Catalytic transformations of fatty acid derivatives for food, oleochemicals and fuels over carbon supported platinum group metals

Växtoljor som utgör en förnybar naturresurs används som sådana eller i modifierade former i många industriella processer, som är av stor betydelse för vårt vardagliga liv. Växtoljor används i livsmedel, i kemiska och farmaceutiska produkter, i textilindustrin, för framställning av färgämnen och beläggningsmaterial samt som miljövänliga bränslekomponenter. Fetter och oljor hör till de äldsta kemiska komponenterna som utnyttjas av människan. De består huvudsakligen av glycerolestrar och fettsyror. Fetter och oljor har typiskt en kolkedja med kol-koldubbelbindningar samt karboxyl- och estergrupper, som kan genom hydrering eller dekarboxylering konverteras till nyttiga och miljövänliga produkter med hjälp av ädelmetallkatalysatorer. Aktivt kol (C) används som bärare på katalysatorerna. Väteaddition, d.v.s. hydrering av växtoljor har varit föremål för omfattande forskning i över hundra års tid. Hydreringen är en viktig process, för den tillämpas på produktion av fetter och margarin. Omättade fettsyror hydreras traditionellt på nickelbaserade heterogena katalysatorer. Samtidigt med en partiell hydrering av fettsyrorna och fettsyraestrarna som har två dubbelbindningar pågår också isomeringsreaktioner, vilka ger cis- och transisomerer av reaktantmolekylerna. Den största nackdelen med nickelkatalysatorerna är deras giftighet samt bildning av ohälsosamma transisomerer i reaktionsprodukterna. Dessutom deaktiveras nickelkatalysatorn snabbt p.g.a. att nickeltvålar bildas i reaktionsblandningen. Platinabaserade katalysatorer lider däremot inte av dessa begränsningar. Metaller i platinagruppen i det periodiska systemet studerades i detalj för att avslöja kinetiska effekter i hydreringen av cis-metyloleat. Palladium, rutenium, rhodium, platina och iridium användes som katalytiska metaller. Metallhalten på aktivkolbärare var 1 vikt-%. De olika platinametallerna undersöktes för att kartlägga konkurrerande hydrerings- och isomeringsrutter på metallerna. Det visade sig att metallerna i andra raden av det periodiska systemet (Ru, Rh, Pd) är aktivare i isomeringsprocesserna, medan metallerna i tredje raden (Ir, Pt) har en lägre aktivitet. Pd/C valdes bland platinametallerna, för att den är attraktiv ur ekonomisk synvinkel och den är mycket aktiv och selektiv, speciellt jämfört med nickel. Tyngdpunkten i arbetet var utvecklingen av en alternativ, palladiumbaserad hydreringsteknologi som skulle ersätta den traditionella teknologin som är baserad på användningen av nickelkatalysatorer. Palladiumbaserade katalysatorer kan återcirkuleras, de är aktivare och mera resistenta mot syror och de bildar mindre mängder av skadliga transisomerer. För att denna teknologi skall bli ekonomiskt hållbar och konkurrenskraftig, måste den basera sig på de bästa möjliga katalysatorerna, vilket innebär att en optimal kombination av hög aktivitet och selektivitet samt en lång livstid för katalysatorn krävs. Därför inkluderades teknologiska aspekter kraftigt i forskningen. Mycket arbete satsades på design av palladium på en mesoporös kolbärare och undersökning av korrelationerna mellan katalysatorns egenskaper och dess aktivitet i isomeriseringsreaktionerna och i hydreringen av kol-koldubbelbindningarna i reaktantmolekylen. Katalysatorerna karakteriserades med många fysikaliska och kemiska metoder (transmissionselektronmikroskopi (TEM), röntgendiffraktion (XRD), röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS), temperaturprogrammerad reduktion (TPR), temperaturprogrammerad desorption (TPD) av kolmonoxid, kemisorption av kolmonoxid, fysisorption av kväve). Temperaturens, vätetryckets och katalysatorkoncentrationens inverkan på fettsyra- och isomersammansättningen hos de hydrerade oljorna bestämdes under kinetiska betingelser, i frånvaro av massöverföringseffekter. Syreavspjälkning genom fullständig dekarboxylering av karboxylgruppen i fettsyramolekylen är det hittills bästa sättet att framställa miljövänlig dieselolja, eftersom linjära paraffiner fås som reaktionsprodukter och en tillsats av dyr vätgas undviks. Deoxygeneringen undersöktes systematiskt på en Pd/C-katalysator (Sibunit) genom att använda mättade fettsyror C16-C20 och C22 som råvara. Produktmolekylen blev en dieselliknande kolvätemolekyl, med en kolatom färre än i utgångsmolekylen. Lika stora dekarboxyleringshastigheter observerades för rena, mättade fettsyror. En jämförelse av deoxygenereringshastigheterna för stearin-, olein- och linolsyra som råvara vid 300oC i närvaro av 1-volymprocent väte på mesoporös Pd/C (Sibunit) avslöjade att katalysatorns aktivitet och selektivitet ökade med en ökande mättningsgrad av reaktantmolekylen. Då stearinsyra användes som utgångsmolekyl, bestod huvudprodukterna av önskade C17-kolväten, medan mängden av aromatiska C17-komponenter ökade, då olein- och linolsyra användes som utgångsmolekyler. Katalysatordeaktiveringen var relativt påfallande vid deoxygeneringen av linolsyra så att endast 3% av fettsyrorna omsattes till produkter i 330 min. Deaktiveringen orsakades av aromatiska C17-komponenter samt av fettsyradimerer, som bildades via en Diels-Alderreaktion. Hydreringen av omättade fettsyror kan därför rekommenderas som ett primärt kemiskt steg i framställningen av miljövänliga dieselprodukter. Målet var också att öka förståelsen av palladiummetallernas roll i nanoskala, speciellt effekten av metallpartiklarna i katalytisk hydrering och deoxygenering. Pd/C-katalysatorer med lika stora halter av Pd syntetiserades och metallens dispersion på bärarmaterialet varierades systematiskt genom en kontrollerad uppväxt av palladiumnanopartiklar på aktiv kolbärare. Metalldispersionens effekt på hydrerings-hastigheten och cis-transförhållandet undersöktes i detalj. En optimal metalldispersion som gav den högsta dekarboxyleringshastigheten hittades. Massöverföringens inverkan på reaktionens hastighet studerades experimentellt och temperaturprogrammerad desorption av kolmonoxid från katalysatorytan undersöktes ingående. Hydrering av växtoljor genomfördes under satsvisa och kontinuerliga betingelser. Både finfördelat Pd/C och katalysatorgranulat användes i experimenten. Ett av målen med arbetet var uppskalningen av hydreringsprocesserna. Med tanke på stora produktionsvolymer var det logiskt att undersöka kontinuerliga hydrerings- och dekarboxyleringsteknologier. En kontinuerlig packad bäddreaktor studerades i laboratorieskala, vilket gav viktig information om katalysatorns långtidsstabilitet och deaktivering. Effekten av rena fettsyror och triglycerider som råvara samt metallpartikelstorleken och palladiumhalten studerades med hjälp av den kontinuerliga reaktorn. Produktionskapaciteten som erhölls med satsvis och kontinuerlig drift jämfördes. Dekarboxyleringen av stearinsyra undersöktes också i en kontinuerlig packad bädd. Omsättningsgraden blev 15% för en stabil katalysator.

