Tuhka metsätien rakennusaineena ja metsänlannoitteena – tieto ympäristövaikutuksista lisää vastuullisuutta

Tuhkan soveltuvuus metsäalueen lannoittamiseen tai maanrakennuskäyttöön kuten tie-, katu-, ja kenttärakenteisiin riippuu tuhkan laadusta, johon vaikuttavat tuhkan polttoprosessi ja alkuperä.

Erityisesti puun ja turpeen poltosta syntyvä tuhka soveltuu metsäalueiden lannoittamiseen. Valtaosa lannoituskäyttöön soveltuvista tuhkista päätyy kuitenkin erilaisiin maarakennuskohteisiin. Tuhkan
ohjautumista hyötykäyttöön on pyritty tukemaan esimerkiksi valtioneuvoston asetuksella eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa (MARA-asetus). MARA-asetus luo tuhkalle raja-arvot, jotka sen on täytettävä, jotta uusiokäyttö ei ole riski ympäristölle. Tuhkan käyttöä metsälannoituksessa säätelee lannoitevalmistelainsäädäntö. Maa- ja metsätalousministeriön asetuksessa lannoitevalmisteista (24/11) määritellään muun muassa metsään levitettävän tuhkalannoitteen vähimmäisravinnepitoisuudet sekä haitallisten aineiden enimmäispitoisuudet.

Tuhkateiden ympäristövaikutusten seuranta

Vastuullista liiketoimintaa tuhkasta -hankkeessa on Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulussa seurattu rakennettujen tuhkateiden ympäristövaikutuksia. Seuratut tuhkatiet rakennettiin vuosina 2017–2018 sekä 2020 ja niissä käytetty tuhka ei täyttänyt kaikkien raja-arvojen osalta MARA-asetuksen vaatimuksia. Vuosina 2020– 2021 seurantakohteista otettiin vuosittain vesinäytteitä keväällä, kesällä ja syksyllä sekä maaperänäytteitä kerran vuodessa. Samaisista kohteista käytiin 2–4 viikon välein mittaamassa pintaveden pH ja sähkönjohtavuus.

Vesinäytteet otettiin tietyistä näytepisteistä laskuojista ja tien tarkastuskaivosta. Sekä vesi- että maaperänäytteet lähetettiin ulkopuoliseen laboratorioon analysoitavaksi. Näytteistä määritettiin pH ja sähkönjohtavuus sekä sulfaatti-, kloridi-, fluoridi- ja metallipitoisuudet.

2–4 viikon välein toteutetut pH:n ja sähkönjohtavuuden mittaukset tehtiin seurantakohteiden oja- ja tarkastuskaivovesistä näytteenottopisteistä. Näissä mittauksissa havaittiin mittaustulosten vaihtelua, joihin todennäköisesti eniten vaikuttaa ympäristössä liikkeellä olevan veden määrä. Myös laboratoriotuloksissa on nähtävissä samansuuntaisia vaihteluja sekä pitoisuuksien nousua tuhkatien perustamisen jälkeen. Seuranta- aikamme kohteilla on ollut lyhyt. Oletettavaa onkin, että tasot normalisoituvat ajan myötä. Kuitenkin jo näinkin lyhyen tarkastelujakson aikana oli havaittavissa pH:n ja sähkönjohtavuustasojen nousun jälkeinen tasaantuminen.

Tuhkatiestöjen kunto on säilynyt hyvänä. Routavaurioita ei talven jälkeen ole ollut havaittavissa ja tien kantavuus kelirikkoaikanakin oli hyvä. Tiestön rakentaminen vaatii ammattitaitoa, myös rakentamisajankohta ja -olosuhteet vaikuttavat tien kestävyyteen.

Tuhkalla lannoitettujen metsäalueiden seurantaa

Hankkeessa seurattiin kahta eri metsäkohdetta. Ensimmäinen seurantakohde oli lannoitettu vuonna 2017. Kohteessa oli kaksi koealaa, joista toinen oli mäntyvaltaista nuorta kasvatusmetsikköä puolukkaturvekankaalla (Ptkg) ja toinen kuusivaltaista kasvatusmetsikköä tuoreella kankaalla (MT). Kohteilla oli käytetty turvemaille sopivaa tuhkalannoitetta.

