Search

Arseen on inimorganismile toksiline element, seetõttu on Eestis joogiveele kehtestatud arseeni piirsisalduseks 10 μg/L. 2017. aastal tuvastati Tartu linna põhjaveevarude ümberhindamise käigus joogiveele kehtestatud piirsisaldusest kõrgemaid arseeni sisaldusi. Arseen on võimeline adsorbeeruma rauaühendite pinnale, mille tulemusena eemaldub arseen veest. Käesoleva magistritöö eesmärk on välja selgitada, kui tõhusalt eemaldavad põhjaveest arseeni töötavad rauaärastusseadmed ja kui efektiivsed on erinevad filtermaterjalid ning rauaühendid arseeni ärastamisel. Töö raames uuriti viie puurkaevu puhul vee keemilise koostise muutust enne ja peale rauaärastusseadmeid, ning teostati kaks arseeni ärastamise laborikatset, mille raames katsetati kolme erineva filtermaterjali (kvartsliiv, greensand ja birm) arseeni sidumisefektiivsust., https://www.ester.ee/record=b5563654

Põhjavee väljavoolud jõgedes on muutumas eluliseks ökosüsteemide kui ka kohalike elanike jaoks kliima soojenemise taustal. Külmad põhjavee väljavoolud pakuvad jahedaveelistele liikidele, näiteks lõhilastele, varjupaika kuumadel suvedel ning aitavad veeorganismidel ellu jääda. Käesoleva töö eesmärk on kaardistada põhjavee väljavoole Pudisoo jões, kasutades selleks termokaamerat mehitamata õhusõidukil, kuid mõõta ka jões paiknevate allikate elektrijuhtivust. Põhja- ja pinnavee temperatuuride erinevused on suurimad talvel ja varakevadel ning just siis viidi läbi ka drooniga lendamised ja andmete kogumine., https://www.ester.ee/record=b5563735

Kaukalorakenne on rakenne, jonka avulla voidaan rajoittaa pohjaveden kulkua. Pohja- tai orsivedenpinnan sijaitessa kaukalorakenteen pohjan yläpuolella rakenteeseen kohdistuu nostetta. Nosteen vaikutus on muihin pystykuormiin nähden vastakkaissuuntainen, jolloin noste tyypillisesti pyrkii nostamaan rakennetta sen halutusta korkeusasemasta. Nosteen vaikutusten kumoamiseksi kaukalorakenteen suunnittelussa on huomioitava mitoittaminen nosteelle. Nosteen kohottavaa vaikutusta voidaan kumota rakenteen omapainolla, nosteen aiheuttavan pohjavedenpinnan alentamisella, rakenteen ankkuroinnilla sekä ympäröivän maan kitkavoimilla. Nosteen aiheuttama kohottava vaikutus huomioidaan nykyisessä standardissa EN 1997-1 nosteen aiheuttamana murtumisena (UPL). Suunnitteluohjeistus on nosteen aiheuttaman murtumisen osalta tulkinnanvarainen, mikä on ollut osasyynä diplomityön tarpeellisuudelle. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, miten kaukalorakenteen mitoitus nosteelle etenee nykyisen suunnittelustandardin ja soveltamisohjeen mukaisesti sekä miten nosteen kumoamiskeino-ja suunnittelussa voidaan hyödyntää. Nosteen aiheuttaman murtotilanteen lisäksi työssä selvitettiin, minkälaisten siltojen yhteydessä kaukalorakenteita on hyödynnetty ja millaisia rakenneratkaisuja kaukalorakenteissa on käytetty. Diplomityössä tarkasteltavat kaukalorakenteet rajattiin siltojen yhteydessä oleviin teräsbetonisiin kaukalorakenteisiin. Diplomityön tutkimusmenetelmä oli kirjallisuuskatsaus ja laskennallinen selvitys. Kirjallisuuskatsaus koostui sekä kansallisesta että kansainvälisestä kirjallisuudesta. Käytetty kirjallisuus koostui standardeista, suunnitteluohjeista ja tieteellisistä julkaisuista. Kaukalorakenteiden hyödyntämisen ja kaukalorakenteiden rakenneratkaisuiden tutkimisessa käytettiin lähteenä Väyläviraston Taitorakennerekisteriä. Laskennallisella selvityksellä kartoitettiin, miten kaukalorakenteen mitoitus nosteelle laskennallisesti etenee nykyisen eurokoodin mukaisesti. Laskelmissa tarkasteltiin sekä ulokkeellista että ulokkeetonta kaukalorakennetta. Laskennallisissa selvityksissä oletettiin kaukalorakenteen olevan päältä avoin. Työn lopussa koottiin laskennallisesta selvityksestä saatuja tuloksia. A trough structure is a structure which can be used to limit groundwater level and flow. When groundwater or the perched water level is higher than the bottom of the trough structure, buoyancy affects the trough structure by uplifting force. Uplifting force affects opposite direction than other vertical loads. Because of this uplift pursue to rise structure from its decided elevation. In the design of trough structure overturn for uplift must be considered. Methods for overturn uplift are increasing the weight of the structure, lowering the level of groundwater by draining, anchoring the structure, and taking frictional resistance into account. The uplifting force from buoyancy has been considered in the standard EN 1997-1 as a failure by uplift (UPL). The design standard is partly open to interpretation which have been the part reason for the need of this thesis. The aim of this master’s thesis was to study how trough structure is designed for failure by uplift and how measures against failure by uplift can be used. In addition to failure by uplift, this study discovered bridge types that have trough structures and structural solutions of trough structures. Trough structures in this master’s thesis were limited to reinforced concrete trough structures interrelated with bridges. The methods of research in this thesis were literary and calculatory reviews. The literary review consisted of national and international literature. The literary review was composed of standards, design guidelines and scientific publication. For the research of trough structures in bridges and the structural solutions of trough structures, Taitorakennerekisteri from the Finnish Transport Infrastructure Agency was investigated. In the calculatory review calculation for the failure by uplift was made for the trough structure with the present Eurocode. The calculations were made for trough structures that have cantilevers and for though structures which do not have them. In the calculations, it was assumed that the trough structure was open from the top. At the end of the calculatory review, the results of the calculations were summarised.

Groundwater : : journal of the Association of Ground-Water Scientists and Engineers, a division of the National Ground Water Association (2021). doi:10.1111/gwat.13087, Published by Wiley-Blackwell, Oxford [u.a.]

Key Points: • Land use such as agriculture and peat extraction alter the physical and hydraulic properties of the peat more strongly than other land uses • The top 30 cm peat depth was most affected by agriculture and peat extraction, as indicated by the bulk density, specific yield, and porosity values • The van Genuchten-Mualem soil water retention model was applied successfully to different layers of peat under different land use Undisturbed peatlands are effective carbon sinks and provide a variety of ecosystem services. However, anthropogenic disturbances, especially land drainage, strongly alter peat soil properties and jeopardize the benefits of peatlands. The effects of disturbances should therefore be assessed and predicted. To support accurate modeling, this study determined the physical and hydraulic properties of intact and disturbed peat samples collected from 59 sites (in total 3,073 samples) in Finland and Norway. The bulk density (BD), porosity, and specific yield (Sy) values obtained indicated that the top layer (0–30 cm depth) at agricultural and peat extraction sites was most affected by land use change. The BD in the top layer at agricultural, peat extraction, and forestry sites was 441%, 140%, and 92% higher, respectively, than that of intact peatlands. Porosity decreased with increased BD, but not linearly. Agricultural and peat extraction sites had the lowest saturated hydraulic conductivity, Sy, and porosity, and the highest BD of the land use options studied. The van Genuchten-Mualem (vGM) soil water retention curve (SWRC) and hydraulic conductivity (K) models proved to be applicable for the peat soils tested, providing values of SWRC, K, and vGM-parameters (α and n) for peat layers (top, middle and bottom) under different land uses. A decrease in peat soil water content of ≥10% reduced the unsaturated K values by two orders of magnitude. This unique data set can be used to improve hydrological modeling in peat-dominated catchments and for fuller integration of peat soils into large-scale hydrological models.

