Polvijärven Pyöräkankaalla maan alla muhii näkymätön prosessi, joka todistetusti vähentää suometsistä vesistöihin pääsevän typen määrää. Kyse on bioreaktorista, joka poistaa ojitusalueelta tulevasta vedestä epäorgaanista typpeä.
”Ojitusalueen vedessä on orgaanista ja epäorgaanista typpeä. Puuhakebioreaktori poistaa epäorgaanista typpeä, eli nitraatti- sekä ammoniumtyppeä”, kertoo yliopistotutkija Heini Postila Oulun yliopistosta loppukesällä.
Bioreaktori kuulostaa monimutkaiselta laitteelta, mutta käytännössä kyse on koivupuuhakkeesta tehdystä suodatuskentästä, jonka läpi Suursuon ojitusalueelta valuvat vedet johdetaan. Bioreaktorissa on alkuvaiheessa hapelliset olosuhteet, jolloin ammoniumtyppi muuntuu mikrobiologisissa prosesseissa nitraattitypeksi.
”Koivupuuhake toimii hiilen lähteenä denitrifioiville, heterotrofisille mikrobeille, jotka hapettomissa ja pimeissä olosuhteissa hapettavat nitraattityppeä typpikaasuksi”, kuvailee Postila prosessia.
Käytännössä ojitusalueelta tulevaa typpeä siis poistuu reaktorista typpikaasuna taivaalle sen sijaan, että se virtaisi veden mukana alapuolista vesistöä rehevöittämään.
”Suurin osa ilmakehästä on typpikaasua, joten ilmakehässä tällä typpikaasumäärällä ei ole haitallisia vaikutuksia.”
Nitraattityppi poistuu lähes täysin
Pyöräkankaalla bioreaktorin toimintaa on seurattu mittauksin syksystä 2022 lähtien. Prosessi on toiminut odotusten mukaisesti.
”Nitraattitypen poistotehokkuus on yli 90 prosenttia ja ammoniumtypen miltei 90 prosenttia koko aineistosta tarkasteltuna”, Postila kertoo.
Vesistöjen typpikuormitusta bioreaktori ei silti pysty ratkaisemaan kuin pieneltä osin. Esimerkiksi Suursuon tapauksessa ojitusalueelta veden mukana tulevasta typestä vain noin viidesosa on epäorgaanista typpeä. Loppu on orgaanista typpeä, jota bioreaktori ei juuri nappaa kiinni. Myöskään fosforia ei bioreaktorilla voida poistaa.
”Epäorgaanisen typen lisäksi bioreaktori vähentää jonkin verran myös kiintoainekuormitusta, kun vesi virtaa hakkeen läpi. Tavoitteena on, että vesi viipyisi bioreaktorissa kaksi vuorokautta.”
Koealueella on kaksi puuhakebioreaktoria, joissa toisessa on koivupuuhakkeen lisäksi biohiiltä.
”Tulosten perusteella bioreaktoreiden puhdistustuloksissa ei kuitenkaan ole käytännössä eroa.”
Reaktori lähelle typen lähdettä
Puuhakebioreaktorin läpi kulkeva vesi virtaa Rauanjoen kautta Höytiäiseen. Rauanjokea pitkin järveen kulkeutuu tutkimusten mukaan vuosittain noin 53 000 kiloa typpeä ja 1 600 kiloa fosforia. Kuormituksesta lähes 90 prosenttia tulee metsistä. Jos valuma-alueen kaikki epäorgaaninen typpi saataisiin poistettua vedestä vastaavanlaisilla bioreaktoreilla, tarkoittaisi se reilun 10 000 kilon ravinnekuorman vuosittaista vähennystä Höytiäisessä.
”On tärkeää, että bioreaktori sijoitetaan lähelle kuormituslähdettä, jossa virtaamat ovat vielä pieniä. Näin se voi toimia tehokkaimmin”, Postila näkee.
Hake vaihtoon hakkuun yhteydessä?
Pyöräkankaan bioreaktorin toimintaa seurataan näillä näkymin syksyyn 2027 saakka.
”Seurantaa jatkamalla voitaisiin saada tietoa siitä, kuinka kauan lehtipuuhake toimii bioreaktorissa. Muista tutkimuksista on viitteitä, että sama hake voisi toimia jopa 15 vuotta.”
Aikajänne vastaa koko lailla metsän hakkuukiertoa Etelä-Suomessa. Näin hake voitaisiin periaatteessa vaihtaa hakkuutoimien yhteydessä kohtuullisin kustannuksin.
Bioreaktoria on kehitetty ja seurattu Pro Höytiäinen -yhdistyksen hallinnoimissa hankkeissa. Nyt käynnissä olevaa hanketta rahoittavat EU:n maaseuturahoitus (Itä-Suomen elinvoimakeskus/JÄSMY), Metsä Groupin luontohankkeiden rahoitusohjelma, Maa- ja vesitekniikan tuki ry, Arbonaut Oy, Watec Consulting Oy, sekä Oulun yliopisto.
Lue myös
Jos ajankohtaiset metsäasiat kiinnostavat, tilaa Metsälehti tästä.
Kommentit
Ei vielä kommentteja.
Haluatko kommentoida artikkelia? Voidaksesi kommentoida artikkelia sinun tulee kirjautua sisään.
Kirjaudu sisään