GRANULERAD KALK. MYRICA ab. Effekten av. som alternativ till mjöl för att eliminera dammning vid helikopterkalkning av sjöar

Transkript

1 MYRICA ab - Sjömätning kalkningskonsult - Effekten av GRANULERAD KALK som alternativ till mjöl för att eliminera dammning vid helikopterkalkning av sjöar Två och halvt års års vattenkemiska resultat från sjöar kalkade med granuler. Värnamo i januari Anders Svahnberg Ingemar Abrahamsson Adress Malmövägen 1 Kontor Postgiro Värnamo Mobil info@myrica.se

2 Innehåll SAMMANFATTNING 1. INLEDNING 1.1 Bakgrund 1. Produkten granulerad kalk 1. Syfte. MATERIAL OCH METODER 1 1. RESULTAT OCH DISKUSSION.1 och alkalinitet. Uttransporterad och upplöst kalk. SLUTSATSER. KALKDOSERING ERKÄNNANDEN REFERENSER BILAGA 1 Kartöversikt med försöksjöarnas geografiska lokalisation.

3 SAMMANFATTNING Problemen med dammning och vindavdrift vid helikopterkalkning med torrt kalkstensmjöl är väl kända inom kalkningsbranschen. Redan 199 beskrevs i en rapport att så mycket som % av den spridda kalken kan driva iväg och inte komma det avsedda kalkningsobjektet tillgodo. Vindavdriften orsakar estetiska problem i omgivningen och påverkan på vegetation men innebär också en ekonomisk förslust då kalkningens effekt blir lägre. I syfte att finna en alternativ produkt för att eliminera dammningen kalkades tre sjöar med granulerad kalk som dammar obetydligt. Den i undersökningen använda granulerade kalken tillverkades av kritkalk på OMYA s anlägggning i Lägerdorf, Tyskland. Föreliggande rapport behandlar effekten under en två och ett halvtårsperiod efter kalkning med granuler. Resultaten visar att granuler troligen fungerar bättre som kalkningsmedel i helikopterkalkade sjöar med korta omsättningstider jämfört med P-märkt kalkstensmjöl (eller motsvarande) beroende på jämnare och något mer fördröjd kalkupplösning. Vid kalkning med granulerad kalk rekommenderas motsvarande kalkdoser och spridningsintervall som används vid kalkning med P-märkt kalkstensmjöl.

4 INLEDNING 1.1 Bakgrund Problemet med dammning och vindavdriftsförluster vid helikopterspridning av torrt kalkstensmjöl är välkänt. Kalkstensdamm som driver bort från den tilltänkta spridningytan, sjö eller våtmark, medför estetiskt negativa effekter på byggnader, båtar, bryggor, jakttorn o dyl samt kan även orsaka problem för maskiner i skogsbruket och smutsning av kläder och hundar. Den vindbortförda kalken kan även orsaka icke önskvärd påverkan på vegetation i kalkningsobjektets närhet. Vindavdriften medför också en ekonomisk förlust eftersom en del av den spridda kalken inte direkt kommer till nytta i den tilltänkta sjön eller våtmarken. Redan 1988 påbörjade Anders Svahnberg, Myrica kalkningskonsult, studier av vindavdriftens omfattning och funktioner. I en rapport beskrivs att upp till hälften av den spridda kalkmängden kan driva bort med vinden (Svahnberg, A. 199). Sedan 199 har Myrica kalkningskonsult bedrivit studier av kalkningseffekten i våtmarker som kalkats med alternativa mindre och/eller icke dammande produkter. Resultaten har efterhand lett fram till att våtmarker idag huvudsakligen kalkas med kalkprodukter som dammar obetydligt eller inte alls. Tyvärr saknas motsvarande utveckling när det gäller helikopterkalkning av sjöar, där torrt mjöl fortfarande används med få undantag. I Lägerdorf bryter man lättlöslig kritkalk som är en naturlig mycket finpartiklig kalk som inte behöver malas. Kalken bildades för - miljoner år sedan av mikroorganismer med kalkskelett. Granulerna tillverkas genom att kalken efter viss förbearbetning till lämplig konsistens och fukthalt matas in på en roterande snedställd granuleringstallrik. I processen används inga tillsatser förutom vatten. För kalkningsändamål packas granulerna i säckar om 1 kg och skeppas till lämpliga svenska hamnar med båt. Omya har två fabriker och tillverkar ca 1 ton granulerad kalk/år, dock att merparten används till många andra ändamål än kalkning av sjöar och vattendrag. Ca 9% av granulerna ligger inom storleksintervallet - mm. Vattenhalten är ca 9% och CaO-halten ca 9,%. Kornstorleken är sådan att 8% är mindre än, mm vilket innebär att granulkalken är en aning grövre än malt P-märkt kalkstensmjöl. Figur 1. Försökssjöarnas geografiska lokalisering (röd ring). Länskartor över Västra Götalands resp Hallands län. På initiativ av länsstyrelsen i Västra Götalands län och i samarbete med berörda entreprenörer, konsulter och kommuner, initierades ett försök med helikopterspridning av granulerad kalk i sjöar. Försöket inlemmades i Myrica kalkningskonsult övriga försöksverksamhet avseende kalkning av våtmarker. Liksom i Myrica s övriga försöksverksamhet finansieras försöket av flera berörda aktörer i kalkningverksamheten. Under planläggningen av försöket initierades även försök med helikopterspridning av (våtmarks-) grovkalk i sjöar. Denna kalkning berörs dock inte i denna rapport. Tre tidigare ej kalkade sjöar valdes ut för granulkalkning. Därutöver kalkades tre tidigare okalkade sjöar med torrt P-märkt kalkstensmjöl som kalkad referens. Dessutom provtas tre helt okalkade sjöar som referens. Granul och mjölkalkade sjöar samt referenser Mjölkalkad sjö och okalkad referens 1. Produkten granulerad kalk Den i försöket spridda kalken tillverkas i OMYA s fabrik i Lägerdorf, några mil väster om Hamburg i Tyskland. Ur karta Lantmäteriverket Gävle. Medgivande M/1.

