Puhdistetun jäteveden sekoittumisvyöhykkeen määritys Kotkan Mussalon jätevedenpuhdistamon purkuputken ympäristössä
Hellmuth, Jaakko (2012)
Hellmuth, Jaakko
Lahden ammattikorkeakoulu
2012
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205107373
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205107373
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin Kymijoen vesi ja ympäristö Ry:lle Kymen Vesi Oy:n tilauksesta. Työn tavoitteena oli selvittää Kotkan Mussalon jätevedenpuhdistamolta lasketun jäteveden sekoittumisvyöhyke purkuputken ympäristössä. Mussalon jätevedenpuhdistamon keskimääräinen vuotuinen ravinnekuormitus Suomenlahteen on noin 1,5 % läheisen Kymijoen kuormituksesta. Tietoja on tarkoitus hyödyntää Kymen Veden ympäristöluvan uusinnassa vuonna 2014.
Sekoittumisvyöhyke selvitettiin S::CAN Spectro::lyser UV-VIS-kenttämittalaitteella mitattujen nitraattityppipitoisuuksien (NO3ˉ) perusteella. Mittaukset suoritettiin kahtena ajankohtana: alkusyksystä lämpimän veden aikana ja alkutalvesta kylmän veden aikana. Joki- ja meriveden sekoittuminen mallinnettiin nitraattitypen ja liukoisen orgaanisen hiilen (DOC) korrelaation perusteella. Näin laskettiin alueelle ominainen nitraattitypen taustapitoisuus, jonka vertaaminen mitattuihin NO3ˉ-pitoisuuksiin mahdollisti jäteveden havaitsemisen. Tulosten perusteella luotiin interpoloimalla kuvia, joissa jäteveden aiheuttamat kohonneet nitraattityppipitoisuudet olivat visuaalisesti tarkasteltavissa.
Interpoloimalla tehtyjen kuvien perusteella määriteltiin jäteveden sekoittumisvyöhykkeeksi noin 200–300 metrin säteinen alue purkuputken ympärillä. Tämän sekoittumisvyöhykkeen todettiin muuttuvan jatkuvasti meriveden kerrostuneisuuden ja virtausten mukaan. Jäteveden asettuminen syvyyssuunnassa riippui sen tiheydestä suhteessa vastaanottavan meriveden lämpötila- ja suolakerrostuneisuuteen. Toisella mittauskerralla sekoittumisvyöhykettä ei täysin onnistuttu kartoittamaan, sillä vaikeasti ennustettaviksi osoittautuneen virtausolosuhteet johtivat jäteveden kulkeutumiseen osittain tutkitun alueen ulkopuolelle.
Jokiveteen verrattuna jäteveden ravinteista selvästi suurempi osa on biologisesti helposti hyödynnettävässä epäorgaanisessa muodossa, omaten täten suuremman rehevöittämispotentiaalin. Jäteveden sekoittumisvyöhykkeen pienuus ja matalat nitraattipitoisuudet kuitenkin antavat viitteen siihen, että suurempia rehevöittäviä vaikutuksia ei ole odotettavissa.
Ympäristötekijöiden huomattavan vaikutuksen vuoksi sekoittumisvyöhykkeen suuntaan ja syvyyteen, tulisi alueella tehdä lisätutkimuksia useampana ajankohtana mahdollisimman erilaisissa olosuhteissa, jotta saataisiin parempi käsitys jäteveden käyttäytymisestä purkualueella.
Sekoittumisvyöhyke selvitettiin S::CAN Spectro::lyser UV-VIS-kenttämittalaitteella mitattujen nitraattityppipitoisuuksien (NO3ˉ) perusteella. Mittaukset suoritettiin kahtena ajankohtana: alkusyksystä lämpimän veden aikana ja alkutalvesta kylmän veden aikana. Joki- ja meriveden sekoittuminen mallinnettiin nitraattitypen ja liukoisen orgaanisen hiilen (DOC) korrelaation perusteella. Näin laskettiin alueelle ominainen nitraattitypen taustapitoisuus, jonka vertaaminen mitattuihin NO3ˉ-pitoisuuksiin mahdollisti jäteveden havaitsemisen. Tulosten perusteella luotiin interpoloimalla kuvia, joissa jäteveden aiheuttamat kohonneet nitraattityppipitoisuudet olivat visuaalisesti tarkasteltavissa.
Interpoloimalla tehtyjen kuvien perusteella määriteltiin jäteveden sekoittumisvyöhykkeeksi noin 200–300 metrin säteinen alue purkuputken ympärillä. Tämän sekoittumisvyöhykkeen todettiin muuttuvan jatkuvasti meriveden kerrostuneisuuden ja virtausten mukaan. Jäteveden asettuminen syvyyssuunnassa riippui sen tiheydestä suhteessa vastaanottavan meriveden lämpötila- ja suolakerrostuneisuuteen. Toisella mittauskerralla sekoittumisvyöhykettä ei täysin onnistuttu kartoittamaan, sillä vaikeasti ennustettaviksi osoittautuneen virtausolosuhteet johtivat jäteveden kulkeutumiseen osittain tutkitun alueen ulkopuolelle.
Jokiveteen verrattuna jäteveden ravinteista selvästi suurempi osa on biologisesti helposti hyödynnettävässä epäorgaanisessa muodossa, omaten täten suuremman rehevöittämispotentiaalin. Jäteveden sekoittumisvyöhykkeen pienuus ja matalat nitraattipitoisuudet kuitenkin antavat viitteen siihen, että suurempia rehevöittäviä vaikutuksia ei ole odotettavissa.
Ympäristötekijöiden huomattavan vaikutuksen vuoksi sekoittumisvyöhykkeen suuntaan ja syvyyteen, tulisi alueella tehdä lisätutkimuksia useampana ajankohtana mahdollisimman erilaisissa olosuhteissa, jotta saataisiin parempi käsitys jäteveden käyttäytymisestä purkualueella.