Kirkkaasta sameaan : Meren kuormitus ja tila Saaristomerellä ja Ahvenanmaalla

Tässä raportissa tarkastellaan Saaristomeren ja Ahvenmaan merialueen kuormitusta ja tilaa ja niissä viime vuosikymmeninä tapahtuneita muutoksia vuosiin 2008 ja 2009 saakka. Pääpaino on ravinnekuormituksessa ja veden laadussa, mutta mukana on taustatietoa ja muun muassa katsaus kalakannoista. Saaristomeren ja Ahvenanmaan merialueen tila on heikentynyt huomattavasti viimeisten vuosikymmenten aikana. Erityisesti fosforin ja a-klorofyllin määrät ovat kasvaneet ja näkösyvyys pienenentynyt. Viimeisen kymmenen vuoden aikana pintaveden fosforipitoisuuden kasvu on laantunut suurimmassa osassa aluetta, mutta pohjanläheisessä vesikerroksessa ja talvella fosforipitoisuus on jatkanut kasvuaan monin paikoin viime vuosiin asti. Myös a-klorofyllin määrä on lisääntynyt ulko- ja välisaaristossa 2000-luvullakin. Viime vuosina klorofyllipitoisuuden kasvu on kuitenkin laantunut tai pitoisuus laskenut varsinkin rannikonläheisissä vesissä. Merialueen suurin paikallinen ravinnekuormittaja on maatalous, mutta varsinkin typpeä tulee runsaasti myös ilmalaskeumana. Sisäinen kuormitus ja virtausten mukana Suomenlahdelta ja muualta Itämereltä tulevat ravinteet heikentävät niin ikään merialueen tilaa. Muita ravinnelähteitä ovat mm. haja-asutus, jätevedenpuhdistamot ja kalankasvatus. Ahvenanmaan merialueelle ravinteita tulee enemmän muualta kuin Ahvenanmaalta. Hajakuormituksessa on tapahtunut viime vuosikymmeninä selviä vuodenaikaisia muutoksia. Vuosina 1990 – 2009 jokien mereen tuoma ravinne- ja kiintoainekuormitus on ollut talvisin ja syksyisin selvästi suurempaa kuin vuosina 1970 – 1989. Talviaikaisen kuormituksen lisääntyminen johtuu aiempaa lauhemmista talvista, ja antaa viitteitä ilmastonmuutoksen mukanaan tuomista muutoksista. Vaikka Saaristomeren ja Ahvenanmaan merialueen tilassa on ollut viime aikoina nähtävissä myönteisiäkin merkkejä, on niiden tila edelleen huolestuttava. Ainoa keino merialueen tilan parantamiseksi on kuormituksen huomattava vähentäminen. Vähentäminen koskee niin paikallisia ravinnelähteitä, erityisesti maataloutta, kuin muualta Itämereltä virtausten mukana tulevia ravinteita ja ilmalaskeumaa.

