Kimmo Tolonen

Viiden yleisesti käytetyn maatumisasteen määritysmenetelmän käyttökelpoisuus polttoturpeen määrän ja energiapitoisuuden arvioimiseen Suomessa

Tolonen K. Viiden yleisesti käytetyn maatumisasteen määritysmenetelmän käyttökelpoisuus polttoturpeen määrän ja energiapitoisuuden arvioimiseen Suomessa.

English title: Usefulness of five common methods of determining the degree of decomposition in estimating the amount and energy content of fuel peat in Finland

Tiivistelmä

On tunnettua, että maamme soiden ja niiden kasvitieteellinen ja fysikaalinen rakenne vaihtelee laajoissa rajoissa. Siksi luotettava turpeen saannon arvioiminen vaatisi paljon turpeen tiheystietoja tavallisesti jo yhdenkin suon puitteissa ja suon energiasisällön määrittäminen vielä hyväksytyt tarkkuusvaatimukset täyttäviä lämpöarvoanalyysejä. Molemmat ovat aikaa vieviä ja kalliita. Tämän vuoksi on molempiin tavoitteisiin pyritty epäsuorasti nopeiden kentälle ja laboratorioon kehiteltyjen maatumisasteen määritysmenetelmien avulla (ks. esim. Day et al. 1979). Tässä tarkastellaan viiden erilaisen menetelmän (ynnä niiden joidenkin muunnosten) käyttöarvoa mainittuihin tarkoituksiin. Menetelmät ovat v. Post’in maatumisaste, Pjavtšenkon maatumisadannes, kuituisuus ( = amerikkalainen märkäseulonta), sentrifugi-menetelmä (neuvostoliittolainen Gost-standardi) ja kolorimetrinen menetelmä (etenkin natriumpyrofosfaattiliuoksin). Mainituista menetelmistä kolmen ensinmainitun käyttökelpoisuutta turpeen saannon (turpeen tiheyden) arvioimiseen on pohdittu aikaisemmin (Tolonen & Saarenmaa 1979). Aineisto on pääasiassa kuvassa 1 esitetyiltä 13 suolta, jotka edustavat erilaisia soita ja melko tasaisesti kaikkia pääturvetyyppejä (vrt. kuvat 2-6). Turpeen tiheyden ja useimpien maatumisastemääritysten osalta tutkittujen näytteiden kokonaismäärä on 435, mutta lämpöarvomääritysten osalta vain 106. Aineistoa on täydennetty tarkoilla turpeen hiilipitoisuusanalyyseillä (menetelmä: Salonen 1979), joita aineistossa on 330 (Taul. 1). Kaikkien testattujen maatumisastemenetelmien ja turpeen tiheyden sekä energiasisällön (kuiva-ainetta kohti) välillä oli selvä lineaarinen riippuvuussuhde. Sen voimakkuutta tutkittiin regressio- ja korrelaatio-analyysien avulla. Turpeen tiheyden suhteen tulokset olivat erittäin hyvin sopusoinnussa aikaisemmin maassamme esitettyjen tulosten kanssa siltä osin kuin vertailuaineisto koski koko turvekerrosta eikä vain soiden pintaosia. Yhteisiksi johtopäätöksiksi sekä ojittamattomien että ojitettujen soiden turpeen saannon ennustamisesta maatumisastemenetelmien avulla voitaneen siten esittää seuraavaa: v. Postin menetelmä korreloi huomattavasti paremmin turpeen tiheyden kanssa rahkaturpeissa (r2 = 50-57 %) kuin saraturpeissa (r2 = 0.5-6 %). Turpeen kuituisuuden ja tiheyden välinen korrelaatio oli vieläkin heikompi (rahkaturpeissa r2 = 33-40 %, saraturpeissa r2 = 7 %). Kolorimetrinen menetelmä ei yleisesti päässyt näinkään korkeisiin lukuihin: suuren aineiston (n = 501) pyrofosfaatti-indeksin ja turpeen tiheyden välinen korrelaatio oli r = 0.608 (r2 = 37 %) ja eri turvelajiryhmissä selityssadannes jäi vielä paljon tätäkin alhaisemmaksi. Kun myöskin Pjavtšenkon laboratoriomenetelmän ja turpeen tiheyden välinen korrelaatio, vaikkakin erittäin merkittävä, oli käytännön kannalta liian alhainen (r2 = 47 % ylimmillään, mutta useasti paljonkin pienempi), joudutaan toteamaan, ettei turpeen saantoa voida ilman suurta erehtymisriskiä tehdä yhdenkään näistä perusteella, vaan turpeen vesipitoisuus pitäisi myöskin olla tiedossa. Turpeen energiapitoisuuden ja tutkittujen menetelmien riippuvuussuhteen selvittämiseen omaa aineistoa oli paljon vähemmän ja rahkaturpeiden osalta täyden vertailun tekemiseen vain yhdestä turvepatsaasta. Lineaariregression korrelaatiot olivat odotetusti korkeammat rahkasuossa kuin sarasoissa (Taulukko 2 ja 3), 16-71 % rahkaturpeessa ja 7-46 % saraturpeessa. Suuremmin aineistoin on tutkittu etenkin v. Post'in maatumisasteen ja lämpöarvon välistä korrelaatiota (Mäkilä 1980, Tolonen et al. 1982). Se oli rahkaturpeissa parempi (r2 = 30-49 %) kuin saraturpeissa (r2 = 4-21 %). Hiilipitoisuus/maatumisastetarkastelu tuki edellä saatuja tuloksia (Taulukot 4 ja 5): selityssadannes (R2) vaihteli 24.9-40.6 % kokonaisaineistossa (n = 330). Yksityisissä turveryhmissä korrelaatio jäi tätäkin alhaisemmaksi kaikissa muissa tapauksissa paitsi puuturpeiden osalta Pjavtšenkon maatumisasteen suhteen (R2 = 67 %, n = 40). Näin ollen ainoastaan karkeaan suunnitteluun mahdollisesti riittavä suuntaa-antava tieto turpeen määrästä ja/tai energiasisällöstä on saatavissa käytettäessä mitä tahansa testatuista viidestä maatumisastemenetelmästä. Tiedon tarkkuus on sarasoissa selvästi heikompi kuin rahkaturvekerrostumissa. Näyttääkin siltä, että ainoat nopeat, mutta silti edellä käsiteltyjä keinoja usein moninkertaisesti luotettavammat menetelmät soittemme turve- ja energiamäärien kartoittamiseen löytyvät uusien elektronisten kenttä- ja laboratoriomenetelmien puolelta (ks. Pohjola et al. 1980, Tiuri & Toikka 1982).

Vastaanotettu 31.10.2017 Julkaistu 1.1.1982

Katselukerrat 1106

Saatavilla http://suo.fi/article/9561 | Lataa PDF

---