Kaivostoiminnassa mineraalien rikastuksessa muodostuva rikastushiekka sijoitetaan rikastus-hiekka-altaisiin, joiden haitallisten aineiden päästöt pohja- tai pintavesiin aiheutuvat altaan pohja- ja patorakenteiden läpi kulkeutuvan suotoveden leviämisestä ympäristöön tai käsiteltyjen jätevesien juoksutuksesta alapuoliseen vesistöön. Haitallisten aineiden liukeneminen rikastushiekasta suotoveteen ja niiden kulkeutuminen rikastushiekka-altaan ympäristöön ovat seurausta rikastushiekassa ja maaperässä tapahtuvista biologisista, kemiallisista ja fysikaalisista reaktioista haitallisten aineiden ja rikastushiekassa ja maaperässä olevien veden, huokosilman ja kiinteän aineen välillä. Näitä reaktioita säätelevät reaktio-olosuhteet, jotka ovat riippuvaisia ympäristön olosuhteista, kuten veden määrästä ja lämpötilasta. Suotoveden leviämistä rikastushiekka-altaan ympäristöön voidaan estää tai hidastaa suojapumppauksella, joka on pilaantuneen tai pilaantumisen vaarassa olevan pohjaveden aktiivinen kunnostamismenetelmä. Kevitsan kaivoksen toiminnan aikaisessa pohjavesitarkkailussa on havaittu, että vähärikkisen rikastushiekka-altaan A suotovedet ovat osittain sekoittuneet pohjaveteen allasalueen lähiympäristössä aiheuttaen näin joidenkin haitallisten aineiden pitoisuuksien nousua verrattuna alueen taustapitoisuuksiin. Tehtyjen mallinnusten tulosten pohjalta laadittiin suojapumppaussuunnitelma, jota noudattaen suurin osa rikastushiekka-altaan A suotovedestä saadaan kerättyä rikastushiekka-altaan A luoteiskulman padon läheisyyteen asennettujen 12 suotovedenkeräyskaivojen avulla ja johdettua käsittelyyn. Suojapumppauksilla pyritään estämään rikastushiekka-altaan A lähiympäristön veden laadun heikkeneminen ja pienentämään Mataraojan pilaantumisen riskiä. Diplomityön tavoitteena oli rikastushiekka-altaan A suotovesien suojapumppauksen aloituksen ja seurannan suunnittelu ja toteuttaminen. Seurannan tulosten perusteella arvioitiin pumppausjärjestelyn soveltuvuutta alueelle. Työssä laadittiin suojapumppausten alkuvaiheen tarkkailusuunnitelma ja toteutettiin tarkkailu. Suojapumppausten vaikutusta rikastushiekka-altaan A ympäristössä seurattiin vesinäytteenotolla ja vedenpinnan korkeusmittauksilla. Vesianalyysitulosten tulkinnassa huomioitiin alueen taustapitoisuudet ja tuotannon aikaisen tarkkailun tulokset. Haitallisten aineiden pitoisuuksia verrattiin asetusten 1040/2006 ja 1022/2006 mukaisiin ympäristönlaatunormeihin. Tutkimusalueella useimpien suotovedenkeräyskaivojen ja pohjavesiputkien vesien kloridin ja nikkelin pitoisuudet ylittivät ympäristönlaatunormin 1040/2006 vertailupitoisuuden, ja lähes kolmasosa ympäristönlaatunormin 1022/2006 vertailupitoisuuden. Tarkastelujakson aikana suojapumppauksilla ei ollut vaikutusta tutkimusalueen haitallisten aineiden pitoisuuksiin. Nykyisellä pumppausjärjestelyllä ei saavuteta haluttua pohjavedenpinnan alenemaa suotovedenke-räyskaivoissa eikä siten riittävän merkittävää ja tehokasta suojapumppausten vaikutusta rikas-tushiekka-altaan luoteiskulman ympäristön pohjavesiin. Tarkempien johtopäätösten tekemiseksi pumppausten vaikutuksista tarvitaan ympäristön haitallisten aineiden pitoisuuksien muutosten ja vedenpintojen korkeuksien pidempiaikaista, todennäköisesti vuosia kestävää seurantaa. Suojapumppausjärjestelyn tekniseen toteutukseen tulisi tehdä parannuksia: pumppujen lukumäärää ja niiden pumppaustehoja on kasvatettava ja pumppausten automatisoinnin mahdollisuuksia on tutkittava. The tailings from the mineral enrichment in the mining industry are placed in the basin-like tailings storage facilities. The groundwater and the surface waters near the facility can be contaminated via the seepage passing through the bottom of the dam and through the dam structures to the surrounding environment, or via discharging of the treated wastewater into the downstream water. The dissolution of the contaminants from the tailings into the seepage, and their transport into the vicinity of the tailings storage facility, are the result of the biological, chemical and physical reactions between the contaminants and the water, porous air and solids in the tailings and the soil. The reactions are connected to the environmental conditions, e.g. the water content and the temperature of the matrix. The spreading of the seepage to the vicinity of the tailings basin can be prevented or slowed down by protective pumping, pump-and-treat method, which is an active remediation method for contaminated, or at risk of being contaminated, groundwater. In the groundwater monitoring during the operation of the Kevitsa mine, it has been found that the seepage from the low-sulfur tailings storage facility A is partially mixed with the groundwater in the vicinity of the basin, thus causing an increase in some of the contaminant concentrations compared to the background concentrations in the area. Based on the results of the numerical modelling, a seepage capture plan was compiled. According to the modelling, most of the seepage from the tailings basin A can be collected via the 12 seepage capture wells and lead to the treatment. The purpose is to prevent the declining of the water quality in the vicinity of the tailings storage facility A and to reduce the risk of contamination of Mataraoja via pump-and-treat method. The goal of this thesis was to plan and implement the starting and monitoring of the pumping of the seepage of the tailings storage facility A. The suitability of the pumping arrangement for the area was assessed based on the results of the monitoring. A monitoring plan for the initial phase of protective pumping was compiled and implemented. The effects of the pumping on the surroundings of the tailings storage facility A were monitored by water sampling and water level elevation measurements. In the interpretation of the water analysis results the background concentrations and the results of monitoring during production were taken into consideration. Concentrations of the contaminants were compared with the environmental quality standards in the Decrees 1040/2006 and 1022/2006. In the study area, the concentrations of chloride and nickel in the waters of most seepage collection wells and groundwater observation pipes exceeded the environmental quality standard in 1040/2006, and almost one third the environmental quality standard in 1022/2006. During the period examined, the pumpings had no effect on the concentrations of the contaminants in the study area. With the current pumping arrangement, the desired water level reduction in the seepage collection wells will not be achieved, nor the desired impact of sufficient size and efficiency on the groundwater surrounding the northwest corner of the facility. In order to make valid conclusions of the effectiveness of the pump-and-treat method, longer-term, probably years-long monitoring of changes in the concentration of pollutants in the environment and in the heights of the water levels is needed. Some improvements for the technical implementation are recommended to be made: the amount and the capacities of the pumps must be increased, and the possibilities of automation of the pumpings should be examined.

