Lake Restoration : Oxygenation of pond water and sediment with granulated calcium peroxide

Abstract

This thesis provides general information about Finnish lakes and their problems. It also presents restoration methods, which can be used to improve the condition of the lakes and to ensure their presence for the next generations. The first part discusses Finnish lakes that cover almost 10% of the country, and which have had an enormous effect on the Finnish culture and the way of life. This is done without forgetting the problems that lakes are suffering from, the problems that are for the most part caused by the development in the society and habitation. The second part concentrates on lake restoration, on the different restoration methods, and, on the financial and legal issues. Lake restoration is a way to increase or to return years in the life cycle of the lake and mostly it is done to improve the recreational value. Restoration methods can be separated in two categories, out and in-lake methods. This study mainly focuses on the latter ones. In-lake methods are specific, and usually aimed at some particular problem in a lake that has to be dealt with. The practical part offers information about a new restoration method based on calcium peroxide's oxygen release when exposed to water. The purpose of the method is to oxygenate anoxic sediment and the bottom layer of water without special equipment in the distribution of the chemical, and without radical treatments or mixing the water and sediment. The field experiment was done by using two ponds near the town of Lohja. 50 g/ m2 of CaO2 was added into the test pond. The second pond was used to provide a comparison point. The collected samples were processed and analyzed at the Department of Ecological and Environmental Sciences of the University of Helsinki. The results show no negative effects, and oxygen release can be detected in the increasing of bacterial activity, and the decreasing of biomass.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tarjota yleistä tietoa Suomen järvistä, niiden tilasta ja ongelmista, sekä menetelmistä joita järvien kunnostuksessa voidaan käyttää. Ensimmäisessä osiossa käsitellään Suomen järviä, jotka peittävät lähes 10% koko maan pinta-alasta ja joiden vaikutus suomalaiseen kulttuuriin on ollut huomattava. Samalla perehdytään ongelmiin joista järvet kärsivät. Ongelmien taustalla on suurelta osin yhteiskuntakehitys ja laajentunut ihmisasutus. Toinen osio keskittyy järvien kunnostukseen, erilaisiin kunnostusmenetelmiin sekä niihin liittyviin taloudellisiin ja oikeudellisiin seikkoihin. Järvien kunnostuksen tavoitteena on pidentää järven elämänkaarta ja samalla parantaa sen tilaa esimerkiksi vapaa-ajan käyttöä varten.Kunnostusmenetelmät voidaan jaotella kahteen eri luokkaan, eli järven ulkoisiin ja sisäisiin menetelmiin. Sisäiset menetelmät ovat tarkkoja ja niitä yleensä käytetään, kun halutaan ratkaista joku erityinen järveä vaivaava ongelma. Käytännön osion tarkoituksena on tarjota tietoa koskien uutta kunnostusmenetelmää, joka perustuu kalsiumperoksidin kykyyn luovuttaa happea reagoidessaan veden kanssa. Tavoitteena on tuottaa happea hapettomuudesta kärsivälle sedimentille ja pohjan vesikerrokselle ilman, että kemikaalin levitykseen tarvitaan erityislaitteistoa tai että vesikerroksia ja sedimenttiä tarvitsee sekoittaa. Kenttäkokeessa käytettiin kahta Lohjan lähellä sijaitsevaa lampea. Ensimmäiseen lampeen levitettiin kalsiumperoksidia (CaO2) 50 g/ m2, ja toisen lammen tarkoituksena oli tuottaa vertailudataa saaduille tuloksille.Kerätyt näytteet analysoitiin Helsingin Yliopiston Ympäristöekologianlaitoksella. Tuloksista ei ilmene negatiivisia vaikutuksia ja vapautunut happi on todettavissa kohonneesta bakteeriaktiivisuudesta ja siitä seuranneesta biomassan määrän vähenemisestä.