Undersøgelse af renseeffekten af Stokbæk okkersø

Investigation of the cleaning effect of Stokbæk okkersø

Møller, Emil Eg ; Hansen, Rikke Nørregaard

7. semester

Kemi og Bioteknologi, Diplomingeniør

2020

2020-01-10

83

I det vestlige Danmark ses stigende mængder opløst to-valent jern (ferrojern) i vandmiljøet. En hovedårsag er oxidation af pyrit, som opstår når landbrugsarealer drænes og vandløb rettes ud, så vandstanden sænkes. Dette studie undersøger Stokbæk okkersø (en sø til fjernelse af jern/okker). Målet er at måle den faktiske opholdstid for vandet i søen og beskrive vandkvaliteten for at vurdere, om der er potentiale for bedre levevilkår for vandlevende dyr som ørred. Rensningseffekten vurderes ved at sammenligne jernindhold i indløb og udløb. For at bestemme opholdstiden tilsættes små mængder natriumklorid i indløbet, og ændringer i ledningsevnen måles. Stokbæk nedstrøms søen undersøges for at se, om søens placering sikrer, at alle punktkilder med ferrojern ledes gennem søen. Endelig analyseres søsedimenterne for at vurdere, om de kan bruges som gødning, eller om tungmetaller overskrider niveauer, der tillader dette, samt for at finde eventuelle mønstre i sedimentationen. Resultaterne blev påvirket af, at efteråret 2019 havde rekordstor nedbør, så gennemstrømningen oversteg søens kapacitet og gjorde fortolkningen vanskeligere. Under disse forhold var rensningen af ferrojern 18 %, blandt de laveste siden søens etablering. Sporstofforsøget gav en opholdstid på cirka 5 timer, hvilket passer med den lave rensning og er lavere end den teoretisk beregnede opholdstid på 7 timer og 40 minutter. Laboratorieanalyser (ICP) af jern i ind- og udløb på prøver taget kort efter et kraftigt regnskyl viste en negativ rensningsprocent. Der var tegn på tilledning af jernrigt vand fra et drænrør, som kan have forårsaget dette; der blev ikke foretaget direkte målinger, da indløbet lå under vandoverfladen. Datakvaliteten for sedimentprøverne var ikke tilstrækkelig til at påvise signifikante forskelle mellem forskellige dele af søen ved et signifikansniveau på 0,05, men der var indikationer af forskelle mellem den nordlige og den sydlige del. Nedstrøms blev der fundet tre punktkilder til jern, hvilket peger på behovet for enten at afskære disse udledninger eller etablere yderligere rensning længere nedstrøms. Samlet set viser undersøgelsen, at under høj gennemstrømning er søens evne til at fjerne jern begrænset, hvilket kan begrænse mulighederne for at forbedre leveforholdene for vandliv.

In western Denmark, increasing amounts of dissolved ferrous iron (Fe2+) are found in surface waters. A main cause is oxidation of pyrite triggered when farmland is drained and streams are straightened, lowering the water table. This study examines the Stokbæk ochre-treatment lake (built to remove iron/ochre). The goals are to measure the actual residence time of water in the lake and to describe water quality to assess whether the lake can help create better conditions for aquatic life such as trout. The cleaning effect is assessed by comparing iron concentrations at the inlet and outlet. To estimate residence time, small amounts of sodium chloride are added at the inlet and changes in electrical conductivity are measured. Stokbæk Creek downstream of the lake is surveyed to determine whether the lake’s location ensures that all point sources of ferrous iron pass through it. Finally, lake sediments are tested to see whether they are suitable for use as fertilizer or contain heavy metals above acceptable levels, and to look for spatial patterns in sedimentation. Interpretation of results was complicated by record precipitation in autumn 2019, which pushed flows beyond the lake’s capacity. Under these conditions, ferrous iron removal was 18%, among the lowest observed since the lake was established. The tracer test indicated an approximate residence time of 5 hours, consistent with low removal and shorter than the theoretically calculated 7 hours 40 minutes. Laboratory analysis (ICP) of inlet and outlet samples collected shortly after an intense downpour showed a negative removal percentage. There were indications of iron-rich inflow from a submerged drainpipe that may have caused this; no direct measurements were made because the drain inlet was below the water surface. Sediment data quality was insufficient to detect significant differences between areas of the lake at a 0.05 significance level, although there were indications of differences between the northern and southern parts. Three point sources of iron were located downstream, suggesting a need either to block these discharges or to add additional treatment further downstream. Overall, the study shows that under high-flow conditions the lake’s ability to remove iron is limited, which may constrain efforts to improve habitat conditions for aquatic life.

[Dette resumé er omskrevet med hjælp fra AI baseret på projektets originale resumé]

okker ; okkersø ; okkerrensning ; opholdstid ; miljø ; miljøforhold ; miljøundersøgelse ; pyrit ; ferrojern ; ferrijern ; sediment ; faktisk opholdstid ; slam ; tungmetal ; kvælstof ; fosfor ; jern ; okkerrensningsanlæg ; kildeopsporing ; karakterisering ; kortlægning

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter