Kaivo, jota emme näe

 

 

Johdanto: Kaivo, jota emme näe

 

Pohjavesi on maailman hiljaisin luonnonvara. Se ei kohise, se ei virtaa, se ei muistuta olemassaolostaan. Silti yli kaksi miljardia ihmistä juo joka päivä vettä, joka on noussut maan uumenista — usein porakaivon kautta.

Meille porakaivo on niin arkinen asia, että sen olemassaoloa ei edes ajatella. Kaivo on “siellä jossain”, maan alla, ja niin kauan kuin kelvollista vettä tulee hanasta, kaikki on hyvin. Mutta mitä jos kaivo ei olekaan vain reikä maassa? Mitä jos se on ihmisen aikaansaama kemiallinen ympäristö, joka voi muuttaa veden laatua — joskus dramaattisesti?

 

Tämä blogisarja (13 osaa) perustuu Asko Vasarvuoren vuosien työhön. Sarjan tarkoitus on tehdä yksi asia selväksi: Porakaivo ei ole passiivinen rakenne. Se on näkymätön kemiallinen reaktori ja mikrobipesäke. Ja kun tämän ymmärtää, moni “selittämätön” vedenlaatuongelma muuttuu yhtäkkiä täysin loogiseksi. Tervetuloa mukaan matkalle maan alle.

 

Blogi 1/13: Pohjavesi on näkymätön infrastruktuuri

 

Pohjavesi on kuin sähköverkko tai viemäriverkosto — mutta näkymättömänä. Se on osa arkea, mutta kukaan ei näe sitä. Kukaan ei seuraa sen toimintaa. Ja juuri siksi sen ongelmat tulevat yllätyksenä.

 

Porakaivo on rajapinta kahden maailman välillä. Porakaivo on ihmisen tekemä yhteys maan pinnan ja geologisen todellisuuden välillä. Se on teknisesti yksinkertainen:

• putki
• pumppu
• venttiili

Mutta vaikutuksiltaan valtava. Kun porakaivo toimii, se toimii itsepuhdistuvana ikiaikaisesti. Kun se ei toimi, juuriongelma ei näy — se maistuu ja aiheuttaa salakavalasti pahaa.

 

Porakaivojen globaali merkitys

Porakaivot ovat maailman tärkeimpiä vesihuollon rakenteita, koska ne ovat:

• edullisia
• luotettavia
• riippumattomia keskitetystä vesihuollosta

Aasiassa ne olivat 1970-luvulta lähtien kehityspolitiikan kulmakivi. Suomessa ne ovat olleet haja-asutusalueiden itsestäänselvyys 60-luvulta alkaen. Mutta porakaivojen tarina ei ole pelkkä menestystarina. Se on myös tarina siitä, miten pieni rakenteellinen yksityiskohta voi muuttaa kokonaisen vesihuoltojärjestelmän riskiprofiilin.

 

Arseenikriisi muutti kaiken

1990-luvulla Bangladeshissa tapahtui jotain, mikä ravisteli koko vesihuoltoa: Miljoonien käsiputkikaivojen vedestä löytyi arseenia: Hajutonta, Mautonta, Väritöntä ja Tappavaa. Intialainen professori Saha osoitti syövän syyksi rajat ylittävät arseenipitoisuudet.

 

Kansainvälinen tiedeyhteisö reagoi nopeasti ja loi geologisen selitysmallin, joka on edelleen vallitseva, mysteeri. Mutta samalla jotakin jäi huomaamatta — jotakin, mikä näkyy myös Suomessa Suomelle tyypillisenä. Rakenteiden osuus metallipitoisuuksiin.

 

Kaivo ei ole vain reikä maassa

Perinteinen ajatus on tämä: “Kaivo ottaa vastaan sitä vettä, jota ympäröivä maaperä tarjoaa.”

Mutta mitä jos tämä ei pidä paikkaansa? Mitä jos kaivo muuttaa veden laatua? Tätä kysymystä ei ole juuri esitetty, koska kaivoa on pidetty passiivisena. Mutta kansainväliset tutkimukset ovat osoittaneet, että kaivokohtainen vaihteluväli on valtavaa — eikä geologia selitä tätä laatuhajontaa. Hätäratkaisuna Bangladesilainen viranomainen kieltää arseenikaivojen käytön punamaalauksilla.

 

Rakenteellinen näkökulma: puuttuva palanen

Tässä Asko Vasarvuoren blogissa esitetty hypoteesi on yksinkertainen mutta mullistava: Kaivon rakenne voi olla ratkaiseva suora ja/tai epäsuora tekijä arseenin, raudan ja mangaanin mobilisoitumisessa.

