HIERAKKA Hiedanranta ravinnekierron ja toiminnallisen tiedottamisen kehitysalueena Eeva-Liisa Viskari Tampereen ammattikorkeakoulu

Transkriptio

1 HIERAKKA Hiedanranta ravinnekierron ja toiminnallisen tiedottamisen kehitysalueena Eeva-Liisa Viskari Tampereen ammattikorkeakoulu Eeva-Liisa Viskari

2 Ympäristöministeriön RAKI2-ohjelma Jatkohanke vuosien BIOUREA-hankkeelle 1. Virtsan lannoitekäytön pitkäaikaisvaikutukset ja BIOUREAn pohjalta avoimien kysymysten tutkiminen 2. Painotus tiedotuksessa ja viestinnässä, koska virtsan lannoitekäyttöön liittyy paljon ennakkoluuloja ja asenteita Eeva-Liisa Viskari

3 Tutkimukset Virtsan fysikaalis-kemiallinen ja mikrobiologinen laatu Ohran sato, laatu Vaikutukset maaperään (fys-kem. ominaisuudet, suolaantuminen?) Lääke- ja haitta-aineiden mahdollinen kertyminen maaperään ja jyviin First name Last name

4 Lääke- ja haitta-aineet BIOUREA-hankkeessa mitattiin ainoastaan lääkeaineita ja haitallisia metalleja Tässä hankkeessa lisäksi: Alkyylifenolit Ftalaatit Perfluoratut yhdisteet Triklosaani Fenoliset yhdisteet, erit. Bisfenoli-A Analyysit virtsasta, maaperästä ja jyvistä (kasvukauden lopussa)

5 Hiedanrannan erottelevat kuivakäymälät ja pisuaarit First name Last name

6 Hiedanranta keräys ja käsittely

7 Iittala, Kuivuripelto Kangasala, Laukkapelto,

8 Pelto 1 (Laukkapelto) Kangasala, Kaivanto, 54 kg N ha -1 Pelto 2 (Kuivuripelto), Iittala, 100 kg N ha Pinta-ala ha n. 1 0,57 Kylvö Virtsan levitys Näytteenotto Puinti Virtsa Weekend festivaali, kerätty 8/2015 Hiedanranta, kerätty 2/2017 Hiedanranta, kerätty 9/2017 Yksyityistalous, kerätty 1-9/2015 Hiedanranta, kerätty 11/2016-2/2017 Hiedanranta, kerätty 9-10/2017 Virtsan kokonaismäärä l Virtsan typpipitoisuus mg l Typpeä yhteensä (kg) 7,8 2,4 1,9 4800,0 4,1 4,7 Fosforia yhteensä (kg) 0,8 0,2 0,1 0,3 0,3 0,3 Kaliumia yhteensä (kg) 2,3 0,6 0,5 1,1 0,9 1,4 Virtsalannoitettu alue (m2) Typpeä virtsalannoitetulle kg ha -1 Fosforia virtsalannoitetulle kg ha -1 Kaliumia virtsalannoitetulle kg ha Lajike Wolmari, ohra Wolmari, ohra Marika, kaura Harbinger, ohra Harbinger, ohra Harbinger, ohra Kasvinsuojelukäsittely Lannoite + määrä kg ha -1 Cantor 0,6 l ha l vettä 200 kg ha -1 Yara CAN N27+Mg Cantor 0,6 l ha l vettä 200 kg ha -1 Yara CAN N27 + Mg Express 50 SX 12 g ha -1 Primus XL 0,75 l ha -1, Hankkijan trio + Premium Classic SX Hankkijan MCPA 2l 12 g ha -1, Agrimarket ha l vettä ha MCPA 0,5 l ha -1, Karateo ZEON 0,4 dl Yara P20, 200 kg ha -1 Yara CAN 27 + Mg ha kg ha -1 YaraMila Y3 430 kg ha -1 YaraMila Y3 0,57ha Hankkijan trio 2 l ha l vettä Yara CAN27 + Mg

9 Pelto 1, lannoitustaso 54 kg N ha -1 Pelto 2, lannoitustaso 100 kg N ha Kokonaistyppi mg l Kokonaisfosfori mg l Kalium mg l Cr µg l -1 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Fe µg l Cu µg l -1 < < Ni µg l -1 <10 <10 3,0 <10 <10 7,9 Zn µg l -1 97, Ca mg l -1 19, Mn µg l -1 <5 <5 27,5 8,6 <5 <5 Na mg l Mg mg l -1 2,1 13,5 3,2 14 8,8 2,3 Co µg l -1 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Bo µg l Mo µg l < <20 15 Cd µg l -1 <0,2 <0,1 0,14 <0,2 <0,1 0,1 Pb µg l -1 <0,8 0,845 <0,4 4,6 1,5 0,4 Se µg l -1 7, ,3 8,8 11,5 6,4 As µg l -1 4,84 9,6 12,25 5,5 9,2 7 F - mg l <0,15 <0,15 55 <0,15 0,6 SO 2-4 mg l Cl - mg l NO - 2 µg l <15 < <15 <15 NO - 3 µg l -1 65,2 <250 < <250 <250 Virtsan alkuaine ja anionianalyysit, mikrobiologinen laatu (MMa 24/2011) E.coli pmy g -1 Max 7 <10 <10 <10 <10 <10 Salmonella sp. pmy 5g -1 Ei todettu Ei todettu Ei todettu Ei todettu Ei todettu Ei todettu

