TALVIVAARA SOTKAMO OY Järvien biologiset tutkimukset kesällä 2012: Kasviplankton Pohjaeläimet Verkkokoekalastukset Kalojen metallipitoisuudet

JÄRVIEN BIOLOGISET TUTKIMUKSET 16UEC0005.720L1 5.11.2012 TALVIVAARA SOTKAMO OY Järvien biologiset tutkimukset kesällä 2012: Kasviplankton Pohjaeläimet Verkkokoekalastukset Kalojen metallipitoisuudet

Talvivaara Sotkamo Oy Järvien biologiset tutkimukset kesällä 2012 Sisältö 1 JOHDANTO... 1 2 YMPÄRISTÖKUVAUS... 1 2.1 Sääolot ja virtaamat... 1 2.2 Veden laatu tutkituissa järvissä kesällä 2012... 3 3 KASVIPLANKTONTUTKIMUS... 7 3.1 Tulokset... 8 3.1.1 Oulujoen vesistöalue... 8 3.1.2 Vuoksen vesistöalue... 11 3.2 Kasviplanktonyhteisöjen tilan kehitys vuosina 2008 2012... 14 3.2.1 Oulujoen vesistöalue... 14 3.2.2 Vuoksen vesistöalue... 16 3.3 Yhteenveto... 17 4 POHJAELÄINTUTKIMUS... 17 4.1 Johdanto... 17 4.2 Tutkimuskohteet, pohjaeläinnäytteenotto, lajinmääritys sekä aiemmat aineistot... 18 4.3 Järvien ekologisen tilan arviointi pohjaeläimistön perusteella... 18 4.4 Muut syvännepohjaeläimistöä kuvaavat pohjaeläinmittarit... 19 4.5 Tulokset... 19 4.6 Tulosten tarkastelu... 21 4.7 Yhteenveto... 24 5 KALASTOTUTKIMUKSET... 25 5.1 Verkkokoekalastukset... 25 5.2 Kalojen metallipitoisuudet... 28 5.3 Yhteenveto... 29 6 VIITTEET... 29 Liitteet Liite 1 Kasviplankton- ja pohjaeläinhavaintopaikkojen sijainti Liite 2 Kasviplanktonlaskennan tulosraportti (Zwerver 2012) Liite 3 Kasviplanktontutkimuksen tulokset v. 2012 Liite 4 Kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus v. 2008, 2010 ja 2012 Liite 5 Järvitutkimuskohteiden syvännepohjaeläinnäytteenottojen kvalitatiiviset tulokset kokoomanäytteissä vuosina 2008, 2010 ja 2012. Liite 6 Kalliojärven ranta-alueen tutkimuskohteelta havaitut pohjaeläinlajit - ja yksilömäärät Liite 7 Verkkokoekalastuskohteet v. 2012 Liite 8 Verkkokoekalastusten perustulokset v. 2012 Liite 9 Kalojen raskasmetallipitoisuudet v. 2012 Copyright Pöyry Finland Oy

Pohjakartat Maanmittauslaitoksen aineistoja Pöyry Finland Oy FM Eeva-Leena Anttila FM Pekka Majuri FM Eero Taskila FM Pirkko Virta Yhteystiedot PL 20, Tutkijantie 2 A 90590 OULU puh. 010 33280 sähköposti etunimi.sukunimi@poyry.com www.poyry.fi Copyright Pöyry Finland Oy

1 1 JOHDANTO Talvivaaran kaivoksen vaikutusalueen järvissä tehtiin biologisia tutkimuksia kesällä 2012. Tutkimukset tehtiin pääosin samoilla menetelmillä kuin vuosina 2008 ja 2010 on tehty ja viranomaisten hyväksymässä tarkkailuohjelmassa on esitetty. Kasviplankton- ja pohjaeläinnäytteet otettiin Oulujoen suunnalta Kalliojärvestä ja Kolmisopesta sekä Jormasjärvestä kolmelta paikalta ja Vuoksen suunnalta Kivijärvestä kahdelta ja Laakajärvestä kolmelta paikalta. Kasviplanktonnäytteet otettiin vesinäytteenoton yhteydessä kesä-elokuussa 3 5 kertaa/ paikka, yhteensä 38 näytettä. Kasviplanktonin lajisto- ja biomassa määritettiin laajalla kvantitatiivisellä tutkimusmenetelmällä. Pohjaeläinnäytteitä otettiin 11 paikalta yhteensä 66 näytettä. Kalliojärvestä pohjaeläinnäytteet otettiin syvänteen lisäksi matalasta vedestä rannan läheisyydestä. Pohjaeläinnäytteet otettiin elo-syyskuun vaihteessa. Verkkokoekalastukset tehtiin Kalliojärvellä, Kolmisopella, Jormasjärvellä sekä Kivi- ja Laakajärvellä heinä-elokuussa. Koekalastuksia tehtiin eri puolilla järviä ja eri syvyysvyöhykkeillä Nordic-yleiskatsausverkoilla. Verkkovuorokausia oli Kalliojärvellä 6, Kolmisopella ja Kivijärvellä 10 sekä Jormas- ja Laakajärvellä 30. Saaduista kaloista (17 kpl) tutkittiin nikkelin, arseenin, sinkin, kuparin, kadmiumin, lyijyn, koboltin, bariumin ja elohopean pitoisuudet. Tässä raportissa esitetään yhteenveto tehtyjen tutkimusten tuloksista. 2 YMPÄRISTÖKUVAUS Ympäristöhallinto on määritellyt kaikille tutkimuksen kohteina olleille järville pintavesityypin. Ekologinen luokitus on tehty Jormasjärvelle ja Laakajärvelle on annettu asiantuntija-arvio vesistön ekologisesta tilasta. Kalliojärvi on pintavesityypiltään matala runsashumuksinen järvi (MRh) ja Kolmisoppi runsashumuksinen järvi (Rh) (K. Virtanen / Kainuun ELY-keskus). Järvien ekologista tilaa ei ole määritelty eikä tilasta ole saatavilla asiantuntija-arviota. Jormasjärvi on keskikokoinen humusjärvi (Kh), ja sen ekologinen ja kemiallinen tila on hyvä (ympäristöhallinnon Hertta-tietokanta 9.10.2012). Kivijärvi on pintavesityypiltään matala runsashumuksinen järvi (MRh), jonka ekologista tilaa ei ole luokiteltu. Laakajärvi on runsashumuksinen järvi (Rh), jonka ekologinen tila on asiantuntija-arvion mukaan hyvä. Laakajärven kemiallinen tila on hyvä (ympäristöhallinnon Hertta-tietokanta 9.10.2012). 2.1 Sääolot ja virtaamat Vuonna 2012 kuukauden keskilämpötilat seurailivat hyvin tarkasti vertailujakson keskimääräisiä lämpötiloja (Kuva 1). Helmikuu oli kuitenkin hieman keskimääräistä kylmempi. Tammi-maaliskuussa sademäärät olivat lähellä vertailujakson keskimääräisiä sademääriä, mutta huhtikuusta alkaen vuosi on ollut selvästi tavanomaista sateisempi. Elokuun sademäärä oli lähes kaksinkertainen vertailujakson keskiarvoon verrattuna. Copyright Pöyry Finland Oy

2 C Lämpötila 20 mm 150 Sademäärä 10 100 0-10 50-20 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2012 2010 2008 1981 2010 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2012 2010 2008 1981 2010 Kuva 1 Kuukauden keskimääräinen lämpötila ja sademäärä vuonna 2012 sekä lämpötilan ja sademäärän kuukausikeskiarvot vertailujaksolla 1981 2010 Kajaanin lentoasemalla (Ilmatieteen laitos). Jormasjärven luusuasta mitatut virtaamat vuosina 2008, 2010 ja 2012 on esitetty kuvassa (Kuva 2). Kevään tulvahuippu mitataan Jormasjärvessä yleensä toukokuun puolessa välissä. Lisäksi loppuvuodesta esiintyy usein pienempiä tulvahuippuja runsaiden sateiden yhteydessä. Vuonna 2012 kevään tulvahuippu oli tavanomaista suurempi, ja myös kesän aikana Jormasjoen virtaama on ollut normaalia suurempi. Elokuun runsaat sateet saivat aikaan virtaamamäärien selvän kasvun, ja vielä lokakuussakin joen virtaama oli hiukan tavanomaista suurempi. m 3 /s 35 30 25 2008 2010 2012 1991-2005 20 15 10 5 0 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. Kuva 2 Jormasjärven luusuan virtaama vuosina 2008, 2010 ja 2012 sekä vertailujakson 1991 2005 keskimääräinen virtaama (ympäristöhallinnon Hertta-tietokanta 8.10.2012). Kivijoen virtaama vuosina 2008, 2010 ja 2012 on esitetty kuvassa (Kuva 3). Kevään tulvahuippu ajoittuu joessa toukokuun alkuun, ja vuonna 2012 kevään tulva-ajan virtaama oli yli kaksinkertainen tavanomaiseen virtaamaan nähden. Lisäksi kesä-elokuussa esiintyi useita muita virtaamapiikkejä, joiden vesimäärä ylsi lähelle tavanomaista kevättulvan virtaaman määrää. Copyright Pöyry Finland Oy

