plik


ÿþRekultywacja jezior a fosfor: wytrcanie z toni wodnej czy inaktywacja w osadach dennych? Marcin J. Marcinkowski  Ekol SpóBka z o.o. Rekultywacja zdegradowanego akwenu (np. zeutrofizowanego jeziora) jest z zaBo\enia dziaBaniem dopeBniajcym wszystkie dziaBania porzdkujce i ochronne w caBej zlewni. Innymi sBowy w zlewni nieuporzdkowanej i cigle zasilanej zanieczyszczeniami rekultywacja nie ma sensu, gdy\ nie przyniesie ona spodziewanych rezultatów, niezale\nie od stosowanej metody. W ramach gospodarki wodno-[ciekowej danej zlewni  warto dziaBa kompleksowo, zwBaszcza w przypadku wra\liwych ekologicznie odbiorników. Kierowanie si wyBcznie przepisami ochrony [rodowiska mo\e si okaza niewystarczajce dla zapewnienia czysto[ci wód  zwBaszcza, je\eli wody s odbiornikami licznych zrzutów [cieków  nawet po oczyszczeniu do wymaganych parametrów. Dotyczy to przede wszystkim zrzutów wód deszczowych (podczyszczanych tylko mechanicznie) oraz tzw. spBywów obszarowych, które z reguBy nie s w ogóle podczyszczane. Jedynie kompleksowe podej[cie do ochrony akwenów mo\e doprowadzi do skutecznego rozwizania problemu ochrony wód. D\c do uzyskania dobrego stanu ekologicznego wód i rozszerzenia ich dostpno[ci dla celów rekreacyjnych w wielu przypadkach nie wystarczy speBni wymagania dotyczcego jako[ci odprowadzanych [cieków, ale dodatkowo trzeba chroni akweny przed eutrofizacj i ska\eniami bakteriologicznymi poprzez: o odpowiedni gospodark nawozow i przestrzenn; o naturalizacj odpBywów [cieków oczyszczonych (sanitarnych i deszczowych); o podczyszczanie maBych cieków i rekultywacj caBych akwenów. Celem regulacji gospodarki wodno-[ciekowej zalecane jest uzupeBnienie konwencjonalnych urzdzeD i obiektów kanalizacyjnych oraz podczyszczajcych (oczyszczalni biologicznych, osadników, separatorów, itp.) o sprawdzone od lat rozwizania ograniczajce zrzut zwizków biogennych (azot i fosfor): o obiekty retencyjne - spowalniajce uderzeniowe dopBywy zanieczyszczeD niesionych wodami opadowymi; o podczyszczalnie niekonwencjonalne - z zastosowaniem elementów filtracyjnych oraz metod hydrofitowych; o ochronne nasadzenia  tzw. strefy buforowe  przeciwdziaBajce nieuporzdkowanym spBywom powierzchniowym; o realizacj kodeksu dobrych praktyk rolniczych  min. poprzez budow zbiorników na gnojowic i gnojówk. Gdy w zlewni zostaBy ju\ wykonane wszystkie techniczne i organizacyjne dziaBania ochronne, a zbiornik wodny mimo to sam nie  wraca do zdrowia" - pomóc mo\e jedynie rekultywacja. Celem rekultywacji jezior jest przywrócenie sprawno[ci istniejcych w nich, lecz rozregulowanych funkcji, a tak\e cech fizycznych, chemicznych i biologicznych jak najbardziej zbli\onych do naturalnych. Dobór odpowiedniej metody, uwarunkowany jest odmienno[ci poszczególnych jezior, zró\nicowaniem w sposobach i zakresach zanieczyszczeD, a tak\e ich poBo\eniem w zlewni. Do najwa\niejszych i najcz[ciej stosowanych metod rekultywacji nale\: 1 - napowietrzanie wód hypolimnionu, - bagrowanie osadów dennych, - biomanipulacja, - eksponowanie sBomy jczmiennej, - dawkowanie preparatów wi\cych fosforany. Wikszo[ ze znanych i stosowanych metod zwykle nie zapewnia pozytywnego wyniku rekultywacji w dBu\szym okresie czasu, a nawet kombinacja tych metod nie zawsze daje spodziewany efekt. Jednak najbardziej efektywn metod rekultywacji s metody polegajce na inaktywacji fosforanów w osadach dennych. W czystych ekosystemach wodnych fosfor