10 Virtsan lääkeaineet 55 eri lääkeainetta ja hormonia analysoitu 19 löydetty 54 kg N ha -1, Wolmari-ohra ( ), Marika kaura 100 kg N ha -1, Harbinger -ohra (2018) Lääkeaine Käyttökohde/vaikutustapa 2016*) 2017***) 2018***) 2016**) 2017***) 2018***) bisoprololi betasalpaaja 1, ,85 dikofenaakki tulehduskipulääke 1,64 6,9 8,3 8 fluoksetiini masennuslääke 1,4 1,8 ibuprofeeni tulehduskipulääke karbamatsepiini epilepsialääke 0,54 1,1 ketoprofeeni tulehduskipulääke 13,6 8,7 9,2 kofeiini piriste metyyliprednisoloni kortikosteroidi/tulehdulääke 8,44 2,3 8,8 18 2,9 9,8 naprokseeni tulehduskipulääke 99, , parasetamoli kipu- ja kuumelääke propanololi betasalpaaja 1,52 2,1 5,35 salbutamoli astmalääke 1,3 6,1 1,5 sitalopraami masennuslääke 2,8 8,6 6,1 12 5,65 tetrasykliini antibiootti 36,2 37 4,4 trimetopriimi antibiootti 2,02 Hormonit 17b-estradioli (E2) naissukuhormoni 0,28 0,4 estrioli (E3) naissukuhormoni 0,91 1,1 1,5 29 7,8 1,65 estroni (E1) naissukuhormoni 1,14 1,2 1,2 4,2 3,8 1,1 progesteroni naissukuhormoni 1,62 0, ,68 *) Virtsa kerätty 2015 Weekend festivaalin miesten urinaaleista **) Virtsa kerätty nelihenkisen perheen yksityistaloudesta, missä erotteleva kuivakäymälä ***) Virtsa kerätty Hiedanrannan erottelevista kuivakäymälöistä ja urinaaleista.

11 Haitta-ainetutkimukset Taulukko 1. Haitta-aineet ja niiden valikoitumien tutkimukseen (Vieno, 2015). Lähde/muodostuminen Ihmisen altistuminen/vaikutukset PAH16-yhdisteet Palamistuotteita, teollisuusprosessit Metaboloituvat elimistössä, osa syöpää aiheuttavia HUOM! Ei tutkita, koska hajoavat elimistössä vaikea jäljittää Alkyylifenolit, erityisesti nonyylifenolit ja - etoksylaatit Ftalaatit Teollisuuspesuaineet, kemianteollisuuden tuotteet tekstiilit, erityisesti tuontitekstiilit Muovin- ja kuminpehmentimet, maalit, lakat, kosmetiikka, lääketablettien päällys Hormonihäiritsijä Tutkitaan, koska ihmisen altistuminen selkeä, pysyviä yhdisteitä Yleisesti käytetty kodin tuotteissa, hormonihäiritsijä, teratogeeninen Tutkitaan, koska ihmisen altistuminen selkeä, pysyviä yhdisteitä Perfluoratut yhdisteet Pintakäsittelyaine (teflon), vaatteet, matot, paperi jne. POP-yhdisteitä, biokertyviä Tutkitaan, koska ihmisen altistuminen selkeä, pysyviä yhdisteitä HBCD Palonestoaine eristeissä ja sisustustekstiileissä POP-yhdiste Ei tutkita, koska nykyisin käyttö kielletty ei suoraa altistusta Triklosaani (torjuntaaineet) Fenoliset yhdisteet (Bisfenoli-A) Antibakteerinen aine, saippuat, voiteet, deodorantit Polykarbonaattien (muoviastiat) ja hartsien valmistus Biokertyvä, toksinen Tutkitaan, koska ihmisen altistuminen selkeä, pysyviä yhdisteitä Muoviastiat Tutkitaan, koska ihmisen altistuminen selkeä, pysyviä yhdisteitä

12 Virtsa 2017*), ug l -1 Virtsa 2018*), ug l kg N ha -1, Wolmari ohra 100 kg N ha -1, 54 kg N ha -1, Harbinger ohra Marika kaura 100 kg N ha -1, Harbinger ohra Yhdiste Fenoliset yhdisteet 2,4-dikloorifenoli kloori-2-metyylifenoli 23 fenoli etyylifenoli metyylifenoli (m-kresoli) metyylifenoli (p-kresoli) metyylifenoli (o-kresoli) 15 pyrokatekoli 260 Ftalaatit Di-isobutyyliftalaatti (D 2,2 1,1 Dibutyyliftalaatti (DBP) 1,6 1,4 Dietyyliheksyyliftalaatti 3,8 Torjunta-aineet Triklosaani 0,66 0,5 0,35 *) Virtsa kerätty Hiedanrannan erottelevista kuivakäymälöistä ja urinaaleista. Fenolia, kresoleita ja etyylifenoleita esiintyy virtsassa myös normaalisti. Kohonneet pitoisuudet liitetään tyypillisesti altistumiseen tupakansavulle, liuottimille tai savukaasuille (esim. työperäinen altistus) Ftalaatteja käytetään yleisesti muovinpehmentiminä (astiat, ruokailuvälineet, muovipinnoitteet) Triklosaani on torjunta- ja desinfiointiaine, jota on aiemmin yleisesti käytetty myös kosmetiikassa.

