Järven kunnostaminen alumiinisuoloilla, viimeaikaisia edistysaskeleita ja potentiaalisia ongelmia*

Samankaltaiset tiedostot
Lapinlahden Savonjärvi

Vesistöjen tila ja kuormituksen kestokyky

Maa- ja metsätalouden vaikutukset rannikkovesissä. Antti Räike, SYKE,

Kokemuksia kemikaalikunnostuksista Lahden seudun järvillä. Ismo Malin Vesiensuojelupäällikkö Lahden ympäristöpalvelut

Rehevöityneen järven kunnostamisen haasteet

Järven tilapäinen kuivattaminen kalaveden hoitokeinona Esimerkkinä Haapajärven tyhjennys

Kiimingin Jäälin vesienhoitoyhdistys ry Esittelypuheenvuoro LC Kiiminki Jääli Jäälinmaja

Lintujen, kalojen ja veden vuorovaikutus

Kalaston kehittyminen kosteikkoihin

Littoistenjärven kirkastaminen ja Loppijärvi

Kokemuksia Tuusulanjärven tehokalastuksesta

Ähtärinjärven tila ja kuormitus

Järvikunnostuksen haasteet - soveltuuko ravintoketjukunnostus Hiidenvedelle?

Sammatin Enäjärven veden laatu Helmikuu 2016

VARESJÄRVI KOEKALASTUS

Kalasto muuttuu ja lämpötila nousee Pyhäjärven ekosysteemi muutoksessa

Vanajavesi Hämeen helmi

Tausta ja tavoitteet

Mitä verkkokoekalastus, kaikuluotaus ja populaatioanalyysi kertovat tehohoitokalastuksen vaikutuksesta Tuusulanjärven kalastoon ?

Kokemuksia hoitokalastuksista eräillä Etelä-Suomen järvillä

Miten mallit ja seuranta auttavat kunnostuksien suunnittelua ja toteutusta?

Hiidenveden kunnostus ja hoitokalastus

Käytännön vinkkejä järvikunnostuksen seurantaan

Vesiekosysteemien kestävä kunnostus. ReEFFECT ja AQUADIGM

LITTOISTENJÄRVI KHA liite 153/2017 Katsaus järven tilaan Kesä 2017

- Vesien rehevöitymisen vaikutukset kalakantoihin

Poistokalastuksen tarve, mahdollisuudet ja rajoitukset

Voidaanko järvien veden laatua parantaa hoitokalastamalla? Hannu Lehtonen Helsingin yliopisto

Miten maatalouden vesiensuojelutoimien tehoa voidaan mitata? Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Karhijärven kalaston nykytila

Enäjärven kalasto - vuoden 2003 koekalastusten tulokset Petri Rannikko

Outamonjärven veden laatu Helmikuu 2016

PUUJÄRVEN VEDEN LAATU Vuoden 2013 loppukesän tulokset ja vertailu vuoteen 2012

Olli-Matti Kärnä: UPI-projektin alustavia tuloksia kesä 2013 Sisällys

Metsätalouden vesistökuormitus ja -vaikutukset

Metsätalouden vesistökuormitus ja -vaikutukset

VEDET KIRKKAAKSI KALASTAMALLA? Dosentti Anne-Mari Ventelä Tutkimuspäällikkö Pyhäjärvi-instituutti

Lestijärven tila (-arvio)

Hirvasjärven tilan parantaminen 2017 luonnoksen esittely

Kaivosten Ympäristöhaitat Vesistöille and Niiden Teknologiset Ratkaisut. Professori Simo O. Pehkonen Ympäristötieteiden Laitos UEF (Kuopio)

Vesistöjen nykytila Iisalmen reitillä Iisalmen reitti -seminaari , Iisalmi

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

Potentiaalisten kunnostusmenetelmien esittely. Milja Vepsäläinen, MMT Vahanen Environment Oy

Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen

LOUNAIS-SUOMEN KALASTUSALUE KOEKALASTUSRAPORTTI 1 (8) Terhi Sulonen

Kalkituksen merkitys sokerijuurikkaalle. Sakari Malmilehto, SjT

LUONNONHUUHTOUMA Tietoa luonnonhuuhtoumasta tarvitaan ihmisen aiheuttaman kuormituksen arvioimiseksi Erityisesti metsätalous

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Talvivaaran vesistövaikutuksista Pohjois-Savon alueella

Iso Soukkajärven verkkokoekalastus 2012

Ranuan kunnan järvien tilasta ja niiden kunnostustarpeesta

Vesien tilan parantaminen Kiimingin lounaiskulmalla Kiimingin Jäälin vesienhoitoyhdistys ry Jäälin ala-aste

Pien-Saimaan poikkeuksellinen sinilevien massaesiintymä

Vesijärven jäänalaisen lämpötilan ja happipitoisuuden muuttuminen hapetussekoituksen seurauksena

KANNATTAAKO HOITOKALASTUS? Järvikalaa NAM-hankkeessa selvitettiin satakuntalaisten järvien saalispotentiaali

MIKSI JÄRVI SAIRASTUU?

