HAPPAMAN VESISTÖKUORMITUKSEN EHKÄISY SIIKAJOKI-PYHÄJOKI ALUEELLA (HAKU)

Transkriptio

1 HAPPAMAN VESISTÖKUORMITUKSEN EHKÄISY SIIKAJOKI-PYHÄJOKI ALUEELLA (HAKU) Hankkeen toteuttajat Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos Geologian tutkimuskeskus Oulun yliopisto Siikajoen kunta Raahen kaupunki Pyhäjoen kunta Perämeren kalatalousyhteisöjen liitto Kalastusalueet & osakaskunnat Pohjois-Pohjanmaan Ympäristökeskus

2 TIIVISTELMÄ Happamat sulfaattimaat saivat alkunsa tuhansia vuosia sitten nykyisen Pohjanlahden rannikon peittäneessä Litorina-meressä, jonka pohjaan kerrostui pieneliöstöstä peräisin ollutta sulfidimuotoista rikkiä. Entisen merenpohjan kuivuminen maankohoamisen myötä ja sen kuivatus viljely- ja metsätalouskäyttöön on johtanut siihen, että merenpohjaan sedimentoitunut sulfidimuotoinen rikki voi nyt hapettua ja muodostaa lopulta rikkihappoa, mikä laskee voimakkaasti ympäristön happamuutta ja liuottaa samalla maasta metalleja vesiliukoiseen muotoon. Maan happamuudesta on välitöntä haittaa peltoviljelylle. Litorinameren muinainen ranta sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla nykyisin noin 100 metriä merenpinnan yläpuolella. Peltomailla tehtyjen kartoitusten perusteella pääosa sulfaattimaista sijaitsee pelloilla, jotka ovat alle 60 metriä merenpinnasta. Haitta ei kuitenkaan rajoitu pelkästään peltoalueille eikä edes ainoastaan maa-alueille, koska happamuus ja sen liottamat metallit siirtyvät happamilta sulfaattimailta tapahtuvan valunnan yhteydessä ympäröiviin vesistöihin, joissa veden happamuuden lisääntyminen ja vesiliukoiset metallit ovat vakava uhka kalakannalle. Sulfaattimaihin sisältyvä riski realisoitui viimeksi vuoden 2006 lopulla, jolloin jokiveden happamoituminen aiheutti Siikajoen alajuoksulla kalojen massakuoleman. Pyhäjoella pyrittiin säilyttämään hengissä satoja tuhansia siian laitospoikasia. Olkijoen alkuperäinen harjus- ja tammukkakannan huomattiin myöhemmin taantuneen voimakkaasti ja lohikalaston arvioitiin toistaiseksi hävinneen. Todennäköisyys ongelmien toistuvuuteen kasvaa ilmastonmuutoksen, koska sen arvioidaan johtavan mm. liian kuivien ja märkien kausien yleistymiseen. Vaikka ongelman olemassaolo tiedetään, ongelmaalueiden maantieteellistä sijaintia ei kuitenkaan tunneta niin hyvin, että happamoitumisriski voitaisiin maankäytön suunnittelulla estää. Tarkan kartoitustiedon lisäksi tarvitaan lisäksi myös vesiensuojelutoimien ja -tekniikoiden kehittämistä, koska sulfaattimaiden kuivatushankkeilla ei voida kuitenkaan elinkeinoelämän väistämättömien tarpeiden takia välttyä. Siikajoen, Raahen ja Pyhäjoen alueella asuu yli ihmistä, joiden viihtyvyyteen hyvin keskeisesti vaikuttaa asutuksen läpi virtaavien vesien laatu. Näillä vesillä kalastetaan, uidaan, metsästetään, viljellään kalanpoikasia ammattikalastuksen hengissä pitämiseksi sekä ennen kaikkea - asutaan rannoilla. Tässä hankkeessa selvitetään hankealueen happamien sulfaattimaiden sijainti ja ominaisuudet, arvioidaan ja testataan eri toimenpiteiden soveltuvuutta happaman