Yhteenveto: Pintavalutus turvetuotantoalueiden valumavesien puhdistuksessa

Sisältää myös toisen artikkelin: Raimo Ihme, Kaisa Heikkinen, Esko Lakso: Peat filtration, field ditches and sedimentation basins for the purification of runoff water from peat mining area

Effectiveness of biopolymer coagulants in agricultural wastewater treatment at two contrasting levels of pollution

Agricultural diffuse pollution is a major environmental problem causing eutrophication of water bodies. Despite the problem is widely acknowledged, there has been relatively few major advances in mitigating the problem. We studied the effectiveness of biopolymer-based (tannin, starch, chitosan) natural coagulants/flocculants in treatment of two different agricultural wastewaters that differed in their level of phosphorus pollution and turbidity. We used jar-tests to test the effectiveness of the biopolymer coagulants in reducing water turbidity, total phosphorus, and total organic carbon (TOC) from the wastewaters. In more polluted water (total phosphorus: 300 µg/L, turbidity: 130 FNU, TOC: 30 mg/L), all tested biopolymers performed well. The best reductions for different biopolymer coagulants were 64–95%, 80–98% and 14–27%, for total phosphorus, turbidity and TOC, respectively. Tannin and chitosan coagulants performed the best at doses of 5–10 mL/L, whereas starch coagulants had the best performance at 1–2 mL/L doses. Tannin and chitosan coagulants performed clearly better than the starch coagulants. In less polluted water (total phosphorus: 74 µg/L, turbidity: 3.9 FNU, TOC: 21 mg/L), chitosan and starch coagulants did not produce flocs at any of the tested doses. Tannin coagulant performed the best at doses of 5–8 mL/L, where reductions were 70%, 82%, and 22%, for total phosphorus, turbidity and TOC, respectively. The great reductions of phosphorus and turbidity suggests that biopolymer coagulants could be applied in treatment of agricultural water pollution. The high phosphorus retention in the biodegradable biopolymer sludge suggests that the sludge can be readily used as a phosphorus fertilizer, which would aid the recycling of nutrients

Happamuuden aiheuttamat vesistöhaitat ja niiden torjuntakeinot Sanginjoella

Sanginjoki, Oulujoen alin sivujoki, on Oulun seudun tärkeimpiä virkistysalueita ja Merikosken kalatietä lähin potentiaalinen vaelluskalojen nousualue. Joen ajoittainen happamuus kuitenkin heikentää Sanginjoen virkistyskäytöllistä ja ekologista arvoa. Kaupunki ja vesi – Sanginjoen virkistyskäyttöarvon parantaminen ja ekologinen kunnostus (2008-2011) -hankkeessa selvitettiin Sanginjoen happamuuden alkuperää, seurattiin laajasti eri alueilta jokeen laskevien valumavesien pH:n muutoksia sekä testattiin menetelmiä happamien huuhtoumien ennaltaehkäisyyn ja neutralointiin. Tulosten perusteella laadittiin toimenpidesuunnitelma happamuuden ehkäisemiseksi sekä happamuuden aiheuttamien haittojen lieventämiseksi. Julkaisussa on myös esitetty tietoa Sanginjoen ja sen valuma-alueen ominaisuuksista, joen ekologisesta tilasta, vedenlaadun kehityksestä sekä happamuuden ehkäisemiseen soveltuvista menetelmistä. Tulosten perusteella Sanginjoen veden happamuus usein voimistuu virtaamien kasvaessa. Etenkin kesä- ja syyssateiden yhteydessä havaittiin alhaisia pH-lukemia, joihin vaikuttivat maaperä, kasvillisuus ja maankäyttö. Hapan huuhtouma on pääosin peräisin turvepitoisten maiden orgaanisesta huuhtoumasta, mutta paikallisesti vedenlaatuun voivat vaikuttaa alueella esiintyvät happamat sulfaattimaat ja mustaliuskealueet. Sanginjoen vesi on ollut myös luontaisesti hapanta lähinnä suo- ja turvemaiden happamien valumavesien johdosta, mutta happamuus on todennäköisesti lisääntynyt ihmistoiminnan vaikutuksesta. Sanginjoen valuma-alueella testattujen vesiensuojelu- ja kunnostusmenetelmien vaikutukset happamien valumavesien neutraloinnissa vaihtelivat, mutta osa menetelmistä osoittautui käyttökelpoiseksi ja niitä voidaan suositella käytettävän jatkossa niin Sanginjoella kuin vastaavilla happamuudesta kärsivillä kohteilla. Menetelmien kehittämistä ja erityisesti vaikutusten seurantaa tulee kuitenkin edelleen jatkaa. Hankkeessa testatut menetelmät ovat keinoja ihmistoiminnasta aiheutuvan happamuuden lisääntymisen torjunnassa. Parhaiten Sanginjoen ja muiden happamuudesta kärsivien vesistöjen hapanta kuormitusta ehkäistään huomioimalla maankäytössä happamuuden kannalta kriittisten turve- ja sulfidipitoisten alueiden ominaisuudet ja sijoittuminen jo ennen maankäytön toimenpiteitä ja kuormituksen syntymistä