Uudenmaan ja Itä-Uudenmaan ilmanlaadun bioindikaattoriseuranta vuonna 2009

Ilmanlaatua on seurattu Uudenmaan ja Itä-Uudenmaan alueen kunnissa käyttäen ilmentäjinä havupuita ja niiden rungoilla kasvavia jäkäliä 1980-luvulta lähtien. Seuranta on toteutettu uusitun, yhteisen seurantaohjelman mukaisesti vuodesta 2000 lähtien. Ensimmäisellä kierroksella 2000 – 2001 osa Itä-Uudenmaan kunnista jäi yhteisen hankkeen ulkopuolelle mutta seuraavilla seurantakierroksilla 2004 – 2005 sekä 2009 osanotto on ollut kattavaa. Vuonna 2009 arvioitiin ilmanlaatua männyn epifyyttijäkälien esiintymisen ja kunnon perusteella. Tutkimusalueen päästömäärät ovat laskeneet selvästi 1980- ja 1990-luvuilta, mutta 2000-luvulla päästökehitys on ollut aaltomaista. Myös ilmasta mitattujen epäpuhtauksien pitoisuudet sekä laskeumat ovat laskeneet 2000-luvulle tultaessa selvästi verrattuna 1980- ja 1990-lukuihin. 2000-luvun alkupuoliskolla lupavelvollisten laitosten päästöt ovat kasvaneet, mutta vähentyneet vuosien 2003 ja 2004 jälkeen. Rikkidioksidipäästöt olivat 2000-luvulla suurimmillaan vuonna 2003, jonka jälkeen vuosittaiset päästömäärät ovat vaihdelleet. Tutkimusalueen suurimmat päästölähteet sijaitsevat pääkaupunkiseudulla, Porvoossa ja Inkoossa. Selvin jäkälämuutosalue sijoittui Helsinkiin, jossa kuitenkin jäkälälajisto oli elpynyt ja pahimmat sormipaisukarpeen vauriot lieventyneet edellisiin tutkimusvuosiin verrattuna. Muita lajistoltaan ja jäkälien kunnolta selvästi muuttuneita alueita ovat olleet Porvoo (Kilpilahti-Porvoon keskusta), Lohjan-Inkoon alue sekä Hanko. Hangossa vauriot ovat selvästi lieventyneet, samoin Lohjan-Inkoon alueella. Pienempiä vaurioituneita alueita on havaittu myös muissa osissa tutkimusaluetta, mutta vaurioiden voimakkuudessa ja vyöhykkeiden sijoittumisessa on ollut jonkin verran vaihtelua vuosien välillä. Lajistoltaan luonnontilaisinta aluetta oli Itä-Uusimaa, ja sormipaisukarpeen vaurioiden osalta terveintä aluetta Länsi-Uudenmaan pohjoisosat. Tausta-alojen jäkälälajisto oli kaikkinensa monipuolisempaa ja vauriot vähäisempiä kuin taajama-aloilla. Sormipaisukarpeen vauriot olivat kasvaneet Itä-Uudellamaalla verrattuna aiempaan seurantavuoteen 2004, mutta lajistossa ei ollut juuri tapahtunut muutoksia. Tervehtynyttä sormipaisukarvetta oli erityisesti Länsi-Uudenmaan pohjoisosissa. Länsi-Uudellamaalla selvimmät muutokset liittyvät jäkälälajistoon, joka on köyhtynyt vuodesta 1998 vuoteen 2004, mutta oli vuonna 2009 hieman monipuolistunut edelliseen seurantaan nähden. Ilman epäpuhtauksista kärsivien jäkälälajien lajilukumäärä olikin kasvanut vuodesta 2004 vuoteen 2009 useilla tutkimusaloilla tutkimusalueen länsiosassa. Lajiston köyhtyminen erityisesti vuonna 2004 johtunee alueen päästökehityksestä, sillä sekä rikkidioksidin, typen oksidien ja hiukkasten päästöt kasvoivat 2000-luvun alusta vuosiin 2003 ja 2004 asti, vähentyen taas sen jälkeen. Jäkälät reagoivat ilman epäpuhtauksien kuormitustasoissa tapahtuviin muutoksiin hitaasti ja voivat ilmentää kohonnutta kuormitustasoa vielä vuosia kuormituksen päättymisen jälkeenkin. Tämän vuoksi jäkälämuuttujat ilmensivät päästöjen kohoamista selvästi vuonna 2004, eivätkä ne olleet vuonna 2009 kaikilta osin vielä palautuneet 2000-luvun alun tasolle.

