Teollisuuden ja yhteiskunnan sivuvirrat lannoitteina ja maanparannusaineina

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Teollisuuden ja yhteiskunnan sivuvirrat lannoitteina ja maanparannusaineina"

Juha-Pekka Honkanen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Teollisuuden ja yhteiskunnan sivuvirrat lannoitteina ja maanparannusaineina Pasi Rautio & Hannu Hökkä Luke, Rovaniemi Natural Resources Institute Finland

2 Taustaa: jätettä vai hyödyntämätöntä raaka-ainetta? 1. Jätettä syntyy valtavasti - Yli 90 % ihmisten käyttämistä luonnonvaroista muuttuu jätteeksi jo tuotteiden ja ravinnon valmistusprosessin aikana - Suomessa vuosittain n. 75 miljoonaa tonnia jätettä (josta 3milj tn yhdyskuntajätettä) - Hallitusohjelmassa yhdyskuntajätteen kierrätykselle on asetettu 50 %:n tavoite. Nykyisin hieman yli 30 % 2. Kansallinen ja EU-tason jätelainsäädäntö muuttuu: - Jätemaksut nousevat - Orgaanisen jätteen kaatopaikkakielto Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuvirroille keksittävä hyötykäyttöä 2

3 Taustaa: jäte = hiiltä ja muita alkuaineita 1. Hiili = energiaa (esim. biokaasu) 2. Muut alkuaineet = mineraaliravinteita 3

4 Taustaa: jäte = ravinteita eli lannoitetta 1. Peltoviljelyn lannoitustarve tunnetaan: - Jotta maanviljely kestävää, sadon mukana poistuvat ravinteet korvattava - Keinolannoitteiden valmistus erittäin energiaintensiivistä 2. Myös metsissä selkeä lannoitustarve: - Kansallinen metsäohjelma: tavoite terveyslannoituksille ha ja kasvatuslannoituksille ha (vuonna 2013 toteutunut ha ja ha) - Pelkästään turvamaakohteilla lannoitustarve n. 1-2 milj. ha 4

5 Metsälannoitus: 1. Turvemaat : - Typpeä yleensä riittävästi, pulaa fosforista ja kaliumista P & K lannoitus tai tuhkalannoitus 5

6 Lannoittamaton 62 vuotta lannoituksesta (puuntuhkaa 8 tn/ha) Kasvuero 420 m 3 /ha Moilanen ym. 2002, Kuvat: Jorma Issakainen, Luke 6

7 Lannoittamaton 12 vuotta lannnoituksesta (puuntuhkaa 15 tn/ha) Kasvuero 109 m 3 /ha 12 vuodessa (9m 3 /ha/ vuodessa) Moilanen ym. 2013, Kuvat: Jorma Issakainen, Luke 7

8 Tuhka on yhtä tehokas lannoite kuin kaupallinen väkilannoite 8

9 Tuhkalannoituksella saatu hakkuutulon lisäys 14 vuodessa (riukumännikkö) Pelso 2/97 Tuulisuo (mäntytukki 47 /m3, mäntykuitu 13 /m3). 9

10 Sivuvirtojen käyttö metsälannoitteena onnistuu, mutta onko haittoja? Tuhkalannoituksen hyödyt ilmeisiä, mutta onko haittoja? Tuhka voi sisältää paljon raskasmetalleja ja muita haittaaineita 10

Esimerkki energialaitoksen tuottaman (rakeistetun) tuhkan metallipitoisuuksista Lannoitevalmisteasetuksen mukaiset haitallisten metallien

11 Esimerkki energialaitoksen tuottaman (rakeistetun) tuhkan metallipitoisuuksista Lannoitevalmisteasetuksen mukaiset haitallisten metallien enimmäispitoisuudet metsätaloudessa käytettäville tuhkalannoitteille 40 mg/kg 1 mg/kg 25 mg/kg 300 mg/kg 700 mg/kg 150 mg/kg 150 mg/kg 4500 mg/kg 11

