2.3.1 Vedenoton ympäristövaikutukset
Pohjavedenotto vaikuttaa pohjavesimuodostuman luonnollisiin olosuhteisiin. Vedenoton ym-päristövaikutukset riippuvat pohjaveden ottomäärän suhteesta pohjavesiesiintymän kokonais-antoisuuteen ja maaperän vedenjohtavuusominaisuuksiin. Suomessa pohjavesimuodostumat ovat kooltaan ja antoisuudeltaan melko pieniä, minkä vuoksi, mutta myös yleisesti, pohjaveden muodostumiseen nähden liiallisella pohjavedenotolla on vaikutusta vedenottamon lähiympäris-tön pohjaveden pinnankorkeuksiin ja virtausolosuhteisiin sekä toisinaan myös pohjaveden laa-tuun, kuten rauta- ja mangaanipitoisuuksiin. Pohjavedenpinnan lasku muuttaa pohjaveden vir-tausnopeutta ja -suuntia vedenottopisteen lähiympäristössä, kun esiintymästä pumpatun veden tilalle pyrkii virtaamaan vettä ympäröivältä alueelta. Tämän seurauksena esimerkiksi pohjave-den purkautuminen joillekin alueille voi heiketä. Pohjavepohjave-denotto voi myös laskea läheisten jär-vien, lampien, jokien ja purojen vedenkorkeuksia ja vaikuttaa niiden virtaamiin ja vedenlaa-tuun. Myös luonnonsuojelullisesti arvokkaisiin Natura 2000 -verkoston kohteisiin, kuten poh-javedestä välittömästi riippuvaisiin lähteisiin ja soihin lähiympäristöineen pohjavedenotolla voi olla joko suoria tai välillisiä vaikutuksia. Lisäksi pohjavedenottamon vaikutusalueella sijaitse-vien talousvesikaivojen vedenpinnat ja antoisuus voivat alentua ja vedenlaatu heikentyä pohja-vedenoton seurauksena. Pintavesiin kohdistuvien vaikutusten seurauksena myös vesien
virkistyskäyttö ja kalojen elinolosuhteet voivat heiketä. (Gustafsson ym. 2006; Schmoll ym.
2006; Päätalo ym. 2007; Vallinkoski ym. 2016; Britschgi ym. 2018; Rintala 2019.)
Rantaimeytymistä hyödynnetään suunnitellusti tai vahingossa monilla vesistöjen läheisillä poh-javedenottamoilla. Rantaimeytymistä, jossa pintavettä imeytyy vettä helposti läpäisevien maa-kerrosten läpi pohjaveteen, tapahtuu kun pohjaveden pinta laskee pohjavettä otettaessa vesistön pinnantason alapuolelle. (Winter ym. 1999; Kinnunen 2005.) Pintaveden sekoittuminen pohja-veteen heikentää pohjaveden laatua (Rautio 2015; Rautio ym. 2015) etenkin, mikäli pintaveden suotautumismatka ja viipymäaika maaperässä on lyhyt. Rantaimeytyslaitoksilla pohjaveden ke-miallisen laadun uhkana pidetään äkillistä haitta-ainepäästöä pintaveteen, sillä rantaimeyty-mistä ei voida keskeyttää nopeasti. Haitta-ainepäästön seurauksena imeytettävän pintaveden mukana pohjaveteen voi kulkeutua hitaasti hajoavia tai hajoamattomia haitta-aineita, kuten tor-junta-aineita, raskasmetalliyhdisteitä tai aromaattisia hiilivetyjä. Samoin kausittain esiintyvät sinilevät ja niiden tuottamat toksiinit voivat heikentää pintaveden sekoittumisen seurauksena pohjaveden laatua. Lisäksi rantaimeytyslaitoksilla, joiden maaperän puhdistuskykyä on pitkä-aikaisesti kuormitettu mahdollisimman tehokkaalla pohjavedenotolla, voi esiintyä ongelmia mm. pohjaveden korkeiden raudan ja orgaanisen hiilen pitoisuuksien, lämpötilan, happipitoi-suuden, pH:n ja sähkönjohtavuuden kanssa. Rantaimeytymisen havaitsemiseksi vedenlaadun tarkkailu on erityisen tärkeää. Mikäli rannan läheisessä havaintoputkessa tai kaivossa havaitaan pohjaveden laadun ja lämpötilan suurta vaihtelua eri vuodenaikoina, viittaa se mahdollisesti siihen, että pintavettä kulkeutuu ja sekoittuu pohjaveteen. Yleensä pohjaveden lämpötila vaih-telee Etelä-Suomessa välillä +5,5 - +7,0 ℃ ja Lapissa välillä +1,5 - +3,5 ℃. (Lahermo ym.