Fate of fuel-bound nitrogen and sulfur in biomass-fired Industrial boilers

Användning av biomassa som energikälla för produktion av el och värme är ett sätt att minska beroendet av fossila bränslen och höja självförsörjningen av energi. Fossila bränslen är den främsta källan till koldioxid utsläpp förorsakad av människan. Biomassa, å andra sidan, betraktas som en koldioxidneutral energikälla. Svavlet och kvävet i biomassan bildar dock föroreningar såsom kväveoxider (NOX) och svaveldioxid (SO2), som bidrar till försurning av mark och sjöar. Svavlet i bränslet kan även både förorsaka och förhindra korrosion i en förbränningsanläggning, beroende på förbränningen och bränslet. Huvudsyftet med detta arbete var att få en bättre förståelse om hur utsläppen av NOX och SO2 bildas från bränslebundet kväve och svavel vid förbränning av olika biobränslen. Mätkampanjer i fullskaliga förbränningsanläggningar utfördes, där gassammansättningen mättes i eldstaden och rökgasen. Förståelsen om gaskemin i eldstaden är viktig, för att möjliggöra utvecklandet av renare och effektivare förbränningsanläggningar. Ett annat syfte med arbetet var att klargöra om sulfatering av askkomponenter vid förbränning av biobränslen med olika askegenskaper. Alkaliklorider som bildas vid biomassaförbränning kan orsaka korrosion av värmeöverföringsytor. Svavlet i bränslet visade sig ha en viktig roll i att sulfatera alkaliklorider till mindre korrosiva alkalisulfater. Närvaron av gasformig svavelsyra i rökgaskanalen av förbränningsanläggningar studerades även. Kondensering av svavelsyra leder till korrosion av rökgaskanalen och dess delar. Om svavelsyrakoncentrationen i rökgasen är känd, kan daggpunktstemperaturen beräknas och kondensering av svavelsyra förhindras. I arbetet utvecklades en mätmetod för att mäta låga koncentrationer av gasformig svavelsyra i rökgaser. Denna metod användes för att undersöka risken av lågtemperaturkorrosion orsakad av svavelsyra i förbränningsanläggningar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Käyttämällä biomassaa energianlähteenä voidaan vähentää sähkön- ja lämmöntuotannon riippuvuutta fossiilisiin polttoaineisiin. Biomassan käytöllä voidaan myös lisätä energiantuotannon omavaraisuutta. Fossiiliset polttoaineet ovat pääasiallinen syy ihmisen aiheuttamiin hiilidioksidipäästöihin. Biomassa sen sijaan luetaan hiilidioksidineutraaleihin energianlähteisiin. Biopolttoaineiden käytössä tosin vapautuu typpi- ja rikkioksideja, jotka edesauttavat maaperän ja merien happamoitumista. Lisäksi biopolttoaineen rikki voi sekä vähentää että aiheuttaa laitteiden korroosiota energiantuotannossa riippuen biopolttoaineesta ja palamisesta. Tämän työn päätavoitteena oli selvittää mitä biopolttoaineeseen sitoutuneelle typelle ja rikille tapahtuu teollisissa polttolaitoksissa. Kyseisten oksidien muodostumista tutkittiin polttamalla eri biomassoja polttolaitoksissa. Tutkimukset toteutettiin mittauskampanjoilla useissa polttolaitoksissa. Kaasujen koostumusta mitattiin sekä tulipesässä, että savukaasuista. Kaasujen koostumus varsinkin tulipesässä on tärkeää, jotta tulevaisuudessa voidaan rakentaa puhtaampia ja tehokkaampia polttolaitoksia. Työn toisena tavoitteena oli selvittää biomassan polton yhteydessä tapahtuvaa tuhkan sulfatoitumista. Alkalikloridit, joita muodostuu biomassan poltossa, voivat aiheuttaa lämmönsiirtopintojen korroosiota. Rikki osoittautui tärkeäksi osaksi prosessia, jossa korroosiota aiheuttavat alkalikloridit sulfatoituivat vähemmän korrosoiviksi alkalisulfaateiksi. Myös kaasumaisen rikkihapon läsnäoloa savukaasuissa tutkittiin. On todettu, että kaasumuotoinen rikkihappo johtaa korroosioon savukaasukanavan kylmässä päässä ja sen eri osissa rikkihapon tiivistyessä lämpötilan laskiessa. Mikäli rikkihapon pitoisuus savukaasussa tiedetään, sen kastepiste voidaan laskea ja tiivistyminen estää. Tässä työssä kehitettiin mittausmenetelmä rikkihapon alhaisten pitoisuuksien mittaamiseen. Menetelmää hyödynnettiin polttolaitoksissa, joissa tutkittiin rikkihapon tiivistymisestä johtuvaa korroosiota.

