Silikonikumisen passiivisen näytteenottimen käyttö PAH-yhdisteiden monitorointiin pohjavedestä : Veden ja ilman monitorointi ympäristön tilan turvaamiseksi Etelä-Savossa (VIM)

Abstract

Passiivisella näytteenotolla, jota on nyt tutkittu yli kolmen vuosikymmenen ajan, on ollut tarvetta suunniteltaessa ympäristön riskinhallintaa. Vesinäytteistä saadaan selville orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuudet näytematriisissa, kun taas passiivisella näytteenotolla voidaan selvittää orgaanisten yhdisteiden veteen liuennut osuus, joka on riskinhallinnan kannalta paljon oleellisempaa.

Tässä opinnäytetyössä selvitettiin silikonikumin käyttöä näytteenottimena PAH-yhdisteiden monitorointiin pohjavedestä. Tiedonhaun perusteella silikonikumia ei ollut ennen tutkittu pohjavesiympäristössä. Passiivisia näytteenottimia ei ole ollut Mamkissa käytössä, joten näytteenotin rakennettiin itse ja selvitettiin sen vaatimat materiaalit. Silikonin käyttöä ja analyysimenetelmää sovellettiin tiedonhaulla löydetyn ohjeistuksen perusteella. Silikonilevystä leikattiin sopivan kokoiset liuskat, joita suojaamaan suunniteltiin pohjaveden havaintoputkeen sopivan kokoinen häkki AISI 316 -teräsverkosta.

Näytteenottimia uitettiin vajaan kolmen viikon ajan kentällä kahdessa eri havaintoputkessa, joissa oli ennestään havaittu PAH-yhdisteitä. Kohteista otettiin myös vesinäytteet ennen ja jälkeen näytteenoton. Näiden lisäksi menetelmää kokeiltiin laboratorio-olosuhteissa tunnetuissa pitoisuuksissa PAH-yhdisteitä. Näytteet analysoitiin laadullisesti eli niistä selvitettiin kertyneet yhdisteet, mutta ei niiden pitoisuuksia. Tuloksia verrattiin Hertta-järjestelmän havaintotietoihin ja Ramboll Finland Oy:ltä saatuihin viimeisimpiin PAH-tuloksiin. Tulokset osoittivat, että silikoni toimii tehokkaasti PAH-yhdisteiden kerääjänä pohjavedestä verrattuna vesinäytteisiin ja samaa osoittivat myös laboratoriokokeet.

Suunniteltu näytteenotin toimi hyvin ja se oli helppokäyttöinen, mutta sitä voisi vielä jatkokehitellä. Menetelmä vaatii runsaasti reagensseja, jonka takia silikonin käyttö kaipaa edelleen lisätutkimuksia, jotta laboratoriokustannukset ja kertyvän liuotinjätteen määrää saataisiin tulevaisuudessa minimoitua. Passiivinen näytteenotto ei luultavasti tule syrjäyttämään perinteistä näytteenottoa, mutta se olisi erittäin käyttökelpoinen perinteisen menetelmän rinnalle toteamaan pohjaveden orgaanisten aineiden jäännöspitoisuuksia.

There has been need for passive sampling, which has now been studied for more than three decades, for planning of the environmental risk assessments. The total concentrations of organic compounds can be measured from water sample, but with passive sampling it is possible to measure the freely dissolved portion, which is more relevant for risk assessments.

Usability of silicone rubber (SR) sheets as a passive sampler for monitoring PAHs in groundwater was studied in this thesis. Based on the information retrieval silicone rubber had not been applied in groundwater sampling before. As there was no previous experience of using passive samplers in MAMK, one was made oneself and need for its materials were examined. The use and analysis methods of silicone rubber were applied by one guideline document found during the information retrieval. Sili-cone sheets were cut into more suitable ones and for their protection a small enough steel cage made of AISI 316 was designed to fit into groundwater’s observation pipe.

The samplers were applied for close to three weeks in the field in two observation pipes, in which some PAHs had been measured before. Water samples were also taken from these pipes before and after pas-sive sampling period. SR sheets were also tested in laboratory in known concentrations of water spiked with selected PAHs. Afterwards sheets and samples were analysed qualitatively. The results were com-pared to the ones found from Hertta-database and the latest PAH-data gathered from Ramboll Finland Oy in selected pipes. In the results it was found that the SRs served great in sampling PAHs in ground-water and the same was found in lab scale results.

The designed sampler worked as it should and was easy to use, but it still has potential for develop-ment. The method also requires a lot of laboratory reagents, so it still needs some research so that the laboratory costs and resulted amount of solvent waste could be minimized in the future. Passive sam-pling probably won’t displace the more traditional sampling of water with pumps, but it could be very useful besides the traditional sampling to ease the observation of trace amounts of organic compounds.