Littoistenjärven ihme: mitä oikein tapahtui?

Tämän viikon puhutuin kotimainen uutinen on Kaarinan ja Liedon rajalla nököttävä Littoistenjärvi, jonka tilanteen kanssa eri tahot ovat painineet vuosikymmeniä erilaisten leväkukintojen – vakavimpana tietysti sinilevän – vuoksi.

Asia liippaa todella läheltä itseäni, sillä asustelin nuoruuteni Turun Kohmossa, josta on vain muutaman hikipisaran kirvoittava pyörämatka "Litsaan", ja siksi siellä onkin tullut kalasteltua ja veneiltyä ahkerasti menneinä vuosina. Joskus 2000-vuosikymmenen puolessavälissä sen tila alkoi kuitenkin olla sellainen, että miltei joka heitolla irtoi levää, vaikka erittäin kalaonninen isoveljeni nappasikin sieltä vielä noihin aikoihin 7- ja 9-kiloiset hauet.

Uistimia Litsaan on jäänyt kalapakkikaupalla, ja itsellenikin tärkeä lippa jäi eräänä kesänä kivikkoiseen pohjaan, kuitenkin löytääkseni sen samalta rannalta seuraavana keväänä! Koin sen varsinaiseksi ihmeeksi, koska harmittelin vieheen menetystä pitkän aikaa enkä ollut uskoa silmiäni, kun se kiilteli rantavedessä, eikä kukaan ollut sitä siitä napannut.

Myös leväkukinnot ovat rokottaneet kalastajien kalapakkeja, ja järven kasvustot ovatkin olleet niin suuri rasite sekä järven ekosysteemille että läheiselle ihmisasutukselle, että kun muut hoitotoimenpiteet eivät tepsineet, päätettiin sinne pumpata viime viikolla 160 tonnia polyalumiinikloridia.

Myös kyseinen kemikaali liippaa todella läheltä omaa elämääni: Sastamalassa sijaitseva Kemira Chemicalsin tehdas tuottaa 18- ja 14-massaprosenttisia polyalumiinikloridiliuoksia jätevedenkäsittelyyn tuotenimillä Kemwater PAX 14 ja PAX 18. Kysyin joskus, että miksi polyalumiinikloridi on lyhennetty muotoon PAX eikä PAC, mutta en saanut vastausta. Ehkä se on iskevämpi kauppanimi tai jotain?

Kemwater PAX 18

Olin tehtaan laboratoriossa töissä kolmisen vuotta ja analysoin noita liuoksia, ja pääsin myös testaamaan polyalumiinikloridin ominaisuuksia: puskuriliuos pH 10 on fosfaattipuskuri (fosfaatti on se, joka Litsassakin oli ongelmana), jonka avulla polyalumiinikloridin toiminnan voi nähdä omin silmin hyvin: kun kemikaalia sekoittaa puskuriliuokseen hyvin vähän, muuttuu liuos hetkessä sameaksi, ja tästä muutaman minuutin kuluttua pohjalla on vaalea kerros fosfaattia, joka on koaguloitunut ja flokkuloitunut polyalumiinikloridin vaikutuksesta pohjaan.

Polyalumiinikloridi on siitä hieno kemikaali, että se koaguloi kaikenlaisia varauksellisia ioneja ja partikkeleita, jolloin ne vain "putoavat" pohjaan. Muistan sellaisen jutun, että puhdistustarpeesta riippuen ainetta tarvittaisiin vain n. gramma jätevesikuutiometriä kohti.

Mekanismi

Luonnontilaisessa Littoistenjärvessä kolloidiset partikkelit (eli ne liukenemattomat hituset, jotka aiheuttavat sameuden) ovat negatiivisesti varautuneita, jolloin ne normaalisti hylkivät toisiaan ja täten jakautuvat kaikkialle veteen aiheuttaen ruman sameuden. Kun polyalumiinikloridia lisättiin veteen, partikkelit muuttuivat epävakaiksi, sillä kun hydratoituneet, positiiviset Al³⁺-ionit ympäröivät nämä partikkelit, niiden varaukset tasoittuivat neutraaleiksi, jolloin partikkelit aggregoituivat eli pystyivät hakeutumaan toistensa lähelle ja kasautumaan isoiksi ryppäiksi (mikroflokki-nimisiksi rakenteiksi). 