2002; Gustafsson ym. 2006; Isomäki ym. 2006; Isomäki ym. 2007; Vienonen ym. 2012.)
Myös pintavesissä esiintyvät mikrobit voivat aiheuttaa ongelmia rantaimeytyslaitoksilla, jos imeytyvän veden viipymäajat ja virtausreitit maaperässä muuttuvat esimerkiksi lisääntyneen vedenoton seurauksena (Isomäki ym. 2006). Pintavesiä voi kulkeutua pohjaveteen myös muun muassa tulvien, lumen sulamisvesien tai voimakkaiden sateiden seurauksena (Rautio 2015;
Rautio ym. 2015). Tällöin liian lyhyiden veden suotautumismatkojen, vedenottokaivojen puut-teellisten rakenteiden tai kalliohalkeamien seurauksena mikrobiologisesti pilaantunutta vettä voi päästä pohjaveteen, ja mikrobit voivat kulkeutua pitkiäkin matkoja hyvin vettä johtavissa maakerroksissa. Mikäli pohjavettä ei desinfioida, voivat vedessä mahdollisesti esiintyvät tau-dinaiheuttajamikrobit aiheuttaa laajojakin vesivälitteisiä epidemioita. Pohjaveden alhainen lämpötila ja maan kosteus edesauttavat mikrobien säilyvyyttä. Viileässä pohjavedessä mikrobit
ovat myös suojassa niitä ravinnokseen käyttäviltä eliöiltä ja auringon UV-säteilyltä. Muita mik-robien kulkeutumiseen ja säilymiseen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa pintaveden or-gaanisen aineksen määrä, maa-aineksen laatu, pH, maan ja veden mikrobiaktiivisuus sekä vir-tausolosuhteet. Yleisesti ottaen mikrobit säilyvät pohjavedessä kauemmin kuin pintavedessä.
(Kinnunen 2005; Schmoll ym. 2006.) Riittävän puhdistustason takaamiseksi pintaveden on vii-vyttävä maaperässä muutamasta viikosta muutamaan kuukauteen. Maaperän fysikaaliset, ke-mialliset ja biologiset prosessit poistavat pintavesistä kiintoainesta, patogeenejä ja ravinteita mm. suodatuksen, adsorption ja biohajoamisen avulla. Toisaalta pohjavesivyöhykkeeseen kul-keutuneiden epäpuhtauksien pitoisuudet laskevat myös laimenemisen seurauksena. (IAEA 2013.)
