Sedimentin luonnollinen denitrifikaatio vesistön typpikuorman säätelijänä
Nokkonen, Satu (2016)
Nokkonen, Satu
Hämeen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016052610039
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016052610039
Tiivistelmä
Typpeä valuu vesistöihin monista eri lähteistä, kuten pelloilta ja jätevedenpuhdistamojen puhdistetuista jätevesistä. Puhdistamojen typpi esiintyy pääsääntöisesti nitraattityppenä, joka toimii substraattina denitrifikaatioprosessissa. Denitrifikaatio on tehokas tapa poistaa typpeä vedestä muuntamalla se takaisin typpikaasuksi ilmakehään. Onnistuneen denitrifikaation edellytyksenä ovat optimaaliset olosuhteet, joista tärkeimpiä ovat sopiva hiilen lähde, pH, lämpötila sekä nitraatti- ja happipitoisuus.
Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Helsingin yliopiston Lammin biologinen asema. Lammin biologinen asema koordinoi N-SINK -tutkimushanketta, jonka tarkoituksena on selvittää kustannustehokkaita typenpoistomenetelmiä vesistöjen nitraattitypen poistamiseksi. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää sedimentin denitrifikaatiopotentiaalia allaskokeiden avulla valvotuissa laboratorio-olosuhteissa. Tarkoituksena oli selvittää, voidaanko typenpoistoa tehostaa ohjaamalla puhdistettu jätevesi vastaanottavan vesistön pohjasedimenttiin ja samalla aktivoida nitraattia typpikaasuksi pelkistävien bakteerien toimintaa.
Työn kirjallisuusosiossa lähteinä käytettiin monia mikrobiologiaan ja jätevedenpuhdistukseen liittyviä julkaisuja koti- ja ulkomaisista tutkimuksista. Kirjallisen selvityksen pohjalta laadittiin koesuunnitelma. Allaskokeet tehtiin kolmessa eri lämpötilassa (5 °C, 15 °C, 25 °C) kahdella eri viipymällä (2,5 vrk ja 5,5 vrk). Lämpötilat vastasivat vuodenaikaisia lämpötilavaihteluita luonnossa. Viipymäajan muutoksella pystyttiin vaikuttamaan nitraatin saatavuuteen denitrifikaatioprosessissa. Nitraattitypen vähenemä laskettiin syötteen ja poisteen nitraattitypen vähenemänä.
Tulosten mukaan sekä korkea lämpötila, että nitraattipitoisuus lisäävät denitrifikaatiota. Kesäkuukausina, jolloin rannan sedimentit lämpenevät voi-makkaasti, on sedimenttisuodatusjärjestelmällä mahdollista poistaa typpeä tehokkaasti.
Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Helsingin yliopiston Lammin biologinen asema. Lammin biologinen asema koordinoi N-SINK -tutkimushanketta, jonka tarkoituksena on selvittää kustannustehokkaita typenpoistomenetelmiä vesistöjen nitraattitypen poistamiseksi. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää sedimentin denitrifikaatiopotentiaalia allaskokeiden avulla valvotuissa laboratorio-olosuhteissa. Tarkoituksena oli selvittää, voidaanko typenpoistoa tehostaa ohjaamalla puhdistettu jätevesi vastaanottavan vesistön pohjasedimenttiin ja samalla aktivoida nitraattia typpikaasuksi pelkistävien bakteerien toimintaa.
Työn kirjallisuusosiossa lähteinä käytettiin monia mikrobiologiaan ja jätevedenpuhdistukseen liittyviä julkaisuja koti- ja ulkomaisista tutkimuksista. Kirjallisen selvityksen pohjalta laadittiin koesuunnitelma. Allaskokeet tehtiin kolmessa eri lämpötilassa (5 °C, 15 °C, 25 °C) kahdella eri viipymällä (2,5 vrk ja 5,5 vrk). Lämpötilat vastasivat vuodenaikaisia lämpötilavaihteluita luonnossa. Viipymäajan muutoksella pystyttiin vaikuttamaan nitraatin saatavuuteen denitrifikaatioprosessissa. Nitraattitypen vähenemä laskettiin syötteen ja poisteen nitraattitypen vähenemänä.
Tulosten mukaan sekä korkea lämpötila, että nitraattipitoisuus lisäävät denitrifikaatiota. Kesäkuukausina, jolloin rannan sedimentit lämpenevät voi-makkaasti, on sedimenttisuodatusjärjestelmällä mahdollista poistaa typpeä tehokkaasti.