Greenhouse gas balance of forestry-drained boreal peatlands: Sinks or sources?

Non peer reviewe

Utilization of microalgae in industrial symbiosis, focus on Finland

Levien teollinen ja laajamittainen viljely Suomessa on haastavaa. Vuodenaikojen ja sään vaihtelu suosii sisätiloihin asennettavien suljettujen fotobioreaktorien valintaa levänkasvatusmenetelmäksi. Koska auringon valo ei riitä ympärivuotiseen kasvatukseen Suomessa, tarvitaan myös keinovaloa. Raportissa tarkastellaan kasvatusmenetelmiä, biomassan keruuta ja vedenpoistoa. Leviä voidaan kasvattaa jätevesissä, jolloin ravinteiden kierrätys ja biomassan tuotto yhdistyvät luontevasti jätevesien puhdistukseen. Kaupunkien, teollisuuden ja maatalouden jätevesiä voidaan hyödyntää. Tärkein tekijä jätevesissä on niiden ravinnepitoisuus. Yksi mahdollinen paikka levän kasvatukseen on kiertovesikalankasvatuslaitos, jossa levää mahdollisesti voidaan käyttää ammoniumtypen poistamiseen. Levänkasvatus voidaan myös mahdollisesti yhdistää kasvihuoneviljelyyn, jolloin viljelyrivien väliin kohdistuva ja hukkaan menevä valoenergia saadaan hyötykäyttöön. Muita mahdollisia levänkasvatuksen sovelluskohteita voivat olla kaatopaikkakompleksien yhteydessä sijaitsevat maanalaiset tunnelit, joissa vallitsee tasainen lämpötila ja joissa on jätevettä saatavilla. Tosin tunneleissa keinovalo on ainoa mahdollinen valonlähde. Levänkasvatuksen yhdistäminen olemassa olevaan teollisuuteen tarjoaa mahdollisuuden tuottaa jäteveden puhdistamisen yhteydessä leväbiomassasta biojalostamotyyppisesti useita tuotteita kuten lipidejä, biokaasua ja lannoitteita. Sellu- ja paperiteollisuus tuottaa jätevesiensä lisäksi hiilidioksidia ja lämpöä, joista molempia tarvitaan levien kasvattamiseen. Teollisuusjätevesissä ei tosin ole välttämättä riittävästi ravinteita, minkä vuoksi voi olla tarpeen lisätä osa ravinteista tai yhdistää jätevesiin yhdyskuntajätevesiä. Biodiesel, bioetanoli ja biokaasu ovat yleisimmin esitetyt levistä saatavat energiatuotteet, mutta leväbiomassasta voidaan jalostaa energiatuotteiden lisäksi myös muita orgaanisia molekyylejä. Lipi-dit, pigmentit, proteiinit ja hiilihydraatit ovat mahdollisia korkean lisäarvon tuotteita. Myös kalanrehua ja kasviravinteita sisältäviä lannoitteita voidaan tuottaa. Korkean lisäarvon tuotteiden valmistaminen vaatii yleensä levien geneettistä modifioimista. Yhteenvetona voidaan todeta, että levän teollinen kasvatus Suomessa on teknisesti mahdollista kun se yhdistetään jätevesien hyötykäyttöön ja kun käytetään olemassa olevaa infrastruktuuria. Sisätilat ja keinovalo ovat tarpeelliset kaikissa tarkastelluissa vaihtoehdoissa. Levän kasvatuksen taloudellinen kannattavuus jää ratkaistavaksi.Large-scale cultivation of algae in Finnish conditions is challenging. Seasonal variation in weather conditions in terms of light and temperature invites to select closed photobioreactors for algal culti-vation. Furthermore, the photobioreactors need to be placed indoors. Artificial illumination is need-ed because sunlight is not sufficient for year-round cultivation in Finland. Methods of cultivation, harvesting and dewatering will be discussed. Algae can be cultivated in wastewaters for purification, for uptake and recycling of nutrients, and for production of algal biomass. Wastewaters from municipalities, industries and agriculture can potentially be utilized. The most important factor in wastewaters is their nutrient content. One possible place for growing algae is in recirculating aquaculture, where algae can potentially be used to remove ammonium. Cultivation of algae in greenhouses in combination with plants might allow utilization of light energy that is currently wasted at the corridors. Algae might also be applied in underground tunnels (for example in landfills) that have a constant temperature and in which wastewater is available. However, artificial illumination is the only available light source. Combination of algal cultivation with existing industries offers the possibility to combine wastewater purification with production of lipids, biogas and fertilizers from the algal biomass, fol-lowing the biorefinery concept. Pulp and paper industry produce excess heat, carbon dioxide and wastewater, all of which can be utilized for growing algae. Unfortunately, industrial wastewaters may not have enough nutrients, and therefore it might be necessary to add some of the nutrients or to combine industrial and municipal wastewaters. Biodiesel, bioethanol and biogas are the most commonly discussed energy products but several non-energy products can also be obtained from algal biomass. Microalgal lipids, pigments, proteins and carbohydrates are potential high value non-energy products. Fish feed and fertilizers may also be produced. Production of high-value compounds usually requires genetic modification of the algae. In conclusion, industrial algal cultivation in Finland is technically possible when combined with the use of wastewaters and with the exploitation of existing infrastructure. Use of indoor spaces and artificial light is necessary for all options. The economic feasibility of algal cultivation remains to be elucidated.201

