Kompostointilaitoksen lopputuotteen käyttömahdollisuudet. Case: Himanka

Työssä selvitetään kompostointilaitoksen lopputuotteen erilaisia käyttömahdollisuuksia. Yleisten käyttökohteiden pohjalta on luotu malli Vapo Oy Biotech:n toimittaman Himangan kompostointilaitoksen kompostin hyödyntämiselle. Laitos sijaitsee Himangan kunnassa Keski- Pohjanmaalla. Laitoksella kompostoidaan pääasiassa Himangan ja ympäröivien kuntien jätevesilietteitä turkiseläinlantaa. Jätehuolto Suomessa ja koko EU:n alueella elää voimakasta muutoskautta. Orgaanisten jätteiden vienti kaatopaikoille pyritään tulevaisuudessa lopettamaan kokonaan, mikä on lisännyt niiden käsittelyä mm. kompostoimalla. Kompostoinnin lopputuotteena saadaan ravinteikasta, humuspitoista ainesta. Kompostoinnin yhtenä tavoitteena on tuottaa hyötykäyttöön soveltuvaa tuotetta, joten käyttökohteen löytäminen kompostille on laitoksen toiminnan kannalta erittäin tärkeää. Kompostin käyttömahdollisuuksiin vaikuttavat lainsäädäntö, kompostin ominaisuudet sekä paikalliset olosuhteet. Käyttökohteet on työssä jaettu ei-energiakäyttöön ja energiakäyttöön. Ei-energiakäyttöön kuuluvat maanparannuskäyttö, lannoitekäyttö, käyttö kasvualustassa, maisemointi ja julkinen rakentaminen sekä joitakin erityissovelluksia. Energiakäytön puolella on tarkasteltu kompostin soveltuvuutta erilaisille polttotekniikoille sekä vertailtu kompostia muihin kiinteisiin polttoaineisiin. Kompostien soveltuvuutta eri kohteisiin on arvioitu kompostin analyysi- ja kasvatuskoetulosten pohjalta. Kompostin ei-energiakaytössa on saatu eri tutkimuksissa lupaavia tuloksia. Kompostin on todettu soveltuvan erittäin hyvin mm. perunanviljelyyn, viljan ja nurmikasvien viljelyyn ja erilaisiin maisemointikohteisiin sekä kotipuutarhakäyttöön. Kompostin käyttöä polttoaineena ei ole vielä kokeiltu missään. Kompostin polton suurimmat ongelmat ovat korkea tuhka-, rikki- ja typpipitoisuus sekä epätasainen laatu.

Biologisessa jätteenkäsittelyssä syntyvän lopputuotteen terminen kuivaus

Biologisessa jätteenkäsittelyssä syntyvää humusmassaa voidaan käyttää maanparannusaineena ja yleisenä lannoitusaineena. Termisellä kuivauksella saadaan humuksen kuiva-ainepitoisuutta nostettua mekaanisen kuivauksen jälkeen, jolloin sen tuotteistettavuus ja kuljetettavuus paranevat pienentyneen painon ja tilavuuden myötä. Kirjallisuusosassa on esitetty yleisiä termisen kuivauksen periaatteita sekä käsitelty lähemmin humuksen kuivausta. Lisäksi termisen kuivauksen hygienisoivaa vaikutusta on esitelty kirjallisuusosan lopussa. Tutkimusosassa luotiin tietokonepohjainen malli MK Protech Oy:n kehittämälle Traypack-kuivaimelle. Mallin luomisessa käytettiin apuna suoritettujen pilot-ajojen tuloksia sekä kirjallisuudesta saatuja tietoja. Malli sisältää kuivauksen aine- ja energiataseet sekä kuivaimen ja sen apulaitteiden mitoituksen. Sen lisäksi malli tulostaa erillisinä kokonaisuuksina prosessin laiteluettelon, investointikustannuslaskelman ja elinkaarianalyysin. Lisäksi tutkimusosassa laskettiin mallin avulla Rayongin kaupunkiin Thaimaahan rakenteilla olevan jätteenkäsittelylaitoksen tarpeeseen soveltuvan kuivaimen mitoitus- ja käyttötiedot sekä tarkasteltiin kuivaimen taloudellista kannattavuutta. Laitoksessa kuivataan 2080 kg/h kuiva-ainepitoisuudeltaan 30 % humusta loppukuiva-ainepitoisuuteen 50 %. Tarvittavaksi lämpötehoksi kuivaimeen saatiin 3,9 MW. Tästä 2,0 MW tarvitaan uutta systeemiin tuotavaa kuivauskaasua. Tällöin laitoksen investointikustannuksiksi saatiin 359 000 EUR. Laitoksen käyttökustannuksiksi saatiin 40 440 EUR vuodessa.