Uusia menetelmiä järven kunnostushankkeen suunnitteluun

Ympäristöhallinnossa on pitkään kehitetty erilaisia menetelmiä ja työkaluja vesienhoidon ja -suojelun ja vesistöjen kunnostuksen suunnitteluprosessien tueksi, mm. erilaisia osallistavan suunnittelun menetelmiä, tietojärjestelmiä sekä luonnon prosesseja ja toimenpiteiden vaikutuksia kuvaavia malleja ja arviointityökaluja. Tässä julkaisussa esitetään Vesienhoidon kustannustehokkaat menetelmät ja monitavoitteiset toimintatavat (VeKuMe) -hankkeessa kehitetty järven kunnostuksen yleissuunnitteluprosessi, johon on yhdistetty eräitä edellä mainittuja ympäristöhallinnossa kehitettyjä ja kehitteillä olevia menetelmiä ja malleja vesistön kuormituksen ja nykytilan arviointiin, toimenpiteiden tunnistamiseen, vaikutusten ja kustannusten arviointiin sekä toimenpidevaihtoehtojen hyötyjen arviointiin. Työssä on pohdittu, mitä vaiheita hyvässä, järven vesiensuojelu- ja kunnostushankkeen suunnitteluprosessissa pitäisi olla ja mitä tehtäviä eri vaiheisiin sisältyy. Samalla on mietitty, minkälaisille suunnittelun apuvälineille olisi tarvetta eri suunnittelutehtävissä, mitä käyttökelpoisia apuvälineitä on jo olemassa ja miten niitä voitaisiin suunnitteluprosessissa tehokkaasti hyödyntää. Työn tuloksena syntyneessä suunnitteluprosessissa on otettu huomioon, että on tärkeää tunnistaa järvessä esiintyvien ongelmien syyt ja niiden seuraukset ja arvioida monipuolisesti vesiensuojelu- ja kunnostustoimenpiteiden vaikutuksia, toteutettavuutta, kustannustehokkuutta ja hyötyjä. Suunnitteluprosessi pyrkii sovittamaan yhteen erilaiset tarpeet ja tavoitteet, jotta suunnitelma saisi laajasti hyväksyntää eri sidosryhmiltä. Tämä julkaisu on tarkoitettu pääasiassa suunnitteluprosesseja vetävien asiantuntijatahojen käyttöön. Kohderyhminä ovat lähinnä ELY-keskusten ja kuntien asiantuntijat ja kunnostussuunnitelmia laativat konsultit sekä kunnostushankkeita rahoittavat ja toteuttavat organisaatiot. Julkaisua voidaan hyödyntää myös eri alojen oppilaitoksissa