kuormituksen torjuntannassa sekä sovelletaan menetelmiä alueen happamuudesta kärsivissä vesistöissä. Lisäksi arvioidaan torjuntatoimien mahdollisuuksia sosio-ekonomiselta kannalta. A. Hankkeen tausta Hankkeen kohteena olevat happamat sulfaattimaat saivat alkunsa tuhansia vuosia sitten nykyisen Pohjanlahden rannikon peittäneessä Litorina-meressä, jonka pohjaan kerrostui pieneliöstöstä peräisin ollutta sulfidimuotoista rikkiä. Maankohoaminen on johtanut siihen, että muinainen merenpohja on nyt kuivalla maalla. Entisen merenpohjan kuivuminen ja maan kuivatus viljely- ja metsätalouskäyttöön on johtanut siihen, että merenpohjaan sedimentoitunut sulfidimuotoinen rikki voi nyt hapettua ja muodostaa lopulta rikkihappoa, mikä laskee voimakkaasti ympäristön happamuutta ja liuottaa samalla maasta metalleja vesiliukoiseen muotoon. Maan happamuudesta on välitöntä haittaa erityisesti peltoviljelylle. Haitta ei kuitenkaan rajoitu pelkästään mainituille alueille, koska happamuus ja sen liottamat metallit siirtyvät happamilta sulfaattimailta tapahtuvan valunnan yhteydessä ympäröiviin vesistöihin, joissa veden happamuuden lisääntyminen ja vesiliukoiset metallit ovat vakava uhka kalakannalle. Happamiin sulfaattimaihin lasketaan myös sulfidisavet, jotka ovat vielä säilyneet pohjaveden pinnan alapuolella, eikä niiden sisältämä sulfidi ole vielä hapettunut. Näiden potentiaalisesti happamien sulfaattimaiden ph on korkeampi kuin 5, jopa neutraali. Hapettuessaan ne happamoituvat ja niistä syntyy todellinen hapan sulfaattimaa, joilla maan ph voi kuivina kausina hapettuneissa kerroksissa olla alle 4. Litorinameren muinainen ranta sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla nykyisin noin 100 metriä merenpinnan yläpuolella. Peltomailla tehtyjen kartoitusten perusteella pääosa sulfaattimaista sijaitsee pelloilla, jotka ovat alle 60 metriä merenpinnasta.

3 Sulfaattimaihin sisältyvä riski realisoitui viimeksi vuoden 2006 lopulla, mikä näkyi vuosisatamme suurimpina vesieliöstön tuhoutumisina eri puolilla Pohjanmaan rannikkoa. Pohjois-Pohjanmaan alueella suurimmat kalakuolemat havaittiin Siika- ja Luohuanjoella sekä niistä etelään sijaitsevissa vesistöissä aina Pyhäjoelle saakka. Siikajoen alajuoksulla tapahtui kalojen massakuolema. Pyhäjoella pyrittiin säilyttämään hengissä satoja tuhansia siian laitospoikasia. Olkijoen alkuperäinen harjusja tammukkakannan huomattiin myöhemmin taantuneen voimakkaasti ja lohikalaston arvioitiin toistaiseksi hävinneen. Vaikka alueella on esiintynyt aiemminkin happamuusongelmia, todennäköisyys ongelmien toistuvuuteen ja eliötuhoihin kasvaa etenevän ilmastonmuutoksen myötä. Ilmaston muutoksen on tutkimusten mukaan johtavan äärevien sääilmiöiden yleistymiseen, eli mm. liian kuivien ja märkien kausien yleistymiseen. Vaikka ongelman olemassaolo tiedetään, ongelma-alueiden maantieteellistä sijaintia ei kuitenkaan tunneta niin hyvin, että happamoitumisriski voitaisiin maankäytön suunnittelulla estää. Tarkan kartoitustiedon lisäksi tarvitaan lisäksi myös vesiensuojelutoimien