Kimmo Tolonen , David Keys, Veijo Klementti

Luonnontilaisten turvekerrostumien energiasisällöm ennustamisesta turpeen vesipitoisuuden ja tilavuuspainon perusteella

Tolonen K., Keys D., Klementti V. Luonnontilaisten turvekerrostumien energiasisällöm ennustamisesta turpeen vesipitoisuuden ja tilavuuspainon perusteella.

English title: Predicting energy content of in situ peats by means of their moisture content and bulk density

Tiivistelmä

Polttoturvekäyttöön sopivat suot on vanhastaan totuttu rajaamaan maastossa suoritettujen turvelaji- ja maatumisastemääritysten perusteella. Niitä on täydennetty tuhkapitoisuus- ja lämpöarvomäärityksin laboratoriossa. Varsinkin viimeksi mainitut ovat kuitenkin suuritöisiä, hitaita ja kalliita (yksi määritys voi maksaa n. 650 mk). Edellä mainittujen turpeen ominaisuuksien osuutta Suomen soiden lämpöarvoihin selvitti 1940-luvun lopulta lähtien mm. Salmi (1947, 1949, 1954, 1961). Myöhemmistä töistä, joissa myös tutkittiin miten suuri osa suon energiasisällön vaihtelusta voitiin turpeen maatumisasteella ennustaa, mainittakoon ennenkaikkea Mäkilän (1980) julkaisema. Hänen aineistonsa käsitti 481 näytettä Toholammilta. Vaikkakin sekä koko aineistossa että useimmissa turvelajiryhmissä löydettiin erittäin merkitsevä positiivinen riippuvuus v. Postin menetelmällä määritetyn maatumisasteen ja turpeen lämpöarvon välillä, selitysasteet jäivät suhteellisen alhaisiksi (kaikissa ryhmissäkin alle 50 %). Tämän artikkelin kirjoittajat huomasivat Pohjois-Amerikan itäosien soilta kerätyssä aineistossa varsin selvän riippuvuussuhteen turpeen vesipitoisuuden ja energiasisällön välillä. Edellytyksenä oli, että näyte on ojittamattomalta suolta ja suopohjavesipinnan alapuolelta. Siellä turpeen veden määrä ilmeisesti mittaa turpeen todellista maatuneisuuden astetta: mitä maatuneempi turve, sitä pienempi huokostilavuus (mm. Boelter 1969, Päivänen 1969, 1973) ja sitä vähemmän vettä. Valitettavasti tarkasteluumme ei ole käytettävissä varta vasten kosteussadanneksen tarkkaa määrittämistä varten kerättyä aineistoa. Mainen soilta kerätyt näytteet (Davis ja muut 1980) oli otettu noin 2.5 cm läpimittaisella Davis mäntäkairalla ja n. 4 cm läpimittaisella pienellä venäläisellä kairalla. Kanadan soilta näytteet oli otettu suomalaisella putkikairalla (läpim. 5 cm) ja toisena vuonna venäläisellä turvekairalla. Näistä puutteista huolimatta turpeen kosteuden havaittiin Great Heath-keidassuolla selittävän lähes 70 % lämpöarvon vaihtelusta (kuva 1). Samalla suolla turpeen hiilipitoisuus selitti 87 9o lämpöarvon vaihtelusta, minkä tulkitsimme luotettavien määritysten todisteeksi. Yleensä näytti siltä, että turpeen vesipitoisuus ennusti lämpöarvoa hyvin Kanadan soilla, joissa von Postin nyrkkimenetelmän maatumisastekin teki saman (taulukot 1 ja 2). Ero näiden kahden ennustajan välille syntyi, kun eri soista kootut tiedostot yhdistettiin. Vesipitoisuus nousi tällöin selvästi paremmaksi lämpöarvon selittäjäksi kuin v. postin maatumisaste. Suomalaisessa aineistossa huomattiin rahkaturpeiden lämpöarvon ja hiilipitoisuuden olevan tiukassa riippuvuussuhteessa turpeen maastokosteuteen (kuva 2, taul. 3). Vähintäänkin tämä riippuvuus lienee suuruusluokkaa n. 80 % kokonaisvaihtelusta, sillä kotoisiltakaan rahkasoiltamme ei käytettävissämme ollut veden suhteen huolella kerättyjä näytteitä. Siitä huolimatta meikäläisissäkin aineistossa vesipitoisuus ja kuivatilavuuspaino selvisivät voittajina vertailussa erilaisiin kenttä- ja laboratoriomenetelmiin, joita on kehitetty maatumisasteiden määrittämiseen (taulukko 3). Päinvastoin kuin rahkasoissa, ei vesipitoisuus eikä tilavuuspaino ainakaan esimerkkinä olleissa märissä saroissamme pystyneet ennustamaan missään määrin luotettavasti suon energiapitoisuutta. Mutta eivät siihen pystyneet myöskään muut käytetyistä menetelmistä (taulukko 4). Tämän katsoimme johtuvan veden erilaisesta esiintymistavasta märissä aapasoissamme (vesitaskut, vesisuonet jne.), joista meillä on kenttähavaintoja, mutta myös sara- ja rahkaturpeen muodostajakasvien erilaisesta anatomisesta rakenteesta. Eri suokasvien alkuperäiset energiapitoisuuserot kuvastuvat eri turvelajien energiaeroina niin kuin Salmi (mm. 1961) on osoittanut. Tästä johtuen turpeen vesipitoisuudella tai tilavuuspainolla ei päästäne ennustamaan juurikaan yli 80 % turpeen lämpöarvosta edes rahkasoissa. Ojitusta seuraava turpeen kokoonpuristuminen ja kuivuminen hävittää mahdollisuudet arvioida kerrostuman maatuneisuutta ja sitä kautta suon energiasisältöä vesipitoisuuden tai tilavuuspainon avulla. Tämä tuli selväksi sekä Ahtärin Suolamminnevalla ja Muurlan Pukkilan suolla että Toivosen (1980) aineistossa ojitetulta Pulkkilan Kaivosnevalta. Kehitystyön alla olevat, mutta jo nyt lupaavia tuloksia antaneet sähköaaltotutkat suon vesipitoisuuden tarkaksi määräämiseksi maastossa (ks. Varteva 1981) loisivat edellytykset sekä turpeen määrän (vrt. mm. Tolonen et al. 1981, Korpijaakko 1981) että rahkasoissa ehkä myös laadun nopealle ja kustannuksiltaan erittäin alhaiselle arvioinnille. Jälkimmäinen tehtävä kuitenkin edellyttää edellä esittämiemme riippuvuussuhteiden yleispätevyyden selvittämistä.

Vastaanotettu 31.10.2017 Julkaistu 1.1.1982

Katselukerrat 545

Saatavilla http://suo.fi/article/9546 | Lataa PDF

---