Tekopohjavesiratkaisut edistävät pohjavesivarojen kestävää hallintaa
Hydrogeologia ja globaalimuutos -projektissa tuotetaan ratkaisuja nykypäivän ja tulevaisuuden haasteisiin puhtaan ja riittävän juomaveden turvaamiseksi.
Geologian tutkimuskeskuksen rahoittama Hydrogeologia ja globaalimuutos -projekti (HYGLO) tuottaa ratkaisuja muuttuvaan ilmastoon liittyviin pohjavesikysymyksiin sekä vastaa globaalimuutoksen tuomiin haasteisiin tunnistamalla etenkin pohjavesiolosuhteisiin kohdistuvia vaikutuksia. Muutokset sademäärissä, pidentyneet kuivuusjaksot, haihdunnan kasvaminen lämpötilan noustessa, vesistöjen pinnannousu ja tulvat sekä muutokset roudan syvyydessä, lumimäärissä ja kevätsulannassa vaikuttavat muodostuvan pohjaveden määrään, mutta myös sen laatuun. Toisaalta väestönkasvu ja kaupungistuminen tuovat lisää haasteita, kun puhtaan veden tarve kasvaa ja rakennettu ympäristö muuttaa hydrologista kiertoa muun muassa maanpinnan peittämisellä sekä nostaa pohjaveden haavoittuvuusherkkyyttä pilaantumiselle.
Tekopohjaveden laatu vastaa luontaisen pohjaveden laatua
Tekopohjavesiratkaisut on todettu yhdeksi toimivaksi menetelmäksi pohjavesivarojen kestävään hallintaan. Tekopohjavettä on käytetty talousvetenä Euroopassa jo 1800-luvulla, ja Suomessakin tekopohjavettä on alettu hyödyntää Vaasassa jo vuonna 1929. Laajemmin tekopohjavesi on tullut maassamme käyttöön 1970-luvulla (Juuti ym. 2017). Tekopohjaveden käyttö lisää vesihuollon toimintavarmuutta myös kriisitilanteissa, sillä maaperässä vesi on paremmassa suojassa esimerkiksi ilmaperäisiltä saasteilta kuin pintavesissä. Tekopohjaveden muodostamisen tavoitteena on tuottaa luontaisen pohjaveden kaltaista tekopohjavettä ilman vedenkäsittelyä tai käsittelemällä vettä mahdollisimman vähän (Helmisaari ym. 2003). Tekopohjaveden laatu vastaa pääsääntöisesti luontaisen pohjaveden laatua (Vienonen ym. 2012). Oikein toteutettuna tekopohjavesi on ympäristöystävällinen, ilmastokestävä, toimintavarma ja kustannustehokas tapa turvata ympärivuotinen vesihuolto hyvinkin erityyppisissä ilmasto-olosuhteissa ja hydrogeologisissa ympäristöissä.
Suomessa tekopohjavettä valmistetaan pääasiassa allasimeytyksellä, sadettamalla tai kaivoimeytyksellä käyttäen raakavetenä pintavettä, josta on poistettu kiintoaines (Jokela ym. 2017). Vesistöjen lähistöllä sijaitsevissa pohjavedenottamoissa saattaa lisäksi tapahtua pintaveden imeytymistä pohjavesimuodostumaan – suunnitellusti tai tiedostamattomasti (kts. esimerkiksi RANTAVA-projekti). Rantaimeytyminen voikin aiheuttaa ongelmia esimerkiksi pohjavesimuodostuman rauta- ja mangaanipitoisuuksissa. Toisaalta se voi myös lisätä merkittävästi vedenottamolta saatavan veden määrää ja edesauttaa kestävää pohjaveden hyödyntämistä. Kun imeytettävän tai rantaimeytyvän veden viipymäaika maaperässä ennen vedenottamoa on riittävän pitkä, maaperän luontaiset prosessit ehtivät puhdistaa vettä ennen kuin se päätyy vedenottamolle.
