Littoistenjärven hoidon pitkä historia - miten ja miksi päädyttiin fosforin kemialliseen saostukseen

Transkriptio

1 Littoistenjärven hoidon pitkä historia - miten ja miksi päädyttiin fosforin kemialliseen saostukseen Jouko Sarvala Turun yliopisto Vihdin vesistöpäivä Valokuva: Jouko Sarvala

2 Lounais-Suomessa Kaarinan ja Liedon rajalla sijaitseva Littoistenjärvi on vesitutkijalle poikkeuksellisen kiinnostava kohde järven ekosysteemi on 35 seurantavuoden aikana heilahdellut nopeasti ääritilasta toiseen Kuva: Jouko Sarvala

3 Sopivasta kulmasta katsottuna Littoistenjärvi vaikuttaa lähes erämaajärveltä urbaanista sijainnista huolimatta Vaan moni kakku päältä kaunis... Kuva: Jouko Sarvala

4 ... silti silkkoa sisältä! Kun järvi 2010-luvulla alkoi näyttää tällaiselta joka kesä, ei ole ihme että järven kunnostusta alettiin vaatia! Kuva: Jouko Sarvala

5 Littoistenjärvi on ympäristön asukkaille hyvin tärkeä luonto- ja virkistyskohde Järven kunto on vaihdellut voimakkaasti viime vuosina, mikä on huolestuttanut sekä asukkaita että kuntien hallintoa Littoistenjärven ekologista tilaa on seurattu tarkoin jo 35 vuotta, ja järveä on hoidettu tutkimustiedon perusteella. Päävastuu tutkimuksista ja hoidon suunnittelusta on ollut johtamallani Turun yliopiston tutkijaryhmällä Tästä huolimatta veden laatu on jyrkästi heikentynyt etenkin vuoden 2003 jälkeen, ja kun muut keinot eivät auttaneet, päädyttiin kemialliseen kunnostukseen Littoistenjärven käsittelyn varhaisvaiheet keväällä 2017 ovatkin sitten tiedotusvälineiden kohuotsikoista tuttuja jokseenkin kaikille Suomessa ja laajemmaltikin Vähemmän tunnettuja ovat kunnostuspäätöksen taustat, ja ne ovat esitykseni aiheena tänään

6 Kurouduttuaan merestä noin 5500 vuotta sitten Littoistenjärvi oli aluksi rehevä, karuuntui sitten, ja rehevöityi uudelleen nykyaikaa lähestyttäessä Littoistenjärvi oli rehevä myös , kun järvestä tehtiin ensimmäinen perusteellinen tutkimus - ajoittaisia sinileväkukintoja ja kalakuolemia esiintyi Littoistenjärvi oli Kaarinan raakavesilähde , jolloin sen veden laatua seurattiin säännöllisesti. Järven tilan perusteellinen kartoitus Kaarinan-Piikkiön luonnonsuojeluyhdistyksen aloitteesta vuonna 1983 osoitti, että järven kunto oli yhä samanlainen kuin 1900-luvun alussa.

7 Valokuva: Jouko Sarvala Ongelmat alkoivat 1980-luvulla Uposlehtinen tulokaskasvi vesirutto (Elodea canadensis) runsastui vuosina , ja massaesiintymiksi, joita seurasi kannanromahdus. Talvinen happikato vältettiin ilmastuksella, mutta tämä helpotti vesiruton talvehtimista ja kärjisti virkistyskäytölle kesällä koituneita ongelmia. Vesiruton runsastumisen takia aloitettiin säännöllinen biologinen seuranta. Vuonna 1994 siihenastinen tieto Littoistenjärvestä koottiin kirjaksi.

8 Vuonna 1992 vesiruttoromahdus tapahtui keväällä, ja siihen liittyi voimakas sinileväkukinta touko-kesäkuussa. Jälkimainingeissa perustettiin Littoistenjärvityöryhmä (2006 alkaen Littoistenjärven neuvottelukunta) ohjaamaan tutkimusta ja järven hoitoa ja edistämään tiedon kulkua. Rahoitusvastuu siirtyi säännöstely-yhtiöltä suoraan kunnille. Seuranta monipuolistui ja jatkuu edelleen. Littoistenjärven perusseurantaan ovat vakiintuneet vesikemialliset sekä kasvi- ja eläinplanktonnäytteet kertaa avovesikaudella, koekalastus ja uposkasvien biomassa vuosittain ja pohjaeläimet noin kymmenen vuoden välein. Lisäksi on aika ajoin tehty erityisselvityksiä, mm. ulkoista kuormitusta selvitettiin vuonna 1993, ja pohjaliejun ominaisuuksia vuonna 2012.

9 Tiheät vesiruttokasvustot nostivat veden ph:n hyvin korkeaksi (jopa yli 10), ja vesiruton biomassan kasvu oli tunnistettavissa ph:n vähittäisestä noususta kesän mittaan ja vuosi vuodelta. Kun uposkasveja oli vähän, ph pysyi alhaisena. Sinileväkukinnat aiheuttivat lyhytkestoisia ph-huippuja. Vesiruttokasvustojen romahtaessa 1987, 1992 ja 1999 veden fosforija klorofyllitasot olivat yhden kesän ajan korkeat ja veden laatu heikko. Välivuosina vedessä oli vähän ravinteita, vesi oli kirkasta, ja näkösyvyys ulottui pohjaan saakka koko järvessä. 9

10 Vesiruton kannanvaihtelun tahdissa Littoistenjärvi oli siten vuoroin kirkas ja hyväkuntoinen (neljänä-viitenä kesänä kuudesta)... Kuva: Jouko Sarvala

11 ...vuoroin samea ja rehevä, joskus jopa todellista leväpuuroa! Muutokset olivat nopeita. Kuva: Jouko Sarvala

12 Vuonna 1992 kuolevaa vesiruttoa kerättiin talkootyönä, ja kasvia yritettiin vähentää koneellisesti. Poisto kuitenkin kiihdytti jäljelle jäävien versojen kasvua niin että kokeilusta oli luovuttava. Yli 50 %:n poistokaan ( t/vuosi) ei estänyt vesiruttoa runsastumasta kannan nousuvaiheessa kiihtynyt kasvu kompensoi poistot jo saman kesän aikana. 12

13 Yllättäen uposkasviongelmasta päästiin kun vedenotto päättyi vuoden 1998 lopulla: ilmastuslaitteet rikkoutuivat ja happi loppui jään alta Pääosa kasveista kuoli kevättalven 1999 happikadossa Myöhemmin vedenpinnan nousu ja veden sameus ovat estäneet vesiruttoa valtaamasta järven keskiosia Tuolloin 2000-luvun alussa Littoistenjärven tilanne näytti lupaavalta, ja vuoden 2005 katsauksessa arvioin vielä että mitään erityistä hoitoa ei tarvittaisi

14 Toiveikkuus oli ennenaikaista kuten vuosien 2013 ja 2016 yhteenvedot yli 30 vuoden seurantaaineistosta myöhemmin osoittivat

15 Littoistenjärvessä kasviplanktonin biomassa ja sitä kuvaava klorofyllin määrä seuraavat veden fosforitasoa, joka on siten hyvä veden laadun mittari Hyvä veden laatu klorofylli alle 10 µg/l saavutetaan fosforitasolla 35 µg/l (µg/l = mg/m 3 ) Fosforitaso pysyi pitkään kohtuullisena vesiruton romahdusvuosia 1987 ja 1992 ja happikatotalvea lukuun ottamatta, mutta nousi uudelle tasolle vuosien välillä. Klorofylli kohosi vastaavasti.