Towards optimal fractionation of lignocellulosic biomass using switchable ionic liquids

En ny familj av reversibla (switchable) joniska vätskor (SIL) innehållande 1,8-diazobicyklo-[5.4.0]-undek-7-en (DBU), en molekyl innehållande en eller flera hydroxyl- grupper (t.ex. glycerol) och en sur gas (CO2, SO2) syntetiserades via en enkel procedur samt karakteriserades. [DBU][karbonat] eller [sulfonat] bildades ur en respektive icke-jonisk blandning av en molekylär, organisk polyol (eller ennan molekyl innehållande en OH-grupp) och en amidinbas under bubblandet av en sur gas. Därtill kunde den joniska vätskan omvandlas tillbaka till sina beståndsdelar med hjälp av att upphetta och/eller bubbla en inert gas såsom kväve genom vätskan. SIL- strukturerna kartlades med bl.a. NMR- och FTIR- spektroskopi. Omvandlingen från lågpolära (molekylära) vätskor till högpolära joniska vätskor (SIL) bekräftades även genom att observera förändringar i deras fysikaliska egenskaper, såsom viskositet och färg. Nedbrytningstemperaturerna hos SILs bestämdes med hjälp av termogravimetrisk analys (TGA) som antydde att nedbrytningstemperaturen hos de syntetiserade föreningarna log mellan 50 och 200oC. De nya joniska vätskorna uppvisade högre nedbrytningstemperaturer jämfört med i litteraturen tidigare förekommande exempel och kunde därför tillämpas på flera ändamål. Därtill, reversibla (switchable) joniska vätskor uppbyggda av bl.a. alkoholer, antingen hexanol eller butanol, och CO2 samt en amidin (DBU) användes vid upplösning och fraktionering av ved. Joniska vätskor syntetiserade ur glycerol och sura gaser tillsammans med amidiner användes även för fraktionering av andra lignocellulosor såsom färsk björk (Betula pendula). Björkflis utsattes för behandling, för en period på en till fem dagar vid 100oC och under atmosfäriskt tryck. Alla syntetiserade joniska vätskor visade sig vara relativt neutrala i avseende på upplösning och avlägsnandet av lignin. Slutligen, optimala fraktioneringprocessbetingelser för ved med reversibla joniska vätskor kartlades. Fraktionering av vedbiomassa med dessa joniska vätskor uppvisade sig att vara en selektiv och effektiv metod för extraktion av olika komponenter från lignocellulosa. Den olösta fraktionen hos en vedflis, närmast cellulosa, fibrillerades. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Tässä työssä kehitettiin perhe uuden tyyppisiä, reversiibeleitä (switchable) ioninesteitä ( SIL ) joka koostuvat orgaanisesta super-emäksestä kuten 1,8- diatsabisyklo [ 5.4.0] undek- 7-eeni (DBU ) ja yhden tai useampia hydroksyyliryhmiä sisältältävästä molekyylistä (esim. glyseroli) ja happamasta kaasusta (CO2 , SO2) yksinkertaisen menetelmän avulla. [DBU] [ karbonaatti] tai [sulfonaatti] syntetisoitiin kunkin lähtöaineen seoksista kuplittamalla seosta happamalla kaasulla jolloin eksoterminen reaktio tapahtui ja ioninen neste syntyi. Ioniset nesteet voitiin palauttaa takaisin lähtöaineseokseksi kuumentamalla ja/tai kuplittamalla neutraalia kaasua (esim. typpi) seoksen läpi. SIL rakenteet määritettiin ja niiden ominaisuudet kartoitettiin eri menetelmillä, mukaan lukien NMR- ja FTIR -spektroskopia. Ionisen, korkeapoläärisen nesteen syntyminen todennettiin myös viskositeettimittauksilla ja värinmuutoksilla käyttäen hyväksi polariteetti-indikaattoria (Nile red). Myös hajoamislämpötilat määritettiin termogravimetrisellä analyysillä (TGA) ja todettiin että syntetisoitujen yhdisteiden hajoamislämpötila oli välillä 50 ja 200oC . Näiden uusien reversiibeleiden ioninesteiden hajoamisämpötilat olivat korkeammat verrattuna kirjallisuudessa aikaisemmin mainittuihin esimerkkeihin joten niitä voidaan soveltaa useisiin tarkoituksiin. Myös ioninesteitä jotka sisälsivät primäärejä alkoholeja rakennusaineina syntetisoitiin ja hyödynnettiin puun fraktioinnissa. Männyn ja kuusen lisäksi tuoreita koivulastuja onnistuttiin fraktioimaan miedoissa olosuhteissa. Kaikkien syntetisoitujen ioninesteiden todettiin olevan suhteellisen neutraaleja ligniinin liuotuksen suhteen. Vielä, optimaaliset fraktiointiolosuhteet määritettiin ryhmälle reversiibeleitä ioninesteitä ja näiden uudenlaisten ioninesteiden todettiin olevan tehokkaita puun ja muiden lignoselluloosien eri fraktioiden liuotuksessa. Liukenematon osa puulastua joka oli lähinnä selluloosaa fibrilloitui.

