Kahden lajin kasvatuksen vaikutus mikrolevien kykyyn poistaa ravinteita kalojen kiertovesikasvatuksen jätevedestä

Abstract

Mikroleviä voidaan käyttää useissa sovelluksissa, kuten biopolttoaineiden ja lisäravinteiden raaka-aineena, väriaineiden tuottajina, sekä vedenpuhdistuksessa. Veden puhdistaminen vaatii leviltä kyllin nopeaa ravinteiden ottoa vedestä ja mielellään kykyä sietää häiriöitä vedenlaadussa. Eräs tapa tehdä levistä parempia jäteveden käsittelijöitä on monilajikasvatus, jonka on todettu parantavan leväviljelmien häiriönsietokykyä. Tässä työssä tutkin mikrolevien kykyä poistaa ravinteita kiertovesiviljelmän jätevedestä. Aiemman tutkimustiedon perusteella odotin yhtä levää sisältävien viljelmien sitovan vähemmän ravinteita vedestä kuin vastaavan monilajisen viljelmän. Esikokeiden perusteella valitsin tutkimukseeni viherleviin kuuluvat Selenastrum sp. ja Monoraphidium griffithii -mikrolevät. Tein yhteensä kolme koetta, joista ensimmäisessä levät kasvoivat elatusliuoksessa (WC), toisessa levät kasvoivat RAS-jätevedessä (WW), ja kolmannessa puolet levistä kasvoi WC- ja puolet WW-liuoksessa. Levien yksin tai yhdessä viljelyllä ei ollut vaikutusta nitraattitypen määrään kokeen lopussa. Levien tilavuus kasvatuksen kokonaistilavuudesta muuttui osassa kokeista, kun leviä kasvatettiin yhdessä. Monilajikasvatuksella oli vaikutusta levien tiheyteen ja kasvatusliuoksen fosfaattifosforin määrään kokeen lopussa. Fosfaattifosforia oli vähemmän monilajikasvatuksessa kuin yksin kasvatetussa Selenastrum sp. -levässä. Monilajikasvatus voi siis vaikuttaa mikrolevien ravinteidenottoon, kasvatusten tiheyteen ja solujen tilavuuteen.

Industrially grown algae has found many new uses, ranging from coloring agents, such as astaxanthin, to biofuel. Algae may also be used to clean wastewater from nutrients. Previous studies suggest that algal polyculture can increase algal productivity and resilience against environmental disturbances. In my MSc thesis, I examined if using two algae species makes nutrient uptake from recirculating aquaculture system (RAS) wastewater more efficient than using algal monocultures. Based on preliminary results I chose two green microalgae species to be used in my experiments: Selenastrum sp. and Monoraphidium griffithii. In first experiment, I grew 12 cultures of algae for seven days in artificial growth medium. In the second and third experiments, I grew another two batches of 12 cultures for ten days each. In second experiment I used RAS wastewater (WW) and in the third experiment I grew six cultures in WC and other six in WW. There was no difference between duoculturing or monoculturing when it comes to the amount of nitrates at the end of the experiments. Duoculturing seems to have an effect on biovolume. Statistically significant results were observed between algae density and which culture (mono- or duoculture) was used. At the end of second experiment, where duoculture removed statistically significantly more phosphorus from WW than Selenastrum sp. monoculture. This result suggest that duoculturing does, indeed affect nutrient uptake of microalgae as well as density and biovolume.