16 Muutos näkyi paljain silmin: planktonin lisääntyessä näkösyvyys heikentyi 1990-luvun yli 2,5 metristä alle 0,5 metriin. Ikävintä on, että veden laatu heikkeni ja sinileviä oli eniten juuri parhaana lomakautena heinä-elokuussa. Talven ja varhaiskevään tilanne oli muuttunut vain vähän, mutta fosforia liukeni pohjasta kesän aikana niin että fosforitaso 3-4-kertaistui Littoistenjärven ongelmaksi oli tullut ns. sisäinen kuormitus

17 Miksi sisäinen kuormitus oli noussut? Syitä ei täysin ymmärretä, sillä vuorovaikutukset ovat mutkikkaita ulkoinen ravinnekuormitus oli vain kohtuullinen eikä se ole ainakaan noussut viime vuosina Osatekijöitä olivat ainakin Voimistuneet hellejaksot joinakin vuosina (ilmastonmuutos) Korkea ph (seurausta leväkukinnoista itseään vahvistava kehä) Uposkasvillisuuden pysyvä taantuminen 2000-luvulla Talvisen happitilanteen heikkeneminen Pohjaeläimiä syövät kalat, etenkin lahna, pöllyttävät ravinteita pohjasta Eläinplanktonia syövät pikkukalat runsastuivat vuoden 1999 jälkeen

18 Vuodesta 2000 alkaen kalaston kokojakauma muuttui hyppäyksellisesti - yksilömäärät kasvoivat kun saaliissa vallitseviksi tulivat pienet kalat. Erityisen paljon oli aluksi särkiä ja myöhemmin pikkuahvenia. Lahnan lisääntyminen käynnistyi happikatotalven 1999 jälkeen. Aivan viime vuosina kalatiheys näyttää laskeneen, mutta biomassat ovat yhä hyvin rehevän järven tasolla.

19 Matalien järvien ekosysteemillä ajatellaan olevan kaksi vaihtoehtoista tasapainotilaa: - kirkasvetinen uposkasvivaltainen - samea kasviplanktonvaltainen Seurantatulosten perusteella on ilmeistä, että Littoistenjärvi oli noin vuodesta 2006 alkaen asettunut kasviplanktonin vallitsemaan tasapainotilaan, jossa järven ekologinen tila oli huono tai korkeintaan välttävä Sameassa vaiheessa sisäinen ravinnekuormitus pitää ravinnetason korkeana, ja sameus estää uposkasvien kasvua Uposkasvivaltaisessa vaiheessa uposkasvit puolestaan hillitsevät tehokkaasti kasviplanktonin runsastumista silloinkin, kun vedessä on ravinteita runsaasti Palautuminen sameasta kirkasvetiseksi ei tapahdu itsestään,vaan tarvitsee voimakkaan ulkopuolisen sysäyksen

20 Mitä oli tehtävissä? Vertailin vaihtoehtoisia kunnostusmenetelmiä vuoden 2013 yhteenvedossa Valokuva: Jouko Sarvala 2001

21 Mahdolliset apukeinot 1 Ulkoisen kuormituksen vähentäminen on yleensä keskeisin keino rehevöitymisen torjunnassa, mutta nykytasollaan ulkoinen kuormitus ei aiheuta vedenlaatuongelmia Littoistenjärvessä; lisäksi Järvelän kosteikon perustaminen oli jo vähentänyt fosforikuormitusta noin neljänneksellä Ruoppaus, kuivatus tai vedenpinnan nosto eivät tule eri syistä kysymykseen Littoistenjärvessä Vesikasvien poisto ei ole viime vuosina ollut ajankohtainen, ja toisaalta kohtuullinen uposkasvimäärä on tarpeen veden pitämiseksi kirkkaana Talvista ilmastusta tehostamalla fosforitaso saatiin vuosina laskemaan viidenneksellä, mutta se jäi silti ylireheväksi - ilmastus ei siten riitä parantamaan Littoistenjärven tilaa

