METSÄTALOUDEN RAVINNEKUORMITUS

Transkriptio

1 METSÄTALOUDEN RAVINNEKUORMITUS Metsätalousmaata 86 % maa-alasta Puuntuotantoon käytettyä metsämaata km 2 Heikompikasvuista kitumaata km 2 Lähes tai täysin puutonta joutomaata km 2 Kankaat 66 %, suot 34 % Mänty 50 %, kuusi 30 %, lehtipuut 20 % Puuston tilavuus 2,3 km 3 Valtakunnallisesti melko pieni kuormittaja 230 t a 1 P (6 %), 3300 t a 1 N (5 %), N:P suhde 14 Paikallisesti merkittävä (Itä- ja Pohjois-Suomi) kuormittaen muuten puhtaina säilyneitä vesistöjä Biotalous? Kuormitusta aiheuttavat: ojitukset, hakkuut + muokkaus, lannoitus Vuosittain 1-2 %:lla metsämaasta Kohteiden sijainti muuttuu vuosittain Metsän kiertoaikaan nähden vaikutukset usein lyhytaikaisia Vaikutukset haitallisimmillaan jos suuri osa valuma-alueesta käsitelty yhtä aikaa Merkittävimmät vaikutukset latvavesissä ja puroissa Ravinnekuormitusta merkittävämpää saattaa olla uomien, virtaamien ja vedenkorkeuksien muuttuminen, kiintoaine ja eroosio Valuman ja kuormituksen kasvu voi kestää yli 10 v, jopa pysyviä muutoksia hydrologiaan 1

2 Humus Timo Vänni, Teemu Näykki Vuorenmaa ym. (2002) 2

3 Ojitus Uudisojitus laajimmin valuma-alueita muuttaneita toimenpiteitä 1900-luvulla Jo 1930-luvulla, huippu , lopetettu 1999/2000 Erityisesti Pohjois-Pohjanmaalla Ei tarvita lupaa, mutta ei enää valtiontukea Ei sallittua vapaaehtoiseen sertifiointiin liittyneillä (suurin osa metsänomistajista ryhmäsertifioinnin piirissä metsänhoitoyhdistysten kautta) Kunnostusojitus Perataan vanhoja umpeenkasvaneita ojia, täydennetään ojaverkkoa Lisääntynyt 1980-luvulta alkaen (keskimäärin 770 km 2 a 1, ) Metsäojia Suomessa 1,5 milj. km; ojitettu suopinta-ala km 2 (53 % soista) Luonnontilaiset suot suurelta osin Pohjois-Suomessa Alentaa pohjaveden pintaa muutamia dm, nopeuttaa veden virtausta Uudisojitus lisää vuosivaluntaa 0,3 0,6 % ojitusprosenttia kohden, palautuu vuodessa (alkuperäistä pienempi metsittyneillä soilla), vaikutus valuntaan pieni jos puuston kasvu on hyvä Kevättulvat kasvavat 0,3 0,8 %, kesätulvat jopa 1 3 % ojitusprosenttia kohti Alivalumat kasvavat kivennäismaahan ulottuvassa, ohutturpeisessa suossa 3 Palviainen & Finér (2014)

4 Ojituksen aiheuttama kuormitus Ojien kaivuu + syöpyminen kiintoainekulkeuma kasvaa riippuen maalajista Eroosio Jopa 200 t km 2, hieta- ja hiekkamailla, turv la pienempi Liikkeelle lähtenyt aines voi muodostaa suistoja laskeutuessaan Kunnostusojitus voi tuottaa samansuuruisen eroosion kuin uudisojitus P-kulkeuma kasvaa (P sitoutunut kiintoainekseen) Liuennut P vähän, merkitys rehevöitymisessä? N-kulkeuma kasvaa? Erityisesti NH 4+, joka peräisin turpeen hapettomista kerroksista (hapettomuus ja happamuus estää nitrifikaation) Parantunut puun kasvu voi estää N-kulkeuman kasvun Yli 20 v. sitten ojitetuilla soilla ravinnekulkeuma voi olla luonnonsuon tasolla Finér ym. 2010, Suomen ympäristö 10. Määritykset tehty suodatetuista näytteistä. 4 Vuosia toimenpi teestä Yhteensä 0 Kunnostusojitus N (kg km -2 a -1 ) P (kg km -2 a -1 ) ,2 8,4 7 5,6 4,2 2,8 1,4 0,7 98,3 Kaarle Kenttämies Metsäojitus muodostanut deltan järveen (Loppi) Metsäojitus aikaansai järven veden pinnan laskun

