• biokaasu
• BMP
• kansalaishavainto
• rehevöityminen
• tähkä-ärviä

Tähkä-ärviä on rehevissä vesissä viihtyvä vesikasvi, joka voi muodostaa laajoja ja tiheitä kasvustoja. Kasvustot voivat haitata vesistöjen käyttöä, mutta samalla poistettava kasvimassa voi olla mahdollinen raaka-aine esimerkiksi biokaasun tuotannossa. Opinnäytetyössä selvitettiin tähkä-ärviän esiintymistä Naantalin–Uudenkaupungin alueella sekä arvioitiin biomassan hyödyntämismahdollisuuksia.

Tähkä-ärviä (Myriophyllum spicatum) on monivuotinen vesikasvi, joka kasvaa sekä makeassa vedessä että murtovedessä. Se viihtyy erityisesti rehevissä vesissä ja voi muodostaa tiheitä kasvustoja. Kasvin varret voivat kasvaa yli nelimetrisiksi, ja latvusto voi ulottua vedenpintaan asti. Tähkä-ärviä kasvaa yleensä noin 1,5–4 metrin syvyydessä ja pystyy sopeutumaan myös heikkoihin valo-olosuhteisiin (Grace & Wetzel 1978; Grönholm & Niinimäki 2006; Smith & Barko 1990).

Tähkä-ärviä voi haitata uimista, veneilyä, kalastusta ja ranta-alueiden käyttöä. Runsaat kasvustot vaikuttavat myös vesistön ravinnekiertoon. Kasvi sitoo kasvaessaan typpeä ja fosforia vedestä ja pohjasedimentistä. Kun kasvusto kuolee ja hajoaa pohjalla, ravinteita voi vapautua takaisin veteen. Tämä voi ylläpitää sisäistä kuormitusta eli vesistön omaa ravinnekiertoa, joka lisää rehevöitymisen riskiä (Carpenter & Lodge 1986; Grace & Wetzel 1978; Moeller ym. 2018).

Kansalaishavainnot täydentävät mallinnettua tietoa

Naantalin havainnot kartalla. Kuvassa oli esitetty vain osa havainnoista
(Maanmittauslaitos taustakartta 2026: laadittu QGIS-ohjelmalla, Vichajan 2026)

Uudenkaupungin kansalaishavainnot. Kuvassa oli esitetty vain osa havainnosta. (Maanmittauslaitos taustakartta 2026: laadittu QGIS-ohjelmalla, Vichajan 2026)

Opinnäytetyössä tähkä-ärviän esiintymistä tarkasteltiin Naantalin–Uudenkaupungin alueella. Aineisto kerättiin kansalaishavaintojen avulla, ja havaintoja kertyi yhteensä 54 kappaletta. Näistä 37 sijoittui Uuteenkaupunkiin ja 17 Naantaliin. Havaintoaineisto koottiin Exceliin, ja kartat laadittiin QGIS-paikkatieto-ohjelmalla.

Kansalaishavaintoja esitettiin myös heatmap-karttoina. Heatmap eli lämpökartta näyttää havaintojen keskittymiä niin, etteivät yksittäiset havaintopaikat korostu liikaa. Tämä oli tärkeää, koska osa havainnoista oli epätarkkoja ja tavoitteena oli tarkastella ennen kaikkea alueellista sijoittumista.

Kansalaishavainnot vs LUTU-malli A. (Maanmittauslaitos taustakartta 2026; karttataso: SYKE:n Myriophyllum spicatum LUTU- malli laadittu QGIS-ohjelmalla, Vichajan 2026)

Kansalaishavaintoja verrattiin SYKEn LUTU-malliin, joka kuvaa tähkä-ärviän potentiaalista esiintymistä. LUTU-mallissa vesikasvilajien esiintymistä arvioidaan paikkatieto- ja ympäristömuuttujien, kuten veden syvyyden, rehevyyden ja rantavyöhykkeen ominaisuuksien perusteella (Virtanen ym. 2024).