ja -tekniikoiden kehittämistä, koska sulfaattimaiden kuivatushankkeilla ei voida kuitenkaan elinkeinoelämän väistämättömien tarpeiden takia välttyä. Tämä on virtavesiemme elämän ja käyttökelpoisuuden edellytys. Siikajoen, Raahen ja Pyhäjoen alueella asuu yli ihmistä, joiden viihtyvyyteen hyvin keskeisesti vaikuttaa asutuksen läpi virtaavien vesien laatu. Näillä vesillä kalastetaan, uidaan, metsästetään, viljellään kalanpoikasia ammattikalastuksen hengissä pitämiseksi sekä ennen kaikkea - asutaan rannoilla. Tarve vedenlaadun parantamiseen ilmeni yhteydenottoina ympäristöviranomaisiin, valtakunnallisena uutisointina sekä kannanottoina alueen kalataloudellisten kunnostusten järkevyydestä tilanteessa, jossa vedenlaatuongelmat olivat kaikkien todettavissa. Edellä mainitut seikat johtivat alan tutkimuslaitosten ja viranomaisten yhteishankkeen suunnittelun käynnistymiseen. Paikallisiin tarpeisiin laadittu hanke on suunniteltu niin, että palvelee myös valtakunnallisen happamuustyöryhmän (MMM:n työryhmä) esittämiä näkökohtia kehitys-, toimenpide- ja selvitystarpeista. Valtioneuvoston periaatepäätös vesiensuojelun suuntaviivoista vuoteen 2015 toteaa vesialueiden virkistyskäytön huomioimisen, vesihuollon turvaamisen ja eliöstön säilymisen lisäksi, että vesien kunnostus on tarpeen myös kalojen ja ravun tärkeiden lisääntymisalueiden ja elinympäristöjen parantamiseksi. Erityisen tärkeää on vaelluskalakantojen elvyttäminen ja pitäminen elinvoimaisena. Valtakunnallisissa vesienhoitosuunnitelmissa happamien sulfaattimaiden kuormituksesta kärsivien vesistöjen tila todetaan erityisen ongelmalliseksi, mihin puolestaan toimenpideohjelmissa otetaan kantaa mm. kuivatusjärjestelmien kehittämisen sekä erityisesti riittävien kartoitustietojen tarpeen osalta. Hallitusohjelma tähtää ko. vesienhoidon suunnittelun avulla valuma-alueilta tulevan kuormituksen vähentämiseen sekä erityisesti jokien tilan parantamiseen kehittämällä yhdessä alan toimijoiden kanssa kustannustehokkaita keinoja vesistöjen suojelemiseksi. B. Hankkeen toiminta, toteuttajat ja niiden vastuualueet Hankkeessa selvitetään happamuutta aiheuttavien lähteiden sijaintia ja niiden ominaisuuksia, testataan eri toimenpiteiden soveltuvuutta happaman kuormituksen torjunnassa. Lisäksi arvioidaan torjuntatoimien mahdollisuuksia sosio-ekonomiselta kannalta. Työn perustana ovat aiemmat tutkimukset maaperästä, vesistöjen ja alueen vesieliöstön tilasta ja kehittymisestä, happamuuden vesistövaikutuksista sekä maa- ja metsätaloustoimista sulfaattimaaalueilla. Työ jakautuu ohessa pelkistetysti esitettävään viiteen työpakettiin. Toimintaorganisaatioista käytetään seuraavia lyhenteitä: Geologian tutkimuskeskus GTK, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos RKTL, Oulun yliopisto (OY) ja Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT 1. Happamien sulfaattimaiden kartoitukset ja tehtävät vuosittain. Vastuu GTK Tavoite: Selvittää happamien sulfaattimaiden ja sulfidisavien (potentiaaliset sulfaattimaat) sijainti ja ominaisuudet hankealueella.

