Simpukkapopulaatioiden toipumisja lisääntymiskyky, kuolleisuus ja ikärakenne vuonna 2015 Kokemäenjoessa Harjavallan nikkelipäästön jälkeen

Transkriptio

1 ALLECO RAPORTTI N:O 17/215 Simpukkapopulaatioiden toipumisja lisääntymiskyky, kuolleisuus ja ikärakenne vuonna 215 Kokemäenjoessa Harjavallan nikkelipäästön jälkeen Jouni Leinikki, Karri Reiman, Juha Syväranta, Anna Väisänen ja Jenni Westerlund MARINE BIOLOGICAL AND LIMNOLOGICAL CONSULTANTS Veneentekijäntie 4 FI-21 Helsinki, Finland Tel ()

2 OTSIKKO: Simpukkapopulaatioiden toipumis- ja lisääntymiskyky, kuolleisuus ja ikärakenne vuonna 215 Kokemäenjoessa Harjavallan nikkelipäästön jälkeen PÄIVÄMÄÄRÄ: TEKIJÄ(T): Jouni Leinikki, Karri Reiman, Juha Syväranta, Anna Väisänen ja Jenni Westerlund JULKAISU: Alleco Oy raportti n:o 17/215 JULKAISIJA: Alleco Oy, Veneentekijäntie 4, 21 Helsinki, VIITTAUSOHJE: Leinikki, J., Reiman, K., Syväranta, J., Väisänen, A. ja Westerlund, J Simpukkapopulaatioiden toipumis- ja lisääntymiskyky, kuolleisuus ja ikärakenne vuonna 215 Kokemäenjoessa Harjavallan nikkelipäästön jälkeen. Alleco Oy raportti n:o 17/215. Alleco Oy Kansikuva: Tutkimussukeltaja esittelee vuollejokisimpukkanäytettä Jouni Leinikki Raportti sisältää Maanmittauslaitoksen kartta-aineistoa 1/215 2

3 Sisällys Tiivistelmä... 5 Summary... 6 Johdanto... 7 Simpukoiden lisääntymisestä... 8 Tutkimusalue ja menetelmät... 8 Simpukoiden lisääntymiskyvyn tutkiminen... 1 Alkiomäärät naarassimpukoiden kidustaskuissa... 1 Glokidioiden etsiminen kalojen kiduksista Pikkusimpukoiden etsiminen sedimenttinäytteistä Esiintyminen ja kuolleisuus Ikäjakaumat Iänmääritys kuoresta Mutvei-värjäys Raskasmetallipitoisuudet Tulokset... 2 Lisääntyminen Glokidiot kalojen kiduksissa ja pikkusimpukat sedimentissä Kuolleisuus ja tiheys Simpukoiden ikäjakaumat linjoilta 34L ja S8A Vuollejokisimpukka Sysijokisimpukka... 3 Soukkojokisimpukka Pikkujärvisimpukka Pituusmitan käyttö iänmäärityksessä Metallipitoisuudet Tulosten tarkastelu Lisääntymiskyky Kuolleisuus ja tiheys Ikäjakaumat Metallipitoisuudet Johtopäätökset

4 Jatkotoimenpiteitä Lähdeluettelo Liite Raportti: Metallipitoisuudet simpukoiden kudoksissa Aineisto ja menetelmät Simpukat Tulokset Nikkeli Kadmium Koboltti Kupari Sinkki Lyijy yhteenveto Lähdeluettelo Liite Lisääntymisindeksi Oikean- ja vasemmanpuoleisten kidusparien vertailu Jokijaksojen vertailu LIITE 3 Syvyydet ja pohjanlaadut linjoilla

5 Tiivistelmä Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka Kokemäenjoessa esiintyvien vuolle-, soukko- ja sysijokisimpukka- sekä pikkujärvisimpukkapopulaatioiden tila on kehittynyt vuoden aikana kesällä 214 tapahtuneen Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n tehtaiden nikkelipäästön jälkeen. Kesällä 214 todettiin, että joessa elää uhanalaiseksi luokiteltua, rauhoitettua vuollejokisimpukkaa. Nikkelipäästön vaikutusalueella arvioitiin eläneen ennen nikkelipäästöä 6,4 6,7 miljoonaa vuollejokisimpukkaa, joista noin 1 miljoona kuoli päästön vaikutuksesta. Eri simpukkalajien kuolleisuudet vaikutusalueella vaihtelivat tuolloin kymmenen ja kuudenkymmenen prosentin välillä. Vuonna 215 käytettiin samanlaisia menetelmiä simpukkamäärien ja kuolleisuuksien kartoittamiseksi kuin vuonna 214. Tarkoitusta varten valittiin vuonna 214 tutkituista sukelluslinjoista sellaisia, joilta oli löydetty vuollejokisimpukoita ja jotka jakautuisivat tasaisesti vaikutus- ja vertailualueille. Vertailualueena käytettiin molempina vuosina Harjavallan patoaltaan yläpuolista jokiosuutta noin 39 km matkalta. Lisäksi haluttiin selvittää, vaikuttaako nikkelipäästö simpukoiden lisääntymiskykyyn. Tätä varten kerättiin simpukoiden kiduksista näytteitä, joista tutkittiin niihin syntyneiden glokidio-toukkien määriä. Lisäksi pyrittiin selvittämään, onnistuvatko glokidiot infektoimaan isäntäkaloja ja löytyykö joen pohjasedimentistä simpukoita, jotka olisivat syntyneet nikkelipäästön jälkeen. Selvitysten tuloksena havaittiin, että simpukoiden tiheydet olivat säilyneet nikkelipäästön jälkeisellä tasolla ja että kuolleisuus oli pienentynyt lähes normaalille tasolle, joka on muutamia prosentteja. Simpukoiden lisääntymisen todettiin onnistuvan kaikilla lajeilla vaiheeseen, jossa glokidio-toukat ovat emosimpukoiden kidustaskuissa valmistautumassa isäntäkalojen infektointiin. Infektoinnin havaittiin onnistuvan, mutta kaloista havaittujen glokidioiden lajeja ei ehditty tämän tutkimuksen puitteissa määrittää, vaan ne suositellaan tutkittavan vuonna 216. Vuonna 214 syntyneitä, pieniä sysijokisimpukoita löydettiin vertailualueelta otetusta sedimenttinäytteestä kaksi kappaletta. Simpukoiden kudosten metallipitoisuuksien todettiin palautuneen Kokemäenjoella pääosin normaalille tasolle. Johtopäätös tutkimuksista on, että vuonna 214 simpukkapopulaatioille syntyneiden vahinkojen palautuminen on mahdollista luonnollisesti, ilman erityisiä korjaavia toimenpiteitä. Asian varmistamiseksi simpukkapopulaatioiden tilaa ja lisääntymistä tulee seurata useiden vuosien ajan. 5

6 Summary An accidental release of 66 tons of nickel and 94 tons of sulfate in July 214 to Kokemäenjoki, one of the largest rivers in Finland. Dead fish and mussels were found on the shores. Some of the dead shells were discovered to be Unio crassus, a naiad species mentioned in annexes II and IV of EU Habitats Directive and is protected in Finland by law. In order to estimate the total damage, the environmental officials ordered a study to map the population size and mortality of the species. The impact area extended to the sea, app. 4 km downstream from the discharge point. Upstream 4 km of the river was used as control area. The population size of Unio crassus in the impact area before the discharge accident in 214 was estimated to be million individuals, of which 1 million was killed by nickel poisoning. The average mortality in the impact area in 214 was estimated to be 9 64 % among all naiad species, while the mortality in the control area was near zero. In 215, the mortality of all species was only slightly higher in the impact area than in the control area. The mussels were able to produce glochidia and to infect fish, but their species is not known. Also some live Unio tumidus born in 214 were found from sediment samples. The results indicate that the mussel populations may be capable to recover naturally after the mass deaths caused by the nickel discharge in 214. It is also suggested that the status of the mussel populations and their reproduction are monitored for several years to ensure that no compensation measures are needed to ensure the recovery process. 6