13 Analysoitu Löydetty kpl (yli määritysrajan) Haitta-aine kpl Virtsa Maaperä Jyvät Fenoliset yhdisteet (Bisfenoli-A) Ftalaatit Alkyylifenolit ja etoksylaatit Torjunta-aineet (ml. triklosaani) PFC-yhdisteet Lääkeaineet ja hormonit Kaikkiaan tutkittiin yhteensä 239 eri lääkeainetta, hormonia ja haitta-ainetta Virtsasta löytyi yhteensä 31 eri yhdistettä, pääasiassa lääkeaineita, joita käytämme Maaperästä ei löytynyt yhtään tutkituista yhdisteistä kasvukauden lopussa Jyvistä löytyi ainoastaan joistakin näytteistä progesteronia, jota kasvit voivat myös itse tuottaa löydetty pitoisuus ei ole suhteessa virtsan pitoisuuteen Muita lääke-tai haitta-aineita ei löytynyt mitattavia pitoisuuksia

14 Erilliskerätty virtsa on ominaisuuksiltaan, koostumukseltaan ja vaikutuksiltaan eri asia, kuin jätevesiliete Käsitteitä ei pidä sekoittaa keskenään

15 Ravinteet ovat virtsassa valmiiksi liukoisessa muodossa Tiettyjen ravinteiden pitoisuuksia virtsassa. Ravinne Pitoisuus virtsassa (mg/l) Viite N Pradhan 2010 P Pradhan 2010 K Pradhan 2010 Mg Yu et al Cu 0,07 Jönsson et al Ca Yu et al Lisäksi virtsassa on suoloja, kuten kloridia ja sulfaattia Virtsasta on tunnistettu tuhansia erilaisia orgaanisia yhdisteitä, jotka esiintyvät siinä luontaisesti Virtsaan erittyy myös kemikaaleja, joita käytämme lääkkeinä ja ravinnon mukana, altistumme/altistamme itsemme hengitysilman tai ihokosketuksen kautta. Kiintoainepitoisuus noin 0,5 % Tuoreen virtsan ph on noin 5-6, varastoidun/vanhennetun virtsan ph 9-10 Terveen ihmisen virtsa on lähes steriiliä Vanhentamisprosessin aikana mahdolliset patogeenit kuolevat (WHO, 2006)

16 Ohran satotulokset

17 Ohran olkimassa

18 Ohran tuhannen jyvän paino

19 Ohran valkuainen

20 Ohran itävyys itävyys erittäin huono, tuloksia ei saatu

21 Kaura 2018

22 Maaperän sulfaattipitoisuus mg kg -1 ka V = virtsalannoitus VL = väkilannoite EL = ei lannoitusta +P = fosforilisäys

23 Maaperän kloridipitoisuus mg kg -1 ka V = virtsalannoitus VL = väkilannoite EL = ei lannoitusta +P = fosforilisäys

24 Maaperän nitraattipitoisuus mg kg -1 ka V = virtsalannoitus VL = väkilannoite EL = ei lannoitusta +P = fosforilisäys

25 Maaperän ph

26 Maaperän orgaaninen aines (hehkutusjäännös)

27 Lähde: ilmatieteen laitos Hämeelinna, Katinen ja Hattula, Lepaa Säätiedot

28 Lähde: ilmatieteen laitos Tampere Härmälä Säätiedot

29 Iittala, Kuivuripelto Kangasala, Laukkapelto,

30 Kuvat: Kari Sipilä First name Last name

31 Yhteenveto Virtsan toimivuus, teho ja turvallisuus lannoitteena on osoitettu Sääolosuhteilla (2017 märkyys, 2018 kuivuus) merkittävä vaikutus satoon Virtsassa on niitä lääke- ja haitta-ainejäämiä, joita itse käytämme tai altistumme merkittävästi 31/239 Virtsan lääke- tai haitta-ainejäämiä ei kuitenkaan havaittu kasvukauden lopussa maaperässä eikä jyvissä Virtsan lannoitekäyttö ei pääsääntöisesti aiheuttanut merkittäviä muutoksia tutkittuihin maaperän fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin maaperän kloridipitoisuus näytti kohoavan virtsalannoituskäsittelyssä kesällä 2018 (kuivuus?)

32 Kiitos kaikille hankkeessa mukana olleille ja siinä avustaneille Kollegoille Yhteistyökumppaneille Harjoittelijoille