Kenttäkokeet 2016-2017
Kenttäkokeet 2016-2017
Vuosina 2015–2018 toteutetun PRECIKEM ll -projektin kenttäkokeissa otettiin käyttöön kaksi uutta käsittelykemikaalia ja kierrättävä altakastelu. Nordkalkin kehitttämä uusi tuote Enrich Bio on saostamalla valmistettu pintakäsitelty kalsiumkarbonaatti, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on 0,3 µm. Näin pienen hiukkaskoon saavuttamiseksi pintakäsittely on välttämätön, mutta dispergointiaine on biohajoava ja siten ympäristöystävällinen. Nordkalk toimitti tuotteen väkevänä noin 37-prosentttisena suspensiona, konsentraattina, joka laimennettiin jokiveteen käsittelyjä tehtäessä. Tässä työssä mainitut Enrich Bion massat viittaavat sen sisältämän kalsiumkarbonaatin massaan. Valmiit suspensiot olivat hyvin stabiileja ja pienen hiukkaskoon ansiosta pystyttiin käsittelemään suuri osa hydrologisesti aktiivisten makrohuokosten pinnoista.
Projektissa tehtiin suuren mittakaavan käsittelyjä myös hienojakoisella turpeella, jonka oli todettu laboratoriokokeissa adsorboituvan rakojen ja halkeamien pinnoille. Adsorboituessaan pinnoille
1) Turve suojaa sulfideja toimien antioksidanttina, joka hapettuu ensimmäisenä kun ilman happi pääsee kuivien kausien aikana maaperän makrohuokosiiin.
2) Turve muuttaa olosuhteet rakojen ja halkeamien pinnoilla pelkistäviksi.
3) Turve toimii pelkistävien bakteerien energianlähteenä.
4) Turve sitoo liukoisia metalleja komplekseina.
Turvesuspensiolla tehdyt kokeet aloitettiin käsittelemällä kaksi hehtaarin kokoista koeruutua Nordkalkin hienojakoisella kalkkikivisuspensiolla C2 (jonka keskimääräinen hiukkaskoko on 2,5 µm), jonka jälkeen lisättiin hienojakoisesta (hiukkaskoko < 0,5 mm) turpeesta valmistettua suspensiota.
Vuonna 2016 koekenttää laajennettiin Salaojituksen tukisäätiön tuen turvin rakentamalla koeruudut 10–12, joilla hyödynnetään uudenlaista kierrättävää altakastelua. Vuosina 2012–2014 tehdyissä kenttäkokeissa oli nimittäin todettu käsittelysuspensioiden tunkeutuvan parhaiten maaperään lähellä säätökaivoja, jossa paine ja virtausnopeus ovat suurimmat kun taas imuojien päissä virtausnopeus on nolla ja käsittelysuspensioiden tunkeutuminen maaperään vähäistä. Niinpä projektissa kehitettiin salaojitusmenetelmä, missä altakasteluvettä kierrätetään putkiston kaikissa osissa ja vältetään umpiperät, joihin käsittelysuspensio voisi saostua (kts. Risöfladanin koekenttä -sivun kuva 6). Kierrättävän altakastelun suunnitteli Rainer Rosendahl ProAgria Österbottens Svenska Lantbrukssällskap -yhdistyksestä ja rakensi Nybacks Gräv.
Koejärjestelyt olivat samanlaiset kuin vuosina 2012–2014. Suspensiot valmistettiin Laihianjoesta pumpattuun veteen ja käytetty pitoisuus perustui virtausmittaukseen sekä käsin tehtyyn kemikaaliannostukseen. Samoin kuin aikaisemmissa kokeissa käsittelyt aloitettiin ja lopetettiin pumppaamalla säätökaivojen kautta 10 m3 jokivettä, jonka tarkoitus oli huuhdella salaojaputkisto sekä sitä ympäröivä sora.