5 - - Föreliggande rapport behandlar, alkalinitet och kalcium i avrinnande vatten under en tidsperiod på, år efter kalkning i tre granulkalkade, tre mjölkalkade sjöar samt en okalkad referenssjö.. Material och metoder Bild 1. OMYA-granuler i naturlig storlek. Trots den förhållandevis höga vattenhalten uppträder granulerna som en torr produkt vid transport och spridning. Vid spridningen avgår en obetydlig mängd damm, dvs finmaterial som skavts av från granulernas yta under transport och lagring. Den ekonomiska förlusten genom denna dammning är försumbar. 1. Syfte Syftet med undersökningen var följande: - att ge svar på frågan om granulerad kalk är användbar ur kalkeffektsynpunkt som kalkningsmedel vid helikopterkalkning av sjöar. - att klarlägga upplösnings- och uttransportsfunktioner. - att ge underlag för rekommendationer rörande dosering och spridningsintervall. Tre sjöar kalkades med OMYA -granuler och tre sjöar med P-märkt torrt kalkstensmjöl från Ignaberga. Kalkdoser, spridda mängder samt sjöarnas hydrografi framgår av tabell 1. Sjöarnas geografiska lokalisering redovisas i bilaga 1. Ingen av sjöarna har såvitt känt kalkats tidigare. Kalkprodukterna spreds jämnt fördelat över öppet vatten med helikopter. Notera dock att med jämnt fördelat i detta sammanhang avses att det är helikopterns spridningsstråk som är jämt fördelade över sjöarna. Granulernas CaO-värde uppgavs av leverantören vara 9,%. Vattenprov togs i utloppet från sjöarna vid fyra tillfällen före kalkning och vid tillfällen efter kalkning. Förutom de sex kalkade sjöarna provtogs även tre referenssjöar. Halter av kalcium har analyserats av Alcontrol AB enligt metoden SS-EN ISO Vid transportberäkningarna av kalcium subtraherades skattade bakgrundshalter från de uppmätta halterna. Bakgrundshalterna beräknades utifrån halterna i en av de okalkade referenssjöarna. Sambandet antogs vara Ca b = Ca r + (Ca i Ca ri ), där Ca b är bakgrundhalten, Ca r är halten i referensen vid samma provtillfälle, Ca i är haltmedelvärdet före kalkning (n=) och Ca ri är haltmedelvärdet i referenssjön före kalkning (n=). Som referenssjö användes Ekesjön. Av de tre referenserna gav Ekesjön generellt Tabell 1. Kalknings- och hydografidata för de kalkade sjöarna. Objekt Yta (ha) Avrinningsomr. (ha) Maxdjup (m) Medeldjup (m) Volym (milj. m ) Teor. oms.-tid 1) (år) Kalkmängd % CaO (ton) Produkt Dos (kg/ha avr.-omr) Spridningstidpunkt Barksjön, 8,,, 1,,1 Granuler Apr- Kattarpasjö, 1,,,1, 18, Granuler 81 Apr- St Ässjö 1, 11,,1,1,, Granuler Apr- Abborrasjön 9,8,,,,8 1, Mjöl 1 Apr- Långasjö (Gunnarp) 1, 1 11,,,,9 1, Mjöl Apr- St Djupasjön, 1 1, 8,,1,, Mjöl 9 Apr- 1) Beräkningen avser uppföljningsperioden efter kalkning. Anm: Sjöarna är djuplodade.

