Kompostin kypsyystestit. Menetelmäohjeet · 2015-03-18 · analysis, as well as about several...
Transcript of Kompostin kypsyystestit. Menetelmäohjeet · 2015-03-18 · analysis, as well as about several...
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
VTT TIEDOTTEITA RESEARCH NOTES 2351
Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet
Merja Itaumlvaara Minna Vikman amp Anu Kapanen VTT
Olli Venelampi amp Arja Vuorinen Evira
ISBN 9513868133 (nid) ISSN 12350605 (nid) ISBN 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) ISSN 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) Copyright copy VTT 2006
JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER
VTT Vuorimiehentie 3 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 4374
VTT Bergsmansvaumlgen 3 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 4374
VTT Technical Research Centre of Finland Vuorimiehentie 3 POBox 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax + 358 20 722 4374
VTT Tietotie 2 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 1000
VTT Datavaumlgen 2 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland Tietotie 2 PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax +358 20 722 1000
Toimitus Maini Manninen Valopaino Oy Helsinki 2006
3
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 s Avainsanat compost stability maturity
Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja komposti-laitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia menetelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyys-testit ovat yksinkertaisia ja helposti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlr-rystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattu-na tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualus-taksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa mate-riaalia
Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml use-ampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioi-daan miten pitkaumllle komposti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko ha-joamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysy-vaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aiheuttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoavat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos
Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyyteen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuiten-kin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmauml-ohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttaumlmaumlaumln kypsyyden totea-mista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaaviksi Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiin-nostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa
Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kom-postin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa
4
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 p
Keywords compost stability maturity
Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions
Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions
The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested
We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
VTT TIEDOTTEITA RESEARCH NOTES 2351
Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet
Merja Itaumlvaara Minna Vikman amp Anu Kapanen VTT
Olli Venelampi amp Arja Vuorinen Evira
ISBN 9513868133 (nid) ISSN 12350605 (nid) ISBN 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) ISSN 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) Copyright copy VTT 2006
JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER
VTT Vuorimiehentie 3 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 4374
VTT Bergsmansvaumlgen 3 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 4374
VTT Technical Research Centre of Finland Vuorimiehentie 3 POBox 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax + 358 20 722 4374
VTT Tietotie 2 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 1000
VTT Datavaumlgen 2 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland Tietotie 2 PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax +358 20 722 1000
Toimitus Maini Manninen Valopaino Oy Helsinki 2006
3
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 s Avainsanat compost stability maturity
Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja komposti-laitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia menetelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyys-testit ovat yksinkertaisia ja helposti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlr-rystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattu-na tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualus-taksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa mate-riaalia
Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml use-ampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioi-daan miten pitkaumllle komposti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko ha-joamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysy-vaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aiheuttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoavat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos
Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyyteen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuiten-kin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmauml-ohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttaumlmaumlaumln kypsyyden totea-mista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaaviksi Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiin-nostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa
Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kom-postin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa
4
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 p
Keywords compost stability maturity
Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions
Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions
The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested
We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
ISBN 9513868133 (nid) ISSN 12350605 (nid) ISBN 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) ISSN 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp) Copyright copy VTT 2006
JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER
VTT Vuorimiehentie 3 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 4374
VTT Bergsmansvaumlgen 3 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 4374
VTT Technical Research Centre of Finland Vuorimiehentie 3 POBox 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax + 358 20 722 4374
VTT Tietotie 2 PL 1000 02044 VTT puh vaihde 020 722 111 faksi 020 722 1000
VTT Datavaumlgen 2 PB 1000 02044 VTT tel vaumlxel 020 722 111 fax 020 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland Tietotie 2 PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland phone internat +358 20 722 111 fax +358 20 722 1000
Toimitus Maini Manninen Valopaino Oy Helsinki 2006
3
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 s Avainsanat compost stability maturity
Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja komposti-laitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia menetelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyys-testit ovat yksinkertaisia ja helposti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlr-rystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattu-na tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualus-taksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa mate-riaalia
Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml use-ampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioi-daan miten pitkaumllle komposti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko ha-joamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysy-vaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aiheuttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoavat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos
Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyyteen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuiten-kin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmauml-ohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttaumlmaumlaumln kypsyyden totea-mista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaaviksi Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiin-nostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa
Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kom-postin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa
4
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 p
Keywords compost stability maturity
Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions
Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions
The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested
We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
3
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 s Avainsanat compost stability maturity
Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja komposti-laitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia menetelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyys-testit ovat yksinkertaisia ja helposti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlr-rystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattu-na tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualus-taksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa mate-riaalia
Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml use-ampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioi-daan miten pitkaumllle komposti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko ha-joamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysy-vaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aiheuttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoavat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos
Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyyteen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuiten-kin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmauml-ohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttaumlmaumlaumln kypsyyden totea-mista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaaviksi Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiin-nostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa
Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kom-postin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa
4
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 p
