Sediment Phosphorus Forms and Their Role in Lake Ecosystems
Laen...
Failid
Kuupäev
2008
Kättesaadavus
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
Fosfor on paljudes veeökosüsteemides primaarproduktsiooni limiteerivaks biogeeniks. Inimtegevuse mõjul on veekogude fosforikoormus oluliselt kasvanud, tuues kaasa järvede kiirenenud eutrofeerumise. Põhjasetteil on oluline roll järvede fosforiringes: setted võivad kas siduda või vabastada fosforit, mõjutades selle biogeeni hulka järvevees ja seega ka primaarproduktsiooni ning veekogu üldist troofsust. Fosfor esineb järvesetetes erinevate keemiliste vormidena, mille eristamiseks kasutatakse järjestikusel ekstraheerimisel põhinevat fraktsioneerimist. Sette fosforifraktsioonide uuringud aitavad mõista, millised tegurid mõjutavad selle olulise biogeeni ringet sette ja vee vahel. Euroopa Liidu Veepoliitika Raamdirektiiv on seadnud eesmärgiks saavutada aastaks 2015 kõigi pinnaveekogude
hea või väga hea seisund; paljude järvede jaoks tähendab see nõue muuhulgas ka järve fosforikoormuse alandamist. Selle ülesande täitmisel võib aga takistuseks osutuda fosfori sisekoormus järvesetetest.
Käesoleva doktoritöö põhiosaks olevate uuringute tulemused on esitatud neljas teadusartiklis, mis käsitlevad fosfori vormide jaotumise seaduspärasusi ning resuspensiooni mõju suure madala järve ökosüsteemile (artiklid
I, II), settefosfori mõju hüpertroofse kihistunud järve ökosüsteemile (artikkel III) ning fosfori vabanemist settest erinevates hapnikuoludes (artikkel IV).
Suure madala järve settefosfori fraktsioonide jaotumist ning rolli veeökosüsteemis
uuriti Võrtsjärve näitel. Madalatele, tuultele avatud kihistumata järvedele on iseloomulik sette sage resuspensioon, mille käigus kujunevad järvepõhjal välja setete erosiooni- ja akumulatsioonialad. Uuringutes I ja II ilmnesid järgnevad seaduspärasused:
Fosforifraktsioonide jaotus korreleerub hästi sette kuivainesisaldusega • (I). Kõrgema kuivainesisaldusega settepiirkonnas(erosioonialade liivakad ja savikad setted) domineerib apatiitne P, väiksema kuivainesisaldusega setetes aga orgaaniline fosfor.
Pindmiste settekihtide poorivee fosforisisaldus on võrdlemisi madal • (II). See seletub ühelt poolt sette läbisegamisega resuspensiooni käigus, mis ei lase välja kujuneda teraval kontsentratsioonigradiendil järve vee ja sette poorivee vahel. Teisest küljest on Võrtsjärve sette raua ja fosfori massisuhe (>26) piisavalt kõrge selleks, et siduda fosforit aeroobses settekihis. Sügavamates settekihtides on poorivee fosforikontsentratsioon kõrgem; madala veetaseme ning tugeva lainetuse korral võib resuspensioon puudutada ka anaeroobseid settekihte. Sellisel juhul järvevette sattuv fosfori hulk võib ületada järve aastase väliskoormuse.
Sügavas kihistunud kõrge troofsusega järves viib fosfori vabanemine settest hüpolimnioni fosforisisalduse tõusule. See fosfor on primaarprodutsentidele kättesaadav peamiselt järvevee tsirkulatsiooniperioodidel. Käesolevas töös hinnati hüpertroofse Verevi järve settefosfori potentsiaalset mobiilsust fosforifraktsioonide abil. Vaatamata sette mõõdukale üldfosfori sisaldusele viitas labiilse fosfori • kõrge kontsentratsioon hüpertroofses kihistunud Verevi järves sette küllastumisele fosforiga ning fosfori vabanemisele anaeroobsest järvepõhja piirkonnast (III).
Hüpolimneetilise sette (40% järvepõhja pindalast) 10 cm paksuse • pinnakihi potentsiaalselt mobiilsetes fosforifraktsioonides sisaldus 300 kg P (III).
Laboratoorses katses kahe madala eutroofse järve setetega tõstatati küsimus, kas aeroobsest ning anaeroobsest settest vabaneva fosfori hulk on määratud sette fosforifraktsioonide jaotusega. Uuringu tulemusena leiti:
Madala kalgiveelise makrofüüdijärve settest vabanes ühepalju fosforit • nii aeroobsetes kui anaeroobsetes tingimustes. Madala planktonijärve settest vabanes anaeroobsetes tingimustes kaks korda rohkem fosforit kui aeroobsetes tingimustes. Need erinevused ei olnud määratud ainult sette algse fosforifraktsioonide jaotusega; olulised on ka muud erinevused sette koostises, mis mõjutavad fosforifraktsioonide potentsiaalset mobiilsust (IV).
Fosfori sisekoormuse täpsemaks hindamiseks peaks lisaks sette • fosforifraktsioonide jaotuse ning koguse määramisele kaasama ka fosfori vabanemiskatsed (IV).
Sette P fraktsioonide erineva potentsiaalse mobiilsuse uurimise praktiliseks väljundiks on mitmesuguste järvetervenduslike meetodite väljatöötamine, mille puhul settefosfor viiakse stabiilsesse vormi või luuakse järves tingimused, mis soodustavad settes olemas olevate P vormide stabiilsust. Ka Eestis on mitmeid järvi, mille hea seisundi taastamiseks oleks hädavajalik saada kontrolli alla fosfori sisekoormus setetest. Taolised projektid nõuavad detailseid settefosfori eeluuringuid: milline on settevormide
vertikaalne ja horisontaalne jaotus järves, millised on domineerivad settefraktsioonid, kas sette fosforisidumisvõime on ammendatud. Kuigi fosfori vormide uuringute tulemusel on loodud efektiivseid meetodeid setteist pärineva fosforivoo tõkestamiseks, jääb reaalselt väga paljude tervendamist vajavate järvede seisund veel pikaks ajaks parandamata: varasemate
aasta(kümne)tega järvedesse kogunenud fosfori püsiv sidumine setetesse või eemaldamine järvest on majanduslikult kulukas.
Kirjeldus
Märksõnad
Eesti, järved, järvesetted, fosfor, veeökosüsteemid, eutrofeerumine, dissertatsioonid