Ravinteiden käytön yleissuunnitelma Saaristomeren valuma-alueella

Ravinteiden käytön yleissuunnitelma Saaristomeren valuma-alueelle – hanke sai rahoituksensa Ympäristöministeriön Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskevasta ohjelmasta. Hanke on toteutettu yhteistyössä Varsinais-Suomen ELY-keskuksen, MTK-Varsinais-Suomen, Biovakka Suomi Oy:n, Turun seudun puhdistamo Oy:n ja ympäristöministeriön kanssa. Suunnittelutyön on toteuttanut Sweco Ympäristö Oy ja Turun ammattikorkeakoulu. Hankkeen tarkoituksena oli laatia kattava katsaus Saaristomeren valuma-alueella muodostuvista kierrätykseen kelpaavista orgaanisista ravinnejakeista ja niiden mahdollisesta käyttötarkoituksesta siten, että Varsinais-Suomesta voitaisiin saada ravinteiden suhteen omavarainen alue. Tarkastelun alla ovat olleet eläinten lanta, jätevedenpuhdistuslaitosten lietteet, maatalouden sivuvirrat, teollisuuden orgaaniset jätteet, ruovikoiden niittojätteet ja hoitokalastetut kalat. Hankkeessa on laadittu kolme osaraporttia ja osaraporteista on laadittu tämä julkaisu, joka toimii samalla hankkeen loppuraporttina. Ensimmäisessä osaraportissa laadittiin orgaanisten ravinteiden muodostumisen sekä ravinteiden tarpeen ja levitysmahdollisuuksien perusteella ravinnekartat, joista selviävät ravinteiden yli- ja alijäämäalueet. Näiden perusteella määriteltiin yleiset toimenpide-ehdotukset ravinteiden kierrätyksen edistämiseksi. Alueille laadittiin lisäksi tarkemmat kierrätyksen toteuttamissuunnitelmat sekä yhdelle osa-alueelle yksityiskohtaisempi sijainninohjauspilotti. Ravinteiden käytön yleissuunnitelma soveltuu aluesuunnittelun ja kaavoituksen tukemiseen, elinkeinojen sijainninohjaukseen ja alueellisen maatalouspolitiikan kehittämiseen.