6 - - de bästa haltsambanden under tidsperioden före kalkning. Från de beräknade halttillskotten av kalcium beräknades uttransporterna av kalk genom mu l- tiplicering av vattenföringen mellan varje provtillfälle. Vattenföringen vid varje mätpunkt beräknades från den specifika avrinningen vid SMHI:s mätstation Pepparforsen i Högvadsån (1-1) (fig ). Den specifika avrinningen vid Pepparforsen multiplicerades med beräknad avrinningsområdesareal för varje mätpunkt. Avrinningsområdenas storlek togs fram på fastighetskartan (skala 1:1 ) med hjälp av flygbildstolkning, kartans höjdkurvor och fältbesiktning av vattendelare. Vid beräkning av andel upplöst kalk adderades den uttransporterade andelen med den andel kalk som fanns i sjön vid varje provtagningstillfälle. Andel kalk i sjön beräknades som kalciumtillskottet vid mätpunkten (utloppet) multplicerat med sjöns vattenvolym. Vid beräkningen antogs således att kalciumhalterna i mätpunkten var representativa för sjöns hela vattenmassa. Detta antagande kan medföra missvisande resultat, särskilt för ett enstaka provtillfälle. Det ger dock ett ungefärligt mått på hur stor andel av den tillförda kalken som finns upplöst i sjöarnas vattenmassor och sediment.. Resultat och diskussion.1 och alkalinitet I figur - visas och alkalinitetsvärden i avrinningsvattnet från tre granulkalkade och tre mjölkalkade sjöar. Kalkningseffekten med avseende på och alkalinitet var i Kattarpasjö och St Ässjö likartad jämfört med de tre mjölkalkade sjöarna. I Barksjön var effekten betydligt jämnare och mera utdragen än i de övriga sjöarna. Orsaken till detta är oklar. Figur. Avrinning vid SMHI mätstation Pepparforsen i Högvadsån perioden april - oktober. Avrinning Pepparforsen (Högvadsån) Dygnsmedelvärden perioden apr/ - okt/ Avrinning l/(s x km²) Medelvärde Figur., alkalinitet och kalcium i en okalkad referens-sjö. Ekesjön (referens) 1,,8,,,, Alk Ca Kalkning

7 - - Figur., alkalinitet och kalcium i tre sjöar kalkade med kalkstensmjöl. Abborrasjön (mjöl) 1,,8,,,, Alk Ca Kalkning Långasjö (Gunnarp) (mjöl) St Djupasjön (mjöl) 1,,8 1,,8,,,,,,, Alk Ca Kalkning, Alk Ca Kalkning Barksjön (granuler) Figur., alkalinitet och kalcium i tre sjöar kalkade med granuler. 1,,8,,,, Alk Ca Kalkning Kattarpasjö (granuler) St Ässjö (granuler) 1,,8 1,,8,,,,,,, Alk Ca Kalkning, Alk Ca Kalkning