7 Johdanto Vuollejokisimpukka esiintyy Suomen etelä- ja lounaisosissa. Laji vaatii virtaavaa vettä ja sopivan pehmeää pohjaa (Uudenmaan ELY-keskus, 21). Lisääntymisen kannalta tärkeää on myös sopivien kalalajien esiintyminen, sillä vuollejokisimpukka tarvitsee toukkavaiheessa väliisännäkseen tiettyjen kalalajien poikasia. Sopivia ovat ainakin särkikalat ja kivisimppu sekä ahven. Lohikalat eivät sovellu vuollejokisimpukoille. Myös veden laatu on tärkeä tekijä simpukoiden menestymisessä. Hapen puute vaikeuttaa pohjaan kaivautuneiden pikkusimpukoiden elämää ja liiallisen nitraattipitoisuuden (yli 1 mg/l) tiedetään rajoittavan vuollejokisimpukan hedelmällisyyttä (Nordsieck, 2). Heinäkuussa 214 Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n tehtaalta pääsi Harjavallan voimalaitoksen patoaltaan kohdalla Kokemäenjokeen jätevettä, joka sisälsi 66 tonnia nikkeliä, 1,3 tonnia kobolttia, ammoniumtyppeä 2,3 tonnia sekä sulfaattia 94 tonnia (KVVY, 214). Joen ranta-asukkaat havaitsivat päästön jälkeen joessa runsaasti kuolleita simpukoita. Varsinais-Suomen ELY-keskuksen alustavissa selvityksissä kävi ilmi, että Kokemäenjoessa elää runsaasti vuollejokisimpukoita (Unio crassus) (VARELY, 214). Prof. (TY, eläinfysiologia) Mikko Nikinmaan henkilökohtaisen tiedonannon ( ) mukaan korkeat nikkelipitoisuudet aiheuttivat simpukoiden joukkokuoleman. Laji on mainittu luontodirektiivin 16 (1) artiklassa sekä rauhoitettuna lajina luonnonsuojeluasetuksen liitteessä 2 (Ympäristöministeriö, 1997). Luontodirektiivin liitteessä IV mainittujen eläin- ja kasvilajien ja Suomessa luonnonvaraisina esiintyvien lintulajien rauhoitussäännöksiin poikkeuksia voidaan myöntää vain tiukasti määritellyillä perusteilla, jotka ilmenevät luontodirektiivin 16 (1) artiklasta ja lintudirektiivin 9 artiklasta (Ympäristöhallinto, 214). Heinä-syyskuun 214 aikana tehtyjen selvitysten perusteella arvioitiin, että 1. Nikkelipäästö on todennäköisesti aiheuttanut simpukkakuolemat Harjavallan alapuolisella jokiosuudella. Jokivarressa havaittiin tietyissä paikoissa runsaasti kuolleita simpukoita, mikä sopii päästön ajankohtaan eikä kuolemille ole olemassa muuta selitystä tuona ajankohtana. Toisaalta nikkelimyrkytys sopii hyvin yhteen kuolleista simpukoista tehtyihin havaintoihin. 2. Ennen tapahtunutta nikkelipäästöä oli Harjavallan alapuolisen Kokemäenjoen alueella laskutavasta riippuen 6,4 6,7 miljoonaa vuollejokisimpukkaa, 5,2 5,7 miljoonaa soukkojokisimpukkaa,,9 1,1 miljoonaa sysijokisimpukkaa ja tuhatta pikkujärvisimpukkaa. 3. Kaikkien simpukoiden arvioitu kuolleisuus päästön jälkeen oli Harjavallan padon alapuolisilla sukelluslinjoilla selvästi korkeampi kuin sen yläpuolella. Kuolleita vuollejokisimpukoita ei löytynyt yhtään kappaletta patoaltaan yläpuolelta, kun niitä laskettiin sen alapuolella olleen yhteensä 1, 1,1 miljoonaa, 15,6 17,1 %. Suurin kuolleisuus, 62 64,4 % oli pikkujärvisimpukoilla ja pienin sysijokisimpukoilla, 8,5 1, %. 4. Sukeltajien havainnot viittaavat siihen, ettei uusia kuolemia esiintynyt elo-syyskuun aikana. 5. Tulevina vuosina on syytä seurata, onko myös simpukoiden lisääntyminen häiriintynyt. Simpukkapopulaatiosta tulee ottaa samanlaisia kvantitatiivisia näytteitä laskentaa ja mittaamista varten kuin tässä vuoden 214 tutkimuksessa. 7

8 Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida, onko a) vuollejokisimpukan (luontovahinko) ja b) kaikkien simpukoiden (vesistövahinko) kantojen luontainen palautuminen Kokemäenjoessa mahdollista ja jos niin kauanko sen arvioidaan kestävän. Tämä tehdään selvittämällä: 1. neljän simpukkalajin (Unio crassus, U. pictorum, U. tumidus ja Anodonta anatina) lisääntymiskyky Kokemäenjoessa kesällä 214 tapahtuneen Harjavallan nikkelipäästön vaikutusalueella, käyttäen vertailualueena päästölähteen yläpuolista jokiosuutta. 2. neljän simpukkalajin ikäjakautumia, esiintymistä ja kuolleisuutta kesällä 214 tapahtuneen Harjavallan nikkelipäästön vaikutusalueella. Vertailualueena käytetään päästölähteen yläpuolista jokiosuutta. 3. metallipitoisuuksien kehittymistä simpukoiden kudoksissa verrattuna vuoteen 214. Simpukoiden lisääntymisestä Joki- ja järvisimpukat lisääntyvät suvullisesti. Koirassimpukat päästävät maitia veteen, josta se päätyy naaraiden hengityksen mukana hedelmöittämään niiden munasoluja. Alkiot siirtyvät naaraiden ulommissa kiduspareissa oleviin taskuihin, joissa ne kehittyvät glokidio-toukiksi. Aika, jonka toukat viettävät emosimpukan kiduksissa, vaihtelee lajeittain voimakkaasti. Vuollejokisimpukka kuuluu niistä nopeimpiin: se kantoaika saattaa olla vain 19 päivää (Jansen, et al., 21). Glokidioiden määrä vaihtelee simpukkalajeittain: vuollejokisimpukassa on vain 9 16 toukkaa, kun sysi- ja soukkojokisimpukoissa niitä on noin 2 (Wächtler, et al., 21). Sopivissa olosuhteissa naaraat päästävät glokidiot veteen. Osa niistä pääsee kiinnittymään sopivien isäntäkalalajien kiduksiin, missä ne kehittyvät pieniksi simpukoiksi. Valmiit simpukat irrottautuvat kaloista ja laskeutuvat pohjalle ja kaivautuvat sen sisään. Ne viettävät kokonaan pohjaan kaivautuneina 1 2 vuotta, minkä jälkeen ne aloittavat elämänsä pohjan ja veden rajapinnalla suodattaen vedestä ravintoa ja ajoittain pohjaan kaivautuen (Naturvårdsverket, 26). Baijerin osavaltiossa Saksassa on havaittu vuollejokisimpukoiden lisääntyvän useita kertoja vuoden aikana (Hochwald, 212) Kokemäenjoessa esiintyvistä suursimpukkalajeista kolme kuuluu Unio-sukuun eli jokisimpukoihin, kaksi Anodonta-sukuun eli järvisimpukoihin. Lisäksi joessa esiintyy harvalukuisena litteäjärvisimpukkaa, joka kuuluu Suomessa ainoana lajina Pseudanodonta-sukuun. Tutkimusalue ja menetelmät Vuoden 215 tutkimuksia valittiin edellisenä kesänä tutkituista linjoista 15 (Taulukko 1, Kuva 1). Tutkittava jokiosuus jaettiin neljään alajaksoon: 1. Pihlavan- ja Kolpanlahdet 2. Kolpanlahdelta Harjavallan padolle 3. Harjavallan patoallas 4. patoaltaan yläpuolinen jokiosuus Jaksot 1, 2 ja osittain 3 ovat kesällä 214 tapahtuneen nikkelipäästön vaikutusalueella, jakson 4 toimiessa vertailualueena. 8

9 Kuva 1. Tutkimuskohteet kartalla. Kuvaan on merkitty vuonna 214 tutkitut linjat, jotka tutkittiin uudelleen vuonna 215, vertailussa käytetyt jokijaksot, Harjavallan pato sekä heinäkuun alussa 214 tapahtuneen nikkelipäästön purkupaikka jokeen. 9

