FM Soila Silvonen väitteli 27.1.2023 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta ”Closed-circuit hypolimnetic withdrawal – biogeochemical considerations and potential in lake restoration”.
Soila Silvosen väitöskirjan tavoitteena on lisätä tietämystä järvien syvänteiden alimpien vesikerrosten (alusveden) poisjohtamisen mahdollisuuksista rehevöityneiden järvien kunnostusmenetelmänä. Alusveden poisjohtamista on käytetty maailmalla jonkin verran, mutta nyt tarkastetun väitöskirjan erityinen lisäarvo on uudenlaisen suljetun kierron sovellutuksen kehittämisessä. Siinä syvänteen pohjalta pumpattua vettä ei ohjata pois alapuoliseen vesistöön vaan kierrätetään se fosforia poistavan puhdistusjärjestelmän ja kosteikon läpi takaisin samaan järveen.
Väitöskirjatutkimus toteutettiin Lahden Kymijärvellä, Myllypohjan altaalla ja Karistossa, jonne rakennettiin tutkimuksen alkuvaiheessa suljetun kierron alusvesisuodatusjärjestelmän pilottiversio. Tutkimuksen lähtötilanteessa selvitettiin järven ja sen pohjasedimentin fosforin ja muiden aineiden pitoisuuksien ajallista ja alueellista vaihtelua sekä järven lämpötilakerrostumista. Tämän jälkeen tutkittiin rakennetun alusvesisuodatusjärjestelmän tehokkuutta ja toimintaa seuraamalla sinne tulevan ja siitä lähtevän veden laatua sekä suodattimelle jäävän ravinnesakan koostumusta. Tuloksia käytettiin myös laskelmiin ja simulaatioihin, joilla arvioitiin alusveden kierrättämisen tehoa kunnostusmenetelmänä ja toisaalta menetelmän mahdollisia haittavaikutuksia järveen.
Tulokset osoittavat, että fosforin runsas luontainen liukeneminen rehevän järven pohjasedimentistä alusveteen tuottaa merkittävän fosforinpoistopotentiaalin, jota voidaan alusvettä poisjohtamalla hyödyntää järvikunnostuksessa. Pohjanläheisen veden suuren fosforivuon ansiosta fosforia voidaan poistaa alusveden mukana tehokkaasti järvestä ilman, että aiheutetaan riskiä järven vesimassojen sekoittumiselle ennen luontaista syystäyskiertoa.
Myllypohjan vedenpuhdistusjärjestelmän toimivuudesta saatiin varsin rohkaisevia tuloksia: Järjestelmä poisti tulevan veden liukoisesta fosforista jopa 71–95 %, kun käytettiin hiekkasuodatinta ja/tai sakkauskemikaalia. Vaikka järjestelmän puhdistusteho on fosforin suhteen hyvä, suodatetussa vedessä jäljellä olevat ravinteet voivat aiheuttaa ei-toivotun lannoitusvaikutuksen, jos ne johdetaan suoraan takaisin järveen. Tämä voi lisätä leväkukinnan riskiä loppukesällä. Riskin pienentämiseksi on suositeltavaa rakentaa puhdistusjärjestelmästä monivaiheinen ja liittää sen osaksi esimerkiksi ravinteita pidättävä kosteikko, kuten Myllypohjan järjestelmässä on tehty. Näin voidaan saada fosforin lisäksi myös muita rehevöittäviä ravinteita, kuten typpeä, poistettua vedestä mahdollisimman tehokkaasti.
Soila Silvosen väitöskirja osoitti, että alusveden poisjohtaminen ja puhdistus suljetun kierron järjestelmällä voi saada aikaan pysyviä kunnostustuloksia rehevöityneessä järvessä, kun menetelmän toteutus suunnitellaan huolellisesti ja järvikohtaisesti.
Väittelijän yhteystiedot:
Soila Silvonen, soila.silvonen@helsinki.fi
Tutustu väitöskirjaan:
Silvonen, Soila. 2023. Closed-circuit hypolimnetic withdrawal: biogeochemical considerations and potential in lake restoration. Dissertationes Schola Doctoralis Scientiae Circumietalis, Alimentariae, Biologicae, 16/2022.
