Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekuntaUniversity of Helsinki, Faculty of ScienceHelsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakultetenMännistö, Theo2024-01-252024-01-252024URN:NBN:fi:hulib-202401191109http://hdl.handle.net/10138/570173Perinteinen sulfaattimaiden tunnistusmenetelmä on ollut kestoltaan 9–19 viikkoa kestänyt inkubointimenetelmä, mikä on pitkä aika välillä hyvinkin kiireisissä rakennus- tai suunnitteluprojekteissa. Suomen ympäristökeskus (SYKE), Geologian tutkimuskeskus (GTK) ja Åbo Akademi kehittivät yhteistyössä nopeamman vetyperoksidihapetusmenetelmän sulfaattimaiden tunnistamiseen ja happamuuspotentiaalin arviointiin. Menetelmällä saadaan tehtyä sulfaattimaatunnistus sekä saadaan arvio happamuuspotentiaalista jo muutamassa tunnissa. Vetyperoksidihapetusmenetelmää käytettiin Helsingin sulfaattimaiden tunnistamiseen ja menetelmän arviointiin Helsingin alueilla. Alueina tutkielmassa olivat Malmilla Sunnuntaipalstojen peltomaa-alue, Pihlajamäessä Gasgridin kaasuputken siirtoon liittyvä alue sekä Hermanninrannan-Kyläsaaren alue. Menetelmällä määritettyjä sulfaattipitoisuuksia verrattiin Helsingin yliopiston geofysiikan, ympäristö- ja mineralogian laboratoriossa (Hellabs) vesiuuttomenetelmällä sekä ALS Finland Oy:n laboratoriossa happouuttomenetelmällä saatuihin pitoisuuksiin. Malmilla menetelmä toimi hyvin ja luotettavasti. Alueella havaittiin maa-aineksen happamoituneen jo luontaisesti, eikä rikkipitoisuudet olleet kovin korkeita. Syvemmällä tunnistettiin potentiaalisia happamia sulfaattimaa-aineksia. Pihlajamäessä näytteisiin sisältyi savimaatäyttöjä. Täälläkin menetelmä oli toimiva ja alueella oli selkeitä potentiaalisia happamia sulfaattimaita. Haasteita tuotti Hermanninrannan-Kyläsaaren alueen pilaantuneet täyttömaat. Näiden pH arvot olivat hyvin korkeita ja ne sisälsivät paljon erilaisia hiilivetyjä. Näytepisteiden alimmissa kerroksissa maa-aines oli hyvin orgaanispitoista (LOI > 10 %), minkä takia vetyperoksidihapetusmenetelmä yliarvioi sulfaattipitoisuutta ja tulos eroaa sekä happo- että vesiuuton tuloksista. Tulosten perusteella vetyperoksidihapetusmenetelmä toimii luotettavimmin mikäli hehkutushäviö (LOI) on < 10 % ja pH:n muutos (ΔpH) hapetuksen jälkeen alle 5 yksikköä. Tulosten perusteella menetelmä olisi hyvä lisä Helsingin kaupungin rakentamispalveluliikelaitos, Staran, Katu- ja maalaboratoriossa suoritettaviin maa-ainesten tutkimuksiin. Menetelmä on toimiva ja sillä saadaan tunnistettua potentiaalisia happamia sulfaattimaita nopeasti.The traditional method for identifying sulfate soils has been the incubation method, which typically takes 9-19 weeks. However, in collaboration, the Finnish Environment Institute (SYKE), Geological Survey of Finland (GTK), and Åbo Akademi developed a faster hydrogen peroxide oxidation method for identifying sulfate soils and assessing acidity potential. This method allows for sulfate soil identification and acidity potential estimation in just a few hours. The hydrogen peroxide oxidation method was used to identify sulfate soils in the Helsinki region and to evaluate the method. The study areas included the Sunnuntaipalsta-field area in Malmi, the area associated with the relocation of Gasgrid’s gas pipeline in Pihlajamäki, and the Hermanninranta- Kyläsaari area. Sulfate concentrations determined by the oxidation method were compared with concentrations obtained through water extraction at the Helsinki geophysical, environmental and mineralogical laboratories (Hellabs) of the University of Helsinki's Department of Geology and Geophysics, and acid extraction at ALS Finland Ltd. In Malmi, the method worked well and reliably, indicating naturally acidified soil with relatively low sulfur concentrations. Deeper layers revealed potential acidic sulfate soil materials. In Pihlajamäki, the method was effective, identifying clear potential acidic sulfate soils even with samples consisting of clay fillings. Challenges arose in the Hermanninranta-Kyläsaari area due to contaminated fill soils with high pH values and various hydrocarbons. The lower layers of the samples were rich in organic matter (LOI > 10%), causing the hydrogen peroxide oxidation method to overestimate sulfate concentrations, resulting in deviations with both acid and water extraction results. Based on the results, the hydrogen peroxide oxidation method performs most reliably when loss on ignition (LOI) is < 10% and the pH change (ΔpH) after oxidation is less than 5 units. The method could be a valuable addition to soil investigations conducted by the City of Helsinki's construction services public enterprise, Stara, in their Street and ground laboratory. The method is effective and enables the rapid identification of potential acidic sulfate soils.finsulfaattisulfaattimaarikkisaviliejutäyttömaavetyperoksidihapetusasiditeettitunnistuspro gradu -tutkielmatHydrogeologia ja ympäristögeologiaHydrogeology and environmental geologyHydrogeologi och miljögeologiGeologian ja geofysiikan maisteriohjelmaMaster's Programme in Geology and GeophysicsMagisterprogrammet i geologi och geofysik