Puulajin, puun tuoreuden ja sijoitussyvyyden vaikutus biofilmin muodostumiseen vesiympäristössä

Abstract

Metsäbiomassan lisääntyvä käyttö voi lisätä ravinteiden ja humusaineiden aiheuttamaa vesistökuormitusta. Puuaineksen lisäämistä vesimuodostumiin on ehdotettu luonnonmukaisena, mahdollisesti kustannustehokkaana ja pitkälti huoltovapaana biologisena valumavesien puhdistusmenetelmänä. Vesimuodostumiin lisätyn puun pinnalle kasvaa biofilmiä, joka sitoo ravinteita. Pro gradun tavoitteena oli selvittää, vaikuttavatko biofilmin muodostumiseen puuaineksen pinnalle vesiympäristössä puulaji (koivu, kuusi ja mänty), puun tuoreus (tuore ja vuosi sitten kaadettu) ja sijoitussyvyys (lähellä pintaa, 50 cm syvyydellä vedenpinnasta). Kokeellinen tutkimus suoritettiin ojitetun Pyydyssuon laskeutusaltaalla Joutsassa touko–syyskuussa 2019. Puun pinnoilla kasvavan biofilmin a-klorofyllin biomassaa mitattiin kuukauden välein BenthoTorch-fluorometrillä. Viimeisellä mittauskerralla puista otettiin raaputusnäytteet koko biofilmin tuhkattoman biomassan määrittämiseksi. Suurin biofilmin (a-klorofylli ja tuhkaton) biomassa muodostui kuuseen ja pienin koivuun. Tutkimuksessa käytettyjen puulajien tuoreudella, ei ollut merkittäviä vaikutuksia biofilmin muodostumiseen. Biofilmin (a-klorofylli ja tuhkaton) biomassa oli lähellä pintaa suurempi kuin 50 cm syvyydellä vedenpinnasta. Biologisen vesiensuojelumenetelmän täytäntöönpanon kannalta puroihin, ojiin ja laskeutusaltaisiin sijoitetun puun kaarnan rakenne tulisi olla karkea (tutkimuksessa kuusi ja mänty) ja sijoitussyvyys lähellä pintaa, mutta puiden tuoreusasteella ei ole vaikutusta biofilmin muodostumiseen.

Increased use of forest biomass can increase the loading of nutrients and humic substances to waterbodies. Adding wood to water bodies might serve as a natural, cost-effective and largely maintenance-free biological treatment method for the purification of forestry water runoff. Biofilm grows on the wood added into water bodies and presumably binds nutrients. The aim of the Master´s thesis is to determine whether formation of nutrient binding biofilm on wood surface in aquatic environment depends on the tree species (birch, spruce and pine), freshness of the tree (fresh and a year ago cut tree) and the placement depth (below surface, 50 cm below surface). An experimental study was conducted in the sedimentation pond at the Pyydyssuo Joutsa, between May and September 2019. The biomass of the algae growing on the surfaces was measured monthly, using a BenthoTorch fluorometer. Scratching samples were also taken on the last measurement day to determine the ash free dry mass (AFDM) of the entire biofilm. During the experiment, most biofilm (chl-a and AFDM) was formed on spruce and least on birch. The freshness of wood material used, did not have significant effects on biofilm formation. The biofilm (chl-a and AFDM) was below the surface greater than 50 cm. For the implementation of the biological water treatment method, bark structure of wood should be coarser (spruce and pine) and the tree placement depth below the surface where it is brighter. Tree freshness does not affect biofilm formation.