Suunnittelulla ja ruo´on hyötykäytöllä tehokkuutta rantojen hoitoon : Tuloksia ja kokemuksia VELHO-hankkeesta

Varsinais-Suomen ELY-keskuksen toteuttamassa VELHO-hankkeessa kehitettiin kustannustehokkaita ratkaisuja ranta-alueiden umpeenkasvun aiheuttamiin ongelmiin luomalla uusi konsepti ranta-alueiden monikäyttösuunnitteluun, edistämällä järviruo’on hyötykäyttöä ja valmistelemalla esityksiä uuteen maaseudun kehittämisohjelmaan. Tässä julkaisussa esitellään työn tulokset ja johtopäätökset. Hankkeessa laadittiin kolme ranta-alueiden monikäyttösuunnitelmaa: Mynälahden Sarsalanaukko ja Musta-aukko, Oukkulanlahti – Naantalinaukko ja Eurajoen - Luvian rannikko. Suunnitelmissa sovitettiin yhteen ranta-alueiden eri käyttömuotoja ja pyrittiin löytämään optimaalinen verkosto hyötykäyttöön leikattavien ruovikoiden, avoimena pidettävien merenrantaniittyjen ja säilytettävien ruovikoiden välille. Kustannustehokkuuteen pyrittiin kohdentamalla hoitotoimet laajoihin kokonaisuuksiin sekä järviruo’on hyötykäytöllä. Suunnitelmat laadittiin laajassa osallistavassa prosessissa. Hankkeessa laadituissa ranta-alueiden monikäyttösuunnitelmissa esitettiin erilaisia maankäyttötavoitteita ja hoitosuosituksia yli 2000 hehtaarille. Ruovikoiden ja rantaniittyjen lisäksi suunnittelun kohteena olivat myös rantojen läheiset peltoalueet, reunavyöhykkeet ja muut perinnebiotoopit. Hoitotoimilla tavoitellaan alueiden luonnon monimuotoisuuden ja vesien tilan paranemista, maiseman avartumista ja virkistyskäytön helpottumista. Ruovikoiden erilaisia leikkuumenetelmiä (talvileikkuut, vesileikkuut, maaleikkuut) testattiin 90 hehtaarin alalla. Rantaniittyjen kunnostuksessa testattiin maaleikkuun lisäksi ruovikon niittomurskausta. Ruokomassan hyötykäyttökokeissa testattiin kahden eri ruokolaadun eli tuoreen kesäruo’on ja kuivan talviruo’on esikäsittelyä ja hyötykäyttöä energiantuotannossa (poltto, biokaasutus) ja maataloudessa (maanparannusaine, viherlannoite, kuivike, katemateriaali). Maaseudun kehittämisohjelmaan tehtiin esityksiä tukimuotojen kehittämiseksi: rantaniittyjen kunnostuksen lisääminen ja hoidon laadun parantaminen, ruovikoiden vesileikkuut ravinteiden poistajina sekä ruokomassojen käyttö maan orgaanisen aineen lisääjänä. Hankkeen kokemusten mukaan yksi kustannustehokkaimmista hoito- ja käyttöketjuista on ruovikon leikkuu loppukesällä ja siitä kertyvän massan käyttö ranta-alueiden läheisillä pelloilla viherlannoitteena ja maanparannusaineena. Yhden hehtaarin ruovikon kesäleikkuulla poistetaan keskimäärin 80 kg typpeä ja 7 kg fosforia. Vesiensuojelullisten hyötyjen lisäksi leikkuulla parannetaan umpeenkasvusta kärsivien lajien elinoloja, lisätään rantojen vetovoimaisuutta ja edistetään luonnonhoitoyrittäjyyden edellytyksiä. Peltokäytössä käsittelyketju on lyhyt eikä se vaadi pitkiä kuljetusmatkoja. Ruokomassa kierrättää ravinteita takaisin pelloille ja parantaa maan rakennetta. Järviruo’on hyötykäytöllä ei pystytä kattamaan koko leikkuu- ja käyttöketjun kustannuksia. Leikkuusta ja hyötykäytöstä saatavien monien eri aineellisten ja aineettomien ekosysteemipalveluhyötyjen vuoksi toimintaan on tarpeen suunnata yhteiskunnan tukea ja luoda käytännön toteutusta edistäviä tukimuotoja. Kustannustehokkuutta voidaan edelleen parantaa laitteita ja menetelmiä kehittämällä.