Keywords compost stability maturity
Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions
Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions
The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested
We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
4
Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Kompostin kypsyys-testit Menetelmaumlohjeet [Compost maturity Method book] Espoo 2006 VTT Tiedotteita Research Notes 2351 38 p
Keywords compost stability maturity
Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions
Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions
The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested
We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
5
Esipuhe Orgaanisen aineksen kaumlsittely kompostoimalla ja maumldaumlttaumlmaumlllauml on lisaumlaumlntynyt Suomessa Samalla syntyvien tuotteiden kaumlyttouml maanparannusaineena ja kasvualustojen raaka-aineena on yleistynyt Myoumls lainsaumlaumldaumlnnoumlssauml on kiinnitetty kasvavaa huomiota naumliden tuotteiden valmistuksen ja kaumlytoumln vaatimuksiin niin EU-tasolla kuin kansallisesti Hei-naumlkuussa 2006 voimaan astuneessa lannoitevalmistelaissa (5392006) on maumlaumlraumltty mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoiteval-misteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely
Taumlmaumln kehityksen seurauksena tuotteiden prosessoinnin ja laadun tarkkailuun soveltu-vien menetelmien tarve on lisaumlaumlntynyt Taumlhaumln tarpeeseen vastaamaan kaumlynnistettiin pro-jekti Kompostin kypsyystestit laitosten omaseurantaan ja valvontalaboratorioiden kaumlyt-toumloumln (MMM-paumlaumltoumls Dnro 36195012002 projekti 310103) Projektin tavoitteena oli tuoda VTTssauml tehdyn monivuotisen tyoumln tulokset kompostin kypsyydestauml tuottajien ja valvonnan kaumlyttoumloumln
Projektin rahoittajina toimivat Kasvintuotannon tarkastuskeskus (nykyisin Elintarvike-turvallisuusvirasto Evira) ja maa- ja metsaumltalousministeriouml Projektin ohjausryhmaumlssauml olivat maa- ja metsaumltalousministerioumln ympaumlristoumlministerioumln Kasvintuotannon tarkas-tuskeskuksen Jaumltelaitosyhdistyksen Vesi- ja viemaumlrilaitosyhdistyksen ja Viherympaumlris-toumlliiton edustajat
Otaniemessauml elokuussa 2006 Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu Kapanen Olli Venelampi amp Arja Vuorinen
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
6
Sisaumlllysluettelo
Tiivistelmauml3
Abstract4
Esipuhe 5
1 Johdanto 7
2 Kompostin kypsyyden arviointi10 21 Stabiilisuustestit11 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus 12 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden
arvioinnissa14
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit 16 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys16 32 Kuiva-ainepitoisuus17 33 Tuhkapitoisuus 18 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys 19 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde 21
4 Stabiilisuustestit 25 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten25 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti25 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-
testi 27 44 Rottegrad-testi 28 45 Solvita-testi29
5 Toksisuustestit 31 51 FytoksisuusKasvitesti31 52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti 34
Kirjallisuutta 37
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
7
1 Johdanto
Orgaanisen aineen hajoaminen on kompostoinnin alkuvaiheessa erittaumlin nopeaa johtuen helposti saatavilla olevista ravinteista joita mikrobit voivat hyoumldyntaumlauml energianlaumlhtee-naumlaumln Kompostin kuumeneminen johtuu juuri mikrobien tuottamasta laumlmpoumlenergiasta Helposti hajotettavat komponentit hajoavat biojaumltteessauml nopeasti ja vaikeasti hajoavat kuten selluloosa ja ligniini vasta prosessin loppuvaiheessa Ravinteiden saatavuuden vaumlhentyessauml myoumls mikrobien aktiivisuus vaumlhenee ja taumlmauml voidaan todeta kompostin jaumlaumlhtymisenauml Kompostoituminen jatkuu kuitenkin pitkaumlaumln ja kompostin hajoamisen tasaantumisvaihetta kutsutaan stabiloitumiseksi Orgaanisen aineen hajoamiseen liittyy useita kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita joita seuraamalla voidaan saada tietoa kom-postoinnin etenemisestauml (Kuva 1)
kuituaineiden selluloosan ja hemiselluloosan hajoaminen
- helposti hajoava orgaaninen aines hajoaa- muodostuu happoja pH laskee- fytotoksisia yhdisteitauml muodostuu
- proteiinien hajoaminen- vapautuu ammoniakkia- pH nousee
TERMOFIILIVAIHE
STABILOITUMINEN
fytotoksiset yhdisteet haumlviaumlvaumlt
humusligniini
jaumllkikypsymisvaihe
CO2 NH3
O2
laumlmpoumltila
MESOFIILIVAIHE
aika
Kuva 1 Kompostointiprosessin eri vaiheet
Mikrobien kiivaan hajotustoiminnan tuloksena muodostuu runsaasti hiilidioksidia joka vapautuu kompostin ilmatilaan ja on mitattavissa sieltauml eraumlaumlnauml prosessin toimivuuden parametrina Myoumls hapenkulutus on voimakasta ja riittaumlvaumln hapen saatavuuden turvaa-minen onkin merkittaumlvauml tekijauml hyvaumllaatuisen kompostin tuottamisessa
Kompostoinnin etenemistauml voidaan seurata myoumls mittaamalla typpiyhdisteissauml ja pHssa tapahtuvia muutoksia Alkuvaiheessa kompostin pH voi laskea hieman mutta nousee kompostin kypsyessauml vaumllille pH 78 Kompostoinnin edetessauml ammoniumtyppi hapettuu
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
8
nitrifikaatiobakteerien avulla kasveille kaumlyttoumlkelpoiseen muotoon nitraateiksi vaikkakin laumlmpoumlhuipun aikana osa typestauml voi haihtua ilmaan ammoniakkina
Kompostin kypsyys koostuu useasta tekijaumlstauml Stabiilisuus on osa kypsyyttauml mutta ei yksin riitauml kattamaan koko maumlaumlritelmaumlauml Stabiili komposti on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidioksidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet huomattavasti Voimakas hiilidioksidintuotto on merkki mikrobiologisesta toiminnasta Jos kasvien kasvualusta valmistetaan kompostista jossa mikrobiaktiivisuus on hyvin voimakasta kasvit kaumlrsivaumlt hapenpuutteesta Epaumlstabiilissa kompostissa kasvit voivat myoumls kaumlrsiauml ravinteiden puut-teesta koska ravinteet sitoutuvat mikrobibiomassaan eivaumltkauml vapaudu kasvien kaumlyttoumloumln
Kompostointiprosessia voidaan hoitaa monella eri tavalla ja raaka-aineiden koostumuk-sen ja rakenteen lisaumlksi kompostoitumiseen vaikuttaa prosessin hallinta Harvoin kaumlaumln-netyssauml ja huonosti ilmastetussa kompostissa voi muodostua kasveille myrkyllisiauml kemial-lisia yhdisteitauml kuten haihtuvia rasvahappoja Haitalliset yhdisteet saadaan hajoamaan prosessin hallinnan avulla kuten kaumlaumlntoumljauml ja ilmastusta lisaumlaumlmaumlllauml Kompostin huono rakenne joka voi aiheutua liian pienijakeisen tukiaineen kaumlytoumlstauml tai vaumlaumlraumlstauml seossuh-teesta voi olla osasyy huonoon prosessoitumiseen ja kasveille myrkyllisten yhdisteiden muodostumiseen Stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmisen lisaumlksi on siis taumlrkeaumlauml tutkia kompostin hapettomuutta joko maumlaumlrittaumlmaumlllauml haihtuvien rasvahappojen maumlaumlrauml tai pH joka laskee hapettomassa kompostissa hyvin matalalle
Kompostin kypsyyden arvioimiseksi ei voida hyoumldyntaumlauml vain yhtauml testimenetelmaumlauml vaan kypsyyden maumlaumlrittaumlmiseen tarvitaan useita menetelmiauml Vaikka kypsyyden testi-menetelmaumlt ovat sinaumlnsauml yksinkertaisia ja helppoja suorittaa vaatii tulosten analysointi asiantuntemusta ja kompostointiprosessin ymmaumlrtaumlmistauml
Orgaanisten haitta-aineiden aiheuttama toksisuus tulisi erottua testeissauml vaikutuksista jotka aiheutuvat epaumlkypsaumlstauml kompostista Jos on syytauml epaumlillauml ettauml jaumltteet sisaumlltaumlvaumlt orgaanisia haitta-aineita olisi suositeltavaa tehdauml ekotoksisuustutkimuksia jotka ilmai-sevat myrkyllisyyden elaumlimille kasveille ja mikrobeille Kemialliset analyysit ovat taumlr-keitauml ja niillauml voidaan tutkia erilaisten haitta-aineiden pitoisuuksia kompostissa Aina ei kuitenkaan tiedetauml mitauml haitta-aineita komposti sisaumlltaumlauml ja kemikaalien hajoamistuotteet voivat olla alkuperaumlisiauml haitta-aineita myrkyllisempiauml Ekotoksisuustestien etuna on ettauml niillauml voidaan todeta myoumls usean eri komponentin yhteisvaikutus joka voi olla suurempi kuin yksittaumlisten komponenttien vaikutus testiorganismiin (Kapanen ja Itaumlvaara 1998) Haitta-aineita joita on loumlydetty huomattavia maumlaumlriauml komposteista ovat esimerkiksi fta-laatit polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) ja alkyylifenolit (Itaumlvaara ym 2000)
Suomessa kompostin kaumlyttoumlauml lannoitevalmisteena saumlaumltelevaumlt lannoitevalmisteita koske-vat kansalliset ja EU-saumlaumldoumlkset Maanparannusaineena kaumlytetyille komposteille on ase-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
9
tettu vaatimuksia liittyen niiden kypsyyteen raskasmetallipitoisuuksiin ja hygieenisyy-teen Maanparannusaineena kaumlytetyn kompostin tulee saumlaumldoumlsten mukaan olla niin kyp-saumlauml ettei se sisaumlllauml haitallisia maumlaumlriauml kasveille myrkyllisiauml aineenvaihduntatuotteita
Uusi lannoitevalmistelaki 5392006 on astunut voimaan 172006 Laissa maumlaumlraumltaumlaumln mm toiminnanharjoittajille omavalvonnan jaumlrjestaumlmisvelvollisuus ja orgaanisia lannoi-tevalmisteita valmistaville laitoksille laitoshyvaumlksyntaumlmenettely Laki lisaumlauml toiminnan-harjoittajan vastuuta tuotantoon kohdistuvasta valvonnasta ja siirtaumlauml viranomaisten suo-rittamaa valvontaa valmistuksen valvonnasta markkinoilla tapahtuvaan ja kaumlytoumln val-vontaan MMMn asetuksessa lannoitevalmisteista tullaan esittaumlmaumlaumln myoumls vaatimuksia tuotteiden kypsyydelle ja stabiilisuudelle
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
10
2 Kompostin kypsyyden arviointi
Kompostin kypsyyden arvioinnissa on otettava huomioon useita tekijoumlitauml jotka voivat johtaa virheellisiin johtopaumlaumltoumlksiin Esimerkiksi taumlysin raaka komposti voidaan tulkita kypsaumlksi jos kompostin mikrobiologinen toiminta ja orgaanisen aineen hajoaminen on hidastunut tai pysaumlhtynyt kompostin kuivumisen tiivistymisen jatai hapettomuuden vuoksi Tiivis komposti ja paha haju viittaavat hapettomaan hajoamiseen jatai raakaan kompostimassaan