m 3 /s 7 6 5 4 2008 2010 2012 1991-2005 3 3 2 1 0 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. Kuva 3 Kivijoen virtaama vuosina 2008, 2010 ja 2012 sekä vertailujakson 1991 2005 keskimääräinen virtaama (ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmä 8.10.2012) 2.2 Veden laatu tutkituissa järvissä kesällä 2012 Kalliojärven vesi oli kesällä 2012 hapanta (Taulukko 1). Vesistön kyky vastustaa happamoitumista (alkaliniteetti) oli pintavedessä keskimäärin tyydyttävää tasoa, ja pohjanläheisessä vesikerroksessa alkaliniteetin arvot olivat erinomaisia. Vesi oli hyvin tummaa, ja happea kuluttavaa ainesta oli järvessä runsaasti. Pintaveden happipitoisuudet vaihtelivat tyydyttävästä hyvään. Kokonaistyppipitoisuudet olivat Forsbergin ja Rydingin (1980) luokittelun perusteella pintavedessä reheville vesille tyypillistä tasoa, kokonaisfosfori- ja klorofylli-a-pitoisuudet viittasivat keskiravinteisuuteen. Kalliojärven pohjanläheinen vesikerros oli hapeton ja vedessä oli runsaasti kiintoainesta ja ravinteita. Lisäksi pohjanläheisessä vesikerroksessa oli runsaasti sulfaattia (Taulukko 2), joten sähkönjohtavuusarvot olivat erittäin korkeita. Hapettomien olosuhteiden takia typpi esiintyi Kalliojärven pohjalla pääosin ammonium-muodossa. Kalliojärven rautaja mangaanipitoisuudet olivat korkeita, ja myös natriumia esiintyi runsaasti. Nikkelin ja sinkin pitoisuudet eivät ylittäneet määritysrajoja (5 ja 10 µg/l) millään näytteenottokerralla. Copyright Pöyry Finland Oy

Taulukko 1 Pintaveden (1 m) ja pohjanläheisen vesikerroksen vedenlaatu Kalliojärvessä, Kolmisopessa ja Jormasjärvessä 23.5. 28.8.2012. n=näytemäärä 4 näyte- happi happi ph sähkön- alkalini- kiinto- väri sameus kok.n NH 4 -N NO 2 -N kok.p PO 4 -P COD Mn a-kloro- n syv. joht. teetti aine NO 3 -N fylli m mg/l kyll.% ms/m mmol/l mg/l mg/l Pt FTU µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l O 2 µg/l Kalliojärvi keskiarvo 1,0 7,1 72 5,9 81 0,07 1,6 253 1,8 667 39 < 5 20 2 31 4,1 6 min 5,8 57 5,3 43 0,04 < 1 140 1,3 570 13 < 5 15 < 2 15 2,3 max 8,5 81 6,3 110 0,11 2,3 450 2,3 870 70 < 5 27 4 51 6,7 keskiarvo 4,2 < 0,2 < 1 6,1 717 0,56 21,9 810 19,0 3450 2333 < 5 155 124 50 6 min < 0,2 < 1 5,8 713 0,31 8,1 550 11,0 3100 2100 < 5 91 72 44 max < 0,2 < 1 6,2 721 0,67 38,0 1100 39,0 3900 2700 < 5 200 170 56 Kolmisoppi keskiarvo 1,0 7,0 70 5,6 23 0,04 1,1 183 1,1 600 53 12 21 < 2 26 1,8 6 min 5,8 58 5,3 19 0,03 < 1 120 0,9 540 37 < 5 15 < 2 21 < 1 max 9,3 80 5,8 26 0,05 1,9 225 1,3 690 72 27 27 2 34 3,0 keskiarvo 14,0 5,6 47 5,5 25 0,04 < 1 153 1,0 590 74 30 21 7 21 6 min 2,9 25 5,3 19 0,03 < 1 120 0,7 540 26 < 5 16 < 2 19 max 9,0 73 5,6 27 0,05 < 1 250 1,6 670 140 46 28 11 22 Jormasjärvi Jor5 keskiarvo 1,0 8,5 84 6,0 15 0,05 < 1 88 0,9 468 27 54 16 2 15 4,2 4 min 7,8 80 5,8 14 0,04 < 1 80 0,7 440 16 18 15 < 2 14 1,1 max 9,9 87 6,2 16 0,08 < 1 100 1,4 530 38 80 18 3 16 6,5 keskiarvo 17,2 4,4 36 5,9 16 0,07 5,9 154 2,6 640 105 90 38 17 17 4 min 0,2 2 5,7 16 0,05 < 1 90 1,2 510 41 69 15 < 2 14 max 9,9 80 6,0 17 0,11 17,0 250 4,3 810 180 130 63 34 21 Jormasjärvi Jor3 keskiarvo 1,0 8,8 86 6,1 14 0,05 < 1 88 0,9 455 23 60 13 < 2 14 4,1 4 min 7,5 77 5,9 13 0,10 < 1 80 0,7 420 13 23 11 < 2 13 2,2 max 11,0 96 6,2 15 0,10 < 1 100 1,3 510 31 87 16 < 2 15 5,9 keskiarvo 24,8 6,4 54 6,0 14 0,07 < 1 101 1,0 530 65 95 22 7 15 4 min 3,5 31 5,8 14 0,05 < 1 90 0,8 510 29 80 15 < 2 14 max 10,2 83 6,2 15 0,08 1,2 125 1,3 560 120 130 26 11 15 Sekä Kolmisopessa että Jormasjärvessä vesi oli tummaa ja keskimääräiset ravinnepitoisuudet viittasivat keskiravinteisuuteen. Keskimääräiset klorofylli-a-pitoisuudet olivat Kolmisopessa karuille vesille tyypillistä tasoa, Jormasjärvessä pitoisuudet viittasivat keskiravinteisuuteen. Pintaveden happipitoisuudet olivat Kolmisopessa tyydyttävää ja Jormasjärvessä melko hyvää tasoa, mutta syvänteissä esiintyi ajoittain matalia happipitoisuuksia kummassakin järvessä. Kiintoainepitoisuudet olivat pintavedessä hyvin pieniä eikä sameutta juurikaan esiintynyt. Kolmisopen vesi oli happamampaa kuin Jormasjärven vesi, ja alkaliniteetin arvot olivat kummassakin järvessä keskimäärin välttävää tasoa. Sähkönjohtavuusarvot olivat kummassakin järvessä koholla luonnontilaisiin vesiin verrattuna. Nikkeli- ja sinkkipitoisuudet olivat Kolmisopessa ja Jormasjärvessä hieman suurempia kuin Kalliojärvessä, mutta sulfaattia, rautaa, mangaania ja natriumia Kolmisopessa ja Jormasjärvessä esiintyi selvästi vähemmän kuin Kalliojärvessä. Copyright Pöyry Finland Oy

