Bioreaktoreissa veden puhdistusprosessi hyödyntää bakteereita. Bioreaktoreissa kalojen erittämä myrkyllinen ammoniakki muuttuu mikrobien avulla haitattomampaan nitraattiin nitrifikaatioprosessissa.

"Vaikka bioreaktorit suunnitellaan kalojen typpiyhdisteiden hajotusta varten, bioreaktoreiden bakteerien tärkeimmät toiminnot olivat hiilihydraattien, aminohappojen ja rasvojen hajotus. Bioreaktoreiden vaikutus kokonaisuudessaan vedenlaatuun on siten paljon monimuotoisempi mitä aiemmin on ajateltu. Monipuolinen ja stabiili bakteeriyhteisö voi ylläpitää hyvää vedenlaatua, ei pelkästään typpiyhdisteiden määrässä, vaan myös muussa orgaanisen aineen määrässä", kertoo Jani Pulkkinen.

Erityyppiset bioreaktorit voivat siepata vedestä kiintoaineita tai vaikuttaa kaasujen tasapainoon mutta eri bioreaktoreilla on myös erilainen nitrifikaatiotehokkuus eli kuinka nopeasti ammoniakki saadaan muutettua nitraatiksi.

”Bioreaktoreiden mitoitus ja tyypin valinta tulisi tehdä koko vedenkäsittelyjärjestelmän ominaisuudet huomioiden”, Pulkkinen sanoo.

Bioreaktoreiden biologinen ja mekaaninen kiintoaineen poistokyky voi kompensoida muun vedenkäsittelyjärjestelmän ominaisuuksia. Optimoimalla koko vedenkäsittelyjärjestelmä luodaan kalojen hyvinvoinnin ja kasvun kannalta paras mahdollinen vedenlaatu, joka mahdollistaa kustannustehokkaan ja ympäristöystävällisen kalankasvatuksen.

Väitöstutkimus koostui neljästä osajulkaisusta, joissa käytettiin moderneja molekyylimikrobiologian menetelmiä. Kaikki tutkimukset tehtiin Luonnonvarakeskuksen (Luke) Laukaan kiertovesikasvatuksen kokeilu- ja oppimisympäristössä.

Väitöskirjatyötä ovat rahoittaneet Luke, Euroopan unioni sekä maa- ja metsätalousministeriö Euroopan meri- ja kalatalousrahastosta.

Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten sarjassa JYU Dissertations 242, Jyväskylä 2020, ISSN 2489-9003, ISBN 978-951-39-8197-6 (PDF). Julkaisu on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-8197-6

Jani Pulkkinen kirjoitti ylioppilaaksi Siilinjärven lukiosta 2004 ja valmistui maisteriksi Jyväskylän yliopistosta 2012 pääaineenaan akvaattiset tieteet. Pulkkinen on työskennellyt Etelä-Savon ELY-keskuksessa vuosina 2012–2014 hydrobiologina ja ympäristösuunnittelijana. Vuodesta 2014 Pulkkinen on työskennellyt sisävesien kalankasvatuksen tutkimuksen ja kehityksen parissa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksessa ja siitä edelleen fuusioituneessa Luonnonvarakeskuksessa. Pulkkinen on ollut Jyväskylän yliopiston tohtorikoulutettavana vuodesta 2017.

Lisätiedot:
Tutkija Jani Pulkkinen, jani.t.pulkkinen@luke.fi, +358295323297

FM Jani Pulkkisen akvaattisten tieteiden väitöskirjan Microbiology of biological filters in recirculating aquaculture systems tarkastustilaisuus on 11.9.2020 kello 12 alkaen. Vastaväittäjänä on professori Ingrid Bakke (Norwegian University of Science and Technology, Norja) ja kustoksena professori Jouni Taskinen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata väitöstilaisuutta suorana verkkovälitteisesti ja tallenteena tilaisuuden jälkeen. Linkki Zoom-webinaariin (suositellaan Zoom-sovellusta tai Google Chrome selainta): https://r.jyu.fi/dissertation-pulkkinen-110920 (sama linkki ohjaa Moniviestimen tallenteeseen tilaisuuden jälkeen).