Vertailun perusteella kansalaishavainnot ja mallinnettu tieto täydentävät toisiaan. Malli antaa yleiskuvan siitä, missä lajille sopivia kasvualueita voi olla, kun taas kansalaishavainnot tuovat paikallista tietoa todellisista esiintymistä. Kansalaishavainnot eivät yksinään anna täydellistä kuvaa lajin levinneisyydestä, mutta ne voivat auttaa suuntaamaan tarkempia maastokartoituksia alueille, joilla havaintoja kertyy paljon.

Biomassan määrää ei voi päätellä pelkistä havainnoista

Tähkä-ärviän hyötykäytön kannalta tärkeä kysymys on, kuinka paljon biomassaa kasvustoista voitaisiin kerätä. Kansalaishavaintojen perusteella tästä ei kuitenkaan voida tehdä luotettavaa arviota.

Havainto kertoo, että tähkä-ärviää esiintyy tietyllä alueella, mutta se ei kerro kasvuston pinta-alaa, tiheyttä, märkäpainoa, kuivapainoa tai sitä, kuinka suuri osa kasvustosta olisi käytännössä kerättävissä. Siksi levinneisyystieto on hyvä lähtökohta, mutta biomassan määrän arviointi edellyttäisi maastomittauksia. Tarvittaisiin esimerkiksi näytealoja, joilta mitataan kasvuston määrä ja joiden perusteella voidaan arvioida laajempien alueiden biomassaa.

Poistaminen voi vähentää kuormitusta mutta lisätä leviämisriskiä

Tähkä-ärviän poistoon liittyy sekä mahdollisuuksia että riskejä. Poiston mukana vesistöstä voidaan poistaa kasviin sitoutuneita ravinteita. Jos biomassa kerätään pois ennen kuin se hajoaa pohjalla, voidaan samalla vähentää ravinteiden palautumista takaisin veteen. Tämä voi tukea vesistönhoitoa ja vähentää sisäistä kuormitusta (Carpenter & Lodge 1986; Kymäläinen & Pakarinen 2015; Moeller ym. 2018).

Poisto ei kuitenkaan ole yksinkertainen ratkaisu. Tähkä-ärviä leviää tehokkaasti kasvinosista, joten niitto ja veneily voivat irrottaa kasvinosia ja kuljettaa niitä uusille alueille. Tämän vuoksi biomassa on kerättävä huolellisesti pois. Jos kasvin osia jää veteen, poisto voi pahimmillaan edistää leviämistä sen sijaan, että se vähentäisi ongelmaa (Grace & Wetzel 1978; Grönholm & Niinimäki 2006; Moeller ym. 2018).

Käytännössä poiston haasteita ovat siis kasvin leviämisriski, märän biomassan suuri vesipitoisuus sekä keruun, kuljetuksen ja käsittelyn järjestäminen. Nämä tekijät vaikuttavat siihen, voiko tähkä-ärviän hyötykäyttö olla taloudellisesti järkevää.

Biokaasukoe osoitti hyödyntämispotentiaalia

Opinnäytetyössä tarkasteltiin tähkä-ärviän biomassan hyödyntämistä erityisesti biokaasun tuotannossa. Biokaasupotentiaalia selvitettiin BMP-kokeella. BMP-koe tarkoittaa metaanintuottopotentiaalin mittausta, jossa biomassaa mädätetään hapettomissa olosuhteissa ja mitataan muodostuvan metaanin määrä. Menetelmää käytetään yleisesti orgaanisten materiaalien metaanintuottokyvyn arviointiin (Angelidaki ym. 2009; Holliger ym. 2016; Kymäläinen & Pakarinen 2015).

Näyte kerättiin Naantalin Pikku-Nuikosta. Kokeessa verrattiin kahta käsittelytapaa: silputtua tähkä-ärviää ja homogenisoitua tähkä-ärviää. Lisäksi mukana oli nollanäyte eli blankki, jonka avulla tuloksia voitiin tarkentaa.

Tulosten perusteella silputtu näyte tuotti enemmän metaania kuin homogenisoitu näyte. Silputun näytteen metaanintuotto oli noin 2957 NmL CH₄ ja homogenisoidun näytteen noin 2546 NmL CH₄. Blankkikorjattuna silputun näytteen tuotto oli noin 592 NmL CH₄ ja homogenisoidun näytteen noin 181 NmL CH₄. Energiaksi muunnettuna silputun blankkikorjatun näytteen tuotto oli noin 5,9 Wh.

