Mikko Kiirikki, Antti Lindfors & Olli Huttunen

Mikko Kiirikki, Antti Lindfors & Olli Huttunen

Johdanto Lohjanjärven vedenlaadun kartoitus liittyy Karjaanjoki Life hankkeeseen, jossa Lohjanjärven ja sen valuma-alueen tilaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä selvitetään kenttämittausten, satelliittikuvatulkintojen ja vedenlaatumallien avulla. Tässä raportissa esitetyt mittaukset tehtiin 5.8.2004 Luode Consulting Oy:n tutkimusalukseen asennetun mittalaitteiston avulla. Laitteisto analysoi ja tallettaa paikkatietoon sidotut vedenlaatutiedot aluksen liikkuessa. Samalta mittausreitiltä kerättiin myös pintavesinäytteet 11 pisteeltä LUVY:n laboratorioanalyysejä varten. Mittaukset oli ajoitettu samalle päivälle Landsat-ylilennon ja lentokoneeseen asennetun TKK:n AISA-instrumentin mittauslentojen kanssa. Mittaukset ja menetelmät Näytevesi johdetaan mittauslaitteistoon 0,5 m syvyydeltä aluksen alta. Laitteisto koostuu useasta optisesta ja sähköisestä mittalaitteesta, joiden läpi analysoitava vesi kiertää. Mittauksista lasketaan yhden sekunnin keskiarvo, jotka vastaa ajonopeudesta riippuen 5-15 m matkaa. Kaikki mittaustulokset tallennetaan yhdessä tarkan satelliittipaikannukseen perustuvan DGPS -paikkatiedon kanssa. Optiset vedenlaatutiedot määritettiin WetLabs Inc. valmistamalla valon attenuaatio- ja absorptiomittarilla AC-9. Laite mittaa valon käyttäytymistä tutkittavassa vesimassassa yhdeksällä eri aallonpituudella. Veden lämpötila ja johtokyky mitattiin YSI-6600 moniparametrimittarilla, jossa on lisäksi sameusanturi ja fluorometri. Optisista mittauksista laskettiin bio-optisen mallin avulla epäorgaanisen kiintoaineen pitoisuus, humusaineiden aiheuttama absorptio ja laskennallinen secchi-syvyys. Laboratoriossa tehtyjä analyysejä käytettiin mittalaitteiston antamien tulosten kalibrointiin. Kalibroiduista mittaustuloksista piirrettiin Lohjanjärven vedenlaatukartat, jotka perustuvat yli 27.000 mittausreitin varrella sijaitsevan pisteen tietoihin (Kuva 1). Kuva 1. Lohjanjärven vedenlaadun kartoituksessa 5.8.2004 käytetty mittausreitti (punaiset pisteet) sekä laboratorioanalyysejä varten otetut vesinäytteet (siniset pisteet).

Mittauspäivänä Lohjanjärvellä oli tyyni ja lähes pilvetön sää. Viikkoa aikaisemmin alueella oli erittäin voimakkaita sateita, jotka lisäsivät Lohjajärveen tulevan virtaaman moninkertaiseksi normaalitilanteeseen verrattuna. Esimerkiksi Nummenjoessa mitattiin keskiarvoon verrattuna noin kymenkertainen virtaama (Kuva 2). Kuva 2. Nummenjoen virtaama vuonna 2004 sekä pitkäaikainen keskivirtaama. Lähde: Ympäristöhallinto. Tulokset ja johtopäätökset Fluorometrisesti määritettyä klorofylliä ja bio-optisella mallilla laskettua epäorgaanisen kiintoaineen pitoisuutta verrattiin LUVY:n laboratoriossa määritettyihin klorofylli ja kokonaiskiintoaine tuloksiin (Kuva 3). Kummassakin tapauksessa mobiileilla laitteilla tehdyt määritysten selitysasteet laboratoriotuloksille olivat noin 90%. Klorofyllitulokset korjattiin lineaarisen regressioyhtälön avulla laboratoriotulosten mukaisiksi ennen kartan piirtämistä. Epäorgaaninen kiintoaine oli keskimäärin 30% matalampi kuin laboratoriossa määritetty kokonaiskiintoaine. Tulvan jälkeisessä tilanteessa orgaanisen kiintoaineen osuus voi olla huomattava. Tästä syystä epäorgaanisen kiintoaineen pitoisuudet esitetään karttakuvissa ilman laboratoriotulosten perusteella tehtyä korjausta. Veden sameus (Kuva 4) ja epäorgaanisen kiintoaineen pitoisuus (Kuva 5) kuvaavat hyvin tulvan jäkeistä tilannetta. Lohjanjärveen on mittausta edeltäneellä viikolla virrannut Hiidenveden suunnalta suuria määriä kiintoaineen samentamaa vettä. Kiintoainepitoisuudet laskevat kuitenkin jyrkästi länttä kohti Isoselälle tultaessa. Kohonneita kiintoainepitoisuuksia havaittiin lisäksi matalalla Virkkalanlahdella. Korkeimmat klorofyllipitoisuudet 25-35 µg/l mitattiin Ristiselällä ja Aurlahdella sekä niiden länsipuolella olevien saarten väleissä (Kuva 6). Yläpuolisesta vesistöstä tuleva voimakas virtaama ja samentunut vesi hillitsivät todennäköisesti leväbiomassan kasvua Pappilanlahdella. Isoselällä klorofyllipitoisuudet olivat jo selvästi matalampia (<10 µg/l) ja laskivat länttä kohti. Järven länsi- ja pohjois-osissa oltiin yleisesti tasolla <5 µg/l. Virkkalanlahdella havaittiin lievästi kohonneita (>10 µg/l) klorofylliarvoja.

laboratoriossa määritetty kiintoaine [mg/l] 12 10 8 6 4 2 y = 1.4x - 0.84 R 2 = 0.90 laboratoriossa määritetty klorofylli-a [ug/l] 40 30 20 10 y = 0.85x - 6.2 R 2 = 0.88 0 0 2 4 6 8 10 12 optisella mallilla laskettu epäorgaaninen kiintoaine [mg/l] 0 0 10 20 30 40 fluorometrisesti määritetty klorofylli-a [ug/l] Kuva 3. Bio-optisella mallilla lasketun epäorgaanisen kiintoaineen (vasen kuva) ja fluorometrisesti määritetyn klorofyllin (oikea kuva) vertailu laboratoriotuloksiin Lohjanjärvellä 5.8.2004 kerätyssä aineistossa. Tulvavesien mukana Lohjanjärveen oli kulkeutunut myös runsaasti humusaineita, jotka värjäsivät veden paikoitellen ruskeaksi. Humusaineiden aiheuttama absorptio oli voimakkaimmillaan Pappilanlahdella ja Ristiselällä, minne Hiidenveden suunnalta tulevat jokivedet laskevat (Kuva 7). Kohonneita arvoja havaittiin myös pienellä alueella Karstunlahden pohjukassa. Myös Kyrköfjärdenillä havaittiin lievästi kohonneita arvoja, jotka todennäköisesti liittyvät Kirkniemen tehtaiden jätevesiin. Kiintoaineen, levien ja humusaineiden aiheuttaman valon kokonaisvaimenemisen perusteella arvioitiin myös laskennalliset secchi-syvyydet koko tutkimusalueelle (Kuva 8). Arvot vaihtelivat Ristiselän 0.8 metristä Outamonjärven lähes 5 metriin. Järven länsi- ja pohjoisosissa näkösyvyys oli yleisesti tasolla 2-3 m, etelä- ja kaakkoisosissa jäätiin alle kahden metrin. Lohjanjärven veden johtokyky oli selvästi sen yläpuolisia vesistöjä korkeampi. Pappilanlahteen tulevat jokivedet ja Outamonjärven vesi ovat johtokyvyltään tasoa 95-105 µs/cm. Isoselällä ja Karstunlahdella noustaan tasolle 115-120 µs/cm ja Lohjanjärven etäosissa mitattiin yleisesti yli 120 µs/cm lukemia (Kuva 9). Yhdyskuntajätevedenpuhdistamoiden purkupaikoilla ei havaittu kohonneita johtokykyarvoja pintavedessä, mikä saattaa johtua siitä että yhdyskuntajätevedet ovat kesällä usein pintavettä raskaampia ja painuvat tästä syystä pohjan läheisyyteen. Kirkniemen tehtaiden jätevesien purkualueella Kyrköfjärdenillä havaittiin järven korkeimmat johtokykyarvot, jotka nousivat yli 140 µs/cm. Veden lämpötila vaihteli Lohjanjärven eri osissa vain vähän. Suurimmassa osassa järveä pintalämpötila oli 21 ja 24 C välillä (Kuva 10).

15 NTU 12 NTU 9 NTU 6 NTU 3 NTU 0 NTU Kuva 4. Lohjanjärven pintaveden sameus 5.8.2004 YSI6600 mittalaitteella määritettynä. 10 mg/l 8 mg/l 6 mg/l 4 mg/l 2 mg/l 0 mg/l Kuva 5. Lohjanjärven pintaveden epäorgaaninen kiintoaine 5.8.2004 AC-9 mittalaitteen ja biooptisen mallin tulosten perusteella.

36 ug/l 30 ug/l 24 ug/l 18 ug/l 12 ug/l 6 ug/l 0 ug/l Kuva 6. Lohjanjärven pintaveden klorofylli-a 5.8.2004 fluorometrisesti YSI6600 mittalaitteella määritettynä. Tulokset on kalibroitu laboratorioanalyyseillä. 10 1/m 8 1/m 6 1/m 4 1/m 2 1/m 0 1/m Kuva 7. Lohjanjärven pintaveden humusaineiden aiheuttama absorptio 5.8.2004 AC-9 mittalaitteen ja bio-optisen mallin tulosten perusteella.

4.0 m 3.6 m 3.2 m 2.8 m 2.4 m 2.0 m 1.6 m 1.2 m 0.8 m Kuva 8. Lohjanjärven laskennallinen secchi-syvyys 5.8.2004 AC-9 mittalaitteen tulosten perusteella. 140 us/cm 130 us/cm 120 us/cm 110 us/cm 100 us/cm 90 us/cm Kuva 9. Lohjanjärven pintaveden johtokyky 5.8.2004 YSI6600 mittalaitteella määritettynä.

25 C 24 C 23 C 22 C 21 C 20 C 19 C 18 C 17 C 16 C 15 C Kuva 10. Lohjanjärven pintaveden lämpötila 5.8.2004 YSI6600 mittalaitteella määritettynä.