8 - -. Uttransporterad och upplöst kalk I oktober,, år efter kalkning, beräknas 8-% av tillfört kalkstensmjöl ha löst upp sig i Abborrasjön, Långasjö och St Djupasjön (tabell ). Den uttransporterade andelen är något lägre, -%. Uttransporternas hastighet var mycket likartade i de tre sjöarna (figur ) vilket huvudsakligen beror på de snarlika omsättningtiderna. Under tidsperioden uppgick omsättningstiderna till,-,8 år (tabell 1). Förloppen var relativt snabba och efter ca åtta månader var upplösningen ca % och uttransporterna ca % av tillfört kalkstensmjöl (figur ). Den därpå följande utvecklingen var däremot betydligt långsammare med avstannande upplösning och uttransporter. Under de senaste knappt två åren, sedan årskiftet /, har ytterligare ca 1% av kalkstensmjölet löst upp sig medan ytterligare ca % har transporterats ut ur sjöarna. Den snabbt avstannande upplösningen kan också registreras i alkalinitetsutvecklingen i sjöarnas utlopp. Återförsurningen i sjöarna var snabb under hösten och vintern när kalkupplösning snabbt avtog (figur ). I de tre sjöar som kalkades med granuler var upplösnings- och transportförloppen betydligt långsammare än i sjöarna kalkade med kalkstensmjöl (figur ). I de två sjöarna med korta omsättningstider, Kattarpasjö och St Ässjö, beräknas uttransporterna till 9 respektive 9% och upplösningen till respektive % i oktober (tabell ). Trots att de hade en snabbare vattenomsättning än mjölsjöarna var såväl upplösning som uttransporter betydligt långsammare. Vid årskiftet /, efter ca åtta månader, uppgick upplösningen till -% och uttransporterna till ca % av tillförda mängder granuler (figur ). Därefter avstannade inte förloppen lika snabbt som i mjölsjöarna. Under de senaste knappt två åren, sedan årskiftet /, upplöstes ytterligare ca % av granulkalken medan ytterligare ca % transporterades ut ur sjöarna. I den tredje av de granulkalkade sjöarna, Barksjön, beräknas upplösningen och uttransporten till % respektive % efter, år (tabell ). Orsaken till den jämförelsevis långsamma kalkupplösningen i Barksjön är oklar. Troligen kan den relativt långa omsättningstiden på 1, år ha betydelse. En långsam vattenomsättning fördröjer sannolikt kalkupplösningen och därmed även uttransporten. Liksom i de övriga två granulkalkade sjöarna har kalkupplösningen i Barksjön inte avstannat. Under de senaste knappt två åren, sedan årskiftet /, upplöstes ca % av granulerna. En upplösningshastighet likvärdig med vad som registrerades i de två andra granulkalkade sjöarna.. Slutsatser I helikopterkalkade sjöar löser sig granuler långsammare än kalkstensmjöl. Vid användning av kalkstensmjöl avstannar kalkupplösningen snabbt. Redan efter ca åtta månader är kalkupplösningen mycket liten i sjöar med omsättningstider på,-1 år. Vid kalkning med granuler sker däremot inte en lika snabbt avtagande upplösningshastighet. Granulernas långsammare upplösning fördröjer uttransporterna och jämnar ut de vattenkemiska effekterna av en kalkning. I sjöar med kort omsättningstid (<1 år) bör ett relativt långsamt upplösningsförlopp vara fördelaktigt. Granuler torde i dessa sjöar kunna motverka genomslag av surstötar på ett bättre sätt än kalkstensmjöl, särskilt om surstöten uppträder senare än ett halvår efter kalkning.. KALKDOSERING Utifrån resultaten i denna rapport rekommenderas tills vidare att vid granulkalkning använda samma kalkdos och spridningsintervall som vid kalkning med P-märkt kalkstensmjöl (eller motsvarande). Tabell. Beräknade andelar av tillförd kalk som har uttransporterats och upplösts i de kalkade sjöarna. Objekt Mätperiod Startdatum Slutdatum % % Produkt Barksjön Granuler Kattarpasjö Granuler St Ässjö Granuler Abborrasjön Mjöl Långasjö (Gunnarp) Mjöl St Djupasjön Mjöl

9 - - Figur. Kumulativ andel upplöst och uttransporterad kalk (tillfört kalcium) i tre sjöar kalkade med kalkstensmjöl. Abborrasjön jan- jan- jan- jan- Långasjö (Gunnarp) St Djupasjön jan- jan- jan- jan- jan- jan- jan- jan- Figur. Kumulativ andel upplöst och uttransporterad kalk (tillfört kalcium) i tre sjöar kalkade med granuler. Barksjön jan- jan- jan- jan- Kattarpasjö St Ässjö jan- jan- jan- jan- jan- jan- jan- jan-

10 - - ERKÄNNANDEN Undersökningen har bekostats av länsstyrelsen i Västra Götalands län, Omya, Nordkalk och Laroyflyg. REFERENSER Svahnberg, A. 199: Vindavdrift och spridningsjämnhet. Länsstyrelsen i Jönköpings län 199:8.

11 - Bilaga 1 - Kartöversikt med sjöarnas geografiska lokalisation. Ekesjön (okalkad referens) St Djupasjön St Ässjö Abborrasjön Barksjön Kattarpasjö Ur karta Lantmäteriverket Gävle. Medgivande M/1. Långasjö (Gunnarp)