Proftest SYKE carried out the proficiency test (PT) in cooperation with the Finnish Radiation and Nu-clear Safety Authority (STUK) for laboratories conducting radon measurements in ground water in May 2021. In total, 25 participants took part in the PT and three of them provided two sets of results. Two ground water samples were provided, of which one contained lower (GRn1; < 1000 Bq/l) and the other contained higher radon concentration (GRn2; 1000-8000 Bq/l). The median of the participant results was used as the assigned value for radon concentration. The evaluation of the results was based on z scores. In total 88 % of the results were satisfactory when total deviations of 20 % from the assigned value was accepted. Warm thanks to all the participants of this proficiency test!

In arid and semi-arid regions, water is considered as the main resource for agriculture and therefore for the mainstay of rural societies. In this study, agricultural water usage sustainability in Fars Province, Zayanderud and Bakhtegan Basins, in central Iran was evaluated. The study areas have witnessed a depletion in main river flows and groundwater levels, directly affecting the water security and the well-being on the local inhabitants. Available and developed drought indicators such as: Standardized Precipitation Index (SPI), Stream Drought Index (SDI), Overall Agricultural Drought Index (OADI) and Agricultural Drought Index (ADI) were used. This indicators in addition to remote sensed and in-situ data were used to monitor the water depletion in these areas. Results indicated that both Fars and Zayanderud went through three sustainability water usage stages during a period of 40 year: 1) a sustainable phase, where the water usage matched the water renewability capacity; 2) a transition phase, where water usage occasionally exceeds the water renewability capacity; 3) an unsustainable phase, where there is a lack and depletion in water resources for agriculture and domestic usage. Climatically there was no significant distribution of meteorological drought, and no negative trends in the annual precipitation, in Fars and Zayanderud. A hyper-arid climate prevailed for an average of 32 percent of the Fars province spatio-temporal coverage during the study period. The area increased significantly from 30.6 percent in the first decade, 1977 till 1986 to 44.4 percent in the last decade, 2007–2016. In Zayanderud the hyper-arid cold climate was dominant in the study period, with an average 57.5 percent frequency of occurrence. Most of the years, 86 percent of the period from 1977 till 2016, are considered to be wet and normal years meteorologically, and the climatic diversity remained constant with no significant negative trend in Fars. In contrary, the hydrological drought occurrence increased significantly from 30 to 73 percent of the years, especially after the 1980s when the irrigation expanded and 60 percent of the rainfed areas were converted to irrigated areas. This exerted a substantial pressure on surface and groundwater resources for irrigation purposes, led to groundwater depletion in major aquifers in Fars and Zayanderud, reaching 50 meters in some aquifers, and zero flow in the downstream of main rivers. This decrease in the downstream flow of the Zayanderud and Kor Rivers led to the decrease in the surface volume of Gavkhuni Wetland and Bakhtegan Lake. The wetland and the lake reached to complete dryness in several occasion, exerting pressure on the environment and surrounding ecology. The increase in water pressure and the depletion of its resources led to the decrease in the irrigated areas to half, after the farms doubled the irrigated areas in the 1990s. The remote sensed data confirmed this results were the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and the Global Land Data Assimilation System (GLDAS) derived data showed the total water mass depletion in the Zayanderud and Bakhtegan Basins, and the groundwater levels depletion in Bakhtegan. GRACE data showed an average water mass monthly depletion of 32 millimeters (mm) in Zayanderud and 17.5 mm in Bakhtegan. The Normalized Water Difference Index (NDWI), confirmed the surface area depletion in the Gavkhuni Wetland reaching total dryness in the year 2009 onwards. As a main conclusion, the increase in the hydrological and agricultural droughts occurrence in Fars and Zayanderud seem to be directly related to human farming activities, even with the occurrence of meteorological droughts. Tiivistelmä Kuivilla seuduilla vesi on maanviljelyn tärkein resurssi ja siten myös maalaisyhteisöjen tukipilari. Tässä tutkimuksessa arvioitiin Iranin keski- ja eteläosissa sijaitsevien Farsin provinssin sekä Zayanderudin ja Bakhteganin valuma-alueiden maatalouden veden käytön kestävyyttä. Tutkimusalueiden suurimpien jokien virtaamat ja pohjaveden tasot ovat ehtyneet, mikä vaikuttaa suoraan vedensaantiin ja paikallisten asukkaiden hyvinvointiin. Näillä alueilla veden ehtymistä seurattiin olemassa olevilla ja kehitetyillä kuivuusindekseillä keräämällä dataa sekä kaukokartoituksella että paikan päällä. Tuloksi havaittiin, että tutkimusalueilla ollaan käyty läpi kolme veden kulutuksen vaihetta neljänkymmenen vuoden aikana: 1) Kulutusta kestävä vaihe, jolloin veden käyttö oli suhteessa veden uusiutumiskapasiteettiin; 2) Siirtymävaihe, jolloin veden käyttö toisinaan ylittää veden uusiutumiskapasiteettiin; 3) Kestämätön vaihe, jolloin on vesivaroissa on puutetta ja maatalouden ja kotitalouksien käyttöön varojen ehtyessä. Ilmastollisesti tutkimusalueilla ei ollut merkittäviä säännöllisiä kuivuuskausia, eikä negatiivisia trendejä vuosittaisessa sademäärissä. Suurin osa tarkastelluista vuosista 1977–2016 oli joko kosteita tai normaaleita ilmastotieteellisessä mielessä. Ilmaston monimuotoisuus pysyi Farsissa tutkimusaikana muuttumattomana, eikä siinä havaittu merkittäviä negatiivisia trendejä. Hydrologinen kuivuus kuitenkin lisääntyi merkittävästi eritoten 1980-luvun jälkeen, kun keinokastelu lisääntyi ja 60 prosenttia sadekastelun varassa olleista alueista muunnettiin keinokastelluiksi. Tämä aiheutti merkittävää painetta pinta- ja pohjavesivaroihin, mikä johti pohjavesien ehtymiseen suurissa pohjavesivarannoissa Farsissa ja Zayanderudissa, sekä suurimpien jokien alavirtojen tyrehtymiseen. Tutkimusalueen Zayanderud- ja Kor-jokien alavirtojen valunnan väheneminen johti Gavkhunin suon ja Bakhtegan-järven pinta-alojen pienenemiseen. Suo ja järvi kuivuivat useaan otteeseen kokonaan, tuottaen suurta painetta ympäristölle ja ympäröivälle ekologialle. Veden käyttöpaineen kohoaminen ja alueen resurssien ehtyminen johtivat kasteltujen alueiden vähenemiseen maatilojen lisättyä kasteltuja alueita 1990-luvulla. Kaukokartoituksella kerätty data vahvistaa nämä löydöt. Painovoimaan perustuvalla GRACE-satelliitilla kerätty data osoitti Zayanderudin ja Bakhteganin valuma-alueiden kokonaisvesimassan ehtymisen ja pohjaveden ehtymisen Bakhteganissa. Vesi-indeksitarkastelu (NDWI) vahvisti sekä Gavkhunin suon, että Bakhtegan-järven pinta-alojen pienenemisen. Johtopäätelmänä tutkimuksesta oli, että vaikka alueella on ajoittaisia kuivuuskausia, hydrologisen ja maataloudellisen kuivuuden esiintymisen lisääntyminen Farsissa ja Zayanderudisda näyttää olevan suorassa yhteydessä ihmisten maanviljelytoimintaan.