Kolme tekijää nousevat esiin:

• ruostuen päästävä, happea kuluttava teräsputki
• hidas veden virtaus, päästön rikastava
• kaivon sisäinen redox- tila, happikato

Nämä yhdessä muodostavat mikroympäristön, joka voi poiketa täysin ympäröivästä maaperästä ja luontaisesta pohjavesistöstä

 

Toisin sanoen: Kaivo voi toimia itsenäisenä kemiallisena reaktorina.

Miksi tämä on tärkeää? Koska se muuttaa kaiken:

• miten kaivoja rakennetaan
• miten niitä mitataan
• miten niitä valvotaan
• miten vedenlaatuongelmia tulkitaan
• miten vaarasta ilmoitetaan kuluttajalle

Ja ennen kaikkea: Se selittää ilmiöitä, jotka geologinen malli on jättänyt huomioimatta ja selittämättä. Johtanut tutkimus- tulkintavirheeseen.

 

 

Asko Vasarvuori, porakaivon- ja kalliopohjaveden asiantuntija.

Porakaivonomistajat ry:n puheenjohtaja

pohjavesikonsultointi@gmail.com 

 

Systemaattisesti itsensä pilaavat yksityiset pora- ja putkikaivot

Systemaattisesti itsensä pilaavat yksityiset pora- ja putkikaivot

 

Miksi pilaantuu

-materiaaleille ei ole vaadittavaa korroosionkestävyyttä
-materiaalivalinta vaatimustenvastainen
-korroosionsuojaus tekemättä, suojarakenne syöpyy, reikiintyy
-eristysputkitus liitoksineen hyvän tavan vastainen
-rakenneperäinen hapenkulutus ja happikato
-sedimentin, pohjaveden ja kaivorakenteen tuhoisa vuorovaikutus
- vuorovaikutus ja sähkökemialliset reaktiot liuottavat myrkkyjä sedimentistä
-pinnallista epäpuhtautta vastaan suojarakenne riittämätön
-yksityiskaivon seisovan veden virtaustilavuus ei riitä estämään vahinkoa
-työputketon rakennustapa hyvän tavan vastainen

 

Ratkaisuksi ennaltaehkäisevä Porax- standardin mukainen ainevalinta- ja työtapa

-estetään ennakolta pohjaveden pilaantuminen ja käyttöturvallisuusriski
-tuhoisa sähkökemia sedimentin, pohjaveden ja rakenteen välillä estyy
-hyödynnetään kestävästi erinomaiseksi osoitettu luontainen pohjavesi

 ”Luontaisesta pohjavedestä ei mitään puutu eikä siinä ole mitään ylimääräistä”

 Asko Vasarvuori

Porakaivon korjauksen asiantuntija

 

9. Anonyymi porakaivon korjaustarina

Ennen korjausta

Vapaa-ajan asunnolle katkeavaan vesihuoltoon on maaporattu kahdeksan metrisellä rautaputkella porakaivo, jonka vesi on korkean rautapitoisuuden vuoksi käyttöarvoton. Kaivoon on asennettu uppopumppu. Vedestä on määritetty happikato < 0,2 mg/l. Vesi on kirkasta ja metallinmakuista heti kaivosta nostettuna, mutta ilmastuessaan värjääntyy muutamassa tunnissa ruosteisen väriseksi ja alkaa muodostamaan pohjasaostumaa sekä pintakalvoa.

Poraus on matala ja tavoittanut rikkonaisen kalliokerrostuman, jonka veden antoisuus ja johtavuus on poikkeuksellisen hyvä. Korkea pohjaveden taso nousee suojaputkeen hiiliteräsosuudelle.

Omistaja epäili ruostuvan hiiliteräs- suojaputken olevan syyllinen veden huonoon laatuun, koska naapurin muovirakenteisessa porakaivossa ei ole rautaongelmaa. Samaa mieltä on korjauskokemuksiin perustuen myös porakaivojen korjaaja.

Omistaja päätti vaihdattaa suojaputken ruostumattomaan teräkseen.

Veden rautapitoisuus: Vakaasti aistittavat virheet                                                          5,0- 5,5 mg/l,.

Laatuvaatimus veden rautapitoisuudelle:                                                                           alle 0,3 mg/l

Korjaajan tieto suomalaisen kalliopohjaveden rautapitoisuudesta                               alle 0,05 mg/l

Korjaus 2011

Putkimateriaalin vaihto ruostumattomaan teräkseen onnistui suunnitelman mukaisesti.

