Kuopion Puronnotkon kosteikon tarkkailun tulokset

Transkriptio

1 Suomen ympäristökeskus, Vesikeskus Kuopion Puronnotkon kosteikon tarkkailun tulokset HULE-hankkeen osaraportti Kasvio Pinja, Koskiaho Jari, Ulvi Teemu & Jormola Jukka

2 Sisällysluettelo Sisällysluettelo Johdanto Puronnotkon kosteikko Kallaveden ja Pölläkänlahden tila ja hulevedet Kosteikossa tapahtuvat prosessit Puronnotkon kosteikon toimivuuden seuranta Tulokset ja tulosten tarkastelu Sähkönjohtokyky, ph ja kloridipitoisuus Sameus ja kiintoainepitoisuus Ravinnepitoisuudet ja -kuormitukset Fosfori Typpi Metallipitoisuudet Sinkki Rauta Yhteenveto Lähteet

3 1. Johdanto Työn tarkoituksena oli selvittää Puronnotkon kosteikon (pinta-ala m 2 ) (Kuva 1) toimivuutta Pölläkän asuinalueella Kuopiossa. Asuinalue sijaitsee Kallaveden vesistön keskellä Pölläkänlahden rannalla. Kosteikon tarkoituksena on tasata virtaamia sekä pidättää kosteikkoaltaisiin huuhtoutuvia ravinteita, kiintoainesta ja muita hulevesissä esiintyviä, vesistölle haitallisia aineita. Pölläkän alueelle rakennetun kosteikon toimivuutta on aiemmin seurattu vuonna osana laajempaa hanketta Hulevesien hallinta Kuopion Saaristokaupungissa Hankkeeseen kuului muun muassa laaja kosteikkoselvitys, joka oli tavoitteena uusia muutaman vuoden päästä (Pulkkinen & Rissanen 2008). Kosteikkoja rakennettiin yhteensä 10 ja lähes kaikki olivat tarkkailussa mukana (Kuva 2). Hulevesi- ja kosteikkoselvityksen tavoitteena oli tutkia kosteikkojen toimintaa ja soveltuvuutta hulevesien käsittelyyn eri vuodenaikoina, saada tietoja kosteikoista suunnittelun ja toteutuksen pohjaksi, selvittää kosteikkojen korjaus- ja kehittämistarpeita sekä kerätä tietoa kosteikkoihin tulevan ja niistä lähtevän vesien laadusta. Pölläkän puistoalueelle perustettu kosteikko ei pidättänyt selvityksen mukaan ravinteita. Kuopion kaupunki oli kiinnostunut selvittämään toimiiko kosteikko paremmin, kun rakentamisesta on kulunut pidempi aika. Puronnotkon kosteikon toimivuutta selvitettiin vedenlaatunäytteiden avulla vuoden ajan 2012 kesästä 2013 kesään kerran kuussa haetuilla vesinäytteillä. Selvitys kuuluu osaksi HULE-hanketta ( ), jossa tutkitaan erilaisten hulevesien hallintamenetelmien toimivuutta. Kuva 1. Puronnotkon kosteikko etelästä kuvattuna. Vasemmalla puolella näkyy frisbeegolfrata ja oikealla kevyen liikenteen raitti (kuva Heikki Rinne). 2

4 Kuva 2. Kuopion Saaristokaupunkiin rakennetut kosteikot vuonna Puronnotkon kosteikko Kallaveteen laskevaan ojaan johdetaan Pölläkänlahden pientaloaluevaltaiselta alueelta muodostuvat hulevedet. Kuopion kaupunki rakensi Puronnotkon kosteikon (Kuvat 3) vuonna 2005 tasaamaan virtaamia ja vähentämään Kallaveteen huuhtoutuvien haitallisten aineiden määrää. Kosteikon suunnittelussa on otettu huomioon paikalliset ympäristötavoitteet, tila ja maisemalliset arvot. Kosteikko muodostuu kolmesta erikokoisesta ja syvyisestä kosteikkoaltaasta ja yhdestä laskeutusaltaasta (Kuvat 4 ja 5). Vesi kulkee hyvin kapeaa noroa pitkin altaasta toiseen. Maaperä alueella on savea. Kosteikkoon johdetaan noin 59 hehtaarin suuruisen pientaloalueen hulevedet, joten kosteikon pinta-alan suhde yläpuoliseen valuma-alueeseen on noin 0,7 %. Altaissa on jonkin verran kasvillisuutta, mutta sitä kasvaa suhteessa enemmän ojissa ja tulva-alueilla. 3