Erilaisten kompostin kypsyysmenetelmien soveltuvuuteen vaikuttaa myoumls arviointi-tilanne Laitosten omavalvonnassa tunnetaan prosessiolosuhteet ja niiden vaikutus voi-daan ja tulee huomioida arviointitilanteessa Laitoksilla saatuja tuloksia ja tehtyjauml ha-vaintoja voidaan verrata myoumls tunnettuun normaalitilanteeseen mikauml helpottaa arvioin-nin tekemistauml Viranomaisten tekemaumlssauml valvonnassa prosessiolosuhteita ja arvioitavan tuotteen tavanomaisia ominaisuuksia ei tunneta Taumlmauml lisaumlauml menetelmien laaja-alaisuuteen ja naumlytteiden esikaumlsittelyyn kohdistuvia vaatimuksia
Kuvassa 2 esitetaumlaumln ne keskeiset kysymykset jotka tulisi esittaumlauml naumlytettauml tutkittaessa sekauml menetelmaumlt jotka vastaavat kysymyksiin
HYLKAumlAuml
Ei
Kyllauml
Ei
ONKO KOMPOSTI STABIILI1) Mikrobiaktiivisuus testausOnko kosteus oikealla tasolla O2 CO2 laumlmpoumltila (Rottegrad)2) Kemiallinen testausorgaaninen hiili CN suhde NH4NO3 suhde
KOMPOSTOINTIPROSESSI
ONKO KOMPOSTI HAITALLISTA KASVEILLE JATAI MAAPERAumlN ORGANISMEILLEMikrobitestitKasvitestitMaaperaumlelioumlt
KAumlYTTOumlVALMIS STABIILI JA HYVAumlLAATUINEN KOMPOSTI
bull Lisaumlauml tukiaineitabull Lisaumlauml ilmastustabull Jatka kompostointia
Toksisuutta havaittavissakemialliset analyysit
Jatkakompostointia
Kyllauml
Ei
Aiheutuuko toksisuus luonnollisistahajoamistuotteistaAnalysoi pH NH3 johtokyky haihtuvat rasvahapot
Kyllauml
Kuva 2 Kompostin kypsyystestipatteriston menetelmien hyoumldyntaumlminen tulosten arvioinnissa
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
11
Taulukossa 1 esitetaumlaumln kypsaumln kompostin raja-arvot taumlssauml ohjekirjassa kuvatuille kyp-syystesteille
Taulukko 1 Kompostin kypsyyden arviointimenetelmien raja-arvoja
Menetelmauml Mitattava suure Tulkinta ja raja-arvot
CO2-tuotto CO2-tuotto 24 tunnissa ja 37 degCn laumlmpouml-tilassa
CO2 tuotto vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle 2 mg CO2ndashCg VS24 h = kypsauml komposti
NO3-NNH4-N Vesiliukoisen NO3n ja NH4n maumlaumlrauml komposti-massassa
Ammoniumin maumlaumlrauml pienenee ja nitraatin maumlaumlrauml kasvaa kompostin kypsyessauml Kun NO3-NNH4-N gt 1 komposti on kypsaumlauml
Flash-valobakteeri-testi
Luminesenssin inhibitio
Toksisuus pienenee kompostin kypsyessauml kypsaumlssauml kompostissa ei toksisuutta 100 gl pitoisuudessa
Solvita CO2 ja ammoniakki neljaumlssauml tunnissa
Asteikko 1ndash8 1 ja 2 = raaka 3ndash6 = aktiivinen komposti 7 ja 8 = valmis komposti
Rottegrad Laumlmpoumltila Laumlmpoumltila laskee kompostin kypsyessauml Yli 60 degC = luokka I 50ndash60 degC = luokka II 40ndash50 degC = luokka III 30ndash40 degC = luokka IV ja 20ndash30 degC = luokka V Luokka I = raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
ASTM-hapenkulutustesti
Hapen kulutus Hapen kulutus vaumlhenee kompostin kypsyessauml Alle n 30 mg O2g VS 4 vrk = kypsauml komposti
VS = volatile solids haihtuvat kiintoaineet tuhkamaumlaumlrityksessauml
21 Stabiilisuustestit
Kompostin vesipitoisuus on tasapainotettava optimitasolle stabiilisuustestejauml varten Kompostin mikrobiologista aktiivisuutta kuvaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheel-lisen tuloksen jos komposti on liian kuivaa tai liian maumlrkaumlauml Vesipitoisuuden saumlaumltoumloumln soveltuu kohdassa 41 kuvattu yksinkertainen nyrkkitesti
Voimakkaasti kuivunut kompostimassa aktivoituu hyvin hitaasti ja taumlllaisessa tapauk-sessa on testiauml jatkettava kostutuksen jaumllkeen testin suosituksia kauemmin Veden imey-tyminen kuivaan kompostiin ja mikrobien aktivoituminen vie vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Hitaan aktivoitumisen voi hiilidioksidin tuottotestissauml havaita siitauml ettauml hiilidioksidin tuotto vuorokautta kohden on 48 tunnin testissauml korkeampi kuin 24 tunnissa
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
12
Kompostin vettymisestauml ja voimakkaasta kostumisesta voi aiheutua huokostilojen taumlyt-tyminen jolloin olosuhteet muodostuvat hapettomiksi Taumlllaisessa vaumllivaiheessa mikro-biologinen hajoaminen hidastuu merkittaumlvaumlsti jolloin stabiilisuustestin tuloksena voidaan saada kypsauml komposti vaikka hajoaminen on ainoastaan pysaumlhtynyt huonoista proses-sointiolosuhteista tai massan rakenteesta johtuen Matala pH on tyypillinen liian tiiviille ja vaumlhaumlhappiselle kompostille
Kosteuden lisaumlksi mikrobien aktiivisuuteen vaikuttaa voimakkaasti laumlmpoumltila Taumlstauml syystauml hiilidioksidin tuottoon tai hapen kulutukseen perustuvat testit tulee tehdauml vakio-laumlmpoumltilassa suojattuna suoralta auringonvalolta Testimenetelmille ilmoitetut raja-arvot paumltevaumlt ainoastaan menetelmaumlssauml maumlaumlraumltyssauml laumlmpoumltilassa
Kompostin hajoamisvaiheen eli stabiilisuuden maumlaumlrittaumlmiseen on useita testejauml joista taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu hiilidioksidintuottotesti ASTM-hapenkulutustesti Rottegrad-testi sekauml kaupallinen Solvita-testi Hajoamista kuvaa parhaiten hiilidioksidin tuotto koska muut menetelmaumlt ovat epaumlsuoria ja jaumlttaumlvaumlt enemmaumln tulkinnan varaa Mikaumlli hiilidioksidin tuotto on voimakasta (yli 24 mg CO2Cg VSvrk) komposti on vielauml hajoamisvaiheessa ja se luokitellaan raaaksi ASTM-hapenkulutustestissauml Solvi-ta- ja Rottegrad-testissauml on omat raja-arvonsa kompostin kypsyydellestabiilisuudelle
Koska mikrologista aktiivisuutta mittaavat stabiilisuustestit voivat antaa virheellisen tuloksen johtuen kompostin inaktivoitumisesta (esim kuivuminen) on taumlrkeaumlauml kaumlyttaumlauml muitakin menetelmiauml kypsyyden arvioimisessa Kompostin happamuus (pH on 45 vauml-lillauml) jo pitkaumlaumln prosessoidussa kompostissa voi kertoa olosuhteiden hapettomuudesta ja taumlllainen komposti voi antaa virheellisen tuloksen stabiilisuustestissauml Alhainen pH voi kuitenkin johtua myoumls siitauml ettauml kompostiin on seostettu esim turvetta
Kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu mikrobien toiminnan tuloksena nitraa-teiksi Nitraatin muodostuminen edellyttaumlauml hapellisia olosuhteita ja laumlmpoumltilan laskemista alle +45 degCn tasolle Kompostiuutteesta voidaan maumlaumlrittaumlauml nitraattiammoniumtypen suh-de nopealla liuskatestillauml tai analyyttisillauml menetelmillauml Kompostoitavassa jaumltteessauml oleva nitraatti hajoaa prosessin alkuvaiheessa ja raaassa kompostissa ei nitraattia merkittaumlvissauml maumlaumlrin esiinny Raja-arvona kypsaumllle kompostille on maumlaumlritetty nitraattiammoniumtypen suhde 1 ja sen yli menevaumlt arvot Kun nitraattiammoniumtypen suhde on 0510 on komposti kypsymisvaiheessa
22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
Kasvien kasvu (fytotoksisuustestit) on taumlrkeauml tekijauml arvioitaessa kompostin kypsyyttauml Taumlssauml menetelmaumloppaassa on kuvattu VTTllauml kaumlytoumlssauml oleva kasvitesti Fytotoksisuus-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
13
testit ovat erittaumlin vaikeasti tulkittavia koska eri kasvilajien herkkyys vaihtelee suuresti Liian herkkauml testikasvi voi antaa fytotoksisen vasteen jota ei todellisissa kaumlyttoumlolosuh-teissa mahdollisesti esiintyisi lainkaan Ravinteiden maumlaumlrauml ja korkea johtokyky voivat myoumls vaikuttaa ratkaisevasti testitulokseen
Vibrio fischeri -bakteerin valontuottoon perustuvassa Flash-testissauml voidaan maumlaumlrittaumlauml kompostin toksisuuttamyrkyllisyyttauml Tulosten arvioinnissa on huomioitava ettauml tulos voi johtua kompostin epaumlstabiilista tilasta tai orgaanisista haitta-aineista Jos toksinen vaste johtuu kompostin epaumlstabiilisuudesta voidaan kompostointia jatkaa ja taumllloumlin voi-daan vaumlhitellen saavuttaa stabiili lopputuote
Vaikka komposti olisi testien mukaan stabiilia se voi antaa ekotoksisen (Flash-testi) tai fytotoksisen (kasvitesti) vasteen testeissauml Tulos voi johtua myrkkyvaikutuksesta tai siitauml ettauml komposti on raakaa mutta hajoaminen on pysaumlhtynyt Toisaalta epaumlstabiilissa kompostissa kasvitesti voi antaa ei-fytotoksisen vasteen mutta jos kompostia saumlilyte-taumlaumln pitkaumlaumln ilmastamatta se muuttuu fytotoksiseksi Hapettomissa olosuhteissa muo-dostuu runsaasti erilaisia yhdisteitauml jotka ovat haitallisia kasveille kuten haihtuvia ras-vahappoja esim etikkahappoa Tulosten analysointia helpottaa useiden muiden ana-lyysitulosten tarkasteleminen (pH johtokyky nitraattiammoniumsuhde) Kasvitesteissauml havaitun myrkyllisyyden (eli toksisuuden) on todettu korreloivan valontuoton eston kanssa Flash-testissauml (Kuva 3)
Kuva 3 Kompostinaumlytteiden aiheuttaman retiisin kasvunestymisen korrelaatio bakteerin valontuoton estoon Flash-testissauml Inhibitio (esto-) tarkoittaa valobakteerin tuotta-man valon vaumlhenemistauml myrkyllisyyden vaikutuksesta Flash-testin mittauksessa on kaumly-tetty 30 sekunnin altistusaikaa (Itaumlvaara ym 2002)
-40
-20
0
20
40
60
80
00 05 10 15 20
Suhteellinen kasvu Retiisi
Inhi
bitio
lt 3 kuukautta36 kuukauttagt 6 kuukautta
Kompostin ikauml
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
14
Alle kolme kuukautta prosessoidut kompostit olivat kuvassa 3 esitetyissauml tutkimustulok-sissa myrkyllisiauml sekauml kasvi- ettauml Flash-testissauml Kasvitestissauml retiisin kasvun estyminen maumlaumlritettiin kasvien maanpaumlaumlllisten osien kuivapainona Kompostointiprosessin edetessauml toksisuus kuitenkin vaumlheni ja yli 6 kuukautta kompostoidut massat olivat jo kaumlyttoumlkel-poisia kasvien kasvualustana Jos kompostointiprosessi toimii huonosti ja kasveille hai-tallisista hajoamistuotteista ei paumlaumlstauml eroon parantamalla prosessin ilmastusta esim li-saumlaumlmaumlllauml tukirakennetta kyseessauml voi olla pysyvistauml orgaanisista haitta-aineista peraumlisin oleva myrkkyvaikutus
23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden kypsyyden arvioinnissa
Esimerkki 1
Lietekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 59 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- 51
Hiilidioksidintuottotestissauml saadaan korkea tulos (gt 2 mg CO2Cg VSvrk) ja nitraat-tiammoniumtypen suhde on alhainen Lisaumlksi Flash-testissauml esto- on korkea mikauml osoittaa kompostin myrkyllisyyttauml Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan raakaa
Esimerkki 2
Biojaumltteestauml ja lietteestauml valmistettu komposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 097 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde gt1 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) -68
Hiilidioksidintuottotesti on alhainen (lt 2 mg CO2Cg VSvrk) nitraattiammoniumtypen suhde on yli 1 ja Flash-testin mukaan komposti ei ole myrkyllinen Kaikki maumlaumlritykset osoittavat kompostin olevan kypsaumlauml
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
15
Esimerkki 3
Biojaumltekomposti
bull Hiilidioksidintuottotesti 02 mg CO2Cg VSvrk bull Nitraattiammoniumtypen suhde = 0 bull Flash-valobakteeritesti esto- (30 s) 66
