Pohjaveden kolloidisen materiaalin määritys ja karakterisointi
Hokkanen, Olli (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019060113951
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019060113951
Tiivistelmä
Tässä työssä selvitettiin Olkiluodon Onkalo®-tutkimustilojen pohjavesiasemien 5, 10 ja 11 pohjavesinäytteiden kolloidien määrä. Kolloidiksi määritellään yleensä alle 1 µm kokoiset partikkelit, jotka voivat olla orgaanista tai epäorgaanista ainesta. Määrä selvitettiin partikkeli- ja massakonsentraatioina. Näytteet kerättiin joulukuussa 2017. Lisäksi tarkasteltiin erilaisia kolloidien määritystekniikoita.
Näytteet suodatettiin hydrostaattisen paineen avulla kalvosuodattimien läpi, samalla läpi kulkeneen veden määrä mitattiin. Tämän jälkeen suodattimet kuivattiin ja niistä otettiin kolme näytepalaa per suodatin. Nämä näytteet preparoitiin ja kuvattiin SEM-laitteistolla Mikrofokus Oy:n toimesta. Preparaatit kuvattiin 1000-, 2000-, 4000- ja 8000-kertaisella suurennoksella. Kuvia tuotettiin yhteensä 216 kappaletta. Kuvat analysoitiin ImageJ-ohjelmistolla. Binäärimuotoisista kuvista voitiin laskea partikkelien määrä, antamalla halutut raja-arvot. Tutkimuksessa huomioitiin alle 2 µm kokoiset partikkelit, jotka voidaan lukea kolloideiksi. Tämän jälkeen laskennan tulokset analysoitiin Excel-taulukkolaskennalla. Excelin avulla partikkelit karakterisoitiin ja määritettiin kunkin pohjavesiaseman näytteen kolloidien massa- ja partikkelikonsentraatio.
Kolloidien (˂2 µm) konsentraatioiksi saatiin pohjavesiasema 5 näytteessä 0,07mg/l, pohjavesiaseman 10 näytteessä 0,05mg/l ja pohjavesiaseman 11 näytteessä 0,07mg/l. Määrät ovat samankaltaisia ja lähellä toisiaan tutkituissa pohjavesiasemissa. Konsentraatiot painottuivat lähinnä alle 0,5 µm kokoisiin partikkeleihin. Tulokset poikkeavat hieman aiemmista, mikä voinee johtua kuvaustekniikan muuttumisesta tarkemmaksi ja kuvien resoluutio on parantunut.
Konsentraatiot ovat maltillisia muihinkin tutkimuksiin verraten. Käytetyt suodatus- ja kuvaustekniikat lienee yksinkertaisin ja kustannustehokkain keino toteuttaa kolloidianalyysia kohteessa. Muiden menetelmien käyttäminen voi osoittautua kohtuuttoman vaivalloisiksi. Lisänä tutkimuksissa olisi suotavaa olla perustiedot veden ominaisuuksista, kuten pH:n määrittäminen.
Näytteet suodatettiin hydrostaattisen paineen avulla kalvosuodattimien läpi, samalla läpi kulkeneen veden määrä mitattiin. Tämän jälkeen suodattimet kuivattiin ja niistä otettiin kolme näytepalaa per suodatin. Nämä näytteet preparoitiin ja kuvattiin SEM-laitteistolla Mikrofokus Oy:n toimesta. Preparaatit kuvattiin 1000-, 2000-, 4000- ja 8000-kertaisella suurennoksella. Kuvia tuotettiin yhteensä 216 kappaletta. Kuvat analysoitiin ImageJ-ohjelmistolla. Binäärimuotoisista kuvista voitiin laskea partikkelien määrä, antamalla halutut raja-arvot. Tutkimuksessa huomioitiin alle 2 µm kokoiset partikkelit, jotka voidaan lukea kolloideiksi. Tämän jälkeen laskennan tulokset analysoitiin Excel-taulukkolaskennalla. Excelin avulla partikkelit karakterisoitiin ja määritettiin kunkin pohjavesiaseman näytteen kolloidien massa- ja partikkelikonsentraatio.
Kolloidien (˂2 µm) konsentraatioiksi saatiin pohjavesiasema 5 näytteessä 0,07mg/l, pohjavesiaseman 10 näytteessä 0,05mg/l ja pohjavesiaseman 11 näytteessä 0,07mg/l. Määrät ovat samankaltaisia ja lähellä toisiaan tutkituissa pohjavesiasemissa. Konsentraatiot painottuivat lähinnä alle 0,5 µm kokoisiin partikkeleihin. Tulokset poikkeavat hieman aiemmista, mikä voinee johtua kuvaustekniikan muuttumisesta tarkemmaksi ja kuvien resoluutio on parantunut.
Konsentraatiot ovat maltillisia muihinkin tutkimuksiin verraten. Käytetyt suodatus- ja kuvaustekniikat lienee yksinkertaisin ja kustannustehokkain keino toteuttaa kolloidianalyysia kohteessa. Muiden menetelmien käyttäminen voi osoittautua kohtuuttoman vaivalloisiksi. Lisänä tutkimuksissa olisi suotavaa olla perustiedot veden ominaisuuksista, kuten pH:n määrittäminen.