Do logging residue piles trigger extra decomposition of soil organic matter?

Logging residue piles have been suggested to markedly increase the decomposition of the underlying peat soil leading to large carbon dioxide emissions. We aimed at scrutinizing this postulate with straightforward decomposition (mass loss) measurements. For the purpose, authentic soil organic matter (humus and peat) was incubated in mesh bags under piles and at control plots. The effect of piles was assumed to result from physical (shading and insulation on soil surface) and chemical-biological (leaching of nutrients and fresh organic matter) sources. To distinguish between the two, artificial piles of inorganic matter were established to mimic the bare physical effects. Enhancement of decomposition in the soil under the real and artificial piles was assessed by measuring the mass loss of cellulose strips. Logging residue piles had clear physical effects on soil: temperatures were lowered and their diurnal variation subdued, and relative humidity at the soil surface was higher. The effect on soil moisture was also evident, but more variable, including both decreases and increases. These effects, mimicked by the artificial piles, decreased rather than increased cellulose mass loss. As the real piles, on the other hand, increased mass loss, we conclude that logging residue piles may enhance decomposition in soil due to chemical-biological mechanisms. Also the results on humus and peat mass loss indicate that piles can both increase and decrease decomposition. Consistent, remarkable increase in mass loss was not observed. Thus, our results do not support the postulate of logging residue piles dramatically increasing decomposition of soil organic matter. Rather, they hint that the effect of logging residue piles on soil is an interplay of physical and chemical-biological effects and carbon transport via roots and fungi. To fully understand and quantify these effects, vertical C fluxes between piles and soil and horizontal C fluxes within soil need to be assessed in addition to decomposition in soil and piles.Peer reviewe

Metsäojitetun suon ilmastovaikutukset

Peer reviewe

The dependence of net soil CO2 emissions on water table depth in boreal peatlands drained for forestry

The aim of this study was to build regression models between mean water table depth (WTD, cm) and net soil CO2 emissions (g m(-2) year(-1)) using data from boreal peatlands drained for forestry. We found that net soil CO2 emissions increased linearly with increasing WTD to depths of approximately 60 cm. The regression equations differed between nutrient rich (n = 33) and nutrient poor (n = 39) study sites: net soil CO2 emissions = -115 + 12 x WTD (nutrient rich); net soil CO2 emissions = -259 + 6 x WTD (nutrient poor). These regressions can be used to estimate changes in CO2 emissions associated with changes in forest management practices.Peer reviewe

Alarm system for insect migration using weather radars

The pilot system for forecasting insect migrations to next two days will be operated during May and June 2008. Forecasts are concentrating on two major pests; namely diamond-back moth and bird cherry aphid. Five to ten pilot users will get automatic SMS warning messages and are able to study the situation more thoroughly via specific web pages. The pilot users report to the study team about their findings and the usefulness of the service. The validity of the service will be tested using field traps