4 1.1. Rajataan todennäköiset ja mahdolliset sulfaattisavimaiden esiintymisalueet. - maaperän yleiskartta (1: ) - korkeusdata - kallioperäkartat - lentogeofysiikan aineisto - mahdollinen muu aineisto (GTK) 1.2. Maastotöiden, näytteenoton ja mittausten allaskohtainen suunnittelu. Kohdepriorisointi siten, että tunnetuilla ongelma-alueilla ("hot spoteilla") sekä hankkeen demonstraatioalueilla tarvittavat selvitykset tehdään ensin (GTK) Tarkennetaan paikannusta ojien/purojen vesinäytteillä sekä kairauksilla (GTK+alihankkijat) Paikannettujen sulfaattimaiden esiintymissyvyyden ja laadun määritys. Geofysikaaliset profiilimittaukset, näytteenotto ja analyysit (kemialliset ja fysikaaliset parametrit, maalajit, metallit, ym.). (GTK) 1.5. Karttojen ja profiilien laatiminen, tulosten tulkinta, luokittelu, raportointi (GTK). 2009: Kartoitukset käynnistyvät 2010: Kartoitukset käynnissä 2011: Kartoitukset käynnissä 2012: Kartoitus, yhteenveto ja jatkosuunnittelu 2. Alueen virtavesien kalataloudellisen ja vesikemiallisen tilan selvittäminen. Vastuu RKTL ja OY Tavoite: Tiedon keruu alueen virtavesien aiemmasta sekä tämänhetkisestä kalataloudellisesta ja vesikemiallisesta tilasta. Järjestelmällinen vedenlaadun seuranta hankkeen aikana ja mahdollisti myös sen jälkeen jatkuvatoimisella laitteistolla 2.1. Alueen virtavesien aiempien sähkökalastusten ja muiden kalastotietojen koonti sekä sähkökalastukset alueen puroilla ja joilla (Pyhä- ja Siikajoella jokien alaosilla). Talven jälkeisten kalastotulosten vertaaminen aiempiin tuloksiin ja yleinen tilan kehittyminen. Verrataan tietoja osion 2 aikasarjoihin vedenlaadun ja maankäytön kehityksestä. Tarkastelun tehdään n. kymmenessä eri vesistössä siten, että koekalastukset tehdään yhteen kertaan kullakin koealalla kahtena peräkkäisenä kesänä. (RKTL) 2.2. Alueen virtavesien aiempien vedenlaatutulosten koonti sekä vesinäytteet alueen puroilla ja joilla (Pyhä- ja Siikajoella jokien alaosilla). Vedenlaatutulosten vertaaminen valuma-alueen maankäytön ajallisiin muutoksiin ja yleinen tilan kehittyminen: Vesien laatuaineisto analysoidaan ja tuloksia verrataan pitkän ajan trendeihin ja vaihteluihin. Tuloksissa verrataan veden laatua (mm. ph, väri, alkaliniteetti, COD) alueen maankäytön kehitykseen ja erityisesti sulfaattimaiden ojituksiin. Vaihteluissa huomioidaan hydrologiset vaihtelut (sadanta, haihdunta, lumensulanta) ja ilmaston muutoksen mahdollinen vaikutus trendeihin. Vesinäytteistä tarkastellaan ajallista vaihtelua (aikasarjat) sekä tarvittaessa paikallista vaihtelua eri vesistön osissa GIS-sovellutuksella. Paikallista vaihtelua verrataan mm. sulfaattimaiden sijainnista laadittaviin karttoihin. (OY) 2.3. Jatkuvatoimisen vedenlaadun seurannan suunnittelu; mittauspaikkojen valinta ja mittausasemien perustaminen. Mittausasemia perustetaan 5-6, joista ainakin 2 ympärivuotista. (OY)

