Browsing by Subject "kalium"

Hiilineutraalin yhteiskuntamme tavoite on sitoa hiiltä yhtä paljon kuin tuotamme hiilidioksidia. Samaan aikaan maatalouden tulisi tuottaa ruokaa kasvavalle ihmisväestölle maapallon kantokyvyn rajoissa ja siinä on avainasemassa viljavuudeltaan heikentyneiden maiden parantaminen. Nurmet toimivat tärkeänä ekosysteemipalveluna sitoen hiiltä ja typpeä maaperään sekä parantaen maan kasvukuntoa. Biohiiltä tutkitaan potentiaalisena maanparannusaineena peltoviljelyssä sekä ilmastonmuutosta ehkäisevänä maaperän hiilensitojana. Se on kuivatislauksessa eli pyrolyysissä syntyvä orgaaninen, kiinteä lopputuote, joka peltomaahan levitettynä pysyy maassa satoja tai tuhansia vuosia. Ei kuitenkaan vielä tiedetä tarkkaan kuinka biohiili vaikuttaa peltomaassa, sillä pitkäaikaiskokeita biohiilen pitkän ajan jälkivaikutuksista ei ole toistaiseksi julkaistu. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää neljä ja viisi vuotta sitten levitetyn biohiilen sekä biohiilen ja lannoitekäsittelyiden yhdysvaikutusta maaperän kosteus-, hiili- ja ravinnepitoisuuksiin Etelä-Suomen olosuhteissa. Lisäksi tutkittiin niiden vaikutusta puna-apila-timoteinurmen kasvilajisuhteisiin ja sadontuottokykyyn. Biohiilikoepelto sijaitsi Helsingin yliopiston opetus- ja tutkimustilalla Helsingissä, Viikissä. Osaruutukoe oli perustettu keväällä 2010, jolloin kuusi-mäntyhakkeesta kuivatislattu biohiili oli levitetty maahan. Pääruudut olivat biohiilitaso 0 t/ha, 5 t/ha ja 10 t/ha. Osaruudut olivat lannoitustaso osuutena suositusten mukaisesta lannoitusmäärästä. Lannoitteena käytettiin puutarhan PK 3-5-20. Kasvukaudella 2014 kalium oli porrastettu tasolle 100 %, 75 % ja 50 %. Keväällä 2015 kaikki ravinteet annettiin kolmena eri tasona 100 %, 65 % ja 30 %. Neljä ja viisi vuotta sitten levitetty biohiili nosti maaperän hiilipitoisuutta ja laski johtolukua. Joinakin mittauskertoina biohiili pidätti kosteutta pintamaassa kuivana aikana ja tasasi maaperän kosteusolosuhteita. Biohiilellä ei ollut vaikutuksia nurmen satoon. Myöskään biohiilellä ja lannoitekäsittelyillä ei ollut yhdysvaikutusta satoon. Suurin lannoitekäsittely nosti nurmen satoa kasvukaudella 2015. Suositeltavaa on edelleen tutkia biohiilen pitkäaikaisvaikutuksia peltomaahan ja sadontuottoon, sillä vanhasta, monia vuosia sitten levitetystä biohiilestä ei ole julkaistuja tutkimuksia. Biohiiltä on oletettavasti turvallista käyttää pohjoisissa olosuhteissa hiilensidontaan torjumaan ilmastonmuutosta.

Suomessa liukkaudentorjunnassa yleisimmin käytettävä natriumkloridi edistää autojen ja tierakenteiden korroosiota ja on haitallinen ympäristölle muun muassa likaamalla pohjavesiä. Teiden reunoille rakennettavista suojauksista huolimatta paras keino vähentää natriumkloridin aiheuttamia riskejä ympäristölle olisi sen käytön voimakas vähentäminen. Näin ei voida kuitenkaan tehdä, koska teiden tulee olla lain mukaan liikenteen tarvetta tyydyttävässä kunnossa, joten natriumkloridille on voimakas tarve löytää haitattomampi vaihtoehto. Tutkimuksen tavoitteena oli MIDAS-projektiin liittyen selvittää vaihtoehtoisena liukkaudentorjunta-aineena testattavan kaliumformiaatin kaliumin maaperävaikutuksia valtatie 13:ta varrella Kauriansalmen pohjavesialueella Suomenniemen kunnassa alueelta noudetuista maannosprofiileista tehtävien kemiallisten analyysien avulla. Lisäksi tavoitteena oli laboratoriokokeen avulla alustavasti tarkastella kaliumformiaatin vaikutusta pohjavedensuojauksissa käytettävän natriumbentoniitin ja natriumaktivoidun kalsiumbentoniitin paisumisominaisuuksiin. Kaliumformiaatin kaksi talvikautta kestänyt käyttö Kauriansalmen pohjavesialueella näkyi selvästi maannosprofiileissa kaliumpitoisuuksien kohoamisena ja kationinvaihtopaikkojen ionijakauman muuttumisena kaliumvaltaisemmaksi. Muutokset olivat selvimmin nähtävissä 6 - 10 metrin säteellä tiestä ja jopa puolen metrin syvyydellä asti. Tämä kertoo kaliumformiaatin kaliumin nopeasta kulkeutumisesta maaprofiilissa alaspäin. Alueella oli havaittavissa myös pH-arvojen selvä kohoaminen. Kaliumformiaatin osuutta tähän ei kuitenkaan voitu eritellä, koska alueella aikaisemmin liukkaudentorjunnassa käytetty natriumkloridi vaikuttaa edelleen alueen maaperässä. Kaliumformiaatin kaliumilla ei havaittu silmämääräisesti olevan vaikutusta alueen kasvilllisuuteen. Myöskään muiden määritettyjen kationien (Ca, Mg ja Na) pitoisuuksissa ei havaittu huolestuttavia muutoksia. Kaliumformiaatilla havaittiin olevan selvä negatiivinen vaikutus natriumbentoniitin ja natriumaktivoidun kalsiumbentoniitin paisumisominaisuuksiin. Tämä johtui suurimmaksi osin kaliumionin vaikutuksesta, koska formiaatti-ionin vaikutus oli erittäin vähäinen. Tästä huolimatta kaliumformiaatin todellisia vaikutuksia bentoniittia sisältäviin pohjavedensuojauksiin on mahdotonta sanoa ilman lisätutkimuksia, koska maaperän muiden kationien laadulla ja määrällä sekä muilla maaperän ominaisuuksilla on todennäköisesti kalium-ioneja suurempi vaikutus suojauksien toimivuuteen.