Sedimenttien fosforifraktiointimenetelmät ja niiden käytettävyys

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli sedimenttien fosforiyhdisteiden fraktiointiin ja uuttoon sopivien menetelmien tutkiminen. Haluttiin löytää menetelmä, jonka avulla pystytään arvioimaan sedimentistä mahdollisesti vapautuvan fosforin määrää. Erityisen kiinnostuneita oltiin leville käyttökelpoisista fosforiyhdisteistä. Lisäksi tarkoituksena oli tutkia näytteiden säilytyksen vaikutusta mittaustuloksiin vertaamalla vanhojen, pakastettujen näytteiden tuloksia uusien, tuoreiden näytteiden analyysituloksiin. Levät eivät pysty käyttämään kaikkia fosforiyhdisteitä, joten tutkittaessa rehevöitymistä, antaa leville käyttökelpoisen fosforin analysointi paremman kuvan tilanteesta kuin pelkän kokonaisfosforin määrittäminen. Fraktiointi aloitetaan yleensä laimealla uuttoliuoksella, jolla uutetaan liukoisin fosforiyhdiste. Tästä edetään vaiheittain väkevämpiin uuttoliuoksiin, jotka liuottavat sitoutuneimmatkin yhdisteet. Tässä työssä käytettiin Jensenin ja Thamdrupin muokkausta Psennerin menetelmästä, jota ovat edelleen muokanneet Lukkari, Hartikainen ja Leivuori. Uutoksista määritettiin kokonaisfosforipitoisuus käyttämällä FIA:a eli Flow Injection Analysis-laitetta. Opinnäytetyö tehtiin Turun ammattikorkeakoulun Vesitekniikan tutkimusryhmälle ja saatuja tuloksia hyödynnetään Alimitoitettujen kosteikkojen toimivuuden kehittämishankkeessa. Testatulla fraktiointimenetelmällä saatujen tulosten tulkinta vaatii laajaa perehtymistä fosforin erilaisiin yhdisteisiin ja niiden käyttökelpoisuuteen leville.

The objective of this study was to look into existing phosphorus fractionation and extraction methods. The method should be usable for estimating the amount of phosphorus potentially released from the sediment. The special focus was in algal available phosphorus. A further aim was to investigate how the storage of the sediment sample affects the results of the measurements by comparing the results obtained with new and fresh samples to those of old and frozen samples. Algae cannot consume all the different phosphorus compounds. So when studying eutrophication, analysing the algal available phosphorus content gives a better picture of the situation than analysing only the total phosphorus content. Fractionation usually begins with dilute extractants which extract the most soluble phosphorus compounds. The fractionation proceeds stepwise and the extractants gain strength and dilute the strongly bound phosphorus compounds. In this study the method used was the Psenner method modified by Jensen and Thamdrup. The method was further modified by Lukkari, Hartikainen and Leivuori. The total phosphorus content was determined by FIA, Flow Injection Analysis. The thesis was commissioned by the TUAS Water engineering research group and the results will be exploited in a project developing the functionality of undersized constructed wetlands. The interpretation of the results obtained by the chosen fractionation method requires extensive study of the different phosphorus compounds and their availability for algae.