Hiilidioksidituottotestin perusteella komposti vaikuttaa kypsaumlltauml koska hiilidioksidia muodostuu erittaumlin vaumlhaumln Nitraattiammoniumtypen suhde on kuitenkin alhainen mikauml on osoitus raaasta kompostista Lisaumlksi Flash-testissauml saadaan korkea esto- (= myrkyllinen komposti) Komposti on niin raakaa ja myrkyllistauml ettauml mikrobitoiminta on alentunut
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
16
3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
Periaate
Menetelmauml kuvaa naumlytteenoton ja naumlytteenkaumlsittelyn komposteista Edustava naumlyte voi-daan ottaa aumasta kuljettimella kulkevasta massasta ja seulonnan lastauksen tai kuorman purkamisen yhteydessauml Tavoitteena on pyrkiauml saamaan mahdollisimman edustava naumlyte tutkittavasta kompostista ja pyrkiauml kompostinaumlytteen oikeanlaiseen kaumlsit-telyyn ennen kypsyystestien suorittamista Menetelmauml on muunneltu standardista SFS-EN 125791999 (Soil improvers and growing media sampling)
Naumlytteenotossa on vaumlltettaumlvauml muuttamasta kompostin ominaisuuksia naumlytteenoton ja naumlytteen saumlilytyksen aikana Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml naumlytteenotto suoritetaan riittaumlvaumln lyhyellauml aikavaumllillauml ja ettauml naumlytettauml ei saumlilytetauml liian pitkiauml aikoja ennen testien suoritta-mista Sopiva saumlilytysaika riippuu suoritettavasta testistauml mutta esim stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman nopeasti naumlytteenoton jaumllkeen
Tarvikkeet ja laitteet
bull lapio naumlytteiden ottoon bull muoviastioita osanaumlytteiden yhdistaumlmiseen bull kauha naumlytteiden sekoittamiseen bull pakastuspusseja tai kannellisia muoviastioita naumlytteiden saumlilytystauml varten bull laumlmpoumlmittari
Naumlytteen ottaminen
Jotta kompostista saataisiin edustava kokoomanaumlyte on osanaumlytteitauml otettava riittaumlvauml maumlauml-rauml Taumlmaumln varmistamiseksi toimitaan standardissa SFS-EN 12579 kuvatulla tavalla Mikauml-li kompostierauml on yli 5 000 msup3 se on jaettava yhtauml suuriin osiin ja kustakin osaeraumlstauml on otettava itsenaumlisesti naumlytteet taumlssauml kuvattavan ohjeen mukaisesti Viranomaisnaumlytteiden yhteydessauml useasta osaeraumlstauml muodostuvaa naumlytesarjaa kutsutaan sarjanaumlytteeksi
Kompostieraumln naumlytteenottokohtien maumlaumlrauml (n) lasketaan seuraavan yhtaumlloumln avulla
n = 05 V05
missauml V = kompostieraumln tilavuus (m3)
Naumlytteenottokohtien maumlaumlraumln on kuitenkin oltava vaumlhintaumlaumln 12 ja enintaumlaumln 30
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
17
Kompostierauml jaetaan tasaisesti naumlytteenottokohtiin Standardista poiketen naumlytteenotto-kohtien laumlmpoumltilat mitataan ja merkitaumlaumln muistiin Jokaisesta naumlytteenottokohdasta ote-taan satunnaisesti osanaumlyte niin ettauml osanaumlytteitauml tulee edustavasti koko kompostimas-san syvyydeltauml Naumlytteitauml ei oteta kuitenkaan kompostin pinnasta (50 mm) Kuljettimelta otettaessa naumlyte tulisi ottaa koko kuljettimen leveydeltauml Eri osanaumlytteiden tilavuuksien on oltava sama Osanaumlytteiden tilavuuden tulee olla vaumlhintaumlaumln 05 litraa ja riittaumlvauml jotta lopullista yhdistettyauml naumlytettauml muodostuu vaumlhintaumlaumln tarvittava maumlaumlrauml Suositeltavaa on ottaa naumlytettauml yhteensauml vaumlhintaumlaumln 20 litraa Eri naumlytteenottokohdista otetut osanaumlytteet yhdistetaumlaumln ja sekoitetaan huolellisesti jolloin saadaan kokoomanaumlyte Kokoomanaumlyt-teestauml jaetaan eri analyyseihin tarvittava maumlaumlrauml naumlytettauml
Naumlytteen kaumlsittely eri maumlaumlritysmenetelmiauml varten
Koko naumlytteenoton ajan on pyrittaumlvauml minimoimaan naumlytteissauml tapahtuvaa veden haihtu-mista Stabiilisuustestit tulisi suorittaa mahdollisimman pian naumlytteenoton jaumllkeen jotta kompostin aktiivisuudesta saadaan oikea kuva Jos analyysejauml ei tehdauml vaumllittoumlmaumlsti naumlyt-teenoton jaumllkeen naumlytteet on jaumlaumlhdytettaumlvauml mahdollisimman nopeasti Lyhytaikainen saumlilytys (alle 7 vrk) tulee tapahtua kylmaumlssauml (3 degC + 2 degC) Naumlytteiden pakastaminen ei ole suositeltavaa Komposti tulee seuloa ennen analyysien tekemistauml standardin SFS-EN 13040 mukaan 20 mm tai standardin niin vaatiessa 40 mm seulalla
32 Kuiva-ainepitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density)
Tarvikkeet
bull mitta-astioita (esim foliovuokia) bull analyysivaaka (tarkkuus 001g) bull kuivausastia (eksikaattori) bull laumlmpoumlkaappi
Suoritus
Kuiva-ainemaumlaumlritys tehdaumlaumln +103 degC plusmn 2 degCn laumlmpoumltilassa Tyhjauml mitta-astia punni-taan jonka jaumllkeen annostellaan astiaan 50100 g naumlytettauml ja punnitaan astian ja naumlyt-teen yhteispaino Naumlytettauml kuivataan +103 degCn laumlmpoumltilassa uunissa youmln yli Naumlyte jaumlaumlhdytetaumlaumln eksikaattorissa jossa se ei ime itseensauml kosteutta Jaumlaumlhtyneen kuivatun naumlytteen paino punnitaan Naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
18
Tulosten lasku
ka = (mc-ma)(mb-ma) 100
ka = naumlytteen kuiva-aine prosentteina alkuperaumlisestauml naumlytteestauml
ma = mitta-astian paino
mb = naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen vesipitoisuus (kosteus) on 100 kuiva-aine-
33 Tuhkapitoisuus
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13039 (Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash)
Naumlyte hehkutetaan (tuhkataan) +550 ordmCssa Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlyt-teen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta Tulokset il-moitetaan painoprosentteina kuivatusta naumlytteestauml Hehkutusjaumlaumlnnoumls kuvaa tutkittavan naumlytteen tuhkaa ja hehkutuksessa haihtunut osuus naumlytteen orgaanista ainetta (volatile solids VS)
Tarvikkeet
bull hehkutusuuni bull keraamisia astioita bull analyysivaaka (tarkkuus 0001 g) bull kuivausastia (eksikaattori)
Suoritus
Tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln kuivatusta kompostinaumlytteestauml hehkuttamalla naumlytettauml +550 degCssa Kuivattua naumlytettauml saumlilytetaumlaumln eksikaattorissa siihen asti kun siitauml tehdaumlaumln tuhkamaumlaumlritys Vaihtoehtoisesti naumlyte kuivataan uudelleen +103 degCssa ja jaumlaumlhdytetaumlaumln huoneenlaumlmpoumloumln eksikaattorissa ennen tuhkamaumlaumlritystauml Naumlin naumlyte ei paumlaumlse imemaumlaumln kosteutta ilmasta ennen tuhkamaumlaumlrityksen tekemistauml
Tyhjaumlt keraamiset astiat hehkutetaan +550 degCssa noin 2 tunnin ajan Astiat jaumlaumlhdyte-taumlaumln eksikaattorissa ja punnitaan analyysivaaassa Astiat taumlytetaumlaumln kuivatulla komposti-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
19
naumlytteellauml ja punnitaan Astiat asetetaan hehkutusuuniin ja valitaan hehkutusohjelmaksi seuraavan aika-laumlmpoumltilaprofiilin mukainen ohjelma
Laumlmpoumltila aika
Huoneenlaumlmpouml rArr +103 degC 2 h
+103 degC 1 h
+103 degC rArr +550 degC 8 h
+550 degC 7 h
Hehkutuksen jaumllkeen astiat siirretaumlaumln eksikaattoriin jaumlaumlhtymaumlaumln Huoneenlaumlmpoumliset taumly-det astiat punnitaan Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln kolme rinnakkaista maumlaumlritystauml
Tulosten lasku
tuhka- = (mc-ma)(mb-ma) 100
tuhka- = naumlytteen kuiva-aineen tuhkapitoisuus
ma = mitta-astian paino
mb = kuivan naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
mc = hehkutetun naumlytteen ja mitta-astian yhteispaino
Naumlytteen sisaumlltaumlmauml orgaaninen aines (VS) on 100 - tuhka-
34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
Menetelmauml perustuu standardiin SFS-EN 13040 (Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density) Omavalvonnan tarpeisiin riit-taumlvauml tarkkuus saavutetaan taumlyttaumlmaumlllauml tilavuudelta tunnettu astia esimerkiksi aumlmpaumlri tai saavi kompostilla aina samalla tavalla ja punnitsemalla sisaumllloumln massa
Periaate
Taumlmauml menetelmaumlohje on tarkoitettu kompostin tilavuuspainon maumlaumlrittaumlmiseen laborato-rio-oloissa Menetelmaumlssauml yhden litran testisylinteri taumlytetaumlaumln testattavalla materiaalilla Apuna taumlytoumlssauml kaumlytetaumlaumln seulaa suppiloa ja sylinterin jatkokaulusta Komposti paka-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
20
taan sylinteriin vakiopainolla (ei sovellu kokoonpuristuville tai kimmoisille materiaa-leille) minkauml jaumllkeen sylinterin sisaumlltouml punnitaan
Vaumllineet
bull Testilaitteisto (kuvattu yksityiskohtaisesti standardissa SFS-EN 13040) bull Seula (20 x 20 mm) bull Vaaka (tarkkuus 1 g) bull Suorakulma bull Kauha
Suoritus
Naumlyte homogenisoidaan varovaisesti jolloin rikotaan naumlytteen kaumlsittelyssauml ja kuljetuk-sessa muodostuneet paakut Samalla varotaan kuitenkin pienentaumlmaumlstauml partikkeleiden luontaista kokoa Naumlytettauml otetaan n 5 litraa ja seulotaan se seulalla varovaisesti ravis-tellen Jos seulan paumlaumllle jaumlauml yli 10 tilavuusprosenttia naumlytteestauml ei menetelmauml sovellu kyseiselle materiaalille
Testisylinteri punnitaan ja taumlytetaumlaumln tutkittavalla kompostinaumlytteellauml standardin SFS-EN 13040 ohjeiden mukaisesti Taumlytetty testisylinteri punnitaan Toistetaan koe kolme ker-taa jokaiselle naumlytteelle kaumlyttaumlen joka kerralla tuoretta naumlytemateriaalia Lasketaan kol-men kokeen keskiarvo
Tulosten lasku
Laske naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo grammoissa (mL)
Tilavuuspaino lasketaan kaavalla
LD = (mL m0)V
LD = tilavuuspaino (gl)
m0 = tyhjaumln testisylinterin massa (g)
mL = naumlytteen ja sylinterin massojen keskiarvo (g)
V = testisylinterin tilavuus (l)
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
21
35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
Periaate
Saumlhkoumlnjohtokyvyn ja pHn maumlaumlritykset on muunneltu standardeista SFS-EN 13037 ja SFS-EN 13038 Saumlhkoumlnjohtokyky kuvaa vesiliukoisten ravinteiden ja suolojen yhteis-maumlaumlraumlauml Biojaumltteen proteiinien hajotessa vapautuu ammoniakkia joka nostaa kompostin pHta Hapettomissa olosuhteissa kompostin pH laskee happamalle alueelle jopa pH 4aumlaumln
Laumlmpoumltilan laskiessa ja kompostin kypsyessauml ammoniumtyppi hapettuu nitrifikaa-tiobakteerien toiminnan ansiosta nitraateiksi NO3-NNH4-N-suhteen avulla voidaan arvioida kompostin kypsyyttauml Liuskatestillauml saatu tulos on karkea arvio ammonium- ja nitraattitypen maumlaumlraumlstauml Tulos soveltuu kompostin kypsyyden arvioimiseen mutta sitauml ei voi kaumlyttaumlauml typpipitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi esimerkiksi tuoteselosteeseen tai lannoi-tusvaikutuksen arvioimiseen Liuskatestin sijaan maumlaumlritys voidaan tehdauml myoumls kaumlyttaumlen muita soveltuvia menetelmiauml