5 Eroosioainesta laskeutunut valtaojaan Hiekkamaahan kaivettu oja erodoituu umpeen Turvemaassa oja kestää eroosiota paremmin kuin kivennäismaassa Uudehko metsäoja 5 Umpeutuva metsäoja Stabiloitunut oja Eroosioherkässä maassa oja ei stabiloidu Kuvat: Kaarle Kenttämies

6 Vesiensuojelu ojituksessa Vältetään vähämerkityksellistä kunnostusojitusta Kaivetaan kuivana aikana, työt jaksotetaan useammalle vuodelle Voimakkaasti syöpyneitä tai kaltevuudeltaan suuria ojia ei perata Valtaojien perkaamatta jättäminen Ei kaiveta ojia mineraalimaahan saakka Kaivu- ja perkauskatkot, pohjapadot, lietekuopat, pintavalutuskentät Jätetään ojat perkaamatta muutaman 10 m ennen vesistöjä (suojakaistat) Ei tärkeillä pohjavesialueilla Kuvat: Kaarle Kenttämies Ojia ei kaiveta vesistöön asti Pintavalutuskentät Pidättävät % kiintoaineesta Suositeltava koko 1 2 % valuma-alueen pinta-alasta 6 Pintavalutuskenttä Laskeutusaltaat (lähde: Marjo Palviainen) Pidättävät % kiintoaineesta Erityisesti keskikarkeita ja karkeita maalajeja Veden virtausnopeus enintään 1 cm s 1 Veden viipymä altaassa vähintään 1 h Ojat johdetaan hiekkamaahan Laskeutusallas

7 Hakkuut Hakkuualoja tilastoitu vuodesta 1970 Uudistushakkuita (avohakkuita) km 2 (vuodet ) Ilmoitus metsäkeskukselle, laillisuutta seurataan otantaluonteisesti Maata muokattu metsänuudistamisen yhteydessä 970 km 2 (v. 2010) Hydrologia muuttuu jopa 20 vuodeksi Valunta kasvaa (kasvien vedenotto, interseptio, haihdunta vähenee) Pohjaveden pinta voi nousta kesäalivalumat kasvavat Pintavalunta kasvaa huonosti vettä läpäisevillä mailla Kuusikon avohakkuu voi 2-kertaistaa vuosivalunnan (valunta kasvaa 5 8 mm hakattua 10 m 3 kohti) Tulvat äärevöityvät, kun puuston varjostava vaikutus poistuu ja lumi sulaa nopeammin Ravinnekulkeuma kasvaa Kasvuston ravinteiden otto vähenee, erityisesti pintakasvillisuus tärkeä ravinteiden otossa Päätehakkuussa metsään voi jäädä enemmän biomassaa hakkuujätteenä ja juuristomassana kuin hyötyrunkopuuna poistetaan, myös pintakasvillisuutta kuolee -> vapautuu myös liuenneita ravinteita, osa kulkeutuu vesiin Nitrifikaatio ja mineralisaatio voivat kasvaa Eroosio kasvaa kun kasvillisuus ei suojaa maata Maan muokkaus voimistaa vaikutuksia vuoden vaikutusaika, ensimmäisinä vuosina suurin vaikutus 7 Pohjaveden NO 3 -pitoisuus voi nousta Murtopuro, Nurmes, 1980-luvulla hakattu 300 ha kerralla Eroosioainesta Kaarle Kenttämies

8 Kaivurilaikutus Humus poistetaan kivennäismaan pintaa myöten Äestys Muokkaussyvyys max. 10 cm Kivennäismaata esille Ojitusmätästetty Marjo Palviainen uudistusala, oja, suojakaista Hakkuun jälkeinen muokkaus auraamalla, mätästämällä tai äestämällä lisää kuormitusta Pyritään parantamaan maaperän vesitaloutta, ilmavuutta, lämpötilaa ja ravinteisuutta Muokkaukset yleistyneet avohakkuiden myötä 1960-luvulta, huippukausi 1980-luvun alussa Syväauraus ja ojitusmätästys erityisesti Pohjois-Suomessa Äestys ja laikutus yleistyneet Kaarle Kenttämies 8

9 Uudistushakkuiden aiheuttama kuormitus Vuosia Metsän uudistus toimenpi N (kg km -2 a -1 ) P (kg km -2 a -1 ) teestä Kivennäismaat Turvemaat Kivennäismaat Turvemaat , , , ,8 8, ,4 7, ,1 6, ,3 4, ,3 3, ,9 2,3 10 0,7 0,7 0,6 1 Yhteensä 502,7 2586,7 25,1 63,8 Lähde: Finér ym. 2010, Suomen ympäristö 10. Kuormituksen vähentäminen Sulan maan aikana vältetään puunkorjuuta turv la ja hienoaineksisilla kivennäismailla Vältetään purojen tai norojen ylityksiä / suojataan latvuksilla ja puilla tai tilapäissillalla Kunnossa olevia ojia ei rikota Suojavyöhykkeet, pienvesistöjen suojelu, kaivukatkot, lietekuopat, lietealtaat, suotautumisalueet, laskeutusaltaat Nykyisin uudistushakkuu ja sitä seuraava muokkaus sekä kunnostusojitus suurimpia kuormituksen aiheuttajia Vesiensuojelumenetelmien soveltamisesta ei yleistä tilastotietoa 9 Metsähallitus seuraa tilannetta otantojen avulla valtion mailla Harvennushakkuiden vesistövaikutukset vähäisiä Kaarle Kenttämies Metsätraktorin pyöräurat erodoituvat hienojakoisilla mailla Kaarle Kenttämies

