Riittääkö hapetus järvien kunnostamiseen? Jukka Horppila

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Riittääkö hapetus järvien kunnostamiseen? Jukka Horppila"

Joel Saarinen
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Riittääkö hapetus järvien kunnostamiseen? Jukka Horppila

Hapetus on yleisesti käytetty kunnostusmenetelmä, jonka tarkoituksena on usein vähentää fosforivuota sedimentistä veteen ja alentaa kasviplanktonbiomassaa AQUADIGM 2012-2016 Milja Heikkinen

2 Hapetus on yleisesti käytetty kunnostusmenetelmä, jonka tarkoituksena on usein vähentää fosforivuota sedimentistä veteen ja alentaa kasviplanktonbiomassaa AQUADIGM Milja Heikkinen 1, Heidi Holmroos 1, etrina Köngäs 1, Ilmo Massa 1, Juha Niemistö 1, Nina Nygrén 2, aula Schönach 1, Olga Tammeorg 1, etri Tapio 2, Jukka Horppila 1 1 Helsingin yliopisto, 2 Turun yliopisto

3 Hapettomuuden rooli sisäisessä kuormituksessa ja veden laadun säätelyssä suuren järviaineiston perusteella Aineisto 56 järvestä (24 Suomessa), keskisyvyys 11.5 m Yksityiskohtaisia tutkimuksia hapetuksen vaikutuksista (Lahden Vesijärvi, Tuusulanjärvi) Hapetuksen historia Kyselytutkimukset hapen ja hapetuksen roolista nyt ja tulevaisuudessa

4 Koko järven alueelta tuleva sisäinen fosforikuormitus (I tot ) arvioitiin vertaamalla havaittua fosforin pidättymistä (ajoitetut sedimenttiprofiilit) ennustettuun pidättymiseen (ainetase) (I tot ) vaikutti merkitsevästi veden laatuun (Tammeorg ym. 2017, Science of the Total Environment : ) äällysveden -pitoisuus Kasviplanktonbiomassa

5 Sisäinen fosforikuormitus hapettomilta alueilta (I anox ) selitti 37 % sisäisen kuormituksen kokonaismäärästä pääosa sisäisestä kuormituksesta tulee hapellisilta matalilta alueilta Hapettomat alueet kattavat usein vain pienen osan järven pinta-alasta Monet tekijät (diffuusio, eliötoiminta, korkea ph, resuspensio) vapauttavat fosforia hapellisilta pohjilta

6 I anox vaikutti merkitsevästi päällysveden -pitoisuuteen.mutta ei kasviplanktonbiomassaan

7 Fosfori, joka vapautuu hapettomien syvänteiden alusveteen....kiertää tuottavaan kerrokseen yleensä vasta syksyllä, jolloin lämpöja valaistusolot eivät ole otollisia perustuotannolle Kun taas matalien alueiden sedimenteistä fosforia kiertää tuottavaan kerrokseen pitkin kesää

8 Johtopäätöksiä: Tutkimusjärvissä hapettomuuden aiheuttama fosforikuormitus ei ole yleisesti ottaen merkitsevä kasviplanktonbiomassan säätelijä Jos hapetuksen tarkoituksena on alentaa kasviplanktonbiomassaa, kohdejärvet on valittava huolella Hapetusta ei tule käyttää automaattisena kunnostusmenetelmänä, jos alhaisia happipitoisuuksia havaitaan

9 Hapetuksella on myös monia sivuvaikutuksia (riippuen menetelmästä) Lämpötila, vaikutukset kerrostuneisuuteen Turbulenssi

10 Tuusulanjärvi: kerrostuneisuuden purku Mixox-hapetuksella O 2 pitoisuus syvänteen pohjanläheisessä vedessä Alhaiset pitoisuudet harvinaisia Mixoxhapetuksen aloittamisen jälkeen(1998) SR-pitoisuudet syvänteessä ovat alentuneet

11 Horppila ym. (2017): Ecological Engineering 103: Hapettomilta alueilta tuleva sisäinen kuormitus on vähentynyt Itot (mg m -2 y -1 ) Itot (mg Ianox (mg m -2 y Itot (mg m -2 y -1 ) -1 ) Ianox (mg -2-1 Itot (mg m -2 y -1 ) Ianox (mg m -2 y -1 ) Ianox (mg m -2 y -1 ) Hapellisilta alueilta tulevan sisäkuorman on täytynyt lisääntyä Sisäisen kuormituksen kokonaismäärä ei ole alentunut

12 Tuusulanjärvi (J. Niemistö julkaisematon): kierrätyshapetuksen vaikutus sameuteen Hapetuksella merkitsevä vaikutus veden turbulenssiin kaikilla mittausetäisyyksillä