12 Sivuvirtojen käyttö metsälannoitteena onnistuu, mutta onko haittoja? Tuhkalannoituksen hyödyt ilmeisiä, mutta onko haittoja? Tuhka voi sisältää paljon raskasmetalleja ja muita haittaaineita Vaikka raja-arvot alitettaisiinkin, niin miten esim. luomualueiden maine? 12

13 Puolukan raskasmetallipitoisuuksia 14kk, 4v ja v tuhkalannoituksesta Moilanen ym. 2006, Tuhkalannoitetuilla ruuduilla raskametallipitoisuudet pienempiä kuin lannoittamattomilla ruuduilla 13

14 Sienten raskasmetallipitoisuuksia 2kk tuhkalannoituksesta (5tn/ha) Isohapero Kangasrousku Kangastatti Moilanen ym. 2006, Lyhyellä aikavälillä pitoisuudet voivat nousta 14

15 Kangasrouskun raskasmetallipitoisuuksia 14kk, 4v ja v tuhkalannoituksesta Moilanen ym. 2006, Pidemmällä aikavälillä erot häviävät 15

16 Metsälannoitus: 1. Turvemaat : - Typpeä yleensä riittävästi, pulaa fosforista ja kaliumista P & K lannoitus tai tuhkalannoitus 2. Kangasmaat: - Pulaa typestä Perinteisesti lannoitettu salpietarilla - Kävisikö puhdistamolietteestä tehty lannoite? 16

17 Puhdistamoliete typpilähteenä: 17

18 Biojätteestä ja puhdistamolietteestä tehty lannoite: kokemuksia Ruotsista 18

Relativ trädtillväxt på gödslade provytor i procent av tillväxten på ogödslade provytor, i tre

19 148.5 kg N /ha 160 kg N /ha 479 kg N /ha 522 kg N/ha 174 kg N /ha Puuston kasvu suhteessa kontrolliin Figur 3. Relativ trädtillväxt på gödslade provytor i procent av tillväxten på ogödslade provytor, i tre gödslingsförsök, anlagda 2001, 2003 och2006. BL= Lycksele; BG= SYVAB; BP= UMEVA. Siffrorna efter beteckningen anger gödseldoseringen i kg kväve per hektar Lähde: Sahlén ym

20 Sivuvirtojen käyttö metsälannoitteena onnistuu, mutta onko haittoja? Orgaanisperäisellä lannoitteella päästään siis samoihin tuloksiin kuin kaupallisilla väkilannoitteilla, mutta onko haittoja? Puhdistamoliete voi sisältää paljon raskasmetalleja ja muita haitta-aineita 20

21 Maaveden raskasmetallipitoisuuksia (50cm syvyys): Orgaanisesta lannoitteesta ei irtoa enempää raskasmetalleja kuin mineraalilannoitteesta Lähde: Sahlén ym

22 Maaveden typpipitoisuuksia 50 cm syvyydellä 600 kg min. N / ha 900 kg org. N / ha Lähde: Sahlén ym Orgaanisen lannoitteen N valunta jopa pienempi kuin mineraalilannoitteen 22

23 Sivuvirtojen käyttö metsälannoitteena onnistuu, mutta onko haittoja? - Puhdistamolietteen orgaaniset haitta-aineet? 23

24 24

25 25

26 26

27 Orgaanisten haitta-aineiden pitoisuuksia Lähde: Sahlén ym

28 Sivuvirtojen käyttö metsälannoitteena onnistuu, mutta onko haittoja? - Puhdistamolietteen orgaaniset haitta-aineet? - Puhdistamolietteestä tehtyjä lannoitteita käytetään maataloudessa. 28

29 Yhteenveto: 1. Tuhkasta ja yhdyskuntajätteistä tehdyt lannoitteet näyttävät antavan metsissä saman kasvutuloksen kuin kaupalliset lannoitteet 2. Ravinne- ja raskasmetallivalunta maassa vähäistä 3. Tutkittujen orgaanisten haitta-aineiden pitoisuudet näyttävät olevan alhaisia 29