2.3.2 Pohjaveden havaintoputket
Pohjaveden pinnankorkeutta ja vedenlaatua tarkkaillaan erityyppisistä havaintopaikoista, joista yleisimpiä ovat havaintoputket ja kaivot. Pohjavesinäytteitä otetaan myös muun muassa läh-teistä, pohjavesilammikoista ja vedenottamoiden hanoista. Lysimetreillä tarkkaillaan lisäksi vajoveden liikettä ja laatua. Toisaalta myös pohjaveden havaintoputkia on erilaisia. Aiemmin teräs oli yleisimmin käytetty havaintoputkien materiaali, mutta nykyisin teräsputkia käytetään lähinnä pohjaveden pinnankorkeuden määrittämiseen. Pohjaveden laadun tarkkailuun teräsput-ket soveltuvat huonosti, sillä ruostuessaan niistä voi liueta analysoitavia aineita vesinäyttee-seen. Teräsputkien sisähalkaisija on yleensä joko 32 mm tai 50 mm. Ne koostuvat umpiputki-osuudesta ja rei´itetystä siiviläumpiputki-osuudesta, jossa reikien läpimitta on yleensä 3 mm. PVC- tai PEH (HDPE) -muovista valmistetut putket sitä vastoin soveltuvat hyvin sekä pohjavesinäyt-teenottoon että pohjaveden pinnankorkeuden mittaamiseen. Muoviputkiin voidaan asentaa myös jatkuvatoimisia mittalaitteita. (Kinnunen 2005; Rintala & Suokko 2008.)
Muoviputket ovat yleensä sisähalkaisijaltaan joko 32 mm tai 52 mm mutta myös 100 mm:n muoviputkia käytetään. Muoviputket koostuvat 1-2 metrin pituisista rakosiivilä- ja umpiputki-osuuksista, jotka liitetään toisiinsa kierreliitoksin. Siiviläosan rakoläpimitta on yleensä 0,1-0,5 mm, mutta rakoläpimitta valitaan kunkin kohteen maakerrosten raekoostumuksen perusteella.
Lisäksi siiviläputkiosuuden suodatustehoa voidaan lisätä siivilän päälle asennettavalla siivi-läsukalla. Muoviputken maanpäällinen osa tulee suojata galvanoidusta teräksestä tehdyllä suo-japutkella ja lukittavalla kansirakenteella (kuvat 8-10). (Kinnunen 2005; Rintala & Suokko 2008.)
Kuvat 8-10. Erilaisia pohjaveden havaintoputkia suojaputkineen ja kansirakenteineen. Vasem-malla oleva rautaputki ei sovellu pohjavesinäytteenottoon. Kuvat Anne Mutanen.
Pohjaveden havaintoputkien asennuksessa maaperään käytetään yleensä maaputkikairauskalus-toa. Havaintoputki asetetaan maaperään kairatun maaputken sisään, jonka jälkeen maaputki nostetaan ylös ja havaintoputki jää paikoilleen maaperään. Lopuksi havaintoputki huuhdotaan pumppuun liitetyn vesiletkun avulla, kunnes putkesta ylös tuleva vesi on kirkasta. Kallioperään asennettaessa kairausta jatketaan kallioporauksena ruhjeiseen, vettä hyvin johtavaan kallioon saakka. Havaintoputken asennussyvyys sekä siiviläosan pituus ja sijainti määritetään tapaus-kohtaisesti kairauksessa saatujen tulosten perusteella. Yleensä siiviläosa sijoitetaan vettä par-haiten johtavaan, karkeaan maakerrokseen, mutta siiviläosa voi ulottua myös koko pohjave-sivyöhykkeen läpi kallionpintaan asti. Havaintoputkeen asennetaan yleensä umpiputkea hie-noainespitoisten maakerrosten kohdalle, jotta hienoaines (savi, hienosiltti) ei valuisi putkeen ja tukkisi sitä (kuva 11). Toisaalta siiviläosa voidaan ulottaa myös 1-2 metriä pohjaveden pinnan yläpuolelle, mikäli selvitetään vettä kevyempien haitta-aineiden, kuten bensiinin ja polttoöljyn esiintymistä pohjavedessä. Vettä raskaampien, veteen huonosti liukenevien yhdisteiden selvit-täminen vaatii puolestaan havaintoputkien asentamisen joko kallionpintaan tai osittain kallioon asti, jolloin myös siiviläosan tulee sijaita pohjavesivyöhykkeen alaosassa tai jatkua osin kalli-ossa. Putkien kairaus- ja asennustiedot kirjataan putkikohtaisesti laadittaville havaintoputkikor-teille. (Kinnunen 2005; Rintala & Suokko 2008.)