Maumlaumlritykset tehdaumlaumln uuttamalla kompostista 1 + 5 (komposti + vesi) -tilavuussuhteessa liuos huoneenlaumlmpoumltilassa (22plusmn3 degC) Kompostiuutteen pH ja johtokyky maumlaumlritetaumlaumln tarkoitukseen soveltuvilla mittareilla Naumlytteestauml tehdaumlaumln kaksi samanaikaista rinnak-kaista maumlaumlritystauml Mikaumlli rinnakkaisten maumlaumlritysten ero on merkittaumlvauml (yli 10 n ero) tehdaumlaumln kolmas maumlaumlritys
Reagenssit ja vaumllineet
bull mitta-astioita uutteiden ja suodosten valmistusta varten esim Erlenmeyer tai Schott-pulloja
bull suppiloita ja verkkokangasta suodatukseen
bull 50 mln koeputkia suodoksen jakamiseen
bull ravistelija
bull laumlmpoumlmittari
pH-maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja pH-elektrodi tai pH-liuska bull kalibrointiliuokset (pH 47 ja 10) bull tislattua vettauml pH-elektrodin huuhteluun
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
22
Johtokyvyn maumlaumlritys
bull pHjohtokykymittari ja johtokykyelektrodi bull tislattua vettauml elektrodin huuhteluun
Nitriittinitraatti- sekauml ammoniummaumlaumlritys
bull Nitriitti- nitraatti- ja ammoniumtestikitit (Merckoquant Merck)
Uutteen valmistus
Valmistetaan 1 + 5 tilavuussuhteessa kompostivesiuute mittaamalla esimerkiksi 50 ml kompostia mittalasin avulla ja lisaumlaumlmaumlllauml vettauml 250 ml (tislattua tai vastaavaa vettauml jon-ka johtokyky korkeintaan 02 mSm ja pH yli 56) Ravistellaan yhden tunnin ajan huo-neenlaumlmmoumlssauml (22plusmn3 degC) Erotetaan vesiliuos naumlytteestauml suodattamalla se suppilon ja verkkokankaan avulla puhtaaseen mitta-astiaan tai sentrifugoimalla uuttoseos Otetaan n 50 ml suodosta erilleen NO3-NNH4-N mittauksia varten Johtokyky- ja pH-mittaukset tehdaumlaumln vaumllittoumlmaumlsti
pH-maumlaumlritys
Kalibroidaan pH-mittari valmistajan ohjeen mukaan sopivilla puskureilla Mitattavan naumlytteen pH tulee olla kalibrointipuskurien pHn vaumllissauml Esimerkiksi jos naumlytteen pH on yli 7 voidaan kaumlyttaumlauml pH 7 ja pH 10 -puskureita Jos naumlytteen pH on alle 7 voidaan kaumlyttaumlauml esim pH 4 ja pH 7 -puskureita
Mitataan naumlyteliuoksen pH mittalaitteen ohjeen mukaisesti Varmistetaan ettauml kalib-rointipuskurien laumlmpoumltila on sama kuin naumlyteliuoksen laumlmpoumltila Mittaus tehdaumlaumln vaumllit-toumlmaumlsti suodatuksen jaumllkeen ja tulokset ilmoitetaan yhden desimaalin tarkkuudella (esim 75)
Karkean arvion pH-arvosta voi tehdauml myoumls liuskatestillauml pH-liuskojen tarkkuus ei kui-tenkaan ole elektrodimittauksen tasoinen
Johtokykymaumlaumlritys
Mitataan naumlyteliuoksen johtokyky mittarin valmistajan ohjeiden mukaisesti Johtokyky-elektrodeille on myoumls saatavissa tarkistusliuoksia joiden avulla voidaan elektrodien toimintaa seurata Tulokset ilmoitetaan yksikoumlssauml mSm tarkkuudella 1 mSm
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
23
Huom Johtokyvyn rinnalla kaumlytetaumlaumln myoumls suuretta johtoluku Johtoluku on yksikoumltoumln suure ja se saadaan jakamalla yksikoumlssauml mSm ilmoitettu johtokykyarvo kymmenellauml
Nitraatti-ammoniumtypen suhde
Liuskatestit antavat naumlytteen ammonium- nitraatti- ja nitriittipitoisuudet yksikoumlssauml mgl
Mittauksen suoritus
bull Ammoniumin nitraatin ja nitriitin maumlaumlritys tehdaumlaumln testikitin ohjeen mukaisesti
bull Jos mittauksen tulos on liuskan ylaumlrajalla tulee naumlytteestauml tehdauml 110 laimennos (5 ml naumlyteliuosta + 45 ml puhdasta vettauml) ja uusia mittaus
bull Tuloksessa tulee huomioida naumlytteen laimennuskerroin
bull Nitraatti- ja nitriittimaumlaumlritykset voidaan tehdauml suoraan mittausliuoksesta
Nitriitin maumlaumlritys
(Merckoquant NO2--kitti 1100070001)
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti bull Kasta liuska naumlyteliuokseen 1 sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos bull Lue tulos 15 sekunnin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
Nitraatin maumlaumlritys
(Merckoquant NO3--kitti 1100500001)
bull Maumlaumlritauml ensin nitriittipitoisuus Jos nitriittiauml ei erikseen maumlaumlritetauml on nitraatti-liuskassa nitriitin maumlaumlraumln osoittava alue
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml nitriittiauml lisaumlauml 025 ml 10-prosenttista amidosulfonihappoa 5 mlaan naumlyteliuosta ja ravistele huolellisesti Huom Aumllauml kaumlytauml amidosulfoni-happoa sisaumlltaumlvaumlauml liuosta ammoniumin maumlaumlrityksessauml Amidosulfonihappo aiheuttaa ristireaktion ammoniumin maumlaumlrityksessauml jolloin saadaan vaumlaumlrauml tulos
bull Ota mittausliuska purkista ja sulje purkki vaumllittoumlmaumlsti
bull Kasta liuska naumlyteliuokseen yhdeksi sekunniksi siten ettauml mittausalue kastuu
bull Poista liuska naumlytteestauml ja ravistele pois ylimaumlaumlrauml liuos
bull Lue tulos yhden minuutin kuluttua vertaamalla rasian kyljessauml olevaan taulukkoon
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
24
Ammoniumin maumlaumlritys
(Merckoquant NH4+-kitti 1100240001)
bull Huuhdo mittausastia huolellisesti bull Lisaumlauml 5 ml mitattavaa naumlyteliuosta mittausastiaan bull Lisaumlauml 10 tippaa reagenssia (27 natriumhydroksidiliuos) bull Kasta mittausliuska yhdeksi sekunniksi liuokseen bull Poista liuska naumlyteliuoksesta ja ravistele ylimaumlaumlraumlinen liuos pois bull Vertaile liuskan vaumlriauml purkin kyljessauml olevaan asteikkoon
Tulosten laskenta
Tulokset ilmoitetaan NO3-NNH4-N-suhteena joka saadaan seuraavasta yhtaumlloumlstauml
CNO3 = nitraatin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
CNH4 = ammoniumin pitoisuus uutteessa (mgl) liuskan mukaan maumlaumlritettynauml
MNO3 = nitraatin moolimassa (62 gmol)
MNH4 = ammoniumin moolimassa (18 gmol)
Tulosten tulkinta
Kun NO3-NNH4-N-suhde ylittaumlauml arvon 1 on komposti kypsaumlauml Arvoilla 0510 kom-posti on kypsymisvaiheessa ns tuorekompostia
NO3NH4
NH4NO3
MCMC
suhde-N-NNH4-NO3sdotsdot
=NO3- NNH4- N - suhde =
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
25
4 Stabiilisuustestit
41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
Stabiilisuustestejauml tehtaumlessauml on erittaumlin oleellista saumlaumltaumlauml naumlytteen vesipitoisuus nyrkkites-tin avulla Menetelmaumlssauml kompostia puristetaan nyrkissauml Mikaumlli puristettaessa kompos-tista valuu vettauml tai jos puristuksesta muodostunut kompostipaakku ei hajoa pienestauml kosketuksesta on komposti liian maumlrkaumlauml Jos kompostipaakku puolestaan nyrkkiauml avat-taessa hajoaa itsestaumlaumln on komposti liian kuivaa Naumlytteen kosteus on sopiva jos kom-postia nyrkissauml puristettaessa kaumlsine kostuu ja komposti muodostaa paakun joka hajoaa kevyestauml kosketuksesta
Jos kompostinaumlyte on liian kuivaa lisaumltaumlaumln siihen huolellisesti sekoittaen vettauml Kostutetun kompostin on syytauml antaa tasaantua kompostin kuivuudesta riippuen muutamasta tunnista jopa 2 vuorokauteen asti jotta se saavuttaa maksimiaktiivisuuden Veden imeytyminen ja mikrobien aktivoituminen vie kuitenkin vaihtelevan ajan riippuen kuivumistasosta Jos komposti on liian maumlrkaumlauml sitauml voidaan kuivata esim avoimessa astiassa huoneenlaumlmmoumlssauml
42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
Periaate
Komposti on stabiili kun orgaaninen aines on hajonnut niin pitkaumllle ettauml sen hiilidiok-sidin tuotto ja hapenkulutus ovat vaumlhentyneet tasolle jossa ei huomattavia muutoksia enaumlauml tapahdu Menetelmaumlllauml arvioidaan kompostin stabiilisuutta perustuen kompostin mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneen hiilidioksidin jatai kulutetun hapen mit-taukseen Testissauml mitataan kompostin CO2-tuotto ja O2-kulutusaktiivisuus 24 tuntia ja tarvittaessa myoumls 48 tuntia kokeen aloituksesta Naumlytteen vesipitoisuus optimoidaan kostuttamalla ns nyrkkitestillauml Tutkittava naumlyte punnitaan septumilla varustettuun pulloon Naumlytepulloja inkuboidaan suoralta auringonvalolta suojattuna +37 degCn laumlmpoumltilassa Kaa-sujen pitoisuudet mitataan kaasuilmaisuputkilla (CO2) tai kaasuanalysaattorilla (CO2 ja O2) Tulosten laskennassa huomioidaan naumlytteen kuiva-ainemaumlaumlrauml ja tuhkapitoisuus
Vaumllineet
bull 500 mln pulloja (esim Schott-pulloja joiden korkkiin on leikattu aukko tiivisteelle) bull kumitiivisteitauml kaasutiiviistauml kumista (ei silikonitiivisteitauml) bull analyysivaaka (tarkkuus 01 g) bull CO2O2-analysaattori tai bull CO2-ilmaisuputkia mittausalue 120
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
26
Suoritus
Kompostinaumlyte kostutetaan tarvittaessa nyrkkitestillauml ja kuiva-aine- ja tuhkapitoisuus maumlaumlritetaumlaumln Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln vaumlhintaumlaumln 3 rinnakkaista hiilidioksidintuotto-testiauml 5 g naumlytettauml punnitaan 500 mln pulloon 01 gn tarkkuudella Pullo suljetaan ku-mitiivisteellauml Korkkia kiristettaumlessauml on huolehdittava ettauml pullo tulee varmasti tiiviiksi Pulloja inkuboidaan +37 degCssa valolta suojattuna 24 tuntia Tarvittaessa voidaan mittaus suorittaa uudelleen myoumls 48 tunnin kuluttua Taumlmauml voi olla tarpeen esimerkiksi silloin jos kompostinaumlytettauml on jouduttu huomattavasti kostuttamaan
Naumlytepullojen annetaan temperoitua huoneenlaumlmpoumltilassa 30 minuuttia ennen mittausta Mitataan CO2- jatai O2-pitoisuus pullon kaasutilasta analysaattorin valmistajan ohjeiden mukaisesti Vaihtoehtoisesti hiilidioksidin mittaamiseen voi kaumlyttaumlauml CO2-ilmaisuputkia
Mittauspullon tilavuuden voi maumlaumlrittaumlauml taumlyttaumlmaumlllauml pullo vedellauml ja punnitsemalla vesi-maumlaumlrauml Veden paino grammoina on yhtauml suuri kuin sen tilavuus millilitroina
Tulosten laskenta
Hiilidioksidintuotto ja hapenkulutus 24 tunnin inkuboinnin jaumllkeen kun koe on aloitettu huoneen laumlmpoumltilassa (+21degC)
CO2-tuottonopeus (mg CO2-Cg VSvrk)
O2-kulutusnopeus (mg O2g VSvrk)
Vp = pullon tilavuus yhden millilitran tarkkuudella (ml)
CO2 = CO2-pitoisuus prosentteina100
O2 = happipitoisuus prosentteina100
T = laumlmpoumltila pullon taumlyttoumlhetkellauml (degK) --gt taumlyttouml huoneenlaumlmpoumltilassa 21degC eli 29415degK
mn = naumlytteen massa (g)
nnn
p
VSkamCOV
sdotsdot
sdotsdot=
497402
nnn
p
VS kam T CO V
sdot sdot sdotsdot sdot sdotsdot
= 42 22
15 27301 122
nn n p
VSka m T O V
sdot sdot sdot sdot sdotsdot minus sdot
= 42 22
1527300 32 ) 209 0 ( 2
nnn
p
VSkamOVsdotsdot
sdotminussdot=
32541)2090( 2
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
