LAB-ammattikorkeakoulu on osana 5R REFINERY -yhteishanketta, jossa tavoitteena on luoda uusia liiketoimintamahdollisuuksia hyödyntämällä tehokkaasti sivu- ja jätevirrat. LAB-ammattikorkeakoulun vastuualueena on tuottaa tietoa metsäteollisuuden sivu- ja jätevirtojen sekä yhdyskuntien jätevesilietteiden ominaisuuksista ja soveltuvuudesta jatkohyödyntämistä varten. (LAB-ammattikorkeakoulu 2021.)
Opinnäytetyössä ”Biolietteen kokonaisfosforin määritysmenetelmän kehittäminen” kehitettiin osana 5R REFINERY -hanketta standardinmukaista määritysmenetelmää kokonaisfosforin määrittämiseksi biokaasuprosessin syötteestä ja rejektistä. Näytematriiseina käytettiin Tampereen Lielahdesta nostettua nollakuitusedimenttiä ja Stora Enson Heinolan flutingtehtaan kuitulietettä. (Ollikka 2023a, 1.) Opinnäytetyön ohella tutkittiin projektityönä samoja näytematriiseja käyttäen kokonaisfosforin määritystä biokaasuprosessin rejektistä pikakyvettianalytiikalla (Ollikka 2023a, 17; Ollikka 2023b, 2).
Biopohjaisten lietteiden haastavat ominaisuudet
Biopohjaisten lietteiden analysointiin löytyy standardiohjeita niukasti. Vesinäytteiden ja kiinteiden materiaalien fosforianalytiikkaa on tehty jo pitkään ja tästä syystä niihin löytyy sopivia standardimenetelmiä, joissa näytematriisi voidaan huomioida vaihtoehtoisilla esikäsittelyillä ja analyysilaitteilla. Koska biopohjaiset lietteet (Kuva 1) eivät sovellu täysin kumpaankaan kategoriaan, vaatii fosforianalytiikka tällä hetkellä olemassa olevien standardien soveltamista ja yhdistämistä. Biopohjaisten lietteiden suuri kiintoainepitoisuus, voimakas ominaisväri sekä häiriöitä aiheuttavat alkuaineet ja yhdisteet luovat haasteita erityisesti fotometriselle analytiikalle. Nämä haasteet asettavat paineita perinteisen fosforianalytiikan uudistamiselle, koska tällaisia näytematriiseja tulee yhä enemmän kiertotaloustutkimuksen lisääntyessä. (Ollikka 2023a, 36-37.)
Pikakyvettitestien analytiikassa kiintoaineksen ja ominaisvärin häiriövaikutusta vähennetään sentrifugoimalla analysoitavaa rejektiä kiintoaineksen poistamiseksi. Sentrifugoitu näyte vaatii vielä laimentamista, jotta kiintoaineksen ja ominaisvärin vaikutus pienenee riittävästi (Kuva 2). Laimentaminen ei poista mahdollisten muiden häiriötekijöiden, kuten raudan, vaikutusta tuloksen luotettavuuteen. (Ollikka 2023b, 15.) Mansikkasalon (2023, 36) opinnäytetyössä todettiin vesinäytteiden kohdalla erityisesti raudan vaikuttavan heikentävästi kokonaisfosforipitoisuuden määrittämisen luotettavuuteen fotometrisellä menetelmällä.
Metsäteollisuuden biopohjaisia lietteitä on tutkittu biokaasun tuotannossa ja lannoitteiden valmistuksessa. UPM on yhteistyöhankkeissa tutkinut lietteen tuotteistamista kierrätyslannoitteeksi. (UPM 2016.) Metsäteollisuuden kuitulietteitä voidaan käyttää pelloilla lannoituskäytön sijasta myös maanparannuskuituina sitomaan ravinteita ja samalla estetään lähivesistöjen rehevöityminen (Branches-hanke 2023). Nämä biopohjaisen lietteen käyttömuodot vaativat rinnalleen luotettavan fosforianalytiikan.
Kirjoittajat
Saila Ollikka opiskelee LAB-ammattikorkeakoulun energia- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmassa.
Mervi Pulkkinen toimii laboratoriovastaavana LAB-ammattikorkeakoulun Teknologia-yksikön analyysilaboratoriossa ja asiantuntijana 5R REFINERY -hankkeessa.
Lähteet
Branches-hanke. 2023. Metsäteollisuuden kuitulietteiden hyödyntäminen peltoviljelyssä. Boosting Rural Bioeconomy Networks. Practice Abstract 47. Viitattu 20.12.2023. Saatavissa https://branches.fi/fi/branches-verkosto/parhaita-kaytantoja/
LAB-ammattikorkeakoulu. 2021. 5R REFINERY -yhteishanke. Viitattu 17.12.2023. Saatavissa https://www.lab.fi/fi/projekti/5r-refinery
Mansikkasalo, A. 2023. UV/Vis-määritysmenetelmän häiriötekijöiden etsiminen eri luonnonvesimatriiseista: UV/Vis- ja ICP-tekniikoilla saatujen tulosten vertailu ja tilastollinen käsittely. AMK-opinnäytetyö. LAB-ammattikorkeakoulu, energia- ja ympäristötekniikan koulutus. Lahti. Viitattu 20.12.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023122038612
Ollikka, S. 2023a. Biolietteen kokonaisfosforin määritysmenetelmän kehittäminen : näytematriiseina kuituliete ja nollakuitusedimentti. AMK-opinnäytetyö. LAB-ammattikorkeakoulu, energia- ja ympäristötekniikan koulutus. Lahti. Viitattu 17.12.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023120434220
Ollikka, S. 2023b. Kokonaisfosforin ja -typen määritys Hach Lange -pikakyvettitesteillä. Projektityö. LAB-ammattikorkeakoulu, energia- ja ympäristötekniikan koulutus. Lahti. Viitattu 17.12.2023. Ei saatavissa.
UPM. 2016. Lietteiden hyötykäyttöarvoa kohennetaan polttoarvoa parantamalla ja uusia käyttökohteita kartoittamalla. Viitattu 20.12.2023. Saatavissa https://www.upm.com/fi/ajankohtaista/artikkelit/2016/11/lietteiden-hyotykayttoarvoa-kohennetaan-polttoarvoa-parantamalla-ja-uusia-kayttokohteita-kartoittamalla/