14 Kokonaisfosfori (µg/l) Vesijärvi, Enonselkä, Mixox hapetus (kerrostuneisuus säilyttäen) Alusveden lämpötila nousi Alusveden vähähappiset jaksot lyhentyivät (sekä happipitoisuuden nousu että kerrostuneisuuskauden lyheneminen) Alusveden fosforipitoisuus aleni Lankiluoto, pohjanläheinen vesikerros. Hapetus äällysveden fosforipitoisuudessa ei selkeää alentumista

15 Klorofylli a (µg/l) Lankiluoto klorofylli a Hapetus ohjaeläimistössä elpymistä havaittavissa hapetuksen aikana BQI indeksin arvot noususuunnassa Hapetus voimisti denitrifikaatiota sedimentissä (Holmroos ym Journal of Environmental Quality 45: )

16 Vesijärvi sedimentaatio (Silvonen 2017) Harppauskerroksen alla voimakkaita vaikutuksia turbulenssiin ainakin 200 m etäisyydellä hapettimesta (Niemistö ym Boreal Environment Research 21: )

Kun harkitaan hapetuksen käyttöä rehevöitymisestä kärsivän järven hoidossa, on tarkasti pohdittava käytetyn hapetusmenetelmän vaikutuksia Mikä on hapetuksen tavoite?

17 Kun harkitaan hapetuksen käyttöä rehevöitymisestä kärsivän järven hoidossa, on tarkasti pohdittava käytetyn hapetusmenetelmän vaikutuksia Mikä on hapetuksen tavoite? Onko happipitoisuuden nousu ja fosforipitoisuuden aleneminen syvänteen alusvedessä riittävä tulos? Järven sisäistä kuormitusta ja sen lähteitä ei yleensä tunneta Hapetuksella on vaikutuksia, joita tunnetaan hyvin huonosti (esim. turbulenssi) Talviaikainen vs. kesäaikainen hapetus?

18 Schönach,., Nygrén, N., Tammeorg, O., Heikkinen, M., Holmroos, H., Massa, I., Niemistö, J., Tapio,. & Horppila J. (2018). ast, present lake: interdisciplinary analysis of long-term lake restoration. Environmental Science & olicy 81: and future of a Horppila, J., Holmroos, H., Niemistö, J., Massa, I., Nygrén, N., Schönach,., Tapio,. & Tammeorg, O. (2017). Variations of internal phosphorus loading and water quality in a hypertrophic lake during 40 years of different management efforts. Ecological Engineering 103: Nygrén, N., Tapio,. & Horppila, J. (2017). Will the oxygen paradigm persist? - expert views of the future of lake management and restoration. Environmental Management 60: DOI /s z. Silvonen, S. (2017). Sekoitushapetuksen vaikutus sedimentoituvan aineksen määrään ja laatuun rehevässä järvessä. ro gradu. Helsingin ylopisto, ympäristötieteiden laitos. Schönach,., Tapio,., Holmroos, H., Horppila, J., Niemistö, J., Nygrén, N., Tammeorg, O. & Massa, I. (2017). ersistency of artificial aeration at hypertrophic Lake Tuusulanjärvi: A sociohistorical analysis. Ambio 46: Tammeorg, O., Möls, T., Niemistö, J., Holmroos, H. & Horppila J. (2017). The actual role of oxygen deficit in the linkage of the water quality and benthic phosphorus release: otential implications for lake restoration. Science of the Total Environment : Holmroos, H., Horppila, J., Laakso, S., Niemistö, J. & Hietanen, S. (2016). Aeration-induced changes in temperature and nitrogen dynamics in a dimictic lake. Journal of Environmental Quality 45: Niemistö, J., Köngäs,., Härkönen, L. & Horppila, J. (2016). Hypolimnetic aeration intensifies phosphorus recycling and increases organic material sedimentation in a stratifying lake: Effects through increased temperature and turbulence. Boreal Environment Research 21: Horppila, J., Köngäs,., Niemistö, J. & Hietanen, S. (2015). Oxygen flux and penetration depth in the sediments of aerated and non-aerated lake basins. International Review of Hydrobiology 100:

Samankaltaiset tiedostot

Vesiekosysteemien kestävä kunnostus. ReEFFECT ja AQUADIGM

Vesiekosysteemien kestävä kunnostus ReEFFECT ja AQUADIGM Vesiekosysteemien kestävä hallinta edellyttää ihmistoiminnan vaikutusten kontrollointia Hoito Kunnostus ReEFFECT Virtavedet Björn Klöve, Oulun yliopisto