Recently, there has been an increased interest in bridging the knowledge gap in the occurrence and fate of pharmaceuticals in African urban water cycles. In this study, the occurrence of 7 antibiotics and 3 antiretrovirals in source-separated urine, groundwater, wastewater and surface water of the peri-urban area of Chunga in Lusaka, Zambia, was studied. In groundwater, the pharmaceuticals were only sporadically present with 4 antibiotics and 1 antiretroviral detected. The concentration of the antibiotics ranged from below limit of quantification (

Magistritöö Vesiehituse ja veekaitse õppekaval Eestis on suured põhjaveevarud, mille üldine seisund on hea, kuid olmeveena kasutamise üheks põhiprobleemiks on suur rauasisaldus. Koos rauaga esineb põhjavees sageli ka mangaan, mis esinevad mõlemad põhjavees lahustunud kujul. Töö eesmärgiks oli laborkatsete abil uurida tavapäraste ja nanoühenditega kaetud filtermaterjalide tõhusust raua ja mangaani eemaldamiseks põhjaveest. Ühtlasi taheti ka välja selgitada, kas uuritavad filtermaterjalid on võimelised rauda ja mangaani põhjaveest eemaldama Eestis kehtestatud kvaliteedinõuetele joogivees. Käesolevas töös uuriti seitset erinevat katsekeha. Tulemustest selgus, et katseseeriates käsitletud katsekehade kohta näitas parimaid tulemusi põhjaveest raua eemaldamisel katsekeha F-3, mis koosnes suuremas osas nanomaterjalidega täiustatud filtermaterjalist. Samuti näitas katsekeha F-3 kõige lubavamat tulemust mangaani eemaldamises põhjaveest. Katsekehadega tuleks teha täiendavaid uuringuid, suurendades filtreeritava põhjavee ja katsekehades olevate filtermaterjalide kogust. Estonia has large groundwater resources, the general condition of which is good, but one of the main problems in using it as domestic water is the high iron content. Along with iron, groundwater often contains manganese, both of which are present in dissolved form in groundwater. The aim of the work was to experimentally determine the advantages of surface-treated metallic nanomaterials over conventional filter material for the removal of iron and manganese in groundwater. It was also wanted to find out whether the studied filter materials were able to remove iron and manganese from groundwater up to the limits established in Estonia. In this work, seven different filters were studied. The results showed that among all test experiments, filter F-3, which consisted mostly of filter material enhanced with nanomaterials, showed the best results in removing iron from groundwater. Filter F-3 also showed the most promising result in removing manganese from groundwater. Additional tests should be performed on the filters by increasing the volume of groundwater to be filtered and the amount of filter material in the filters.

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone, Kambrium-Vendi (Cm-V) põhjaveekiht on üks peamisi joogiveeallikaid Põhja-Eestis. Uraani- ja tooriumirikka kristalse aluskorra peal asuv Cm-V on kurikuulus oma kõrge radionukliidide sisalduse poolest. 2009. a hinnangute põhjal tarbib ligi 18% Eesti elanikkonnast (230 000 inimest) joogivett, mille radioloogilised näitajad ületavad määruses kehtestatud viitetaset. Kui nõuded joogivee radioloogiliste näitajate kohta Eesti seadusandlusesse üle võeti, oli Eestis vähe võimalusi radioloogiliste parameetrite määramiseks veeproovides. Lünga täitmiseks arendati ja valideeriti käesoleva töö raames metoodikaid raadiumi mõõtmiseks. Akrediteeriti gammaspektromeetriline analüüs Ra-226 ja Ra-228 määramiseks, mis võimaldab nüüd pakkuda usaldusväärselt analüüsiteenust. Veebruaris 2012 avati Viimsis esimene veepuhastusjaam Eestis, mis kasutab spetsiaalselt raadiumi eemaldamiseks mõeldud tehnoloogiat. Kolme aasta jooksul kogutud seiretulemused näitavad, et Cm-V põhjavee kasutamise puhul on väga keeruline vältida NORM-jäätmete (Naturally Occurring Radioactive Material) teket. Kuigi põhjavees tekitavad kiirguskaitse seisukohast muret vaid Ra-226 ja Ra-228, tuleb vee töötlemise protsessis tähelepanu pöörata ka radoonile (Rn-222) ja tooriumile (Th-228), mis tekivad filtermaterjalides Ra-226 ja Ra-228 radioaktiivsel lagunemisel. Viimsis kasutatav tehnoloogia on tänaseni suutnud tagada vastavuse joogivee kvaliteedinõuetega, kuid intensiivne põhjavee kasutus võib kutsuda esile muutusi sisendvee kvaliteedis. Võtmenäitajateks Cm-V põhjavee kvaliteedi jälgimisel osutusid kloriidid ja Ra. Intensiivse veevõtu tulemusel võib põhjavee Cl-sisaldus muutuda kas merevee sissetungi tagajärjel või kristalses aluskorras sisalduva kõrge soolsuse vee sissetungi tõttu, millega kaasneb meteoorse vee sissetung läbi uhtorgude. Ra-sisalduse kasvu taga võib olla kas raadiumirikka vee sissetung või muutused põhjaveekihi geokeemilistes tingimustes, mis põhjustavad Ra lahustumist setete pinnalt põhjavette. Doktoritöö tulemused näitavad, et sotsiaalministri määrusega „Joogivee kvaliteedi- ja kontrollinõuded ning analüüsimeetodid“ kehtestatud seiresagedus radioloogilistele näitajatele – kord 10 aasta jooksul – ei Cm-V põhajvee puhul piisav., One of the most important public water supplies in North-Estonia, the Cambrian-Vendian (Cm-V) aquifer system, lays on the uranium and thorium rich crystalline basement rock and is known to be contaminated with naturally occurring radionuclides. It has been estimated that ca. 18 % of Estonian inhabitants (230 000 peoole) consume drinking water where radiological parameters exceed parametric values given by regulations. The capacity to conduct radiological analysis of water in Estonia was very limited when the requirements for radiological parameters in drinking water where adopted into local legislation. To fill the gap, analytical procedures for radium measurements were developed and validated. As a part of this thesis, procedures based on simultaneous determination of Ra-226 and Ra-228 by gamma spectrometry were accredited. This now enable to offer a reliable measurement service. In February 2012, the first Estonian water treatment plant specially designed for radium removal started operation in Viimsi. The facility was monitored for three years. The thesis demonstrated clearly that NORM (naturally occurring radioactive material) generation is difficult to avoid when Cm-V groundwater is used for drinking water production. In addition to Ra isotopes, which are the only radionuclides of concern in groundwater, radon-222) and thorium-228) become of interest in the treatment process because they are generated by the decay of Ra-226 and Ra-228 in the filter material. As for now, the treatment facility has been able to provide water compliant with the drinking water requirements. Yet the intensive use of groundwater brings about changes in its quality. Cl and Ra are critical parameters to monitor for sustainable management of the Cm-V groundwater. Possible explanations for the increase of Cl are intrusion of sea water into the aquifer or inflow of highly saline water from the crystalline basement accompanied by inflow of meteoric water. Ra concentration may rise either because of migration of Ra into the system or by changes in geochemical conditions that may lead to desorption of Ra from sediment surface. The present study proved that the monitoring frequency set for radiological parameters in local regulation is not sufficient for ensuring stable drinking water quality in case of aquifer systems as sensitive as Cm-V., https://www.ester.ee/record=b5252147~S1

Severe droughts cause substantial damage to different socio-economic sectors, and even Finland with abundant water resources is not immune to their impacts. To assess the implications of a severe drought in Finland, we carried out a national scale drought impact analysis. First, we simulated water levels and discharges during the severe drought of 1939&ndash, 1942 (the reference drought) in present-day Finland with a hydrological model. Second, we estimated how climate change would alter droughts. Thirdly, we assessed the impact of drought on key water use sectors, with a focus on hydropower and water supply. The results indicate that the long-lasting reference drought causes the discharges to decrease at most by 80% compared to average annual minimum discharges. The water levels generally fall to the lowest levels in the largest lakes in Central and South-Eastern Finland. Climate change scenarios project on average a small decrease in the lowest water levels during droughts. Severe drought would have a significant impact on water-related sectors, reducing water supply, and hydropower production. In this way drought is a risk multiplier for the water&ndash, energy&ndash, food security nexus. We suggest that the resilience to droughts could be improved with region-specific drought management plans and by including drought on existing regional preparedness exercises.

