Väitös: Typen paikallinen kierrätys jätevesistä sähkön avulla parantaisi maatalouden huoltovarmuutta

Typpilannoitteiden käyttö maanviljelyssä mahdollistaa ruoantuotannon maapallon kasvavalle väestölle. Lannoitteena käytettävää ammoniakkityppeä alettiin tuottaa ilmakehän typpikaasusta teollisesti hiukan yli sata vuotta sitten. Teollinen lannoitetuotanto mullisti maanviljelyn tehokkuuden ja on arvioitu, että ilman typpilannoitteita maapallolla pystyttäisiin tuottamaan ruokaa vain noin puolelle nykyisestä ihmiskunnasta.
Maapallon ilmakehästä suurin osa on typpikaasua eikä sitä näin ollen pidetä rajallisena luonnonvarana.Typpikaasun muuntaminen ammoniakkitypeksi on kuitenkin riippuvaista fossiilisten polttoaineiden, pääasiassa maakaasun, käytöstä. Tästä johtuen typpilannoitteiden tuotanto aiheuttaa myös noin yhden prosentin maapallon vuotuisista hiilidioksidipäästöistä. Lannoitetuotannon energiankulutuksen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi jo tuotettua ammoniakkityppeä pitäisi kierrättää entistä tehokkaammin.
Lannoitteena käytetystä ammoniakkitypestä jopa 30 % päätyy kunnallisiin jätevesiin, mistä se voitaisiin ottaa talteen sähkökemiallisella käsittelyllä. Veera Koskue tutki väitöskirjassaan typen talteenottoa jätevesistä sekä sähkökemiallisesti että bakteerien avulla tuotetulla sähköllä.
– Laboratoriomittakaavan kokeissa saadut tulokset olivat erittäin lupaavia. Bakteerien avulla saatiin talteen yli puolet tutkitun jäteveden sisältämästä typestä, kun taas puhtaasti sähkökemiallisissa kokeissa talteenottotehokkuus nousi parhaimmillaan lähes 90 %:iin. Toisaalta sähkökemiallinen menetelmä ilman biologista katalyyttiä kulutti enemmän sähköenergiaa. Korkeampi energiankulutus kuitenkin mahdollisti lääkeaineiden poiston jätevesistä samanaikaisesti, Koskue kertoo.
Lannoitteiden kotimaisuusaste korkeammalle ammoniakkitypen kierrätyksellä
Sen lisäksi, että typen kierrättäminen on hyväksi ympäristölle, se voi lähitulevaisuudessa osoittautua myös taloudellisesti kannattavaksi vaihtoehdoksi. Veera Koskue osoitti väitöstutkimuksessaan, että typen sähkökemiallinen talteenotto vähensi ilmastusenergian ja kemikaalilisäysten tarvetta jätevedenpuhdistuksen muissa osaprosesseissa.
Samaan aikaan typpilannoitteiden hinnoissa on viime vuosina nähty rajua nousua, mikä on johtunut pitkälti maakaasun kallistumisesta. Lannoitteiden hinnat ovat myös riippuvaisia maailmanpoliittisesta tilanteesta, minkä erityisesti Venäjän hyökkäys Ukrainaan on karulla tavalla osoittanut.
– Tällä hetkellä typpilannoitteiden pääraaka-ainetta ammoniakkia ei valmisteta Suomessa lainkaan, vaan suurin osa tarvittavasta ammoniakista on tullut Suomeen Venäjältä. Viimeaikaiset poliittiset kehityskulut ovat nostaneet hintoja ja aiheuttaneet epävarmuutta lannoitteiden saatavuuteen liittyen. Ammoniakkitypen kierrättäminen paikallisesti lisäisi omavaraisuutta lannoitetuotannon suhteen, Veera Koskue toteaa.
Veera Koskue on kotoisin Hämeenlinnan Lammilta. Hän on jatkanut sähkökemiaan liittyvää tutkimusta Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa ja pyrkii parhaillaan löytämään keinoja poistaa kalojen kiertovesiviljelyssä esiintyviä makuvirheyhdisteitä kestävällä tavalla.