Korjauksen jälkeen

Veden ruosteisuudessa ei ole viidessä vuodessa tapahtunut mitään muutosta. Lisääntynyt eikä vähentynyt. Kiinteistöllä ei ole painevesijärjestelmää. Veden hallittu, jatkuva puhdistusvirtaus ei ole ollut mahdollista. Hetkellisiä ja runsaita muutaman vuorokauden puhdistuspumppauksia on tehty ajoittain.

Kaivon omistaja on tyytyväinen materiaalin korjaukseen, mutta veden ruosteisuus estää veden käytön. Tila harmittaa niin korjaajaa kuin porakaivon omistajaakin. Korjatun kaivon veden ongelmallisella rautapitoisuudella ei voida perustella pohjaveden luontaista rautapitoisuutta, koska happea kuluttava ja rautaa päästävä porakaivorakenne on ollut pohjavesikerrostumassa useiden vuosien ajan. Rakenteen vaikutusta veden syvään, pitkälle edenneeseen happikatoon eikä veden pilaantumiseen voida sulkea pois. Kaivovedestä on määritetty happikato enne korjausta ja korjauksen jälkeen. Päinvastoin rakenteen syvät vauriovaikutukset ovat todennäköisiä, koska naapurin muovi-porakaivon vedessä ei ole rautapitoisuudesta johtuvaa ongelmaa. Naapurin muovikaivosta on määritetty hapettavat olosuhteet 0,3 mg/l.   

Korjaajan kokemuksen mukaan happikato aiheuttaa olosuhteiden salliessa pitkälle edenneen vyöhykkeellisen pohjaveden pilaantumisen. Ko. kaivo asemoituu rikkonaisen, ruhjeisen kallioperän vyöhykkeelle, jossa rakenneperäinen pilaantuminen pääsee pumppaamattomana etenemään esteettä. Kaivon päästöprosessit, kalliorakenne ja veden virtausolosuhteet muodostavat esteen korjatussa kaivossa pohjaveden palautumiseen alkuperäiseen alle 0,05 mg/l rautapitoisuuteen.

Veden rautapitoisuus: 5,0 mg/l. Tavoitteellinen laatuvaatimus ei toteutunut edes osittain.

Asiakas

”Asiakas on ymmällään korjaantumattomasta veden tilasta ja käyttää naapurin muovirakenteisen porakaivon vaatimuksen täyttävää vettä”

Asko Vasarvuori

Porakaivon korjauksen asiantuntija

Saatko luonnon pohjavettä porakaivostasi?

Saatko luonnon pohjavettä porakaivostasi?

 

Luontainen kalliopohjavesi

Luontaisesta pohjavedestä ei puutu mitään, eikä siinä ole mitään ylimääräistä. Luonnon pohjavesi on kysyttyä, haluttua ja turvallista.
Luonnon pohjaveden jäljittely keinotekoisesti tai puhdistaminen ei koskaan ole pohjaveden veroinen.
Kalliopohjaveden läpikäymä luontainen valmistumisprosessi on vertaansa vailla. Prosessi sade- ja vajovedestä kalliopohjavedeksi kestää yleensä hyvin pitkään, vuosia jopa vuosituhansia ja varastoituu pohjavesikerrostumaan. Valmistuessaan vedessä tapahtuu monimutkainen ioninvaihto, jossa maaperän maa- ja maa-alkalisuolat hakeutuvat vettä rakastavina pohjaveteen ja vedestä poistuvat vettä vieroksuvat haitalliset ja vaaralliset metallit kiinnittyen ja rikastuvat adheesiovoimalla maannokseen. Prosessia voidaan kutsua myös suuren kapasiteetin luontaiseksi suodattumiseksi.
Yhteinen nimittäjä pohjavesille on korkeatasoinen hygienia ja laatuvakio. Pohjaveden kemiallinen koostumus vaihtelee isomman geologisen ja paikallisen geologian mukaisesti lähinnä liuenneiden suolojen määrän ja suhteiden mukaisesti.

Luontainen kalliopohjavesi on pitkän ajan kuluessa ionisesti tasapainottunut. Tasapainoisuus ja vakioisuus voidaan tarkastaa vesitutkimuksella suolalajien määrityksen jälkeen, laskemalla ekvivalenttisuhteet.   