Taulukko 2 Pintaveden (1 m) ja pohjanläheisen vesikerroksen sulfaatti- ja metallipitoisuudet Kalliojärvessä, Kolmisopessa ja Jormasjärvessä 23.5. 28.8.2012. n=näytemäärä näyte- Ni Zn SO 4 Fe Mn Na n syv. m µg/l µg/l mg/l µg/l µg/l mg/l Kalliojärvi keskiarvo 1,0 < 5 < 10 375 1229 334 115 6 min 3* < 10 170 697 201 53 max < 5 10* 510 1910 464 162* keskiarvo 4,2 < 5 < 10 4167 54417 9890 1552 6 min 3* 8* 3600 48200 8210 1390 max < 5 < 10 4400 57100 11700* 1790 Kolmisoppi keskiarvo 1,0 19 58 89 991 318 24 6 min 14 38 70 732 290 17 max 22 72 100 1340 379 35 keskiarvo 14,0 19 57 102 1037 419 28 6 min 15 37 69 838 322 17 max 22 68* 110 1570 639 38 Jormasjärvi Jor5 keskiarvo 1,0 14 44 54 490 106 13 4 min 12 34 46 410* 68 10 max 16 55 59 624 160 14,8* keskiarvo 17,2 17 46 58 1836 874 14 4 min 15 40 48 656 154 12 max 19 51* 63 4020 2120 17,2* Jormasjärvi Jor3 keskiarvo 1,0 13 40 49 432 84 12 4 min 11 34 44 330 48 10 max 15 43* 51 582 122 14,3* keskiarvo 24,8 14 43 50 826 311 12 4 min 13 39 45 619 129 10 max 15 50 54 990* 520* 14,3* * määritetty suodatetusta näytteestä (18.7.2012) 5 Kivijärven vesi oli kesällä 2012 lievästi hapanta ja tummaa (Taulukko 3). Pintaveden happipitoisuudet olivat keskimäärin tyydyttävää tasoa, mutta pohjanläheinen vesikerros oli hapeton. Alkaliniteetin arvot olivat tyydyttävää tai hyvää tasoa, ja pintavedessä esiintyi kiintoainesta vain vähän. Pintaveden kokonaistyppipitoisuudet olivat reheville vesille tyypillistä tasoa, mutta fosforipitoisuudet viittasivat melko karuihin olosuhteisiin. Klorofylli-a-pitoisuudet olivat keskiravinteisille vesille tyypillistä tasoa. Pohjanläheisessä hapettomassa vesikerroksessa ravinne- ja kiintoainepitoisuudet olivat koholla. Pohjanläheinen vesikerros sisälsi myös runsaasti sulfaattia (Taulukko 4), mikä näkyi kohonneina sähkönjohtavuusarvoina sekä pohjan läheisyydessä että pintavedessä. Kivijärven alusvedessä rauta-, mangaani- ja natriumpitoisuudet olivat korkeita, ja myös nikkeli- ja sinkkipitoisuudet olivat koholla. Copyright Pöyry Finland Oy

Laakajärven vesi oli tummaa ja hapanta, ja vesistön kyky vastustaa happamoitumista oli välttävä. Pintaveden happipitoisuudet olivat tyydyttävää tai hyvää tasoa, mutta pohjanläheisessä vesikerroksessa esiintyi ajoittain hieman alentuneita happipitoisuuksia. Laakajärven ravinne- ja klorofylli-a-pitoisuudet olivat keskiravinteisille vesille tyypillistä tasoa. Kiintoainepitoisuudet olivat pieniä, mutta sähkönjohtavuusarvot olivat koholla luonnontilaisten vesien arvoihin verrattuna. Laakajärven nikkeli- ja sinkkipitoisuudet olivat määritysrajojen (5 ja 10 µg/l) tuntumassa. Rautaa ja mangaania esiintyi jonkin verran. Sulfaatin ja natriumin pitoisuudet olivat pienempiä kuin Kivijärvessä. 6 Taulukko 3 Pintaveden (1 m) ja pohjanläheisen vesikerroksen vedenlaatu Kivijärvessä ja Laakajärvessä 22.5. 28.8.2012. n=näytemäärä näyte- happi happi ph sähkön- alkalini- kiinto- väri sameus kok.n NH 4 -N NO 2 -N kok.p PO 4 -P COD Mn a-kloro- n syv. joht. teetti aine NO 3 -N fylli m mg/l kyll.% ms/m mmol/l mg/l mg/l Pt FTU µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l O 2 µg/l Kivijärvi Kiv2 keskiarvo 1,0 7,1 72 6,2 43 0,09 1,0 180 1,1 617 38 50 14 < 2 26 5,5 6 min 6,4 66 5,8 36 0,06 < 1 105 0,8 570 21 < 5 11 < 2 20 < 1 max 8,4 78 6,4 50 0,12 1,7 300 1,5 660 59 140 20 4 35 13,0 keskiarvo 7,0 < 0,2 < 1 6,2 490 0,44 7,1 254 12,1 1950 1417 < 5 127 89 23 6 min < 0,2 < 1 6,1 488 0,34 4,5 75 6,5 1800 1400 < 5 56 20 20 max < 0,2 < 1 6,3 496 0,53 10,0 400 18,0 2100 1500 < 5 200 140 26 Kivijärvi Kiv1 keskiarvo 1,0 7,2 73 6,5 54 0,15 1,0 167 1,5 673 44 58 13 < 2 25 5,9 6 min 6,3 63 6,3 46 0,12 < 1 105 1,0 620 18 < 5 10 < 2 19 < 1 max 8,4 79 6,7 63 0,16 2,0 225 2,4 730 95 140 20 < 2 32 11,0 Laakajärvi Laa13 keskiarvo 1,0 7,5 75 5,6 14 0,04 < 1 141 0,8 500 20 16 18 < 2 23 3,3 4 min 6,5 69 5,4 13 0,03 < 1 125 0,6 470 13 < 5 15 < 2 22 1,7 max 8,8 82 5,7 15 0,04 < 1 175 1,0 530 24 24 22 < 2 25 4,8 keskiarvo 9,2 6,4 61 5,6 15 0,05 0,8 149 1,0 550 42 27 20 2 24 4 min 3,9 39 5,5 13 0,04 0,5 120 0,7 460 21 < 5 17 < 2 20 max 9,6 83 5,7 20 0,05 1,3 225 1,5 700 64 39 25 5 35 Laakajärvi Laa081 keskiarvo 1,0 8,2 81 5,9 11 0,04 < 1 108 0,7 457 33 28 16 4 19 3,7 3 min 7,3 76 5,8 10 0,03 < 1 100 0,6 430 28 19 15 < 2 17 2,5 max 9,8 87 5,9 13 0,04 1,0 125 0,9 500 38 35 18 7 22 4,9 keskiarvo 23,6 7,4 68 5,7 12 0,04 < 1 123 0,7 463 51 36 21 4 18 3 min 6,0 59 5,6 11 0,04 < 1 120 0,6 450 39 21 16 < 2 18 max 9,8 80 5,9 14 0,05 1,0 125 0,8 480 65 45 28 7 19 Copyright Pöyry Finland Oy

Taulukko 4 Pintaveden (1 m) ja pohjanläheisen vesikerroksen sulfaatti- ja metallipitoisuudet Kivijärvessä ja Laakajärvessä 22.5. 28.8.2012. n=näytemäärä näyte- Ni Zn SO 4 Fe Mn Na n syv. m µg/l µg/l mg/l µg/l µg/l mg/l Kivijärvi Kiv2 keskiarvo 1,0 12 16 193 657 640 50 6 min 8 < 10 140 397 461 40 max 18 24 290 922 769 60 keskiarvo 7,0 57 32 2733 20617 27817 975 6 min 42 12 2500 17700 24300 897 max 66 43 2900 24100 31300 1130 Kivijärvi Kiv1 keskiarvo 1,0 16 19 235 627 769 65 6 min 11 < 10 190 368 611 54 max 25 35 290 1000 934 76 Laakajärvi Laa13 keskiarvo 1,0 < 5 11 51 717 215 15 4 min < 5 < 10 44 610* 165* 11 max 7 20 54 861 282 20 keskiarvo 9,2 < 5 < 10 55 882 282 14 4 min < 5 < 10 41 639 144 10 max 5* 17* 76 1420 509 17* Laakajärvi Laa081 keskiarvo 1,0 < 5 < 10 41 605 115 11 3 min 3* < 10 38 530* 93* 9 max < 5 10* 48 717 133 13 keskiarvo 23,6 < 5 < 10 44 723 198 12 3 min 4* < 10 42 704 135 10 max < 5 15* 48 750* 294 14 * määritetty suodatetusta näytteestä (16.7.2012) 7 3 KASVIPLANKTONTUTKIMUS Kasviplanktonin biomassan määrä on riippuvainen järven rehevyystasosta ja myös lajistorakenne valikoituu järven olosuhteita vastaavaksi. Kasviplanktontutkimuksen avulla saadaan tietoa sekä järven rehevyydestä ja yhteisörakenteesta että näissä ominaisuuksissa tapahtuneista muutoksista, kun tutkimus toistetaan tietyin väliajoin (Willén 2007, Vuori ym. 2010, Järvinen ym. 2011). Talvivaaran alueen järvien kasviplanktonyhteisöjä on tutkittu aiemmin vuosina 2008 ja 2010. Vuonna 2008 näytteitä otettiin kesäelokuussa Kalliojärvestä (Kal1, n = 4), Kolmisopesta (Kol1, n=4), Jormasjärvestä (Jor3, n=3, Jor5, n=3) ja Kivijärvestä (Kiv2, n=2, Kiv1, n=4) (Pöyry Environment Oy 2009, osa IVa, liite 4). Vuonna 2010 näytteitä otettiin kesä-elokuussa Kalliojärvestä (Kal1, n=5), Kolmisopesta (Kol1, n=5), Jormasjärvestä (Jor3, n=3, Jor5, n=3) ja Kivijärvestä (Kiv2, n=2, Kiv1, n=5) (Pöyry Finland Oy 2011, osa IVa). Vuonna 2012 kasviplanktontutkimus tehtiin samoilta näytepaikoilta kuin vuonna 2010. Lisäksi yksi näytteenottopaikka lisättiin Jormasjärven pohjoisosaan (Jor8), ja uutena vesistönä tarkkailuun otettiin Laakajärvi, josta näytteitä otettiin kolmelta näytteenottopaikalta (Laa13, Laa081 ja Laa12). Näytteenottopaikkojen sijainti on esitetty liitteessä 1. Copyright Pöyry Finland Oy