10 Vesiensuojelu muokkauksissa Maanmuokkaukset kuivana aikana Kasvupaikalle sopiva, mahdollisimman vähän maanpintaa rikkova muokkausmenetelmä Tärkeillä pohjavesialueilla vain äestys tai laikutus Muokkauskatkot Vesistökuormitusta aiheuttavien toimenpiteiden jaksottaminen useammalle vuodelle Eroosioherkkien maalajien tunnistaminen ja eroosion torjunta Uusi puusukupolvi mahdollisimman pian Kaivinkoneella tasataan koneiden jäljet jos ne johtavat vesistöön Vesistöjen varteen muokkaamaton suojavyöhyke Lähde: Marjo Palviainen 10

11 Uusi tutkimus hakkuiden aiheuttamasta kuormituksesta Nykyisin avohakkuualat pienempiä, maanmuokkaus kevyempää, suojavyöhykkeet pakollisia Porkkavaara (vertailualue), Kangasvaara (34 % hakattu ja muokattu), Iso-Kauhea (11 %), Korsukorpi (8 %) Alueet 30 km etäisyydellä toisistaan Hakkuujätteet jätettiin maahan + suojavyöhykkeet purojen ympärille, maa muokattiin (lähinnä äestys) Ainevirtaamat laskettiin lineaarisella interpolaatiolla Kalibrointijakso ennen hakkuita (5-8 v.) + hakkuiden jälkeen 6-14 v. Ennen hakkuita ravinnekulkeumat metsämaalle tyypillisiä Hakkuiden jälkeen Valunta kasvoi vain Kangasvaarassa (1-30 %), jossa suurin käsitelty pinta-ala ja joka topografialtaan jyrkin TN-, TON-, NO 3 -N-, RP-, TSS-kuormat nousivat vain Kangasvaarassa NO 3 -N-pitoisuudet nousivat Kangasvaarassa Latvusto ei enää sitonut laskeuman N:ä Suurempi lumimäärä Puiden ja aluskasvillisuuden N-oton vähentyminen Lisääntynyt nitrifikaatio TSS nousi kaikilla käsitellyillä alueilla ( %) Johtopäätelmä: Hakkuu nykyisillä menetelmillä voi nostaa N-, P,- TSS-kuormia > 10 vuoden ajaksi, mutta vaikutuksen melko vähäisiä jos suhteellisen pieni osuus valuma-alueesta käsitellään Palviainen, Finér, Laurén, Launiainen, Piirainen, Mattsson, Starr, Nitrogen, Phosphorus, Carbon, and Suspended Solids Loads from Forest Clear-Cutting and Site Preparation: Long-Term Paired Catchment Studies from Eastern Finland. Ambio 43:

12 Suojavyöhykkeet Metsäsertifiointikriteereiden mukaan min. 5 m Suositukset: päätehakkuissa kaltevuudesta riippuen m, lähteiden ympärille m (Metsähallituksen ympäristöopas 1997) Suojavyöhykkeen tulee olla täysin kasvipeitteinen ja vesien tulisi kulkea hitaasti läpi Kaarle Kenttämies Metla/Oksanen P:n pidättyminen suojavyöhykkeeseen riippuu heikosti kiteytyneiden Fe- ja Al-oksidien määrästä Suojavyöhykkeillä parempi P-pidätyskyky kuin hakkuualalla Uusi näytteenotto muutaman vuoden päästä: P-pidätysominaisuus väheni Hakkuujätteistä vapautuu liuennutta P P ei kuitenkaan huuhtoutunut Kulkeutuminen syvempiin maakerroksiin Kasvien P:n otto Lähde: Riitta Väänänen, HY 12 Suojavyöhykkeitä Suojavyöhykkeelle jätetyt puut kaatuneet myrskyssä

13 Lannoitus Alkoi 1950-luvulla, 1970-luvulla jopa 2400 km 2, 450 km 2 (v. 2010) Metsien terveyslannoitus Havupuuvaltaisilla kangas- ja turv la sekä lehtipuuvaltaisilla entisillä maatalousmailla (= kaskimailla), esim. B- N-P (valtion tukemaa, KeMeRa = Kestävän metsätalouden rahoitustuki) Suometsät Turve sitoo heikosti P:a P, K tai B rajoittava ravinne (N paljon) Lähes loppui 1990-luvun alussa, viime vuosina taas km 2 Kivennäismaat N rajoittava ravinne N: NH 4, NO 3, ureana tai ammoniumnitraattina P: raakafosfaattina (Pohjois-Afrikka, Siilinjärvi) tai superfosfaattina käytetty suometsien PK-lannoite sisälsi % helppoliukoista P:a Nykyiset lannoitteet hidasliukoisempia, huuhtoutuu heikommin FePK- ja tuhkalannoituksella pienempi huuhtoutuminen kuin raakafosfaatilla Osa levitetystä lannoitteesta suoraan ojiin ja sitä kautta vesiin Lannoitus tuottoisin puuntuotannon investointi Lannoituskulut verovähennyskelpoisia Kun puuta viedään tehokkaammin pois, lannoitustarve lisääntyy Ei tarvita lupaa eikä tarvitse ilmoitusta KeMeRa-tuki edellyttää kelvollista lannoituskohdetta ja suoritustapaa (suojakaistat) Vapaaehtoista lannoitusta rajoittaa metsäsertifiointiin liittyvät kriteerit (mm. suojakaistaehto) Vesiensuojelu: levitys sulaan maahan, maalevityksen suosiminen ojitetuilla alueilla, suojakaistat vesistöjen ja ojien reunoille, ei pohjavesialueille 13

14 Lannoituksen aiheuttama kuormitus Vuosia Lannoitus toimenpi N (kg km -2 a -1 ) P (kg km -2 a -1 ) teestä Kivennäismaat Turvemaat Kivennäismaat Turvemaat Yhteensä Lähde: Finér ym. 2010, Suomen ympäristö

15 Metsätalouden ravinnekuormituksen verifiointi Tavanomaisessa metsätalouskäytössä olevien pienten valuma-alueiden ravinnekulkeuma Keskimäärin 9 kg km -2 a -1 P ja 250 kg km -2 a -1 N (vuodet ; Vuorenmaa ym. 2002), 10,5 kg km -2 a -1 P ja 190 kg km -2 a -1 N, Pohjois-Suomi (vuodet ; Saukkonen ja Kortelainen 1995) 10,2 kg km -2 a -1 P, Pohjois-Ruotsi (vuodet ; Lövgren ja Olsson 1990) Jos metsätalouden vaikutus = tavanomaisten metsätalouskäytössä olevien metsäalueiden ravinnekulkeuman ja luonnonhuuhtoutuman erotus olisi metsätalouden aiheuttama kuormitus Suomen km 2 talousmetsäalalta 800 t a -1 P ja t a -1 (vrt. edellä 230 t a 1 P ja 3300 t a 1 N) 15

16 Paleolimnologinen tutkimus Lopen Saarijärvi Rehevöitymiskehitys alkanut vuosisadan alussa Humuksen määrä lisääntynyt 1950-luvun ojitusten seurauksena Nopea rehevöityminen 1970-luvulla lannoituksen ja kunnostusojituksen jälkeen Uusi lannoitus 1985 Edelleen levä- ja happiongelmia Gonyostomum semen Siimallinen yksisoluinen levä, limalevä, ruskeissa vesissä, joissa suuri P-pitoisuus 16

17 Turvetuotanto Turvetuotantoala 680 km 2 Yhteensä 1100 km 2, 1,2 % suoalasta Tuotantomäärä vaihtelee vuosittain hydrologisten olojen ja markkinatilanteen mukaan Valtaosa energiantuotantoon (jyrsin- ja palaturve) Taajamien ja teollisuuden lämmön- ja sähköntuotanto Suomessa tuotetaan >50 % maailman energiaturpeesta Noin 10 % muuhun käyttöön Kasvatusalusta, maanparannusaine, kuivike, kompostointiaine, suodatin, imeytysaine (mm. öljylle), eriste (tienrakennus), turvehoidot, turvetekstiilit... Keskittynyt Pohjois- ja Etelä-Pohjanmaalle, myös muualla Vaikutukset kohdistuvat osin latvavesiin, mutta mm. Saimaalla Koettuja haittoja erityisesti Keski-Suomessa, Pirkanmaalla, Etelä-Savossa Jyrsinturve: suoalue kuivataan ojittamalla ja pintakasvillisuus poistetaan -> vuosittain jyrsitään pintakerros joka kuivataan välillä kääntäen, kuiva turve kasataan ja kuljetetaan varastoaumaan kesällä Palaturve: irrotetaan palannostokoneella Turvetta voidaan yhdeltä suolta tuottaa 30 v. Suopohjat metsitetään, palautetaan soiksi tai kosteikoiksi, energiapuuviljelmiksi, erityisviljelyalueiksi (esim. 17 ruokohelpi) Ekholm