Highlights • A procedure for the compilation of the highly disaggregated national water accounts, and a data quality framework is described. • Sectoral data coverages and sources of error are reported and discussed. • Water accounts for self-abstracted water and mains-water are reported for 195 industries of the Finnish economy. • The accounts are primarily based on actual water supply and use rate data. • Data are reported separately for mains water, groundwater, fresh surface water, brackish water, and cooling water. This paper introduces a novel procedure for the compilation of highly disaggregated water accounts by using Finland as a case example. The procedure is based on combining the use of existing standard economic statistics and other registers and databases with a dataset on water supply and use collected in the present study. As an outcome, water supply and use accounts are presented for 195 industries in the Finnish economy in 2010. The water accounts presented are based primarily on actual water supply and use rates and distinguish between various raw water sources and uses: groundwater, fresh surface, brackish water self-abstracted for own use, and mains-water supply and use. Separate accounts for cooling water are presented. The paper covers flow accounts from the environment to the economy and within the economy excluding all return flows. Data coverage issues and potential sources of error are reported in detail and discussed together with the applicability of the procedure in other countries. Implications for the System of Economic-Environmental Accounting for Water (SEEA-Water) framework are assessed.

Tässä raportissa arvioidaan sammutusvaahtojen käytön seurauksena maaperään päässeiden per- ja polyfluorattujen alkyyliyhdisteiden (PFAS) ympäristökäyttäytymistä ja -riskejä neljällä paloharjoitusalueella (Kuopio, Joroinen, Joensuu ja Porvoo). Harjoitusalueiden ympäristötutkimuksissa ja niihin perustuvissa kohdearvioinneissa tarkastellaan erityisesti PFAS-yhdisteiden kulkeutumista ja siitä aiheutuvia riskejä vesiympäristölle ja pohjaveden käytölle. Hankkeen tulokset vahvistavat kansainvälisiin tutkimuksiin pohjautuvaa käsitystä PFAS-yhdisteiden esiintymisestä ja ympäristökäyttäytymisestä sammutusvaahtojen käyttökohteissa. Raportissa annetaan esimerkkejä ja yleisiä suosituksia mm. kohdetutkimuksissa ja riskinarvioinnissa sovellettavista menetelmistä sekä PFAS-yhdisteiden laboratoriomäärityksistä. Lisäksi raportissa esitetään arvio PFAS-yhdisteiden aiheuttamista riskeistä sekä suositukset tarvittavista jatkotoimista hankkeen tutkimuskohteissa.

Hankkeen tavoite oli selvittää pohjavedenoton velvoitetarkkailun nykytilaa ja kehittämistarpeita sekä esittää suositusehdotuksia velvoitetarkkailun järjestämiseksi. Hanke käsitti kirjallisuusselvityksen sekä vesihuoltolaitoksille ja ELY-keskuksille suunnatut kyselytutkimukset ja ryhmätapaamiset. Lisäksi tarkasteltiin viimeaikaisia vedenoton lupapäätöksiä ja niihin liittyviä vedenoton tarkkailusuunnitelmia. Pohjavedenottoa koskevassa vesitalousluvassa on edellytetty vedenottajaa yleensä tarkkailemaan vedenoton mahdollisia vaikutuksia lähiympäristön pohjavesioloihin ja luonnonolosuhteisiin. Tarkkailusuunnitelmien laajuus ja sisältö ovat muuttuneet vuosikymmenten aikana. Monet voimassa olevat tarkkailusuunnitelmat ovat peräisin 1970 - 80 luvuilta ja niissä tarkkailuvelvoitteet koskevat lähinnä otettua vesimäärää sekä pohjavedenpinnan korkeutta. Uusimmissa tarkkailusuunnitelmissa on velvoitettu yhä useammin tarkkailemaan lisäksi pohjaveden laatua sekä biologisia kohteita. Tarkkailusuunnitelmien laajuus ja sisältö vaihtelevat merkittävästi. Niihin vaikuttavat laatimisajankohdan lisäksi vedenottoalueen luonnonolosuhteet ja ihmistoiminnot, vedenottohankkeen koko sekä osin myös tarkkailusuunnitelman laatija ja tilaaja sekä suunnitelman hyväksyvä viranomainen. Keskeiset pohjavedenoton velvoitetarkkailun kehittämistarpeet koskivat vanhojen tarkkailusuunnitelmien päivitystarvetta, tarkkailukriteerien yhtenäistämistä, tarkkailutulosten toimittamista valtakunnallisiin tietojärjestelmiin ja näiden tietojärjestelmien kehittämistä. Lisäksi vedenoton velvoitetarkkailu tulisi mahdollisuuksien mukaan liittää osaksi pohjavesialueen yhteistarkkailuohjelmaa ja jatkuvatoimisten automaattimittarien käyttöä tulisi lisätä pohjaveden korkeuden mittaamisessa ja laadun tarkkailussa.

In April 2019 Proftest SYKE carried out the proficiency test (PT) for analysis of radon in ground water (RAD 06/2019) in cooperation with the Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority (STUK) for laboratories conducting radon measurements in ground water. In total, 27 participants took part in the proficiency test. Two ground water samples containing low concentration of radon (

Summary Springs are unique ecosystems, but in many cases they are severely threatened and there is an urgent need for better spring management and conservation. To this end, we studied water quality and quantity in springs in Oulanka National Park, north-east Finland. Multivariate statistical methods were employed to relate spring water quality and quantity to hydrogeology and land use of the spring capture zone. This revealed that most springs studied were affected by locally atypical dolostone–limestone bedrock, resulting in high calcium, pH, and alkalinity values. Using Ward’s hierarchical clustering, the springs were grouped into four clusters based on their water chemistry. One cluster consisted of springs affected by past small-scale agriculture, whereas other clusters were affected by the variable bedrock, e.g., springs only 1 km from the dolostone–limestone bedrock area were beyond its calcium-rich impact zone. According to a random forest model, the best predictors of spring water chemistry were spring altitude and the stable hydrogen isotope ratio of the water (δ2H). Thus stable water isotopes could be widely applicable for boreal spring management. They may also provide a rough estimate of groundwater flow route (i.e., whether it is mainly local or regional), which largely determines the chemical characteristics of spring water. Our approach could be applied in other boreal regions and at larger spatial scales for improved classification of springs and for better targeted spring management.

