Techniky pro ošetření sedimentů a problematika sedimentů B. Maršálek a M. Feldmannová CCT Brno Proč ošetřování a odstraňování SEDIMENTŮ? sonda2 Sedimenty jsou trofizovaných nádržích zdrojem: Živin Organických látek (kyslíkových deficitů) Inokula sinic Možnosti ošetření sedimentů •Mechanické •těžba na sucho •Těžba sacími bagry •Překrývání inertními materiály, příp. sorbenty a kompozity (volné, v rohožích atd.) •Chemické •Oxidace dusičnany •Klasická, nebo difůzní aerace vzduchem (příp.s příměsí kyslíku, ozonu) •Srážení fosforu (Fe,Al.) •Biologické •Podpora přirozené aktivity mikroorganisnů •Bioaugmentace • ODSÁVÁNÍ SEDIMENTU cerpani TĚŽBA SEDIMENTU bagr bagr FOTO Al(OH)3 + PO43- AlPO4 + 3 OH- Al(OH)3 + PO43- Al(OH)3 ~ PO43- SRÁŽENÍ SÍRANEM HLINITÝM APLIKACE HYDROXIDU ŽELEZA srážení srážení-1 FeO(OH) + H3PO4 FePO4 + 2 H2O SRÁŽENÍ TROJMOCNÝM ŽELEZEM FeO(OH) + PO43- FeO(OH) ~ PO43- PROVZDUŠŇOVÁNÍ vzduch vzduch2 Zařízení HYPOX Rozptýlené provzdušňování Difůzní mikroaerace •Čím větší je povrch bublinek, tím je účinnější přestup kyslíku do vody •bublina o průměru 20mm má objem 4.19 cm3 a povrch 12.6 cm2. •Z této velké bubliny můžeme udělat 296 jemných bublinek, každá o průměru 3mm. Tyto jemné bublinky budou mít celkovou plochu 83.6 cm2. •To je 6.6-krát větší plocha!!! •Malá bublinka stoupá pomaleji Bublinky PROVZDUŠŇOVÁNÍ – účinná technika vzduch-GRAF gr1 PROVZDUŠŇOVÁNÍ HYPOLIMNIA Södra Hörken, Švédsko OŠETŘENÍ SEDIMENTU primo 4NO3- + 5CH2O 5CO2 + 2N2 + 3 H2O + 4OH- cap Bioaugmentace in situ? Možnosti: Patentované kultury Smesné mikrobielní preparáty Probiotické kompozice s enzymy a živinami Podpora nativních bakterií živinami a aerací P9040741 Brněnská přehrada (294 ha, 17 mil m3, max. hl. 18 m, přítok 8 m3/s), 2,8mil. m3 sedimentů toxic cyanobacterial bloom (from June to half of October) more than 15 years cr-hydro ohn_flash2 ohn_flash1 „Brno – City in the Centre of Europe Fireworks Competition – Harmony of the light and music“ Integrované hodnocení sedimentů •Nutnost provést integrované hodnocení sedimentů : •Kvantifikace a mapa dna •Chemické analýzy •Ekotoxikologické analýzy •Kvantifikace infekceschopmého inokula •Rozhodnout : •Prioritní oblasti pro těžbu, ošetření a konzervaci sedimentů •Možnosti nakládání se sedimenty • Sampling and analyses of sediments: •140 points to measure sediment thickness and describe quality •43 samples were taken for: Chemical analysis: •total N, P, org. C •heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) •non-polar extractable substances, •chlorinated pesticides (HCB, SDDT, p,p'-DDT, p,p'-DDD, p,p'-DDE, SHCH, a-HCH, b-HCH, g-HCH) •PCB (SPCB and PCB 28, 62, 101, 118, 138, 153, 180) •PAHs (SPAH, dibenz(ah)antracen, indeno(123cd)pyren, benzo(a)pyren, benzo(k)fluoranten, benzo(b)fluoranten, chrysen, benz(a)antracen, pyren, fluoranten, antracen, fenantren, naftalen, acenaftylen, acenaften, fluoren) •radioactive isotopes (126Ra, 128Ra, 137Cs, 4K) (chosen because of uranium mining until 1965) Biological analysis and ecotoxicological biotests: •quantification of cyanobacterial inoculum •Inhibition of growth of Sinapis alba root and biomarkers of oxidative stress •Mortality of Tubifex tubifex and biomarkers of oxidative stress •Inhibition of growth Pseudomonas putida Výsledky Prakticky žádná ekotoxicita, ani radioaktivita, Vysoký obsah živin Vysoký objem sedimentů (2,8mil. m3) Těžba, nebo biologické ošetření je možné ! Výsledky Sedimenty (cm) Cyanobacterial inoculum millions cells/cm3 of sediments 0 – 0,15 0,15 – 0,8 0,8 – 1,5 1,5 – 2,5 2,5 – 3,5 3,5 - 5 5 – 7,5 > 7,5 Kvantifikace inokula cyanobakterií v sedimentech nádrže Výsledky High content of primary nutrients Generally no significant ecotoxicity (only in sporadic samples) Výsledky Výsledky Content of contaminants – not high Limits are presented according to Methodical recommendation of Ministry of the Environment of the Czech Republic 8/1996 Kovy Statistical evaluation of analytical chemistry, ecotoxicological bioassays and biomarkers I. • Statistical evaluation of analytical chemistry, ecotoxicological bioassays and biomarkers III. Clean metals PAHs DDTs, PCBs - hluboké části odtěžit sacím bagrem (nejvíce org. látek, nejvíce inokula sinic!!! -aerace + mineralizace in situ!!! Krásná věda, ale co s tím??? Možnosti : - snížit hladinu o 8-9m a nechat přes léto letnit a za sucha odvodněné sedimenty vyhrnout Reálný objem k těžení či ošetření je 1,78 milionů m3… Zbytek ponechat sediment-deposition-2 dunn1-10-02 komatsu_275_13 Zároveň s projekty na ošetření sedimentů realizovat preventivní opatření!!! Maxwell%20Bay%20Lake%20View%204 Prevence transportu živin: 12 nových ČOV a 17 rekonstrukcí s terciálním dočištění v povodí nad nádrží cov Konstrukce přednádrží Brno_Sed Protierozní opatření - Změny v užívání krajiny mapa_13 Hranice zájmového území Návrh revitalizace toků Studie protierozní ochrany v prostoru před vtokem do vodní nádrže Vír Studie protierozní ochrany v prostoru před vtokem do brněnské přehrady Zranitelné oblasti – přikázané způsoby hospodaření dle NV 103/2003 Sb mapa_14 Definice oblastí citlivých k erozi v citlivých oblastech konstrukce protierozních bariér Hranice zájmového území Zahájení KPÚ Protierozní opatření a delimitace kultur na ohrožených půdách Realizace navržených protierozních opatření ve schválených KPÚ Závěr: •Sedimenty jsou klíčovým parametrem v procesu obnovy nádrže a povodí • •Kumulují živiny a inokulum sinic • •Řešení je finančně a odborně náročné • •Nutná volba prioritních lokalit • •Sedimenty má smyl řešit až poté, když je omezen přísun živin a částic z povodí nad nádrží…..prevence!!!