30 Biohiili maanparannusaineena: - Biohiili = pyrolyysillä (kuivatislaus) tuotettua hiiltä Esim. puuta kuumennetaan suht. alhaisessa lämpötilassa hiiltä (90%), tislettä ja tervaa sekä kaasuja (CO2, CO, H2, CxHx) Esim. Fischer-Tropsch menetelmä ( Kemiin Kaidin suunnittelema biojalostamo) 30

31 Biohiili maanparannusaineena: Kuva: Oiva Niemeläinen, Luke 31

32 Biohiili maanparannusaineena: Lähde: Fagernäs ym

33 Biohiili maanparannusaineena: Kuva: Oiva Niemeläinen, Luke 33

34 Biohiili maanparannusaineena: Kuva: Luke 34

35 Biohiili maanparannusaineena: Lähde: Fagernäs ym

36 Biohiili maanparannusaineena: - Maisemointiin (Levin laskettelurinteet) - Viherkatot 36

37 37

38 38

39 Biohiili maanparannusaineena: - Maisemointiin (Levin laskettelurinteet) - Viherkatot - Aktiivihiili - Grillihiili 39

40 Tutkittavaa: 1. Raskasmetallien pitkäaikaisvaikutukset Esim. Metlan ja 50-luvulla aloittamien tuhkalannoituskokeiden hyödyntäminen 2. Lääkeaineiden (ja niiden hajoamistuotteiden) määrittäminen lannoitteista ja lannoituksen jälkeen maasta, lehvästöstä, marjoista 3. Orgaanisten haitta-aineiden hajoamisen seuraaminen luonnossa Osaa näistä asioista selvitetään Pohjois-Pohjanmaan ELYn tukemassa EAKR-hankkeessa: Biotuhkapohjaisten materiaalien hyödyntäminen metsämaiden lannoitteina (yhteistyöhanke: Luke, Oulun yliopisto, Napapiirin Residuum, Napapiirin Energia ja Vesi sekä Rovaniemen kehitys) 40

41 Kiitos! 41 Natural Resources Institute Finland

42 Lähteet: Fagernäs ym. 2014: Hidaspyrolyysituotteiden hyödyntäminen ja tuotannon kannattavuus. VTT TECHNOLOGY 182. Huotari, N., Tillman-Sutela, E., Moilanen, M., Laiho, R Recycling of ash For the good of the environment? Forest Ecology and Management 348: Fagernäs ym. 2014: Hidaspyrolyysituotteiden hyödyntäminen ja tuotannon kannattavuus. VTT TECHNOLOGY 182. Moilanen, M., Fritze, H., Nieminen, M, Piirainen, S., Issakainen, J., Piispanen, J Does wood ash application increase heavy metal accumulation in forest berries and mushrooms? Forest Ecology and Management. 226: Moilanen, M. & Issakainen, J Tuhkalannoituksen metsävaikutukset. Metsätehon raportti 93. Moilanen, M. & Issakainen, J Puu- ja turvetuhkien vaikutus maaperään, metsäkasvillisuuden alkuainepitoisuuksiin ja puuston kasvuun. Metsätehon raportti 162. Moilanen, M., Saarsalmi, A., Kukkola, M., Issakainen, J., Effects of stabilized ash on nutrient status and growth of scots pine comparison between uplands and peatlands. Forest Ecology and Management 295: Moilanen, M., Silfverberg, K., Hokkanen, T.J., Effects of wood-ash on the growth, vegetation and substrate quality of a drained mire: a case study. Forest Ecology and Management 171: Sahlén, K., Andersson, T. & Åkerback, N Från bioavfall till bionäring hållbara kretslopp med rötning och gödsling. Svenskt Vatten Utveckling, Rapport nr

Samankaltaiset tiedostot

Yhdyskuntajätteen ja tuhkan käyttö metsälannoitteena Mahdollisuudet ja haasteet. Pasi Rautio & Hannu Hökkä Luke, Rovaniemi

Yhdyskuntajätteen ja tuhkan käyttö metsälannoitteena Mahdollisuudet ja haasteet Pasi Rautio & Hannu Hökkä Luke, Rovaniemi Taustaa: 1. Metsissä selkeä lannoitustarve: - Kansallinen metsäohjelma: tavoite