Koaguloituminen (snf.us).

Koagulaatioon vaikuttavat mm. partikkelien väliset van der Waals- ja elektrostaattiset voimat sekä Brownin liike (molekyylien satunnaisliike).

Koagulaation jälkeen mikroflokit paisuivat silloittumalla niin isoiksi, että ne muodostivat höttöisen massan, joka painui lopulta painovoiman vaikutuksesta pohjaan eli ne flokkuloituivat (tai höytälöityivät).

Flokkuloituminen (snf.us).

Kysymyksiä:

Onko Littoistenjärven nykyinen tila ihme?
- Kemialliselta kannalta ei, sillä koagulaatio ja flokkuloituminen ovat ihan perusjuttuja vesikemiassa. Mutta melkoisen ihmeellinen näky se kyllä on.

Syntyykö Litsassa nyt sitten kolmisilmäisiä kaloja?
- Vastaus on ei, sillä kemikaali koostuu luonnollisestikin esiintyvistä aineista eli alumiinista, kloridista, vedystä ja vedestä. Kloridia löytyy ruokasuolasta ja meristä, ja alumiiniakin on joissain pohjanmaalaisissa järvissä enemmän kuin Litsassa nyt. Vetyionit (vety on yksi veden rakennuspalikoista) aiheuttavat happamuuden, joka on nyt tietääkseni 5,5:n luokkaa. Tässä pH:ssa roskakalojen lisääntyminen hidastuu, mutta järven pH:n odotetaan nousevan pian 6,0:n paikkeille, jolloin se on jälleen elinkelpoinen myös roskakaloille (joita ei tosin kaivata Litsassa).

Kaloja kuoli paljon. Mitäköhän kemikaali tekee ihmiselle?
- Arvioiden mukaan kaloja kuoli tuhat kiloa, mutta niitä olisi kuollut rehevöitymisen vuoksi happikatoon, jos tätä käsittelyä ei oltaisi tehty. Roskakalojen kuormitus on järvessä 14 000 kiloa plussan puolella, minkä vuoksi sukeltajat kävivät myös siivoilemassa kaloja pois harppuunalla.

Se, mihin kaloja kuoli, oli ilmeisesti flokkautuneiden ravinteiden juuttuminen kalojen kiduksiin, jolloin kalat eivät saaneet enää suodatettua tarpeeksi happea vedestä. Ihmisellä tätä ongelmaa ei ole, joten ei tarvitse olla huolissaan.

Alumiinista on puhuttu jonkin verran, että se aiheuttaisi Alzheimerin tautia ja muuta, mutta Alzheimer-info on varovainen tästä yhteydestä ja sanoo, että Alzheimerin tauti vaikuttaa keräävän alumiinia, eikä toisin päin: http://www.alzheimerinfo.fi/kysy-asiantuntijalta/aiheuttaako-magnesium-aluminium-silicate-alzheimeria

Ihmiselle siis käytetty menetelmä on varsin turvallinen, sillä se koostuu luonnollisesti järvissä muutenkin esiintyvistä aineista.

Miksi käytettiin polyalumiinikloridia, kun kerran alumiini on se, mitä tarvitaan? Eikö olisi voinut vain laittaa suoraan alumiinia järveen?
- Alumiini sellaisenaan kiinteässä metallimuodossa on todella niukkaliukoinen veteen (koitapa laittaa alumiinikeppi veteen ja katsoa, kauanko se siinä liukenee), minkä vuoksi se pitää saattaa liukoiseen muotoon. Vain liukoisessa muodossa (eli Al³⁺-ioneina) se toimii koagulanttina ja flokkulanttina. Polyalumiinikloridiliuoksessa se on liuotettu väkevään suolahappoon (hapot liuottavat metalleja aika hyvin), ja tämä on myös se syy, miksi tässä kemikaalissa on kloridia. Sitä ei sinänsä tarvittaisi, mutta se on siellä, koska suolahappo koostuu vedystä ja kloridista (HCl).

Alla vielä pari kuvaa veden kirkkaudesta. Kannattaa käydä katsomassa, tosin varoituksen sananen: siellä on enemmän porukkaa kuin koskaan, joten kannattaa olla varautunut auton jättämiseen kauas järvestä!