The xenobiotic priority pollutant pentachlorophenol has been used as a timber preservative in a polychlorophenol bulk synthesis product containing also tetrachlorophenol and trichlorophenol. Highly soluble chlorophenol salts have leaked into groundwater, causing severe contamination of large aquifers. Natural attenuation of higher-chlorinated phenols (HCPs: pentachlorophenol + tetrachlorophenol) at historically polluted sites has been inefficient, but a 4-year full scale in situ biostimulation of a chlorophenol-contaminated aquifer by circulation and re-infiltration of aerated groundwater was remarkably successful: pentachlorophenol decreased from 400 μg L−1 to

Ruhingu uuringuruumi teenindusala asub Võru maakonnas Antsla vallas loa omanikule kuuluval Ruusamäe (katastriüksuse nr 84301:002:0089) ja Anni maaüksusel (katastriüksuse nr 84301:002:0107). Geoloogilise uuringu eesmärgiks oli uuringuloa valdaja, Palmeks OÜ tellimisel välja selgitada 9,78 ha suuruse teenindusalaga Ruhingu uuringuruumis asuva maavara kvaliteet, varu suurus ja kaevandamise mäetehnilised tingimused. Geoloogilise uuringu loa nr L.MU/330114 tingimusena oli uuringu sügavus kuni 10 meetrit. Ruhingu uuringuruum asub Otepää kõrgustiku kagunõlva eelsel lainjal moreentasandikul, mida katavad liustikujõgede poolt kantud kruusad-liivad. Viimased on kohati mattunud mitme meetri tüseduse moreenikihi alla. Uuringuruumi teenindusala piiresse rajati 25 kaevandit ja kruusakihi täielikumaks läbimiseks 16 kaevandi asukohta sügavamad puuraugud. Uuringu tulemusena piiritleti Ruhingu uuringuruumi teenindusalal, 9,30 hektaril, ehituskruusa aktiivse tarbevaru plokk, mis varude kinnitamise ja Ruhingu maardla moodustamise korral saab maardla esimeseks plokiks. Osaliselt jääb kruusavaru põhjaveetasemest madalamale.

Geofüüsikaliste mõõtmiste tulemusena täpsustati puurkaevu katastri nr 3 geoloogilist läbilõiget ja konstruktsiooni. Puurkaevust võeti veeproov vee kvaliteedi määramiseks. Võrreldes rajamise aegse aruandega (lisa 3) erineb kõige enim puurkaevuga avatud läbilõike kirjeldused ning puurkaevu konstruktsioon

Interest in climate change effects on groundwater has increased dramatically during the last decade. The mechanisms of climate-related groundwater depletion have been thoroughly reviewed, but the influence of global warming on groundwater-dependent ecosystems (GDEs) remains poorly known. Here we report long-term water temperature trends in 66 northern European cold-water springs. A vast majority of the springs (82%) exhibited a significant increase in water temperature during 1968-2012. Mean spring water temperatures were closely related to regional air temperature and global radiative forcing of the corresponding year. Based on three alternative climate scenarios representing low (RCP2.6), intermediate (RCP6) and high-emission scenarios (RCP8.5), we estimate that increase in mean spring water temperature in the region is likely to range from 0.67 °C (RCP2.6) to 5.94 °C (RCP8.5) by 2086. According to the worst-case scenario, water temperature of these originally cold-water ecosystems (regional mean in the late 1970s: 4.7 °C) may exceed 12 °C by the end of this century. We used bryophyte and macroinvertebrate species data from Finnish springs and spring-fed streams to assess ecological impacts of the predicted warming. An increase in spring water temperature by several degrees will likely have substantial biodiversity impacts, causing regional extinction of native, cold-stenothermal spring specialists, whereas species diversity of headwater generalists is likely to increase. Even a slight (by 1 °C) increase in water temperature may eliminate endemic spring species, thus altering bryophyte and macroinvertebrate assemblages of spring-fed streams. Climate change-induced warming of northern regions may thus alter species composition of the spring biota and cause regional homogenization of biodiversity in headwater ecosystems.

This thesis examined hydrological processes such as snowmelt and groundwater discharge in drained peatland areas in the boreal zone. The studied processes were measured in situ using environmental tracers. Further, performance of a treatment wetland was studied during snowmelt and high flow. A GIS model was developed to estimate groundwater seepage areas in peatland systems surrounding eskers. It was found that soil frost had a clear impact on water quality during snowmelt. This was evident as lower suspended sediments, water colour and dissolved organic carbon concentrations, among other changes. The treatment wetland was found to reduce the suspended solids load during the snowmelt period and late autumn, while reductions in phosphorus and nitrogen loads occurred during summer. A sampling algorithm was built to test how different sampling frequencies affected the estimation of suspended solid loads from the constructed wetland. The results showed increasing uncertainty for sparser sampling (from weekly to monthly sampling), but the uncertainty remained high even at weekly sampling. The GIS model was tested on two eskers and shown to give a fair estimate of groundwater discharge locations. It can thus be used for improving aquifer protection in boreal eskers related to the drainage networks surrounding them. However, to be applied more widely, further efforts are required. The findings in this thesis could be used to develop better water management policies for peat extraction areas, or other industries operating in similar soils and climate. For example, meltwater could be allowed to temporarily bypass treatment facilities in areas with deep soil frost penetration. The wetland study showed that peatland-based wetlands are a suitable approach for improving water treatment performance even under variable hydraulic loads. The uncertainty in the estimated load from a small peat extraction catchment was high, which might limit the use of such data for some purposes. Load estimation methods using the concentration data collected during previous years might be able to reduce the uncertainty, but if the uncertainty needs to be lowered substantially use of sensor technology might be the only viable approach. Tiivistelmä Tämä väitöskirja käsittelee lumensulannasta syntyvää valuntaa erilaisilla turvemailla ja pintavalutuskentän puhdistustehoa lumensulannan aikaan turvetuontantoalueella. Lisäksi työssä pohditaan miten erilainen näytteenottoohjelma vaikuttaa turvetuotantoalueilta arvioituun kiintoaine kuormitukseen ja kehitetään yleiseen paikkatietoaineistoon perustuva malli jolla on mahdollista ennustaa pohjaveden purkatumispaikkoja harjualueilla. Routaisella turvetuotantoalueelta kiintoaineen, värin ja liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuudet olivat pieniä lumensulannan aikaan. Työssä seurattu pintavalutuskenttä vähensi kiintoainekuormitusta alapuoliseen vesistöön myös lumensulannan ja syksyn aikana. Ravinteiden osalta pintavalutuskentän toiminta oli parasta kesäaikaan, lumensulannan ja syksyn aikana havaittiin typen ja fosforin huuhtoutumista. Eri näytteenotto-ohjelmilla havaittiin olevan suuri vaikutus arvioituun kuormitukseen. Yleisesti voidaan sanoa epävarmuuden kasvavan kohti harvempaa näytteenotto väliä (viikoittainen-kuukausittainen), mutta, myös viikoittaisella näytteenotolla epävarmuus on huomattava. Kehitettyä paikka- tietomallia kokeiltiin kahdella harjulla jossa se pystyi antamaan suuntaa antavaa arvioita pohjaveden purkautumispaikoista. Työn tuloksia voidaan hyödyntää turvetuotannon tai muiden turvemailla tai niiden lähellä sijaitsevien teollisuuden vesistövaikutuksia arvioitaessa. Esimerkiksi routaisella turvemaalla voitaisiin harkita lumensulannasta aiheituvan valunnan ohijuoksutusta vesiensuojelurakenteista. Työssä todettiin myös pintavalutuskenttien toimivan vaihtelevan kuormituksen alaisena, sekä lumensulannan että syksyn aikaan. Arvioiduissa kuormituksissa erinäytteenottoväleillä havaitut suuret epävarmuudet saattavat rajoittaa laskelmien käyttöä joissakin tarkoituksissa. Epävarmuutta voidaan vähentää käyttämällä hyväksi edellisinä vuosina tehtyjä vedenlaatumittauksia. Luotettavin tapa epävarmuuden vähentämiseksi on jatkuvatoimisten vedenlaatumittareiden käyttäminen.