Turvetuotannon vesistökuormituksen ennakointi ja uudet hallintamenetelmät

Turvetta nostetaan Suomessa vuosittain n. 25 miljoonaa kuutiometriä, josta energiaturpeen osuus on n. 23 milj. kuutiometriä. Suomessa tuotetaankin yli 50 % maailman energiaturpeesta. Turpeen noston aiheuttamat muutokset valunnassa ja biogeokemiallisissa prosesseissa johtavat kiintoaine- ja ravinnekuormituksen lisääntymiseen alapuolisissa vesistöissä, mikä on nähtävissä erityisesti pohjien liettymisenä. Turvetuotannon kuormitusta onkin pyrittävä vähentämään koko elinkaaren vesistövaikutukset huomioon ottavilla parhailla käyttökelpoisilla tekniikoilla. Pintavalutus on vakiintunut parhaaksi käytettävissä olevaksi tekniikaksi (BAT) turvetuotannon valumavesien puhdistuksessa. Myös ojitettujen vesiensuojelukosteikkojen käyttö käytännön vesiensuojelussa on yleistynyt, koska pinnaltaan ojittamatonta suoaluetta ei enää useinkaan ole tarjolla turvetuotantosoiden läheisyydessä. Myös veden kemiallinen puhdistus on yleistynyt BAT menetelmänä. Kemiallisen puhdistuksen käyttöä rajoittavat korkeat kustannukset. Tämän vuoksi kustannuksiltaan alempi ns. pienemmän mittakaavan kemikalointi on käytössä jo nyt sellaisilla pienillä turvetuotantosoilla, joille on asetettu korkeat puhdistusvaatimukset. Vielä ei kuitenkaan ole riittävästi tietoa mm. ojitettujen kosteikkojen sekä pienkemikaloinnin puhdistustehokkuudesta ja toimintavarmuudesta sekä niihin vaikuttavista tekijöistä. Viime aikoina on myös useissa eri yhteyksissä noussut esiin tarve kyetä entistä paremmin ennustamaan ja arvioimaan turvetuotantosoilta vesistöihin kohdistuvaa kuormitusta turvetuotantosoiden paikallisten ominaisuuksien perusteella. Tätä tietoa tarvitaan erityisesti kuormituksen tason paikallisen arvioinnin tarkentamiseen. Turvetuotannon vesistökuormituksen ennakointi ja uudet hallintamenetelmät (TuVeKu) – hankkeen osatavoitteina oli I) arvioida aiemmin seurannan kohteina olleiden turvetuotantosoiden paikallisten ominaisuuksien vaikutusta syntyvään vesistökuormitukseen sekä löytää syitä pintavalutuskentillä ja ojitetuilla vesiensuojelukosteikoilla havaittuun puhdistuskyvyn vaihteluun sekä II) selvittää millaisin toimenpitein Vapo Oy:llä käytössä olevan rakeisen saostuskemikaalin syöttöön perustuvan pienkemikalointiaseman toimintaa voidaan tehostaa. Osatavoitteen I osalta tutkimuksessa pyrittiin löytämään kuormituksen muodostumiseen ja vesiensuojelukosteikkojen puhdistustehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä todentamaan aiempia tutkimustuloksia laajalla aineistolla. Osatutkimuksessa II keskityttiin pienkemikalointimenetelmän saostusprosessin eri osa-alueiden optimointiin laboratorio-olosuhteissa neljälle rakeiselle kemikaalille. Kokeiden tarkoituksena oli selvittää, millaisin edellytyksin puhdistustuloksen saisi maksimoitua, pienentäen samalla käsittelyssä tarvittavia kemikaalimääriä

Sulfaattimailla syntyvän happaman kuormituksen ennakointi- ja hallintamenetelmät – SuHE-hankkeen loppuraportti

Tutkimuksen päätavoitteina oli (1) selvittää sulfidisedimenttien esiintymisalueilla sijaitsevien turvetuotantoalueiden maaperän kuivatuksen aiheuttamaa valumavesien happamuus-kuormitusriskiä, (2) kehittää menetelmiä happamien kuormituspulssien ennakointiin ja seurantaan, (3) kehittää menetelmiä happaman kuormituksen neutralointiin ja (4) tarkastella jälkikäyttömahdollisuuksia happamilla sulfaattimailla sijaitsevilla turvetuotantoalueilla. Maaperän kuivatuksen aiheuttamaa riskiä valumavesien happamoitumiselle tutkittiin 15 turvetuotantoalueelta mm. maaperä- ja vesinäytteiden avulla. Turvetuotantoalueilta lähtevän veden laatua mitattiin jatkuvatoimisesti pH- ja/tai sähkönjohtavuusantureilla sekä käyntien yhteydessä kenttämittauksin ja vesianalyysein. Happamien kuormituspulssien ennakointia varten seurattiin myös pohjavedenpinnankorkeuksia sekä sadantaa. Happamien valumavesien neutraloinnissa testattiin isossa mittakaavassa alivirtaamaputkella varustettuja suodinpatoja sekä pienessä koossa mm. neutralointikaivoa ja kippaavaa neutralointilaitteistoa. Jälkikäyttömahdollisuuksien soveltuvuutta selvitettiin 12 tuotannosta poistuneelta alueella mm. maastokartoituksin. Hankkeen koekohteet sijaitsivat pääasiassa Pohjois-Pohjanmaan tai Lapin alueilla. Tutkittujen turvetuotantoalueiden maaperässä ei havaittu merkittäviä hapettuneita sulfidisedimenttikerroksia ja hapan vesistökuormitus oli melko pientä verrattuna maassa piilevään potentiaaliseen kuormitukseen. Jatkuvatoimisesta vedenlaadun seurannasta oli hyötyä kohteilla, joilla vedenlaatu vaihteli paljon. Pohjavedenpintoja ja sadantaennusteita seuraamalla voitiin karkeasti ennakoida happamien kuormituspulssien esiintymistä ja neutralointitarvetta. Testatut neutralointiratkaisut neutraloivat vesiä. Nykyistä tehokkaampi maankuivatus ja -muokkaus voi pahentaa näiden alueiden maaperän happamoitumista ja lisätä hapanta vesistökuormitusta. Suurimman happamuuskuormitusriskin alueilla suositeltavimpia jälkikäyttömuotoja ovat soistaminen tai muu vesitysmuoto sekä luontainen kasvittuminen