Sini- ja mikrolevät voivat olla ratkaisu Itämeren ravinnekuormituksen vähentämiseen ja hiilineutraaliin energiantuotantoon (DI Mikael Jämsä, 27.5.2019, molekulaarinen kasvibiologia)
Mikael Jämsä tutki Turun yliopistoon tekemässään väitöskirjassa mikrolevillä ja sinilevillä tuotettavaa bioenergiaa yhdistettynä jätevedenpuhdistukseen. Jämsä löysi lupaavan leväsolukannan biodieselin tuotantoon, joka samalla sitoi ravinteita jätevedestä tehokkaasti. Tulos vahvistettiin myös pilottimittakaavassa oikealla kunnallisella jätevedellä.
Ilmastonmuutos ja Itämeren rehevöityminen ovat tämän hetken suurimpia ympäristöongelmia. Itämeren rehevöitymisen vuoksi merelle muodostuu kesäisin muun muassa suuria sinilevälauttoja. Väitöskirjatyössään Mikael Jämsä valjasti juuri sinilevät ja mikrolevät osaksi ratkaisua edellä mainittuihin ongelmiin.
– Mikrolevät ja syanobakteerit, eli kansankielellä sinilevät, ovat mikroskooppisia yhteyttäviä organismeja, jotka kasvaessaan sitovat ravinteita ja hiilidioksidia. Tutkimuksessani tarkastelin, kuinka nopeasti ne pystyvät sitomaan ravinteita jätevedestä sekä niiden kykyä tuottaa bioenergiaa. Tässä tutkimuksessa tuotin levillä biodieseliä ja vetyä, Jämsä kertoo.
Jämsä seuloi Helsingin yliopiston leväkokoelmasta lupaavimman levälajin yhdistettyyn biodieselin tuotantoon ja jätevedenpuhdistukseen. Kyseisen Scenedesmaceae-sukuun kuuluvan lajin (koodinimi UHCC0027) hän otti mukaan jatkotutkimuksiin, jotka hän suoritti pilottimittakaavassa kunnallisella jätevedellä. Jätevedessä kasvaneesta levämassasta Jämsä otti näytteet rasvojen eristystä varten. Eristetyt rasvat hän muutti tutkimuksessa biodieseliksi, jonka ominaisuudet Jämsä ennusti analysoidun rasvahappoprofiilin perusteella.
– Biodieselin ominaisuudet eivät täyttäneet USA:n ja EU:n standardien vaatimuksia. Tämä ei kuitenkaan ole suuri takaisku, sillä biodieselin valmistus on pääosin siirtynyt suuntaan, jossa rasvahappoprofiililla ei ole suurta merkitystä, Jämsä toteaa.
Nanoselluloosa lisäsi viherlevän vedyntuotantoa
Väitöstutkimuksessaan Jämsä selvitti myös läpinäkyvän nanoselluloosan soveltumista leväsolujen immobilisointiin, eli sitomiseen geelimäisen aineen sisälle tai pintaan.
– Solujen immobilisoinnilla saavutetaan useita etuja sini- ja mikrolevillä tehtävillä sovelluksilla. Se muun muassa vähentää valoenergian hävikkiä ja helpottaa leväsolujen keräämistä jätevedestä, Jämsä kertoo.
Jämsä korvasi väitöstutkimuksessaan aiemmin immobilisointiin käytetyn alginaattipolymeerin läpinäkyvällä nanoselluloosalla. Kun hän käytti nanoselluloosaa viherleväsolujen immobilisointiin, niiden vedyntuottomäärät kasvoivat huomattavasti.
– Tulevaisuudessa nanoselluloosa voisi korvata alginaatin esimerkiksi jätevedenpuhdistuksessa, jossa alginaatin ongelmana on bakteerien aiheuttama liian nopea hajoaminen, Jämsä visioi.
***
DI Mikael Jämsä esittää väitöskirjansa “Improving the efficiencies of photoautotrophic biofuel production: from biomass to biocatalysts” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa maanantaina 27.5.2019 klo 12.00 (Turun yliopisto, PharmaCity, Pha1-auditorio, Itäinen Pitkäkatu 4, Turku).
Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Raúl Muñoz Torre (Valladolidin yliopisto, Espanja) ja kustoksena apulaisprofessori Yagut Allahverdiyeva-Rinne (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia.
Väittelijän yhteystiedot: 050 5489483, mikael.jamsa@utu.fi
