Kemikaloinnin kehittäminen rehevöityneiden järvien kunnostusmenetelmänä

Abstract

Suomessa on satoja rehevöityneitä järviä, joiden hyvän ekologisen tilan saavuttaminen edellyttää oikein kohdennettuja kunnostustoimenpiteitä. Tässä diplomityössä keskitytään siihen, kuinka vähentää järven sisäistä kuormitusta hillitsevän kemikaalikäsittelyn haitallisia vaikutuksia veden pH-arvoon ja alkaliniteettiin. Tavoitteena on löytää keinoja, joilla kemikaloinnin käyttökelpoisuutta erilaisissa vesistöissä voidaan parantaa.

Työssä koostettiin yhteen Suomessa aiemmin toteutettuja kemikalointeja. Lisäksi tarkasteltiin yksityiskohtaisemmin syvemmälle vesikerrokseen tehdyn kemikaalin levittämisen sekä matalan järven käsittelyn vaikuttavuutta. Työssä tutkittiin laboratoriokokein vaihtoehtoisten vesistökunnostus- ja saostuskemikaalien käytettävyyttä (korkeaemäksinen polyalumiinikloridi PAX-XL19, polyamiini Superflock C577, lantaania sisältävä bentoniittisavi Phoslock) yleisesti saostuskemikaalina käytettyyn matalaemäksiseen polyalumiinikloridiin PAX-XL100 verrattuna. Eri kemikaalien käytettävyyttä ja kemikaalin levityssyvyyden toimivuutta arvioitiin muun muassa kokonaisfosfori-, pH-, ja alkaliniteettitulosten perusteella.

Laboratoriokokeiden mukaan vaikuttaisi siltä, että fosforin saostamisen haitallisia vaikutuksia veden pH-arvoon ja alkaliniteettiin olisi mahdollista vähentää fosforin saostuksen kuitenkaan kärsimättä käyttämällä korkeaemäksistä polyalumiinikloridia matalaemäksisen polyalumiinikloridin sijaan. Lisäksi kemikaalin levityssyvyydellä ja käsittelyn kohdentamisella syvännealueelle vaikuttaisi pystyvän kontrolloimaan käsittelyn haitallisia vaikutuksia, kemikaloinnin tehokkuuden kuitenkaan kärsimättä. Tämä työ tarjoaa lähtökohdat lisätutkimukselle vaihtoehtoisten vesistökunnostuksissa käytettävien kemikaalien vaikutuksista suomalaisissa, erityisesti humuspitoisissa, luonnonvesissä.

There are hundreds of eutrophicated lakes in Finland that require targeted restorative actions to reach good ecological status. This thesis focuses on how to diminish unwanted negative effect of chemical restoration method on water pH and alkalinity, as those may often lower due to the treatment. The aim of this study is to find ways, which improve the applicability of chemical treatment in different water bodies.

This thesis presents an overview of chemical lake restorations done in Finland. Additionally, the applicability of spreading the restoration chemical only in deeper layers of the water body and the treatment of shallow lake is evaluated in this thesis. In laboratory experiments, applicability of alternative water treatment chemicals (high basic polyaluminium chloride PAX-XL19, polyamine Superflock C577, lanthanum modified bentonite Phoslock) were compared with low basic polyaluminium chloride PAX-XL100, which is commonly used in chemical lake restoration. Applicability of the different chemicals as well as the chemical dispensing method were evaluated based on total phosphorus, pH and alkalinity results.

According to these laboratory results, it seems that harmful effects on water acidity and alkalinity can be reduced without decline in phosphorus precipitation by using high basic polyaluminium chloride. Additionally, spreading the chemical deeper into the water column and treating only the deepest part of the lake seemed to be a potential method to control the harmful effects of chemical treatment without decrease in phosphorus precipitation effectiveness. This work offers basis for additional research in effects of phosphorus precipitation chemicals particularly in those Finnish lakes that have high humic content.