Rakenne aiheuttaa veteen luonnottomuuden

Valitettavasti nyt on käynyt pora- ja putkikaivoissa niin, että hyvät luonnon hapettavan pohjaveden ominaisuudet menetetään virheellisten kaivorakenteiden ja kaivoprosessien seurauksena. Tavanomaisia rakennevirheitä ovat epäonnistuneet päästävät ainevalinnat, rakenteellinen hapenkulutus ja riittämätön suojavaikutus. Vesi on moninaisessa vuorovaikutuksessa epävakaaseen rakenteeseen. Tästä seuraa reaktioita, massasiirtymiä, saastumista jne. Rakennusvirheistä johtuen luonnon pohjavesi menettää luontaisuuden ja sille tyypillisen vakioisuuden. Edellä esitetyt veden pilaantumisen faktat on osoitettu hyvällä toistettavuudella porakaivojen korjauksella. Veden saastunut ja vaarallinen tila porakaivon materiaalisella korjauksella dokumentoidusti erinomaiseksi.    
Hyvien pohjavesiominaisuuksien menetys johtuu myös siitä, että veden erityisen herkkä olemus on sellainen, ettei vesi anna anteeksi mitään. Pienemmätkin haittavaikutukset ovat aistittavissa ja mitattavissa laatua huonontavina vedenkäytön estävinä tekijöinä. Määrityksissä jopa miljardisosapitoisuudet (ppb) tekevät vedestä käyttöarvottoman tai vaarallisen.
Luonnon pohjaveden happimarginaalit ovat vähäiset vain miljoonasosia (ppm). Tästä johtuu, ettei pohjavesi salli lainkaan rakenteellista hapenkulutusta. Luontainen pohjavesi on poikkeuksetta hapettava. Happikylläisyyden alenema luontaisista tekijöistä johtuen on logaritminen, eikä alene koskaan absoluuttiseen nollaan. Johtavasta pysty- rakenteesta johtuvan hapenkulutuksen luonnottomuudesta johtuu, että logaritmisuus menetetään. Syntyy alijäämäinen happipotentiaali. Jos hapenkulutusta tapahtuu vähäisessäkin määrin, se aiheuttaa nimenomaan hidasvirtauksessa happikadon, happialijäämän ja pohjavesikerrostuman pelkistymisen. Tällöin vedestä mitataan negatiivisia redox- jännitteitä jopa  -200 mV. (Kynämittari) Tällöin pohjaveden luontaisuus ja laatuvakio on menetetty dramaattisesti. Happi on veden laadun avainparametri. Tällainen vaarallinen, myrkyttävä veden hidas- seisovan veden virtaustilanne muodostuu tyypillisesti yksityisissä hiiliteräsrakenteisissa porakaivoissa. Porakaivon / pohjavesikerrostuman happikatovaurio on luonteeltaan syväksi tunkeutuva ja korjaantumaton.  

Miten porakaivosta saadaan luonnon pohjavettä?

Porakaivo rakennetaan inertiksi ja varmistetaan suojaustoimin veden alkuperäinen pohjavesikerros.

Ts. suljetaan häiriötekijät pois:

-rakenteen vertikaalisella suojamitoituksella pinnalliset epäpuhtaudet  (min. 6m)
-rakenteen ainevalinnoilla materiaaliset vaikutukset (EN 1.4432)
- suojatulla horisontaalisella pohjavesivyöhykkeellä pilaava ja muuttava toiminta (500m)

 On absurdia uskotella luontaista pohjavettä hengenvaaralliseksi arseenin myrkyttämäksi ilman, että edellä esitetyt kaikki kolme tekijät on suljettu pois! 

 

Asko Vasarvuori

Porakaivon korjauksen asiantuntija

 

 

Luonnon pohjavettä porakaivolla?

Luonnon pohjavettä porakaivolla?

 Luontainen kalliopohjavesi

Luontaisesta pohjavedestä ei puutu mitään, eikä siinä ole mitään ylimääräistä. Luonnon pohjavesi on kysyttyä, haluttua ja turvallista myös ilman mittausta.

Luonnon veden jäljittely keinotekoisesti tai pilaantuneen veden puhdistaminen ei koskaan ole pohjaveden tasoinen.

Kalliopohjaveden läpikäymä luontainen valmistumisprosessi on vertaansa vailla. Prosessi sade- ja vajovedestä kalliopohjavedeksi kestää yleensä hyvin pitkään, vuosia jopa vuosituhansia ja varastoituu pohjavesikerrostumaan. Valmistuessaan vedessä tapahtuu monimutkainen ioninvaihto, jossa maaperän maa- ja maa-alkalisuolat hakeutuvat vettä rakastavina pohjaveteen ja vedestä poistuvat vettä vieroksuvat haitalliset ja vaaralliset metallit kiinnittyen adheesiovoimalla maannokseen. Prosessia kutsutaan myös suuren kapasiteetin luontaiseksi suodattumiseksi ja dekantoitumiseksi.

Yhteinen nimittäjä pohjavesille on korkeatasoinen hygienia ja laatuvakio. Pohjaveden kemiallinen koostumus vaihtelee isomman geologisen ja paikallisen geologian mukaisesti lähinnä liuenneiden suolojen määrän ja suhteiden mukaisesti.