5 VA2 VA1 VA3 Kuva 3. Pölläkänlahden kosteikko ja sen valuma-alue. Kosteikko on merkitty kartalle sinisellä ellipsillä. Kosteikon valuma-alue koostuu kolmesta osavaluma-alueesta, joiden pinta-alat ovat: VA1 = 9,1 ha, VA2 = 40,8 ha ja VA3 = 9,0 ha. Ensimmäinen allas on suurin (pinta-ala 700 m 2 ja tilavuus 250 m 3 ) ja se toimii hidastusaltaana asuinalueen hulevesille. Myös kiintoaineen on tarkoitus laskeutua tähän altaaseen, sillä siinä on syvennys altaan keskiosassa. Toinen hidastusallas on pieni (150 m 2 /20 m 3 ). Tähän altaaseen johdetaan hulevesiä kahdesta eri ojasta: toinen oja tulee ensimmäisestä altaasta ja toinen asuinalueelta (VA3). Suuri osa vedestä tulee ensimmäisestä altaasta. Tämän jälkeen vedet virtaavat kolmanteen altaaseen (600 m 2 /200 m 3 ), josta takaisin ojauomaan ja pienen hidastusaltaan jälkeen 4

6 takaisin ojaan, ennen kuin vesi päätyy Pölläkänlahteen. Kolmannessa altaassa on syvempi osa altaan loppuosassa. Kosteikon rakennetta on tuettu paikoin luonnonkivillä, ja aluetta on maisemoitu istuttamalla kasvillisuutta. Lisäksi altaiden läheisyyteen on rakennettu kävelytie ja ylikulkusilta ensimmäisen kahden altaan väliin. Oja on maisemoitu mutkittelevaksi, mikä edesauttaa virtauksen tasoittumista (Kuva 6). ALLAS 1 ALLAS 2 ALLAS 3 Kuvat 4 ja 5. Pölläkänlahden kosteikko muodostuu kolmesta altaasta, niiden välisistä uomista ja tulva-alueesta. Suurimpaan altaaseen 1 tulee ojat osavaluma-alueilta 1 ja 2. Ensimmäisen altaan vedet purkautuvat väliojan kautta pieneen altaaseen 2, johon tulee myös vesiä kosteikon itäpuolelta olevalta osavaluma-alueelta 3. Altaasta 2 vedet kulkeutuvat lyhyen väliojan kautta viimeiseen altaaseen 3, josta ne purkautuvat ojaan pitkin Pölläkänlahteen. Purku-uomassa on vielä pieni hidastusallas. 5