Bioenergian tuotannon ja käytön työtapaturmat : Riskit ja ennakointi

Bioenergia kattaa Suomessa noin neljänneksen koko valtakunnan energiankulutuksesta ja se edustaa lähes 90 % uusiutuvista energialähteistä. Metsähakkeen käyttö on tarkoitus kaksinkertaistaa eli nostaa se noin 13 miljoonaan kuutiometriin vuoteen 2020 mennessä. Vuonna 2014 metsähakkeen kokonaiskäyttö oli 8,2 miljoonaa kuutiometriä, kasvua oli tapahtunut noin 2,1 miljoonaa kuutiometriä vuoteen 2009 verrattuna. Suomessa kuluu vuosittain noin 3,4 miljardia € sairauspoissaoloihin ja 0,5 miljardia € työtapaturmiin. Varovaisten arvioiden mukaan työtapaturmien välilliset kustannukset ovat noin 1,5-2 miljardia € (kokonaiskustannukset ovat siis yhteensä 2-2,5 miljardia €). Karkean arvion mukaan metsätalouden työtapaturmien välittömät kustannukset ovat noin 3 miljoonaa € ja välilliset kustannukset 9-12 miljoonaa €. Maatalouden vastaavat kustannukset ovat noin 3,5 miljoonaa € ja 10,5-14 miljoonaa €. Jokainen työtapaturma ja kulunut euro on tarpeeton. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, minkälaisia työtapaturmia bioenergian, erityisesti puhtaiden metsä- ja peltobiomassojen sekä niiden jalosteiden, tuotannossa ja käytössä sattuu. Tärkeää tämä on siksi, että bioenergian merkittävästä käytön lisäämisestä seuraa toimialalle hankalasti ennakoitavia muutoksia, kuten pellettien varastointiin liittyvät vaarat ovat aiemmin osoittaneet. Bioenergialla ei ole omaa toimialaluokitusta, minkä vuoksi työtapaturmatietoja ei voida hakea helposti tapaturmatilastoista. Tätä haastetta lähestyttiin eri näkökulmista. Yhtenä tuloksena laadittiinkin lista bioenergia-alan toimijoiden osalta huomioitavista potentiaalisista toimialoista. Toisessa listassa huomioitiin lisäksi myös muita uusiutuvia energialähteitä. Lisäksi selvitettiin, miten tapaturmatietokantoja voitaisiin kehittää. Bioenergian tuotannon ja käytön työtapaturmatilanteen helppo seuranta edesauttaisi torjuntatoimenpiteiden suunnittelua ja niiden kohdentamista oikeisiin keskeisiin tuotanto- ja käyttöprosessien ongelmakohtiin. Hankkeen edetessä laadittiin ja tarkennettiin monia määritelmiä sekä rajauksia. Esimerkiksi alkuperäisestä nimestä poiketen (Bioenergian tuotannon ja käytön työtapaturmat) raportissa käsitellään käytännössä biopolttoaineiden tuotantoa ja käyttöä. Tutkimuksesta saatiin joitakin viitteitä nykyisestä kotimaisten biopolttoaineiden tuotanto-/käyttötekniikoiden turvallisuustilanteesta. Kerätyn tiedon pohjalta listattiin riskejä ja torjuntatoimenpiteitä toimijoiden hyödynnettäväksi, jotta he voivat tuottaa/käyttää biopolttoaineita turvallisesti ilman terveysvaaroja. Biopolttoaineista etenkin pelletteihin liittyvä häkämyrkytysvaara torjutaan parhaiten varastojen/siilojen oikeanlaisella rakentamisella, sama pätee biopolttoaineiden holvaantumistaipumukseen. Hakkeen ja polttopuun tekemisessä auttaa työtehtävien toteutuksen hyvä suunnittelu ja tehtävien harkittu toteutus. Alalla tulee kiinnittää huomiota muun muassa hyvään riskinarviointiin, viestintään ja turvalliseen toimintaan niin kunkin toimijan omalta osalta kuin myös läpi alihankintaketjujen ja muiden toimijoiden kesken. Edellä mainittu on tärkeä asia myös alalle tyypillisen yksintyöskentelyn vuoksi

Ojituksen vaikutus maaperän kasvihuonekaasupäästöihin

Peer reviewe

Lannoituksen pitkäaikaisvaikutukset vähäravinteisten ja ravinne-epätasapainoisten metsäojitusalueiden kasvihuonekaasupäästöihin

201

Työympäristöriskien hallinta tienvarsihaketuksessa

Bioenergian käyttö on voimakkaasti lisääntymässä Suomessa ja samalla alan työntekijämäärät kasvavat. Tämän vuoksi on tärkeää selvittää työntekijöiden työturvallisuus bioenergian tuotantoketjussa. Tässä raportissa kerrotaan työympäristöriskeistä ja niiden hallintakeinoista metsätähteiden tienvarsihaketuksessa