Luontainen kalliopohjavesi on pitkän ajan kuluessa ionisesti tasapainottunut. Tasapainoisuus ja vakioisuus voidaan tarkastaa suolamääritysten jälkeen laskematta kulloisenkin pohjaveden ekvivalenttisuhteet eli tasapainoisuus.   

Rakenne aiheuttaa luonnottomuuden

Valitettavasti nyt on käynyt pora- ja putkikaivoissa niin, että hyvät luonnon hapettavan pohjaveden ominaisuudet menetetään virheellisten kaivorakenteiden ja kaivoprosessien seurauksena. Tavanomaisia rakennevirheitä ovat epäonnistuneet ainevalinnat, rakenteellinen hapenkulutus ja riittämätön suojavaikutus. Vesi on moninaisessa vuorovaikutuksessa epävakaaseen rakenteeseen. Tästä seuraa reaktioita, massasiirtymiä, saastumista jne. Rakennusvirheistä johtuen ja luonnon pohjavesi menettää luontaisuuden ja sille tyypillisen vakioisuuden.  

Hyvien pohjavesiominaisuuksien menetys johtuu myös siitä, että veden erityisen herkkä olemus on sellainen, ettei vesi anna anteeksi mitään. Pienemmätkin haittavaikutukset ovat aistittavissa ja mitattavissa laatua huonontavina tekijöinä. Määrityksissä jopa miljardisosapitoisuudet (ppb) tekevät vedestä käyttöarvottoman tai vaarallisen.

Luonnon pohjaveden happimarginaalit ovat vähäiset vain miljoonasosia (ppm). Tästä johtuu ettei pohjavesi salli lainkaan rakenteellista hapenkulutusta. Luontainen pohjavesi on poikkeuksetta hapettava. Happikylläisyyden alenema luontaisista tekijöistä johtuen on logaritminen. Rakenteesta johtuvan hapenkulutuksen luonnottomuudesta johtuu, että logaritmisuus menetetään. Jos hapenkulutusta tapahtuu vähäisessäkin määrin, se aiheuttaa nimenomaan hidasvirtauksessa happikadon ja pohjavesikerrostuman pelkistymisen. Tällöin vedestä mitataan negatiivinen redox- jopa  -200 mV. Tällöin pohjaveden luontaisuus ja laatuvakio on menetetty dramaattisesti. Happi on laadun avainparametri. Tällainen vaarallinen, myrkyttävä veden hidas- seisovan veden virtaustilanne muodostuu tyypillisesti yksityisissä hiiliteräsrakenteisissa porakaivoissa. Happikatovaurio on syvä ja luonteeltaan korjaantumaton.  

 Miten saadaan luonnon vettä porakaivosta

Porakaivo rakennetaan inertiksi ja varmistetaan veden alkuperäksi suojaustoimin pohjavesikerros.

 Asko Vasarvuori

Porakaivon korjauksen asiantuntija

 

 

 

Putkikaivon rakenteen simulointi yksilöi Bangladeshin arseeniongelman syyt

Tausta

Arseenipitoisiin sedimentteihin rakennettujen putkikaivojen vesi on todettu alueittain arseenipitoiseksi.  Erityisen haitallinen tilanne on muodostunut kymmenessä Himalajan ympärysvaltiossa, joissa putkikaivojen osuus vesihuollossa on erityisen suuri. Bangladesh on ongelman suhteen valtioista pahin, koska se sijaitsee kokonaisuudessaan kilometrien paksuisen ja arseenipitoisen suistosedimentin päällä, josta vettä nostetaan putkikaivojen käsipumpuilla.

Kyseisellä alueella alkoi 1990 luvulla esiintymään enenevästi erilaisia iho ja muita syöpäsairauksia. Aikaisemmin ko. sairauksia ei ole esiintynyt. Eräs intialainen professori teki havainnon, että sairastuminen johtuu putkikaivojen veden ylisuurista arseenipitoisuuksista. Häntä ei aluksi uskottu. Nykyisin hänen tekemästään päättelystään ei ole mitään epäilystä. Alueella, maailmanpankin ja UNICEF:in rahoittamista  käsikäyttöisistä putkikaivoista, saadussa vedessä todellakin on tappavan vaarallisia määriä arseenia. Arseenipitoisen vedenkäytön ja kuolemien välillä on tutkimuksin osoitettu voimakas ja kiistaton positiivinen riippuvuus.

Bangladeshissa on tilastoitu arseenipitoisuuden hylkäysrajan ylittäviä putkikaivoja noin 30% ja ne ovat maalattu punaiseksi vaaran ja käyttökiellon merkiksi.

