Browsing by Subject "typpi"

In this study, the goal was to determine which nutrient, phosphorus or nitrogen, limits the phytoplankton growth at the Vanajavesi freshwater site. The aims were to detect spatial and temporal changes and find out if the wastewater treatment plant (hereafter, WWTP) located by the study site affects the nutrient concentrations and the limiting nutrient. The reliability of determining limiting nutrient by bioassays and measuring the phytoplankton response to different treatments as fluorescence was also evaluated. The study was conducted because knowledge of nutrient limitation is essential when allocating resources to reduce nutrient loading and planning other remediation practices in eutrophicated waterbodies. According to the EU Water Framework Directive, all waterbodies in the EU must be in a good ecological status by the year 2027. This goal is yet to be achieved in Vanajavesi; the ecological status of the river Vanajanreitti is poor and that of lake Vanajanselkä is moderate. The samples for bioassays were taken from five different locations. Three sampling sites were in the river and two by the lake. Based on the direction which the water flows, one of the sampling sites was before the outlet from the WWTP and the rest after it. The bioassays were carried out with the water and natural phytoplankton community taken from the study site. The experiment was conducted five times: in November, March, May, July and August. The temperature and light conditions in the incubation room were set to mimic those in Vanajavesi at each given time. Part of the preparations was to filter out the zooplankton using 50 μm plankton net. There were four different treatments: control without nutrient additions, nitrogen addition, phosphorus addition and nitrogen and phosphorus additions. Fluorescence from the 2 litre incubation bottles was measured every 1-3 days during each experiment. Chlorophyll a was determined in laboratory before and after the experiments. Nutrient concentrations were also determined before each experiment. Small seasonal and temporal changes were observed in the nutrient concentrations and the limiting nutrient. These changes were most likely due to changing seasons, effluent from the WWTP and denitrification at lake Vanajanselkä. Phosphorus limited phytoplankton growth year around at all places. At the end of the summer also nitrogen was limiting. In July co-limitation was detected in all sampling sites. In situations of co-limitation there was either no secondary limiting nutrient, or it was phosphorus. Only once, in August at the sampling point before the outlet from the WWTP, was the secondary limiting nutrient nitrogen. On average the nutrient concentrations were higher in the river than in the lake. Chlorophyll a concentrations and some nutrient concentrations were higher after the WWTP. However, no significant negative impact due to WWTP could be detected, especially at lake Vanajanselkä and the WWTP did not result in a change from phosphorus limitation to nitrogen limitation. Bioassays and the phytoplankton yield measured with a fluorometer was a reliable way of determining the limiting nutrient. Chlorophyll a concentrations verified the fluorescence results. The probe used in this study measured only the fluorescence of chlorophyll a. Even more accurate result of the phytoplankton biomass would have been obtained with a probe that measures also the fluorescence of phycocyanin, the photosynthetic pigment in cyanobacteria, because cyanobacteria has less chlorophyll a than other phytoplankton groups. As Vanajavesi is phosphorus limited or co-limited by phosphorus and nitrogen year around, reductions in phosphorus loading will likely improve the water quality. The main source of phosphorus to Vanajavesi is the nutrient loading from agricultural practises on the drainage basin. Efficient management of this diffuse loading will cause the phytoplankton biomass, especially the biomass of harmful cyanobacteria, to decrease. Nitrogen-fixing cyanobacteria is not dependent on the nitrogen concentrations in the water column, but the concentration of phosphorus. Significantly reducing the phosphorus loading is a prerequisite for the Vanajanreitti and Vanajavesi to be in a good ecological status by the year 2027.

