Maatilan pelto-ojaan rakennettu koejärjestely. © Kuva: Mirkka Hadzic
Vesienhoidolle asetettua pintavesien hyvää tilaa tavoiteltaessa tarvitaan uusia tehokkaita vesiensuojelumenetelmiä erityisesti maatalouden hajakuormituksen vähentämiseen. Biopolymeereihin perustuvalla vesienkäsittelymenetelmällä saadaan fosfori sidottua biohajoavaan lietteeseen, joka voidaan kierrättää lannoitteeksi.
"Erityisesti fosforin osalta on tärkeätä tehostaa ravinteiden kierrätystä maataloudessa, joka on riippuvainen louhitusta fosforista valmistetuista lannoitteista. Fosforia voidaan tehokkaasti pidättää valumavesistä perinteisellä kemiallisella saostuksella, esimerkiksi ferrosulfaatilla. Kemiallisessa saostuksessa syntyvä liete sisältää kuitenkin raskasmetalleja, useimmiten rautaa tai alumiinia, mikä rajoittaa syntyvän lietteen käyttöä lannoituksessa", kertoo Jarno Turunen Suomen ympäristökeskuksesta.
Biopolymeerit (esim. kitiini, tanniini, ligniini, tärkkelys) ovat eliöiden biologisten prosessien tuottamia orgaanisia molekyylejä, joita voidaan jalostaa ja käyttää vesien käsittelyssä saostuskemikaaleina. Biopolymeerillä saostettu fosforipitoinen liete on biohajoavaa, jolloin kasvit voivat helpommin käyttää siihen sitoutuneita ravinteita.
Alustavat tulokset näyttävät lupaavilta
Maastokokeet tanniinipohjaisella biopolymeerillä aloitettiin loppukesällä 2018 Saarijärvellä Tarvaalan biotalouskampuksen kosteikolla ja Siikajoen Ruukissa sijaitsevan maatilan pelto-ojaan rakennetuissa koejärjestelyissä.
Tarvaalan kosteikon veden käsittelyssä fosforipitoisuus laski biopolymeerikäsittelyn ansiosta keskimäärin 50 %. Vaihtelua oli kuitenkin paljon, 16-86 % välillä. Veden sameuden väheneminen oli samaa luokkaa fosforin vähenemisen kanssa mutta veden kokonaistypen pitoisuus kasvoi kokeissa.
Ruukissa kuivan kesän ja veden vähyyden takia mittaustuloksia saatiin vasta aivan loppusyksystä. Ruukissakin biopolymeereillä saatiin poistettua noin puolet veden fosforipitoisuudesta ja sameudesta.
Fosforin saostuksessa syntyvän biohajoavan lietteen soveltumista kiinankaalin, krassin ja raeruohon kasvatukseen tutkittiin ruukkukasvatuskokeilla. Kuivapainosta lasketun kasvuindeksin ja kasvin kuivapainon perusteella fosforipitoinen biopolymeeriliete soveltui parhaiten raeruohon kasvatukseen.
Lopulliset tulokset julkaistaan vuoden 2019 lopulla
Suomen ympäristökeskus ja Jyväskylän ammattikorkeakoulu ovat tutkineet biopolymeerien soveltuvuutta fosforin sitomiseen maatalousvesistä kaksivuotisessa hankkeessa, joka päättyy vuoden 2019 lopulla.
Keväällä ja kesällä 2019 maastokokeita jatketaan molemmilla koekohteilla, jotta saadaan tarkempaa tietoa menetelmän tehokkuudesta fosforin ja kiintoaineen saostuksessa. Lisäksi jatketaan ruukkukasvatuskokeita viljelykasveilla ja tutkitaan kuinka lietteen laatua lannoitteena voidaan parantaa. Lisäksi hankkeessa tehdään taloudellisuusanalyysi biopolymeerisaostuksen käytettävyydestä vesiensuojelussa ja ravinteiden kierrätyksessä. Hankkeen lopulliset tulokset julkaistaan loppuvuodesta 2019.
Lisätietoa
Tutkija, hankkeen projektipäällikkö Jarno Turunen, Suomen ympäristokeskus SYKE, p. 0295 251 582, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi