16.6.2015 RANNIKON VEDENLAADUN SEURANTAOHJE VUOSILLE 2014-2019 YHTEYSHENKILÖT: Kansallinen koordinaatio: SYKE/ Merikeskus: Pirkko Kauppila, pirkko.kauppila@ymparisto.fi puh. +358 295 251 269 SYKE / Merikeskus: Kari Kallio kari.y.kallio@ymparisto.fi (kaukokartoitus) Alueellinen koordinaatio: Lapin Ely-keskus: Annukka Puro-Tahvanainen annukka.puro-tahvanainen@ely-keskus.fi Pohjois-Pohjanmaan Ely-keskus: Mirja Heikkinen mirja.heikkinen@ely-keskus.fi Etelä-Pohjanmaan Ely-keskus: Hans-Göran Lax hans-goran.lax@ely-keskus.fi Varsinais-Suomen Ely-keskus: Janne Suomela janne.suomela@ely-keskus.fi Uudenmaan Ely-keskus: Mikaela Ahlman mikaela.ahlman@ely-keskus.fi Kaakkois-Suomen Ely-keskus:Jouni Törrönen jouni.torronen@ely-keskus.fi 1. Tausta Rannikkovesien vedenlaadun seuranta käynnistyi alun perin Vesihallituksen ja Merentutkimuslaitoksen yhteistyönä noin 30 havaintoasemalla vuonna 1965. Rannikkovesien kansallista seurantaa on perinteisesti toteutettu ympäristöhallinnon alaisuudessa: harvan näytteenoton havaintoasemilla1979 lähtien ja intensiivisen näytteenoton havaintoasemilla vuodesta 1983 lähtien. Rannikon vedenlaadun seuranta on nykyisin osa merenhoidon kokonaisvaltaista suunnittelua, jota tehdään vesienhoidon ja merenhoidon järjestämisestä annetun lain (272/2011) ja merenhoidon järjestämisestä annetun valtioneuvoston asetuksen (980/2011) toteuttamiseksi. Tämä laki ja asetus on annettu sekä meristrategiadirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2008/56/EY) että vesipuitedirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2000/60/EY) kansallista toimeenpanoa varten. Suomessa vesipuitedirektiivin mukaista strategiaa kutsutaan vesienhoitosuunnitelmaksi ja meristrategian mukaista strategiaa merenhoitosuunnitelmaksi. Rannikkovedet kuuluvat molempien direktiivien toimeenpanon piiriin. Suomen rannikkovesien ja avomeren seurannat on koottu yhdennetyksi meriseurantaohjelmaksi, joka esitellään yleisemmin Suomen merenhoidon seurantakäsikirjassa (http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Meri/Itameren_tilan_seuranta). Rannikkovesien vedenlaadun seuranta jakautuu siinä kolmeen osaan: (i) vesipatsaan fysikaaliseen seurantaan, (ii) vesipatsaan kemialliseen seurantaan ja (iii) kasviplanktonin pigmenttien seurantaan. Fysikaalinen seuranta on osa vesipatsaan monimuotoisuuden seurantaa. Vesipatsaan kemiallinen seuranta ja kasviplanktonin pigmenttien seuranta liittyvät puolestaan rehevöitymiseen. Rannikkovesien vedenlaatua seurataan kaikkiaan 214 havaintoasemalta, jotka voidaan seurannan intensiivisyyden perusteella jakaa intensiiviasemiin ja kartoitusluonteisiin asemiin. Intensiiviasemilla näytteitä otetaan (7)-10-20 kertaa vuodessa, kun taas kartoitusluonteisilla asemilla käydään 1-4 kertaa vuodessa. Seurannan intensiivisyys vaikuttaa mm. näytteenoton ajankohtaan ja tiheyteen, vertikaalisten näytteiden määrään, näytesyvyyksiin ja siihen, mitä määrityksiä erityyppisiltä havaintoasemilta tehdään. Osa asemista palvelee kaukokartoitustarpeita siten, että näytteiden tuloksia käytetään kaukokartoitustulkintojen validointiin. Tämä ohjeistus keskittyy vedenlaadun näytteenoton yksityiskohtiin, jotka koskevat rannikkovesien fysikaalista, kemiallista ja kasviplanktonin pigmenttien seurantaa. Ohjeistus annetaan erikseen in- 1
tensiiviasemille ja kartoitusluonteisille asemille. Lisäksi kaukokartoitukseen liittyvät määritykset käsitellään erikseen. Vedenlaadun seurantatulokset tallennetaan ympäristöhallinnon HERTTArekisteriin. 2. Intensiiviasemat 2.1.1 Havaintoasemat ja näytteenottosyvyydet Pitkäaikaismuutosten intensiiviseurantaan kuuluu kaikkiaan19 havaintoasemaa, joita seurataan (7)- 10-20 kertaa vuodessa (Taulukko 1). Kolme näistä havaintoasemista on ns. puoli-intensiiviasemia, joilla näytteenottotiheys on 7 kertaa vuodessa. Havaintoasemat syvyys- ja sijaintitietoineen on lueteltu liitetaulukossa Rannikon_vedenlaatuasemat.xls. Intensiiviasemilla otetaan vertikaalinäytteet fysikaalisia ja kemiallisia määrityksiä varten. Näytteenottosyvyydet on lueteltu havaintopaikkataulukossa. Erityisesti tulee huomata, että näytteenottokerran kokonaissyvyys on joka kerta kirjattava muistiin, koska tietoa tarvitaan analyysituloksia tulkittaessa. Kaukokartoitustyön kannalta on tärkeää kirjata näytteenottopäivämäärän yhteydessä lisäksi kellonaika ja huolehdittava, että se tallennetaan myös rekisteriin. Kasviplanktonin a-klorofylli määritetään kokoomanäytteestä. Kokoomanäytteen syvyys on kaksi kertaa näkösyvyys. Näyte kootaan 4-6 nostosta mahdollisimman tasaisin välein ja niin, ettei vettä oteta alarajan alapuolelta. Yleisohje on että näyte kootaan seuraavasti: Jos näkösyvyys (m) Väh. 4,1 3,1 4,0 0, 2, 4, 6 ja 8 m 2,1 3,0 0, 2, 4 ja 6 m 1,1 2,0 0, 1, 2, 3, ja 4 m Alle 1,0 0, 0.5, 1, 1.5 ja 2 m Näyte kootaan seuraavista osanäytteistä 0, 2, 4, 6, 8 ja 10 m Osanäytteiden kokoamissyvyys määräytyy näkösyvyyden mukaan jokaisella näytteenottokerralla erikseen. 2.1.2 Näytteenottoaikataulu Taulukoon 1 on koottu yhdennetyn meriseurantaohjelman mukaiset näytemäärät ja ajankohdat, jotka on tarkoitus päivittää tähän ohjeeseen kesän 2015 aikana sen jälkeen, kun seurannan karsimisista on sovittu. Intensiiviasemien näytteenoton ajankohdat on sovitettu ottamalla huomioon aseman sijainti ja sen vaikutus vedenlaadun muuttujien kausivaihteluun. Biologiset määritykset (a-klorofylli) tehdään yleensä avovesikaudella (taulukossa sinisellä), mutta biologisten näytteiden frekvenssi tulee kuitenkin suunnitella niin, että tuotannon nollatilanne voidaan todeta sekä keväällä että syksyllä. ahden ja Saaristomeren alueella biologiset näytteet otetaan myös talvella, ellei meri ole pysyvästi jäässä. Kaikki näytteet tulee näytteenoton jälkeen säilyttää kannellisessa kylmälaukussa, jonka lämpötila pidetään n. + 4 C. Näytemäärät / kk Vastuu- I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Yht Huom. ELY PERÄMERI LAP 1 1 1 3 3 2 2 1 14 2
LAV4 Hailuodon PPO 1 1 1 3 3 2 2 1 14 ed int.asema Kokkolan EPO 1 1 1 3 3 2 2 1 1 1 16 edusta K-B Vavy-19 EPO 1 1 1 3 3 2 2 1 1 1 16 Storbådan Vav-11 V-4 EPO 1 1 1 3 3 2 2 1 1 1 16 Kylmäpihl lä VAR 1 1 1 2 1 1 7 * 435 (L25) Brändö 100 VAR 1 1 3 3 2 2 2 2 1 1 1 18 intensiivias Nau 2361 Seili intens VAR 1 1 1 3 3 2 2 2 2 1 1 1 20 Turun yliop. Korp 200 VAR 1 1 3 3 2 2 2 2 1 1 18 A Utö intens UUS-23 Längden Norra Sådö 43 UUS-10A Länsi-Tonttu UYK-3 Sipoonselkä UUS-15 Porvoo 55 Ängsön Kyvy-1 Vehkaluoto 355 Tammio 356 Haapas Kyvy-11 Huovari Kyvy-8a UUS 1 1 3 2 2 2 2 1 1 15 Tvärminnen eläintiet. asema, A UUS 1 2 1 2 2 1 1 10 UUS 1 1 3 2 2 2 2 1 1 15 M, Helsingin kaup. UUS 1 1 1 1 1 2 1 1 2 10 M UUS 1 1 1 1 1 2 1 1 2 10 M KAS 1 1 1 1 1 1 1 7 M KAS 1 1 1 1 1 1 1 7 M KAS 1 1 1 2 4 2 2 2 2 1 1 1 20 M KAS 1 1 1 2 4 2 2 2 2 1 1 1 20 M, A KAS 1 1 1 2 4 2 2 2 2 1 1 1 20 M Taulukko 1. Näytteidenottoajankohdat ja näytemäärät rannikon intensiiviasemilla ja puoli-intensiiviasemilla. ahdella osa kesän 2015 näytteenotosta tehdään Muikun tutkimusmatkan yhteydessä (M). Osa näytteenotosta tehdään yhteistyönä konsulttien tai yliopiston kanssa (mm, Helsingin kaupunki, Turun yliopisto, Tvärminnen eläintieteellinen asema). Lisäksi Aranda vierailee COMBINE -ohjelmansa mukaisesti tietyillä asemilla tai lähiasemilla (A). Sinisellä koskevat ajankohdat koskevat fysikaalis-kemiallisten näytteiden lisäksi myös kokoomanäytteitä, joista määritetään a-klorofylli. Avovesikaudella otetaan biologiset näytteet a-klorofyllianalyysejä varten. Biologisten muuttujien analysointi aloitetaan keväällä ennen tuotantokauden alkua ja lopetetaan syksyllä aikaisintaan marraskuussa. Poikkeuksena ovat itäisen ahden kaksi "puoli-intensiiviasemaa", joilla näytteenottoa on harvennettu. 2.1.3 Määritykset 3
Näytteenotto pyritään mahdollisuuksien mukaan järjestämään siten, että ph, epäorgaaniset ravinteet ja a-klorofyllin suodatus tehdään laboratorioissa samana päivänä kuin näytteenotto. Ryhmä CW-A (Vertikaalinäytteet, liite Rannikon_vedenlaatu_analyysiryhmat.xls) näkösyvyys -- lämpötila TEMP;; suolaisuus SAL;;CN happipitoisuus O2D;;TI hapen kyllästysaste O2S;;TI sameus TURB;;TUA ph PH;;EL väriluku CNR;;CM kokonaistyppi NTOT;D12;SP NO2-N + NO3-N NO23N;;SP NH4-N NH4N;;SP kokonaisfosfori PTOT;D11;SP PO4-P PO4P;;SP SIO2 SIO2;;SP Ryhmä CW-B (pinnasta ja pohjan läheltä) Fe FE;D11;SP Ryhmä CW-C (vain 1 ja 10 m syvyydestä) TOC TOC;;IR Ryhmä CW-D (kokoomanäyte) a-klorofylli CP;E12;SP Ryhmä CW-E (kaukokartoitus) absortiokerroin 400 nm absortiokerroin 750 nm kiintoaine (k-a) ABSCA;F4;SP SS;F4;GVS 3. Kartoitusasemat 3.2.1 Havaintoasemat ja näytteenottosyvyydet Yhteensä 117 rannikon kartoitusasemalla vedenlaatua seurataan 1-4 kertaa vuodessa. Havaintoasemat syvyys- ja sijaintitietoineen on lueteltu liitetaulukossa Rannikon vedenlaadun havaintoasemat.xls. 3.2.2 Näytteenottoaikataulu Näytteitä otetaan vähintään kahdesti vuodessa, talvella ja keskikesällä, mutta osalla asemista on useampi havainto avovesikauden aikana (Rannikon vedenlaadun havaintoasemat.xls). 4
Kartoitusasemalla näytteitä otetaan kahdesta syvyydestä: pinnalta (1 m) ja pohjan läheisestä vesikerroksesta (1 m pohjan yläpuolelta). Hydrografiset muuttujat mitataan perinteisiltä välisyvyyksiltä, jotta kerrostuneisuus voidaan selvittää (katso luku 2.1.3, ryhmä CW-A). Erityisesti tulee huomata, että näytteenottokerran kokonaissyvyys on joka kerta kirjattava muistiin, koska tietoa tarvitaan analyysituloksia tulkittaessa. Klorofylli määritetään kokoomanäytteestä, jonka syvyys on kaksi kertaa näkösyvyys. Näyte kootaan 4-6 nostosta kuten selostettu intensiiviasemien yhteydessä (katso luku 2.1.1). Kesänäytteet otetaan elokuun ensimmäisellä viikolla. KASin, UUSin ja LOSin alueella osa näytteistä otetaan vielä kesällä 2015 tutkimusalus Muikulta, jossa myös osa näytteistä analysoidaan (mm. ravinnefraktiot). Muikun tutkimusmatkojen toteutuminen vuoden 2015 jälkeen on toistaiseksi vielä auki. Talvinäytteet pyritään ottamaan 15.1. ja 15.3. välisenä aikana. Näytteet otetaan jääpeitteen aikana, mutta mikäli tämä ei ole jääolosuhteiden takia mahdollista (esim. Saaristomeri), niin talvinäytteet otetaan heti tammikuussa veneellä, kun meri on vielä avoin. Talvinäytteet ovat erittäin tärkeitä myös mallinnukselle, joten tulee varmistaa, että myös talvinäytteet saadaan, vaikka suositusajan ulkopuolelta. Klorofyllinäyte otetaan vain kesän näytteenottokerralla. 3.2.3 Määritykset Pääsääntöisesti analyysit tehdään alla olevan ryhmittelyn mukaan muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta. Seurannan tarkoituksesta riippuen analyysivalikoima ja näytteenottosyvyydet voivat jossain määrin vaihdella. Esimerkkeinä ovat pohjan läheisen veden happitilanteen kartoitukset ahdella ja ravinnetilanteen kartoitus Saaristomerellä, sekä rehevyystilan kartoitukset matalilla lahtialueilla ja saaristossa. Happiolosuhteita ja ravinnetilannetta kartoitettaessa on ollut tarpeen lisätä alempien vesikerrosten havaintosyvyyksiä. Rehevyystilan kartoituksen alueellista kattavuutta on lisätty kohdentamalla seuranta vain tiettyihin muuttujiin, esim. pinnan a-klorofylliin tai pohjaläheisen vesikerroksen fosfaattifosforiin. Sisemmillä rannikkoalueilla suolaisuus voidaan korvata johtokykymittauksilla. Ryhmä CW-A (Vertikaalinäytteet) näkösyvyys -- lämpötila TEMP;; suolaisuus SAL;;CN (vaihtoehtoisesti johtokyky) happipitoisuus O2D;;TI hapen kyllästysaste O2S;;TI sameus TURB;;TUA Ryhmä CW-B (pinnasta ja pohjan läheltä) ph väriluku kokonaistyppi NO2-N + NO3-N NH4-N kokonaisfosfori PO4-P SIO2 PH;;EL CNR;;CM NTOT;D12;SP NO23N;;SP NH4N;;SP PTOT;D11;SP PO4P;;SP SIO2;;SP 5
Ryhmä CW-C (vain 1 ja 10 m syvyydestä) TOC TOC;;IR Ryhmä CW-D (kokoomanäyte) a-klorofylli CP;E12;SP Ryhmä CW-E (kaukokartoitus yhdeltä kartoitusasemalta, katso luku 4.1) absortiokerroin 400 nm absortiokerroin 750 nm kiintoaine (k-a) ABSCA;F4;SP SS;F4;GVS 4. Yleisiä ohjeita vedenlaadunseurantaan Kasviplanktonin a-klorofylli määritetään SFS-standardin mukaisesti. TOC vain syvyyksiltä 1 ja 10 m, näytteet lähetetään laboratorioon pakastekuljetuksena. Kokonaisrauta mitataan kaikilla intensiiviasemilla 1 metrin syvyydeltä ja lisäksi pohjan yläpuolelta huhtikuun ja kesäkuun välisenä aikana. Kokonaisfosforimäärityksessä on saatu absorptiokerroin aina korjattava sameuden ja värin aiheuttamalla absorptiokertoimella. Myös muita fosforijakeita määritettäessä korjaus on hyvin suositeltavaa. 5. Kaukokartoitukseen liittyvät ohjeet SYKEn kaukokartoitusprojektissa kehitetään satelliittien hyödyntämistä vesiseurannoissa. Satelliiteista saatuja mittaustietoja verrataan analyysituloksiin seuranta-asemilla. Tärkeimmät määritykset ovat absortiokerroin (400 ja 750 nm) suodatetusta vedestä sekä kiintoaine - kaikki nämä 1 metrin syvyydestä. Mittaukset tehdään kaikilta intensiiviasemilta jäiden lähdöstä 4 5 kertaa avovesikauden aikana alkaen (aikaisintaan) huhtikuusta elokuuhun. Absorptiokerroin suodatetusta vesinäytteestä - aallonpituudella 400 ja 750 nm (tai koko spektrin skannaus 350-800 nm) - suodatinkalvo: GF/F - määritys spektrofotometrillä, mielellään käyttäen 50 mm:n kvartsikyvettiä - tulokset muutetaan absorptiokertoimiksi kaavalla abs(λ) = (a (λ))/ l * 2.303 jossa abs(λ) = absortiokerroin aallonpituudella λ (1/m) a(λ) = spektrofotometrillä mitattu absortiolukema aallonpituudella λ l = käytetyn kyvetin pituus metreinä (esim. 50 mm on 0.05 m) 6
Kiintoaine (SS;F4;SP) - suodatinkalvo: GF/F - merinäytteissä kalvo on suolojen poistamiseksi huuhdeltava riittävällä määrällä puhdistettua vettä. Lisätietoja ja kommentteja: kari.y.kallio@ymparisto.fi (SYKE) 7