Suomessa EU:n direktiivi vesien suojelemisesta maataloudesta peräisin olevien nitraattien aiheuttamalta pilaantumiselta, eli nitraattidirektiivi, pantiin täytäntöön ympäristönsuojelulain nojalla annetulla valtioneuvoston nitraattiasetuksella vuonna 2000. Nitraattiasetus korvattiin uudella asetuksella vuonna 2014. Asetus sisältää nitraattidirektiivin 5 artiklan tarkoittaman toimintaohjelman, jota sovelletaan koko valtakunnan alueella. Se sisältää myös direktiivin edellyttämät hyvän maatalouskäytännön ohjeet. Raportissa esitetään nitraattiasetukseen, eli hyviin maatalouskäytännön ohjeisiin ja toimintaohjelmaan tehdyt muutokset, sekä arvioidaan toimintaohjelman täytäntöönpanoa ja sen vaikutuksia maatalouskäytäntöihin. Vaikutusten arviointia on aiemmin tehty ympäristötuen vaikuttavuuden seurantatutkimuksesta (MYTVAS) saatujen tietojen pohjalta, mutta seurannan päätyttyä vastaavia tietoja ei tällä raportointikerralla ollut käytettävissä. Yleisesti ottaen Suomen pintavesien nitraattipitoisuudet ovat matalalla tasolla muihin Euroopan maihin verrattuna. Seurantajaksolla 2012–2015 pitoisuudet nousivat yhdeksässä Etelä-Suomen maatalousvaltaisten alueiden joessa vain ajoittain lähelle tai yli direktiivin asettaman raja-arvon, eli 25 mg/l nitraattia. Vuodesta 1996 lähtien pintavesien nitraattipitoisuudet ovat pysyneet pääosin vakaina ‒ talvikautena 63 %:ssa ja vuositasolla 83 %:ssa kohteista. Voimakkaita nousevia trendejä ei havaittu, mutta sen sijaan Porvoonjoella talviaikaiset nitraattipitoisuudet ovat laskeneet voimakkaasti, johtuen osittain tehostuneesta yhdyskuntien typenpoistosta. Lieviä trendejä havaittiin talvikautena sekä nousevina (19 %) että laskevina (15 %). Rehevyystaso on noussut rannikkovesissä ja jokivesistöissä, mutta laskenut järvissä. Verrattaessa kahta viimeistä jaksoa (2008–2011 ja 2012–2015), havaittiin lievästi kasvavia nitraattipitoisuuden trendejä 23 jokivesistössä, 13 rannikkokohteessa ja 5 järvessä. Laskevia trendejä havaittiin vain neljässä joessa. Suomen seurannassa olevien pohjavesien nitraattipitoisuudet ovat yleisesti alhaisia verrattuna muun Euroopan pohjavesimuodostumiin, mutta suuriakin pitoisuuksia esiintyi. Pohjavesien kahta viimeistä seurantajaksoa (2008–2011 ja 2012–2015) voitiin verrata huomattavasti kattavammalla aineistolla (146 kohdetta) kuin aikaisemmin vuodesta 1996 alkavalla jaksolla (20 kohdetta). Pohjavesille asetettu raja-arvo, 50 mg/l nitraattia, ylittyi jaksolla 2012–2015 neljällä maa- ja metsätalouden kuormittamalla alueella. Pitoisuudet olivat valtaosin alle 25 mg/l. Edelliseen seurantajaksoon verrattuna nähtiin enemmän laskevia kuin nousevia trendejä, mutta myös voimakkaasti nousevia trendejä havaittiin. Typpipitoisuuksien nousuun tai laskuun vaikuttavat maankäytön muutosten lisäksi myös hydrologiset olot, mikä vaikeutti arvioita siitä, missä määrin maataloudessa tapahtuneet muutokset ovat vaikuttaneet pinta- ja pohjavesin tilaan. Ilmastomuutoksen arvioidaan lisäävän typen huuhtoumia enemmän Pohjois-Suomessa kuin Etelä-Suomessa. Tämä raportti on nitraattidirektiivin 91/676/ETY 10 artiklan mukainen ja käsittelee nitraattidirektiivin täytäntöönpanoa Manner-Suomessa vuosina 2012–2015. Ahvenanmaan maakuntahallitus on tehnyt vastaavan raportin nitraattidirektiivin täytäntöönpanosta Ahvenanmaalla.

In May 2017 Proftest SYKE carried out the proficiency test (PT) for analysis of radon in ground water (Rn 05/2017) in cooperation with the Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority (STUK) for laboratories conducting radon-222 measurements in ground water. In total, 29 participants took part in the proficiency test. Two ground water samples were tested, in which one contained high radon concentration (1000– 5000 Bq/l) and the other contained lower concentration of radon (

Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena on selvittää Kaitforsin patoalueelle toteutetun pohjavesien monitorointiin Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa kehitetyn pilottijärjestelmän näkökulmasta, millaisin menetelmin vedenkorkeuksien ja veden laadun monitorointia voidaan IoT:n ja langattomien sensoriverkkojen asettamista lähtökohdista automatisoidusti suorittaa. Tämän lisäksi tutkimuksen tavoitteena on selvittää automatisoidun ympäristömonitoroinnin nykytilaa ja siihen kytkeytyviä kehityssuuntauksia. Tutkimuksessa perehdytään myös Kaitforsin patoalueelle asennetun pilottijärjestelmän IEEE 802.15.4 -standardiin perustuvaan langattoman sensoriverkon toimintaan ja siihen kytkeytyneiden sensorinoodien virrankulutukseen. Tutkimus toteutettiin tapaustutkimuksena, jossa hyödynnettiin sekä laadullisia että määrällisiä tutkimusmenetelmiä. Tutkimustulosten mukaan automatisoidun ympäristömonitoroinnin hyödyntämisen kokonaisaste on olemassa oleviin monitorointitarpeisiin suhteutettuna hyvin vähäinen. Tutkimus osoittaa myös, että nykyistä laajempaan automatisoituun ympäristömonitorointiin on havaittavissa selkeitä siirtymäsuunnitelmia. Tämän myötä automatisoitu monitorointi tulee korvaamaan vielä nykyisin seurantatyössä hyvin laajamittaisesti tarvittavan manuaalisen työn osuutta. Tutkimus osoittaa myös, että WSN-ympäristömonitoroinnissa käytettävät sensoriteknologiat tulee energiatehokkuuden ohella arvioida myös luotettavuuden ja pitkäikäisyyden näkökulmasta. Lisäksi tutkimus osoittaa pilottijärjestelmän kaltaisten WSN-sovellusten verkko- ja järjestelmäratkaisujen soveltuvan hyvin pitkäaikaiseen autonomiseen pohjavesiseurantaan. The purpose of this master's thesis was to examine -- from the perspective of the groundwater level monitoring pilot system that has been developed in Kokkola University Consortium Chydenius and installed at Kaitfors reservoir -- what kind of methods can be used in automated water level and water quality monitoring with existing IoT- and WSN-technologies. Another aim of this study is to clarify the present adaptation state of automated environmental monitoring in general and its development trends. In addition, this thesis also examines the operation of the pilot system installed in the Kaitfors reservoir utilizing wireless sensor network based on IEEE 802.15.4 -standard and electric power usage of the connected sensor nodes. Research has been conducted as a case study and both qualitative and quantitative research methods have been used. Research shows, that the adaptation level of automated environmental monitoring is low, when put in the context of actual needs for monitoring information as a whole. Furthermore, the research clarifies, that current policies will lead to higher adaptation levels of automated environmental systems in the near future. This in turn will lead to lower needs for manual labor still needed in monitoring efforts today. Research also indicates, that it is paramount to assess sensor technologies applicable to WSN environmental monitoring from the point of reliability and longevity in addition to energy efficiency. Research shows that WSN-solutions such as the developed pilot system are well suited for long-term autonomous groundwater level monitoring.

