Väitös: Kohti jätevesihuollon kiertotaloutta: ravinteiden talteenoton ja kierrätyksen edistäminen jätevesien syntypaikkaerottelulla – ympäristövaikutukset, hyödyt ja haitat

Tiedote 9.6.2022 klo 8.57
Suvi_Lehtoranta
Ruuantuotannossa tarvittavien ravinteiden saatavuus on tärkeää turvata. Jätevesissä piilee hyödyntämätöntä potentiaalia, jota ei ole enää varaa hukata, sanoo Suvi Lehtoranta.

Uuden väitöstutkimuksen mukaan jätevesien erottelu syntypaikoillaan tehostaisi merkittävästi jätevesien sisältämien ravinteiden talteenottoa. Samalla jätevesien käsittelyn ilmastovaikutukset pienenisivät. Kotitalouksien käymälävesien ravinteilla voitaisiin korvata yli 20 prosenttia Suomessa käytetyistä mineraalifosforilannoitteista ja noin 15 prosenttia mineraalityppilannoitteista. SYKEn tutkija Suvi Lehtoranta väittelee Helsingin yliopistossa perjantaina 17. kesäkuuta.

Venäjän hyökkäyssota on nostanut mineraalilannoitteiden hintoja entisestään ja myös vaikeuttanut lannoitteiden saatavuutta. ”Ruuantuotannossa tarvittavien ravinteiden saatavuus on tärkeää turvata. Jätevesissä piilee hyödyntämätöntä potentiaalia, jota ei ole enää varaa hukata”, arvioi Suvi Lehtoranta.

Jätevedenpuhdistamoilta kiertoon päätyy vain murto-osa puhdistamoille päätyvästä typestä, ja puhdistamoilla käytössä oleva menetelmä saostaa fosforin muotoon, joka heikentää fosforin käyttökelpoisuutta kasveille.

Lehtoranta on väitöstyössään tutkinut kaupunkien ja haja-asutusalueiden jätevesien syntypaikkaerottelua ja arvioinut tehostuneen ravinteiden talteenoton ja kierrätyksen elinkaarisia ympäristövaikutuksia.

Typpeä voitaisiin saada talteen paljon nykyistä enemmän

Typpi on ruuantuotannossa kriittinen ravinne. Kasvit tarvitsevat sitä kasvuunsa ja etenkin valkuaisaineiden muodostamiseen. Suomen maatalous on typen osalta pääasiassa Venäjän tuonnin varassa.

”Jos kotitalouksien ravinnerikkaat käymälävedet eroteltaisiin muista jätevesistä, voitaisiin erityisesti typen talteenottoa tehostaa huomattavasti”, arvioi Suvi Lehtoranta.

Ravinteiden talteenoton tehokkuus riippuu esimerkiksi siitä, miten jätevesijärjestelmä on suunniteltu. Kaupungeissa jätevesien erottelu mahdollistaisi vähintään kymmenkertaisen typen talteenoton nykytilaan verrattuna. Haja-asutusalueella jätevesien erottelu toisi vielä suuremman muutoksen: Typen talteenotto voisi olla yli 30 kertaa nykyistä tehokkaampaa.

Fosforinkin talteenotto voisi jätevesien erottelulla parantua haja-asutusalueilla 3–5-kertaiseksi nykytilaan verrattuna. Kaupungeissa talteen otetun fosforin määrä ei huomattavasti muuttuisi, mutta fosfori saataisiin kiertoon kasveille käyttökelpoisemmassa muodossa.

Haitalliset ympäristövaikutukset pienenisivät

Tutkimuksen mukaan, kotitalouksien jätevesien syntypaikkaerottelu vähentäisi kaupunkialueiden jätevedenkäsittelyn ilmastovaikutukset arviolta noin puoleen nykyisestä. Haja-asutusalueen jätevesienkäsittelyn ilmastovaikutukset pysyisivät nykytasolla.

Jos talteen otetuilla ravinteilla ja lietteestä tuotetulla energialla korvattaisiin mineraalilannoitteita ja fossiilisia polttoaineita, ilmastohyödyt olisivat vieläkin suuremmat.

Jätevesien syntypaikkaerottelu vähentäisi myös vesistöjen rehevöitymistä, etenkin haja-asutusalueella. Ravinteiden varastoinnista ja hyödyntämisestä aiheutuvat happamoittavat päästöt voivat kuitenkin kasvaa. Happamoittavia päästöjä voitaisiin vähentää prosessoimalla talteen otetut ravinteet lannoitetuotteiksi.

Jätevesien syntypaikkaerottelu vähentäisi myös ravinteisiin esimerkiksi kaatopaikoilta ja teollisuudesta päätyviä haitta-aineita. ”Jätevesien ravinteiden maatalouskäyttö edellyttää, että ravinteet ovat turvallisia myös ympäristölle. Jätevesien syntypaikkaerottelu mahdollistaisi haitta-aineiden paremman hallinnan. Ravinteiden turvallinen maatalouskäyttö saattaa siitä huolimatta edellyttää talteen otettujen ravinteiden jatkoprosessointia”, kuvailee Suvi Lehtoranta.

Syntypaikkaerottelu vaatisi suuria muutoksia infrastruktuuriin

Nykyinen jätevesihuolto on kehitetty ihmisten terveyden ja vesistöjen tilan suojelemiseksi. Jätevedenkäsittely perustuu ravinteiden ja orgaanisten aineiden poistoon, ei niiden talteenottoon.

”Jätevesien syntypaikkaerottelu edistäisi jätevedenkäsittelyn kiertotaloutta ja vahvistaisi ravinteiden huoltovarmuutta. Erottelun käyttöönotto vaatisi kuitenkin huomattavia muutoksia infrastruktuuriin. Talteen otetut ravinteet pitäisi myös voida hyödyntää esimerkiksi maataloudessa tai teollisuudessa”, arvioi Suvi Lehtoranta.

”Uusilla asuinalueilla ja vanhoja asuinalueita saneerattaessa jätevesien erottelu on kuitenkin varteenotettava vaihtoehto.”

Muualla Euroopassa, esimerkiksi Ruotsissa ja Hollannissa, erottelevia järjestelmiä on jo käytössä, ja kaupunkikehityskohteisiin niitä rakennetaan kiihtyvällä tahdilla. Myös haja-asutusalueilla jätevesien syntypaikkaerottelu on paikoin jo käytössä. ”Jätevesien erottelu voisi olla tulevaisuudessa arkipäivää Suomessakin. Tekniset ratkaisut ovat jo olemassa”, sanoo Lehtoranta.

Lisätietoa

Suvi Lehtoranta, FM, erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus SYKE
etunimi.sukunimi@syke.fi, puh +358 295 251 362

Suvi Lehtoranta väittelee perjantaina 17.6.2022 klo 12.00 Helsingin yliopiston maa- ja metsätaloustieteellisessä tiedekunnassa. Väitös on suomeksi.

Osoite: Raisio-Sali (ls B2), Metsätieteiden talo, Latokartanonkaari 7, Helsinki. Tilaisuutta voi seurata myös videon välityksellä. (Helsingin yliopiston etätapahtumat

Väitöskirja:
Towards circular economy in wastewater management – Environmental impacts, benefits and drawbacks of improved nutrient recovery and recycling by source separation (Kohti jätevesihuollon kiertotaloutta: ravinteiden talteenoton ja kierrätyksen edistäminen jätevesien syntypaikkaerottelulla – ympäristövaikutukset, hyödyt ja haitat) (helda.helsinki.fi)