Maailman terveysjärjestö on määritellyt arseenipitoisen putkikaivojen veden syyksi kaikkien aikojen suurimpaan massamyrkytykseen. Jopa 100 miljoonan ihmisen henki on vaarassa. Ympäristö- ja kansalaisjärjestöille on uskoteltu tutkimatta myrkytyksen aiheuttajaksi luontaiset geokemialliset prosessit.

Arseenipitoisuuden alkuperäksi on kaksi mahdollisuutta eli kulttuuriperäinen tai ei kulttuuriperäinen. Ei ole tavanomaista, että luonto itse olisi myrkyttänyt pohjavettä systemaattisesti, vaan päinvastoin luontaista pohjavettä pidetään maailmanlaajuisesti funktionaalisena ja tavoiteltavana ravitsemuksessamme. 

Onko myrkytyksen alkuperä luontaista vai ihmisen aiheuttamaa, ei ole kyetty tieteellisillä tutkimuksilla yksilöimään. On vain olettamuksia luontaisuudesta. Olettamuksia siitä, mitkä tekijät mahdollisesti aiheuttavat pohjavesikerrostuman pelkistymistä, joka laukaisee sedimenttiin sitoutuneen arsenaatin arseniitiksi, aiheuttaen kaivovesiin tappavan korkean arseenipitoisuuden. Mahdollisiksi hapen kuluttajiksi ja pelkistäjiksi on esitetty luontaista orgaanista ainesta. Kulttuuriperäistä putkikaivojen hiiliteräsrakenteen happea kuluttavaa, pelkistävää vaikututusta ja tuhoisuutta ei ole ymmärretty eikä huomioitu. Ei ole myöskään tutkittua tilastoitua tietoa siitä, mikä on alkuperäisen pohjaveden hapetuksen tila ja arseenipitoisuus ilman hiiliterästä ja kulttuurivaikutusta.  Ennen hiiliteräs- putkikaivojen rakennusbuumia matalissa kivirakenteisissa pohjavesikaivoissa ko. alueella ei ole havaittu arseenimyrkytystä. 

Olettamus

Kulttuuriperäiset tekijät kuten itse putkikaivon rakenne- ja ympäristön rasitusvaikutukset on jäänyt kokonaan selvittämättä. Putkikaivojen rakenteissa ja rakennusohjeissa annetaan hyväksyntä hiiliteräsmateriaalin käytölle, joka aiheuttaa systemaattisesti rakenteellisen hapenkulutuksen ja metallisen päästön. Hapenkulutus ja vaikutukset kohdentuvat syvään vedenottopisteeseen ja sen lähisuojavyöhykkeeseen. Ilmiöstä seuraa pohjavesikerrostumaan pelkistynyt vyöhyke, joka on ehto arsenaatin (AsV)muuntumiseksi sedimentissä liikuntakykyiseksi arseniitiksi (AsIII). Vaikutussyvyydestä johtuen korvaavan ja elvyttävän hapen pääsy on pilaantumisvyöhykkeelle estynyt. 

Väestön ja putkikaivojen tiheyden kasvaessa pohjavesikerrostuman hapettavuuden kestävyyden sietorajat ylittyvät ja putkikaivo aiheuttaa laajoja yhtenäisiä syviä pilaantumisvyöhykkeitä, joilla arseeniongelma sairauksineen laajenee ja voimistuu päivä päivältä. Pilaantumisen ja muuntumisen tekijänä tiheä putkikaivoverkosto muodostaa arseenipitoisilla sedimenteillä käsin pumpatulla hidasvirtauksella olosuhteen, jossa on mahdollista muodostua prosessi, joka johtaa WHO määrittelemään väestön massamyrkytykseen. Tämä vakava ongelma ja sen vahingontorjunta edellyttää riskin haltuunottoa ja vaarallisten putkikaivojen markkinoilta poisvedon. Rakentaminen tulisi sallia vasta, kun putkikaivorakenteiden käyttöturvallisuus ja vaatimustenmukaisuus on asianmukaisesti testein ja ohjein varmistettu.

Onko pelkistävä hiiliteräsrakenne laukaissut, sedimenttiin arsenaattina sitoutuneen, mutta muuttuen rakenteen pelkistävästä vaikutuksesta mobilisoituvaksi arseniitiksi? Onko arseenin kulttuuriperäinen laukeaminen sedimentistä aiheuttanut kaivoveden arseenipitoisuuden monikertaisen raja-arvon ylittymisen?