85% Eesti joogiveest saadakse põhjaveest, seetõttu on äärmiselt oluline, et põhjavee kvaliteet oleks teada. Kuna potentsiaalseid saasteained on palju, siis on üldise olukorra iseloomustamiseks vajalik uurida kõiki võimalikke saasteaineid. Üheks võimaluseks on kasutada tundmatute ja kahtlusaluste ühendite analüüsi meetodeid, mis põhinevad kõrge massilahutusega massispektromeetri kasutamisel. Antud töö üheks eesmärgiks oli välja töötada optimaalseim proovi eeltöötlusmeetod, mis võimaldaks määrata korraga palju erinevate omadustega saasteaineid. Parimad tulemused saavutati SPE Strata-X meetodiga. Eesti põhjavee analüüsimiseks valiti välja 16 seirekaevu. Pärast eeltöötlemist analüüsiti proove kõrge massitäpsuse ja kõrglahutusega massispektromeetril (ESI FT-ICR MS). Saadud massispektrile viidi läbi kahtlusaluste ühendite analüüs kasutades autori koostatud saasteainete andmebaasi, mis sisaldas üle 1700 pestitsiidi, 1100 ravimi toimeaine ja üle 200 tööstusliku saasteaine. Selle tulemusena leiti ühest Ida-Viru proovist tööstuslik saasteaine dibutüülftalaat kontsentratsiooniga 3,9 ng/l. Dibutüülftalaadi esinemine proovis kinnitati standardainega. Tundmatute ühendite analüüsil avastati Saku vallast võetud põhjavee proovist tümool, mis on looduslikult esinev fenool. Selle esinemine proovis kinnitati standardaine analüüsiga. Lisaks kinnitatud ühenditele leiti üks võimalik ühend, karvakrool, mille esinemist ei olnud käesolevas töös võimalik kinnitada standardaine puudumise tõttu.

The applicability of UV/VIS spectroscopy for the characterization of well water quality was studied by analyzing 219 private wells from sparsely populated areas of Finland. In addition to conventional water quality indicators, such as conductivity, nitrate and DOC, a series of UV/VIS spectroscopic parameters were determined: A-224, A-254, A-280, A-365, A-436, the area under 250–350 nm, the area under 250–500 nm, SUVA-254, Molar Absorbance-280, Specific Color, A2/A3 and A2/A4, in order to find the most proper surrogate for the organic matter amount and the best indicator of organic matter quality. Three parameters, A-254, A-280 and the area under 250–350 nm were found to be applicable as surrogates for conventional aggregate organic matter indicators, giving rough approximations of organic content in well waters. A-224 can be used to estimate roughly the nitrate concentration in well water samples. A2/A4, SUVA-254 and Molar Absorbance-280 correlated positively with the high molecular weight fraction of NOM and therefore indicate surface water percolation or soil organic matter leaching into the wells. A2/A4 was found to be the most appropriate bulk spectroscopic parameter for the characterization of NOM structure and origin from wells with low and high dissolved organic matter content. nonPeerReviewed

Although mining companies have long been conscious of water related risks, they still face environmental management challenges. Several recent environmental incidents in Finnish mines have raised questions regarding mine site environmental and water management practices. This has increased public awareness of mining threats to the environment and resulted in stricter permits and longer permitting procedures. Water balance modelling aids in predictive water management and reduces risks caused by an excess or shortage of water at a mining site. In this study the primary objective was to exploit online water quantity and water quality measurements to better serve water balance management. The second objective was to develop and test mathematical models to calculate the water balance in mining operations. The third objective was to determine how monitoring and modelling tools can be integrated into the management system and process control. According to the experience gained from monitoring water balances, the main recommendation is that the data should be stored in a database where it is easily available for water balance calculations. For real-time simulations, online measurements should be available from strategically defined positions in the mine site. Groundwater may also act as a source or sink with respect to mine site surface water, and therefore monitoring and investigations should be designed to account for the full water balance. In Finland it is possible to calculate water balance for planning or for operative purposes by using the Watershed Simulation and Forecasting System (WSFS) developed at the Finnish Environment Institute (SYKE). This system covers every sub-basin (10-50 km2) over the whole of Finland. WSFS automatically obtains the latest observations of temperature, precipitation, water level, discharge and other needed data provided by the Finnish Meteorological Institute (FMI), SYKE, as well as other sources. The system also uses these observations to follow-up on simulation and forecasting accuracy. The water balance model was further developed to simulate and forecast the water balance at the Yara Siilinjärvi mine site. The WSFS-model was also extended with one-way coupling to the groundwater flow model. The model is operated via a web-based user interface and can produce water-balance forecasts automatically, if necessary, several times a day. The water balance and water flow in the area are simulated using real-time weather observations. The model enables forecasting water levels and planning discharges and pumping at the mine site. Possible uses of the model include preparation for spring floods by emptying ponds for storage of water from snow melt, estimation of the effect of heavy rainfall and calculating the required outflow from the mine site reservoir. Thus, overflows and dam-breaks can be avoided and consequently prevent the leakage of contaminated water. Furthermore, as the model can be modified to simulate changes at the mine site, it can also be beneficial during the mine site-planning process. The water balance model is currently operational for Yara Siilinjärvi mine site and hydrological forecasts are produced on a daily basis. Water level, discharge and pumping data, essential for modelling the area, are provided by the mine operator and EHP-Tekniikka Ltd. The model uses meteorological observations and forecasts from FMI as inputs for the simulations and forecasts. In addition to the accurate weather forecasts, the real time observations are a key factor in the accuracy of the model forecasts. GoldSim is the most popular commercial simulation software solution chosen, not only by mines worldwide, but also in many other sectors. One of the main reasons for its extensive use is its versatility and the ability to expand the program as the needs of the mine require. As the mine project progresses, one of GoldSim’s strongest assets is risk analysis at different phases during both the planning and execution of mine operations. The use of the GoldSim platform was tested during the project and some new features were developed. The project has paid special attention to commercialization of the developed products and well thought out policies for possible joint bids.

Securing high-quality potable water is a key challenge for all societies. The question is not only about water availability and quality determined by hydrological, chemical, and biological factors, or technologies and monetary assets, but also about various cultural, social, and political factors that together constitute so-called hydro-social cycles. We focus on risk communication and management, in connection with the debates on planning and construction of an artificial groundwater recharge system in the Virttaankangas esker, aiming to provide potable water for the region of Turku, southwest Finland. Based on print media coverage, online debate, and comments on the environmental impact assessment report, we identify key themes and framings of risk debates and discuss which elements of the hydro-social cycle are prone to be highlighted or omitted. Our results show how different framings of risks and benefits are represented with regard to geography, time span, causative agents, impact types, those exposed, alternative management options, and uncertainties involved. Representations created both by traditional print media and new social media polarise the debate. The adoption of the concept of the hydro-social cycle in planning and communication processes may help in understanding and alleviating polarisation.