Itämeri ei voi hyvin ja se tarvitsee erilaisia toimenpiteitä parantuakseen, Itämeri ei parane itsekseen. Ihmistoiminta on heikentänyt Itämeren ympäristöä monin tavoin, mikä on vaikuttanut erityisesti sen voimakkaaseen ravinnekuormitukseen. Tämä on lisännyt rehevöitymistä ja sinilevien massaesiintymiä Itämerellä viime vuosikymmeninä. Sinilevämyrkyt ovatkin Itämeren yleisimpiä luonnollisia ympäristömyrkkyjä. Tarvitsemme siis nyt innovatiivisia ratkaisuja – ja nopeasti, jotta Itämeren tilaa olisi mahdollista parantaa.
Mutta entä jos Itämeren vedenpuhdistus ravinteista ja kestävä ruokakasvien vesiviljely sekä biomassantuotanto bioenergiaksi voisivat kulkea käsi kädessä? Tätä tutkii Anniina Kekomäki energiatekniikan opinnäytetyössään ”Vesiviljelyn toteuttamismahdollisuudet Floating Islands -menetelmällä Suomen murtovesialueilla”. Voisivatko kesän 2024 aikana Merenkurkun alueella Floating Islands -projektissa pilotoidut muovittomat kelluvat kasvatusalustat tarjota ratkaisun, jossa vesi puhdistuu samalla, kun siinä kasvaa hyötykasveja kotikeittiöihimme tai biokaasun tuotantoon? Ensimmäinen pilotointi antoi jo rutkasti tietoa kasvatusalustojen käyttömahdollisuuksista.
Mitä on hydroponinen vesiviljely?
Hydroponinen vesiviljely on viljelymenetelmä, jossa kasvien kasvualustoina käytetään multaa korvaavia materiaaleja. Näiden materiaalien tehtävänä on tukea kasveja mekaanisesti sekä varmistaa kasvien juuristolle optimaalinen veden, ravinteiden ja hapen saanti. Kasvit esikasvatetaan yleensä mullassa siemenestä taimeksi, minkä jälkeen niiden juuret puhdistetaan ja siirretään vesiviljelyssä käytettäviin kasvatusalustoihin.
Eräänlaisena vesiviljelyn kasvatusalustana voidaan pitää kelluvia kosteikkoja (engl. floating islands tai floating wetlands), vaikka niitä ei virallisesti vesiviljelyratkaisuiksi kutsutakaan. Kuitenkin, mikäli kelluviin kasvatusalustoihin yhdistetään syötävien kasvien viljelyä, niin niitä voidaan pitää vesiviljelyn sovelluksena. Kelluvat kosteikot toimivat pääsääntöisesti tehokkaina luonnollisina vedenpuhdistusratkaisuina ja koostuvat kahdesta pääosasta: kelluvasta rakenteesta sekä siihen toteutetusta kasvien kasvualustasta. Kasvien juuret ulottuvat rakenteen läpi veteen muodostaen kosteikon alle juuriston, joka toimii vedenpuhdistusalueena. Kasvit hyödyntävätkin luonnon omia mekanismeja tarjoten kestävän ratkaisun vedenpuhdistukseen ilman kemikaaleja. Ne sitovat juurillaan vedestä esimerkiksi fosforia, typpeä ja muita ravinteita, joita kasvit hyödyntävät kasvussaan. Tämä vähentää veden ravinnekuormitusta ja auttaa ehkäisemään haitallisia sinileväkukintoja. Kasvit pystyvät sitomaan myös vesistön lääkejäämiä ja mikromuoveja. Kelluva kosteikko pystyy parhaimmillaan puhdistamaan 10 kertaa pinta-alaansa suuremman alueen. Mikäli kelluvan kosteikon kasvit hyödynnetään elintarvikkeeksi, niin kasvatusalustoja ei tule sijoittaa hyvin saastuneille alueille. Ajatus on, että kelluva kosteikko voisi toimia kelluvana puutarhana esimerkiksi omassa mökkirannassa ja samalla parantaa rannan veden tilaa.
Floating Islands tarkoittaa vapaasti suomennettuna ”kelluvat saaret” ja tätä englanninkielistä nimitystä voidaankin käyttää, kun puhutaan yleisesti kelluvista kosteikoista tai kelluvista puutarhoista. Kuitenkin Anniina Kekomäen opinnäytetyössä nimitystä Floating Islands -menetelmä käytetään, kun tarkoitetaan kaikkia Floating Islands -projektin aikana suunniteltuja ja toteutettuja muovittomia kelluvia kasvatusalustoja, joita on pilotoitu kesän 2024 aikana. Kasvatusalustoja on helppo itse rakentaa sekä siirrellä.
Floating Islands -projekti
Anniina Kekomäen opinnäytetyön tilaajana toimi Aktion Österbotten, joka on Pohjanmaalla toimiva poliittisesti sitoutumaton etujärjestö, joka tukee alueen maaseudun kehitystä, kalataloutta, vesiviljelyä ja ympäristöasioita. Opinnäytetyön kenttätyöt ovat osa Floating Islands -projektia, joka toteutetaan yhteistyössä Vaasan ammattikorkeakoulun ja Aktion Österbottenin kanssa 10.7.2024 – 31.5.2025. Floating Islands -projekti kuuluu osaksi kansainvälistä Cool Blue -hanketta (Community Ocean farms and Local Business cLUstErs), joka on EU:n Horizon-rahoitteinen hanke, joka edistää regeneratiivista vesiviljelyä merten ekosysteemien palauttamiseksi ja kestävän ruokatuotannon tukemiseksi.
Projektin virallinen nimi on Floating Islands -vesiviljelyn toteuttamismahdollisuuksien selvittäminen murtovedessä Merenkurkussa. Hankerahoitushakemus on laadittu yhdessä Kalaleaderin kanssa, jonka tehtävänä on kehittää kalastusalaa, vesiviljelyä ja rannikkoyhteisöjä Euroopan meri-, kalatalous- ja vesiviljelyrahaston (EMKVR), valtion ja alueen kuntien rahoituksella. Floating Islands -projekti on osa EMKVR:n Suomen ohjelmaa vuosille 2021–2027. Kyseinen rahasto rahoittaa Floating Islands -projektia. Projektin omarahoitusosuus tuli tuensaajalta eli Vaasan ammattikorkeakoululta. Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus on myöntänyt rahastosta tukea 27 555,64 euroa Floating Islands -projektille.
Hankkeessa pyritään selvittämään vesiviljelyn toteuttamismahdollisuudet Floating Islands -menetelmällä murtovedessä. Projektin ensimmäisenä osana on suolakestoisten kasvien viljelyyn sopivien biohajoavien kelluvien kosteikkoratkaisujen selvittäminen ja toisena osana suolakestoisten sopivien kosteikkokasvien arviointi 1) meriveden puhdistajina ravinteista 2) elintarvikkeiden raaka-aineina 3) biokaasun tuotannon mädätysraaka-aineena. Projektilla pyritään vauhdittamaan vesiviljelyn markkinalähtöisten ja kestävien tuote- ja palvelujärjestelmien kehittymistä. Alueellisesti pyritään löytämään malleja vesistöjen ravinnekuormituksen vähentämiseen ja kunnostukseen sekä elintarvike- ja energiahuollon varautumistason nostoon.
Projektin pilotoinnit toteutettiin kesän 2024 aikana Merenkurkun alueella: Kristiinankaupungissa, Maalahdessa ja Pietarsaaressa. Pilotoinnin aikana kehitettiin muovittomia kelluvia kasvatusalustoja, jotka toimivat vedenpuhdistusratkaisuna sekä kelluvina puutarhoina murtovesiympäristössä. Pilotoinnin avulla voitiin käytännössä tarkastella myös kasvilajeja, jotka menestyivät kesän ajan Suomen murtovesiolosuhteissa ja edistivät tehokkaasti veden puhdistusta. Lisäksi tarkasteltiin näiden kasvien jatkohyödyntämistä kotikeittiössä tai energiantuotannon raaka-aineena.
Floating Islands -menetelmä
Ensisijaisena Floating Islands -kelluvien kasvatusalustojen kohderyhmänä pidetään erityisesti mökkeilijöitä, joilla on Itämeren rannikolla oma ranta, johon lautta on helppo toteuttaa. Floating Islands -kasvatusalustat on suunniteltu niin yksityis-, yhdistys- kuin yrityskäyttöön. Lautan optimaalisina kokoina voidaan pitää 1 m x 1 m tai 80 cm x 80 cm, jotta lautan siirtely onnistuu käsin. Yksi lautta pystyy kannattelemaan noin 30–40 kg painon. Anniina Kekomäki on opinnäytetyössään pyrkinyt kategorisoimaan testatut lautat: biohajoaviksi kelluviksi kasvatusalustoiksi ja monivuotisiksi kestävän kehityksen mukaisiksi kelluviksi kasvatusalustoiksi.
Biohajoavat kelluvat kasvatusalustat kestävät vedessä vain yhden kasvukauden. Rakennusmateriaaleista osa on suoraan luonnosta kerättyjä materiaaleja: kasvatusalustan kellukkeina toimivat esimerkiksi kaislat. Suurin osa lautan rakennusmateriaaleista onkin mahdollista kompostoida kasvukauden päätteeksi. Biohajoavissa kasvatusalustoissa kehikkona on käytetty lautoja ja kasvien lauttaan kiinnittymisessä käytettiin hamppuverkkoa; näitä voi hyödyntää myös seuraavana vuonna lautan rakenteena. Kasvatusalusta on koottu yhteen biohajoavalla narulla.
Monivuotiset kestävän kehityksen mukaiset kelluvat kasvatusalustat ovat huomattavasti tukevampirakenteisia kuin biohajoavat kelluvat kasvatusalustat. Monivuotisissa kasvatusalustoissa rakennusmateriaaleina on käytetty lautaa, jyrsijäverkkoa sekä vaahtolasia, joka kelluttaa lauttaa. Rakenne on yhdistetty yhteen ruuveilla ja kasvit puolestaan on istutettu leca-soraan, jota laitetaan vaahtolasin ja jyrsijäverkon päälle. Monivuotinen kasvatusalusta toimi erinomaisesti koko kasvien kasvukauden ajan. Opinnäytetyön liitteistä löytyy monivuotisen lautan kasausohje.
Biohajoavissa lautoissa haasteena oli, että ne vajosivat herkemmin veden pinnan alapuolelle ja vedestä nostaessa ne olivat jo haurastuneet niin paljon, että ne ”hajosivat käsiin”. Lautoissa riskinä onkin, että ne voivat kesken kasvien kasvukauden hajota veteen, mikäli ne on sijoitettu hyvin aallokkoiselle alueelle. Suositeltavaa on suosia suojaisaa rantaa kasvatusalustoille.
On hyvin tärkeä suunnitella jo varhaisessa vaiheessa, mitä kasveja haluaa kasvattaa omalla lautalla. Kasvien siemenet eivät idä murtovedessä, joten kasvit tulee esikasvattaa taimiksi mullassa ennen lautoille siirtämistä. Taimet puolestaan pystyvät tottumaan murtovesiolosuhteisiin. Hyvä aika aloittaa kasvien kasvatus on helmikuussa-maaliskuussa, jotta kasvit olisivat taimen kokoisia toukokuussa, jolloin lautta olisi paras toteuttaa ja laskea veteen. Lautta kannattaa toteuttaa omalle rannalle, koska muuten tulee huomioida lupa-asiat esimerkiksi jakokunnan kanssa.
Lautan ja vedenpohjan väliä tulee olla 80–100 cm, jotta juuret ottavat ravinteet vedestä, eivät vedenpohjasta. Lautta tulee ankkuroida kahdella köydellä, joista toinen on vedenpohjassa ja toinen maalla, tämä ehkäisee lautan karkaamista aallokossa. Lautta voi olla vesillä koko kesän, jonka aikana voit hyödyntää lautalla olevia kasveja. Lautta ei kuitenkaan luultavasti kestä talviolosuhteita, joten se tulee nostaa vedestä syyskuussa. Tässä on tärkeää huomioida, että lautan rakenteet keräävät jonkin verran vettä itseensä ja kasvit luovat lautan alle laajan juuriston, jolloin lautan nostamiseen voi mahdollisesti tarvita 3–4 henkilöä. Kompostoi lautalle jäänyt biomassa tulvarajan yläpuolella ja kuivata lautta seuraavaa vuotta ajatellen.
Opinnäytetyön tuloksia
Anniina Kekomäen opinnäytetyö on kokonaisuus kirjallisuuskatsauksen ja pilotoinnin tuloksia. Hän tuo opinnäytetyössään esille Itämeren tilan sekä sen murtovesiominaisuudet. Erityisen tärkeä onkin ymmärtää veden tila ennen kuin lähtee toteuttamaan omaa Floating Islands -kasvatusalustaa; Itämeren ravinnepitoisuuksien ja veden suolapitoisuuden vaihtelu vaikuttavat niin lautalle valittaviin kasveihin kuin myös lautan käyttötarkoituksiin esimerkiksi ravinteiden vedenpuhdistuksessa. Pintaveden suolaisuus vaihtelee Suomea reunustavien merialueiden 3–6 promillesta keskusaltaan 7–12 promilleen.
Pilotti-lautoille oli istutettu puutarhan koristekasveja, vihanneksia ja luonnon villivihanneksia, joista parhaiten menestyivät:
- Sipuli
- Lehtikaali
- Lipstikka
- Osmankäämi
- Helmisulkahirssi
- Rohtosalkoruusu
- Päivänlilja
- Siperiankurjenmiekka
- Uudenseelanninpinaatti
- Suolayrtti
- Rantakukka
- Merisuolake
Anniina Kekomäki on koonnut laajat FACT SHEET -kokonaisuudet viidestä Floating Islands -lautalla menestyneestä kasvista: osmankäämistä, uudenseelanninpinaatista, suolayrtistä, rantakukasta ja merisuolakkeesta. Hän tuo näiden kasvien osalta tietoa niin kasvien positiivista ympäristövaikutuksista, kasvattamisesta, keruusta kuin myös käyttötarkoituksista. Hän suosittelee kyseisiä kasveja kasvatettavaksi juuri kasvien monipuolisuuden vuoksi; kaikki puhdistavat vettä ja niitä voi hyödyntää ruuanlaitossa.
Opinnäytetyössä erityisen tärkeässä roolissa oli tutkia lauttojen kykyä toimia veden puhdistajina ravinteista. Kasvukauden aikana pilottikohteista saatiin otettua vain yhdet vesinäytteet, joista analysoitiin nitraatti, fosfaatti ja kalium, joten jatkotutkimuksia vielä sillä saralla tullaan tarvitsemaan. Maalahden pilottikohteen mökkiläinen oli kuitenkin havainnut, että kesällä 2024 rannan vesi ei olisi ollut yhtä sameaa kuin aikaisempina kesinä ja rannassa viihtyi enemmän kaloja. Myöskään sinilevälauttoja ei esiintynyt rannassa kesän aikana. On hyvin mahdollista, että kelluvilla kasvatusalustoilla on ainakin vaikutusta omaan rantaan, jolloin esimerkiksi mökkiläinen voi hyötyä puhtaammasta saunavedestä. Kelluvien kosteikkojen toimivuudessa on huomioitava, että optimaalinen veden puhdistustulos saadaan, kun lautalla on tarpeeksi suuri pinta-ala puhdistettavaan pinta-alaan nähden ja kasvit on valittu rannan omasta ekosysteemistä, jolloin ne vakiintuvat myös lautalle muodostaen laajan juuriston, joka toimii veden puhdistuksen alueena. Lisäksi veden viipymän tulisi olla lauttojen kohdalla pitkä.
Anniina Kekomäki tuo esille opinnäytetyössään, että erityisen hyvin Floating Islands -menetelmä toimi kelluvana puutarhana. Kuitenkin on tärkeä huomioida, että suolainen vesi vaikuttaa kasvien kasvuun merkittävästi eivätkä esimerkiksi perinteiset vihannekset kasva yhtä kookkaiksi kuin tavallisella kasvimaalla. Erityisen näistä vihanneksista tekee se, että ne saavat kasvaessaan murtovedessä hyvin pikantin ja suolaan taittavan maun. Ruuanlaitossa ei siis välttämättä tarvitsekaan lisättyä suolaa, kun lisää kelluvalla kasvatusalustalla kasvatettuja vihanneksia. Tällä hetkellä on myös trendinä villivihannekset eli luonnonvaraiset kasvit, joita on mahdollista käyttää ravinnoksi, mausteeksi, yrttiteeksi, rohdokseksi tai vaikkapa kauneudenhoidossa. Villivihannesten kasvatus onnistuu myös kelluvalla kasvatusalustalla ja tällöin tukee samalla alueen oman ekosysteemin kasvien hyödyntämistä. Villivihanneksia siirrettäessä on huomioitava kuitenkin jokaisen oikeudet; kasveja ei saa siirtää juurineen ilman maanomistajan lupaa. Siirräthän siis ensisijaisesti kasveja vain omalta maalta. Kasveja ei tule käyttää ruokakäyttöön, mikäli arvelet, että vesi, jossa kasvit ovat kasvaneet, on saastunut! Yleensä oma mökkiranta on soveltuva kasvien kasvatukseen, mikäli vesi ei aiheuta oireita esimerkiksi uinnin jälkeen.