Carbon sequestration rates in Swedish forest soils : a comparison of three approaches

Selective papers of the workshop on "Development of models and forest soil surveys for monitoring of soil carbon", Koli, Finland, April 5-9 2006.

Biogeochemistry in acid sulphate soil landscapes and small urban centres in Western Finland

The overall purpose of this thesis was to increase the knowledge on the biogeochemistry of rural acid sulphate (AS) soil environments and urban forest ecosystems near small towns in Western Finland. In addition, the potential causal relationship between the distribution of AS soils and geographical occurence of multiple sclerosis (MS) disease was assessed based on a review of existing literature and data. Acid sulphate soils, which occupy an area of approximately 17–24 million hectare worldwide, are regarded as the nastiest soils in the world. Independent of the geographical locality of these soils, they pose a great threat to their surrounding environment if disturbed. The abundant metal-rich acid drainage from Finnish AS soils, which is a result of sulphide oxidation due to artificial farmland drainage, has significant but spatially and temporally variable ecotoxicological impacts on biodiversity and community structure of fish, benthic invertebrates and macrophytes. This has resulted in mass fish kills and even eradication of sensitive fish species in affected waters. Moreover, previous investigations demonstrated significantly enriched concentrations of Co, Ni, Mn and Al, metals which are abundantly mobilised in AS soils, in agricultural crops (timothy grass and oats) and approximately 50 times higher concentrations of Al in cow milk originating from AS soils in Western Finland. Nevertheless, the results presented here demonstrate, in general, relatively moderate metal concentrations in oats and cabbage grown on AS soils in Western Finland, although some of the studied fields showed anomalous values of metals (e.g. Co and Ni) in both the soil and target plants (especially oats), similar to that of the previous investigations. The results indicated that the concentrations of Co, Ni, Mn and Zn in oats and Co and Zn in cabbage were governed by soil geochemistry as these metals were correlated with corresponding concentrations extracted from the soil by NH4Ac-EDTA and NH4Ac, respectively. The concentrations of Cu and Fe in oats and cabbage were uncorrelated to that of the easily soluble concentrations in the soils, suggesting that biological processes (e.g. plant-root processes) overshadow geochemical variation. The concentrations of K and Mg in cabbage, which showed a low spread and were strongly correlated to the NH4Ac extractable contents in the soil, were governed by both the bioavailable fractions in the topsoil and plant-uptake mechanisms. The plant´s ability to regulate its uptake of Ca and P (e.g. through root exudates) seemed to be more important than the influence of soil geochemistry. The distribution of P, K, Ca, Mg, Mn and S within humus, moss and needles in and around small towns was to a high degree controlled by biological cycling, which was indicated by the low correlation coefficients for P, K, Ca, Mg and S between humus and moss, and the low spread of these nutrients in moss and needles. The concentration variations of elements in till are mainly due to natural processes (e.g. intrusions, weathering, mineralogical variations in the bedrock). There was a strong spatial pattern for B in humus, moss and needles, which was suggested to be associated with anthropogenic emissions from nearby town centres. Geogenic dust affected the spatial distribution of Fe and Cr in moss, while natural processes governed the Fe anomaly found in the needles. The spatial accumulation patterns of Zn, Cd, Cu, Ni and Pb in humus and moss were strong and diverse, and related to current industry, the former steel industry, coal combustion, and natural geochemical processes. An intriguing Cu anomaly was found in moss. Since it was located close to a main railway line and because the railway line´s electric cables are made of Cu, it was suggested that the reason for the Cu anomaly is corrosion of these cables. In Western Finland, where AS soils are particularly abundant and enrich the metal concentrations of stream waters, cow milk and to some extent crops, an environmental risk assessment would be motivated to elucidate if the metal dispersion affect human health. Within this context, a topic of concern is the distribution of multiple sclerosis as high MS prevalence rates are found in the main area of AS soils. Regionally, the AS soil type in the Seinäjoki area has been demonstrated to be very severe in terms of metal leaching, this area also shows one of the highest MS rates reported worldwide. On a local scale, these severe AS soil types coincide well with the corresponding MS clustering along the Kyrönjoki River in Seinäjoki. There are reasons to suspect that these spatial correlations are causal, as multiple sclerosis has been suggested to result from a combination of genetic and environmental factors.