Vesistöjen kunnostus keinot, tulokset ja rahoitus. Järven rehevyyteen vaikuttavat asiat. Luontainen tila. Rehev öityminen. Rehev öityminen menetelmät

Alajärven ja Takajärven vedenlaatu

Happamat sulfaattimaat ja niiden tunnistaminen. Mirkka Hadzic Suomen ympäristökeskus, SYKE Vesistökunnostusverkoston vuosiseminaari 2018

Periodimenetelmä. Ainevirtaama. Paimionjoki t a 1. Arvioitu kiintoainepitoisuus (mg/l) Virtaama (m 3 /s) Virtaama Kiintoaine

Renkajärven kalasto. Renkajärven suojeluyhdistyksen kokous Jukka Ruuhijärvi, RKTL Evo

Suomen pintavesien seuranta ja luokittelu 2. vesienhoitokaudella. Kansallinen seurantaohjelma ja päivitetty ekologisen tilan luokittelu

Varsinais-Suomen vesien tila: mitä vesistä mitataan ja mitä tulokset kertovat? Raisio Janne Suomela

Soilfood Hämeessä yhdistymisen myötä Suomen suurin ravinteiden kierrättäjä

ISO HEILAMMEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu aikaisempiin vuosiin

Puujärvi-seminaari Jokamiehen hoitokalastus

Säynäislammin vedenlaatututkimus 2016

Yhteistyö onnistumisen edellytyksenä - esimerkkinä Harvanjärven kunnostus

Katsaus Suomenlahden ja erityisesti Helsingin edustan merialueen tilaan

Hiidenveden ekologisen tilan kehitys Mitä eri biologiset indikaattorit kertovat Hiidenveden tilan kehityksestä?

Hoitokalastus ja järven ravintoverkon rakenne Hiidenveden ja Lohjanjärven tutkimustuloksia. Tommi Malinen, Helsingin yliopisto Anu Suonpää, Luvy

ISO-KAIRIN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu vuosiin 1978, 1980 ja 1992

Vesijärven kalat. Jännittäviä hetkiä kalastajille! Herkkuja kalaruoan ystäville!

Tyystiö Nordic verkkokoekalastus 2014

Nurmesjärven tila, kunnostus ja hoito

Veden laadun ja kalastuskulttuurin muutosten vaikutus Puulan kalakantoihin. Timo J. Marjomäki Jyväskylän yliopisto

Kaitalammin (Hajakka) veden laatu Elokuu 2017

Kuva: Jukka Nurmien, Abyss Art Oy YHTEINEN ITÄMEREMME. Miina Mäki John Nurmisen Säätiö Puhdas Itämeri -hanke

Hankkeen taustaa. Tutkimusalueen kuvaus

Kyyveden Hirviselän hoitotarve koekalastus- ja vesianalyysitietojen perusteella

VALKJÄRVEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu kesiin

Vesijärven koneellisen sekoittamisen vaikutus jäänalaiseen yhteyttävään pikoplanktoniin

Miten happamat sulfaattimaat näkyvät Sirppujoen veden laadussa

KETTULAN JÄRVIEN TILA VUOSINA TEHTYJEN TUTKI- MUSTEN PERUSTEELLA

Ruokjärven veden laatu Maalis- ja elokuu 2017

Maa- ja metsätalouden kuormituksen vaikutukset kalastoon

Hapetuksen tarkoitus purkamaan pohjalle kertyneitä orgaanisen aineksen ylijäämiä

Anu Suonpää, , Vihdin vesistöpäivä

Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry. Esityksen sisältö. Automaattinen veden laadun seuranta ja sen tuomat hyödyt

Kyyveden tila ESAELY:n keräämän tiedon pohjalta

Paskolammin vedenlaatututkimus 2016

TK2: Matjärven alumiinikloridikäsittely

Kaitalammin vedenlaatututkimus 2016

VANAJA viemäristä vetovoimaksi

Mustialanlammin tila - mitä järvelle on tapahtunut sitten viimekesäisen kipsauksen?

kosteikkojen suunnitteluun suunnitteluohjeita (mitoitus tehty vähän samaan tapaan Ojitus on muuttanut turpeen ominaisuuksia (hapettunut)