Olettamus voidaan todentaa putkikaivon simuloinnilla

Olen kehittänyt pora- ja putkikaivoille soveltuvan simulointimallin ja tutkimusohjelman, jonka avulla voidaan todentaa faktavarmuudella onko putkikaivon veden arseenipitoisuuden syy luontainen vai ihmisen aiheuttama. Tämä on olennaista tietää etsittäessä kestävää ratkaisua ongelmaan. Varotoimenpiteenä vaarallisia kaivoja maalataan punaiseksi, jolloin estyy veden saanto. Järkevämpi on rakentaa kaivo, jota ei tarvitse maalata punaiseksi. On vaarallista todeta tutkimatta arseeniongelma luontaiseksi, koska se lamauttaa syytutkimuksen ja estää kaivorakenteen kehittämisen ja korjaamisen.  

Simuloinnin vaiheet

Ensimmäisessä vaiheessa kriteerit täyttävälle, neitseellistä pohjaveden tilaa edustavalle koealueelle rakennetaan pilaamaton ja muuttamaton putkikaivoryhmä ja mitataan veden arseenipitoisuus ja happikylläisyys. Toisessa vaiheessa kaivojen rakenne muutetaan happea kuluttavaksi ja pilaavaksi ja muuttavaksi hiiliteräsrakenteeksi ja mitataan veden arseenipitoisuus ja happikylläisyys. Kolmannessa vaiheessa kaivojen rakenne palautetaan pilaamattomaksi ja mitataan veden laadun elpyminen. Simuloinnin avulla voimme rajata pois tekijät eriteltynä, jotka eivät aiheuta suoraan eivätkä epäsuorasti veden arseenipitoisuutta. Toisaalta voimme nimetä eriteltynä ne tekijät jotka aiheuttavat suoraan tai epäsuorasti veteen arseenipitoisuutta. Simuloinnin toistoilla Bangladeshissa voimme todentaa, onko reaktiivinen hiiliteräs- putkikaivo ja sen aiheuttamat sähkökemialliset reaktiot ja vauriot syy arseenipitoiseen kaivoveteen.

Asko Vasarvuori
Porakaivokorjauksen asiantuntija
050-3503101
www.porakaivokorjaus.fi

 

Porakaivon ikävät hajukaasut

Hajukaasujen esiintyvyys

Porakaivoyksilöiden vesiä haittaavat yleisesti rikkiperäiset hajut. Hiiliteräsrakenteisia ruostuvia porakaivoja on Suomessa noin puolet porakaivoista eli 100 000 kpl. Hiiliteräskaivoista haisevia kaivoja noin neljännes eli 25 000 kpl. Suomen tunnusluvut muunnetaan yleensä globaaleiksi lisäämällä perään kaksi nollaa. Hiiliteräs putkikaivojen hajuhaitat näin arvioituna ovat maailman laajuisesti merkittävä ongelma. Korroosion- ja hajuhaitan estossa muovieriste on todettu teknisesti hankalaksi ja tehottomaksi. Rikkiperäistä hajuongelmaa ei esiinny ruostevapaissa betoni- eikä muovirakenteisissa maakerros-eikä porakaivoissa.  

Hajukaasut veden laatutekijänä

Kulutustilanteissa ja tutkimuslaboratorioissa veden hajumääritelmä tehdään ihmisaistein vedestä irtaantuvista kaasuista. Määritelmä on epämääräinen, mutta riittävä ja ilmaisee vieraan hajun haistajan aistiherkkyyden mukaisesti. Hajun aiheuttavan kaasun nimeäminen on epämääräistä. Ilmaisuina käytetään vieras-, maakellarimainen-, tunkkaantunut-, mädän kananmunan-, rikkivedyn luontoinen haju jne. Kaivoveden huoneilmaa pilaava vaikutus eikä kaasumääritys ole kuulunut veden eikä huoneilman rutiinitutkimuksiin. Viranomainen on määritellyt talousveden hajunmuodostuksen teknisen virheen raja- arvoksi aistittavan hajuttomuuden.  ”Ei saa olla tunnistettavaa vierasta hajua”. Vedestä irtoava haiseva kaasupäästö on olennainen tekijä, kun arvioidaan veden käyttöarvoa kotitaloudessa. Tiedän tapauksia, joissa vesiperäiset rikkikaasut huoneilman pilaajana ovat estäneet porakaivon- veden käytön kokonaan ja johtanut kaivon hylkäämiseen. Tällöin asuminen on vaikeutunut ja hyötyinvestointi osoittautunut haisevana kaivona hyödyttömäksi. Hyötyinvestointi, syvä kallioporaus tuotti sen sijaan ”ikuisen” ympäristöriskin. Jälkiviisaana olisi ollut parempi vaihtoehto jättää investointi tekemättä, jolloin olisi säästynyt rahat ja ympäristön pohjavesi.