Tulokset osoittavat, että tähkä-ärviän biomassa voi tuottaa metaania. Samalla tulokset kertovat, että laboratoriomittakaavassa tuotettu energiamäärä oli pieni. Kokeen arvo onkin erityisesti siinä, että se tuottaa alustavaa tietoa biomassan soveltuvuudesta biokaasuprosessiin.

Haitallisesta kasvista voi tulla resurssi

Opinnäytetyön perusteella tähkä-ärviä on vesistöissä sekä haaste että mahdollinen raaka-aine. Työssä saatiin uutta tietoa siitä, miten kansalaishavainnot voivat täydentää mallinnettua levinneisyystietoa Naantalin–Uudenkaupungin alueella. Lisäksi työ tuotti alustavaa kokeellista tietoa tähkä-ärviän metaanintuottopotentiaalista.

Tulosten perusteella tähkä-ärviän hyötykäytössä on potentiaalia, mutta sen toteuttaminen vaatii vielä lisätutkimusta. Erityisen tärkeää olisi selvittää, kuinka paljon biomassaa eri kasvupaikoilla todellisuudessa on, miten se voidaan kerätä ilman leviämisriskin kasvua ja mikä hyötykäyttötapa on ympäristön sekä talouden kannalta järkevin.

Laajamittaiseen hyötykäyttöön ei ole vielä valmista prosessia. Jatkossa tarvitaan maastomittauksia, joissa selvitetään kasvustojen pinta-ala, tiheys ja kerättävissä oleva biomassa eri kasvupaikoilla. Lisäksi tarvitaan toistettavia biokaasukokeita suuremmilla näytemäärillä sekä käytännön kokeiluja siitä, miten tähkä-ärviä voidaan poistaa niin, ettei poisto edistä kasvin leviämistä. Myös kuljetuksen, varastoinnin ja käsittelyn kustannuksia tulisi arvioida kriittisesti, jotta voidaan päätellä, onko laajamittainen hyötykäyttö taloudellisesti mahdollista.

Parhaimmillaan tähkä-ärviän poisto voisi yhdistää vesistönhoidon ja kiertotalouden. Tällöin vesistöstä poistettava kasvimassa ei jäisi jätteeksi tai hajoamaan pohjalle, vaan se voitaisiin ohjata hyötykäyttöön.

Kuva: Metsahallitus Luontopalvelu, 2017

Lähteet

Angelidaki, I., Alves, M., Bolzonella, D., Borzacconi, L., Campos, J. L., Guwy, A. J., Kalyuzhnyi, S. V., Jenicek, P. & van Lier, J. B. 2009. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: A proposed protocol for batch assays. Water Science and Technology 59(5), 927–934.

Carpenter, S. R. & Lodge, D. M. 1986. Effects of submersed macrophytes on ecosystem processes. Aquatic Botany 26, 341–370.

Grace, J. B. & Wetzel, R. G. 1978. The production biology of Eurasian watermilfoil (Myriophyllum spicatum L.): A review. Journal of Aquatic Plant Management 16, 1–11.

Grönholm, L. & Niinimäki, J. 2006. Kirkkonummen Morsfjärdenin kunnostussuunnitelma. Uudenmaan ympäristökeskuksen raportteja 6/2006.

Holliger, C. ym. 2016. Towards a standardization of biomethane potential tests. Water Science and Technology 74(11), 2515–2522.

Kymäläinen, M. & Pakarinen, O. toim. 2015. Biokaasuteknologia: Raaka-aineet, prosessointi ja lopputuotteiden hyödyntäminen. Hämeen ammattikorkeakoulu.

Moeller, L., Bauer, A., Wedwitschka, H., Stinner, W. & Zehnsdorf, A. 2018. Crop characteristics of aquatic macrophytes for use as a substrate in anaerobic digestion plants: A study from Germany. Energies 11(11), 3016.

Smith, C. S. & Barko, J. W. 1990. Ecology of Eurasian watermilfoil. Journal of Aquatic Plant Management 28, 55–64.

Virtanen, E. A., Forsblom, L., Saikkonen, L., Jernberg, S., Viitasalo, M. & Kulmala, S. 2024. Marine ecosystem extent and condition pilot accounts for Finland. One Ecosystem 9, e138839.