Kunnostusmenetelmien hyödyt, riskit ja kustannukset sekä ehdotus tiekartaksi. Esa Salminen, DI, FT Vahanen Environment Oy

Selvitys Pampalon kaivoksen juoksutusveden rajaarvojen

Ravintoketjukunnostuksista purokunnostuksiin. Sitoutunutta tekemisen meininkiä lähivesien tilan parantamiseksi ja yhteiseksi hyväksi

Vihdin Lapoon vedenlaatututkimus, elokuu 2016

Transkriptio:

Vesistökunnostusverkoston vuosiseminaari Tampere 14.6.2017 Lake restoration using aluminium salts: recent advances, results, and potential hurdles (*epävirallinen suomennos: Ilkka Sammalkorpi) Järven kunnostaminen alumiinisuoloilla, viimeaikaisia edistysaskeleita ja potentiaalisia ongelmia* Brian Huser Dept. of Aquatic Sciences and Assessment Swedish University of Agricultural Sciences Uppsala, Sweden Brian.Huser@slu.se Researchgate: (Brian Huser) SLU: www.slu.se/en/cv/brian-huser/ Google Scholar: (Brian Huser)

Järvien alumiinikäsittelyn termejä Sisäinen kuormitus Fosforin vapautuminen sedimentistä kemiallisten tai fysikaalisten prosessien seurauksena Release of P from sediment due to chemical or physical processes Mobiili fosfori (P) Helposti sedimentistä vapautuva PAC Polyalumiinikloridi (puskuroitu Al) Al Treatment Alum Alumiini sulfaatti

Järvien alumiinikäsittely Käytetty n. 50 v. sisäisen fosforikuormituksen vähentämiseen Ruotsin Långsjön 1968 Satoja järviä sen jälkeen Juomaveden käsittely (200 vuotta) Maankuoren yleisin metalli Syömme päivittäin 7-25 mg Mm. leivinjauheessa, lääkkeissä etc. Ei bioakkumuloidu Miksi alumiinia lisätään? Järvien ulkoisessa kuormituksessa ei tule fosforia sitovia metalleja Myös rautaa ja kalsiumia on käytetty, mutta niillä on rajoitteensa Muodostuvaa alumiinihydroksidia Al(OH) 3 esiintyy muutenkin maaperässä ja sedimentissä Al Treatment

Vaikuttaako alumiinikloridi?, treatment in Sweden (pieni, jyrkkärantainen järvi, syvännekäsittely) Fosfori Levät Näkösyvyys Happipitoisuus

TP (mg/l) Vaikuttaako alumiinikloridi? Pohjanläheisen veden kokonaisfosforipitoisuus - Lake Calhoun, USA käsittely syksyllä 2001 Päivät

Vaikuttaako alumiinikloridi? 114 järven käsittelyjen yhteenveto eri puolilta maailmaa Keskim. vaikutusaika 15 vuotta Matalat järvet 6 vuotta Syvät, kerrostuvat järvet 21 vuotta Perusteena 50% vähennys päällysveden fosforipitoisuudessa Matalien järvien lyhyempi vaikutusaika? Pienempiä Al annoksia Särkikaloilla (karppi, lahna, etc.) on suurempi vaikutus Sedimentistä vapautuva fosfori on heti käytettävissä Lämpimämpi vesi (kaikki tapahtuu nopeammin) Useimmissa järvissä annostelu vanhentuneilla perusteilla Annostelu arvauksen, ei sedimentin fosforipitoisuuden perusteella Uudempien käsittelyjen vaikutusaika ollut > 20 vuotta, joidenkin arvioitu vaikutusaika on 100 vuotta *

Näkösyvyys, m Käsittelyn vaikutuksia Cedar Lake, USA (käsittely 1996) Paremman veden laadun kesto n. 10 vuotta Paluu käsittelyä edeltäneeseen tilaan Days

Vaikutuksen keston ennustaminen Huser et al. Water Research, 2016 0 vuotta 10 v 100 v Keston ennusteen arviointi = Järven syvyyssuhteet, järven ja valuma-alueen pinta-alasuhde, lisätyn alumiinin määrä

Vaikutusaikaan vaikuttavia tekijöitä Järven syvyyssuhteet Suuri Osgood Indeksi (keskisyvyys / /pinta-ala )= pidempi kestoaika Syvemmissä, kerrostuneissa järvissä pidempi vaikutusaika Matalat järvet Pienempi Al annostus = lyhyempi kestoaika Alkaliniteetti puskuroi käsittelyn vaikutusta Sedimentin fosforia sitoutunut paljon orgaaniseen ainekseen Fosfori voi aikaa myöten muuttua helpommin vapautuvaksi Biologiset prosessit ovat myös tärkeitä Vesikasvit Sedimentin fosfori voi nopeammin päätyä pintaveteen Pienempikin fosforin vapautuminen heikentää veden laatua Pohjaeläinravintoa käyttävät kalat (lahna, karppi)