jest jednym z najczstszych czynników limitujcych wzrost cyjanobakterii (sinic). Ograniczenie ilo[ci fosforu w zbiorniku wodnym mo\e mie istotny wpByw na wystpowanie masowych zakwitów sinicowych. Nale\y równie\ zaznaczy, \e fosfor mo\e zasila dany zbiornik zarówno ze zródeB zewntrznych (zlewnia) jak i wewntrznych (wtórne uwalnianie fosforu z osadów dennych), dlatego wa\ne jest nie tylko usunicie fosforu z toni wodnej, ale jego immobilizacja w osadach. Najcz[ciej stosowan metod wytrcania fosforu z toni wodnej jest aplikacja popularnie dostpnych koagulantów \elazowych (chlorek lub siarczan) lub glinowych (najcz[ciej siarczan). Wytrcanie fosforu z toni wodnej polega na aplikacji koagulantu do wody, który sedymentujc tworzy kBaczki (koagulacja zawiesin), na których dochodzi do sorpcji fosforu. Stwierdzono, \e efektywno[ i trwaBo[ efektów aplikacji zale\y w du\ej mierze od chemicznych wBa[ciwo[ci wybranego koagulantu. Najcz[ciej wystpujce w prze\yznionych zbiornikach czynniki, które niekorzystnie wpBywaj na wra\liwe zwizki FeCl3 i Al2(SO)4, to niski potencjaB redoks oraz wysokie pH (ponad 9). Od niedawna dostpny jest równie\ na rynku koagulant bdcy mieszanin bentonitu sodowego i lantanu. Produkcja koagulantu polega na mieszaniu w wodzie gliny bentonitowej z lantanem (mineraB ziem rzadkich). Lantan jest adsorbowany przez bentonit i staje si aktywnym elementem wi\cym fosfor. Glina bentonitowa przez swoj wysok pojemno[ wymiany kationów umo\liwia jonom lantanu pozostawanie w strukturze bentonitu w zmiennych warunkach fizykochemicznych. Redukcja st\enia fosforanów przez modyfikowan glin zachodzi w skutek reakcji anionów fosforanowych z jonami lantanu: Bentonit  La3+ + PO4 3- Bentonit  LaPO4 Uwodniony fosforan lantanu jest mineraBem naturalnie wystpujcym w przyrodzie (rabdofan) charakteryzujcym si nisk rozpuszczalno[ci, nawet przy niskim pH. Dodatkowo, rabdofan mo\e powsta nawet przy niskich st\eniach La3+ i ortofosforanów oraz pozosta stabilnym w warunkach redukcyjnych. Nale\y zwróci uwag na mechanizm wizania jonów fosforanowych z lantanem. Reakcja zachodzi w stosunku molowym 1:1 i prowadzi do powstania tylko jednego zwizku, jakim jest fosforan lantanu (lub rabdofan). Proces wizania fosforu przez jony glinu jest o wiele bardziej skomplikowany. Po pierwsze, ustalono \e st\enie dominujcej formy glinu jest zale\ne od pH wody. W skrócie mówic: przy odczynie pH stwierdzanym w wikszo[ci jezior (pH 6  8) st\enie uwodnionego i rozpuszczalnego jonu Al3+ jest maBe, a dominujc form glinu jest polimer Al(OH)3. Jest to nierozpuszczalny zwizek, który jest widoczny w roztworze wodnym 2 przewa\nie w formie kBaczków. Podczas opadania na dno zbiornika zachodzi proces wizania fosforu poprzez adsorpcj na powierzchni kBaczków i dochodzi do powstania ró\nych zBo\onych form fosforanowych. Wikszo[ badaD wykazuje optymalne pH od 6 do 8 przy wizaniu fosforu zarówno przez koagulant glinowy jak i lantanowy. W podanym zakresie pH modyfikowana glina bentonitowa usuwa ponad 99% fosforu, gdzie pierwsze 80% zostaje zwizane w cigu pierwszej godziny od aplikacji. Sytuacja jednak zmienia si, gdy pH wzro[nie ponad 9 (wysoki odczyn pH jest typowy dla jezior eutroficznych). Koagulant lantanowy usuwa w cigu pierwszej doby okoBo 60% fosforu, ale proces wizania jonów fosforanowych nie zostaje zatrzymany i w cigu 3  4 dni od aplikacji koagulant wi\e 99% obecnego fosforu. Spowolnienie kinetyki reakcji