7 Kuva 6. Puronnotkon kosteikon altaat yhdistää paikoin hyvin kapea oja, joka virtaa tulva-alueella. 3. Kallaveden ja Pölläkänlahden tila ja hulevedet Kallaveden tila on pääsääntöisesti hyvä, mutta järvessä on useita umpinaisia ja matalia kohtia jotka ovat herkkiä likaantumaan ja rehevöitymään. Kuopion Saaristokaupungin sydämeen ulottuvan pitkulaisen Pölläkänlahden tila on heikko ja ulkoisen kuormituksen kitkemiseksi on noussut tarve ryhtyä vesiensuojelutoimenpiteisiin. Pölläkänlahti on kärsinyt useana vuotena happikadosta ja sitä on hoidettu mm. hapetuslaitteiden avulla. Kokonaisuutena hulevedet eivät ole kovin merkittäviä Kallaveden vesistökuormittaja. Hulevesillä on kuitenkin paikallista merkitystä mm. suljetuissa lahdissa ja poukamissa, joissa vesi ei pääse vaihtumaan. On todettu, että fosfori on Kallaveden minimiravinne, jolloin fosforin poistolla voidaan vähentää rehevyyttä. Rakennettujen alueiden hulevesien mukana kulkeutuvien haitallisten aineiden pitoisuudet saattavat olla korkeita ja vaativat tarkempaa tarkastelua. Kuopiossa tehtyjen selvitysten (1981, 2000, 2005) perusteella teollisuus- ja liikennealueilta muodostuvia hulevesiä tulee seurata jatkossa enemmän. Noin 80 % hulevesien mukana tulevasta kuormituksesta muodostuu keskusta- ja liikennealueilta, joilta muodostuvien hulevesien puhdistamiselle on erityistä tarvetta. 4. Kosteikossa tapahtuvat prosessit Vesiensuojelukosteikkojen toiminnan kannalta suurimpia haasteita ovat suuret, yhtäkkiset vesimäärät ja samanaikaiset suuret pitoisuudet sekä matalat lämpötilat keväällä ja syksyllä. Kesällä kosteikko toimii yleisesti tehokkaimmin. Kosteikon suhteellinen koko vaikuttaa ravinteiden pidättymiseen merkittävästi. Mitä suurempi kosteikon pinta-ala on suhteessa yläpuolisen valuma-alueen pintaalaan, sitä suurempi osuus kosteikkoon tulleesta ravinnekuormituksesta saadaan pidätettyä. Kiintoaineksen laskeutumiseen vaikuttaa viipymän lisäksi veden sisältämän kiintoaineen partikkelikokojakauma. Mitä karkeampaa kiintoaines on, sitä tehokkaammin sitä pidättyy kosteikkoon. Partikkelien laskeutuminen (sedimentoituminen) on kosteikkojen yksi merkittävimmistä puhdistusmekanismeista, koska sen myötä etenkin kiintoaineeseen sitoutunutta fosforia ja orgaanista typpeä pidättyy altaaseen. Sedimentaatiota tehostaa virtausta hidastava kosteikkokasvillisuus. Sedimentoitumista tapahtuu myös levien ja mikrobien ravinteidenkulutuksen ja lopulta pohjaan vajoamisen kautta. Siksi Puronnotkon kosteikko muodostuu eri syvyisistä altaista, joista 6

8 ensimmäiseen altaaseen isoimpien partikkelien on tarkoitus laskeutua. Kun ensimmäisen altaan syvänne täyttyy, sitä voidaan tyhjentää. Liuenneen fosforin pidättymistä edistävää adsorptioprosessia säätelevät maaperän ja kosteikkoon tulevan veden ominaisuudet yhdessä happitilanteen kanssa. Kosteikon maaperän sisältämän raudan, alumiinin ja fosforin määrät yhdessä tulevan veden liuenneen fosforin pitoisuuden kanssa hakevat tasapainotilan, jonka mukaan fosforia joko pidättyy kosteikon maaperään tai vapautuu siitä. Adsorptioprosessi toimii tehokkaimmin hapellisissa oloissa, kun taas huono happitilanne lisää fosforin vapautumisriskiä kosteikon pohjasedimentistä. Denitrifikaatioprosessiin eli nitraattitypen pelkistymiseen kaasumaiseen muotoon vaikuttavat kosteikossa olevan orgaanisen aineen määrä, tulevan veden nitraattipitoisuus sekä lämpötila. Etenkin kesällä lämpötilan vaikutuksesta denitrifikaatio toimii voimakkaasti. Koska denitrifikaation myötä typpeä ei pidäty kosteikkoon vaan poistuu ilmakehään, tämä prosessi ei heikkene ajan myötä toisin kuin liuenneen fosforin adsorptio, jonka seurauksena kosteikko voi saavuttaa ns. fosforin kyllästystilan. Myös isot vesikasvit eli makrofyytit poistavat ravinteita kuluttamalla niitä suoraan kasvuunsa. Kasvien ravinteiden oton nettovaikutus on vuositasolla kuitenkin melko vähäinen, sillä kasvien kasvuvaihe on vain muutaman kuukauden vuodessa ja niiden lakastumisvaiheessa osa ravinteista liukenee takaisin veteen ja lopulta ulos kosteikosta. Monimuotoisuudella voidaan parantaa kosteikon toimivuutta siten, että kaikilla em. prosesseilla on mahdollisuus toimia. Kosteikon monimuotoisuutta voidaan lisätä vaihtelemalla syvänteitä ja matalia alueita, rakentamalla useampi allas (ks. esim. Kuva 7) sekä lisäämällä kasvillisuusvyöhykkeitä, loivia rantavyöhykkeitä, tulva-alueita, niemekkeitä ja saarekkeita. Kuva 7. Kosteikko voi muodostua useasta altaasta, kuten Puronnotkon kosteikko, jonka pohjoispäädyssä ja maisemareitin läheisyydessä on hidastusallas (kuva: Heikki Rinne). 5. Puronnotkon kosteikon toimivuuden seuranta Kuopion kaupungin tekninen keskus ja SYKE tutkivat yhteistyössä Puronnotkon kosteikkopuhdistamon toimivuutta vedenlaatunäytteiden avulla vuoden ajan vuosina 2012 ja Tarkkailuohjelman laadinnasta vastasi Kuopion kaupunki ja näytteenoton ja tutkimuksen suorittamisesta Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy, jonka laboratoriossa vesinäytteet analysoitiin SFS- ja ISO -standardien mukaisesti. Tutkimustulosten tulkinnasta vastasi SYKE. 7