Kasviplanktonnäytteet otettiin vesinäytteenoton yhteydessä 0 2 metrin kokoomanäytteinä. Kalliojärvestä, Kivijärvestä ja Kolmisopesta näytteet otettiin yhden kerran kesäkuussa ja kahdesti heinä- ja elokuussa. Jormasjärvestä ja Laakajärvestä näytteet otettiin kerran kuukaudessa kesä-elokuussa. Yhteensä näytteitä otettiin 38 kappaletta. Näytteet kestävöitiin happamalla Lugolin liuoksella ja toimitettiin mahdollisimman pian näytteenoton jälkeen laskijalle. Näytteiden laskennasta ja tulosten tallentamisesta ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisteriin vastasi Satu Zwerver (Tmi Zwerver). Tutkimusmenetelmistä ja -tuloksista laadittiin lyhyt raportti (Zwerver 2012, liite 2). Laskentatulokset on esitetty kokonaisuudessaan liitteessä 3. Kasviplanktonnäytteiden mikroskopoinnissa noudatettiin Järvisen ym. (2011) ohjeistusta. Käytetty laskentamenetelmä oli laaja kvantitatiivinen analyysi, ja kasviplanktonin biomassan laskennassa käytettiin Suomen ympäristökeskuksen määrittelemiä solutilavuuksia. Kasviplanktontutkimuksen tulosten tulkinnassa käytettiin apuna ympäristöhallinnon (Vuori ym. 2010) koostamia ekologisen luokituksen luokkarajoja tarkasteltaessa kasviplanktonin biomassamääriä ja ympäristöhallinnon ekologisen tilan indikaattorilajilistauksia tarkasteltaessa näytteiden lajistojakaumaa. Lisäksi biomassamäärien ilmentämää rehevyystasoa tarkasteltiin Mitikan ym. (2001) esittämien luokkarajojen avulla. 8 3.1 Tulokset 3.1.1 Oulujoen vesistöalue Kalliojärven kesä-elokuun kasviplanktonnäytteiden biomassa oli 0,20 1,97 mg/l (keskiarvo 0,68 mg/l) (Kuva 4). Biomassamäärien keskiarvo viittasi alkavaan rehevöitymiseen Mitikan ym. (2001) luokkarajojen perusteella. Keskiarvoa nosti kesäkuun näytteen korkea biomassa, ja heinä-elokuussa biomassamäärät viittasivat melko karuihin olosuhteisiin. Sinilevien osuus lajistosta oli suurimmillaan noin 1,5 prosenttia, eli sinilevien esiintyminen oli vähäistä. mg/l 2,5 2 1,5 1 0,5 Kuva 4 0 19.6.2012 4.7.2012 18.7.2012 14.8.2012 27.8.2012 sinilevät nielulevät panssarisiimalevät tarttumalevät kultalevät piilevät keltalevät limalevät suomusiimalevät silmälevät viherlevät muut Kalliojärven kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus kesä-elokuussa 2012. Copyright Pöyry Finland Oy

Lajisto koostui pääosin piilevistä, viherlevistä ja nielulevistä. Kasviplanktonyhteisö oli vähälajinen ja yksipuolinen, ja sen koostumus viittasi happamuuteen ja ravinteiden vähyyteen valaistussa kerroksessa. Toisaalta lajistossa havaittiin kesäkuussa jonkin verran silmäleviä, mikä viittaa orgaanisten ravinteiden esiintymiseen alkukesällä. Osa näytteiden kasviplanktonsoluista oli epänormaalin näköisiä, ja näytteissä oli mukana runsaasti epäorgaanista ainesta (liite 2). Kalliojärven pintavedessä oli vesistötarkkailutietojen perusteella touko-elokuussa 2012 runsaasti typpeä, mutta fosforin määrä oli suhteellisen alhainen. Levien tarvitsemia epäorgaanisia ravinteita oli kuitenkin saatavilla niukalti, ja erityisesti fosfaattifosforin ja nitraatti-nitriittitypen pitoisuudet olivat hyvin alhaisia. Klorofylli-a-pitoisuudet viittasivat lähinnä keskiravinteisuuteen. Epäorgaanisten ravinteiden puute ja veden tumma väri todennäköisesti ehkäisivät levien kasvua, ja kasviplanktonin biomassamäärät sekä klorofylli-a-pitoisuudet jäivät alhaisiksi. Kalliojärven veden ph-taso oli melko matala ja sähkönjohtavuusarvot olivat korkeita. Yhteisö koostui siten happamuutta suosivista kasviplanktonlajeista. Happamissa vesistöissä kasviplanktonlajiston diversiteetti on useimmiten pieni, ja lajistossa on runsaasti kulta- ja viherleviä. Biomassan määrä saattaa kuitenkin olla hyvinkin suuri (Blouin 1989, Nixdorf ym. 1998, Lessmann ym. 2000, Findlay 2003). Kalliojärven pohjanläheisestä vesikerroksesta mitattiin hyvin runsaasti rautaa ja mangaania, mutta nikkelin ja sinkin pitoisuudet olivat suhteellisen pieniä. Metallit ovat kohonneina pitoisuuksina leville myrkyllisiä, mutta myrkyllisyyden asteeseen vaikuttavat hyvin monet vesistön fysikaalis-kemialliset ominaisuudet kuten ph, veden kovuus, alkaliniteetti, kiintoaineen määrä, humuksen määrä, useiden metalliyhdisteiden esiintyminen yhtäaikaisesti sekä vesistön rehevyys ja kasviplanktonin biomassan määrä (Gächter & Máreš 1979, Kelly 1988, Reynolds 2006). Vaikka Kalliojärven pintaveden metallipitoisuudet eivät olleet myrkyllistä tasoa, on kuitenkin todennäköistä, että myös raudan ja mangaanin runsas esiintyminen vesistössä on vaikuttanut Kalliojärven kasviplanktonyhteisön lajistokoostumukseen. Kolmisopen kesä-elokuun kasviplanktonnäytteiden biomassat olivat 0,14 0,31 mg/l (keskiarvo 0,22 mg/l) (Kuva 5). Biomassamäärien keskiarvo viittasi Mitikan ym. (2001) luokittelussa karuihin olosuhteisiin. Sinileviä ei havaittu lainkaan. Kolmisopen kasviplanktonyhteisöissä levien jakautuminen ryhmiin oli monipuolisempaa kuin Kalliojärven yhteisöissä. Eniten Kolmisopen näytteissä havaittiin nieluleviä, piileviä ja viherleviä. Lisäksi ryhmään muut luokiteltua pikoplanktonia (solujen halkaisija alle kaksi mikrometriä) esiintyi melko runsaasti, mikä on tyypillistä oligotrofisille vesille. Näytteiden diversiteetti jäi melko alhaiseksi, sillä eri kasviplanktonlajeja tavattiin noin 30 40 per näyte. Osa levistä oli epänormaalin näköisiä (Zwerver 2012, liite 2). 9 Copyright Pöyry Finland Oy