5 2009: Sähkökalastukset ja vesien laadun seurannan suunnittelu ja aloittaminen 2010: Sähkökalastukset ja vesien laadun seuranta 2011: Sähkökalastukset ja vesien laadun seuranta 2012: Sähkökalastustulosten ja veden laadunseurannan yhteenveto ja jatkosuunnittelu 3. Sulfaattimaiden hapettumisen ja metallien vapautumisen ehkäisymenetelmät Vastuuorganisaatio OY ja MTT Tavoite: Kehittää ja testata menetelmiä sulfaattimaiden hapettumisen ehkäisemiseksi ominaisuuksiltaan erilaisilla sulfaattimaa-alueilla (pelto- ja metsäalueet) sekä tarkastella menetelmien käytettävyyttä. Tehdä kokeita menetelmillä, joita ilmastonmuutoksen vuoksi voidaan mahdollisesti suosia jatkossa myös maa- ja metsätalouselinkeinojen kannattavuuden vuoksi (kuivien kausien veden pidätysmahdollisuudet turvaten samalla riittävä kuivatus sateisina kausina). Soveltaa menetelmiä hankealueella Säätösalaojitusjärjestelmien käytännöllisyyden lisääminen sekä kokeet kesäaikaisen täydennysveden johtamisen vaikutuksista sulfidien hapettumiseen, peltoalueilta lähtevän veden laatuun sekä koealueen satoon säätösalaojitetulla alueella. Menetelmän testausta varten perustetaan koealue aiemmin säätösalaojitetulle, täydennysveden piiriin tulevalle peltoalueelle, jonka vertailualueena toimii ominaisuuksiltaan samankaltainen, perinteinen säästösalaojitettu peltoalue. (MTT) 3.2. Metsäalueilla tehtävien toimenpiteiden mahdollisuudet happamuuden kontrollointiin. Metsäojitusalueiden perkaus- ja täydennysojitustapojen erojen vertailu havaituilla riskialueilla ja niiden vaikutus sulfaattimaiden hapettumiseen. Ojitusalueiden veden viipymän kasvattamisen merkitys nopeille happamuuspiikeille sekä kalkkisuodinojien tarjoamat mahdollisuudet. Menetelmien soveltuvuutta ja käyttömahdollisuuksia valuma-alueen ongelma-alueille selvitetään. (OY) Em. kokeiden suorittamista varten koekenttiä valmistellaan yksi maa- ja metsätalousalue. Koekohde valitaan ja perustetaan happamien sulfaattimaiden alustavan kartoituksen jälkeen, jotta voidaan keskittyä ongelma-alueille. Koekentän koko yli 2 ha. 2009: Säätösalaojitustutkimuksen paikan määrittäminen, ojituksen suunnittelu ja toteutus. Metsänojitusmenetelmien vaikutusten vertailun käynnistäminen. 2010: Säätösalaojitustutkimus käynnissä. Metsänojitusmenetelmien vaikutusten vertailu käynnissä. 2011: Säätösalaojitustutkimus käynnissä. Metsänojitusmenetelmien vaikutusten vertailu käynnissä. 2011: Em. tutkimusten jatkuminen, tulosten yhteenveto ja jatkosuunnittelu. 4. Toimenpidesuositusten laadinta ja raportointi. Vastuu MTT Tavoite: Toimenpidesuositusten laatiminen happamuuden ehkäisemiseksi eri typpisillä maa-alueilla perustuen kartoitusten sekä hapettumisen ehkäisy- ja neutralointimenetelmien tuloksiin. Hanketulosten raportointi Maanomistajille suunnattu kysely (sis. tiedottaminen happamuuteen vaikuttavista tekijöistä), menetelmien kustannusarvioinnit -> sosio-ekonominen selvitys (MTT) 4.2. Kootaan tutkimustulokset osatehtävien vastuutahojen kanssa sekä vertaillaan eri menetelmien toteutusmahdollisuuksia sosio-ekonomisen arvioinnin, biologisen ja vesikemiallisen aineiston sekä eri kokeiden tulosten perusteella, tulosten raportointi. (MTT, GTK, PPO, OY, RKTL, Metsäkeskus Pohjois-Pohjanmaa)

