search query: @keyword mallinnus / total: 180
reference: 24 / 180
| Author: | Happonen, Maiju |
| Title: | Tekopohjavesilaitoksen raakaveden PFOA-kontaminaatioriskin arviointi dynaamisen jokimallin avulla |
| Assessing PFOA contamination risk in artificial recharge of groundwater using a dynamic river model | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2015 |
| Pages: | 93 s. + liitt. 1 Language: fin |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Vesi- ja ympäristötekniikka (R3005) |
| Supervisor: | Koivusalo, Harri |
| Instructor: | Malve, Olli |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201504082226 |
| Location: | P1 Ark Aalto 9405 | Archive |
| Keywords: | water quality modeling emerging pollutants artificial groudwater vedenlaatu mallinnus SOBEK haitalliset aineet PFOA tekopohjavesi |
| Abstract (eng): | Water quality research has in recent years started to focus on emerging pollutants that are possibly harmful to the environment and human health. These compounds include prescription drugs and industrial, agricultural and consumer chemicals. Emerging pollutants are found in the environment usually in very small quantities, and it is difficult to assess their harmfulness and quantify threshold values for harmful concentrations. Emerging pollutants have been detected all over the environment, in drinking water, food and in humans. In this study the transport of perfluorooctanoid acid (PFOA) and acesulfame was modelled using SOBEK river model that was parameterized to describe the beginning of the River Kokemäenjoki and the waterways preceding it. From Kokemäenjoki near the downstream end of the modelled area water is pumped and lead to an artificial groundwater recharge plant in Virttaankangas. This study utilized a flow model that was developed as part of the CONPAT-project, and water quality data from years 2012-2014. The goals of the study were to find out (1) the range of PFOA concentrations in raw recharge water with current PFOA loads, (2) can PFOA concentration in raw water exceeds a safe level and (3) what the effect of the communal waste water treatment plants (CWWTPs) of the study area is on the PFOA load. In addition (4) the functionality of SOBEK model in the study area was assessed. PFOA concentration in raw water during the modelling period 1 Jan 2012-16 Feb 2014 was 0.36-0.92 ng/l when modelled according to the measured input of PFOA and 1.17-3.12 ng/l when modelled according to the maximum values of the measured PFOA input. The maximum modelled values where accordingly 2.3 % and 7.8 % of the guideline threshold value of 40 ng/l. With these concentrations food is considerably more significant source of PFOA to humans than drinking water. The critical value of a continuous PFOA load was 1800 µg/s (156 g/d). With this load PFOA concentration in raw water exceeded 40 ng/l during a dry season in October 2013. The total median load to SOBEK model is 125 µg/s and the maximum load is 328 µg/s. Based on the results of this study it is very unlikely that the level of PFOA in raw water would reach a harmful level. Despite the fact that CWWTPs are often considered to be the most significant source of PFOA to surface waters, the results suggest that the CWWTPs in the study area could only produce in average 5-11 % of the total PFOA load in raw water. The mean absolute error that was divided by the range of measured concentrations was in different sites 15-24 % for the modelled acesulfame concentrations and 18-50 % for the modelled PFOA concentrations. The error is likely due to the uncertainties in the flow model and the measured surface water concentrations that were used as boundary conditions and in the evaluation of the model. |
| Abstract (fin): | Vedenlaatutukimuksessa on viime vuosina alettu kiinnittää huomiota mahdollisesti ympäristölle ja ihmisen terveydelle haitallisiin aineisiin (emerging pollutants), joihin lukeutuu lääkeaineita sekä teollisuuden, maatalouden ja kulutustuotteiden kemikaaleja. Nämä aineet esiintyvät ympäristössä usein hyvin pieninä pitoisuuksina, niiden haitallisuutta on vaikea mitata, ja turvallisen pitoisuuden raja-arvojen määrittäminen niille on haastavaa. Näitä yhdisteitä on havaittu kaikkialta ympäristöstä, juomavedestä, ruuasta ja ihmisistä. Tässä työssä mallinnettiin perfluoro-oktaanihapon (PFOA) ja asesulfaamin kulkeutumista Kokemäenjoen alkuosaan ja sen yläpuolisiin vesistöihin rakennetulla SOBEK-jokimallilla. Mallinnusalueen loppupuolella Karhiniemessä sijaitsee Turun Seudun Veden raakavedenottamo, jolta Kokemäenjoesta pumpattu raakavesi johdetaan Virttaankankaan tekopohjavesilaitokselle. Työssä hyödynnettiin Suomen ympäristökeskuksen, Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ja Valtion taloudellisen tutkimuskeskuksen yhteistyöprojekti CONPAT:ssa kehitettyä virtausmallia sekä vedenlaadun mittaustuloksia vuosilta 2012-2014. Työn päätavoitteina oli selvittää, (1) millä välillä PFOA:n pitoisuus todennäköisesti vaihtelee tekopohjavesilaitoksen raakavedessä nykykuormituksella, (2) voiko PFOA:n pitoisuus raakavedessä nousta haitalliselle tasolle, ja (3) mikä koealueen kunnallisten jätevedenpuhdistamojen vaikutus on PFOA-kuormaan. Lisäksi työssä tarkasteltiin (4) SOBEK-mallin toimivuutta koealueella. PFOA:n pitoisuus raakavedessä vaihteli ajanjaksolla 1.1.2012-16.2.2014 mittaustulosten mukaan mallinnettuna välillä 0,36-0,92 ng/l ja mittaustulosten maksimiarvojen mukaan mallinnettuna välillä 1,17-3,12 ng/l. Maksimiarvot 0,92 ja 3,12 ng/l ovat vastaavasti 2,3 % ja 7,8 % juomaveden ohjeellisesta raja-arvosta 40 ng/l. Näillä pitoisuuksilla ruoka on ihmisen PFOA-altistuksen kannalta juomavettä huomattavasti merkittävämpi lähde. Jatkuvan PFOA-päästön kriittiseksi suuruudeksi määritettiin noin 1800 µg/s (156 g/d), jolla ohjeellinen raja-arvo ylittyi vuoden 2013 lokakuun alivirtaamajaksolla. SOBEK-malliin tuleva kokonaismediaanikuorma on noin 125 µg/s ja maksimikuorma 328 µg/s. Työn tulosten perusteella on epätodennäköistä, että raakaveden PFOA-pitoisuus nousisi haitalliselle tasolle. Huolimatta siitä, että kunnallisia jätevedenpuhdistamoja pidetään usein merkittävimpänä PFOA:n lähteenä pintavesiin, aiheuttavat koealueen kunnalliset jätevedenpuhdistamot tämän työn tulosten mukaan keskimäärin vain 5-11 % vedenottopisteeseen saapuvasta PFOA-kuormasta. Mittaustulosten vaihteluväliin suhteutettu absoluuttinen keskivirhe oli eri näytteenottopaikoissa asesulfaamin mallinnustuloksille 15-24 % ja PFOA:n mallinnustuloksille 18-50 %. Virhe johtuu todennäköisesti lähinnä virtausmallin virheestä sekä reunaehtoina ja mallin arvioinnissa apuna käytettyjen pintavesimittausten huonosta edustavuudesta. |
| ED: | 2015-04-19 |
INSSI record number: 51080
+ add basket
INSSI