mg/l 0,35 10 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Kuva 5 0,00 18.6.2012 4.7.2012 18.7.2012 14.8.2012 28.8.2012 sinilevät nielulevät panssarisiimalevät tarttumalevät kultalevät piilevät keltalevät limalevät suomusiimalevät silmälevät viherlevät muut Kolmisopen kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus kesä-elokuussa 2012. Kolmisopen pintaveden kokonaisravinnepitoisuudet olivat touko-elokuussa 2012 lievästi rehevien vesien tasoa. Epäorgaanisia ravinteita, etenkin fosfaattifosforia ja ajoittain myös nitraatti-nitriittityppeä, esiintyi suhteellisen vähän. Myös klorofylli-apitoisuuksien keskiarvo 1,8 µg/l oli erittäin alhainen. Epäorgaanisten ravinteiden ja etenkin fosfaatin puute sekä veden tumma väri todennäköisesti rajoittivat levien kasvua. Kolmisopen rauta- ja mangaanipitoisuudet olivat pienempiä kuin Kalliojärvessä, mutta kumpaakin metallia esiintyi silti runsaasti vesistössä. Nikkelin ja sinkin pitoisuudet olivat selvästi suurempia kuin Kalliojärvessä. Metallikuormitus aiheuttaa yleensä ensin kasviplanktonin biomassan vähentymistä ja lajiston yksipuolistumista ja vähentymistä. Myöhemmin biomassan määrä voi kuitenkin palautua ennalleen, kun yhteisö sopeutuu kuormitukseen (Gächter & Máreš 1979, Kelly 1988, Shehata ym. 1999). Myös sähkönjohtavuusarvot olivat Kolmisopessa koholla ja veden ph-taso oli alhainen. Suolojen ja metallien esiintyminen sekä alhainen ph-taso ovat todennäköisesti vaikuttaneet Kolmisopen kasviplanktonyhteisön lajistorakenteeseen. Jormasjärven kasviplanktonnäytteiden biomassa oli kesä-elokuussa 0,28 1,12 mg/l (Kuva 6). Jormasjärven Talvilahdessa (Jor5) näytteiden keskimääräinen biomassa oli 0,64 mg/l, Jormasjärven syvänteessä (Jor3) 0,72 mg/l ja Jormasjärven pohjoisosassa (Jor8) 0,67 mg/l. Pienimmillään biomassan määrä oli kaikilla näytteenottopaikoilla kesäkuussa ja suurimmat biomassat mitattiin elokuussa. Mitikan ym. (2001) luokkarajojen perusteella kaikkien näytteiden keskimääräiset biomassamäärät viittaavat alkavaan rehevöitymiseen. Sinilevien esiintyminen oli runsainta kesäkuussa Jormasjärven syvänteessä (sinilevien osuus 1,2 prosenttia kokonaisbiomassasta) ja Jormasjärven pohjoisosassa (1,8 %). Copyright Pöyry Finland Oy

mg/l 1,2 11 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 27.6.2012 18.7.2012 21.8.2012 27.6.2012 18.7.2012 21.8.2012 27.6.2012 18.7.2012 21.8.2012 Kuva 6 Jor5 Jor3 Jor8 sinilevät nielulevät panssarisiimalevät tarttumalevät kultalevät piilevät keltalevät limalevät suomusiimalevät silmälevät viherlevät muut Jormasjärven kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus kesä-elokuussa 2012. Jormasjärven kasviplanktonyhteisöt koostuivat pääosin piilevistä, kultalevistä, limalevästä ja nielulevistä. Yhteisöjen diversiteetti oli keskimääräistä tasoa. Lajisto viittasi vähäravinteisuuteen ja lievään happamuuteen. Osa kasviplanktonsoluista oli ulkonäöltään epänormaaleja, ja näytteissä esiintyi runsaasti epäorgaanista ainesta (Zwerver 2012, liite 2). Jormasjärven ravinne- ja klorofylli-a-pitoisuudet olivat touko-elokuussa lähinnä keskiravinteisille vesille tyypillistä tasoa. Epäorgaanista typpeä oli saatavilla jonkin verran, mutta pintaveden fosfaattipitoisuudet olivat alhaisia. Jormasjärvessä ravinteiden määrä ja kasviplanktonin biomassatuotanto vastasivat kuitenkin toisiaan paremmin kuin Kalliojärvessä ja Kolmisopessa. Metallipitoisuudet olivat Jormasjärvessä pienempiä kuin Kolmisopessa ja raudan, mangaanin ja natriumin osalta selvästi pienempiä kuin Kalliojärvessä. Jormasjärven vesi oli lievästi hapanta ja sähkönjohtavuusarvot olivat koholla luonnontilaisiin vesiin verrattuna. Lajistossa ei ollut havaittavissa selkeitä merkkejä kuormituksesta, mutta metallien tai suolojen vaikutusta kasviplanktonyhteisöön ei voida poissulkea. 3.1.2 Vuoksen vesistöalue Kivijärven kesä-elokuun kasviplanktonnäytteiden biomassat olivat 0,12 1,76 mg/l (Kuva 7). Kivijärven pohjoisosassa (Kiv2) näytteiden keskimääräinen biomassa oli 0,72 mg/l ja eteläosassa (Kiv1) 0,77 mg/l. Mitikan ym. (2001) luokkarajojen perusteella Kivijärven rehevöityminen oli alkavaa. Selvästi suurimmat biomassamäärät mitattiin Kivijärvestä elokuussa, kesä-heinäkuussa biomassan määrä oli hyvin alhainen. Sinileviä esiintyi vain yhdessä kesäkuussa otetussa näytteessä (osuus < 1 % kokonaisbiomassasta). Copyright Pöyry Finland Oy

mg/l 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 12 18.6.2012 3.7.2012 17.7.2012 13.8.2012 27.8.2012 18.6.2012 3.7.2012 17.7.2012 13.8.2012 28.8.2012 Kuva 7 Kiv2 Kiv1 sinilevät nielulevät panssarisiimalevät tarttumalevät kultalevät piilevät keltalevät limalevät suomusiimalevät silmälevät viherlevät muut Kivijärven kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus kesä-elokuussa 2012. Kivijärven kasviplanktonyhteisössä esiintyi eniten limalevää, kultaleviä, nieluleviä ja tarttumaleviä. Kesäkuun näytteessä esiintyi runsaasti Diatoma moniliformis -piilevää, joka tavallisesti kasvaa epifyyttinä erilaisilla kivi- ja kasvipinnoilla, eikä siten esiinny runsaslukuisena planktonissa (Zwerver 2012, liite 2). D. moniliformis -levää tavattiin runsaasti (osuus 56 % näytteen lajistosta) vuonna 2010 Kivijärven yläpuolisesta Lumijoesta piilevätutkimuksen yhteydessä (Pöyry Finland Oy 2011, osa IVa). Laji suosii vesistöjä, joissa sähkönjohtavuusarvot ovat kohonneet. Lisäksi se sietää kohonneita sulfaattipitoisuuksia (Potapova & Charles 2003). Tavallisesti epifyyttisenä esiintyvä levä on saattanut päätyä kasviplanktonnäytteeseen esimerkiksi Kivijärven litoraalialueelta. Heinäkuussa Kivijärven eteläosassa (Kiv1) tavattiin runsaasti (65 % näytteen kokonaisbiomassasta, 25 000 solua millilitrassa) pienikokoista Chrysochromulina parva - tarttumalevää. Järven pohjoisosassa (Kiv2) levän osuus oli 35 % biomassasta. Levä on hyvin yleinen, ja sitä tavataan monenlaisissa vesistöissä. Vesistön typpi- ja fosforipitoisuuksien lisääntymisen on todettu lisäävän merkittävästi levän esiintymistä muutamissa norjalaisissa ja ruotsalaisissa järvissä (Nicholls 2003, Zwerver 2012, liite 2). Elokuun alussa kasviplanktonyhteisön valtalaji oli kummallakin Kivijärven näytteenottopaikalla Dinobryon sertularia -kultalevä. Levä sietää hyvin happamia vesiä (Zwerver 2012, liite 2). Kultalevien esiintyminen on hyvin tyypillistä melko vähäravinteisille vesille, joissa esiintyy humusainesta (Eloranta 2009). Dinobryon-suvun levät voivat runsaana esiintyessään muodostaa kukintoja, jotka voivat aiheuttaa hajuhaittoja (Watson & Satchwill 2003, Nicholls 2009). Kukintojen syntymisen mekanismi ei ole vielä tunnettu, mutta siihen vaikuttavat luultavasti monet vesistön fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet yhdessä (Nicholls 2009). Kivijärven pintaveden typpipitoisuudet olivat touko-elokuussa 2012 melko korkeita, mutta fosforia vedessä oli melko vähän. Fosfaattifosforin ja ajoittain myös nitraattinitriittitypen pitoisuudet olivat alhaisia. Klorofylli-a-pitoisuudet viittasivat keskiravinteisuuteen. Todennäköisesti epäorgaanisten ravinteiden ja etenkin fosfaatin vähäisyys sekä veden tumma väri rajoittivat levätuotantoa. Kivijärven pohjalla olevien suolapitois- Copyright Pöyry Finland Oy

