The influence of agricultural gypsum additions on the flocculation of dissolved terrestrial organ-ic matter
| Title: | The influence of agricultural gypsum additions on the flocculation of dissolved terrestrial organ-ic matter |
| Author(s): | Grönroos, Jonas |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences |
| Degree program: | Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability |
| Specialisation: | Environmental Change |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2022 |
| Abstract: |
Exchanges between DOM and POM play an important role in the carbon cycling of freshwater
ecosystems. Flocculation is a process where aggregates of DOM are formed and moved from
a liquid phase to a solid phase. For colloids to form flocs, the negative surface charge of the
present organic colloids needs to be destabilized. This process is generally dependent on
salinity, but other compounds affecting the ionic strength of the solution can influence these
processes.
Gypsum is applied to Finnish fields to reduce the amount of nutrient leaching from agricultural
soils. Gypsum treatment effectively reduces the runoff of both particulate and dissolved
phosphorus from agricultural fields. Gypsum treatments are performed in areas where the soil
contains over 30% clay minerals, making gypsum usage highly relevant in the Archipelago Sea
area.
This thesis aimed to find out how gypsum additions influence flocculation processes and DOM
characteristics of terrestrial organic matter in boreal rivers. The study focused on the
implications of gypsum use in waterways from areas with agricultural activities. Three core
experiments were conducted to investigate the effects of several variables on flocculation
dynamics.
This study provides some preliminary insights into the influence of gypsum on biogeochemical
processes in rivers. Gypsum additions were found to influence the flocculation processes of
terrestrial organic matter in boreal aquatic environments. The most notable effect of gypsum
additions was the enhanced floc formation, creating an increased flux of organic material onto
the sediment surface. This has potential implications for microbial and benthic food webs,
meaning that gypsum use is something that may need to be considered when assessing the
impact of agriculture on the biogeochemical processes of waterways. Gypsum additions were
also found the influence the characteristics of the remaining DOM pool. With the current
knowledge, the positive aspects of gypsum use heavily outweigh the negative ones.
Utbyten mellan löst organiskt material och partikelformigt organiskt material spelar en viktig roll
i kolkretsloppet av sötvattensekosystem. Flockulering är en process där olika aggregat av löst
organiskt material formas och flyttas från flytande till fast form. För kolloider att forma flockar,
bör negativa ytladdningen av negativt laddade organiska kolloiderna neutraliseras. Denna
process är i allmänhet beroende av salthalten av lösningen, men andra föreningar som
påverkar lösningens jonstyrka kan även påverka dessa processer.
Gips appliceras för tillfället på finska åker för att minska mängden av växtnäringsläckage från
jordbruksmark. Gipsbehandling är ett effektivt sätt at minska läckaget från både partikelformig
och löst fosfor från åkrar. Gipsbehandlingar utförs i områden där jordens mineralhalt överskrider
30%, vilket gör användningen av gips mest relevant vid Skärgårdshavet.
Syftet med denna avhandling var att ta reda på hur gipstillsatser påverkar
flockuleringsprocesser samt egenskaper av återstående terrestriska lösta organiska materialet
i boreala floder. Studien fokuserade på följderna av gipsappliceringar i vattendrag från områden
med jordbruksverksamhet. Tre experiment utfördes för att undersöka effekterna av flera
variabler på flockuleringsprocesser.
Denna avhandling ger preliminära insikter om hur gips påverkar biogeokemiska processer i
floder. Tilläggning av gips visade sig påverka flockuleringsprocesserna av terrestrisk löst
organiskt material i boreala vattenvägar. Den mest anmärkningsvärda effekten av gipstillsatser
var den ökade halten av partikelformigt organiskt material, vilket skapar ett ökat flöde av
organiskt material till sedimentytan. Detta har potentiella implikationer för mikrobiella samt
bentiska näringsväv, vilket innebär att gipsappliceringarnas effekt är något som möjligen borde
övervägas när man bedömer jordbrukets påverkan på biogeokemiska processer i floder.
Gippstillsatser visade sig också påverka egenskaperna av den återstående lösta organiska
materialet. Med tillgängliga informationen kan det konstateras att de positiva aspekterna av
gippsapplicering starkt överväger de negativa.
|
| Keyword(s): | Gypsum aquatic biogeochemistry agriculture dissolved organic matter flocculation |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Gronroos_Jonas_ ... al_organic_matter_2022.pdf | 1004.Kb |