 Hajun syyt  

Mitkä ovat syyt vedestä irtaantuviin ikävänhajuisiin mm. rikkikaasuihin? Kaasut voivat aiheutua luontaisina, kuten suihkuavissa lämpölähteissä eli geisireissä tapahtuu. Näissä tapauksissa haju on rikkiperäistä ja eräin edellytyksin hapetus-, paine- ja lämpötilaolosuhteissa rikki saa haisevan rikkivedyn muodon. Rikkivety on voimakkaan hajuinen jo pieninäkin pitoisuuksina. Hajut voivat esiintyä välillisesti siten, että luonnoton tekijä aiheuttaa pohjaveteen hapenkulutusta ja happikadon, jolloin veden sulfaatti muuntuu haisevaan rikkivedyn muotoon. Luonnottomia hapen kuluttajia ja välillisiä hajun aiheuttajia voivat olla epäpuhtaudet, raadot, ruostuva romu, humus, pintavedet ja materiaaliperäiset tekijät.

Pohjaveden hyödyllinen sulfaatti

Pohjavesissämme luontaisesti esiintyvä rikki on sulfaattimuodossa. Pitoisuudet ovat suomalaisessa pohjavedessä pienet ka 10- 20 mg/l. Porakaivossa hiiliteräsmateriaalin ruostuessa, sen aiheuttama hapenkulutus on riittävä kuluttamaan veden happimarginaalin loppuun. Tällöin pohjaveden hajuton sulfaatti (SO₄ ^2- ) pelkistyy, muuntuu haitalliseen haisevaan rikkivedyn (H₂ S)  muotoon ja purkautuu kaasuna käyttötilanteissa ilmatilaan. Paineen lasku ja lämpötilan nousu lisää rikkivedyn kaasuuntumista vedestä ja hajuriskiä. Pohjaveden seitsemän asteen lämpötila nousee mm. huonelämmössä, lämminvesivaraajassa, saunan kiukaalla ja vettä keitettäessä jne. Veden ja kaasupäästön vapautuessa huonetilaan sen hajun rikastumiseen vaikuttavat päästömäärän lisäksi huonetilan ilmatilavuus sekä -virtaus. Näistä syistä hajuhaitat esiintyvät voimakkaimpina sauna- ja pesutiloissa, siivous- sekä keittokomeroissa.    

Vesiasioissa varovaisuusperiaate

Miten hajuhaittoihin tulee suhtautua veden käyttöturvallisuutta arvioitaessa? Kun vedessä esiintyy normaalista poikkeava ominaisuus tai pitoisuus, tulee asia selvittää mistä häiriötila aiheutuu. Myös hajuhavainto voi olla tärkeä ilmaisija jostain muusta vaaratilanteesta, joka ei ole itse haju. Rikinhajuinen vesi toimii ilmaisijana mm. luonnottomasta happikadosta, joka voi aiheuttaa kaivoyksilöittäin veden metalloitumista mm. arseenipitoisilla sedimenttialueilla arseenista. Rikkivety on vaarallinen ja myrkyllinen kaasu, mutta se esiintyy kaivovesien yhteydessä onneksemme vaarattoman pieninä pitoisuuksina. Ilmaa raskaampana kaasuna rikkivety voi rikastua umpitilojen pohjalle ja kaivantoihin.

Riippuvuus

Maaporatuissa ja ruostuvissa porakaivoissa olen todennut näiden kaivojen veden päästävän rikkivetykaasua. Mikä tämän rakenteen ja rikkivetykaasun riippuvuuden aiheuttaa, on vielä tieteellisesti todentamatta.  Eräs hypoteesi tälle hajuilmiölle on ruostuvan rakenteen hapenkulutus, josta kaivoyksilöittäin on seurauksena happikatovyöhyke ja rikkiperäiset hajuhaitat. Ilman ruostuvaa hiiliterästä muovirakenteisissa porakaivoissa en ole rakenteellista hapenkulutusta enkä happikatoa havainnut, mutta en myöskään rikkivedyn hajua.

Korjaus

Kurkistakaa haisevan veden porakaivoon. Kun kaivorakenteen seinämässä esiintyy tavalla tai toisella ruosteinen suojaputki, sen osuus hajuhaitan aiheuttajana on järkevää selvittää. Rakenneperäinen hajun riski voidaan sulkea pois valitsemalla täysruostumaton ja happea kuluttamaton kaivorakenne. Näin menetellen voidaan vanhentuneiden, ruostuvien rakennuskäytäntöjen aiheuttamaa hajuhaittaa ehkäistä ennakolta, joka on se edullisin tapa.

    
Hajutonta vuotta 2015
Asko Vasarvuori
Porakaivokorjauksen asiantuntija
050-3503101
www.porakaivokorjaus.fi