27
kan = naumlytteen kuiva-ainepitoisuus prosentteina100
VSn = naumlytteen haihtuva kiintoaine (1-tuhka) prosentteina100
0209 = happipitoisuus ulkoilmassa
1201 = hiilen molekyylipaino (gmol)
3200 = hapen (O2) molekyylipaino (gmol)
2242 = ideaalikaasun tilavuus NTP-olosuhteessa (lmol)
27315 = laumlmpoumltila NTP-olosuhteessa (degK)
Lisaumlksi lasketaan kolmen rinnakkaisen testin CO2-tuoton ja O2-kulutuksen keskihajon-nat Laskennassa on oletettu ettauml kyseessauml on ideaalikaasu ja ettauml ilmanpaine pullon taumlyttoumlhetkellauml on normaali (101 300 Pa) Jos maumlaumlritetaumlaumln hiilidioksidintuotto 48 tunnin jaumllkeen on saadut tulokset jaettava kahdella
Tulosten tulkinta
VTTllauml tehtyjen hiilidioksidintuottokokeiden perusteella kompostin hiilidioksidintuotto on suoraan verrannollinen kompostin hapenkulutukseen Taumlmauml tarkoittaa sitauml ettauml kom-postin stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml hiilidioksidintuoton mittauksen sijasta voidaan mitata vaihtoehtoisesti hapenkulutusta Kypsaumln kompostin hiilidioksidintuoton rajaksi on maumlauml-ritelty alle 2 mg CO2-Cg VSvrk Kokeelliseen dataan sovitettu suoran yhtaumllouml antaa kypsaumln kompostin hapenkulutuksen raja-arvoksi n 7 mg O2g VSvrk
Hiilidioksidin ja hapen korrelaatioon voidaan luottaa ainoastaan silloin kun komposti on prosessoitu riittaumlvaumln hapen laumlsnauml ollessa Jos komposti on hajoamiseltaan kaumlaumlntynyt voimakkaasti hapettomaksi hiilidioksidia voi muodostua vaikka hapenkulutus olisi nolla Hapettoman hajoamisen lopputuotteena syntyy metaania ja hiilidioksidia hapelli-sen hajoamisen lopputuotteena hiilidioksidia ja vettauml Taumlmauml voi aiheuttaa virhelaumlhteen erityisesti hapenkulutukseen perustuvassa stabiilisuusmaumlaumlrityksessauml
43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen hapenkulutukseen ASTM-testi
Menetelmaumln tarkoituksena on tutkia kompostin stabiilisuutta hapenkulutuksen perus-teella Menetelmauml perustuu standarditestiin ASTM D 5975-96 Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Menetelmaumlssauml tutkittavaa kompostinaumlytettauml ja stabiilia taustakompostia seostetaan suh-teessa 11 ja seoksia inkuboidaan vesihauteessa +58 ordmCn laumlmpoumltilassa neljauml vuorokautta
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
28
Stabiilille taustakompostimassalle on standardissa esitetty tarkat vaatimukset massan ominaisuuksien suhteen (hapenkulutus pH orgaaninen aines jne) Seoksia ilmastetaan jatkuvasti ja ulostulevasta kaasuvirtauksesta mitataan happipitoisuutta Happipitoisuu-den avulla lasketaan naumlytteiden hapenkulutus (mg happeag VSvrk) joka kuvastaa naumlytteiden kypsyyttauml Vertailunaumlytteenauml kokeessa on selluloosa jonka hapenkulutuksen on onnistuneessa kokeessa oltava tietyissauml rajoissa
44 Rottegrad-testi
Periaate
Rottegrad-testillauml arvioidaan kompostin kypsyyttauml perustuen kompostin laumlmmoumlntuot-toon Laumlmpoumleristetyssauml astiassa kompostin laumlmpoumltila nousee mikrobien toiminnan seu-rauksena Kompostin laumlmpoumltilaa mitataan 10 vuorokauden ajan ja kompostit voidaan jakaa eri kypsyysluokkiin maksimilaumlmpoumltilojen perusteella
Vaumllineet
bull 15 dm3n devar-astioita (KGW Isotherm) bull Laumlmpoumltilaloggeri ja laumlmpoumltila-anturit
Suoritus
Saumlaumldetaumlaumln naumlytteen kosteus nyrkkitestillauml sopivaksi ja annetaan tasaantua huoneenlaumlm-poumltilassa 12 vrk Laitetaan naumlyte 15 dm3n devar-astiaan samalla kevyesti ravistellen Taumlytetaumlaumln astia laumlhes taumlyteen Asetetaan laumlmpoumlmittari astian alimpaan kolmannekseen Asetetaan yksi laumlmpoumlmittari mittaamaan huoneilman laumlmpoumltilaa Laumlmpoumltilaa seurataan laumlmpoumltilaloggerien avulla 10 vuorokautta ja maumlaumlritetaumlaumln maksimilaumlmpoumltila
Tulosten tulkinta
Maksimilaumlmpoumltilojen perusteella kompostit voidaan jakaa viiteen eri luokkaan
yli 60 degC = luokka I
5060 degC = luokka II
4050 degC = luokka III
3040 degC = luokka IV
2030 degC = luokka V
Luokka I raaka jaumlte luokat II ja III = tuore komposti ja luokat IV ja V = valmis komposti
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
29
45 Solvita-testi
Periaate
Solvita Compost Maturity Test (Woods Endreg Research Laboratory Inc) on kaupalli-nen testi kompostin kypsyyden maumlaumlritykseen Solvita-testi perustuu CO2-tuoton ja am-moniakin toteamiseen vaumlrireaktion avulla Menetelmauml antaa tuloksena kypsyysindeksin asteikolla 18 Testi soveltuu kompostointiolosuhteiden evaluointiin kun tavoitteena on kehittaumlauml kompostointiprosessia
Kokeen suoritus
Tarvittaessa naumlytteen kosteus saumlaumldetaumlaumln nyrkkitestillauml ja annetaan asettua 12 vrk huo-neenlaumlmpoumltilassa Testikitin mukana tuleva mittausastia taumlytetaumlaumln kompostilla merkki-viivaan saakka Astiaa voi ravistella kevyesti Karkeaa ja ilmavaa kompostia tiivistetaumlaumln hieman kopistelemalla astiaa poumlydaumln pintaa vasten Naumlytteen annetaan tasaantua astiassa ilman kantta 1 tunnin ajan ennen kokeen aloitusta Avataan CO2- ja NH3-liuskat ja ase-tetaan ne kompostinaumlytteeseen siten ettauml liuskojen vaumlrin voi lukea astian kirkkaiden sivujen laumlpi Suljetaan kansi tiiviisti Pidetaumlaumln naumlytettauml huoneenlaumlmmoumlssauml 4 tuntia suo-ralta auringonvalolta suojattuna Luetaan CO2- ja NH3-pitoisuudet vertaamalla liuskojen vaumlriauml vaumlrikarttaan
Tulosten tulkinta
CO2-liuskan (skaala 18) ja NH3-liuskan (skaala 15) tulosten perusteella luetaan taulu-kosta 2 kompostin kypsyysaste
Taulukko 2 Solvita-testin kypsyysasteen tulkintataulukko
CO2-liuskan tulos
1 2 3 4 5 6 7 8
5 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 2 3 4 5 6 7 8
3 1 1 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 2 3 4 5 6
NH
3-liu
skan
tu
los
1 1 1 1 1 1 2 3 4
Taulukosta 2 saadun kypsyysasteen merkitys on selitetty taulukossa 3 Arvot 1 ja 2 merkitsevaumlt Solvita-testissauml raakaa kompostia arvot 36 aktiivista kompostia ja arvot 7 ja 8 valmista kompostia
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
30
Taulukko 3 Solvita-testin kypsyysasteen merkitys ja vastaavuus Rottegrad-testiin
Solvita-kypsyysaste
Kompostointiprosessin vaihe Vastaavuus Rottegrad-
testiin
8 Inaktiivinen erittaumlin kypsauml komposti maan-omainen kompostilla ei kaumlyttoumlrajoituksia
7 Kypsauml komposti kompostilla vain vaumlhaumln kaumlyttoumlrajoituksia
VALMIS KOMPOSTI
6 Kypsymisvaiheessa oleva komposti ilmastustarve vaumlhentynyt komposti on valmis jaumllkikompostointiaumaan kompostin hoitotarve on merkittaumlvaumlsti vaumlhentynyt
V
5 Komposti on ohittamassa aktiivista vaihetta ja valmis kypsytysvaiheeseen kompostin hoito-tarve on vaumlhentynyt
IV
4 Komposti on keskiaktiivisessa vaiheessa vaatii jatkuvaa hoitoa
III
3 Aktiivinen komposti vaatii intensiivistauml tarkkailua ja hoitoa
kypsymisvaihe
AKTIIVINEN KOMPOSTI
erittaumlin aktiivinen
II
2 Erittaumlin aktiivinen maumltaumlnevaumlauml tuoretta kompostia korkea soluhengitys vaatii intensiivistauml ilmastusta ja toistuvia kaumlaumlntoumljauml
1 Tuore raaka komposti tyypillinen tuore seos erittaumlin suuri hajoamisnopeus maumltaumlnevaumlauml ja erittaumlin haisevaa materiaalia
RAAKA KOMPOSTI
I
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
31
5 Toksisuustestit
51 FytoksisuusKasvitesti
Periaate
Menetelmaumln tarkoituksena on arvioida kompostin aiheuttamaa kasvun estymistauml (fyto-toksisuutta) ja kypsyyttauml tutkimalla kompostin vaikutusta kasvien itaumlmiseen kasvuun ja juurten muodostukseen Testi on muunneltu OECDn standarditestistauml Terrestial Plants Growth Test Guideline 208 Yksittaumlisten kasvilajien herkkyys kasvualustojen ympaumlristouml-olosuhteisiin vaihtelee joten OECDn suositusten mukaan testissauml tulisi kaumlyttaumlauml ainakin kolmea eri kasvilajia joista kukin on eri kasviryhmaumlstauml Testikasvit on listattu tauluk-koon 4
Kasvin siemenet kylvetaumlaumln tutkittavan kompostin ja sopivan taustakontrollimullan seok-seen Kasveja kasvatetaan 2 viikkoa kontrolloiduissa olosuhteissa Kasvatuksen jaumllkeen lasketaan itaumlneiden siementen maumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln kasvien tuore- ja kuivapainot Kom-postitaustakontrolliseoksissa kasvatettuja kasveja verrataan taustakontrollissa kasvatet-tuihin kasveihin
Tarvikkeet
bull muovisia kukkaruukkuja (d = 11 cm) joiden pohjissa salaojareiaumlt bull taustakontrollimultaa (kalkittu multaturve) bull kasvien siemeniauml bull vaaka (001 g) bull vermikuliittiauml bull lannoiteliuosta jos taustakontrolli on lannoittamaton bull muovikelmua
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
32
Taulukko 4 OECDn kasvikokeeseen suosittelemat kasvilajit
Kasviryhmauml Laji
rairuoho Lolium perenne
riisi Oryza sativa
kaura Avena sativa
vehnauml Triticum aestivum
1
durra Sorghum bicolor
sinappi Brassica alba
rapsi Brassica napus
retiisi Raphanus sativus
nauris Brassica rapa
2
kiinankaali Brassica campestris var chinensis
virna Vicia sativa
mungopapu Phaseolus aureus
puna-apila Trifolium pratense
sarviapila Trifolium ornithopodioides
lehtisalaatti Lactuca sativa
3
krassi Lepidium sativum
Suoritus
Kokeessa kaumlytetaumlaumln taustakontrollina kalkittua multaa tai lannoitettua ja kalkittua mul-taa jonka pH on noin 6 On suositeltavaa kaumlyttaumlauml jatkuvasti samaa taustakontrolli-multaa sekauml seurata taustakontrollilla saatuja tuloksia (taimien kasvua ja itaumlvyyttauml taus-takontrollissa) Tutkittavat kompostit sekoitetaan taustakontrolliin tilavuussuhteessa 11 Kalkitussa lannoittamattomassa mullassa kasvatettavia taimia tulee kastella itaumlmisvai-heessa vesijohtovedellauml ja itaumlmisen jaumllkeen ravinneliuoksella Lannoitetussa mullassa kasvatettavia taimia kastellaan puolestaan ionivaihdetulla vedellauml
Muovivatiin mitataan tilavuutena yhtauml paljon tutkittavaa kompostia ja taustakontrollia Sekoitetaan hyvin ja tarvittaessa lisaumltaumlaumln vettauml kastelupullolla Seoksesta maumlaumlritetaumlaumln johtokyky Jos seoksen johtokyky on yli 50 mSm on suositeltavaa tehdaumlaumln toinen seos pienemmaumlllauml kompostimaumlaumlraumlllauml (esim suhteessa 1+3)
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
33
Seuraavana paumlivaumlnauml seos laitetaan kukkaruukkuihin ja samasta naumlyte-eraumlstauml valmistetaan kolme rinnakkaista ruukkua Jokaiseen ruukkuun kylvetaumlaumln kasvin siemenet tasaisin vaumllein ja peitetaumlaumln ohuelti seoksella tai vermikuliitillauml Sopiva siementen maumlaumlrauml ruukkua kohden on retiisillauml 40 kpl krassilla 100 kpl kiinankaalilla 10 kpl ja ohralla 50 kpl Siementen itaumlvyyden tulee olla yli 90 sekauml takuuaika voimassa Ruukut kastellaan niin ettauml aluslautaselle alkaa tihkua vettauml Ruukut sijoitetaan kasvatuspoumlydaumllle ja peite-taumlaumln kirkkaalla muovikelmulla itaumlmisen ajaksi Itaumlmisen jaumllkeen muovi poistetaan ja ruukkuja kastellaan vaumlhintaumlaumln joka toinen paumlivauml tai tarpeen mukaan