6 4.3. Toimenpidesuositusten laadinta kootusti eri hankkeiden kanssa. Mikäli jatkorahoitus hankkeelle järjestyy, raportointi tehdään täydellisenä vasta jatkohankkeen jälkeen. 2009: Viljelykyselyn toteuttaminen. Aloitusseminaari. 2010: Viljelijäkyselyn toteuttaminen 2011: Viljelijäkyselyn toteuttaminen 2012: Viljelijäkyselyn toteuttaminen, toimenpidesuositukset sisältävä loppuraportti ja loppuseminaari 5. Hallinnointi ja tiedottaminen. Vastuu MTT Osatehtävien koordinointi, aikataulutus, loppu- ja hankkeen aikainen raportointi sekä tiedottaminen. 2009: Ohjausryhmäkokouksen järjestäminen, työkokousten järjestäminen, hallinnointi 2010: Ohjausryhmäkokouksen järjestäminen, työkokousten järjestäminen, hallinnointi 2011: Ohjausryhmäkokouksen järjestäminen, työkokousten järjestäminen, hallinnointi 2012: Ohjausryhmäkokouksen järjestäminen, työkokousten järjestäminen, hallinnointi Muut vastuut: Pohjois-Pohjanmaan Ympäristökeskus (nykyinen ELY-keskus) teki hankkeessa neutralointitutkimusta syksyn 2009 ajan. Tavoitteena heillä oli vertailla eri neutralointivaihtoehtoja ja he aloittavat neutralointikokeet alueen keskeisesti happamuudesta kärsivässä vesistössä myöhemmin (SiiNehanke). 2009: Kirjallisuus- ym. selvitykset neutralointiin liittyen ja laboratoriokokeiden aloittaminen Muut hankkeen potentiaaliset toimijat (ohjausryhmä/avustavat toimet osatehtävissä 1-4/muu osallistuminen) -Perämeren kalatalousyhteisöjen liitto, toiminnanjohtaja Jyrki Oikarinen/Mikko Torssonen -MTK, toiminnanjohtaja Timo Lehtiniemi -ProAgria, johtaja Vesa Nuolioja -Oulun läänin vesiensuojeluyhdistys ry, Seppo Miettunen -Siikajoen kunta, Pekka Seppinen -Raahen kaupunki, Vesa Ojanperä -Pyhäjoen kunta, Heikki Huttunen -Kalastusalueet & osakaskunnat, Kyösti Autio, Martti Patokoski -Siika-Pyhäjokialueen liitto Eri hankkeiden päättymisen jälkeen pyritään käynnistämään jatkohanke liittyen valtakunnalliseen tiedottamiseen ja suosituksiin ongelma-alueiden toimenpiteistä happamuuden ehkäisemisessä. Happaman kuormituksen ehkäisy Siikajoki - Pyhäjoki -alueella hankkeen aikana tiedotusta suunnataan erityisesti vesialueiden omistajille sekä sulfaattimaa-alueiden maankäytöstä vastaaville tahoille.

7 C. Kustannusarvio ja rahoitussuunnitelma Hankkeen kustannukset kululuokittain, toteuttajatahoittain, vuosittain ja yhteensä PPO MTT GTK RKTL OY YHTEENSÄ Palkat Ostopalvelut Matkat Kone&laitehankinnat Vuokrat Toimistokulut Muut kulut YHTEENSÄ Hankkeen rahoitussuunnitelma rahoituslähteittäin, vuosittain ja yhteensä Rahoitus yht Tuki Kunnat Yksityinen Yhteensä