Kalojen vaikutus tuloksen pysyvyyteen 0 years 100 years Jos pohjaravintoa käyttävät kalat ovat runsaita (mustat kolmiot), vaikutuksen kestoaika on ennakoitua lyhyempi

Kalojen vaikutus sedimenttiin Kohlman Lake, (US) Karppi (keskipaino 3.4 kg, biomassa 180kg/ha) Karppi sedimentin sekoittuminen 15 cm, ilman karppia 5 cm With carp Sedimentin mobiili fosfori Sedimentin sekoittumisen syvyyden kasvu saatavilla olleen fosforin määrä kaksinkertainen Sekä biologia että sedimentin fosfori ovat tärkeitä No carp Huser et al. Hydrobiologia, 2016

Järven morfologian vaikutuksia Kristallisaatio vaikuttaa sitoutumiseen Al:P Al vaihteluväli 2 -- 18 Kun rannat jyrkkiä ja Alannostelu suuri Al translokaatio (moves) Crystalizes in absence of P = lower binding efficiency Laskentamallilla voidaan maksimoida Al:P Al - suhde Useampien pieni kertaannos ehkä parempi tapa kuin yksi iso annos Steep sediment slope Shallow sediment slope Huser. Water Research, 2012

Vaikutuksen kestoaika Watershed to Lake area ratio Suurempi valuma-alue:järvi pinta-alasuhde Lyhyempi vaikutuksen kestoaika Ulkoinen kuormitus voi vaikuttaa enemmän kuin sisäinen Kaikkien tutkittujen järvien ulkoinen kuormitus ei ollut hallinnassa Jos ulkoinen kuormitus suuri ennen Al käsittelyä (tai kuuta toimenpidettä), sisäinen kuormitus voimistuu Mutta ulkoisen kuormituksen vähentäminen voi olla 50 x kalliimpaa Pätee myös muihin sisäistä kuormitusta vähentäviin menetelmiin Lyhyt viipymä / nopea veden vaihtuvuus Sisäinen kurmitus vaikuttaa vähemmän veden laatuun Hydrologiset tekijät keskeisiä

Vaikutuksen kestoaika Al annostelu 1970 (Kennedy and Cooke 1982) Alkaliniteetin perusteella Ca. 1990 (Kennedy et al. 1987) Sisäisen kuormituksen määrän perusteella Vaikea arvioida sisäisen kuormituksen kestoaikaa Ca. 2000 (Rydin and Welch 1999) Sedimentin mobiilin fosforin määrän perusteella Eliminoi lähes kaiken mobiilin fosforin 2014 (Huser and Pilgrim 2014) Dynaaminen malli Voi laskea annostelun sisäisen kuormituksen vähentämismäärän tarpeen perusteella Nykyinen annostelukäytäntö Sedimentin sitoutumissuhteet ja kemialliset ominaisuudet

Sediment Depth (cm) Voiko muutos olla pysyvä? Medical Lake, USA Käsittely 1977, Al ja Alsitoutunut fosfori näkyvät edelleen sedientissä Medical Lake P Concentration (m g/g) 0 1 2 3 4 0 5 Rehevyystaso laski 10 1950 Käsittelyn on arvioitu vaikuttavan yli 100 vuotta Al jää sedimenttiin, myös happamissa järvissä 15 20 25 Al-P Al 0 10 20 30 40 50 Al Concentration (m g/g) Rydin et al. 2000, Huser and Rydin 2005

Potentiaalisia haittavaikutuksia Fysikaalinen vaikutus (uutta kiintoainetta syntyy neutraalilla ph-alueella) Ei bioakkumuloidu Valtava (positiivinen) shokki Al-käsittelyn jälkeen Rehevimpien järvien lajistoa häviää 50-100 vuotta pilaantuneen järven tilan paraneminen voidaan saada alkuun päivien tai viikkojen aikana Aluksi fysikaalinen vaikutus sedimentin rakenteeseen Pohjaeläimillä vaikea löytää ravintoa ja koteloiden rakennusaineita Vähemmän ravintoa = biomassa pienenee Biomassan laatu (diversiteetti) paranee