10 Taulukko 1. Yhteenveto linjoista ja niillä tehdyistä toimenpiteistä vuonna 215. Glokidionäytteitä kerättiin (toimenpide 2) Unio-suvun jokisimpukoista kesäkuussa ja pikkujärvisimpukoista (Anodonta anatina) elokuussa. Toimenpiteet Linjan numero Longitudi Latitudi Leveys m S , ,26811,2 94 S ; , ,2655, L ; , ,2636,2 132 S , ,2961,5 5 S ; , ,33711, S , ,31975,6 1 S ,827 61,3477,5 96 S ; , , , 8 S ; , ,4714,5 112 S , ,43228,5 1 S , ,46455,9 15 S ; , ,49628,5 7 27L , ,51443,2 45 S14AB ; , ,56193,7 1 S15AB , ,58985,1 1 1 Simpukoiden laskenta ja mittaus 2 Glokidionäytteet lisääntymiskyvyn selvittämiseksi 3 Myös B-linja, jolta laskettiin kaikkien simpukoiden lukumäärät 4 Kvantitatiiviset sedimenttinäytteet ja ikäjakautumat Pituus m Simpukoiden lisääntymiskyvyn tutkiminen Simpukoiden lisääntymiskykyä tutkittiin selvittämällä, kehittävätkö simpukat glokidio-toukkia kiduspusseihinsa, onnistuvatko glokidiotoukat asettumaan isäntäkalojen kiduksiin sekä ovatko kesällä 214 kaloista irrottautuneet pikkusimpukat selviytyneet talven yli pohjaan kaivautuneina. Jokijaksojen 1-4 tuloksia verrattiin keskenään sen selvittämiseksi, onko simpukoiden lisääntymiskyvyssä eroa nikkelipäästön vaikutusalueen ja vertailualueen välillä. Pekkarisen (Pekkarinen, 1993) mukaan pikkujärvisimpukoiden kiduksista on löydettävissä toukkia heinäkuusta seuraavan kevään huhtikuuhun asti, kun taas jokisimpukoiden (Unio sp.) huhtikuusta heinäkuuhun. Tämän vuoksi näytteitä kerättiin jokisimpukoista kesäkuussa ja pikkujärvisimpukoista elokuussa (Taulukko 1). Alkiomäärät naarassimpukoiden kidustaskuissa Sukeltaja pyrki keräämään varsinaisen näytelinjan ulkopuolelta vähintään 3 yli 5 mm pituista yksilöä kutakin paikalla esiintyvää lajia, kolmesta jokiuoman kohdasta: molemmista reunoista sekä syvimmästä kohdasta, noin 1 kustakin. Tavoitteena oli saada näytteet eri virtausolosuhteissa elävistä yksilöistä. 1

11 Simpukoiden kuoria varovasti raottamalla tunnistettiin yksilöt, joiden kiduksissa oli glokidiotoukkia. Simpukoista, joissa havaittiin glokidioita, otettiin sattumanvaraisesti korkeintaan 3 kpl kutakin lajia näytteeksi. Tämä ei aina ollut mahdollista, sillä kaikkia lajeja ei esiintynyt kaikilla linjoilla eikä kaikissa uoman osissa. Joskus niitä myös löytyi niin vähän, ettei 3 yksilön näytettä saatu kohtuullisin ponnistuksin kerättyä. Kukin näytesimpukka mitattiin ja niistä irrotettiin kidukset, jotka punnittiin,1 gramman tarkkuudella. Simpukoiden sisempien ja ulompien kidusten painojen suhdetta käytettiin ilmentämään lisääntymiskykyä. (ulomman kiduksen paino jaettuna sisemmän kiduksen painolla). Suhdetta kutsutaan tässä raportissa lisääntymisindeksiksi. Menetelmä kehitettiin tämän tutkimuksen yhteydessä eikä sitä ole aiemmin testattu. Vaihtoehtona olisi ollut glokidioiden laskeminen kiduksista, mutta tämä todettiin liian työlääksi, sillä yhdessä simpukassa olevien toukkien määrä vaihtelee lajeittaan 16 ja 2 välillä (Wächtler, et al., 21). Tulosten tilastolliseen testaamisen käytettiin t-testiä, jolla testattiin ensin n ja vasemman puoleisten kidusten lisääntymisindeksien samanlaisuus. Tämän jälkeen verrattiin jokijaksojen (1=Pihlavanlahti, 2=Pihlavanlahti-Harjavallan pato, 3=Harjavallan patoallas, 4=patoaltaan yläpuoli) lisääntymisindeksien arvoja kullakin lajilla toisiinsa. Lisääntymiskykytutkimuksissa käytettyjä simpukoita käytettiin myös metallipitoisuuksien tutkimiseen. Glokidioiden etsiminen kalojen kiduksista Kidusnäytteiden keräämistä varten Harjavallan patoaltaasta (Y5) ja Lammaistenlahdelta (Y6) (Kuva 2) säilöttiin pakkaseen ahvenia, särkiä ja salakoita. Patoaltaan näytesalakat saatiin KVVY:n poikasnuottauksissa, muut näytekalat verkkokoekalastusten saaliista ja Näytekalat mitattiin, punnittiin ja niistä otettiin ikänäytteet. Näyteahventen pituus oli 7 15 cm, salakoiden pituus 5 14 cm ja särkien pituus 7 16 cm. Näytekaloilta irrotettiin vain toisen puolen kaikki kiduslehdykät. Kidukset valittiin siltä puolelta, mikä oli pakastuksen jälkeen vähemmän kuivunut. Lämpimän veden aikaan tehdyissä verkkokoekalastuksissa pienikokoisten näytekalojen pilaantuminen alkaa jo ennen pakastamista, mikä vaikeuttaa mm. kidusten näytteeksi irrottamista. Kidukset tutkittiin mikroskoopilla simpukan toukkavaiheiden havaitsemiseksi. Mikäli yksikin simpukan toukka löydettiin, säilöttiin kidusnäyte denaturoimattomaan 7 % etanoliin DNA-määritystä varten. DNA-määritystä ei ehditty tehdä tämän tutkimuksen puitteissa, joten glokidioiden lajeista ei saatu tietoa. 11

12 Kuva 2. Kalanäytteiden pyyntialueet Y5 (patoallas) ja Y6 (Lammaistenlahti) vuonna 215. Punainen nuoli osoittaa nikkelipäästölähteen sijainnin vuonna 214. Pikkusimpukoiden etsiminen sedimenttinäytteistä Nuoria (1 2-vuotiaita) simpukoita etsittiin sedimenttinäytteistä, joita otettiin populaatioiden ikärakenteiden selvittämiseksi linjoilta 34L ja S8. Kummaltakin linjalta otettiin näytteitä varsinaisen keräyslinjan ulkopuolelta, mahdollisimman soraiselta paikalta noin 1 metrin välein joen uoman poikittaissuunnassa. Pohjaan kaivautuneiden pikkusimpukoiden havaitseminen muilla keinoilla on sattumanvaraista. Toisaalta niiden osuminen näin vähäiseen näytemäärään vaatii myös onnea. Esiintyminen ja kuolleisuus Aineisto kerättiin viideltätoista vuonna 214 sukelletulta tutkimuslinjalta (Taulukko 1, Kuva 1). Lyijypainoin varustettu mittaköysi laskettiin joen pohjaan samalle kohdalle kuin vuonna 214. Sukeltaja kirjasi myös muistiin kultakin linjalta 1 metrin välein syvyyden ja pohjan laadun (Taulukko 2). Ottaen kuitenkin huomioon linjojen kapeuden, on varsin epätodennäköistä, että simpukoiden keräys kohdistui täsmälleen samaan kohtaan. Sukeltaja keräsi kaikki simpukat leveydeltä, jonka vuoden 214 tutkimusten perusteella arvioitiin tuottavan vähintään 2 yksilöä (Taulukko 1). Rannalla simpukoiden lajit määritettiin ja ne mitattiin. Lisäksi simpukat lajiteltiin eläviin, hiljattain kuolleisiin (=kuoren sisäpinnalla oleva helmiäiskerros näyttää ehjältä tai osa pehmytkudoksista on jäljellä) sekä kauan sitten kuolleisiin yksilöihin (=helmiäiskerros puuttuu tai on selvästi kulunut). Mittauksen jälkeen simpukat palautettiin sukeltajan toimesta takaisin uomaan. Ne istutettiin yksitellen sifot ylävirtaan päin. 12

13 Taulukko 2. Pohjanlaadun määrittelyyn käytetyt pohjanlaatuluokat Pohja Raekoko Savi <,2 mm Hieta/Hiesu,2,2 mm Hiekka,2 2 mm Sora 2 6 mm Pienet kivet 6 2 mm Isot kivet 2 6 mm Lohkareet 6 4 mm Kallio >4 mm Ikäjakaumat Kahdelta linjalta tutkittiin simpukoiden ikäjakauma ja kasvunopeus. Linjoista toinen sijaitsee Harjavallan patoaltaan yläpuolella (34L) ja toinen padon ja meren välisellä jokiosuudella (S8) (Kuva 1, Taulukko 1). Linjojen valinnassa otettiin huomioon kaikkien neljän lajin esiintyminen vuoden 214 tutkimuksissa sekä pienille simpukoille soveliaan pohjan suuri osuus. Linjoilta otettiin kaikki simpukat näytteiksi iänmääritystä varten. Lisäksi keräysalueen ulkopuolelta otettiin noin 1 metrin välein sedimenttinäytteet,5 x,5 metrin alueilta ja pohjan kovuudesta riippuen 5 1 cm syvyydeltä. Näytteistä seulottiin myös pienet, kaivautuneet simpukat. Ne pyrittiin ottamaan soraisilta paikoilta, joiden voidaan olettaa soveltuvan pohjaan kaivautuneiden pikkusimpukoiden elinympäristöksi. Riippuen sedimentin rakenteesta simpukat voivat kaivautua syvemmälle sedimenttiin, jos happitasot ja ravinnon saatavuus tämän mahdollistavat. Aiemmissa tutkimuksissa vuollejokisimpukan on havaittu kaivautuneen jopa 35 cm syvyyteen ja paikoitellen noin viidennes kaivautuneista simpukoista saattaa kaivautua 1 2 cm syvyyteen (Schwalb, et al., 27) Tässä tutkimuksessa sedimenttiä kaivettiin 5 1 cm syvyydelle, jolloin ei voida olettaa tutkimuksen antavan todellista ikäjakaumaa tutkituille linjoille. Ikäjakaumat on kuitenkin saatu yhtäläisillä menetelmillä, joten tulokset ovat keskenään vertailukelpoisia. Etenkin linjalla S8 pohja oli kuitenkin paikoin niin kivikkoista, ettei näytettä voitu ottaa tavoitesyvyydeltä koko alalta. Tällaisissa paikoissa eivät simpukatkaan kykene kaivautumaan syvemmälle, jolloin näytteeseen voidaan olettaa saadun kaikki simpukat. Syvyydet, joihin simpukat kaivautuvat, vaihtelevat simpukan koon mukaan. Nämä erot voivat kuitenkin olla paikallisia, joten tämä osaltaan tuo epävarmuutta ikäjakaumien luotettavuuteen. Epätodennäköistä kuitenkin on, että yli 1 cm:n syvyydestä sedimenttiä löytyisi enää suuria määriä simpukoita (Schwalb, et al., 27). Keskimäärin pienet simpukat kaivautuvat sedimentin suojaan useammin, mutta toisaalta suuremmat simpukat kaivautuessaan kaivautuvat pieniä simpukoita syvemmälle (Schwalb, et al., 27). 13

14 Iänmääritys kuoresta Simpukan kasvu hidastuu tai pysähtyy talven ajaksi, jolloin simpukan kuoreen syntyy vuosirengas. Kohtuullisella tarkkuudella nämä vuosirenkaat laskemalla voidaan arvioida simpukan ikää. Iänmääritystä tehtiin laskemalla simpukan kuoresta näkyvät vuosirenkaat tai laskemalla vuosirenkaat kuorista sahatuista siivuista. Ennen iänmääritystä simpukoiden kuoret puhdistettiin. Erityisesti linjan 34L simpukat olivat paksun mustan kerroksen peittämiä. Kerrosta yritettiin poistaa kemiallisesti liottamalla ja mekaanisesti työstämällä. Natriumhypokloriitissa (2,5 %) liottaminen pehmensi kerrosta huomattavasti, mutta liiallinen liottaminen alkoi nopeasti syövyttää kuoria, joiden pinnan sarveiskerroksessa eli periostracumissa oli aukkoja. Käytännössä suurin osa simpukoista puhdistettiin mekaanisesti raaputtamalla ja harjaamalla. Kuorien pitkäkestoinen liottaminen natriumhypokloriitissa poistaa periostracumin kokonaan. Tällöin kuoren prismakerros paljastuu ja vuosirenkaat tulevat selkeämmin näkyviin (Kuva 3). Prismakerroksen vuosirenkaat eivät kuitenkaan sijaitse samalla kohtaa kuorta kuin periostracumilla olevat, joten vertailu näiden välillä ei onnistu. Prismakerros on myös suhteellisen hauras, joten sen mittaaminen ilman pinnan vahingoittamista on vaikeaa. Vanhemmilla yksilöillä kuoren periostracumin vuosittaiset jäänteet talvikaudelta kasautuvat ja muodostavat paksumman kerroksen kuoren etu- ja takareunaan. Tämän kerroksen poistaminen natriumhypokloriitilla syövyttäisi huomattavasti kuoren alueita, joita tämä paksumpi kerros ei peitä. Näistä syistä johtuen natriumhypokloriittia käytettiin lopulta vain lian poistamiseen. Kuva 3. Linjan 34L vuollejokisimpukka ennen puhdistusta ja puhdistuksen jälkeen. Kuoreen ilmestyneet valkoiset alueet, olivat olemassa jo ennen puhdistusta kuoresta irronneiden periostracumin kappaleiden alla. Kuvista on myös nähtävissä kuoren etu- ja takareunan vuosirenkaiden nopea tiheneminen. Puhdistuksen jälkeen kuorista pyrittiin laskemaan todelliset vuosirenkaat. Renkaat todettiin valerenkaiksi, jos rengas oli huomattavan ohut tai ei kiertänyt täysin simpukan kuoren ympäri. Valerenkaita havaittiin muutamissa kuorissa useita. Valerenkaita esiintyi erityisesti jos kuoren rakenne oli selvästi ulkoisista syistä vahingoittunut. Iänmäärityksen lisäksi kuorista mitattiin vuosirenkaiden leveydet työntömittaa käyttämällä,,1 mm tarkkuudella. Tässä, kuten iänmäärityksessäkin, tulosten luotettavuus laskee simpukan iän mukana. Luotettavia mittaustuloksia saadaan työntömittaa käytettäessä, kun simpukan ikä ei ylitä kahtatoista vuotta. 14

15 Vuosirenkaat mitattiin vuosirenkaan suurimman pituuden kohdalta (Kuva 4). Vuosirenkaiden leveys vaihtelee ikävaiheen mukaan siten, että aikaisemmat vuosirenkaat ovat leveämpiä kuin myöhemmät. Tässä mittauksessa vuosirengas mitattiin vuosirenkaan sisäkaaren puolelta. Kuva 4 Vuollejokisimpukan pituuksien mittauslinjoja eri vuosirenkailla. Yli kaksitoista vuotta vanhojen jokisimpukoiden osalta mittaustulokset ovat suhteellisen epäluotettavia (Kuva 5). Luotettavia arvioita vuosirenkaiden määrästä ei voitu tehdä edes mikroskoopin avulla. Tämä johtuu osittain kuoren kulumista ja osittain kuoren etu- ja takaosan paksuista periostracumin kerrostumista. Mittaustuloksiin ei sisällytetty mittauksia, jotka näistä syistä todettiin epäluotettaviksi. 1 mm Kuva 5 Vanhemman vuollejokisimpukan tiheässä olevat vuosirenkaat vaikeuttavat vuosirenkaiden luotettavaa mittausta Vaihtoehtoinen tapa vuosirenkaiden mittauksessa olisi vertailla etenkin vanhemmista jokisimpukoista vuosikasvujen paksuutta. Vanhempien jokisimpukoiden kasvu on useamman kymmenen vuoden iässä sen verran hidastunut ja vakiintunut, että erot vuosikasvuissa selittyvät suurimmalta osin ympäristötekijöistä. Kasvun hidastuminen tulisi silti ottaa tällaisessa vertailussa huomioon, joten näytteiden määrän pitäisi olla suhteellisen suuri, jotta kasvun hidastumisen vaikutus voidaan ottaa tilastollisesti huomioon. (Dunca, et al., 25) 15

16 Mutvei-värjäys Menetelmässä käytetään Mutvein liuosta, joka värjää vuosirenkaiden sisältämiä kemiallisia yhdisteitä. Liuoksella käsitellään simpukoiden kuorista leikattuja ja lasilevylle kiinnitettyjä siivuja. (Schöne, et al., 25) Liuoskäsittelyyn valikoitui kuoria, joiden iänmääritys olisi ollut vaikeaa ja epäluotettavaa kuoren ulkopinnalla näkyviä vuosirenkaita laskemalla. Käytännössä tämä tarkoitti kaikkia jokisimpukoita, joiden ikä ylitti vuotta. Puhdistetusta simpukan kuoresta leikattiin leveydeltään n. 3-4 mm siivu. Parhaiten vuosirenkaat pystytään laskemaan siivusta, joka on leikattu kohtisuorassa kulmassa vuosirenkaisiin kuoren umbosta kuoren ventraalireunalle. Erityisesti osa linjan 34L vanhemmista simpukoista oli niin pahoin syöpyneitä tältä alueelta, että leikkausta ei voitu tehdä täysin kohtisuorassa linjassa vuosirenkaisiin nähden. Yhdestä simpukasta siivu jouduttiin leikkaamaan umbosta lähes maksimaalisen kasvun suuntaisesti simpukan takaosaan, jolloin vuosirenkaiden laskeminen oli huomattavan vaikeaa. Ennen leikkausta kuoren pintaan levitettiin kerros epoksiliimaa. Liima suojaa kuorta leikkauksen aiheuttamalta tärinältä ja estää kuoren lohkeilun. Leikkaamiseen käytettiin Dremelmonitoimityökalua ja siihen kiinnitettyä timanttilaikkaa. Siivut kiinnitettiin lasilevyille epoksiliimalla ja hiottiin hiomapaperilla, jonka karkeusluku oli 1. Mitä tasaisemmaksi siivun pinta hionnassa saadaan, sitä paremmin liuoskäsittely tuo esiin yksityiskohtia. Hiomiseen voidaan käyttää myös hiontapastoja tai -jauheita, mutta tässä iänmäärityksessä käsittely hiomapaperilla tuotti vaadittavan tuloksen. Hionnan jälkeen lasilevyille kiinnitetyt siivut pestiin huolellisesti vedellä ja annettiin kuivua. Yksi litra Mutvein liuosta sisältää 5 ml glutaraldehydiä, 5 ml 1 % etikkahappoa ja 5-1 g alcian sinistä. Ensimmäiset kokeet liuoksella tehtiin käyttämällä alcian sinistä 5 g/l, mutta vuosirenkaat värjäytyivät huomattavasti paremmin, kun värijauhetta oli 7 g/l. Menetelmässä näytteitä liotetaan liuoksessa, jonka lämpötilana pidetään 37 4 C. Tämä saatiin aikaan laittamalla jokainen näyte erilliseen, liuoksella täytettyyn muovipussiin. Pusseja pidettiin vesihauteessa, jonka lämpötila piti pussien sisällön lämpötilan sopivana ja tasaisena. Pusseja pidettiin vesihauteessa 3 minuuttia jatkuvassa liikkeessä, jonka jälkeen näytteet huuhdeltiin huolellisesti ja niiden annettiin kuivua. Lähes kaikki käsitellyt näytteet olivat iältään yli kymmenen vuotta vanhoja, joten kuoret olivat ainakin jossain määrin kuluneita umbon alueelta (Kuva 6). Yleensä kaksi ensimmäistä vuosirenkaan aluetta olivat syöpyneet. Ennen vuosirenkaiden laskemista leikkauspinnalta lasilevyllä olevalle siivulle merkittiin jokin selvästi kuorelta havaittu vuosirengas. Näytteistä ei olisi ilman tätä menettelyä voitu päätellä vuosirenkaiden kokonaismäärää. Suurimmassa osassa näytteitä lasilevylle merkittiin alkuperäisen kuoren avulla kolmas tai viides vuosirengas, josta alkaen vuosirenkaat laskettiin. 16

17 Kuva 6. Yli kymmenvuotiaan vuollejokisimpukan syöpynyt umbon alue. Osa näytteistä oli siinä määrin syöpynyt umbon alueelta, että vuosirenkaiden määrää piti arvioida tilastollisesti. Esimerkiksi vuollejokisimpukoiden kolmannen vuosirenkaan pituus oli määrin yli 3 mm ja toisen vuosirenkaan pituus 2 mm ja 3 mm välillä. Ensimmäisen vuosirenkaan pituus oli määrin 1 mm ja 2 mm välillä. Osittain näytteistä pystyttiin havaitsemaan syöpymisestä huolimatta muotoja, jotka antoivat viitteitä aikaisemmista vuosirenkaista. Nämä vuosirenkaat laskettiin ikämääritykseen, mutta niiden leveyttä ei arvioitu. Mikroskoopilla näytteitä tutkittaessa vuosirenkaat näkyivät suurimmalta osin liuoskäsittelyn jälkeen hyvin (Kuva 7). Osa näytteistä jouduttiin hiomaan ja värjäämään uudestaan, koska värit olivat valuneet. Tämä ilmeisesti johtui puutteellisesta kuivauksesta liuoskäsittelyn jälkeen. Kuva vuotiaan vuollejokisimpukan vuosirenkaita. Nuoli osoittaa jakautuneita viivoja, joissa laskettiin vain yksi vuosirengas (P = prismakerros, H = helmiäiskerros, S = periostracum, = vuosirengas) Laskettaessa viivoja leikkauspinnalta käytettiin tiettyjä kriteerejä siinä, voitiinko viiva hyväksyä vuosirenkaaksi. Viivan tuli olla yhtenäinen alusta (läheltä kuoren sisäpuolta) loppuun (periostracumille). Osa viivoista oli lähtenyt jakautumaan kahtia kuoren kohdan jälkeen, jolloin viivat laskettiin yhdeksi. Viivan tuli myös kulkea prismakerroksen läpi. 17

18 Veden lämpötila vaikuttaa suoraan simpukoiden kasvunopeuteen. Kuitenkin ihmislähtöiset vaikutukset veden happi- ja suolopitoisuuksiin, happamuuteen sekä simpukoiden ravintoon saattavat vaikuttaa kasvuun siinä määrin, että vuosittaisia kasvumääriä ei voida enää selittää pelkällä veden lämpötilalla. Saastumattomissa kasvuympäristöissä voidaan havaita suorat lämpötilan vaikutukset kasvuvauhtiin. Vuosittaisten lämpötilavaihteluiden havaittavat yhteydet kasvuun kuitenkin hämärtyvät saastuneemmissa kasvuympäristöissä. (Dunca, et al., 25) Yksittäisten näytteiden kasvussa (Kuva 5, Kuva 7) voidaan tässä aineistossa havaita yhteyksiä lämpötilavaihteluihin. Porissa vuosina selvästi määräistä lämpimämpiä kasvukausia (toukokuu-syyskuu) edeltävään vuoteen olivat 21, 22, 25, 26, 29, 211 ja 213 (Taulukko 3). Näistä kaikki vuodet lukuunottamatta vuotta 21 ovat kuvassa 7 kasvattaneet kuorta edeltävää vuotta enemmän. Tällä perusteella voidaan olettaa vuosirenkaiden todella edustavan kasvun pysähtymistä talvella. Aineistosta ei toistaiseksi ole tehty laajempaa vertailua vanhempien näytteiden vuosikasvusta suhteessa kasvukausien lämpötiloihin. Taulukko 3. Oletettujen kasvukuukausien lämpötilat Porissa ( viitattu ). Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu arvo ,7 17,4 14,3 12,3 15,2 2 13,3 16,1 14,4 9,7 13, ,9 18,6 15,5 11,5 14, ,5 18,1 18,3 1,2 15, ,4 19,6 14,8 1,9 14, ,2 16, 16,1 12, 14, ,6 17,9 15,5 11,8 14, ,5 17,8 18,6 13,3 16, , 16,5 16,8 1,4 14, ,8 16, 14,2 9,1 13, ,5 16,2 16, 12,5 14, ,9 2,1 16,7 1,7 15, ,8 18,9 16,5 12,9 16, ,6 17,2 15,4 11,1 14, ,2 16,6 16,1 11,7 15, , 2, 17,1 11,6 15, ,3 15,6 16,5 12,3 14,2 Raskasmetallipitoisuudet Raportti simpukoiden kidusten ja sulkijalihasten metallipitoisuuksista on kokonaisuudessaan Liite 1. Näytteet kerättiin Taulukko 1 mukaisilta sukelluslinjoilta simpukoista, jotka valittiin lisääntymiskykytutkimuksiin. Näytteissä oli vain naaraita, joilla oli glokidio-toukkia kiduksissaan. Kesäkuun sukelluksilla otettiin näytteet Unio-suvun lajeista (vuolle-, soukko-, ja sysijokisimpukka) ja elokuussa pikkujärvisimpukalta (Anodonta anatina). Kaikilta linjoilta näytteet pyrittiin keräämään kolmesta jokiuoman kohdasta: molemmista reunoista ( ja ) sekä 18

19 syvimmästä kohdasta (). Tuloskuvissa tyhjät kohdat tarkoittavat ettei näytettä saatu kyseiseltä paikalta. Simpukoista määritettiin seuraavat metallit: kadmium (Cd), nikkeli (Ni), lyijy (Pb), koboltti (Co), kupari (Cu) ja sinkki (Zn). Analyysit tehtiin Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistyksen laboratoriossa (FINAS akkreditointipalvelun akkreditoima testauslaboratorio T64, akkreditointivaatimus SFS-EN ISO/IEC 1725). Simpukat säilytettiin pakastettuina näytteenoton ja analysoinnin välisen ajan. Metallipitoisuudet analysoitiin näytekohtaisesti typpihappovetyperoksidihajotuksella ICP-MS-laitteistolla. Kaikilla lajeilla määritykset tehtiin kiduksesta sekä sulkijalihaksesta kokoomanäytteinä. Simpukoiden kudoksista tehdyt kokoomanäytteet valmistettiin homogenisoimalla näyte muoviveitsien avulla muovisten petrimaljojen päällä. Kokoomanvalmistuksessa käytetyt astiat seisotettiin typpihapossa 1 vrk ja tämän jälkeen huuhdeltiin huolellisesti ultrapuhtaalla vedellä ennen niiden käyttöä. Kokooman koko vaihteli 1-11 kpl välillä jokisimpukoilla ja 5-27 kpl pikkujärvisimpukalla, riippuen simpukoiden määrästä linjalla ja uoman osassa. Pitoisuudet on laskettu sekä tuorepainoa (tp) että kuivapainoa (kp) kohti. 19

20 Tulokset Linjojen pohjanlaatutiedot arvioitiin kymmenen metrin jaksoilta (Taulukko 4, LIITE 3). Pehmeän pohjan osuus vaihteli, mutta sillä ei voitu havaita olevan selvää yhteyttä simpukoiden määriin (Kuva 8). Taulukko 4: Pehmeän ja kovan pohjan osuudet sukelluslinjoilla. Pehmeäksi pohjaksi lasketaan sora ja sitä hienommat maalajit. Linja Pehmeä pohja Kova pohja S1A 3 % 7 % S2A 1 % % S3A 41 % 59 % 34L 69 % 31 % S5A 95 % 5 % S6A 1 % % S7A 47 % 53 % S8A 45 % 55 % S1A 92 % 8 % S11 96 % 4 % S13 95 % 5 % 27L 88 % 12 % S14A 1 % % S15A 1 % % Simpukkatiheydet ja pohjan laatu 7, 12% 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1% 8% 6% 4% 2%, S1A S2A S3A 34L S5A S6A S7A S8A S1A S11 S12A S13 27L S14A S15A Pehmeä pohja % Unio crassus Unio pictorum % Unio tumidus Anodonta anatina Kuva 8: Pehmeän pohjan osuus sukelluslinjoilla ja eri simpukkalajien tiheydet 2

21 Lisääntymisindeksi Lisääntyminen Simpukoiden n ja vasemmanpuoleisissa kidusparien lisääntymisindekseissä ei havaittu eroja t-testillä (Liite 2). Jokijakso 1 (merialue) erosi merkittävästi muista jaksoista, kuten myös jakso 3 (patoallas). Sen sijaan jokiosuudet 2 ja 4 Harjavallan padon alapuoli ja patoaltaan yläpuoli eivät eronneet merkittävästi minkään simpukkalajin osalta (Liite 2). Kuvaajan perusteella Harjavallan päästölähteen alapuolella elävillä vuollejokisimpukoilla oli määrin hieman enemmän glokidioita kuin vertailualueella patoaltaan yläpuolella (Kuva 9). T- testin perusteella näiden arvojen välinen ero oli merkitsevä (Taulukko 5). 6, Vuollejokisimpukka 5, 4, 3, 2, 1,, Jokijakso Kuva 9: Vuollejokisimpukoiden lisääntymisindeksi eri jokijaksoilla kesäkuussa 215. Taulukko 5: Vuollejokisimpukoiden lisääntymisindeksit jokijaksoittain verrattuna toisiinsa T-testin avulla. Taulukon arvot ilmaisevat todennäköisyyden, jolla arvot ovat samansuuruiset. Päästölähteen alapuolisen jokiosuuden 2 ja vertailualueen 4 sekä Pillavanlahden 1 välillä oli merkitsevä ero (riskitasot,3 ja,425). T-testi; 2-suuntainen; varianssit erilaiset Jokijakso N Myös soukkojokisimpukoiden (Kuva 1) lisääntymisindeksit olivat korkeammat päästölähteen alapuolella. Sysijokisimpukoiden (Kuva 11) lisääntymisindeksit olivat samaa luokkaa jaksoilla 2 ja 4 sekä 1 ja 3. Pikkujärvisimpukoiden (Kuva 12) lisääntymisindekseissä oli vähemmän eroa vertailtavien jokijaksojen välillä. Jokisimpukoilla patoaltaasta ja Kokemäenjoen suistosta 21

22 Lisääntymisindeksi Lisääntymisindeksi Pihlavanlahdelta nostetuilla simpukoilla lisääntymisindeksi oli matalampi kuin nopeammin virtaavilla paikoilla. Näiden simpukkalajien lisääntymisindeksien vertailu jokijaksoittain on esitetty Liite 2. 6, Soukkojokisimpukka 5, 4, 3, 2, 1,, Jokijakso Kuva 1: Soukkojokisimpukoiden lisääntymisindeksi eri jokijaksoilla kesäkuussa , Sysijokisimpukka 5, 4, 3, 2, 1,, Jokijakso Kuva 11: Sysijokisimpukoiden lisääntymisindeksi eri jokijaksoilla kesäkuussa

23 Lisääntymisindeksi Pikkujärvisimpukka 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Jokijakso Kuva 12: Pikkujärvisimpukoiden lisääntymisindeksi eri jokijaksoilla kesäkuussa 215. Jokiuoman eri osien välillä ei näyttäisi olevan eroa (Kuva 13). T-testin perusteella ero on merkitsevä lähinnä n puolen ja uoman välillä (Taulukko 6, t-testin riskitaso,3). Oikea ja puoli ovat samanlaisia (t-testin riskitaso,5). Koska joki mutkittelee molempiin suuntiin, ei virtausnopeuksissa voida olettaa olevan merkittävää eroa joen n ja vasemman puolen välillä. 6, 5, 4, 3, 2, 1, Lisääntymisindeksi, =, 2 =, 3 = uoman osa Kuva 13: Lisääntymisindeksi uoman eri osissa kaikilla simpukkalajeilla. Punaiset pisteet ovat arvoja. 23

24 Taulukko 6: Kaikkien simpukoiden lisääntymisindeksien vertailu uoman osien välillä. Ylempi osa kuvaa kaksisuuntaisen T-testin antamia riskitasoja eli todennäköisyyksiä, joilla arvot ovat samansuuruiset. Alemmassa osassa ovat kustakin uomanosasta tutkittujen simpukoiden lukumäärät sekä lisääntymisindeksin arvot ja varianssit. T-testi Keski Vasen Oikea,26,517 Keski,185 Oikea Keski Vasen Keskiarvo Varianssi Havainnot Glokidiot kalojen kiduksissa ja pikkusimpukat sedimentissä Kalojen kiduksista laskettiin glokidiotoukkien määrät (Taulukko 7, Kuva 14). Lammaistenlahden kymmenen loisitun ahvenen toisen puolen kidusten toukkamäärä vaihteli 1 8 kpl välillä. Harjavallan patoaltaasta toukkien määrä laskettiin kahdeksasta loisitusta yksilöstä (särki). Särjissä toisen puolen kiduslehdyköiden yhteenlaskettu toukkamäärä vaihteli 1 5 kpl välillä. Lisäksi patoaltaan kahdella ahvenella havaittiin toukkia 1 2 kpl. Glokidioiden lajit määritetään DNAmenetelmällä kevään 216 aikana. Glokidioiden infektoimien yksilöiden osuus oli suurin ahvenilla (Taulukko 7). Myös salakoiden ja särkien kiduksissa havaittiin toukkia. Taulukko 7: A. Kidusnäytekalojen määrät lajeittain ja loisittujen yksilöiden osuudet. 24

25 Kuva 14: Simpukan glokidiotoukkia kalan kiduksilla (Kuva: Ari Westermark, KVVY). KVVY:n koekalastusaineistosta tehtyjen iänmääritysten perusteella alle 1 mm pituiset ahvenet olivat Harjavallan patoaltaassa iältään 1+ -vuotiaita ja alle 15 mm pituiset 2+ -vuotiaita. Lammaistenlahdella vastaavat pituudet olivat 19 mm ja 149 mm. Tämän suppean aineiston perusteella simpukat loisivat siis korkeintaan 2-vuotiaissa ahvenissa. Saman aineiston perusteella loisitut salakat olisivat olleet arviolta vuotiaita ja särjet noin 2+ -vuotiaita (Westermark, 215). Linjalta 34L sedimenttinäytteistä löydettiin kaksi simpukkayksilöä, joiden kuorissa ei ollut yhtään vuosirengasta ja jotka olivat siis syntyneet vuonna 214. Jyväskylän yliopiston tohtorikoulutettava Santtu Välilä määritti DNA-menetelmällä niiden lajiksi sysijokisimpukka (Unio tumidus). Kuolleisuus ja tiheys Koska vuoden 215 simpukkalinjojen valintaan vaikutti vuonna 214 havaitut simpukkatiheydet, ei tulosten perusteella voida arvioida simpukoiden kokonaismäärää alueella. Tutkituilla linjoilla vuonna 215 havaitut simpukkatiheydet olivat pääosin samaa suuruusluokkaa kuin vuonna 214 (Taulukko 8, Kuva 15 18), vaikka arvot vaihtelivatkin. Etenkin vertailualueella harjavallan yläpuolella olivat vuonna 215 havaitut simpukkatiheydet kaikilla lajeilla hieman korkeampia kuin edellisenä vuonna, mikä liittynee menetelmien tarkkuuteen. 25

26 Taulukko 8: Simpukoiden kuolleisuus ja tiheys Harjavallan voimalaitoksen yläpuolisella jokiosuudella (A) Harjavallan patoaltaassa (B), Harjavallan voimalaitoksen alapuolisella jokiosuudella (C) ja Pihlavanlahdella (C). Kuolleisuudessa on huomioitu vain n. 3 vuorokautta tuoreemmat kuoret, joiden helmiäiskerros ei ollut rappeutunut. Sulkeissa olevat luvut ovat samoilta linjoilta vuodelta 214. A. Harjavallan voimalaitokselta ylöspäin: Kaikki näytteet Kuolleisuus Tiheys [yks/m2] Unio crassus 1,8 % (, %) 1,4 (,41) Unio pictorum 1,3 % (2,1 %) 1,38 (1,25) Unio tumidus 1,6 % (1,7 %) 2,29 (1,55) Anodonta anatina,3 % (2,9 %) 3,51 (2,13) B. Harjavallan patoallas: Laji Kuolleisuus Tiheys [yks/m2] Unio crassus - - Unio pictorum 2,7 % (1,3 %),98 Unio tumidus 4,6 % 1,14 Anodonta anatina 1,5 %,46 C. Harjavallan voimalaitokselta alaspäin: Laji Kuolleisuus Tiheys [yks/m2] Unio crassus 1,2 % (15,6 %) 1,9 (1,7) Unio pictorum 5,3 % (35,7 %),62 (,9) Unio tumidus 3,9 % (8,5 %),59 (1,1) Anodonta anatina 2,1 % (64,4 %),12 (,18) D. Pihlavanlahti: Laji Kuolleisuus Tiheys [yks/m2] Unio crassus 5,4 %,44 Unio pictorum 1,2 % 2,98 Unio tumidus 2,6 %,94 Anodonta anatina 8,3 %,28 26

27 Vuollejokisimpukka 7, 1% 6, 9% 8% 5, 7% 4, 3, 6% 5% 4% 2, 3% 1, 2% 1%, S1A S2A S3A 34L S5A S6A S7A S8A S1A S11 12A S13 27L S14A S15A % Tiheys yks/m2 elävät 215 Tiheys yks/m2 elävät 214 Kuolleisuus % 215 Kuolleisuus % 214 Kuva 15:Vuollejokisimpukan tiheydet ja kuolleisuudet tutkituilla linjoilla vuosina 214 ja 215. Soukkojokisimpukka 7, 1% 6, 5, 9% 8% 7% 4, 3, 6% 5% 4% 2, 1, 3% 2% 1%, S1A S2A S3A 34L S5A S6A S7A S8A S1A S11 12A S13 27L S14A S15A % Tiheys yks/m2 elävät 215 Tiheys yks/m2 elävät 214 Kuolleisuus % 215 Kuolleisuus % 214 Kuva 16: Soukkojokisimpukoide tiheydet ja kuolleisuudet tutkituilla linjoilla vuosina 214 ja

28 Sysijokisimpukka 7, 1% 6, 5, 9% 8% 7% 4, 3, 6% 5% 4% 2, 1,, S1A S2A S3A 34L S5A S6A S7A S8A S1A S11 12A S13 27L S14A S15A 3% 2% 1% % Tiheys yks/m2 elävät 215 Tiheys yks/m2 elävät 214 Kuolleisuus % 215 Kuolleisuus % 214 Kuva 17: Sysijokisimpukan tiheydet ja kuolleisuudet tutkituilla linjoilla vuosina 214 ja 215. Pikkujärvisimpukka 7, 1% 6, 5, 9% 8% 7% 4, 3, 6% 5% 4% 2, 1,, S1A S2A S3A 34L S5A S6A S7A S8A S1A S11 12A S13 27L S14A S15A 3% 2% 1% % Tiheys yks/m2 elävät 215 Tiheys yks/m2 elävät 214 Kuolleisuus % 215 Kuolleisuus % 214 Kuva 18: Pikkujärvisimpukan tiheydet ja kuolleisuudet tutkituilla linjoilla vuosina 214 ja

29 Kpl Simpukoiden ikäjakaumat linjoilta 34L ja S8A Vuollejokisimpukka Huomattavaa vuollejokisimpukoiden ikäjakaumissa on, että linjalta 34L löytyneet yksilöt olivat määrin huomattavasti linjan S8A yksilöitä vanhempia. Vanhin linjan S8A simpukka oli iältään 24-vuotias, kun taas linjalta 34L löytyi useita yli 6-vuotiaita simpukoita (Kuva 19, Kuva 2). Vanhin vuollejokisimpukka, jolle iänmääritys tehtiin, oli 76-vuotias. Tämä on huomattavasti korkeampi ikä kuin aiemmin on arvioitu vuollejokisimpukoiden maksimi-iäksi Suomessa. Aiemmin vuollejokisimpukan maksimi-iäksi Suomessa on arvioitu mm vuotta (Ljungberg, 27). Yllättävän iäkkäiden simpukoiden löytymistä tässä tutkimuksessa voidaan selittää vähäisellä aiempien tutkimusten määrällä. Tässä tutkimuksessa käytettyä Mutvein menetelmää on käytetty Suomessa suhteellisen vähän. Linjan S8A vuollejokisimpukoiden ikäjakaumassa on nähtävissä 7 8 vuotiaiden simpukoiden määrän vähäisyys. Sysijokisimpukoiden ikäjakaumassa kuuden vuoden ikäisiä simpukoita löytyy runsaasti, mutta 7 9 vuoden ikäisten simpukoiden määrä on lähes olematon. Linjalla S8A yhdeksän vuoden ikäisiä vuollejokisimpukoita on lähes yhtä paljon kuin kuuden vuoden ikäisiä, mutta 7 8 vuoden ikäisiä simpukoita selvästi vähemmän Kuva 19: Vuollejokisimpukoiden ikäjakauma linjalla 34L Arvioitu syntymävuosi 29

30 Kpl Kpl Kuva 2 Vuollejokisimpukoden ikäjakauma linjalla S8A Arvioitu syntymävuosi Sysijokisimpukka Sysijokisimpukka on tutkimuksen ainoa laji, jota löytyi kummaltakin linjalta siinä määrin että ikäjakaumat ovat selkeitä (Kuva 21, Kuva 22). Kummallakin linjalla on huomattavaa yksilöiden määrän nopea lasku kuudennen vuosirenkaan jälkeen. Kokemäenjoen veden laadussa ei ole havaittu selviä poikkeamia vuosina 27 29, jotka olisivat voineet nuorten simpukoiden katoamisen aiheuttaa. Sedimenttinäytteitä on otettu vuonna 21, joten esimerkiksi mahdolliset metallipäästöt vuodelta 29 eivät välttämättä olleet enää havaittavissa Kuva 21 Sysijokisimpukoden ikäjakauma linjalla 34L Arvioitu syntymävuosi 3

31 Kpl Kpl Kuva 22 Sysijokisimpukoiden ikäjakauma linjalla S8A Arvioitu syntymävuosi Soukkojokisimpukka Soukkojokisimpukoiden määrät olivat niin pieniä, että luotettavaa ikäjakaumaa ei näiden löydösten perusteella voida tehdä. Erikoisuutena voidaan pitää linjalta 34L löytynyttä 45-vuotiasta yksilöä. Tällainen ikä on hyvin poikkeuksellinen soukkojokisimpukalle (Kuva 23). Myös määräistä vanhemmat vuollejokisimpukat löytyivät linjalta 34L. Soukkojokisimpukoilla ei sysijokisimpukoilla havaittua kuudennen vuosirenkaan jälkeen tapahtunutta katoa ole havaittavissa (Kuva 23, Kuva 24) Arvioitu syntymävuosi 31

32 Kpl Kpl Kuva 23 Soukkojokisimpukoden ikäjakauma linjalla 34L Arvioitu syntymävuosi Kuva 24 Soukkojokisimpukoden ikäjakauma linjalla S8. Pikkujärvisimpukka Nuoria pikkujärvisimpukoita löydettiin suhteessa enemmän kuin muilla lajeilla linjalla 34L. Linja S8A tuotti vain kolme pikkujärvisimpukkaa. Lukuun ottamatta kolmen (synt. 212) ja kuuden vuosirenkaan yksilöitä on ikäjakauma suhteellisen tasainen (Kuva 25 ja Kuva 26) Syntymävuosi Kuva 25 Pikkujärvisimpukoiden ikäjakauma linjalla 34L 32

33 Kpl Syntymävuosi Kuva 26 Pikkujärvisimpukoiden ikäjakauma linjalla S8A Pituusmitan käyttö iänmäärityksessä Useassa tutkimuksessa ikäjakauman arvioimisessa on käytetty kokojakaumaa. Simpukoiden koon mittaaminen on huomattavasti nopeampaa kuin iän arvioiminen. Lisäksi simpukoiden koko voidaan mitata simpukoita vahingoittamatta. Pituuskasvu ei kuitenkaan ole tasaista. Erityisesti vanhempien simpukoiden pituuskasvun tiedetään hidastuvan lähes olemattomaksi ja jopa lakkaavan kokonaan (Nagel, et al., 215) (Hochwald, 212). Tässä tutkimuksessa havaittiin, että simpukan koon perusteella voidaan arvioida simpukan ikää korkeintaan neljänteen ikävuoteen asti, mutta pituuskasvu seuraa logaritmifunktion kuvaajaa aina 15 vuoteen asti (Kuva 27, Kuva 28). Kuva 3 perusteella voidaan esimerkiksi arvioida, että linjalla 34L tavattava 55 mm pituinen vuollejokisimpukka olisi 5 7 vuotta vanha, kun taas 6 mm pituinen yksilö voi olla peräti 6 11 vuoden ikäinen. Kokojakauman muoto ei myöskään vastaa ikäjakauman muotoa (Kuva 29). Näin ollen pelkästä kokojakauman tilastoimisesta ei voida nähdä eroja tiettyjen ikäluokkien määrissä. 33

34 Kpl Loppumitta mm Loppumitta mm Vuosirenkaiden määrä Kuva 27 Linjalta 34L kerättyjen vuollejokisimpukoiden pituudet suhteessa vuosirenkaiden määriin. 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Vuosirenkaiden määrä Kuva 28. Linjalta S8A kerättyjen vuollejokisimpukoiden pituudet suhteessa vuosirenkaiden määriin Simpukan loppumitta (mm) Kuva 29: Sysijokisimpukoiden kokojakauma linjalla S8A 34

35 Vuosirenkaat , 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Kuva 3 Linjan 34L vuollejokisimpukoiden vuosirenkaiden pituudet ja maksimi- ja minimiarvot. Metallipitoisuudet Vuosirenkaan pituus [mm] Anna Väisäsen (KVVY) kirjoittama raportti simpukoiden kiduksista ja sulkijalihaksista mitatuista metallipitoisuuksista on esitetty kokonaisuudessaan Liite 1. Simpukoiden metallit on käsitelty myös KVVY:n kaikkien tutkittujen eliöiden metallipitoisuuksia koskevassa raportissa (Väisänen, 215). Yhteenveto simpukoiden kudoksista mitatuista metallipitoisuuksista on esitetty (Taulukko 9). Vuollejokisimpukoiden sulkijalihasten ja kidusten nikkelipitoisuudet olivat Harjavallan padon alapuolisella jokiosuudella edelleen selvästi korkeammat kuin patoaltaan yläpuolella (Kuva 31). Itse patoaltaasta ei saatu havaintoja, koska vuollejokisimpukkaa ei esiintynyt siellä. Myös muilla lajeilla oli nähtävissä samanlainen trendi, joka kuitenkin vaihteli voimakkuudeltaan. Päästölähteen ylä- ja alapuoliselta jokiosuuksilta pyydystettyjen soukkojokisimpukoiden kidusten nikkelipitoisuuksissa oli erityisen voimakas ero, kun taas sysijokisimpukoilla ero oli pienempi, mutta silti selkeä. Kadmium- ja kuparipitoisuudet noudattivat samanlaista kuviota kuin nikkeli. Kobolttipitoisuudet sen sijaan tuntuivat olevan yhtä suuret tai jopa hieman korkeammat päästölähteen ylä- kuin alapuolella. Lyijypitoisuuksissa ei ollut kaikille lajeille ja kudostyypeille yhteistä trendiä, vaan sen pitoisuudet olivat koholla melko sattumanvaraisesti eri lajeilla, eri kohdissa jokea ja eri kudostyypeissä. 35

36 Taulukko 9: Linjoittain lasketut metallien määräiset pitoisuudet simpukoiden sulkijalihaksessa ja kiduksissa mg/kg (kuivapaino). Linja, laji Ni Pb Cd Co Cu Zn S2,76,2 1,78,64 5,99 33, Soukkojokisimpukka,77,2 2,21,62 7,7 3, Sysijokisimpukka,75,22 1,95,64 5,72 41,25 Vuollejokisimpukka,78,15 1,,69 5,45 19,5 S2A,97,34 2,36,84 5,77 35,1 Soukkojokisimpukka,84,4 2,82,86 6,33 4,5 Sysijokisimpukka 1,1,3 2,14,76 5,67 34,5 Vuollejokisimpukka 1,16,31 1,87,98 4,84 25,5 34L,58,26 2,3,62 5,72 43,62 Pikkujärvisimpukka,42,17 1,93,57 4,1 71,85 Soukkojokisimpukka,75,21 3,1,72 8,25 45,25 Sysijokisimpukka,52,23 2,2,49 5,99 22,67 Vuollejokisimpukka,88,76 2,71,94 4,77 18,5 S6 1,36,46 3,85,58 7,59 36,5 Soukkojokisimpukka 1,81,72 4,31,76 8,27 39,5 Sysijokisimpukka 1,2,38 3,7,53 7,36 35,5 S6B,47,43 2,89,51 6,55 74,85 Pikkujärvisimpukka,47,43 2,89,51 6,55 74,85 S8A 2,1,21 12,38,58 1,26 34,72 Soukkojokisimpukka 2,17,26 16,78,6 12,38 51, Sysijokisimpukka 1,87,17 1,,51 9,87 3,5 Vuollejokisimpukka 2,27,2 1,37,63 8,51 22,67 S8B 1,25,22 23,95,53 22,41 125,5 Pikkujärvisimpukka 1,25,22 23,95,53 22,41 125,5 S1A 2,13,21 11,33,73 9,18 38,39 Soukkojokisimpukka 1,95,25 15,59,76 1,86 49,67 Sysijokisimpukka 2,29,18 1,24,7 9,18 41,83 Vuollejokisimpukka 2,14,22 8,15,74 7,49 23,67 S1AB 1,16,18 23,85,53 21,48 96,5 Pikkujärvisimpukka 1,16,18 23,85,53 21,48 96,5 S13 1,91,38 11,27,66 11,3 43,67 Pikkujärvisimpukka 1,63,33 17,74,7 2,77 79,65 Soukkojokisimpukka 2,11,41 15,47,78 1,79 6,5 Sysijokisimpukka 1,89,34 8,92,57 11,2 39, Vuollejokisimpukka 1,83,39 7,27,62 7,86 19,5 S14 1,63,34 12,83,61 12,46 11, Pikkujärvisimpukka 1,63,34 12,83,61 12,46 11, S14A 2,7,29 7,97,68 8,45 29,61 Soukkojokisimpukka 2,5,33 12,38,75 9,87 34,83 Sysijokisimpukka 1,91,25 6,58,58 8,95 29, Vuollejokisimpukka 2,24,29 4,95,72 6,53 25, 36