9 Yksittäisiä vesinäytteitä kerättiin välisenä aikana noin 1-2 kertaa kuussa, pääasiassa sadetapahtumien yhteydessä. Näytepisteitä oli kolme: kahdesta ojasta ennen kosteikkoa (P1 = Pölläkkä 1) ja (P2 = Pölläkkä 2) sekä kolmen kosteikkoaltaan jälkeen (P4A = Pölläkkä 4) (Kuva 8). Näytteenottokertoja oli yhteensä 13 näistä kolmesta pisteestä eli analysoitavaksi toimitettiin kaikkiaan 39 vesinäytettä. Pisteistä P1 ja P2 havaittujen pitoisuuksien valuma-alueiden pinta-alojen suhteessa painotettua keskiarvoa käytettiin kosteikkoon tulevan veden pitoisuusestimaattina. Kosteikkoon tulee hulevesiä myös kosteikon itäpuolella sijaitsevalta asuntoalueelta pisteeseen Pölläkkä 3, mutta sen pisteen kautta tulevat vedet eivät olleet seurannassa mukana. Kuva 8. Puronnotkon kosteikon näytteenottopisteet. Pölläkkä 1 ja Pölläkkä 2 sijaitsevat tulouomissa ennen kosteikkoa ja Pölläkkä 4 kosteikkoaltaiden jälkeen ennen Pölläkänlahtea. Vesinäytteistä mitattuja ainepitoisuuksia verrattiin toisiinsa, ja niistä laskettiin alenemaprosentit. Tulosten tarkastelussa on käytetty keskiarvoja. On huomioitava, että ennen kosteikkoa ja kosteikon jälkeen tutkitut vedenlaatumittaukset eivät olleet ns. samaa vettä, sillä vesi viipyy kosteikossa oletettavasti muutamasta päivästä jopa viikkoon. Siksi tulokset ovat suuntaa antavia. 6. Tulokset ja tulosten tarkastelu 6.1 Sähkönjohtokyky, ph ja kloridipitoisuus Puronnotkon kosteikkoon tulevan veden painotettu keskimääräinen sähkönjohtavuus oli kaikilla näytteenottokerroilla suurempi kuin kosteikosta lähtevän veden (Kuva 9) ja verrattaessa näytepisteitä sähkönjohtokyky laski kosteikossa keskimäärin 9 %. Talousveden laatusuosituksissa sähkönjohtokyvyn yläraja on 250 ms/m, minkä kosteikosta mitatut arvot alittivat hyvin selkeästi. 8