22 Mahdolliset apukeinot 2 Ravintoketjukunnostus eli planktonia ja pohjaeläimiä syövien kalojen vähentäminen on usein kustannustehokas keino parantaa veden laatua. Littoistenjärvessä on tehty särkien paunettipyyntiä keväisin saaliit melko vähäisiä, vaikutus olematon. Lahnan talvinuottaus talvella 2009 kyllä paransi veden laatua vaikka saaliit jäivät silloinkin aika pieniksi. Kalastustekniikka on matalissa järvissä ongelma. Fosforin kemiallinen saostaminen pohjaan on nopein keino parantaa veden laatua tavoitteena on saostaa vedessä vapaana oleva fosfori ja sitoa pohjaliejun pintakerroksen fosfori Alumiinikloridin käytöstä fosforin saostamiseen on maailmalta kokemuksia yli sadasta järvestä; polyalumiinikloridina aine on Suomessa yleisesti käytetty juomaveden ja jätevesien puhdistuskemikaali

23 Fosforin kemiallinen saostus, jatkoa Matalissa järvissä fosforin saostuksen vaikutus kestää keskimäärin lyhyemmän ajan kuin syvissä järvissä, mutta Littoistenjärven tapauksessa pieni valuma-alue ja siten pieni ulkoinen kuormitus vastaavasti pidentävät vaikutuksia odotusarvo on vähintään kymmenen vuotta Käsittely voi myös heilauttaa ekosysteemin uuteen, uposkasvivaltaiseen tasapainotilaan, jossa veden laatu on pysyvästi tai ainakin useimpina vuosina hyvä. Aika ajoin uposkasveja voi olla haitaksi asti. Suurin uhka kemiallisen käsittelyn onnistumiselle on pohjaeläimiä syövien kalojen runsaus. Tämä on myös Littoistenjärven kohdalla suurin kysymysmerkki, erityisesti koska lupaehdoissa oli määritelty, että veden ph ei saanut käsittelyn aikana alittaa arvoa ph 6, joten kalojen oletettiin säilyvän pääosin hengissä.

24 Pitkäaikaisen ekologisen seurannan, kunnostusmenetelmien vertailun sekä muualla saatujen kokemusten perusteella esitin jo vuonna 2008 Littoistenjärvelle kolmivaiheisen kunnostusohjelman Pyritään vähentämään kalastoa, erityisesti lahnoja ja muita särkikaloja Tehostetaan talvista ilmastusta ja jos nämä keinot eivät auta Saostetaan liika fosfori alumiinikloridilla Ulkoinen kuormitus tietysti pidetään edelleen kurissa

25 Vertailin menetelmien hyviä ja huonoja puolia päätöksenteon tueksi Tehostettu talvinen ilmastus Hyvät puolet Luonnonmukainen menetelmä, joka parantaa ekosysteemin kykyä sietää kohonnutta levätuotantoa ja muuta orgaanista kuormitusta Kustannuksiltaan melko edullinen Mahdolliset ongelmat Ei täyttä varmuutta tuloksesta, vaikka aikaisemmat kokemukset ovatkin olleet positiivisia Jatkettava joka talvi Hyvä talvinen happitilanne jouduttaa uposkasvi-ongelman paluuta

26 Poistokalastus Hyvät puolet Luonnonmukainen menetelmä Kustannuksiltaan edullinen Vesi kirkastuu todennäköisesti vain kohtuullisesti, jolloin uposkasvien liikakasvu ei olisi kovin suuri ongelma Mahdolliset ongelmat Littoistenjärvessä tehokas kalastus on vaikeaa, koska särkien syysparville ei ole selviä alueita Kalakannan koosta ja siten myös kalastustarpeesta ja kalaston vähentämisen hyödyistä on epävarmuutta Vaikka tehokalastus onnistuisi, ei ole täyttä varmuutta veden laadun paranemisesta Kalastusta jatkettava vuosittain tai ainakin muutaman vuoden välein