ten vesien vaikutuksesta myös pintaveden sähkönjohtavuusarvot olivat selvästi koholla, ja vedessä oli runsaasti rautaa, mangaania ja natriumia. Nikkeliä ja sinkkiä esiintyi jonkin verran. Veden ph-taso oli lievästi hapan. Suolapitoinen vesi ja metallien esiintyminen on luultavasti vaikuttanut kasviplanktonyhteisön koostumukseen. Laakajärven kesä-elokuun kasviplanktonnäytteiden biomassat olivat 0,13 0,97 mg/l (Kuva 8). Laakajärven pohjoisosassa (Laa13) kasviplanktonin keskimääräinen biomassa oli 0,59 mg/l, järven keskiosassa (Laa081) biomassa oli 0,37 mg/l ja järven eteläosassa Kuivaniemenselällä (Laa12) biomassa oli 0,58 mg/l. Mitikan ym. (2001) rehevyystasoluokittelun perusteella Laakajärven pohjois- ja eteläosien rehevöityminen oli alkavaa, ja järven keskiosa oli karu. Pienimmillään biomassan määrä oli kaikilla näytteenottopaikoilla kesäkuussa, kun taas suurimmat biomassat havaittiin heinä-elokuussa. Sinileviä esiintyi eniten elokuussa järven keskiosassa (Laa081), 2,9 % kokonaisbiomassasta. mg/l 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 26.6.2012 18.7.2012 20.8.2012 26.6.2012 16.7.2012 20.8.2012 26.6.2012 16.7.2012 20.8.2012 13 Kuva 8 Laa13 Laa081 Laa12 sinilevät nielulevät panssarisiimalevät tarttumalevät kultalevät piilevät keltalevät limalevät suomusiimalevät silmälevät viherlevät muut Laakajärven kasviplanktonnäytteiden biomassa ja lajistokoostumus kesä-elokuussa 2012. Laakajärven kasviplanktonlajisto koostui pääosin limalevästä ja piilevistä. Yhteisön lajirunsaus oli selvästi suurempi kuin Kalliojärvessä, Kolmisopessa ja Kivijärvessä, mutta hieman pienempi kuin Jormasjärvessä (Zwerver 2012, liite 2). Touko-elokuun vesistötarkkailutietojen perusteella Laakajärvi oli keskiravinteinen järvi, joten kasviplanktonin biomassan määrä oli hieman alhaisempi kuin ravinnepitoisuuksien perusteella olisi voinut odottaa. Pintaveden fosfaattifosforipitoisuudet olivat alhaisia verrattuna epäorgaanisen typen määrään, joten fosfori todennäköisesti rajoitti levätuotantoa. Laakajärven sähkönjohtavuusarvot olivat koholla luonnontilaisiin vesiin verrattuna ja ph-taso oli melko alhainen. Lisäksi vedessä oli jonkin verran rautaa ja mangaania, mutta nikkeli- ja sinkkipitoisuudet olivat selvästi alhaisempia kuin Kivijärvessä. Veden luontainen happamuus ja metallien esiintyminen on saattanut vaikuttaa kasviplanktonyhteisön koostumukseen jonkin verran. Copyright Pöyry Finland Oy

3.2 Kasviplanktonyhteisöjen tilan kehitys vuosina 2008 2012 Kasviplanktontutkimus on tehty kolme kertaa vuosina 2008, 2010 ja 2012. Vuoden 2008 tutkimus toimii vertailuaineistona, sillä tuolloin alapuolisiin vesistöihin ei vielä johdettu lainkaan Talvivaaran kaivoksen prosessijätevesiä. Kaivoksen rakennustyömaan vesiä johdettiin pohjoisessa Kuusijoen kautta Kalliojokeen ja edelleen Kolmisoppeen sekä etelässä Ylä-Lumijärven kautta Lumijokeen ja Kivijärveen. Suurin osa rakennustyömaan vesistä johdettiin etelään Vuoksen vesistöalueelle. Kaivoksen tuotanto käynnistyi 1.10.2008 (Pöyry Environment Oy 2009, osat I II). Vuosien 2008, 2010 ja 2012 kasviplanktontutkimusten tulosten vertailua vaikeuttaa se, että näytepaikkojen ja näytteiden määrä on vaihdellut jonkin verran vuosittain. Lisäksi tutkimus on tehty eri vuosina hieman toisistaan poikkeavilla menetelmillä. Ympäristöhallinnon ohjeistus kasviplanktontutkimusten tekemisestä uudistettiin vuonna 2011, mikä vaikutti tutkimusmenetelmän valintaan. Menetelmän vaihtuminen vaikuttaa lähinnä havaittuihin taksonimääriin, sillä eri tutkimusmenetelmissä laskettujen kasviplanktonsolujen määrä ei ole samaa tasoa. Biomassamääriin tai leväyhteisön lajiryhmäkoostumukseen muutoksella ei kuitenkaan ole juuri vaikutusta. 14 3.2.1 Oulujoen vesistöalue Kalliojärven kasviplanktontutkimusten tulokset vuosilta 2008, 2010 ja 2012 on esitetty liitteen 4 kuvassa 1. Vuoren ym. (2009) kriteerien mukaisesti kasviplanktonnäytteiden kesä-elokuun keskimääräisten biomassojen perusteella määritetty vesistön ekologinen tila eri vuosina on esitetty taulukossa (Taulukko 5). Taulukko 5 Oulun vesistöalueen järvien ekologinen tila kesä-elokuun keskimääräisen biomassamäärän (mg/l) perusteella määritettynä. pintavesityyppi tila tila tila ekologinen ekologinen ekologinen 2008 2010 2012 Kalliojärvi MRh 2,13 hyvä 0,70 erinomainen 0,68 erinomainen Kolmisoppi Rh 1,79 hyvä 0,44 erinomainen 0,22 erinomainen Jormasjärvi Jor5 1,71 hyvä 0,70 erinomainen 0,64 erinomainen Jormasjärvi Jor3 Kh 1,08 erinomainen 0,99 erinomainen 0,72 erinomainen Jormasjärvi Jor8 0,67 erinomainen Kalliojärven ekologinen tila oli vuonna 2008 hyvä, mutta vuosina 2010 ja 2012 erinomainen. Ekologisen tilan määrittäminen Vuoren ym. (2009) esittämillä kriteereillä on kuitenkin ongelmallista. Luokka määräytyy järven pintavesityypin ja keskimääräisen kesä-elokuun biomassamäärän perusteella, mutta lajiston koostumuksessa tapahtuvaa vaihtelua luokittelu ei huomioi lainkaan. Kuten liitteen 4 kuvasta 1 kuvasta havaitaan, Kalliojärven kasviplanktonyhteisö muodostui vuonna 2008 pääosin limalevästä ja piilevistä, joiden lisäksi esiintyi pienemmässä määrin muita leväryhmiä. Vuoden 2008 tutkimustulosten (Pöyry Environment 2009, osa IVa, liite 4) perusteella kaikki tutkitut järvet olivat tyypillisiä humusjärviä, joissa merkittävä osa ravinteista oli orgaaniseen aineeseen sitoutuneena eli vaikeasti kasviplanktonin käytettävissä. Tästä johtuen kasviplanktonin biomassamäärät olivat melko alhaisia. Kaikissa järvissä esiintyi limalevää, mikä oli tyypillistä matalille, ruskeavetisille vesistöille. Happamille humusvesille tyypillisesti kasviplanktonlajiston diversiteetti oli suhteellisen alhainen: Jormasjärvestä tavattiin 40 60 taksonia/ 10 ml, ja muissa näytteissä 20 40 taksonia/10 ml. Copyright Pöyry Finland Oy