10 Kosteikosta mitattujen ph lukujen perusteella alueen maaperä ei ole kovin hapanta, sillä keskimääräinen ph oli tulevassa vedessä 7,2 ja lähtevässä vedessä 7,1. Korkeimmat ph arvot mitattiin kesällä 2012, kun taas huhtikuussa 2013 ph oli alhaisin kaikissa näytepisteissä (Kuva 10). ph ei juuri muuttunut kosteikossa vaan oli pisteissä P1, P2 ja P4A (lähtevä vesi) liki samansuuruinen kaikilla mittauskerroilla. Kuva 9. Sähkönjohtavuus (ms/m) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Kuva 10. ph Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Myös kloridin määrä mitattiin, sillä hulevedet voivat pohjoismaissa sisältää runsaasti kloridia teiden suolauksesta johtuen. Kloridipitoisuus ei mitattujen vesinäytteiden mukaan juurikaan muuttunut kosteikossa ollen tulevassa vedessä keskimäärin 5,5 mg/l ja lähtevässä vedessä 5,2 mg/l. Suurin kloridipitoisuus mitattiin heinäkuun alussa 2012, jolloin pitoisuus nousi kosteikossa tasan 10 mg/l:aan (Kuva 11). Pitoisuudet olivat kuitenkin matalia verrattuna pohjaveden laatunormin ylärajaan 25 mg/l. 9

11 Kuva 11. Kloridipitoisuus (mg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Sameus ja kiintoainepitoisuus Keskimääräinen sameus oli Puronnotkon kosteikkoon tulevassa vedessä 5,1 FTU ja kosteikon jälkeen mitatussa vedessä 15,8 FTU. Siten sameus kasvoi kosteikkoalueella yli kolminkertaiseksi ja oli lukuun ottamatta jokaisella mittauskerralla suurempi lähtevässä kuin tulevassa vedessä (Kuva 12). Kuva 12. Sameus (FTU) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Verrattaessa tulevan ja lähtevän veden tuloksia, kasvoi keskimääräinen kiintoainepitoisuus kosteikossa sameuden tapaan yli kolminkertaiseksi (Kuva 13). Keskimäärin kiintoainetta oli tulevassa vedessä ainoastaan 3,1 mg/l (1,2 10,8 mg/l) ja lähtevässä vedessä 9,6 mg/l (2,0 36 mg/l), joista etenkin ensin mainittu on erittäin alhainen arvo. Rannikoiden jokivesiin verrattuna kosteikkoon tuleva ja kosteikosta lähtevä vesi ei ollut kovin sameaa eikä kiintoainepitoista. Kevättulvien aikana rannikon joet ovat toisinaan selvästi sameampia (yli 100 FTU). Yleisesti kiintoainepitoisuudet vaihtelivat samaan tahtiin sameuden kanssa (vrt. Kuvat 12 ja 13). 10

12 Kuva 13. Kiintoainepitoisuus (mg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Elokuun lopussa 2012 havaittiin korkeat sameusarvot ja kiintoainepitoisuudet lähtevässä vedessä. Ne voivat johtua useista eri syistä. Näytteenottohetkellä virtaamat olivat hyvin pienet, kaikkein pienimmät mitä millään mittaushetkellä muulloin, joten vesi oli lähes seisovaa. On myös mahdollista, että kosteikossa on ollut runsas leväkasvusto, joka näkyy sameus- ja kiintoainesanalyyseissä. 6.3 Ravinnepitoisuudet ja -kuormitukset Fosfori Kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin matalampi Puronnotkon kosteikkoon tulevassa vedessä (33 µg/l, vaihteluväli µg/l) kuin kosteikosta lähtevässä vedessä (38 µg/l, vaihteluväli µg/l), joten pitoisuus kasvoi kosteikossa 15 %:lla (Kuva 14). Kokonaisfosforipitoisuuksien vaihtelussa oli samankaltaisuutta sameuden ja kiintoainepitoisuuksien vaihtelun kanssa (vrt. Kuvat 12 14). Leville ja muulle eliöstölle suoraan hyödynnettävissä olevan liuenneen fosfaattifosforin (PO4-P) pitoisuudet olivat tulevassa vedessä keskimäärin 14,6 µg/l (10,5 18,2 µg/l) ja kosteikkoaltaiden jälkeen 12,0 µg/l (7,0 18,0 µg/l). Siten pitoisuuden alenema kosteikon vaikutuksesta oli 18 %. Yleisesti fosfaattifosforin pitoisuuksien vaihtelu oli kiintoainetta ja kokonaisfosforia vähäisempää ilman yksittäisiä, muita selvästi korkeampia arvoja (Kuva 14). 11