27 Fosforin kemiallinen saostus Hyvät puolet Vaikutus on nopea vesi voi kirkastua käsittelypäivänä tai viimeistään muutamassa päivässä Mahdolliset ongelmat Melko kallis menetelmä Vaikutuksen kesto epävarma Vedestä tulee niin kirkasta, että uposkasvit voivat runsastua liikaa Ajelehtivaa alumiinihydroksidisakkaa voi esiintyä Tarkka mitoitus on tarpeen, jos kalasto halutaan säästää; toisaalta jos kalasto jää ennalleen, sisäinen kuormitus voi jatkua Veden ph on pidettävä optimialueella myös siksi, että fosfori saostuisi tehokkaimmin ja että alumiini ei pääsisi liukenemaan takaisin veteen

28 Littoistenjärven kunnnostus toteutettiin suunnitelman mukaisesti Littoistenjärven osakaskunnat järjestäytyivät ja perustivat vuonna 2008 yhteisen hoitokunnan Näin kunnostuksille saatiin luonteva ja toimivaltainen toteuttaja järven omistajat Littoistenjärven hoitokunta päätti hakea ympäristölupaa fosforin kemialliselle saostukselle, ja lupa myönnettiin syyskuussa 2014 Ehtona oli, että ennen kemiallista käsittelyä kokeillaan tehostetun ilmastuksen ja kalastuksen vaikutuksia kolmen vuoden ajan Kalojen poisto jäi vähäiseksi, ja ilmastuksella veden laatu parani noin 20 % mutta jäi ylireheväksi Fosforin saostus alumiinikloridilla tehtiin toukokuussa 2017

29 Ja kuinkas sitten kävikään? Kuvat Jouko Sarvala Littoistenjärvi Kaislanvarsia kuvattuna laiturilta Kuoviluodon itäpuolelta

30 Kirkasta tuli... Kuvat Jouko Sarvala Sama paikka kuin edellä

31 Syksyllä 2017, runsas puoli vuotta käsittelyn jälkeen, järven tila oli erinomainen. Nykytilaa voi havainnollistaa diagrammeilla, jotka kuvaavat keskeisten vedenlaatutekijöiden muuttumista kesän mittaan. Kuvat Jouko Sarvala 2017-X

32 Matalille järville tyypilliseen tapaan ravinne- ja klorofyllipitoisuudet ovat Littoistenjärvessäkin aina kohonneet kesän mittaan. Korkeimmat lukemat on mitattu yleensä elokuun puolivälin jälkeen. Uposkasvivaltaisella 1990-luvulla kesänousu oli maltillista ja näkösyvyys usein pohjaan saakka koko järvessä luvulla ravinteiden ja klorofyllin kesänousu kuitenkin moninkertaistui. Vuodesta 2006 alkaen yhtenätoista vuonna ennen fosforinsaostusta kokonaisfosforin huippulukemat nousivat kesän aikana tasolle µg/l, ja klorofylli vaihteli välillä µg/l. Alumiinikloridikäsittelyn jälkeen vedenlaadun kesäinen kehitys muuttui jyrkästi. Heti käsittelyn jälkeen fosforin määrä vedessä painui alle määritysrajan (5 µg/l). Seuraavina viikkoina kokonaisfosfori, kokonaistyppi ja klorofylli lähtivät loivaan nousuun, joka kuitenkin pysähtyi kesä-heinäkuun vaihteessa. Heinäkuun alusta lähtien järven tila on pysynyt vakaana; klorofyllin määrä vieläpä hiukan laskenut.lokakuun arvot olivat: kokonaisfosfori 19, kokonaistyppi 280 ja klorofylli 4,2 µg/l Lisäinfoa: Sarvala, Vepsäläinen & Heikkilä, Suomen Kalastuslehti lokakuu/2017

33 Vaikka Littoistenjärven uuden kirkkauden pysyvyys selviää vasta tulevien vuosien aikana, jo kesällä 2017 nähtiin miten valtavasti kunnostus kohotti Littoistenjärven virkistysarvoa Kiitokset rahoittajille ja yhteistyökumppaneille 35 seurantavuoden ajalta! Valokuva: Jouko Sarvala