Kasvukauden päätyttyä pilottilauttojen biomassapotentiaalia arvioitiin ensisijaisesti bioenergian tuotantoon biokaasuksi. Kasvien tuottama biomassa kerättiin käsin kolmelta pilottilautalta, huuhdeltiin ja punnittiin. Kasvit olivat saaneet kasvaa lautoilla noin 2–3,5 kk ennen biomassan keräämistä. Biomassan vähäinen määrä oli nähtävissä jo ennen kuin kasveja alettiin erottelemaan kasvualustasta. Punnituksessa kolmen lautan biomassan märkäpaino oli yhteensä 18 771 g. Tällaisia määriä ei ole kannattavaa kuljettaa erikseen biokaasulaitokselle, koska siirtelystä voi tulla enemmän päästöjä kuin se tuottaisi energiaa. Kannattavaa onkin kompostoida biomassa mahdollisimman lähellä, kuitenkin tulvarajan yläpuolella.
Taustaa ja tulevaisuutta
Anniina Kekomäki valmistui energiatekniikan insinööriksi maaliskuussa 2025 Vaasan ammattikorkeakoulusta. Hän kokee, että Floating Islands -menetelmä on innovatiivinen insinöörityön taidonnäyte, josta voivat hyötyä hyvin erilaiset sidosryhmät ja aivan kaikenikäiset ihmiset. Anniina Kekomäki on aiemmalta koulutukseltaan varhaiskasvatuksen opettajan pätevyyden omaava sosionomi (AMK) ja tehnyt työuransa varhaiskasvatuksen opettajana. Hän näkee, että Floating Islands -menetelmä voisi olla myös pedagoginen työkalu, jota on mahdollista hyödyntää niin kouluissa kuin päiväkodeissakin, kun puhutaan kasvien kasvatuksesta ja omavaraisuudesta sekä miksei myöskin pienimuotoisena vedenpuhdistusratkaisuna. Hän näkee, että vesiviljely aiheena on ajankohtainen, se kiinnostaa lapsia ja ennen kaikkea se sopisi niin varhaiskasvatussuunnitelman perusteiden kuin myös peruskoulun opetussuunnitelman tavoitteisiin. Hän on esitellyt Floating Islands -menetelmää yhdelle päiväkodille ja yhdistykselle syksyllä 2024. Menetelmä on saanut hyvän vastaanoton ja vesialueiden valjastaminen opetuskäyttöön on kiinnostanut monia. Anniina Kekomäki kokee, että Suomesta voisi löytyä myös markkinarakoa niin muovittomien kelluvien kasvatusalustojen, alustoilla kasvatettujen vihannesten ja villivihannesten kuin myös kasvatusalustoille sopivien taimien myynnille. Erityisesti hyvä kohderyhmä on mökkiläiset, jotka saattavat viettää lähes koko kesän vesistön äärellä. Tällöin Floating Islands -menetelmä voisi toimia heille kelluvana puutarhana.
Anniina Kekomäki kertoo, että hänellä ei ollut tietoa vesiviljelystä ennen aloittamistaan projektityöntekijänä Floating Islands -projektissa. Anniina Kekomäki painottaa, että tällaisessa teknisen alan projektissa hänen aiemmasta urastansa on ollut paljon hyötyä; hän kokee ajattelevansa monesti asioita ”boksin ulkopuolelta” ja sidosryhmien kanssa työskentely tulee häneltä luonnostaan. Aiemmalla uralla kerrytetyt raportoinnin ja dokumentoinnin taidot on valjastettu hyötykäyttöön projektiluonteisessa työssä. Hän kertoo myös, että kestävä kehitys oli luontainen arvo hänen aiemmalla urallaan ja niiden tavoitteiden mukainen työskentely on ollut helppoa tekniikanalan projekteissakin. Hän rohkaise tekniikanalan yrityksiä rohkeammin näkemään alanvaihtajien potentiaalin ja huomioimaan heidät rekrytointitilanteessa etenkin nyt, kun tekoäly nostaa päätä rekrytoinnissa. Sosiaalialan vahvistamaa paineensietokykyä ja sosiaalista pääomaa tarvitaan myös tekniikanalan työkentillä. Anniina Kekomäki odottaa innolla energiatekniikan insinöörin työtehtävien monipuolisia haasteita.