Upper Sambesi

Soitinnus: saksofonit (2), piano, rummut.

Lehmijärven valuma-alueen happamuus sekä alumiini- ja rikkipitoisuus

Lehmijärvi on 63 ha laajuinen kirkasvetinen ja vähähumuksinen latvajärvi Salossa. Lehmijärven suojeluyhdistys pyysi Varsinais-Suomen ELY-keskukselta ja Suomen metsäkeskukselta apua järvivedessä havaittujen korkeiden alumiinipitoisuuksien ja happamuuspiikkien sekä mahdollisten metsätaloustoimenpiteiden haittojen ehkäisemiseen valuma-alueella. Suomen metsäkeskuksen ja Varsinais-Suomen ELY-keskuksen yhteistyönä selvitettiin maanäytteiden avulla maaperän happamuutta ja alumiinipitoisuutta Lehmijärven valuma-alueella. Tulokset ja johtopäätökset on esitetty tässä raportissa. Tulosten perusteella näyttää siltä, että Lehmijärven happamuuspiikit (pH:n jyrkät laskut vedessä) johtuvat pääosin happamista lumensulamisvesistä, johon on jo aiemmissakin selvityksissä viitattu eikä alunamaa ongelmasta valuma-alueella. Myös ojitettujen soiden suuri osuus valuma-alueesta ja turvemaiden yleinen happamuus lisäävät osaltaan valuma-alueelta virtaavien vesien happamuutta varsinkin tulva-aikoina. Mustikkasuon eteläpuolisella suokuviolla, jonka läpi pääosa pohjoispuolen valumavesistä virtaa, voi kuitenkin esiintyä ohuen turpeen alla pienialaisesti alunamaata. Vertailtaessa tämän aineiston liukoisen alumiinin määriä turpeessa aikaisempien tutkimusten vertailulukuihin, voidaan sanoa Lehmijärven valuma-alueen ojitetuilla soilla olevan keskimääräistä korkeampia alumiinipitoisuuksia. Paikoin liukoiset alumiinipitoisuudet olivat jopa erittäin korkeita. Mustikkasuon eteläpuolisella suokuviolla, jonka kautta vedet suurelta osin virtaavat, alumiinipitoisuus oli korkeimmillaan 11 267 mg/kg ja Miilussuolla 7 044 mg/kg, kun Niemisen ja Jarvan (1996) tutkimuksessa alumiinipitoisuuden maksimiarvo oli 5 577 mg/kg. Alumiinin ajoittain korkeat pitoisuudet Lehmijärvessä johtuvat tämän raportin tulosten perusteella todennäköisesti pääosin valuma-alueen soiden turpeen korkeista alumiinipitoisuuksista. Voimakas maanmuokkaus kivennäismailla lisää alumiinin liukoisuutta ja samalla alumiinin huuhtoutumisriskiä vesistöihin. Lehmijärven valuma-alueella on suositeltavaa käyttää metsänuudistamisessa kevyitä maanmuokkausmenetelmiä (laikutus, kääntömätästys ja laikkumätästys) ja välttää ojitusmätästystä. Luontainen uudistaminen (erityisesti alikasvosten hyödyntäminen) pitäisi olla ensisijainen uudistamismenetelmä Lehmijärven valuma-alueella. Kunnostusojituksia toteutettaessa pitäisi ottaa käyttöön mahdollisimman tehokkaat vesiensuojelutoimet. On muistettava, että korkeat alumiinipitoisuudet Lehmijärvellä eivät ole pelkästään negatiivinen asia, koska alumiini sitoo tehokkaasti fosforia ja pahasti rehevöityneitä järviä (esim. Köyliön Ilmijärvi) on yritetty kunnostaa alumiinisulfaatti käsittelyllä. Lisätutkimusta tarvitaan selvittämään, onko Lehmijärven veden alumiinipitoisuus ajoittain jo niin korkea, että siitä on haittaa kalakannalle tai, että se jopa estää rapukannan palauttamisen istuttamalla järveen.