Kvælstoffjernelse fra Torsted Sø vådområde - Kvantificering og optimering af denitrifikation
Oversat titel
Nitrogen removal from Torsted Lake wetland - Quantification and optimization of denitrification
Forfatter
Pedersen, Simon Vang
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2017
Afleveret
2017-06-10
Antal sider
45
Abstract
Torsted Sø i Nordjylland blev genskabt i november 2016 ved at etablere en lavvandet sø på 5 ha og et omkringliggende vådområde på 48 ha. Dræn blev fjernet, og ind- og udløb blev formet som snoede forløb; enkelte dele af søen blev uddybet ved opgravning. Formålet var blandt andet at fjerne kvælstof fra vandet gennem denitrifikation – en naturlig bakteriel proces, hvor nitrat omdannes til kvælstofgas, som forlader vandet. Studiet vurderer, hvor meget kvælstof systemet fjerner, ved tre tilgange. 1) Ved at bruge erfaringsdata fra lignende vådområder til at beregne teoretisk tilførsel og fjernelse af kvælstof. 2) Ved feltmålinger af vandføring og kvælstofkoncentrationer i ind- og udløb og derefter anvende en empirisk model til at estimere denitrifikation. 3) Ved udelukkende at bruge feltmålinger fra fire måneder før og efter restaureringen og udlede denitrifikation ud fra en massebalance for kvælstof i systemet. Derudover blev det undersøgt, om denitrifikationen i selve søen kan øges ved at berige bundsedimentet med let omsætteligt organisk kulstof. I laboratoriet blev den potentielle denitrifikation målt for materialer med forskelligt kulstofindhold (topjord, halm, savsmuld, trækul og sand). For at vurdere den langsigtede holdbarhed af sådanne tiltag blev sedimentationshastigheden i søen målt med sedimentationsfælder. Før restaureringen kunne der ikke måles denitrifikation i området. Fire måneder efter afslutningen lå den på cirka 40 kg N ha−1 og forventedes at stige til 60–80 kg N ha−1 inden for det første år. Blandt de testede materialer er topjord den mest økonomisk fordelagtige og kan øge denitrifikationen i søen med omkring 25 %. Effekten på hele systemet er dog kun omkring 3 %, fordi det meste denitrifikation sker, hvor vand siver gennem jorden i de omgivende arealer, og fordi naturlig sedimentation i søen inden for 7–10 år vil overtage effekten.
Torsted Lake in Northern Jutland, Denmark, was restored in November 2016 by creating a shallow 5 ha lake with a surrounding 48 ha wetland. Existing drains were removed, inlets and outlets were reshaped as meandering channels, and some lake areas were deepened by excavation. A key goal was to remove nitrogen from the water via denitrification—a natural microbial process that converts nitrate into nitrogen gas that escapes to the atmosphere. This study estimates how much nitrogen the system removes using three approaches. 1) Using empirical data from comparable wetlands to calculate the theoretical nitrogen input and removal. 2) Measuring water flow and nitrogen concentrations at the inlets and outlets in the field and then applying an empirical model to estimate denitrification. 3) Relying entirely on field measurements during four months prior to and following the restoration and deriving denitrification from a nitrogen mass balance. The study also tested whether denitrification in the lake could be increased by enriching the bottom sediment with easily degradable organic carbon. In the laboratory, potential denitrification was measured for materials with different carbon contents (topsoil, straw, sawdust, charcoal, and sand). To assess long-term viability, the rate of sediment accumulation in the lake was measured using sediment traps. Before restoration, denitrification in the area was not measurable. Four months after the works finished, it was about 40 kg N ha−1 and was expected to rise to 60–80 kg N ha−1 within the first year. Among the tested materials, topsoil is the most cost-effective option and could increase denitrification in the lake by about 25%. However, across the whole system the gain would be only about 3%, because most denitrification occurs where water percolates through soils, and natural sedimentation in the lake will supersede the amendment’s effect within 7–10 years.
[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]
Emneord