18 Turvetuotannon kuormitus Hydrologia Alueen kuivatus vähentää suon vesivarastoa -> ei enää tasaa valuntaa -> voimakkaita ja äkillisiä tulvahuippuja + pitkittyneitä alivirtaamakausia Kuormitus Kiintoainetta, P (kiintoaineksessa ja humuksessa), N, humusta ja Fe Kunnostusaikana suurempaa kuin tuotantoaikana Kuormitus samantyyppistä kuin kunnostusojituksessa Mineralisaatio lisääntyy (parempi happitilanne), kasvien ravinteiden otto vähentyy, eroosio (turve ja alapuolinen mineraalimaa) Ojituksen jälkeen sadevesi valuu kuivuneen turvekerroksen pinnalla -> eroosio (luonnontilaisella suolla vesi virtaa pitkälti elävässä kasvustossa, jossa eroosio vähäistä) P:n ja orgaanisen aineen kulkeutuminen etelässä suurempi kuin pohjoisessa YSL:n mukaan yli 0,1 km 2 tuotantoalueet luvanvaraisia, yli 1,5 km 2 alueille lisäksi ympäristövaikutusten arviointimenettelyä, osalla alueita velvoitetarkkailu Kuormitus vaihtelee hydrologian mukaan, SYKEn arvio: 17 t a 1 P, 435 t a 1 N Paikallisesti merkittävä 18

19 Turvetuotannon kuormituksen vähentäminen Uusilla alueilla valumavesien puhdistuksessa tulee käyttää tehostettua puhdistusta = parasta käyttökelpoista tekniikkaa (BAT) Tuotantoalueet ympäröidään eristysojin Sarkaojiin kaivettuja lietesyvennyksiä, päisteputkia ja lietteenpidättimiä (esim. jumboputki), laskeutusaltaita Vesi patoutuu sarkaojiin ja lietesyvennyksiin, kiintoaineen laskeutuminen tehostuu Lietesyvennyksiä ja lietteenpidättimiä käytetään jokaisella turvetuotantoalueella Poistavat kiintoainetta ja siihen sitoutuneita ravinteita eivät liuenneita ravinteita Uusilla alueilla BAT-tekniikat Ympärivuotinen pintavalutus ja kemikalointi Tavoite TSS- ja TP-reduktio 50 %, TP 20 % 19

20 Pintavalutus Laajimmin käytetty tehostettu vesiensuojelumenetelmä Valumavedet ohjataan ojilla rajatulle luonnontilaiselle suolle Luonnontilainen suoalue oltava turvetuotantoalueen läheisyydessä Kentän koko väh. 3,8 % valuma-alueen pinta-alasta, turvekerroksen paksuus vähintään 0,5 m ja maatuneisuuden H1 H3, kaltevuus 1 % Eivät aina toteudu Vesi virtaa turpeen pintakerroksessa ja puhdistuu luonnontilaisille suoekosysteemeille ominaisten fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten prosessien seurauksena (Ympäristöministeriö 2012) Kiintoainetta poistuu %, lisäksi orgaanista ainesta, N, P, Fe mutta ei juurikaan humusta Biologinen sitoutuminen, nitrifikaatio, denitrifikaatio, NH 4 :n sitoutuminen kationinvaihtopaikoille, P sitoutuu Fe- ja Al-oksideihin (jos on) Oikovirtaukset ongelma (kuvataan käyttöasteella) Pintavalutuskenttä toimii parhaiten kesäaikana (biologinen toiminta tehokkaimmillaan) Kevät- ja syystulvien aikana puhdistusteho heikompi Toimii noin v. 20

21 Ojitettu kosteikko Yleistyneet, sillä luonnontilaisia soita ei aina tuotantoalueiden läheltä ja tuotantoa ohjattu pois luonnontilaisilta soilta Tehostettu menetelmä Kiintoaine poistuu laskeutumalla ja suotautumalla turpeeseen ja pintakasvillisuuteen P, Fe ja humuksen huuhtoutuminen voi kasvaa Kemiallinen vedenpuhdistus Kemikaalit (esim. Fe 2 (SO 4 ) 3 ) saostavat liuenneita aineita, jolloin ne poistuvat laskeutumalla Vesi kirkastuu johtuen liuenneiden värillisten humusaineiden (CDOM) sekä Fe:n saostumisesta Kemiallinen hapenkulutus ja väriarvot alenevat % Tehokas myös P:n ja kiintoaineen suhteen, mutta ei N BAT menetelmä Kallis Pienemmän mittakaavan kemikalointi pienillä turvetuotantosoilla 21

22 Turkistarhaus Suomessa turkistarhaa (2008), valtaosin Länsi-Suomessa 3,1 miljoonaa eläintä (sinikettu, minkki, hilleri, suomensupi, hopeakettu) Maatilojen yhteydessä sekä itsenäisenä elinkeinona Työllistää suoraan hlöä Turkiseläinten rehusta n. 80 % koostuu kotimaisista raaka-aineista Teurastuksen sivutuotteet (25 %) Vilja Rehukala Kuormitusarvio 45 t a 1 P ja 430 t a 1 N Paikallisesti merkittävä Toisaalta... Rehukalan mukana merestä poistuu P:a yli 200 t a 1, ts. ottaa enemmän P:a kuin vesiin päästää Turkiseläinten lannassa runsaasti, mutta niukkaliukoista P:a Käyttömäärät suuria (ymp. tuki mahdollistanut 2 x mineraalilannoitteita suuremman käytön) -> maan P-tila saattaa kasvaa erittäin suureksi 22

23 Noin asukasta, n pysyvästi asuttua kiinteistöä yleisten viemäriverkostojen ulkopuolella Erityisesti Uudellamaalla, Varsinais-Suomessa ja Pohjanmaalla Loma-asunnoilla ( , v. 2002) osa-aikaisesti myös noin miljoona ihmistä Useilla vapaa-ajan kiinteistöllä vesikäymälä ja muu täydellinen vesihuoltovarustelu mutta ei liitetty viemäriverkostoihin Kiinteistökohtainen jäteveden käsittelyp Perinteelliset käsittelyjärjestelmät vanhentuneita, riittämättömiä (varustelutason noustua) ja toimimattomia Vesikäymälöiden yleistyttyä haja-asutusalueillakin ja 1960-luvuilla, alettiin viemäriverkostojen ulkopuolella sijaitsevilta kiinteistöiltä vaatia saostuskaivojen rakentamista Vuoden 1961 vesilaki edellytti, että käymäläjätettä sisältävät jätevedet on käsiteltävä vähintään saostuskaivossa Saostuskaivossa (yksi, kaksi tai kolme) osastoa kiinteitä aineita laskeutuu pohjaan Haja-asutuksen jätevedet maatalouden jälkeen suurin P-kuormittaja Vajaa 10 % P-kuormituksesta, 3 % N-kuormituksesta Paikallinen vaikutus Pohjavedet Suolistobakteereita, viruksia, muita taudinaiheuttajia, lääkejäämiä ja hormoneja Kuormitusarvio 1,8 g d 1 person 1 P, 12 g d 1 N person 1 0,66 kg a 1 person 1 P, 4,4 kg a 1 N person person = 660 t a 1 P, 4400 t a 1 N, josta arvioitu päätyvän vesiin: Haja-asutus: 395 t a 1 P, 2650 t a 1 N (Rontu ja Santala 1995) Haja- ja loma-asutus: 415 t a 1 P, 2700 t a 1 N (Rontu ja Santala 1995) N : P n. 7 HAJA-ASUTUS JA HULEVEDET Viemäriverkon piirissä asuvien kuormitus 175 t a 1 P, t a 1 N 23

24 Asetus talousjätevesien käsittelystä viemäriverkostojen ulkopuolisilla alueilla (542/2003), (209/2011), (343/2015) Ympäristönsuojelulain mukaan vesihuoltolaitosten viemäriverkostojen ulkopuolisilla alueilla syntyvät jätevedet puhdistettava niin, ettei niistä aiheudu ympäristön pilaantumista eikä sen vaaraa Asetus ei määrää miten jätevedet käsiteltävä eikä säädä käsittelymenetelmän teholle tai käsitellyn jäteveden enimmäispitoisuudelle yksiselitteisiä vaatimuksia Haja-asutuksen kuormitusluku (yhden asukkaan käsittelemättömien jätevesien keskimääräinen kuormitus) BHK 7 50 g d 1, P 2,2 g d 1, N 14 g d 1 Em. arvoja vähennettävä vähintään: BHK 7 80 %, TP 70 % ja TN 30 % Pilaantumiselle herkillä alueilla (kunta määrittää): BHK 7 90 %, TP 85 % ja TN 40 % Jäteveden käsittelyjärjestelmien ylläpito oltava asianmukainen (hoito, huolto) mennessä Paitsi Kiinteistöllä vakinaisesti asuva haltija on täyttänyt 68 vuotta ennen tai hänellä on sosiaalinen suorituseste Jätevedet tullaan johtamaan viemäriverkkoon Jätevesien määrä vähäinen eikä vesikäymälää ole (sauna tms. vesiä kuitenkaan vesistöön) Uudis- ja korjausrakentaminen Muut kiinteistöt, maitohuoneet ja yritystoiminta 24

25 Jätevesien käsittely Menetelmän valintaan vaikuttavat Asunnon käymälätyyppi ja muu varustetaso Vedenhankintatapa Käsitellyn jäteveden purkupaikka Asutuksen tiheys Liittyminen viemäriverkostoon Asuinkiinteistöt ensisijaisesti liitettävä yleiseen viemäriverkostoon Useat kiinteistöt voivat myös rakentaa yhteisen viemäriverkoston ja jätevedenpuhdistamon Naapurusten yhteiset viemäröintihankkeet harvinaisia Kompostoivat käymälät Kuiva- ja kompostikäymälät hyviä (ei jätevettä) Pesuvedet? 25

26 Maahan imeytys 3. Imeytysputkien rei'istä vesi sepelistä tehtyyn ns. jakokerrokseen, jossa leviää alas ja sivulle 1. Esikäsittely 3-osaisella saostuskaivolla tai tehdasvalmisteista sakosäiliöllä 2. Selkeytynyt vesi jakokaivon kautta rei itettyihin imeytysputkiin Vesi imeytyy luonnolliseen maa-ainekseen ja kulkeutuu alaspäin pohjaveteen saakka 5. Imeytyspintaan ja sen alapuolelle muodostuu biokerros, jossa jäteveden sisältämän orgaaninen aines hajoaa, P sitoutuu maahiukkasiin ja bakteerit tuhoutuvat (mutta virukset eivät), vain pieni osa N:stä pidättyy tai poistuu ilmaan Maahan imeytys vain paikassa, jossa maakerros riittävän paksu, ei liian tiivistä tai karkeaa eikä imeytyksestä aiheudu haittaa talousvesikaivoille eikä muulle vedenhankinnalle tai naapurien pohjavesille. Sopii hyvin harmaille vesille. 26

27 Maasuodattamo Heikosti vettä läpäisevään maaperään kaivettu tai reunoilta ja pohjasta tiiviisti eristetty kenttä, joka täytetty kerroksittain eri tavoin vettä läpäisevillä sepeli- ja hiekkalajikkeilla Jätevesi johdetaan suodatinkerroksen pinnalle tasaisesti imeytysputkien avulla Puhdistunut vesi kootaan suodattimen pohjalta kokoomaputkien avulla ja johdetaan edelleen purkupaikkaan (esim. avo-ojaan) Jätevesi puhdistuu kulkeutuessaan suodattimena toimivan hiekkapatjan lävitse. Suodatinhiekkaan muodostuu biologista toimintaa Poistaa tehokkaasti org. ainesta ja bakteereja, P tyydyttävästi Maahan voidaan lisätä P-sitovaa ainesta tai asentaa P:n jälkisuodatin (vaihdettava parin vuoden välein), erityisesti jos myös käymälävesiä Maasuodattamot vaativat vähemmän huoltotoimenpiteitä kuin laitepuhdistamot 27 Vilpas ym. (2005)

28 Pien- eli laitepuhdistamot Vaativat vähemmän tilaa, mutta enemmän huoltoa Soveltuvat tontille kuin tontille Panospuhdistamo Aktiivilieteprosessi ja P:n saostus Kivikuitusuodatin Tehdasvalmisteinen Kivikuitu kasvualustana mikrobeille + suodatusvaikutus Poistaa org. ainesta hyvin, mutta P:a vain tyydyttävästi tai jopa huonosti Jätevesisäiliö (puhdistus muualla) Haja-asutuksen jätevedet. Lainsäädäntö ja käytännöt. Ympäristöopas Ympäristöministeriö. 28

29 Kuormitustutkimus Käymälävesien osuus haja-asukkaan kokonaiskuormituksesta Väh. 90 % N, 80 % P, 80 % kokonaishapenkulutuksesta (org. Aine + NH 4 - N), 98 % ulosteperäisistä bakteereista Miksi sotketaan käymälävedet (1/3) paljon puhtaampiin pesuvesiin (2/3)? Pesuvesien P-sisältö laskee fosfaatillisten pesuaineiden käytön vähetessä Asetuksen velvoitteetkin täyttäessään jätevedet sisältävät usein suuria määriä E. coli ja NH 4 -N Maasuodattamoihin pääsee laimentavia vesiä > tutkimukset antaneet liian myönteisen kuvan tehosta Panospuhdistamojen teho vaihtelee suuresti, vaatii asiantuntevaa huoltoa, alttiita häiriöille Suositellaan käymäläjätteiden kompostointia tai umpisäiliöön johdettujen käymälävesien kalkkistabilointia ja käyttöä lannoitteina (vähävetiset WC-istuimet) Käymälä- ja pesuvesien erillisviemäröinti ja käsittely 29 Särkelä A & Lahti K, Haja-asutuksen jätevesien koostumus ja jätevesijärjestelmien toimivuus. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys. Julkaisu 68.