Vuonna 2010 Kalliojärven kasviplanktonyhteisön biomassa oli pienempi kuin vuonna 2008, mikä aiheutti ekologisen tilaluokan nousun hyvästä erinomaiseksi. Järven lajistokoostumus oli kuitenkin muuttunut lähes täysin, sillä vuonna 2010 Kalliojärvessä esiintyi lähinnä viherleviä ja kultaleviä sekä jonkin verran nieluleviä. Lajiston diversiteetti oli hyvin alhainen, ja näytteissä esiintyi runsaasti tunnistamatonta kiintoainesta (Pöyry Finland Oy 2011). Ekologisen tilan näennäinen parantuminen ei siten kuvastanut järven todellista tilaa. Vuonna 2012 kasviplanktonin biomassamäärät olivat edelleen pieniä ja lajisto oli jälleen muuttunut vuosien 2008 ja 2010 tilanteeseen verrattuna. Lajisto oli yksipuolistunut edelleen ja levien ulkonäkö oli osin epänormaali. Lajistokoostumuksen perusteella Kalliojärvi oli karu, hapan ja veden sähkönjohtavuusarvot olivat koholla. Lajistossa havaittiin tiettyjen levälajien massaesiintymistä (Zwerver 2012, liite 2). Vuonna 2008 yhteisössä runsaana esiintynyt limalevä puuttui lajistosta kokonaan sekä vuosina 2010 että 2012. Kasviplanktontutkimusten tulosten perusteella järven tilan ei voida sanoa oleellisesti parantuneen vuoden 2010 tuloksiin verrattuna. Vuoren ym. (2009) kriteerein tehty ekologinen tilaluokitus on myös mitä todennäköisimmin virheellinen. Kalliojärven alapuolisen Kolmisopen kasviplanktontutkimusten tulokset vuosilta 2008, 2010 ja 2012 on esitetty liitteen 4 kuvassa 2. Biomassatulosten perusteella tehty ekologinen luokittelu on esitetty taulukossa (Taulukko 5). Vuonna 2008 Kolmisopen kasviplanktonyhteisö koostui pääosin limalevästä, jonka lisäksi esiintyi pieniä määriä muiden leväryhmien edustajia. Vuonna 2010 limalevää esiintyi edelleen, mutta biomassamäärät olivat pienentyneet merkittävästi, ja mm. nielulevien, viherlevien ja kultalevien esiintyminen oli suhteellisesti runsaampaa kuin vuonna 2008. Kolmisoppeen kohdistui vuonna 2010 metalli- ja sulfaattikuormitusta, ja järven sähkönjohtavuusarvot olivat koholla. Suola- ja metallikuormituksen sekä happamuuden arveltiin selittävän havaitut muutokset (Pöyry Finland Oy 2011). Vuonna 2012 Kolmisopen biomassamäärät olivat kaikkein alhaisimmat tutkituista järvistä, ja joidenkin levien ulkonäkö oli epänormaali. Lajistojakauma oli tasaisempi kuin Kalliojärvessä, ja myös limalevää esiintyi pieniä määriä (Zwerver 2012, liite 2). Myös Kolmisopen ekologinen luokka on vuosien kuluessa näennäisesti parantunut biomassamäärien pienentyessä. Samaan tapaan kuin Kalliojärvessä, Kolmisopen tulosten parantuminen ei johdu todellisesta muutoksesta vaan luokittelukriteerien puutteellisuudesta. Sekä vuonna 2010 että vuonna 2012 Kolmisopen kasviplanktonyhteisön rakenne oli selvästi erilainen kuin vuonna 2008, jolloin kaivostoiminnan vaikutus oli vielä vähäinen. Koska biomassamäärät ovat ennestään pienentyneet, järven tila oli vuonna 2012 yhtä kaukana vuoden 2008 tilanteesta kuin vuonna 2010. Jormasjärven kasviplanktontutkimusten tulokset vuosilta 2008, 2010 ja 2012 on esitetty liitteen 4 kuvassa 3. Kasviplanktonnäytteiden kesä-elokuun keskimääräisten biomassojen perusteella määritetty vesistön ekologinen tila eri vuosina on esitetty taulukossa (Taulukko 5). Jormasjärven kasviplanktonyhteisön biomassat olivat vuosina 2010 ja 2012 hieman matalampia kuin vuonna 2008. Lajistossa ei kuitenkaan ole havaittavissa merkittäviä muutoksia. Vuonna 2012 näytteissä havaittiin kuitenkin runsaasti epäorgaanista ainesta ja useat levät olivat ulkonäöltään epänormaaleja (Zwerver 2012, liite 2), mitä ei havaittu vuonna 2010. Tutkimustulosten perusteella yhteisön diversiteetti oli vuonna 2012 keskimääräinen, eikä lajistossa havaittu tapahtuneen Kalliojärvessä ja Kolmisopessa tapahtunutta yksipuolistumista. Yhteisössä on vielä jäljellä ekologista joustokykyä, jonka avulla yhteisö kompensoi ympäristöolosuhteiden aiheuttamia muutoksia (Vinebrooke ym. 2003, Vinebrooke ym. 2004). Limalevän biomassamäärän vaih- 15 Copyright Pöyry Finland Oy

telu, joidenkin kasviplanktonsolujen huonokuntoisuus ja vähentynyt biomassa kuitenkin viittaavat siihen, että ympäristössä tapahtuu muutoksia (Zwerver 2012, liite 2). 16 3.2.2 Vuoksen vesistöalue Kivijärven kasviplanktontutkimusten tulokset vuosilta 2008, 2010 ja 2012 on esitetty liitteen 4 kuvassa 4. Vuoren ym. (2009) kriteerien mukaisesti kasviplanktonnäytteiden kesä-elokuun keskimääräisten biomassojen perusteella määritetty vesistön ekologinen tila eri vuosina on esitetty taulukossa (Taulukko 6). Vuoden 2008 tutkimuksessa pääosa Kivijärven kasviplanktonyhteisön biomassasta koostui limalevästä, ja keskimääräinen biomassa viittasi hyvään ekologiseen tilaan. Vuonna 2010 lajisto oli muuttunut lähes täysin: näytteissä esiintyi lähinnä viherleviä ja panssarisiimaleviä, ja diversiteetti oli hyvin alhainen. Lajistomuutosten arveltiin johtuvan pääosin sulfaatti- ja metallikuormituksesta ja veden ph-tason laskusta (Pöyry Finland Oy 2011). Keskimääräisen biomassan perusteella arvioitu ekologinen tila laski vuonna 2010 Kivijärven pohjoisosassa (Kiv2) tyydyttävälle tasolle. Näytteenottopaikalla Kiv1 järven keskiosassa, jonne Lumijoen vedet laskevat, ekologinen tila säilyi kuitenkin hyvänä. Taulukko 6 Vuoksen vesistöalueen järvien ekologinen tila kesä-elokuun keskimääräisen biomassamäärän (mg/l) perusteella määritettynä. pintavesityyppi tila tila tila ekologinen ekologinen ekologinen 2008 2010 2012 Kivijärvi Kiv2 3,34 hyvä 5,73 tyydyttävä 0,73 erinomainen MRh Kivijärvi Kiv1 3,22 hyvä 3,14 hyvä 0,77 erinomainen Laajärvi Laa13 0,59 erinomainen Laajärvi Laa081 Rh 0,37 erinomainen Laajärvi Laa12 0,58 erinomainen Vuonna 2012 Kivijärven keskimääräiset biomassamäärät olivat selvästi pienempiä kuin vuosina 2008 ja 2010. Lisäksi lajiston diversiteetti oli alhainen, ja yhteisössä esiintyi korkeaa sähkönjohtokykyä, happamuutta ja alkukesällä myös lisääntyneitä ravinnepitoisuuksia suosivia leviä. Osa näytteiden nielulevistä oli myös hieman epänormaalin näköisiä (Zwerver 2012, liite 2). Vuoden 2012 näytteiden lajistoryhmäkoostumus muistutti melko paljon vuoden 2008 yhteisörakennetta: vuonna 2010 puuttuneita limaleviä esiintyi jälleen vuonna 2012, samaten piilevien esiintyminen oli runsastunut ja viherlevien ja panssarisiimalevien esiintyminen vähentynyt. Kultalevät kuitenkin olivat runsastuneet elokuun näytteissä vuoden 2008 tilanteeseen verrattuna, ja tarttumaleviä esiintyi ajoittain runsaasti. Yhteisörakenteen perusteella Kivijärven olosuhteet olivat muuttuneet vuosien 2010 ja 2012 välillä. Biomassamäärät olivat kuitenkin vuonna 2012 keskimäärin pienempiä kuin vuosina 2008 ja 2010. Vuonna 2012 Vuoren ym. (2009) kriteereillä tehty ekologinen luokittelu viittasi erinomaiseen tilaan, mutta luokituksen paikkansapitävyyttä on vaikea arvioida. Lajisto viittaa jonkinlaiseen palautumiseen vuoden 2010 tilanteeseen verrattuna, mutta pitempiaikaista seurantaa tarvitaan Kivijärvessä tapahtuneen kehityksen suunnan varmentamiseen. Laakajärveltä ei tehty kasviplanktontutkimuksia vuosina 2008 tai 2010. Myöskään ympäristöhallinnon kasviplanktonrekisterissä ei lokakuussa 2012 ollut merkintöjä hallinnon tekemistä tutkimuksista 1990- tai 2000-luvulta. Laakajärven kasviplanktonyhteisön diversiteetti vuonna 2012 oli toiseksi suurin Jormasjärven jälkeen. Lisäksi yhteisö oli tasapainoisempi kuin Kivijärven yhteisö (Zwerver 2012, liite 2). Copyright Pöyry Finland Oy