13 Kuva 14. Kokonaisfosforipitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Näytteiden sisältämät kokonaisfosforipitoisuudet muutettiin vuosittaisiksi kokonaisfosforikuormituksiksi hyödyntämällä kosteikosta mitattua keskiarvovirtausta (7,5 l/s) ja kertomalla tulos vuodessa olevien sekuntien määrällä. Tällä laskutoimituksella saadaan kokonaisfosforin määräksi tulevassa vedessä 33 µg * 7,5 l/s = 274,5 µg/s, joka on vuosikuormitukseksi muutettuna 274,5 µg/s * s * 24 h * 365 d = 7,8 kg P/a. Lähtevässä vedessä kokonaisfosforin vuosittainen kuormitus on vastaavalla tavalla laskettuna 9,0 kg P/a, joten kosteikosta huuhtoutui reilut 1 kg kokonaisfosforia vuoden mittaisella seurantajaksolla. Kuva 15. Liuenneen fosforin pitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Typpi Kokonaistypen keskipitoisuus oli kosteikkoon tulevassa vedessä µg/l ( µg/l) ja lähtevässä vedessä µg/l ( µg/l) eli keskipitoisuus aleni kosteikossa 11 %. Pitoisuus oli useimmiten matalampi kosteikosta lähtevässä kuin sinne tulevassa vedessä (Kuva 16). Vastaavalla laskutavalla kuin kokonaisfosforille edellä, saatiin kokonaistypen vuosikuormitukseksi kosteikkoon 12

14 tulevassa vedessä 282 kg N/a ja kosteikosta lähtevässä vedessä 252 kg N/a. Siten kosteikko vähensi vuoden mittaisen jakson aikana nettomääräisesti 30 kg typpikuormitusta Vesiliukoisen nitriitti- ja nitraattitypen (NO23-N) keskipitoisuus oli pienempi lähtevässä (550 µg/l, vaihteluväli µg/l) kuin tulevassa vedessä (650 µg/l, vaihteluväli µg/l), joten NO23-N pitoisuus aleni kosteikon vaikutuksesta 16 % (Kuva 17). Nitriitti- ja nitraattityppipitoisuuksien vaihtelu oli hyvin samankaltaista kuin kokonaistypenkin. Kuva 16. Kokonaistyppipitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Kuva 17. Nitriitti- ja nitraattityppen (NO23-N) pitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Metallipitoisuudet Hulevedet sisältävät metalleja, mutta myös maaperästä saattaa vapautua metalleja hapettomissa olosuhteissa. Kosteikkotarkkailussa vesinäytteistä mitattiin metalleista rauta (Fe) ja sinkki (Zn), joita esiintyy tavallisimmin hulevesissä. 13

15 6.4.1 Sinkki Sinkkiä oli tulevassa vedessä keskimäärin 5,9 µg/l (vaihteluväli 2,8 7,6 µg/l) ja lähtevässä vedessä 6,7 µg/l (vaihteluväli 3,8 8,3 µg/l), eli sinkkipitoisuudet kasvoivat kosteikossa 14 %:lla (Kuva 18). Sinkkipitoisuudet olivat hyvin matalia, mutta verrattaessa eri näytteenottokohtia keskenään voitiin havaita pitoisuuksien kasvua kosteikossa. Tämä viittaa siihen, että Pölläkän asuinalueen itäosasta toiseen hidastusaltaaseen laskevasta ojasta (Pölläkkä 3) saattaa tulla kosteikkoon sinkkipitoista vettä. Kuva 18. Sinkkipitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Rauta Rautapitoisuudet (Fe) olivat sinkin tapaan Puronnotkon kosteikossa melko matalia verrattuna tyypillisiin rakennettujen alueiden hulevesiin. Kosteikkoalueelle tulevassa vedessä rautaa oli keskimäärin 635 µg/l ( µg/l) ja alueelta lähtevässä vedessä 940 µg/l ( µg/l), eli rautapitoisuus kasvoi kosteikossa keskimäärin 50 % (Kuva 19). Lähtevän veden keskiarvoa nosti havaittu korkea pitoisuus. Pääsääntöisesti rautaa oli lähtevässä vedessä kutakuinkin saman verran kuin tulevassa vedessä keskimäärin poikkeuksena em. heinäkuun 2012 havainto. 14

