on mahdollista oikeaoppisella materiaalivalinnalla. Porakaivojen putkirakenne tulisi toteuttaa haponkestävällä ruostumattomalla teräsrakenteella. Materiaali ei tarvitse mitoittaessa korroosiovaraa. Tällainen materiaali on esim. EN 1.4404. 316L Ilman työputkea käytetään 4-5 mm vahvaa seinämää ja työputkella kevytrakenteessa seinämävahvuus on 1,75- 2 mm.   

Maanalaiset happikadon vaarat ovat tulossa keskusteluihin

Porakaivojen happitalous on jäänyt huomaamatta. Happitalous on nousemassa uutena rakennusteknisenä- ja myös ympäristöongelmana sekä terveysvaarana julkisuuteen.

Happikadon tutkimusta ja analytiikkaa tulee porakaivoissa järkeistää, jotta kestävä luonnonvaran käyttö on mahdollista. Kalliopohjavedessä ilman rakennekorroosiota ei esiinny luontaisena happikatoa, vaikka näin usein geokemiallisilla reaktiolla perustellaan.

Heinola 300919
Asko Vasarvuori
Porakaivojen korjauksen asiantuntija

 

 

 

 

keskiviikko 14. elokuuta 2019


Porakaivon kartoitus ja peruskorjaus


Mitä kartoituksessa selvitetään?
-kaivo-, kiinteistö- ja ympäristö/ YVA
-kaivon veden antoisuus
-kaivoveden laadun kenttätestaus
-pohjaveden laadun testaus, happikatovauriot
-fakta- verrokkina kallioveden luontainen rautapitoisuus < 0,05 mg/l
-veden tulonielut kaivoon
-päästönielut kaivoon
-rakenteen mitoitus
-maaporaus ja menetelmä
-kallioporaus
-materiaalit
-liitosvarmuus
-seinämien kunto
-eriste ja sen irrotettavuus
-kaivohygienia ja käyttöturvallisuus
-pumpun ja sähkökytkennän kunto
-pumpun irrotettavuus
-ylärakenteen tulvasuojat
-määritellään korjauskelpoisuus

 
Mitä porakaivon peruskorjauksessa tehdään?
-poistetaan pumppu ja eristeputket
-asennetaan Porax- HST- ruostumaton teräs korjausputki
-korjausputki puristusliitetään hydraulisesti tiivistein kallioon
-poistetaan kaivosta ruostuen päästävä rauta- suojaputki
-turva- ylärakenne pakkasvahdein
-pumpun asennus, syvyys ja kytkennät
-suojavyöhykkeet ja toimintarajoitukset
-porakaivon käyttöohje
-korjatun kaivorakenteen- ja vedenlaadun takuut
-korjauskustannus 1 500- 5 000€/ porakaivo

 
Asko Vasarvuori
Porakaivon korjauksen asiantuntija