Maaperän fysikaaliset, kemialliset ja biologiset ominaisuudet tarjoavat lukuisia ekosysteemipalveluja, joista erityisesti haitallisten yhdisteiden, mukaan lukien hiilidioksidin, sidonta on saanut paljon huomiota ilmastonmuutosta hillitsevän potentiaalinsa tähden. Orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden varastointi on tärkeää etenkin kaupungeissa, jotka kuuluvat suurimpiin kasvihuonekaasujen päästölähteisiin. Kaupunkien vihermaat kuuluvat tehokkaimpiin sitojiin runsaiden orgaanisen aineen varantojensa ansiosta, minkä lisäksi ne tuottavat useita muita paikallisia ekosysteemipalveluja sekä toimivat virkistysalueina. Vihermaat vähenevät kuitenkin jatkuvan rakentamisen vuoksi, kun niitä peitetään esimerkiksi asfaltilla ja mukulakivillä, minkä seurauksena myös pinnoitetun kaupunkimaaperän merkitystä on alettu tutkia. Selvitysten mukaan pinnoitettu maa on hiili- ja typpivarannoiltaan selkeästi pinnoittamattomia vihermaita niukempi, mikä johtuu fyysisen esteen rajoittavasta vaikutuksesta kaasujenvaihtoon ja veden läpäisyyn. Lisäksi hiilen (C) ja typen (N) sidonnassa ja ravinnekierrossa olennainen pintamaa poistetaan ja korvataan C:n ja N:n osalta niukemmalla rakennusmaalla. On tärkeää selvittää, kuinka nämä muutokset vaikuttavat kaupunkimaaperän kykyyn sitoa ilmakehän hiiltä ja haitallisia yhdisteitä ja ylläpitää ainekiertoja. Tutkimuksessani tarkastelin pinnoitetun kaupunkimaan ominaisuuksia Helsingissä, sillä Suomen kaltaisilla kylmillä alueilla tutkimukseen perustuvaa tietoa ei käytännössä ole. Tätä varten keräsin maanäytteen 11 katutyöojasta kahdelta eri syvyydeltä rakennusmaasta. Näytteistä mitattiin kokonaishiili ja –typpi, hiilen ja typen suhdeluku (C/N), orgaanisen aineen määrä, kosteusprosentti, pH, maahengitys ja tiheys (engl. bulk density). Vertailin maan ominaisuuksia syvyyksien, pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan sekä kylmien ja lämpimämpien alueiden välillä, minkä lisäksi laskin tulosten perusteella pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan C- ja N-varastot Helsingin keskustassa sekä pinnoitteen osuuden maa-alasta. Aikaisempien tutkimusten perusteella laadin 3 hypoteesia: 1) Pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet ovat selkeästi pienempiä pinnoittamattomaan maahan nähden. 2) Pinnoitetussa maassa C- ja N-pitoisuuksien erot kahden syvyyden välillä ovat tasaisemmat kuin pinnoittamattomassa maassa, sillä C- ja N-rikas pintamaa on vaihdettu niukempaan rakennusmaahan ja pinnoite estää karikkeen tuomaa C:tä ja N:ä kulkeutumasta ja keskittymästä pintamaahan. 3) Kylmillä alueilla pinnoitteen aiheuttama C- ja N-hävikki on suurempi kuin lämpimämmillä alueilla paksumman rakennusmaakerroksen vuoksi. Odotusten mukaisesti 1) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet olivat pienemmät kuin pinnoittamattomassa maassa, 2) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet pysyivät tasaisina eri syvyyksillä verrattuna pinnoittamattomaan maahan ja 3) Helsingin C- ja N-hävikki on suurempi verrattuna aiempiin tutkimustuloksiin lämpimämmistä maista. Kaikkien kolmen tarkastelukohdan tulokset ovat yhdistettävissä maanvaihdon ja pinnoituksen aiheuttamiin muutoksiin. Muidenkin muuttujien tulokset vastasivat kirjallisuuden luomia ennakkokäsityksiä. Helsingin C- ja N-varastot ovat myös huomattavasti pienentyneet pinnoitteen lisäännyttyä, mikä heikentää kaupungistuneiden alueiden ekosysteemipalvelupotentiaalia. Tulokset vahvistavat oletuksia pinnoitteen tuomista muutoksista maaperän sitomiskykyyn sekä yleisesti että verrattaessa kylmiä ja lämpimämpiä alueita keskenään.