wynika z faktu powstawania grup hydroxylowych jonu lantanu. Podczas aplikacji koagulantu glinowego do zbiornika wodnego dochodzi do uwolnienia jonów wodoru. W jeziorach o niskiej zasadowo[ci dozowanie glinu mo\e doprowadzi do gwaBtownego spadku pH, a co za tym idzie do powstania toksycznych jonów glinu Al(OH)+2 i Al3+. Fakt ten limituje ilo[ dozowanego koagulantu glinowego. Jak ju\ wspomniano wcze[niej, optymalnym pH do formowania kBaczków Al(OH)3 jest przedziaB od 6 do 8. Z uwagi na fakt, \e jeziora ró\ni si od siebie zasadowo[ci, ka\da aplikowana dawka koagulatu glinowego bdzie si ró\niBa od siebie. Efektywno[ wizania fosforu przez sole glinu przy wysokim pH jest niska. Do[wiadczenia [wiatowe pokazuj, \e wysoki odczyn pH oraz intensywna resuspensja osadów dennych mo\e prowadzi do uwolnienia zwizanego fosforu. Mobilizacja usunitych jonów fosforanowych przez kBaczki glinu mo\e równie\ nastpi po dBu\szym okresie czasu, je\eli wzro[nie odczyn pH. Mówi si tutaj o zjawisku starzenia si koagulantu, a najnowsze badania wskazuj na 50% redukcj efektywno[ci wizania PO4 po sze[ciu miesicach. Dodatkowo nieobojtne dla ekosystemów wodnych jest wprowadzanie du\ej ilo[ci jonów siarczanowych, które po redukcji do H2S mog trwale wiza \elazo i w postaci siarczków odkBada si na dnie zbiornika. Podsumowujc mo\na powiedzie, \e stosuje si dwa podej[cia do kontroli fosforu w wodach eutroficznych polegajce na wytrcaniu fosforu z toni wodnej lub na inaktywacji fosforu w osadach dennych. Pierwsze podej[cie jest typowym dziaBaniem zmniejszajcym st\enie fosforu w wodzie. Inaktywacja fosforu w osadach dennych skupia si na dBugo terminowej kontroli oraz zapobieganiu wtórnemu uwalnianiu si fosforu z osadów dennych do toni wodnej. Z perspektywy ekonomicznej mogBoby si wydawa, \e stosowanie zaawansowanych preparatów takich, jak koagulant lantanowy jest nieopBacalne w porównaniu do innych popularnie u\ywanych. Jednak dobrze opracowana koncepcja i projekt rekultywacji metod inaktywacji fosforu w osadach dennych jest jedynym rozwizaniem w zbiornikach z uporzdkowan gospodark wodno-[ciekow w zlewni. Z uwagi na fakt, \e wewntrzne zasilanie zbiornika substancjami biogennymi uwalnianymi z osadów mo\e kilkukrotnie przewy\sza Badunki zanieczyszczeD pochodzcych ze zlewni lub punktowych zrzutów zanieczyszczeD, nale\y opracowa strategi opierajc si na zatrzymaniu zasilania wewntrznego np. poprzez u\ycie modyfikowanej gliny bentonitowej. Dodatkowym atutem jest fakt, \e bentonit jest doskonaBym podBo\em do rozwoju makrofitów, a zatem mo\liwa jest szybsza odbudowa stref makrofitowych. Dopiero po umiejtnie przeprowadzonej inaktywacji fosforu mo\liwe jest uruchomienie BaDcucha pozytywnych zmian i procesów takich, jak zahamowanie nadmiernego rozwoju cyjanobakterii (sinic), wzrost przezroczysto[ci wody, stabilizacja osadów dennych, 3 oraz odbudowa zniszczonych struktur sieci troficznej. Zmiany te prowadz do przej[cia ekosystemu w alternatywny stabilny stan czysto wodny zdominowany przez makrofity. 4

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
IMGW Program ochrony i rekultywacji Jeziora SÅ‚awskiego
06 Zakazane jezioro
Jeziora Natron i Magadi
Basnie z Krainy tysiÄ…ca jezior
12 Charakterystyka faunistyczna chruścików (Trichoptera) jeziora Oświn(1)
25 pdfsam Skala Jeziora
JEZIORO
Rezerwat Przyrody Jeziorko Czerniakowskie
ba?? o raduniu, ostrzycu i sumie kr?lu jeziora

więcej podobnych podstron