16 Kuva 19. Rautapitoisuus (µg/l) Puronnotkon kosteikkoon tulevassa ja kosteikosta lähtevässä vedessä Yhteenveto Kuopion Kallaveden rannalle, uudehkon Pölläkänlahden asuinalueen läheisyyteen rakennettu kosteikko on rakenteeltaan hyvin vaihteleva, jolloin vesi etenee rakenteessa levennettyjen uomien ja altaiden läpi. Kahdessa altaassa on myös syvempi osa, jonne kiintoaineksen on tarkoitus laskeutua. Kosteikkopuhdistamon ravinteiden pidätyskyky riippuu olennaisesti kosteikon koosta suhteessa valuma-alueeseen, josta suurin osa kuormituksesta tulee. Suuri osa kosteikkoon päätyvästä kuormituksesta tulee kasvukauden ulkopuolella, jolloin kosteikossa toimivat biologiset ja kemialliset puhdistusprosessit ovat hitaita. Puronnotkon kosteikon pinta-ala on 0,7 % valuma-alueen pintaalasta. Tutkimusten mukaan 1,4 % kokoinen kosteikko kykenee pidättämään keskimäärin % ravinteista (Puustinen ym. 2007), mutta tutkimuksessa ei ollut mukana yhtään hulevesikosteikkoa. Puronnotkon kosteikko ei keskimääräisten pitoisuuksien mukaan laskettuna pidättänyt kiintoainesta eikä vähentänyt sameutta. Kosteikon monesta altaasta muodostuvan rakenteen pitäisi vaikuttaa virtaamaan tasaavasti ja siten edistää kiintoaineksen laskeutumista altaaseen. Toisaalta suurilla virtaamilla (esim. rankkasateiden aikana ja syystulvilla) on mahdollista, että altaiden pohjaan laskeutunutta kiintoainesta on lähtenyt liikkeelle. Puronnotkon kosteikkoa on seurattu aiemmin välittömästi sen valmistuttua vuosina (Pulkkinen & Rissanen 2008). Aiempien tulosten mukaan kiintoaineen, fosforin ja typen virtaamapainotetut reduktiot olivat kaikki negatiivisia. Kiintoaine lisääntyi kosteikossa 15 % ja kokonaisfosfori ja typpi molemmat 4 %. Seurantavuosien välillä oli kuitenkin suurta vaihtelua. Vuonna 2005 kiintoaineesta pidättyi 32 % ja kokonaisfosforista 20 %, mutta vuosina 2006 ja 2007 molempien kuormitus kasvoi kosteikkokäsittelyssä. Kokonaistypen osalta kosteikko lisäsi hieman kuormitusta vuosina 2005 ja 2007, mutta vuonna 2006 typpeä poistui 2 %. Uudella, vuosien seurantajaksolla kosteikon toimivuus oli kiintoaineen ja kokonaisfosforin osalta heikompi kuin vuosina Kiintoainepitoisuudet kasvoivat kolminkertaisiksi ja kokonaisfosforipitoisuudetkin 15 %. Kosteikon toimivuus on näillä mittareilla arvioituna edelleen heikkoa. Kosteikon typen poistoteho oli kuitenkin parantunut. Nyt kosteikko poisti typpeä keskimäärin 11 %. 15

