Wetland treatment at extremes of pH: a review

Constructed wetlands are an established treatment technology for a diverse range of polluted effluents. There is a long history of using wetlands as a unit process in treating acid mine drainage, while recent research has highlighted the potential for wetlands to buffer highly alkaline (pH >12) drainage. This paper reviews recent evidence on this topic, looking at wetlands treating acidic mine drainage, and highly alkaline leachates associated with drainage from lime-rich industrial by-products or where such residues are used as filter media in constructed wetlands for wastewater treatment. The limiting factors to the success of wetlands treating highly acidic waters are discussed with regard to design practice for the emerging application of wetlands to treat highly alkaline industrial discharges. While empirically derived guidelines (with area-adjusted contaminant removal rates typically quoted at 10g Fe m2/day for influent waters pH >5.5; and 3.5-7g acidity/m2/day for pH >4 to <5.5) for informing sizing of mine drainage treatment wetlands have generally been proved robust (probably due to conservatism), such data exhibit large variability within and between sites. Key areas highlighted for future research efforts include: (1) wider collation of mine drainage wetland performance data in regionalised datasets to improve empirically-derived design guidelines and (2) obtaining an improved understanding of nature of the extremophile microbial communities, microbially-mediated pollutant attenuation and rhizospheral processes in wetlands at extremes of pH. An enhanced knowledge of these (through multi-scale laboratory and field studies), will inform engineering design of treatment wetlands and assist in the move from the empirically-derived conservative sizing estimates that currently prevail to process-based optimal design guidance that could reduce costs and enhance the performance and longevity of wetlands for treating acidic and highly alkaline drainage waters

Järvede tervendamine. Kogumik

KäsiraamatEessõna järvede tervendamise käsiraamatule Kui veel 1950 – 60-ndatel aastatel võis enamiku Eesti järvede seisundit pidada looduslikuks, siis 21. sajandi alguseks on paljude järvede seisund peamiselt tugeva inimmõju tagajärjel märkimisväärselt halvenenud. Hinnanguliselt 10 – 12% meie järvedest on halvas seisundiklassis ja vajaks kindlasti tervendamist. Lisaks on veel palju järvi , mille seisund ei ole küll päris halb, aga vajab siiski parandamist. Euroopa Liidus 2000. aastal rakendunud veepoliitika raamdirektiiv seab eesmärgiks saavutada aastaks 2015 liikmesriikide kõigi vete, sh pinnavee, põhjavee, reovee ja joogivee, hea seisund. Pinnaveekogudes tuleb lisaks vee heale keemilisele seisundile saavutada ka hea ökoloogiline seisund. Kui veekogu seisund pole hinnatud heaks või väga heaks, tuleb kasutusele võtta meetmed vähemalt hea seisundi saavutamiseks. Selleks võib olla piisav veekogu majandamise ümberkorraldamine, kuid enamasti tähendab see vajadust astuda konkreetseid samme valgalalt saabuva reostuskoormuse vähendamiseks ja ka veekogu enese tervendamiseks. Järvede kui suure loodusväärtuse hea seisund on oluline ka inimese tervise seisukohast. Terved ja kaunid järved pakuvad puhkamiseks ja töövõime taastamiseks mitmekülgseid võimalusi, mille hulgas on kalastamine kindlasti üks märkimisväärsemaid. Keskkonnaministeeriumi korraldatud küsitlusel harrastuspüüdjate seas selgus, et enim häirivad hobikalureid veekogudele ligipääsu puudumine ja väike vääriskalavaru, kuid ka veekogude halb olukord ja üldine kala vähesus. Tervendamine võimaldab lisaks järvede olukorra parandamisele tervikuna taastada või tõsta ka nende kalamajanduslikku väärtust. Nagu igal elualal, on ka järvede tervendamise alases sõnavaras kasutusel palju sama või osaliselt kattuva tähendusega mõisteid. Levinuim vaste järvede tervendamisele on olnud „restaureerimine” , mis on eesti keelde tulnud ingliskeelsest mõistest restoration , otsetõlkena on palju kasutatud ka „taastamist”. Võõrsõna ja selle sisult ebatäpsete eestikeelsete vastete asemel on järveteadlased üsna edukalt suutnud juurutada hoopis kodusema kõlaga ja pehmema sisuga mõistet „tervendamine”. Käsiraamatu esimeses peatükis soovitatakse tervendamise terminoloogiat vastavalt sellele, kui põhjalikku sekkumist on järve seisundi parandamiseks vaja. Seal leiab käsitlemist tervendamise kitsam tähendus. Nii selle käsiraamatu pealkirjas kui tekstis kasutame enamasti seda mõistet laiemas tähenduses, mis hõlmab kõiki järvede olukorra parandamisega seotud tegevusi ja viise olenemata sellest, kui põhjalikke muutusi läbi viiakse. Eestis jõudsalt hoogu koguv järvede tervendamine on seni põhinenud üsna lünklikel ja juhuslikel teadmistel, kuna meil on puudunud seda teemat tervikuna ja põhjalikult käsitlev eestikeelne kirjandus. Heal juhul on järvede tervendajad leidnud üles järveteadlased ja lasknud enne järve kallale asumist teha uuringud, saamaks teada, mis on järve seisundi halvenemise tegelikud põhjused. Keskkonnainvesteeringute Keskuse toel Eesti Maaülikoolis valminud artiklite kogum on „Järvede tervendamise käsiraamatu” käsikiri, mis vajab enne päris raamatuks saamist veel toimetamist. Kuna vajadus sellise juhend- ja õppematerjali järele on suur, siis on käsikirjalised artiklid juba avalikult kättesaadavaks tehtud. Esimene peatükk tutvustab järveteaduse ehk limnoloogia aluseid, mis aitavad mõista järvede tervendamise põhimõtteid. Teises peatükis antakse ülevaade Eesti järvede tervendamisvajadusest. Kolmas peatükk käsitleb kogu tervendamisega kaasnevat protsessi, alates idee tekkimisest ja asja kohasest seadusandlusest ning lõpetades järelseirega. Järgnevad peatükid käsitlevad tervendamise meetodeid: biomanipulatsioon (peatükk 4), vee hapnikuga rikastamine (peatükk 5) , veerežiimi muutmine (peatükk 6) , makrofüüdijärvede tervendamine (peatükk 7), vee ja setete keemilise töötlemise meetodid (peatükk 8) ja setete eemaldamine (peatükk 9). Peatükk 10 tutvustab järve veetaseme tõstmise ja sette eemaldamise ehitusprojektidega seonduvat. Peatükis 11 leiavad käsitlemist keskkonnamõjude hindamine ja järvede hooldus. Kuigi näiteid järvede tervendamisest leidub igas konkreetseid meetodeid käsitlevas peatükis, annab viimane, 12. peatükk veel ülevaate veekogude tervendamise senistest kogemustest Eestis ja mujal Euroopas ning kirjeldab põhjalikumalt mõnd huvitavamat tervendamise näidet nii meilt kui mujalt maa ilmast. Käsikirja autorid loodavad, et kirjapandust on abi järvede tervendamisega seotud inimestele ja lõppkokkuvõttes meie paljude järvede tervisele. Kõik täiendused, parandused ja ettepanekud, mis võiksid kaasa aidata sisuka ja kasuliku käsiraamatu valmimisele, on teretulnud aadressile: Lea Tuvikene, Limnoloogiakeskus, Rannu 61117, Tartumaa , või e - posti aadressile [email protected] Kesku