Toinen kohde oli varputurvekankaalla (Vatkg I) sijaitseva männikkö, joka koostui taimikkovaiheessa olevasta puustosta ja nuoresta kasvatusmetsiköstä. Lannoitus tehtiin lentolevityksenä kesällä 2020 ja lannoitteena käytettiin tuhkalannoitetta. Lannoitetuilta metsäalueilta otettiin vesi- ja maaperänäytteiden lisäksi neulas-, marja- ja varpunäytteitä.

Ensimmäisellä lannoituskohteella vertailtiin lannoittamattoman ja lannoitetun alueen eroja. Tuhkalla lannoitetulla alueella saavutettiin neulasanalyysien perusteella hieman suurempi kokonaistypen nousu verrattuna lannoittamattomaan alueeseen. Suurin muutos neulasnäytteissä tapahtui boorin määrässä, joka kolminkertaistui lähtötasosta puolukkaturvekankaalla. Erot lannoitetun ja lannoittamattoman alueen välillä olivat kuitenkin varsin pieniä. Tämä johtunee siitä, että ajanjakso, jolla alueita tarkastelimme, oli lyhyt. Luultavasti vaikutukset tulevat näkymään paremmin vasta tulevaisuudessa, sillä tuhka lisää puustonkasvua jopa 40 vuotta.

Toisessa metsänlannoituskohteessa varputurvekankaalla tuhkalannoitus vaikutti selkeämmin taimikkovaiheessa olevaan metsään kuin nuoreen kasvatusmetsään. Maaperänäytteiden perusteella taimikossa oli tapahtunut ravinteiden pitoisuuksien nousua vuoden 2020 ja 2021 välillä erityisesti kaliumissa, kalsiumissa, magnesiumissa ja boorissa. Nuoressa kasvatusmetsässä ainoastaan boorin määrässä tapahtui selkeämpää muutosta pitoisuuden kohotessa. Oletettavaa on, että näissäkin kohteissa lannoituksen vaikutukset tulevat näkyviin vasta myöhemmässä vaiheessa. Runsastyppisyydestä johtuva kaliumin ja fosforin puute turvekankailla rajoittavat puuston kasvua, joka selittää sen, miksi lannoituksen vaikutus tällä toisella lannoituskohteella on kivennäismaata merkittävämpi.

Kyseisillä alueilla ei havaittu normaalista poikkeavia pH:n tai sähkönjohtavuuden muutoksia pintaveden kenttämittauksissa tai laboratorioanalyyseissä. Myöskään marja- ja varpunäytteiden analysoinneissa ei tuloksissa ollut merkittävää eroa tuhkalannoituksen jälkeen.

Kaikilla lannoitetuilla alueilla kokeiltiin vielä multispektrikuvausta droonin avulla. Multispektrikuvista prosessoitiin kasvillisuusindeksit, joista yritettiin havainnoida, näkyisikö lannoituksen vaikutus kuvissa. Toistaiseksi kuvista ei ole saatu luotettavia havaintoja. Jo normaalikuvaus droonilla yläilmoista antaa kuitenkin paremman kokonaiskuvan kohteesta, maaston muodoista ja puustosta.

Tietoisuutta tuhkan hyötykäytöstä lisättävä

Vastuullista liiketoimintaa tuhkasta -hankkeessa lämpö- ja voimalaitosten eri tuhkajakeet pyritään saamaan hyötykäyttöön kustannustehokkaasti siten, että tuhkasta saadaan paras mahdollinen lisäarvo ja kaatopaikalle menevä tuhkan määrä minimoituu. Hankkeen tavoitteena on lisätä tuhkan hyötykäyttöä metsälannoitteena ja metsätien rakennusaineena sekä edistää liiketoimintaa tuhkaa tuottavien ja hyödyntävien yritysten välillä. Tavoitteena on myös luoda mahdollisuuksia uudelle vastuulliselle yritystoiminnalle tuhkan hyötykäytössä.

Hankkeen aikana on luotu esimerkiksi Tuhka osana kestävää liiketoimintaa -opas ja laskuri, jolla voidaan arvioida tuhkamäärän tarvetta tien rakennusaineena. Tämän lisäksi on kehitetty yhteistyössä Motiva Oy:n kanssa tuhkan luokitteluominaisuuksia Materiaalitori.fi-palveluun. Tämä paikkatietopalvelu helpottaa jätteiden ja sivuvirtojen tuottajien ja hyödyntäjien kohtaamista. Lisää tietoa hankkeesta ja sen tuloksista kerrotaan hankkeen loppuseminaarissa 18.11.2021.