Pintavesi-pohjavesivuorovaikutuksen tutkimusmenetelmät kehittyvät
Tulevina vuosina GTK testaa ja kehittää HYGLO-projektissa tutkimusmenetelmiä pintavesi-pohjavesivuorovaikutuksen, ja erityisesti rantaimeytymisen, kustannustehokkaaseen ja luotettavaan tunnistamiseen. Projektiin valitaan muutama pilot-kohde, missä tapahtuu rantaimeytymistä. Tänä kesänä tutkimuksia tehdään yhteistyössä Kuopion Vesi Oy:n kanssa Jänneniemen tekopohjavesilaitoksella, missä on hyödynnetty rantaimeytystä Kallavedestä vuodesta 2008 lähtien. Jänneniemen vedenottamo on täysin biologinen laitos, jossa vedenkäsittelyyn ei käytetä lainkaan kemikaaleja. Suodattuessaan maakerrosten läpi järvivedestä poistuvat mikrobit sekä humus. Rantaimeytyksessä veteen liukenee rautaa ja mangaania, mutta ne poistetaan Jänneniemen vedenkäsittelylaitoksella biologisella hiekkasuodatuksella (Kuopion Vesi 2013). Jänneniemellä tullaan muun muassa testaamaan erilaisia monitorointimenetelmiä ja kemiallisia muuttujia pintavesi-pohjavesivuorovaikutuksen tutkimukseen. Ensimmäiset kenttätutkimukset aloitetaan kesäkuussa ja tuloksista kerromme lisää kenttäkauden päätyttyä.
Useat rantaimeytymiseen tukeutuvat pohjavedenottamot Suomessa ovat kooltaan melko pieniä, eikä rantaimeytymisen prosesseja ole välttämättä tutkittu tarkasti. Ilmastonmuutoksen ja maankäytön tuomiin muutoksiin ja haasteisiin ei etenkään pienillä ottamoilla useinkaan ole varauduttu, ja myös isoilla ottamoilla ilmastonmuutoksen aiheuttamat muutokset esimerkiksi imeytettävän tai imeytyvän pintaveden laatuun vaativat lisäselvityksiä, jotta niihin voidaan varautua asianmukaisesti. Runsastuvat leväkukinnot, vesistöihin päätyvät lääkeaineet ja mikromuovit sekä muutokset pohjavesimuodostuman maaperän prosesseissa ovat jo tämän päivän haasteita, mutta joiden vaikutukset saattavat vielä kasvaa. Tietoa ja osaamista tekopohjaveden imeyttämiseen tai rantaimeytymiseen liittyviin mahdollisiin riskeihin sekä työkaluja riskienhallintaan tarvitaan siis myös Suomessa. Tekopohjavesiratkaisuilla ja rantaimeyttämisellä on Suomessa pitkät perinteet, joista saatuja kokemuksia yhdessä uusien tutkimustietojen kanssa voidaan hyödyntää niin tämän päivän kuin tulevaisuuden haasteiden ratkaisemiseen puhtaan ja riittävän juomaveden turvaamiseksi meillä ja maailmalla.
Teksti:
Jaana Jarva, johtava asiantuntija
Lähteet:
Helmisaari, H-S., Illmer, K., Hatva, T., Lindroos, A-J., Miettinen, I., Pääkkönen, J., Reijonen, R. (toim.). 2003. Tekopohjaveden muodostaminen: imeytystekniikka, maaperäprosessit ja veden laatu. TEMU -tutkimushankkeen loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 902.
Jokela, P., Eskola, T., Heinonen, T., Tanttu, U., Tyrväinen, J., Artimo, A. 2017. Raw Water Quality and Pretreatment in Managed Aquifer Recharge for Drinking Water Production in Finland. Water 9(138). doi:10.3390/w9020138
Juuti, P. S., Katko, T. S., Rajala, R. P. 2017. Sata vuotta vesihuoltoa Suomessa 1917–2017. Kehrämedia Oy.
Kuopion Vesi. 2013. Raikasta tekopohjavettä ja pohjavettä. Pisaroita 2/2013.
Vienonen, S., Rintala, J., Orvomaa, M., Santala, E., Maunula, M. 2012. Ilmastonmuutoksen vaikutukset ja sopeutumistarpeet vesihuollossa. Suomen ympäristö 24.
