Jatkuvatoiminen vedenlaaduntarkkailu turvetuotannossa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää jatkuvatoimisen vedenlaaduntarkkailun soveltumista turvetuotannon päästötarkkailuun. Päästötarkkailussa käytetään jatkuvatoimista virtaamamittausta turvetuotantoalueilta lähteville vesille tyypillisten nopeiden virtaamamuutosten havaitsemiseen. Vedenlaaduntarkkailu perustuu puolestaan yleensä näytteenottoon, jolloin osa laadunvaihteluista jää havaitsematta.

Tutkimuskohteena toimi Turveruukki Oy:n Järvinevan turvetuotantoalueen vuodesta 2002 käytössä ollut jatkuvatoiminen mittausasema, jossa on mitattu tuotantoalueelta lähtevän veden laatua pH-, kiintoaine- ja sameusantureilla, sekä virtaamaa ja säätilaa. Järvinevan mittausasemalta otetaan vesinäytteitä ympärivuotisesti päästötarkkailua varten. Jatkuvatoimisen vedenlaadunmittauksen luotettavuutta ja onnistumista tutkittiin vertaamalla vedenlaatudatasta puuttuvien mittaustulosten määrää virtaamamittauksesta puuttuvien mittaustulosten määrään, sekä tutkimalla onko jatkuvatoimisella mittauksella saatu näytteenottopäivinä samoja tuloksia kuin näytteiden laboratoriomäärityksissä. Havaittujen virheiden pohjalta koottiin Järvinevan jatkuvatoimisen vedenlaaduntarkkailun yleisimpiä virhelähteitä ja keinoja virheiden ehkäisemiseksi. Lisäksi tutkittiin jatkuvatoimisella vedenlaaduntarkkailulla saavutettavia hyötyjä vertaamalla jatkuvatoimisen mittauksen ja näytteenoton perusteella laskettavia kuormituksia käyttäen molemmissa samaa virtaamatietoa.

Tutkimuksissa havaittiin, että kyseisellä mittausasemalla pH- ja kiintoaineanturit toimivat teknisesti hyvin ja niiden tuottama mittaustulos on ollut luotettavaa, jos anturien, mittakaivon, liittimien ja akun kunnosta, puhtaudesta ja kalibroinnista on huolehdittu riittävästi. Mittausaseman sameusmittaukseen perustuva kiintoainemittaus ei ole ollut luotettavaa johtuen virheellisestä muuntokaavasta. Tulosten luotettavuuden kannalta on välttämätöntä seurata saatua mittaustietoa säännöllisesti, tunnistaa virheelliset mittaustulokset ja huoltaa mittausasemaa havaittujen virheiden perusteella. Jatkuvatoiminen vedenlaaduntarkkailu ei voi vielä korvata perinteistä näytteenottoon perustuvaa tarkkailua, mutta sen avulla voidaan optimoida näytteenottoa ja vesiensuojelumenetelmien toimintaa, arvioida kuormitusta tarkemmin ja saada tietoa ravinteiden esiintymisestä.

The aim of this bachelor’s thesis was to study the suitability of continuous water quality monitoring in peat production emission monitoring. In emission monitoring, continuous flow rate measuring is used to trace the typical fast variations in the flow from the peat production sites. The water quality is usually monitored through sampling, due to which, part of the quality shifts are left unregistered.

The object of the study, the quality monitoring system station in Järvineva peat production site, owned by Turveruukki Oy, has been in use since 2002. It has been used to continuously measure pH, suspended solids, turbidity, flow rate and weather. Water samples are taken from the QMS station around the year for emission monitoring purposes. The credibility of measurements and the rate of successful measuring were studied by comparing the amount of missing quality measurement data to the amount of missing flow rate measurement data, and by comparing the data gathered from sensors to the analysis of the water samples. Based on the discovered errors, the most common causes and countermeasures for errors were compiled. Furthermore, the benefits of continuous water quality monitoring were assessed by comparing the calculated emissions based on continuous measurements and water sample measurements using the same flow rate data.

It was discovered that the pH and suspended solid sensors worked well and the data they provided was accurate if the sensors, measuring well, plugs and the battery were properly maintained. The suspended solid rate measurements from the turbidity sensor were not accurate because of an incorrect conversion formula. To ensure accurate data it is necessary to frequently monitor the acquired data, identify the erroneous data and, when errors are detected, to maintain and fix the station. At the moment a continuous water quality monitoring system cannot replace the traditional, sampling based monitoring, but it can be used to improve the sampling and the water treatment technology, the accuracy of emission estimation and to gather information about the nutrition occurrence.