Kemialliset vesiensuojelumenetelmät Aaro Närvänen 07.03.2013 12.3.2013 1 Vesistöjen anemia PO 4 -P, P Lääkkeeksi + Fe 3+ tai Al 3+ Liuennut P Kiintoaine P Leville käyttökelpoinen P x Sedimentti P Fosforin eri muodot vesistöissä (lähde Sharpley, 1998). Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 2 1
Ojavesien kemikalointi Ferix-3-menetelmällä Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 3 Menetelmän kehittämisen historiaa YPÄJÄN PIHATTOTARHAN (0,5 ha) VALUMAVESIEN KÄSITTELYN PERIAATEPIIRROS 2. 1. 4. 3. 1. Kemikaalivarasto 2. Annostelukaivo 3. Laskeutusallas 4. Hiekkasuodatus 2004 Kuva Risto Seppälä Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 4 2
Ferrisulfaattisaostus kevätvaluntaan Rehtijärven ojalla 2007 (valuma-alue 67 ha, josta peltoa 50 ha, max virtaama oli 140 l/s) Ferix-3 Hankkeen rahoittivat Hämeen ympäristökeskus, Jokioisten kunta, Jokioisten Vedenhankinta Oy ja MTT. Hallinnoinnistavastasi Agropolis Oy. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 5 m³/d 12000 Flow 10000 8000 6000 4000 2000 0 mg/l 0,140 0,120 0,100 0,080 11.3.-07 12.3.-07 13.3.-07 14.3.-07 15.3.-07 16.3.-07 18.3.-07 20.3.-07 DRP 22.3.-07 23.3.-07 27.3.-07 28.3.-07 30.3.-07 2.4.-07 5.4.-07 25.4.-07 26.4.-07 29.6.-07 25.7.-07 influent effluent 0,060 Ferix-3 0,040 0,020 0,000 11.3. -07 12.3.-07 Saostettu P 1 kg 13.3. -07 14.3. -07 15.3. -07 16.3. -07 18.3. -07 20.3.-07 22.3. -07 23.3. -07 27.3. -07 28.3. -07 30.3. -07 ~400 kg ~700 kg 2.4.-07 5.4.-07 25.4. -07 26.4. -07 29.6. -07 25.7. -07 31.7. -07 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 6 0,5 kg 3
90-120 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 7 3. 2. 4. 1. 5. 8. 11. 9. 7. 6. 10. Urjalan Nuutajärvellä 2012-2013 seurannassa: 10-11 eri kokoista annostelijaa, annostelu vain keväisin. Max. virtaama suurimmalla ojalla 2012 oli 250 l/s, Kehitteillä on jopa 500 l/s virtaamalla toimiva suursäkkimittakaavan laite. Yhteistyössä Pirkanmaan ELY, Nuuta-, Ruta- ja Kortejärven suojeluyhdistys ja MTT/Active Wetlands. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 8 4
Menetelmä nyt - Nuutajärven tuloksia Ferixiä kului kevään noin kahden viikon jaksolla kohteessa yht. 4850 kg. Fosforia saostui noin 9 kg. Saostetun fosforikilon kemikaalikustannus oli noin 183 (ALV 0%). Parhaimmillaan kilolla ferrisulfaattia saostui 8 g fosforia. Keskimääräinen liukoisen fosforin poistuma on 50 80 %. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 9 Tarvittavat suunnittelun lähtötiedot: 1. Veden laatu 2. Valuma-alueen koko ja kuormituslähteet 3. Ojan viettävyys 4. Maalaji/pohjavesiriskit 5. Luvat/toimenpideilmoitukset Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 10 5
Pienissä ojissa pitoisuusvaihtelu suurta Lounais-Häme 1998 n SEDIMENTIN VEDEN kpl VILJAVUUS FOSFORI mg/l LIUENNUT FOSFORI mg/l METSÄOJAT 10 3,6 0,014 JÄRVET 16 5,1 0,013 PELTO-OJAT 29 5,3 0,104 LAIDUNOJAT 4 11,4 0,384 TALLIOJAT 10 18,9 0,594 JÄTEVESIOJAT 7 34,2 0,894 NAVETTAOJAT 6 221 5,3 Etelä-Pirkanmaa 2003 Metsäojat 13 4,9 Pelto-ojat 40 7,7 Navettaojat 9 16,7 Jätevesiojat 10 24,0 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 11 Valuma-alueen koko ja kuormituslähteet Valuma-alueen koko alle 100 ha annosteluohje toistaiseksi 40 kg:n piensäkkimittakaavalle. Mieluummin useita pieniä annostelijoita hyötysuhde paranee ja riskit pienenevät. Ojan viettävyys Veden päästävä purkautumaan vapaasti v-padosta. V-pato Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 12 6
Annostelun seuranta ph:n muutoksen avulla: yleensä 0,5-1,0 ph-yksikön alenema riittää voidaan mitata kynämittarilla paikan päällä Virtaamamittauksen ja kemikaalikulutuksen avulla: kirjanpito pinnankorkeudesta v-padolla ja kemikaalin kulutuksesta Ojavesillä, joiden liukoisen fosforin pitoisuus on 0,1-0,2 mg/l, annostelusuhteen tavoitearvoksi voidaan ottaa 1:50 000 eli 1 kg/50 m³. Esim. hevostarhojen valumavesien saostuksessa, jos halutaan saada saostunut liete laskeutumaan tehokkaasti laskeutusaltaaseen, joudutaan annostelusuhde nostamaan noin 1:10 000 eli 1 kg/10 m³. Tällöin lähtevän veden ph voi laskea jopa lähelle neljää ja saostuvan lietteen tilavuusmäärä voi olla suuri. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 13 Yhteenveto Edullinen ensiapu ongelmakohteisiin ei jokaojan menetelmäksi Pienet investointikustannukset rakennussarjan hinta ~300-600 Mitä korkeampi liukoisen fosforin pitoisuus, sitä parempi hyötysuhde Ojaveden laatu kannatta selvittää Liukoisen fosforin pitoisuus > 0,1 mg/l. Annostelu kevätvaluntaan vai ympäri vuoden? Kuormituksen laatu jatkuvaa vai keväisin suurempaa vastaanottavan vesistön tila Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 14 7
12.3.2013 Menetelmän tulevaisuus Kehitystyö jatkunee vielä: Neutraalimpi kemikaali Kemikaalin hygroskooppisuuden vähentäminen Verkkosuppilon rakenne hitsatut saumat ja kiinnitys Suursäkkiversio suurille virtaamille - annosteluastia ja verkkosuppilo Rahoitus (ympäristötuki?) ja vetovastuut (keskittäminen) Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 15 Muut fosforia sitovat menetelmät 1. Sachtofer PR raesuodatin 2. PIX, PAX yms. annostelut 3. Rautakipsi 4. Ca(OH)2 -saostukset Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 16 8
Kiitos kiinnostuksesta! Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12.3.2013 17 9