17 Fosfori on suurelta osin sitoutunut kiintoainekseen, jolloin myös sitä huuhtoutui kosteikosta kiintoaineksen huuhtoutumisen yhteydessä. Sen sijaan suoraan kasveille hyödynnettävissä olevan fosfaattifosforin pitoisuus väheni kosteikossa keskimäärin 18 %. Osan fosfaattifosforin vähenemisestä selittää todennäköisesti levien ravinteiden otto. Myös kasvillisuus oletettavasti pidätti liukoisia ravinteita. Tulosten mukaan typen määrä oli suurin keväällä ja erityisesti syksyllä kosteikkoon tulevassa ja siitä poistuvassa vedessä. Tämä viittaa typen poistumiseen kesällä lämpötilan denitrifikaatiota kiihdyttävän vaikutuksen ja lisäksi kasvillisuus käyttää typpeä. Vesinäytteiden mukaan kosteikko vähentäisi kasveille suoraan hyödynnettävissä olevaa nitriitti- ja nitraattityppeä vuositasolla noin 16 %. Kosteikko ei vähentänyt mitattujen metallien pitoisuuksia. Toisaalta tulevan veden metallipitoisuudet olivat erityisesti sinkin osalta hyvin matalat. Myös kloridipitoisuudet olivat pieniä ja määrät suhteellisen tasaiset, mikä ilmentää sitä, että valuma-alueen hulevedet eivät sisällä paljon liukkauden torjunta-aineita. Pulkkisen ja Rissasen raportissa (2008) kosteikon heikon toimivuuden syiksi epäiltiin sen pientä kokoa valuma-alueen kokoon nähden, vähäistä vesikasvillisuutta, savista maaperää ja kosteikon muokkaustoimenpiteitä seurannan aikana. Aiemman ja uuden seurantajakson välillä oli 5 vuoden tauko, jolloin kasvillisuus on ehtinyt kehittyä ja kosteikon toiminnan olisi pitänyt muutenkin tehostua. Kuitenkaan näin ei ole uusien seurantatulosten mukaan käynyt. Vuosien seurantajakson aikana ei valuma-alueella eikä kosteikossa ole tiettävästi tehty merkittäviä maankaivu- tai rakentamistoimenpiteitä, joten nekään eivät selitä heikkoja tuloksia. Kokonaisuudessaan Puronnotkon kosteikon vaikutukset Pölläkänlahden kuormitukseen eivät ole merkittäviä. Tärkeimpänä syynä tähän on, että alue on suhteellisen harvaan rakennettua omakotialuetta, jolta tulevat hulevedet ovat yleensä melko hyvälaatuisia. Kosteikon valuma-alueesta on lisäksi suurin osa puistoaluetta ja metsää, joiden valumavedet ovat vielä puhtaampia. Kosteikko on kuitenkin vähentänyt jossain määrin suoraan leville käyttökelpoisia, liukoisia ravinteita. Vesinäytteenottoon perustuvat arviot kosteikon toimivuudesta sisältävät paljon epävarmuutta. Paras tapa olisi käyttää jatkuvatoimista seurantaa, jossa mitattaisiin vedenlaatua ja virtaamia kaikista tuloja lähtöuomista. Tätä seurantaa tulisi täydentää sopivalla näytteenotolla ja laboratorioanalyyseillä erityisesti sellaisten vedenlaatumuuttujien osalta, joita ei voida jatkuvatoimisesti mitata. Seurantaa olisi hyvä tehdä vähintään yhden kalenterivuoden ajan. Lähteet Pulkkinen, E. & Rissanen, P Hulevesien hallinta Kuopion saaristokaupungissa. Loppuraportti Kuopion kaupunki. Puustinen, M., Koskiaho, J., Gran, V., Jormola, J., Maijala, T., Mikkola-Roos, M., Puumala, M., Riihimäki, J., Räty M. & Sammalkorpi, I Maatalouden vesiensuojelukosteikot, VESIKOTprojektin loppuraportti. Suomen ympäristökeskuksen julkaisuja 499/2001. Rissanen, P Kuopion kaupunkialueen aiheuttama hulevesikuormitus Kallaveteen. Vesitalous lehti 2/