KERÄÄJÄKASVIT - hyötyä viljelijälle ja ympäristölle

Tässä julkaisussa käsitellään kerääjäkasvien toimivuutta typen huuhtoutumisen vähentäjänä ja soveltuvuutta käytännön viljelyyn. Ensimmäisessä osassa käsitellään kerääjäkasvien mahdollisuuksia vähentää typen huuhtoutumista tieteelliseltä tutkimuspohjalta ja toisessa osassa paneudutaan viljelijöiden tilakohtaisiin kerääjäkasvikokemuksiin. Tutkimusten ja tilakohtaisten kokeilujen pohjalta kerääjäkasvit estävät typen huuhtoutumista. Kerääjäkasveilla on myös suotuisa vaikutus maan rakenteeseen ja se vähentää eroosiota ja rikkakasvien määrää kasvustoissa. Julkaisu on suunniteltu auttamaan viljelijöitä, jotka harkitsevat aloittavansa kerääjäkasvien viljelyä. Tämä opas on osa TEHO Plus -hankkeen tuottamaa materiaalia viljelijöiden ja neuvojien käyttöön, mikä täydentää hankkeen laatimaa Maatilan ympäristökäsikirjaa.

FÅNGGRÖDOR – nytta för odlaren och miljön

Den här publikationen går in på hur fånggrödorna minskar kväveurlakningen och hur de lämpar sig för odling i praktiken. I första delen behandlar vi fånggrödornas möjligheter att minska urlakningen av kväve på en vetenskaplig forskningsgrund och i andra delen går vi in på jordbrukarnas erfarenheter av fånggrödor gårdsvis. Forskningen och de gårdsvisa försöken visar att fånggrödorna hindrar kväveurlakningen. Fånggrödorna har också en gynnsam verkan på markstrukturen och den minskar erosionen och mängden ogräs i växtligheten. Publikationen är avsedd att vara till hjälp för de jordbrukare som planerar att börja odla fånggrödor. Denna guide ingår i det material som producerats inom TEHO Plus-projektet för jordbrukare och rådgivare. Den kompletterar Gårdens miljöhandbok, som också sammanställts inom projektet.

Från våtmark till våtmark i Ängelholms kommun : Fallstudie kring två våtmarker

Huvudsyftet med denna uppsats är redogöra hur två våtmarker i Ängelholms kommun har kommit till och dess nytta för miljön. För att kunna besvara denna fråga har jag noga studerat beslutsgången, gjort fältstudier, talat med markägare tagit del av opublicerat material och studerat äldre och nya kartor över de båda våtmarkerna, båda belägna i trakten av Höja, ungefär fem kilometer sydost om Ängelholm, och även gjort fältstudier. Utöver detta har jag visat hur Ängelholms och Åstorps kommun arbetar för att främja anläggningen av våtmarker. Båda intresserar sig för att minska övergödningen och med våtmarker så åstadkommer de detta. Utöver vattenrenare så är våtmarker också av intresse rent utbildningsmässigt och bra för att få en heterogen landskapsbild. Slutsatser Det är skillnad på storleken av våtmarker i nordvästra Skåne gentemot i Danmark. Detta beror på att Danmark tidigare var indelade i amt som hade hand om vattenfrågor och kunde genomdriva våtmarksanläggningar i större utsträckning. Våtmarkerna i Skörpinge och Höja fungerar båda som naturliga reningsverk av närsalter. Våtmarken i Skörpinge bör vara mer effektiv när det gäller rening av närsalter då denna har större antal hektar avrinningsområde i förhållandet till våtmarksareal. Till detta skapar våtmarkerna en biologisk mångfald, Våtmarken i Höja visade sig vara väldigt effektiv, 43,4%, när det gällde rening av kväve. Men siffrorna är troligen missvisande i och med att det gjorde för få stickprov under för kort tidsrymd. Andra studier visar en reningseffektivitet på mellan 2 – 20 %. Det som skiljer våtmarkerna åt är dels formen och utförandet och dels antalet markägare. Våtmarken i Höja ägs av bara en markägare medan den andra ägs av fyra. Till detta krävdes det ett godkännande från Miljödomstolen för att våtmarken i Skörpinge skulle få anläggas. Båda våtmarkerna tog lika lång tid att anlägga, ungefär två år. Hur lång tid det tar att anlägga en våtmark kan bero på om markägare vill ha bidrag eller inte och i så fall från vilket myndighet. Så det kan säkerligen ta kortare tid att anlägga en våtmark. För att följa upp nyttan av våtmarkerna i Höja och Skörpinge bör det göras fler stickprov under längre tid och med dessa avgöra hur effektiva våtmarkerna egentligen är. Till detta bör det göras en inventering av flora och fauna för att undersöka den biologiska mångfalden.