Raskasmetallit pohjavesissä:esimerkkeinä kadmium, arseeni ja mangaani

Tiivistelmä. Pohjavedet ovat ihmisille tärkeä juomaveden lähde. Maapallon pohjavesissä ilmenee kuitenkin laadullisia eroja alueellisesti. Raskasmetallit ovat merkittävä saaste, jota päätyy ihmisten käyttöön suurissa määrin juomavedestä aiheuttaen lukuisia terveyshaittoja. Raskasmetalleja voi päätyä pohjavesiin sekä luonnollisista että antroposeenisista lähteistä. Tässä tutkielmassa käsittelen pohjavesien saastumista raskasmetallien johdosta, luonnollisten lähteiden kautta. Raskasmetallien ilmenemistä pohjavesissä tarkastelen esimerkkien, kadmiumin, arseenin ja mangaanin kautta. Pohjavedet ovat osa maapallon hydrologista kiertoa, ja niiden syntymiseen vaikuttavat sadanta, haihdunta, valunta ja imeytyminen. Pohjavedet sijaitsevat maaperässä pinnantason alapuolella kyllästyneessä vyöhykkeessä, jossa maaperän huokoset ovat täyttyneet vedestä. Osana hydrologista kiertoa maaperän mineraaleissa olevat raskasmetallit voivat liueta pohjaveteen luonnostaan. Pohjavesien raskasmetallipitoisuudet vaihtelevat alueittain, ja niihin vaikuttavat eri geokemialliset tekijät. Tärkeimpinä tekijöitä raskasmetallien vesiliukoisuuden kannalta ovat redox-potentiaali ja pH. Näiden geokemiallisten olosuhteiden vaihtelu mahdollistaa raskasmetallien vapautumisen vesiliukoiseksi, sekä niiden kiinnittymisen maaperän mineraaliyhdisteisiin. Esimerkkiraskasmetalleista arseeni on pohjavesissä haitallisin sen laajan esiintymisen ja korkean myrkyllisyyden vuoksi. Kadmium on myrkyllisin, mutta sen esiintyminen pohjavesissä ei ole niinkään runsasta. Mangaania taas esiintyy suurimmissa pitoisuuksissa, mutta sen myrkyllisyys on vähäistä arseeniin ja kadmiumiin verraten. Pohjavesien raskasmetallipitoisuuksien alueellisiin vaihteluihin vaikuttavat geokemiallisten tekijöiden kannalta suotuisat ympäristötekijät. Luonnonmaantieteellisten ominaisuuksien puolesta merkittäviä alueita ovat ilmastoltaan aridiset ja kosteat alueet, sekä topografialtaan tasaiset jokisuistoalueet. Myös merenrannikoiden läheisyys on huomattavaa meriveden aiheuttaman suolaantumisen vuoksi. Pohjavesien raskasmetallipitoisuuksien osalta antroposeeniset tekijät ovat kuitenkin merkittäviä alueellisten vaihtelujen kannalta

Ennallistettujen soiden tilan seuranta : Kokemuksia vesienpalautuksen seurannasta ja kaukokartoitusmenetelmistä

Soiden ennallistamistoimenpiteiden vaikutusten todentaminen edellyttää seurantaa. Tässä raportissa esittelemme Ennallistettujen soiden tilan seurannan kehittäminen -hankkeen keskeisimpiä tuloksia. Selvitimme hankkeessa, (1) minkälaiset hydrologiset, ekologiset ja kaukokartoitusseurantamenetelmät ovat toimivia vesienpalautuskohteiden seurannassa ja (2) voidaanko kaukokartoitusaineistojen avulla seurata perinteisen ennallistamisen (ojien täyttäminen ja patoaminen) onnistumista. Pilotoimme vesienpalautuskohteiden seurantaa kahdeksalla suolla Pohjois-Pohjanmaalla ja Pohjois-Savossa vuosien 2021–2023 aikana. Vesienpalautuksen seurantamenetelmien kehityksestä keskustelimme myös yhdessä kokemusasiantuntijoiden kanssa työpajoissa. Lisäksi testasimme satelliittikuvamenetelmien soveltuvuutta märkyyden ja kasvillisuuden seurantaan perinteisen ennallistamisen kohteilla. Vesienpalautusseurannan osalta saimme hyviä tuloksia optisten satelliittikuvien sekä multispektri- ja lämpökameradronekuvien hyödyntämisestä soiden märkyyden maantieteellisen ja ajallisen vaihtelun mallintamisessa. Sen sijaan perinteisillä maastomenetelmillä, eli vedenpinnan tason mittauksilla ja kasvillisuusruutuinventoinneilla, saadut tulokset olivat epävarmempia. Maastomenetelmien osin epäonnistunut pilotointi toi kuitenkin arvokasta tietoa seurantakoealojen sijoittelun haasteellisuudesta, seurantoihin soveltuvien kohteiden vähäisyydestä ja esimerkiksi vedenpinnan tasoa mittaavien loggereiden laitteisto-ongelmista. Jatkossa vesienpalautuksen vaikutusten todentamiseen tarvittaisiin rimpinevoille suunnattu systemaattinen seurantaverkosto. Perinteisen ennallistamisen kohteilla saimme hyviä tuloksia satelliittikuvien käytöstä soiden vedenpinnan tason muutosten analysoinnissa. Sen sijaan emme saaneet kehitettyä toimivia menetelmiä kasvillisuusmuutosten tulkintaan. Tulostemme perusteella etenkin satelliittikuvat voivat tuoda uusia mahdollisuuksia soiden märkyyden muutosten ja ennallistamistoimien vaikutusalueen mallintamiseen. Satelliittikuvia voi hyödyntää esimerkiksi kohteiden hoitoseurannassa ja soiden ennallistamisen vaikutusalueen mallintamisessa. Kaukokartoitusmenetelmät eivät kuitenkaan voi korvata maastossa tapahtuvaa seurantaa mutta voivat toimia niiden tukena ja pistemäisten maastohavaintojen ennustamisessa laajemmille alueille