Taimettumista ja taimien kasvua tarkastellaan 7 vuorokauden kuluttua kylvoumlstauml ja taimien lukumaumlaumlrauml lasketaan Kun kylvoumlstauml on kulunut 14 vuorokautta ruukut punnitaan taimet leikataan tarkasti mullan pinnasta lasketaan taimien lukumaumlaumlrauml ja maumlaumlritetaumlaumln tuorepaino sekauml kuivapainot (+70 degC 1 vrk) Lisaumlksi merkitaumlaumln muistiin havaintoja kasvin koosta ulkonaumloumlstauml ja mahdollisista poikkeavuuksista Taumlssauml yhteydessauml voidaan tarkastella myoumls juurten kehittymistauml ja taimien vaumlriauml klorofyllimittarilla Kokeen lopetuksen yh-teydessauml kasvualustoista voidaan maumlaumlrittaumlauml vielauml pH ja johtokyky
Kasvatuskoe tehdaumlaumln vakioiduissa olosuhteissa (esim kasvatuskaappi) joita voidaan pitaumlauml taimien kehittymisen kannalta hyvinauml (esim laumlmpoumltila +20 degC kasvuvalot paumlaumlllauml 16 hvrk pimeauml jakso 8 h laumlmpoumltila +15 degC)
Tulosten arviointi
Siementen itaumlvyys lasketaan seuraavasti
Itaumlvyysprosentti = itaumlneet siemenet (kpl)kylvetyt siemenet (kpl) 100
Jos itaumlvyys taustakontrollissa on alle 90 niin tuloksia ei voi pitaumlauml luotettavina Lisaumlk-si voidaan laskea naumlyteseosten suhteellinen itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna
Kompostinaumlytteen kasvuindeksi lasketaan seuraavasti
Kasvuindeksi = kasvu naumlyteseoksessa (g)kasvu taustakontrollissa (g)100
Kasvuindeksi lasketaan kuivapainoa kohden mutta myoumls tuorepainoja voidaan kaumlyttaumlauml Jos kasvuindeksi on alle 80 voidaan kasvua pitaumlauml alentuneena Alentunut kasvu ja itaumlvyys taustakontrolliin verrattuna voi aiheutua kompostin epaumlkypsyydestauml
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
34
52 Toksisuus Flash-valobakteeritesti
Periaate
Menetelmauml on muunneltu standardista ISO 11348-3 (1999 Determination of the inhibi-tory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri) ja sitauml on kuvattu Lappalainen ym artikkeleissa (1999 2001) Menetelmaumln soveltamisesta kompostinaumlyt-teiden toksisuuden tutkimiseen loumlytyy tietoa julkaisuista Degli-Innocenti ym (2001) Itaumlvaara ym (2002) ja Tuominen ym (2002)
Flash-testillauml tutkitaan vaumlrillisten kiinteiden aineiden kuten kompostin toksisuutta Toksisuuden maumlaumlritys perustuu Vibrio fischeri -bakteerin valontuoton muutoksen mit-taamiseen V fischeri tuottaa valoa normaalin aineenvaihduntansa sivutuotteena Tutkit-tavassa naumlytteessauml olevat toksiset yhdisteet aiheuttavat haumlirioumlitauml bakteerin normaaliin aineenvaihduntaan mikauml voidaan havaita valontuoton laskuna Bakteerin valontuottoa mitataan koko naumlytteelle altistuksen ajan Toksisuus maumlaumlritetaumlaumln valitun altistusajan valontuoton suhteena maksimivalontuottoon kokeen alussa Kokeen tuloksina ilmoite-taan valontuoton estymisprosentti valittujen altistusaikojen jaumllkeen Taumlssauml ohjeessa on kaumlytetty 10 sekunnin ja 30 minuutin altistusaikoja
Reagenssit laitteet ja tarvikkeet
bull BO1243-500 BioTox Kit (Aboatox) 1243-550 Vibrio fischeri reagenssi (kylmaumlkuivattu V fischeri NRRL B-11177) 1243-551 (reagenssilaimennusliuos) 1243-552 (naumlytelaimennusliuos)
bull NaCl (pro analysis grade)
bull 200 microl 1 ml ja 5 ml pipetit ja niihin sopivia kaumlrkiauml (osittain katkaistuja)
bull 01 M ja 001 M NaOH (pHn saumlaumltoumloumln)
bull 01 M ja 001 M HCl (pHn saumlaumltoumloumln)
bull Luminometri jolla voidaan mitata kineettisesti vaumlhintaumlaumln 10 sekunnin ajan 02 sekunnin vaumllein Lisaumlksi luminometrissauml on oltava ainakin 1 annostelija
bull Jaumlaumlhdyttaumlvauml vesihaude (15 degC)
bull Luminometrin kyvettejauml putkia
bull pH-mittari
bull Koeputkien sekoittaja
bull Referenssiaineena voidaan kaumlyttaumlauml 35-dikloorifenolia (esim 5 tai 20 mgl)
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
35
Suoritus
Vibrio fischeri -bakteerisuspensio valmistetaan kitin kaumlyttoumlohjeen mukaan ja se on kaumlyt-toumlkelpoinen yhden paumlivaumln ajan
Tutkittavaa naumlytettauml punnitaan tarvittava maumlaumlrauml ja lisaumltaumlaumln vettauml sekauml 20 NaCl-liuosta siten ettauml liuoksen suolapitoisuudeksi tulee 2 Oletuksena on ettauml gramma naumlytettauml on tilavuudeltaan millilitran Jokaisesta naumlytteestauml tehdaumlaumln 3 rinnakkaista seosta Naumlyt-teen lopullinen pitoisuus mittauksessa on 100 gl Esimerkkitapaus naumlytettauml 3 g (= 3 ml) + 105 ml vettauml + 15 ml 20 NaCl (= 15 ml 2 NaCl)
Jos naumlyteseoksen pH ei ole vaumllillauml 685 saumlaumldetaumlaumln pH 7 plusmn 05 NaOH- tai HCl-liuoksella pH-mittarin avulla Liuoksen tilavuus ei saa kasvaa yli 5 pHn saumlaumldoumln seurauksena
Naumlyteseoksia sekoitetaan sekoittajalla 1 minuutin ajan ja seisotaan huoneenlaumlmmoumlssauml 5 minuuttia Seisotuksen jaumllkeen sekoitetaan uudestaan 1 minuutin ajan Naumlyteseoksien annetaan temperoitua +15 degCssa vaumlhintaumlaumln 15 minuuttia Lisaumltaumlaumln naumlytekyvetteihin temperoitua naumlyteseosta ja asetetaan kyvetit luminometriin Lisaumltaumlaumln neljaumlaumln kyvettiin temperoitua 2 NaCl-liuosta NaCl-liuokset toimivat taustanaumlytteinauml
Valitaan luminometristauml mittausohjelma jossa laite lisaumlauml naumlyteseokseen bakteerisuspensiota ja mittaa luminesenssin 10 sekunnin ajan Naumlyte siirretaumlaumln takaisin inkubaattoriin (+15 ordmC) ja taumlmauml vaihe toistetaan kaikille naumlytteille tasaisin vaumlliajoin 30 minuutin kuluttua ensim-maumlisestauml mittauksesta mitataan luminesenssi uudelleen manuaalisesti
Tulosten laskenta ja tulkinta
Luminesenssi mitataan kineettisesti sekauml 10 sekunnin ettauml 30 minuutin altistusajoilla Luminesenssin huippuarvo saadaan ensimmaumlisen viiden sekunnin aikana se jaumllkeen kun bakteerisuspensio on lisaumltty mittauskyvettiin Tulokset ilmoitetaan estoprosentteina (Yh-taumllouml 1) Luminesenssi huippuarvot korjataan korjauskertoimen (ft) avulla molemmille mittausajoille (Yhtaumlloumlt 2 ja 3)
Yhtaumllouml 1
ESTO = 100 [I(tc)-I(t10s30 min)]I(tc)
I(tc) = korjattu luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
I(t10s30 min) = luminesenssi altistusajan kuluttua (10 s tai 30 minuuttia)
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
36
Yhtaumllouml 2
ft= IcotI0 (t = 10 s tai 30 min)
ft = korjauskerroin
Icot = kontrollinaumlytteen (2 NaCl) luminesenssi altistusajan jaumllkeen (10 s tai 30 minuuttia)
I0 = kontrollinaumlytteen luminesenssin huippuarvo ensimmaumlisen 5 sekunnin aikana
Yhtaumllouml 3
I(tc) = I(t) ft
I(tc) = naumlytteen korjattu huippuarvo
I(t) = naumlytteen huippuarvo
ft = korjauskerroin
Huomioitavaa
bull Haihtuvat yhdisteet tai yhdisteet jotka reagoivat laimennusveden kanssa tai muuttavat olomuotoaan testausaikana voivat vaikuttaa tulokseen tai heikentaumlauml tulosten toistettavuutta
bull Naumlytteet joilla korkea happivaatimus jatai alhainen happipitoisuus voivat aihe-uttaa happivajeen ja naumlin ollen estaumlauml bioluminesenssin (vaatii gt 05 mgl happipi-toisuuden)
bull Jos naumlyte sisaumlltaumlauml yli 30 gl NaCl ei siihen tule lisaumltauml suolaliuosta
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
37
Kirjallisuutta
ASTM D 5975-96 (1996) Determining the stability of compost by measuring oxygen consumption
Degli-Innocenti F Bellia G Tosin M Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) Detection of toxicity released by a biodegradable plastics after composting in activated vermicu-lite Polymer Degradation and Stability Vol 73 s 101106
ISO 11348-3 (1999) Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri
Itaumlvaara M Venelampi O Vikman M ja Kapanen A (2002) Compost maturity Problems associated with testing Kirjassa Microbiology of composting (Insam H Riddech N ja Klammer S toim) Springer-Verlag Berlin Heidenberg S 373382
Kapanen A ja Itaumlvaara M (1998) Komposti ja ekotoksikologia Kirjallisuuskatsaus VTT Tiedotteita 1888 49 s
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxocity Tests for Compost Applica-tions Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B Vol 49 s 116
Lappalainen J Juvonen R ja Vaajasaari K (1999) A new flash method for measuring the toxicity of solid and colored samples Chemosphere Vol 38 No 5 s 10691083
Lappalainen J Juvonen R Nurmi J ja Karp M (2001) Automated color correction method for Vibrio fischeri toxicity test Comparison of standard and kinetic assays Chemosphere Volume 45 No 45 s 635641
Methods Book for the analysis of compost (1994) Federal Compost Quality Bundesguuml-tegemeinschaft Kompost eV
OECD Terrestial Plants Growth Test Guideline 208
SFS-EN 12579 (1999) Soil improvers and growing media sampling
SFS-EN 13037 (1999) Soil improvers and growing media Determining of pH
SFS-EN 13038 (1999) Soil improvers and growing media Determining of electrical conductivity
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
38
SFS-EN 13039 (1999) Soil improvers and growing media Determination of organic matter content and ash
SFS-EN 13040 (1999) Soil improvers and growing media Sample preparation for chemical and physical tests determination of dry matter content moisture content and laboratory compacted bulk density
Tuominen J Kylmauml J Kapanen A Venelampi O Itaumlvaara M ja Seppaumllauml J (2002) Biodegradation of Lactic Acid Based Polymers under Controlled Composting Conditions and Evaluation of the Ecotoxicological Impact Biomacromolecules Vol 3 s 445455
Muuta kirjallisuutta
Brewer LJ ja Sullivan DM (2003) Maturity and stability evaluation of composted yard trimmings Compost Science amp Utilization Vol 11 No 2 s 96112
Itaumlvaara M Vikman M Venelampi O ja Kapanen A (2001) Milloin komposti on kypsaumlauml testimenetelmaumlt kompostointilaitoksille Ympaumlristouml ja terveys Vol 32 s 6063
Kapanen A ja Itaumlvaara M (2001) REVIEW Ecotoxicity Tests for Compost Applications Ecotoxicology and Environmental Safety Environmental Research Section B49 s 116
Saharinen M ja Vuorinen A (1998) Aerobisesti prosessoidun orgaanisen jaumltteen laatu Analyysimenetelmiauml Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan raporttisarja nro 38 Joensuun yliopisto 50 s
Lisaumltietoa Internetistauml
Solvita-testin valmistajan sivut wwwsolvitacom
SFS-standardit wwwsfsfi
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
Julkaisija
Julkaisun sarja numero ja raporttikoodi
VTT Tiedotteita 2351 VTTTIED2351
