Levien kasvatus jätevedenpuhdistamolla : Valon määrän vaikutus levien kasvuun jään alla jälkikosteikossa
Aaltonen, Elina (2019)
2019
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019101019829
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019101019829
Tiivistelmä
Tiivistelmä
Tekijä(t)
Aaltonen, Elina
Julkaisun laji
Opinnäytetyö, AMK
Valmistumisaika
Syksy 2019
Sivumäärä
66
Työn nimi
Levien kasvatus jätevedenpuhdistamolla
Valon määrän vaikutus levien kasvuun jään alla jälkikosteikossa
Tutkinto
Ympäristönsuojelutekniikka, Insinööri (AMK)
Tiivistelmä
Talvella valonpuute on kosteikossa merkittävin mikrolevien kasvua rajoittava tekijä. Lumen ja jään ansiosta auringonvalon saanti estyy. Lisäksi levien kasvua rajoittaa lämpötila, kun veden pinta viilenee lähelle +0 °C. Helsingin yliopisto aloitti kokeen keväällä 2018 Lammin jätevedenpuhdistamon jälkikosteikolla asentamalla jään alle LED-valoja. AIKO-hankkeen tavoitteena oli tehostaa levätuotantoa keinovalon avulla kosteikossa, joka vastaanottaa puhdistettua jätevettä Lammin jätevedenpuhdistamolta. Tulokset olivat lupaavia, joten koe päätettiin toistaa asentamalla valot uudelleen jään alle marraskuussa 2018.
Levätuotantoa tarkasteltiin kenttä- ja laboratoriokokeiden avulla kevättalvella 2019. Jälkikosteikolla kasvatuspullot asetettiin jään alle LED-valojen vaikutusalueelle ja ver-tailualueelle, jossa LED-valoja ei ollut. Leväkasvua tarkasteltiin seuraamalla fotosyn-teesissä syntyvän liukoisen hapen (DO) pitoisuuden lisääntymistä. Lisäksi levätuotan-toa seurattiin pH-luvun muutosten ja kasviplanktonmääritysten avulla. Kenttäkokeen aikana seurattiin myös ravinnepitoisuuksien muutoksia. Laboratoriossa valonmäärän vaikutusta leväkasvuun arvioitiin rinnakkaisten kokeiden avulla kasvatuslämpötilassa +5 - 9 °C pimeässä ja valotasoilla 1 - 4 valointensiteeteissä 6 - 89 µmol/m2/s.
Liukoisen hapen (DO) pitoisuuden kokonaisnettotuotanto oli toisen laboratoriokokeen aikana keskimäärin 23,7 mg/l valotasolla 2 (25 µmol/m2/s). Kasviplanktonin tuorebio-massan kokonaistuotanto oli ensimmäisessä laboratoriokokeessa valotasolla 3 (60 µmol/m2/s) keskimäärin 64,9 mg/l. LED-alueella, kasvatusten DO-pitoisuuden koko-naisnettotuotanto oli LED-alueen näytevedessä keskimäärin 1,42 mg/l ja kasviplank-tonin tuorebiomassan kokonaistuotanto oli vertailualueen näytevedessä keskimäärin 12,1 mg/l. LED-alueella hapen ja leväbiomassan tuotanto oli voimakkaampaa kuin vertailualueella. Vaikka levätuotanto kasvatuksissa oli vähäistä, leväbiomassa kasvoi olosuhteisiin nähden merkittävästi. LED-valot tarjoavat hyvän vaihtoehdon tehostaa levän kasvua ja ravinteiden poistoa talviaikana. Menetelmää kannattaa hyödyntää jatkossakin. Laajamittainen käyttöönotto edellyttäisi jatkotutkimuksia ja taloudellisen kannattavuuden arvioimista.
Asiasanat
Mikrolevä, kasviplankton, fotosynteesi, jätevedenpuhdistus, LED-valo, kosteikko, tal-vikausi, ravinteiden poisto, ravinnekierrätys
Tekijä(t)
Aaltonen, Elina
Julkaisun laji
Opinnäytetyö, AMK
Valmistumisaika
Syksy 2019
Sivumäärä
66
Työn nimi
Levien kasvatus jätevedenpuhdistamolla
Valon määrän vaikutus levien kasvuun jään alla jälkikosteikossa
Tutkinto
Ympäristönsuojelutekniikka, Insinööri (AMK)
Tiivistelmä
Talvella valonpuute on kosteikossa merkittävin mikrolevien kasvua rajoittava tekijä. Lumen ja jään ansiosta auringonvalon saanti estyy. Lisäksi levien kasvua rajoittaa lämpötila, kun veden pinta viilenee lähelle +0 °C. Helsingin yliopisto aloitti kokeen keväällä 2018 Lammin jätevedenpuhdistamon jälkikosteikolla asentamalla jään alle LED-valoja. AIKO-hankkeen tavoitteena oli tehostaa levätuotantoa keinovalon avulla kosteikossa, joka vastaanottaa puhdistettua jätevettä Lammin jätevedenpuhdistamolta. Tulokset olivat lupaavia, joten koe päätettiin toistaa asentamalla valot uudelleen jään alle marraskuussa 2018.
Levätuotantoa tarkasteltiin kenttä- ja laboratoriokokeiden avulla kevättalvella 2019. Jälkikosteikolla kasvatuspullot asetettiin jään alle LED-valojen vaikutusalueelle ja ver-tailualueelle, jossa LED-valoja ei ollut. Leväkasvua tarkasteltiin seuraamalla fotosyn-teesissä syntyvän liukoisen hapen (DO) pitoisuuden lisääntymistä. Lisäksi levätuotan-toa seurattiin pH-luvun muutosten ja kasviplanktonmääritysten avulla. Kenttäkokeen aikana seurattiin myös ravinnepitoisuuksien muutoksia. Laboratoriossa valonmäärän vaikutusta leväkasvuun arvioitiin rinnakkaisten kokeiden avulla kasvatuslämpötilassa +5 - 9 °C pimeässä ja valotasoilla 1 - 4 valointensiteeteissä 6 - 89 µmol/m2/s.
Liukoisen hapen (DO) pitoisuuden kokonaisnettotuotanto oli toisen laboratoriokokeen aikana keskimäärin 23,7 mg/l valotasolla 2 (25 µmol/m2/s). Kasviplanktonin tuorebio-massan kokonaistuotanto oli ensimmäisessä laboratoriokokeessa valotasolla 3 (60 µmol/m2/s) keskimäärin 64,9 mg/l. LED-alueella, kasvatusten DO-pitoisuuden koko-naisnettotuotanto oli LED-alueen näytevedessä keskimäärin 1,42 mg/l ja kasviplank-tonin tuorebiomassan kokonaistuotanto oli vertailualueen näytevedessä keskimäärin 12,1 mg/l. LED-alueella hapen ja leväbiomassan tuotanto oli voimakkaampaa kuin vertailualueella. Vaikka levätuotanto kasvatuksissa oli vähäistä, leväbiomassa kasvoi olosuhteisiin nähden merkittävästi. LED-valot tarjoavat hyvän vaihtoehdon tehostaa levän kasvua ja ravinteiden poistoa talviaikana. Menetelmää kannattaa hyödyntää jatkossakin. Laajamittainen käyttöönotto edellyttäisi jatkotutkimuksia ja taloudellisen kannattavuuden arvioimista.
Asiasanat
Mikrolevä, kasviplankton, fotosynteesi, jätevedenpuhdistus, LED-valo, kosteikko, tal-vikausi, ravinteiden poisto, ravinnekierrätys