Kesällä 2016 koeruudut 1 ja 8 käsiteltiin hienojakoisesta kalkkikivestä C2 (aikaisempi nimi FC2,5, keskimääräinen hiukkaskoko 2,5 µm) valmistetulla suspensiolla (660 ja 820 kg). Aikaisemmissa kokeissa (2012–2014) nämä ruudut oli käsitelty kalsiumhydroksidin (sammutettu kalkki) suspensioilla. Kalkkikivellä (kalsiumkarbonaatti) on voimakkaampi puskurivaikutus ja tarkoituksena oli verrata samoilla ruuduilla sammutetun kalkin ja kalkkikiven vaikutusta. Vertailuruudut 2, 4 ja 7 käsiteltiin pelkästään jokivedellä.
Kesällä 2017 koeruudut 3 ja 5 käsiteltiin 610 kilogrammalla ja 690 kilogrammalla saostettua kalsiumkarbonaattia (kuva 1). Kyseessä oli Nordkalkin uusi tuote Enrich Bio, jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli 0,3 µm ja tarkoituksena oli selvittää edistääkö pieni hiukkaskoko suspension leviämistä maaperässä. Uudet koeruudut 10 ja 12 käsiteltiin ensin hienojakoisella kalkkikivisuspensiolla (Nordkalkin tuote C2 [aikaisempi nimi FC 2,5], jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli 2,5 µm) ja sen jälkeen Vapo Fibersin toimittamalla hienojakoisella turvesuspensiolla, jonka hiukkaskoko oli alle 0,5 mm (kuvat 2 ja 3). Hienojakoista kalkkikiveä käytettiin hehtaarin ruudulle 550 kg ja 570 kg sekä turvetta 160 kg. Vertailuruudut 2, 4, 7 ja 11 käsiteltiin pelkästään jokivedellä.
Käsittelyjen vaikutus salaojavesiin
Aikaisempaan tapaan käsittelyjen vaikutusta salaojavesien laatuun seurattiin keväin ja syksyin otettujen näytteiden ja analyysien avulla. Fanny Ahonen on tarkastellut tuloksia yksityiskohtaisesti Åbo Akademissa vuonna 2022 hyväksytyssä pro gradu -työssään ja ne julkaistaan myös tieteellisenä artikkelina.
Käsittelyjen vaikutus maaperään
Käsittelyjen vaikutusta maaperään tutkittiin koeruuduilla 5, 10 ja 11 loppukesällä 2018 tehtyjen imuojiin nähden kohtisuorien kaivantojen ja maaperänäytteenoton avulla. Koeruudulta 5 otettiin 21 näytettä ja se oli käsitelty vuonna 2012 770 kilogrammalla FC 2,5 -kalkkikivisuspensiota (keskimääräinen hiukkaskoko 2,5 µm) ja vuonna 2017 690 kilogrammalla Enrich Bio-kalsium-karbonaattia (keskimääräinen hiukkaskoko 0,3 µm). Koeruudulta 10 otettiin 30 näytettä ja se oli käsitelty vuonna 2017 550 kilogrammalla C2-kalkkikivisuspensiota (aikaisempi tuotenimi FC 2,5, keskimääräinen hiukkaskoko 2,5 µm) ja 160 kilogrammalla turvetta. Koeruutu 11 oli vertailuruutu, joka oli vuonna 2017 käsitelty ainoastaan jokivedellä ja siltä otettiin 12 näytettä. Mikrobiologisia tutkimuksia varten otetuista näytteistä eristettiin neljän päivän kuluessa DNA epäsuorasti. Eristetystä DNA:sta PCR-monistettiin 16S rRNA -geeni ja näytteet lähetettiin sekvensoitaviksi. Samanaikaisesti otettiin näytteet geokemiallisia analyysejä varten, tehtiin uuttokokeet sekä pH- ja asiditeettimääritykset. Tulokset tullaan julkaisemaan tieteellisenä artikkelina.