Plankton Plankton flokkautuu ja vajoaa sedimenttiin kun vettä käsitellään Yksilömäärät ja lajisto aluksi pienenivät, Newman Lake (US) Palautumisaika n. 2 kk Itämeren lahti, 47 g Al/m 2 (2012) Fosforin väheneminen vähensi perifyton-levien määrää Vähemmän alumiinia periphytonissa käsitellyllä kuin vertailualueella Planktonyhteisön muutos: sinilevät korvautuivat parempaa ravintoa olevilla levillä

Pohjaeläimet Narf (1990)-ei vaikutusta tai määrän ja monimuotoisuuden kasvua (7 mg Al/L) Doke et al. (1995)-Chaoborus sulkahyttysten määrä 2x (13 mg Al/L) Pacioglup et al. (2015)- ei vaikutusta G. pulex äyriäiseen suurella Al annostuksella Smeltzer et al. lajiston monimuotoisuus kasvoi Lake Morey (US) Yleiskuvana aluksi yksilömäärien ja monimuotoisuuden väheneminen, mutta aikaa myöten päätyminen käsittelyä edeltänyttä aikaa parempaan tilanteeseen

Kalat Alumiini voi olla toksinen kun ph on matala Al saostuu kalojen kiduksiin ja vaikeuttaa hengitystä positiivisesti varautuneiden muotojen takia (Al 3+, Al(OH) 2+, and Al(OH) 2+ ) Al(OH) 4 - voi myös aiheuttaa ongelmia jos ph nousee Lake Morey järvi (US), Smeltzer et al. 1999 Ahvenen paino aluksi laski, Happadon aiheuttama kalakuolema ennen käsittelyä vaikeutti vaikutuksen arviointia Annostelulaitteen vuoto nosti veden Al pitoisuutta ja osaltaan aiheutti stressiä kaloille Medical Lake (US) 120 g Al/m 2, 12 mg/l (Buergel & Soltero 1983) Järvitaimen palasi käsittelyn jälkeen Kalojen kiduksissa vähemmän Al järvessä, joka käsiteltiin kuin käsittelemättömässä järvessä

Saalis g/koeverkko Kalayhteisön rakenne paranee Koekalastuksen painoyksikkösaalis, Långsjön Ahven Särki Kuha

Water Depth (m) Alumiinipitoisuus laskee kun alumiinia lisätään Water Depth (m) Lake Harriet Al annos 32 g/m2 Lake Calhoun Al annos 42 g/m2 Lake Harriet Total Al (mg/l) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0 Lake Calhoun Total Al (mg/l) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0 5 5 10 10 15 15 20 25 Pre-Treatment 5/15/2001 6/27/2001 6/10/2003 20 25 Pre Treatment 4/23/2002 6/5/2002 6/16/2003

Käsittelyjen kustannuksia Ruotsin vesiviranomaisten kokoamia tietoja: /ha Matala Syvä Keskim. Al käsittelu* 4250 2781 3472 Ruoppaus** 19091 Hapettamismenetelmät 13191 Veden sekoittaminen 2724 Biomanipulaatio 3635 Euro/kg P inactivointi Matala Syvä Keskiarvo Al käsittelyt* 71 58 63 *Sisältää sedimenttiin tehdyn injektiokäsittelyn, joka on kaksi kertaa kallimpaa kuin veteen lisääminen ** Sekä pieniä että suria hankkeita Tulos huono ellei alumiinia tai rautaa samalla lisätty

Alumiinikäsittelyjen optimointi Eutrophic Lake Onko ongelmana sisäisen kuormituksen fosfori Onko sedimentissä riittävästi alumiinia? Seuranta ja laskentamallit Use Al? Calculate dose Laske alumiinin tarve Orgaaninen fosfori? Onko pohjaravintoa syöviä kaloja? Hoitokalasta tai laske annostelu paksummalle sedimentin kerrokselle Yes No Benthic fish? Huonon sitomiskyvyn riski? Käsittely useampana annostuksena Vaikuttavuusmalleilla voi arvioida täydentävien käsittelyjen ajankohdan Calculate # of doses Treat

Summary Al käsittely = lisätään luonnollista mineraaliainetta sitomaan fosforia ja vähentämään liian suurien kuormituksien seurauksia Haittavaikutukset minimaalisia paitsi jos laitteisto ei toimi tai suunnittelu on epäonnistunut (ph:n laskua ei ole estetty) Toimii oikein toteutettuna. Epäonnistumisten syy on väärä annostelu ja/tai huono suunnitelu Annostelu suunniteltava huolella: maksimoidaan sitomisen tehokkuus ja minimoidaan lyhytaikaiset haitat eliöstölle Onnistunut kunnostaminen Al-käsittelyllä edellyttää hyviä seurantatietoja ja laskentamallien käyttämistä