Diplomi-insinööri Veera Koskuen ympäristötekniikan alaan kuuluva väitöskirja Nitrogen recovery from digested sewage sludge reject waters using (bio)electroconcentration tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 29.07.2022 kello 12:15 Hervannan kampuksella, Festia-rakennuksen salissa FA032 Pieni Sali 1 (Korkeakoulunkatu 8, 33720 Tampere). Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Dr. Yifeng Zhang Tanskan teknillisestä yliopistosta (Technical University of Denmark, DTU). Kustoksena toimii Tenure track -professori Marika Kokko Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Veera Koskue
veera.koskue@tuni.fi
Kuvat

Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Tampereen yliopistoon valittiin lähes 3700 uutta opiskelijaa1.7.2025 10:55:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston suomenkielisiin koulutuksiin on valittu yhteensä lähes 3700 uutta opiskelijaa yhteishaun, avoimen väylän haun ja siirtohaun kautta. Hakijamäärä ja hyväksyttyjen määrä kasvoivat edellisvuodesta. Tampereen yliopisto oli Suomen toiseksi suosituin yliopisto ensisijaisten hakemusten perusteella.
Rasvan kantasolut muistavat lihavuuden – kyky hillitä tulehduksia palautuu vasta vuosien päästä painonpudotuksesta25.6.2025 08:45:00 EEST | Tiedote
Lääketieteellisiin syihin perustuvassa painonpudotuksessa huomio kiinnittyy usein sen positiivisiin terveysvaikutuksiin. Uusin tutkimus kuitenkin osoittaa, että lihavuuden aiheuttamasta yleisestä tulehdustilasta palautuminen voi kestää vuosia.
290 000 viestiä vihapuheesta – tutkimus selvitti, millaista on keskustelu vihapuheesta somessa24.6.2025 09:15:00 EEST | Tiedote
Tutkijat ovat julkaisseet ensimmäisen vihapuhetta metatasolla käsittelevän, laajaan keskusteluaineistoon pohjautuvan tutkimusartikkelin. Tutkimuksen mukaan vihapuheen käsitteen avulla käydään kamppailua tiedosta, totuudesta ja yhteiskunnallisista valta-asetelmista. Keskusteluissa vihapuhetta normalisoitiin ja oikeutettiin samalla väheksyen sen vaikutuksia sekä yhteiskuntaan että vihapuheen kohteisiin.
Väitös: Koulun keskustelukulttuuri ja sosiaalinen pääoma vahvistavat ruotsinkielisten nuorten luottamusta poliittisiin kykyihinsä19.6.2025 10:21:48 EEST | Tiedote
Valtiotieteen maisteri Venla Hannuksela selvittää väitöskirjassaan, miksi ruotsinkieliseen vähemmistöön kuuluvat suomalaisnuoret luottavat kykyihinsä ymmärtää politiikkaa ja vaikuttaa siihen enemmän kuin suomenkieliset nuoret. Tutkimus tunnistaa kaksi selitystä: ruotsinkielisten koulujen avoimemman poliittisen keskusteluilmapiirin ja ruotsinkielisten vahvemman sosiaalisen yhteisön. Vaikka vähemmistöasema osaltaan selittää ruotsinkielisten tilannetta, koulujen poliittiseen keskusteluun ja nuorten yksinäisyyden torjumiseen panostamalla voidaan vahvistaa kaikkien nuorten poliittisen osallistumisen edellytyksiä.
Doktorsavhandling: Skolans diskussionskultur och socialt kapital stärker svenskspråkiga ungdomars förtroende för sin politiska förmåga19.6.2025 10:20:10 EEST | Tiedote
Politices magister Venla Hannuksela undersöker i sin doktorsavhandling varför finländska ungdomar som tillhör den svenskspråkiga minoriteten har större tilltro till sin förmåga att förstå och påverka politik än finskspråkiga ungdomar. Forskningen identifierar två förklaringar: ett öppnare politiskt diskussionsklimat i svenskspråkiga skolor och starkare sociala gemenskaper bland svenskspråkiga. Även om minoritetsstatus delvis förklarar situationen för svenskspråkiga ungdomar, kan satsningar på politiska diskussioner i skolor och på att motverka ungas ensamhet stärka alla ungdomars möjligheter till politiskt deltagande.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme