Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

Samankaltaiset tiedostot
Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Kunnostusojituksen aiheuttama humuskuormitus Marjo Palviainen

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Keski-Suomen vesien tila. Maakuntavaltuuston seminaari, Jyväskylä Arja Koistinen, Keski-Suomen ELY-keskus

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

TURVETUOTANNON HUMUSKUORMITUS JA HUMUS VESISTÖSSÄ Mari Kangasluoma ja Kari Kainua

Turvetuotannon selvitykset ja toimenpiteet kesällä TASO hankkeen kuulumisia , Karstula Jaakko Soikkeli

Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto

Ei ole olemassa jätteitä, on vain helposti ja hieman hankalammin uudelleen käytettäviä materiaaleja

KALIUMPERMANGANAATIN KULUTUS

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

Metallien ympäristölaatunormit ja biosaatavuus. Matti Leppänen SYKE,

Metsätalouden vaikutukset Kitkaja Posionjärvien tilaan

Liuenneen hiilen (CDOM) laatu menetelmän soveltaminen turv le. Jonna Kuha, Toni Roiha, Mika Nieminen,Hannu Marttila

Raudan ja humuksen esiintymisestä ja vesistövaikutuksista Jäälinjärven valumaalueella

Perustietoa humuksesta. HUOMIOTA HUMUSVESIIN-hanke Arja Pihlaja/YSY 1

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus

Eri maankäyttömuotojen vaikutuksesta liukoisen orgaanisen aineksen määrään ja laatuun tapaustutkimus

PINTAVESIMUODOSTUMIEN RAJAUS, TYYPITTELYTILANNE JA LUOKITTELUN AIKATAULU

Hydrobiologian perusteet Hydrobiologian perusteet Virtavedet Seisovat vedet

Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön

Peltobiomassojen viljelyn vaikutus ravinne- ja kasvihuonekaasupäästöihin

Liukoiset humusaineet valumavesissä, Jaakko Saukkoriipi, Suomen ympäristökeskus,

Humus - Mitä se on ja mikä on sen merkitys? Peräkkäissuodatukset

Keski-Suomen vesien tila. Maakuntavaltuusto, Saarijärvi Arja Koistinen, Keski-Suomen ELY-keskus

RENKAJÄRVEN VEDENLAATU KESÄLLÄ 2014

Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011

Keski-Suomen vesienhoidon yhteistyöryhmä kemiallisesta luokittelusta

Hämeenlinnan ja Janakkalan Valajärven tila. Heli Jutila ympäristötarkastaja

Kontroll över surheten i Perho ås nedre del (PAHAprojektet) Juhani Hannila & Mats Willner PAHA-loppuseminaari Kokkola

ISO-KAIRIN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu vuosiin 1978, 1980 ja 1992

Keski-Suomen vesienhoidon yhteistyöryhmä pintavesien kemiallisesta luokittelusta

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Veden väri. Ilmasto vaikuttaa veden värin lisääntymiseen pohjoismaisissa järvissä

Maan happamuus ja kalkitus. Ravinnepiika, kevätinfo Helena Soinne

HAPPAMAT SULFAATTIMAAT - haitat ja niiden torjuminen. FRESHABIT, Karjaa Mikael Eklund, Peter Edén ja Jaakko Auri Geologian tutkimuskeskus

LLR-työ kalun öhje Vesinettiin (5/2013)

Turvepeltojen ympäristöhaasteet

Ympäristöanalytiikan projekti. Biokemiallinen hapenkulutus Bodominjärvessä. Projektisuunnitelma

PURUVEDEN VEDENLAATUTIEDOT PITKÄNAJAN SEURANNAN TULOKSISSA SEURANTAPAIKKASSA 39

Kiintoaineen ja humuksen mallintaminen. Markus Huttunen ja Vanamo Seppänen 11/11/2013

Vesiensuojelukosteikot

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY LUONNONVARAKESKUS VANTAA, ROVANIEMI

Tuotteet / Product Group

METSÄTAIMITARHAPÄIVÄT 2016 KEKKILÄ PROFESSIONAL

- eliöistä peräisin olevien, osittain hajonneiden hiilipitoisten aineiden seos 1p - lista max 4p, á 0.5 p/kohta - kieli ja selkeys 1p

PERTUNMAAN JA HEINOLAN JÄRVITUTKIMUKSET VUONNA 2007

Metsätalouden kosteikot -seurantatietoja Kyyjärven ja Kaihlalammen kosteikoista

Liite 1. Saimaa. Immalanjärvi. Vuoksi. Mellonlahti. Joutseno. Venäjä

Maatalousmaasta huuhtoutuva liukoinen orgaaninen hiili

Veden mikrobiologisen laadun hallinta vesilaitoksilla. Ilkka Miettinen

Vesiensuojelu metsänuudistamisessa kivennäismailla

Vesa Kettunen Kehityspäällikkö Kemira Oyj, Municipal&Industrial. p

VILJAVUUSTUTKIMUS s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro

LOHJAN JÄRVIEN VEDENLAATUSEURANTA 2012 Kaitalampi

HAAPAVEDEN KAUPUNGIN YMPÄRISTÖLABORATORION TUTKIMUSMAKSUT ALKAEN

Vesiensuojelu metsätaloudessa Biotalous tänään ja huomenna Saarijärvi Juha Jämsén Suomen metsäkeskus

Suot puhdistavat vesiä. Kaisa Heikkinen, FT, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Ympäristön tila alkuvuonna 2013

Valumavettä puhdistavat kosteikot ja pintavalutuskentät vesien hoidossa Suomen pintavesien ekologinen tila

Metsätalouden ja turvetuotannon vedenlaadun seuranta TASO-hankkeessa

LUONNONHUUHTOUMA Tietoa luonnonhuuhtoumasta tarvitaan ihmisen aiheuttaman kuormituksen arvioimiseksi Erityisesti metsätalous

Paljon vai vähän? Energian kokonaiskulutus 2010, Turvemaiden maankäyttömuodot pinta-alan suhteen. Puupolttoaineet 22 % Öljy 24 % Muut 2 %

MAAN KASVUKUNTO. Luomupäivät Kuopiossa. Suvi Mantsinen, Humuspehtoori Oy

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

TUTKIMUSTODISTUS. Jyväskylän Ympäristölaboratorio. Sivu: 1(1) Päivä: Tilaaja:

Typenpoiston tehostaminen vesistön mikrobeilla

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa. Kaj Jansson Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus

Käsitys metsäojituksen vesistökuormituksesta on muuttunut miksi ja miten paljon?

Kokemuksia jatkuvatoimista mittauksista turvetuotantoalueilla Jaakko Soikkeli

Valuma-alueen merkitys vesien tilan parantamisessa. Vanajavesikeskus-hankkeen Vesistöasiantuntija Suvi Mäkelä

Vesiensuojeluseminaari Imatra. Visa Niittyniemi Vesistöpäällikkö

Katsaus Suomenlahden ja erityisesti Helsingin edustan merialueen tilaan

VANJOEN JA SEN SIVU-UOMIEN MAIJANOJAN JA ORHINOJAN VEDEN LAATU

Suot maataloudessa. Martti Esala ja Merja Myllys, MTT. Suoseuran 60-vuotisjuhlaseminaari

Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa. Marja Lehto, MTT

(EY) N:o 1907/2006 mukainen käyttöturvallisuustiedote

VILJAVUUSTUTKIMUS s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro

HUMUSVESIEN PUHDISTUSTEKNOLOGIA

Asukkaat ovat kysyneet Kalliojärven ja Kivijärven veden käyttökelpoisuutta talous-, uima-, pesu- ja löylyvedeksi.

Standardien merkitys jätelainsäädännössä

Optiset vedenlaadun kenttämittaukset

Vesistöjen nykytila Iisalmen reitillä Iisalmen reitti -seminaari , Iisalmi

MIKSI JÄRVI SAIRASTUU?

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

Puulan länsiosan ja siihen laskevien vesien ekologinen luokittelu

A. Talousvedelle asetetut laatuvaatimukset ja -suositukset

PIRKANMAAN 1. VAIHEMAAKUNTAKAAVAN (TURVETUOTANTO) VESISTÖSELVITYS HUMUS- JA KIINTOAINEKUORMITUS JA VESISTÖVAIKUTUKSET

Sulfaattimailla syntyvän happaman kuormituksen ennakointi- ja hallintamenetelmät SuHE-hankkeen loppuseminaari Loppuyhteenveto Raimo Ihme

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

Rinnakkaissaostuksesta biologiseen fosforinpoistoon

Bioenergia ry TURVETUOTANTOALUEIDEN OMINAISKUORMITUSSELVITYS

Sulfidisavien tutkiminen

Metsätalouden vaikutukset kirkasvetiseen Puulaan

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Transkriptio:

Humusvedet Tummien vesien ekologiaa Lauri Arvola Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

Sisältö Mitä humus on? Humusaineiden mittaamisesta Humusaineiden hajoaminen Mistä vesistöjen humusaineet ovat peräisin? Missä humusvedet sijaitsevat? Miten humus vaikuttaa vesistöissä? Johtopäätökset

Mitä humus on? Humus (lat. = maa, maaperä) eli mullas tai humusaineet on tummaa, eloperäistä ainetta, jossa on runsaasti humushappoja. Humus muodostuu eloperäisten ainesten maatumisesta ja kasvien muuttumisesta kangasturpeeksi. Humusta syntyy esimerkiksi kompostoinnista. Humusta esiintyy myös soiden läheisten järvien ja jokien vedessä, kun humus huuhtoutuu joen mukana järveen ja värjää veden tummanruskeaksi. Soilta tuleva humuksen värjäämä vesi on kuitenkin kirkasta, toisin kuin savialueiden järvien vesi, joka on sameaa ja vaaleamman ruskeaa (Wikipedia) Humusaineet esiintyvät vedessä liukoisena, kolloideina sekä kiinteässä muodossa (Kronberg 1999)

Fulvohappo Humushappo Humushapot vesiliukoisia kun ph > 2. Yleensä muodostavat suurimman (uutettavan) jakeen maaperän humusaineista. Fulvohapot vesiliukoisia koko ph skaalalla. Kun humusaineet uuteetaan alhaisessa ph:ssa (ph<2), liuokseen jää jäljelle fulvohapot. Humiiniyhdisteet eivät ole veteen liukoisia yhdisteitä.

Humusaineiden ja kasvimateriaalin alkuainekoostumus (Kononova) Yhdiste % tuhkaton kuivapaino Hiili (C) Vety (H) Happi (O) Typpi (N) Fulvohappo 44-49 3.5 5.0 44-49 2.0 4.0 Humushappo 52-62 3.0 5.5 30-33 3.5 5.0 Proteiini 50-55 6.5 7.3 19-24 15.0 19.0 Ligniini 62-69 5.0 6.5 26-33 - Orgaanisen aineksen tärkein funktionaalinen ryhmä ovat karboksyylihapot, sillä ne vaikuttavat orgaanisen aineksen liukoisuuteen ja happamuuteen (Peuravuori & Pihlaja 1999)

Humuspitoisuuden mittaamisessa käytettäviä menetelmiä TOC mg C/L Orgaaninen hiili Näytteen sisältämä orgaaninen hiili DOC mg C/L Liennut orgaaninen hiili Orgaaninen hiili, joka suodattuu 0.5 um suodattimen läpi BOD 7 mg O 2 /L Biologinen hapenkulutus Bakteerien 7 päivän aikana kuluttama happimäärä COD Mn mg O2/L Kemiallinen hapenkulutus KMnO 4 :n aiheuttama orgaanisen aineen kemiallinen hajoaminen Dikromaattia (COD Cr ) käyettäänteollisuuden vesiin, koska se on voimakkaampi hapetin kuin mangaani KMnO 4 mg/l Kaliumpermangan. kulutus KMnO4:n aihettama orgaanisen aineen kemiallinen hajoaminen COD Mn ~ KMnO 4 /3.95 ~ DOC Veden väri mg Pt/L Väriarvoa verrataan standardiin Suodatetun näytteen väriä verrataan PtCo-liuoksen väriin tai kiekon väriin Veden absorbanssi Absorbanssin mittaus Suodatetun veden absorbanssi esim. aallonpituuksilla 254, 400, 420 tai 436nm Liuennut vs. hiukkasmainen orgaaninen aine

Mistä vesistöjen humusaineet ovat peräisin? Orgaanista ainetta tulee veteen Valuma-alueelta Vesistön itsensä tuottamana (levät, kasvillisuus) Ilmaperäinen kuormitus hyvin vähäistä Valuma-alueen merkitys orgaanisen aineen kuormituksessa korostuu humusvesistöissä Metsämaasta (26 milj.ha) noin 1/3 (8.9 milj.ha) on luokiteltu suoksi

Miten humus tulee vesistöihin? Edellisen vuoden kosteusolosuhteiden heijastuminen pikkujärvien veden laatuun talvella Järven hydrologinen asema/sijainti Järvinen et al. 2002

Missä humusvedet sijaitsevat? Hiilen määrä vesissä on suuri alueilla, missä on paljon soita. Soita on erityisen paljon vedenjakaja-alueilla.

Humusaineiden hajoaminen Valohajoaminen (UV-valo) Biologinen hajoaminen; DOC:sta yleensä vain pieni osa (<5%) helposti mikrobien hajotettavissa 25 Bacterial carbon production response {i.e., [(BCPUV BCPdark)/BCPdark] 100} after 5 h and 43 to 65 h of the addition of irradiated or nonirradiated humic substances. 20 HA mg L -1 15 10 y = -0.021x + 19.17 R² = 0.917 5 0 y = -0.017x + 9.923 R² = 0.982 0 100 200 300 400 500 600 700 Inkubointiaika (min) Anesio A M et al. Appl. Environ. Microbiol. 2005;71:6267-6275 Remoundaki ym. 2009

Järvisedimenttien hiilivarastot (GTK) 50 kg C m -2 40 30 20 10 Järvisedimenttien keskimääräinen hiilivarasto on 19 kg m -2 ja varastoitumisnopeus 2.0 g m -2 a -1 0 >100 km2 100-10 km2 10-1 km2 1-0.1 km2 <0.1 km2 20 kg C m -2 15 10 Soiden osuus valumaalueesta vaihtelee suuresti ollen etelässä 8-9% ja pohjoisessa 24% 5 0 Vuoksi Kymijoki Oulujoki Kemijoki Pajunen 2007

Järvien tyypittely Pohjois-Lapin järvet (PoLa). Runsasravinteiset ja runsaskalkkiset järvet (RrRc). Vähähumuksiset järvet (Vh). (väri <30 mg Pt/l) Matalat vähähumuksiset järvet (VhM). Suuret vähähumuksiset järvet (SVh). Lyhytviipymäiset järvet (Lv). Väriarvot 30-90 mg Pt/l Pienet keskihumuksiset järvet (PKh). Keskikokoiset keskihumuksiset järvet (KkKh). Matalat keskihumuksiset järvet (KhM). Suuret keskihumuksiset järvet (SKh). Väriarvot > 90 mg Pt/l Runsashumuksiset järvet (Rh). Matalat runsashumuksiset järvet (RhM). Vuori ym. 2006

Miten humus vaikuttaa vesistöissä? Humus vaikuttaa epäorgaanisten ja orgaanisten ravinteiden kulkeutumiseen ja käyttökelpoisuuteen leville ja mikrobeille Humus vaikuttaa raskasmetallien ja orgaanisten epäpuhtauksien myrkyllisyyteen ympäristössä muodostamalla komplekseja monien myrkyllisten aineiden kanssa Happo-emäs-ominaisuuksiensa vuoksi humus on tärkeä tekijä pintavesien happamuuden säätelyssä Pintavedet voivat olla humuksen johdosta luontaisesti happamia (ph<6) Sedimentin koostumus muuttuu humuspitoisuuden kasvaessa

Hiilen lähteet ja vuot Sää/Ilmasto CO 2 CO 2 CH 4 CO 2 CH 4 MiKrobihajotus-> CO 2 ylikyllästys UV-valo Lumi ja maavesi C-varastoit. Meri Järvi Joki: DOC, TIC Maaperän OC CO 2 vedessä: Ca,MgCO 3 liukeneminen Kallioperän Ca,MgCO 3 KIITOS! Org. aineen hajoaminen ja huuhtoutuminen Mukailtu Middelkoop 2008

Johtopäätökset Humusjärvet Suomen luonnon erityispiirre Turvemaiden suuri määrä selittää vesistöjen korkean humuspitoisuuden Valuma-alueelta peräisin olevat orgaaniset yhdisteet vaikuttavat vesistöjen fysikaalisiin, kemiallisiin ja biologisiin ominaisuuksiin Ilmastonmuutoksen ennakoidaan lisäävän vesistöjen orgaanisen aineen kuormitusta Maankäytöllä on ratkaiseva merkitys vesistöjen ihmisperäisessä orgaanisessa kuormituksessa Vesistöt varastoivat merkittäviä määriä orgaanisia yhdisteitä ja muuttavat suuria määriä valuma-alueelta peräisin olevia orgaanisia yhdisteitä hiilidioksidiksi ja metaaniksi -> humusvesistöt ovat merkittäviä kasvihuonekaasujen tuottajia