Havaintoputken sijaintipaikka määritetään yhteistyössä eri toimijoiden kesken. Pohjavedenoton velvoitetarkkailuun tarkoitettujen havaintoputkien sijaintipaikkaa määritettäessä on huomioi-tava muun muassa pohjaveden virtausolosuhteet ja mahdolliset riskikohteet, jotka aiheuthuomioi-tavat merkittävän riskin pohjavedelle. Vedenottamoiden vaikutusalueen lisäksi havaintoputkia tulisi
sijoittaa tällaisten riskikohteiden lähistölle. Lisäksi pohjavedenoton vaikutusalueen ulkopuo-lelle on hyvä sijoittaa vähintään yksi vertailuputki, josta voidaan mitata tausta-arvoja. (Britschgi ym. 2018; Rintala 2019.) Suomessa pohjaveden havaintoputkia on asennettu toiminnanharjoit-tajien velvoitetarkkailun lisäksi muun muassa vedenhankintatutkimusten yhteydessä ja mah-dollisesti pilaantuneiden maiden pohjavesiselvityksiin sekä pohjavesialueiden rakenneselvityk-siin liittyen (Kinnunen 2005; Rintala & Suokko 2008).
Kuva 11. Pohjaveden havaintoputken periaatekuva (mukaillen Rintala & Suokko 2008).
2.3.3 Pohjavesien valtakunnallinen seuranta
Suomessa seurataan pohjaveden pinnankorkeutta ja vedenlaatua valtakunnallisesti noin 90 poh-javesiasemalla eri puolilla maata. Erilaisissa ilmasto-, maasto- ja maaperäoloissa olevat pohja-vesiasemat tuottavat geohydrologista perustietoa pohjaveden pinnankorkeuden ja laadun vaih-teluista sekä pohjaveden muodostumisesta luonnontilaisilla alueilla. Lisäksi valtakunnallinen pohjavesiseurantaverkko tuottaa tietoa geologisten tekijöiden sekä ihmistoiminnan vaikutuk-sista pohjaveteen. Valtakunnallisilla seuranta-asemilla havainnoidaan myös roudan syvyyttä, lumipeitteen paksuutta, maankosteutta ja suotautuvan veden määrää. (SYKE 2017a; Ympäris-töhallinto 2019a.)
Valtakunnalliset pohjaveden pinnankorkeushavainnot aloitettiin 1970-luvun alkupuolella ja ve-denlaadun havainnointi 1990-luvulla. Pohjaveden laatua seurataan 2-4 kertaa vuodessa otta-malla vesinäytteet kunkin aseman yhteydessä olevasta lähteestä, kaivosta tai muovisesta ha-vaintoputkesta. Pohjaveden pinnankorkeutta puolestaan mitataan kullakin asemalla sijaitsevista
havaintoputkista kaksi kertaa kuussa. Korkeushavainnot muutetaan pohjaveden korkeudeksi merenpinnasta (m mpy) N2000-järjestelmässä. Seurannan perusteella voidaan arvioida pohja-veden laadun ja määrän ajallisia ja paikallisia vaihteluita sekä niiden keskinäisiä vuorovaiku-tuksia. Seurantasarjojen havaintotulokset tallennetaan POVET-tietojärjestelmään, joka on Suo-men ympäristökeskuksen ja alueellisten ELY-keskusten ylläpitämä pohjavesitietojärjestelmä.
Tarkkailujen perusteella tiedotetaan valtakunnallisesta pohjavesitilanteesta. Tarkkailutuloksia sovelletaan ELY-keskusten laatimissa vesienhoitoaluekohtaisissa pinta- ja pohjavesien seuran-taohjelmissa, ja niitä käytetään pohjavesien luokitteluun ja vesienhoitosuunnitelmien laadin-nassa. (SYKE 2017a; Ympäristöhallinto 2019a.)