Tekijauml(t) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Nimeke Kompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet Tiivistelmauml Kompostin kypsyystestit -ohjekirja on tarkoitettu valvontalaboratorioiden ja kompostilaitosten avuksi kompostin kypsyyden arvioimiseen Ohjekirjan tavoitteena on antaa yksityiskohtaisia me-netelmaumlohjeita ja teoreettista taustaa tulosten tulkintaan Kypsyystestit ovat yksinkertaisia ja hel-posti toteutettavia mutta tulosten tulkinta vaatii ymmaumlrrystauml kompostiprosessin toiminnasta Kompostointi on bioprosessi joka oikein ohjattuna tuottaa hyvaumllaatuista lopputuotetta mutta huonosti toteutettuna kasvien kasvualustaksi kelpaamatonta haisevaa korkeintaan kaatopaikkojen rakenteisiin soveltuvaa materiaalia Kompostin kypsyyttauml ei voida arvioida yhdellauml menetelmaumlllauml vaan on kaumlytettaumlvauml useampia testejauml joiden tuloksia tarkastellaan kokonaisuutena Testien perusteella arvioidaan miten pitkaumllle kom-posti on hajonnut eli stabiloitunut ja toisaalta taas onko hajoamisen vaumllituotteena muodostunut fytotoksisia yhdisteitauml Fytotoksisuuden ja pysyvaumln esimerkiksi orgaanisten haitta-aineiden aihe-uttaman toksisuuden vaumllille on tehtaumlvauml selvauml ero sillauml fytotoksiset bioprosessin vaumllituotteet hajoa-vat kompostointia jatkettaessa Ohjekirjassa kuvataan lisaumlksi ongelmatilanteita joissa voidaan saada virheellinen tulos Ohjekirjassa kuvattavat menetelmaumlt perustuvat VTTn monivuotiseen tutkimukseen kompostin kypsyydestauml Ohjekirjassa on mukana kompostin perusanalyysejauml sekauml useita kompostin kypsyy-teen stabiilisuuteen ja toksisuuteen liittyviauml menetelmiauml On kuitenkin huomattava ettauml virallisia raja-arvoja kompostin kypsyydelle ei taumlmaumln menetelmaumlohjekirjan kirjoitusvaiheessa Suomessa ole ja annetut raja-arvot ovat taumlmaumln oppaan kirjoittajien ehdotuksia raja-arvoiksi Lannoitelain uudistuksen myoumltauml annettavissa MMMn asetuksissa tullaan tietyiltauml kompostituotteilta edellyttauml-maumlaumln kypsyyden toteamista ja asettamaan tyyppinimikohtaisesti raja-arvot kypsyyden mittareille Mukaan on otettu myoumls yleisesti kaumlytoumlssauml olevia kypsyysmenetelmiauml kuten Rottegrad-testi Jos menetelmissauml on taustalla standardeja ne on tarvittaessa muunneltu kaumlytaumlnnoumln tarpeita vastaavik-si Joistakin menetelmistauml esitetaumlaumln vain lyhennetty kuvaus ja laumlhde josta kiinnostunut lukija voi tarvittaessa etsiauml yksityiskohtaisempaa tietoa Toivomme ohjekirjan edistaumlvaumln hyvaumllaatuisten kompostituotteiden kehittaumlmistauml ja kompostin lisaumlaumlntyvaumlauml hyoumltykaumlyttoumlauml kasvualustoissa Avainsanat compost stability maturity
ISBN 9513868133 (nid) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Avainnimeke ja ISSN Projektinumero VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (nid) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Julkaisuaika Kieli Sivuja Hinta Elokuu 2006 suomi engl tiiv 38 s A
Projektin nimi Toimeksiantaja(t)
Yhteystiedot Myynti VTT PL 1000 02044 VTT Puh vaihde 020 722 111 Faksi 020 722 1000
VTT PL 1000 02044 VTT Puh 020 722 4404 Faksi 020 722 4374
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
Published by
Series title number and report code of publication
VTT Research Notes 2351 VTTTIED2351
Author(s) Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen Arja Title Compost maturity Method book Abstract The compost maturity method guidebook is intended for testing laboratories and composting plants that need to evaluate the maturity of compost samples as well as for the self-management of composting plants The guidebook provides detailed information guidance and a theoretical background for performing the maturity tests The tests are simple and easy to perform but knowledge of composting processing is required when evaluating the tests results Composting is a bioprocess which produces a good quality end product when properly managed If improperly processed however the end product will be of poor quality and phytotoxic therefore preventing its use for plant cultivation and only be suitable for use in landfill constructions Compost quality cannot be determined by using a single test several tests have to be used in order to analyze the degradation phase of the compost eg the stability level In addition the phytotoxicity of the compost also has to be analyzed However a distinction has to be drawn between phytotoxicity and persistant toxicity because the phytotoxic compounds which are intermediates of the bioprocess can be further degraded as composting proceeds The guidebook describes how to combine test results in compost maturity assessment In addition trouble-shooting hints are also given to avoid erroneous conclusions The tests described in the guidebook are based on research performed at VTT over a period of several years The book also includes information about basic compost analysis as well as about several methods for estimating maturity stability and toxicity The limit values proposed in the book are not official limit values but are based on research performed in projects by the VTTs research team In reform of fertilizer product legislation by Minisry of Agriculture and Forestry decree on compost products will set limit values for maturity and demand for determination of maturity We have also included methods that are widely used as maturity tests such as the Rottegrad test Standard tests have been modified for practical applications Some methods have only been described shortly the source reference is given so that the reader can obtain more information if interested We hope that the guidebook will enhance the production of good quality composts and increase the recycling of biowaste as a plant growth substrate Keywords compost stability maturity
ISBN 9513868133 (soft back ed) 9513868141 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Series title and ISSN Project number VTT Tiedotteita Research Notes 12350605 (soft back ed) 14550865 (URL httpwwwvttfipublicationsindexjsp)
Date Language Pages Price August 2006 Finnish Engl abstr 38 p A
Name of project Commissioned by
Contact Sold by VTT Technical Research Centre of Finland PO Box 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 111 Fax +358 20 722 1000
VTT Technical Research Centre of Finland POBox 1000 FI-02044 VTT Finland Phone internat +358 20 722 4404 Fax +358 20 722 4374
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-
VTT TIED
OTTEITA
2351K
ompostin kypsyystestit M
enetelmaumlohjeet
ESPOO 2006 VTT TIEDOTTEITA 2351
Merja Itaumlvaara Minna Vikman Anu KapanenOlli Venelampi amp Arja Vuorinen
Kompostin kypsyystestitMenetelmaumlohjeet
ISBN 951ndash38ndash6813ndash3 (nid) ISBN 951ndash38ndash6814ndash1 (URL httpwwwvttfiinfpdf)ISSN 1235ndash0605 (nid) ISSN 1455ndash0865 (URL httpwwwvttfiinfpdf)
Taumltauml julkaisua myy Denna publikation saumlljs av This publication is available from
VTT VTT VTTPL 1000 PB 1000 PO Box 1000
02044 VTT 02044 VTT FI-02044 VTT FinlandPuh 020 722 4404 Tel 020 722 4404 Phone internat + 358 20 722 4404Faksi 020 722 4374 Fax 020 722 4374 Fax + 358 20 722 4374
VTT Tiedotteita ndash Research Notes
2339 Takasuo Eveliina Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE ThermalHydraulic Codes 2006 99 p + app 4 p
2340 Modelling of multiphase chemical reactors (ModCheR) Final report ManninenMikko (ed) 2006 181 p
2341 Kara Mikko Electricity and emission allowance markets from Finnish viewpointStydy 2006 105 p
2342 Haumlkkinen Tarja amp Wirtanen Leif Metlan Joensuun tutkimuskeskuksen ympaumlristouml-ja elinkaarinaumlkoumlkohtien arviointi 2006 29 s
2343 Alanen Jarmo Haataja Kari Laurila Otto Peltola Jukka amp Aho Isto Diagnosticsof mobile work machines 2006 122 p
2344 Nieminen Matti Suomalainen Marjut amp Maumlkinen Tuula Gasification of shredderresidue 2006 46 p + app 2 p
2345 Lahti Maria Kantola Kristiina Kinnunen Timo Kivinen Tuomo Koivisto Juha-Pekka Kortekangas Atte Ollikainen Ville Virtanen Tytti Koskela HannaNoppari Elina amp Sirkkunen Esa Kato nyt saumlauml oot telkkarissa DigitaalinenLaumlhiTV paikallisyhteisoumljen viestinnaumlssauml 2006 160 s + liitt 57 s
2346 Alahuhta Petteri Abrahamsson Pekka Toumlrrouml Maaretta amp Mutanen TeemuIdealiikkeen tulokset 35 000 mobiilipalveluideaa vapaaseen kaumlyttoumloumln 2006 38 s+ liitt 3 s
2347 Haumlnninen Hannu Aaltonen Pertti Brederholm Anssi Ehrnsteacuten Ulla GripenbergHans Toivonen Aki Pitkaumlnen Jorma amp Virkkunen Iikka Dissimilar metal weldjoints and their performance in nuclear power plant and oil refinery conditions2006 208 p
2348 Valkokari Katri Airola Merja Hakanen Taru Hyoumltylaumlinen Raimo IlomaumlkiSanna-Kaisa amp Salkari Iiro Yritysverkoston strateginen kehittaumlminen 2006 54 s+ liitt 1 s
2349 Simulation-based design process of smart machines Lehtonen Mikko (ed) 2006184 p
2350 Hekkanen Martti amp Heljo Juhani 2006 Rakennusten kaumlyttouml- ja huolto-ohjeidenkelpoisuus ja kehittaumlmistarve 46 s + liitt 8 s
2351 Itaumlvaara Merja Vikman Minna Kapanen Anu Venelampi Olli amp Vuorinen ArjaKompostin kypsyystestit Menetelmaumlohjeet 2006 38 s
2352 Fagernaumls Leena Johansson Allan Wileacuten Carl Sipilauml Kai Maumlkinen TuulaHelynen Satu Daugherty Erik den Uil Herman Vehlow Juumlrgen Karingberger Tomasamp Rogulska Magdalena Bioenergy in Europe Opportunities and Barriers 2006118 p
2353 Liukko Timo Airola Merja Ilomaumlki Sanna-Kaisa Mikkola Markku SimonsMagnus amp Pohto Petteri Kasvukompassi 50+ -yritysten menestyksellisen kasvunja kehittaumlmisen mallit 2006 63 s
2354 Hekkanen Martti Hienonen Markku Ilmarinen Juhani Kilpelaumlinen MikkoKlemettilauml Tapio Maumlkikyrouml Tapani Riippa Tommi Seppaumllauml Pekka amp TullaKauko Pientalon ekomittarit 2006 43 s + liitt 9 s
- Tiivistelmauml
- Abstract
- Esipuhe
- Sisaumlllysluettelo
- 1 Johdanto
- 2 Kompostin kypsyyden arviointi
-
- 21 Stabiilisuustestit
- 22 Ekotoksisuus ja fytotoksisuus
- 23 Esimerkkejauml testitulosten tulkinnasta kompostinaumlytteiden
-
- 3 Perusmenetelmaumlt ja -analyysit
-
- 31 Naumlytteenotto kaumlsittely ja saumlilytys
- 32 Kuiva-ainepitoisuus
- 33 Tuhkapitoisuus
- 34 Tilavuuspainon maumlaumlritys
- 35 pH johtokyky ja nitraattiammoniumtypen suhde
-
- 4 Stabiilisuustestit
-
- 41 Kompostin kosteuden saumlaumltaumlminen stabiilisuustestejauml varten
- 42 CO2-tuotto- O2-kulutuskoe suljettu pullotesti
- 43 Kompostin stabiilisuuden maumlaumlritys perustuen
- 44 Rottegrad-testi
- 45 Solvita-testi
-
- 5 Toksisuustestit
-
- 51 FytoksisuusKasvitesti
- 52 Toksisuus Ł Flash-valobakteeritesti
-
- Kirjallisuutta
-