30 Hulevedet Luonnontilassa suuren osan vedestä pidättää /haihduttaa kasvillisuus Loppu suodattuu puhdistavien maakerrosten läpi pohjaveteen tai valuu vesistöön Kadut, pihat ja katot estävät veden imeytymisen maahan Hulevesi kuljettaa maa-ainesta, ravinteita ja myrkkyjä Tehokas kuivatus ja viemäröintijärjestelmä Pintavalunta lisääntyy ja valuntakäyrä äärevöityy Isoissa kaupungeissa sadanta 10 % suurempi kuin ympäröivällä maaseudulla, haihdunta pienempi (pinta)valunta kasvaa Valuntakerroin Päällystettyä maata 40 %, noin 20 % sateesta muodostaa välitöntä valuntaa Mitä enemmän vettä läpäisemätöntä pysty- ja vaakapintaa, sitä enemmän ilmalaskeumasta joutuu vesiin Mitikka Sekaviemäröinti Hulevesistä ongelmia putsareilla (virtaamavaihtelut, matala lämpötila, ohijuoksutukset) Vanhoissa keskustoissa Erillisviemäröinti Yleisin, hulevedet puhdistamattomina vesiin (poikkeus huoltoasemat, teollisuuslaitosten varastoalueet tms.) Lisääntynyt pintavesimäärä ja oikaistut kulkureitit kasvattavat tulvia ja aiheuttavat eroosiota Imeytysrakenteita, viivytys- ja pidätysaltaat, kosteikot, viherkatot 30

31 Hulevesien aiheuttama kuormitus Ravinnekuormittajana melko heikosti valtakunnallista tietoa (case-tutkimuksia), kuten myös kaatopaikoista, puistoista, lumenkaatopaikoista, ym. Vallikallio vs. Laaksolahti TSS vs kg km 2 a 1 (< kg km 2 a 1 ) TP 40 vs. 20 kg km 2 a 1 ( kg km 2 a 1 ) TN 900 vs. 500 kg km 2 a 1 ( kg km 2 a 1 ) Arvio valtakunnallisesta kuormituksesta: 90 t a 1 P, 1100 t a 1 N Sillanpää N, Effects of suburban development on runoff generation and water quality. Aalto University publication series Doctoral Dissertations 160/

32 YHTEENVETO HAJAKUORMITUKSESTA Syitä Maan muokkaaminen, kasvillisuuden poistaminen, ravinteiden lisäys Kulkeutuu Veden (ja tuulen) mukana Epävarmuutta Suuruudessa, alueellisessa jakautumisessa, vesistövaikutuksissa, vähentämiskeinoista Kytkeytyy väestöön, sen ravinnon- ja energiantuotantoon sekä elintasoon 2050: > ihmistä Rehevöityminen voi lisääntyä 2 3 kertaiseksi (Tilman ym., Science 2001) Voi vähentää Lannoitus/lannan levitys (määrä, tapa ja ajoitus), eroosion torjunta, pidättämällä jo liikkeelle lähteneitä ravinteita, omilla valinnoilla P:n ja N:n eri muodot Määritysmenetelmät eivät identifioi kemiallisia yhdisteitä vaan ovat operationaalisia Biologinen käyttökelpoisuus epäselvä P:n reaktiot maassa Spesifinen ligandinvaihto (Fe- ja Al-oksidit), P:n kierto usein yhteydessä Fe:n kiertoon N reaktiot maassa Orgaaninen aines, mikrobiologia P:n ja N:n reaktiot hapettomissa oloissa Mikrobiologiset hapetus-pelkistysprosessit Toisiinsa kytkeytyneet ainekierrot (P, N, S, Fe, C) 32

33 Arvio hajakuormituksesta Suomessa P 1. Maatalous: 1800 t a 1 N 1. Maatalous: t a 1 2. Haja-asutus: 400 t a 1 2. Metsätalous: 3250 t a 1 3. Metsätalous: 230 t a 1 3. Haja-asutus: 2750 t a 1 4. Hulevedet: 90 t a 1 4. Hulevedet: 1100 t a 1 5. Turkistarhaus * : 45 t a 1 5. Turvetuotanto: 435 t a 1 6. Turvetuotanto * : 17 t a 1 6. Turkistarhaus * : 430 t a 1 + suora laskeuma vesiin: 270 t a 1 + suora laskeuma vesiin: t a 1 *Syke luokittelee pistemäiseksi kuormitukseksi 33