3.3 Yhteenveto Kasviplanktonnäytteitä otettiin kesä-elokuussa 2012 Kalliojärvestä, Kolmisopesta sekä kolmelta näytteenottopaikalta Jormasjärveltä ja Kivijärvestä kahdelta paikalta sekä Laakajärvestä kolmelta näytteenottopaikalta. Kasviplanktonnäytteiden keskimääräisten biomassamäärien perusteella Oulujoen vesistöalueella Kalliojärvi oli hiukan rehevöitynyt, Kolmisoppi oli karu ja Jormasjärven rehevöityminen oli alkavaa. Vuoksen vesistöalueen puolella Kivijärvi oli keskimääräisen biomassamäärän perusteella rehevöitymiskehityksen alussa. Laakajärven pohjois- ja eteläosa olivat alkaneet rehevöityä, mutta järven keskiosa oli yhä karu. Kaikki tutkitut järvet olivat ympäristöhallinnon määrittämien luokittelukriteerien (Vuori ym. 2010) mukaan kasviplanktontulosten perusteella ekologisesti erinomaisessa tilassa. Luokittelukriteerit eivät kuitenkaan huomioi kasviplanktonyhteisön rakennetta sinilevien esiintymistä lukuun ottamatta. Myöskään yhteisörakenteessa tapahtuneet muutokset eivät vaikuta luokittelutuloksiin. Näistä syistä johtuen Kalliojärven, Kolmisopen ja Kivijärven ekologinen luokittelu on mitä todennäköisimmin virheellinen. Kasviplanktontutkimus on aiemmin tehty vuosina 2008 ja 2010. Kalliojärven, Kolmisopen ja Kivijärven kasviplanktonlajisto oli huomattavan erilainen vuosien 2010 ja 2012 tutkimusten aikaan verrattuna vuoteen 2008, jolloin kaivosvesien vaikutus oli vielä melko vähäinen. Vuonna 2012 Kivijärven biomassamäärät olivat huomattavasti pienempiä kuin vuosina 2008 ja 2010 eli kasviplanktonin kasvu oli vähentynyt selvästi. Kalliojärvessä ja Kolmisopessa biomassan määrä oli jo vuonna 2010 selkeästi pienempi kuin vuonna 2008, ja vuonna 2012 tilanne jatkui vuoden 2010 kaltaisena. Jormasjärven kasviplanktonlajistossa ei ole ollut havaittavissa merkittäviä muutoksia vuosien 2010 ja 2012 aikana, mutta järven keskimääräinen biomassamäärä vaikuttaisi olevan hienoisessa laskussa. Kehityssuunnan selvittäminen edellyttää kuitenkin kolmea vuotta pidempää seurantajaksoa. Kasviplanktontutkimusten tulosten perusteella Talvivaaran kaivoksen kuormituksella on ollut vuosien 2010 ja 2012 aikana merkittävä huonontava vaikutus Kalliojärven, Kolmisopen ja Kivijärven ekologiseen tilaan. Kalliojärven tila ei ollut vuonna 2012 oleellisesti parantunut vuoden 2010 tilanteeseen verrattuna. Kolmisopen ekologinen tila oli vuosina 2010 ja 2012 selkeästi vuoden 2008 luonnontilasta poikkeava. Kivijärven tila oli vuonna 2012 mahdollisesti paremmassa tilassa kuin vuonna 2010, mutta kehityssuunnan selvittäminen edellyttää jatkoseurantaa. Jormasjärvessä ja Laakajärvessä kaivosvesillä ei ollut merkittävää vaikutusta. 17 4 POHJAELÄINTUTKIMUS 4.1 Johdanto Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää Talvivaaran vaikutusalueen järvien pohjaeläinyhteisöjen koostumusta sekä arvioida kohteiden ekologista tilaa pohjaeläinmittareiden avulla. Pohjaeläinanalyysit ovat hyvä tapa arvioida vesistöihin kohdistuvien paineiden ekologisia vaikutuksia. Yhteys pohjaeläinyhteisöjen rakenteen ja ympäristömuuttujien välillä on todettu lukuisissa eri tutkimuksissa (mm. Haynes 1999, Whiles ym. 2000, Mykrä 2006). Eliöyhteisöjen katsotaan usein heijastavan vesialueen kuntoa paremmin kuin kemialliset tai fysikaaliset mittaukset, sillä ne reagoivat usealla tavalla eriasteisiin biokemiallisiin ja fyysisiin häiriöihin elinympäristössään (mm. Karr & Chu 2000). Pohjaeläimiä esiintyy lähes kaikissa vesistöissä ja suhteellisen pitkäikäisinä sekä Copyright Pöyry Finland Oy

paikallaan pysyvinä ne ilmaisevat elinympäristönsä hitaita muutoksia laajemmin kuin vain kyseisellä näytteenottohetkellä (Koskenniemi & Ruoppa 2004). 18 4.2 Tutkimuskohteet, pohjaeläinnäytteenotto, lajinmääritys sekä aiemmat aineistot Talvivaaran alueen järvien syvännepohjaeläinyhteisöjä on tutkittu aiemmin vuosina 2008 (Pöyry Environment Oy 2009) ja 2010 (Pöyry Finland Oy 2011). Vuonna 2012 järvien syvännepohjaeläinnäytteet kerättiin samoilta paikoilta kuin aiempina vuosina. Lisäksi vuonna 2012 syvännepohjaeläinnäytteitä otettiin viideltä uudelta tutkimusalueelta: Jormasjärvi 8 (Jor 8), Kivijärvi 2 (Kiv 2), Laakajärvi 13 (Laa 13), Laakajärvi 081 (Laa 081) ja Laakajärvi 12 (Laa 12). Vuoden 2012 pohjaeläimistöselvitykseen sisältyi myös Kalliojärven ranta-alueen pohjaeläinnäytteenotto yhdeltä tutkimusalalta. Rantaalueen näytteet otettiin ympäristöhallinnon nykyisen ohjeistuksen (Meissner ym. 2010) mukaan. Kalliojärveltä ei ole saatavissa aiempia ranta-alueen pohjaeläinaineistoja. Vuonna 2012 kaikki pohjaeläinnäytteet kerättiin 31.8. 1.9.2012. Näytteenottopaikkojen sijainnit on esitetty liitteessä 1. Vuosina 2008 ja 2010 jokaiselta järvisyvännenäytteenottoalueelta otettiin Ekmannoutimella (A=289 cm 2 ) jokien ja järvien biologisen seurannan XN3103 -ohjetta (Hellsten ym. 2010) soveltaen viisi rinnakkaista pohjaeläinnäytettä. Vuonna 2012 tutkimusalueilta otettiin Ekman-noutimella (A=289 cm 2 ) ympäristöhallinnon nykyisen ohjeistuksen (Meissner ym. 2010) mukaan kuusi näytettä. Näytteet seulottiin joka vuosi 0,5 mm seulalla ja säilöttiin noin 70 % etanoliin. Näytteiden sisältämät pohjaeläimet määritettiin vähintään ympäristöhallinnon järvien biologisen perusseurannan vaatimalle tavoitetaksonomiatasolle (ks. Hellsten ym. 2010, Meissner ym. 2010). Jokaisen pohjaeläintutkimusvuoden havaintopaikka- ja näytteenottotiedot sekä määritystulokset on tallennettu ympäristöhallinnon ylläpitämään POHJE -tietojärjestelmään. Mahdollisia kaivoksen toiminnasta johtuvia vaikutuksia järvisyvänteiden pohjaeläinyhteisöihin selvitettiin vertailemalla vakioseuranta-alojen eri vuosien järvisyvännepohjaeläinanalyysien tuloksia. Eri vuosien aineistojen yhdenmukaistamisen takia pohjaeläinyhteisöjen tilaa kuvaavat mittarit laskettiin uudestaan. 4.3 Järvien ekologisen tilan arviointi pohjaeläimistön perusteella Vesistöjen ekologisessa tila-arvioinnissa havaittua (observed = O) pohjaeläinmittariarvoa verrataan vesistötyyppikohtaiseen odotusarvoon (expected = E). Kyseessä on Vesipuitedirektiivin mukainen vertailuoloihin perustuva lähestymistapa (Hämäläinen ym. 2007, Vuori ym. 2010), jossa vesistön tilan arvioinnissa käytetään mittarikohtaisia ekologisia laatusuhteita (ELS). Kohteen ekologinen tila määräytyy havaittujen ja odotettujen arvojen poikkeamien suuruuden perusteella. Jos O/E -suhdeluku (ELS) on lähellä yhtä, tulkitaan paikan olevan ekologisesti häiriintymättömässä tilassa (mm. Wright ym. 2000). Mm. Vuori ym. (2006 & 2010) sekä Hämäläinen ym. (2007) ovat kuvanneet tarkemmin Suomen pintavesien tyypittelyn ja ekologisen luokittelujärjestelmän perusteita. Järvien ekologisessa tilaluokittelussa käytetään tällä hetkellä yhtenä mittarina syvänteiden surviaissääskitoukkien esiintymiseen perustuvaa pohjanlaatuindeksiä (BQI, Benthic Quality Index)(Wiederholm 1980). Indeksin laskennassa on pisteytetty seitsemän surviaissääskilajia niiden kuormituksen sietokyvyn perusteella. Esimerkiksi rehevyyttä ja matalaa alusveden happipitoisuutta ilmentävät lajit saavat matalia pistearvoja, kun karuja sekä kuormittamattomia oloja ilmentävät lajit saavat korkeita pistearvoja (Vuori ym. 2010). BQ -indeksi laskettiin kaavalla: Copyright Pöyry Finland Oy