Ravinnekuormitus ja Itämeren tila: Itämeren vedenlaadun muutokset: vesiensuojelutoimien vaikuttavuus missä ollaan tänään? Heikki Pitkänen, Suomen ympäristökeskus Heikki Pitkänen Suomen ympäristökeskus Photo: SYKE
Sisältö Itämeren ominaispiirteet, ravinnekuormitus ja tila Suomea ympäröivän Itämeren rehevöitymisen tila Sisäinen kuormitus, tasapainotilan muutokset, kynnysarvo Vesiensuojelutoimien vaikuttavuus & haasteet Johtopäätökset
Itämeren ominaispiirteet, kuormitus ja tila
Kasviplanktonpitoisuus Itämeressä keskimäärin heinä-elokuussa 2004 SeaWIFS - satelliittikuvien mukaan (Schrimpf ym. 2005)
Itämeren syvyyssuhteet
Fosforikuormitus Itämeren valumaalueelle v. 2000 (tonnia/v) Total phosphorus Germany 2 % Belarus 7 % Denmark 3 % Sweden 7 % Finland 9 % Poland 55 % Russia 10 % Estonia 2 % Latvia 3 % Lithuania 2 % Source: HELCOM, Knuuttila/SYKE
Typpikuormitus Itämeren valumaalueelle v. 2000 tonnia/v (+ laskeuma 250 000 t/v) Total nitrogen Belarus 4 % Germany 4 % Denmark 8 % Sweden 16 % Poland 36 % Lithuania 4 % Latvia 5 % Estonia 4 % Russia 7 % Finland 12 % Source: HELCOM, Knuuttila/SYKE
Total P budget (t/a) for the Baltic Sea in 1991-1999 Savchuk (2005)
Suomen typpi- ja fosforikuorma Itämereen päästölähteittäin 2000-2004 (tonnia/vuosi)
Fosfori- ja typpikuormituksen suhteellinen suuruus vesistöalueiden maa-pinta-alaa kohti Fosfori Typpi Lähde: Rekolainen ym. Rehevöitymisen vähentäminen. Vesiensuojelun suuntaviivat 2015 taustaselvitys
Pistemäiset ravinnepäästöt vesistöihin ja rannikkovesiin Suomessa 1980-2004 Lähde: Tilastokeskus
Suomea ympäröivän Itämeren rehevöitymisen tila
Kesäkauden keskimääräinen leväpitoisuus (chl-a) Suomea ympäröivällä Itämerellä vuosina 2001-05 Samuli Neuvonen/Heikki Pitkänen, SYKEn ja MTL:n tietokannat
Kesän rehevyysolojen (a- klorof., mg m -3 ) yleiskehitys rannikon merivyöhykkeellä ja avomerellä 1979-2005 Merialue 1979-1983 1986-1990 1991-1996 2001-1997- 2001 2005 Perämeri 1-2 1-2 1-3 2-3 1-3 Selkämeri 1-2 1-2 1-3 2-3 2-3 Saaristomeri 1-2 1-2 2-4 2-5 2-6 Läntinen Suomenlahti 2-3 2-3 3-5 4-6 4-8 Itäinen Suomenlahti 3-5 3-5 4-6 5-8 4-8 Lähteet: Pitkänen ym. (1987, 2004), Pitkänen (1994) Kauppila ja Bäck (2001), SYKEn ja MTL:n tietokannat
Suomenlahden ravinnekuorman kehitys 1987-2003 Source: HELCOM, EMEP, SYKE/ Pitkänen & Tallberg 2007
Epäorgaanisen typen ja fosforin pitoisuuskehitys Helsingin edustalla talvina 1971-2006 Länsi-Tonttu, winters 1971-2005 Länsi-Tonttu, winters 1971-2006 250 50 200 40 D I N, m g / m 3 150 100 50 R 2 = 0,3423 D I P, µ g / l 30 20 10 R 2 = 0,3166 0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Year 0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Year Heikki Pitkänen/SYKE
Kasviplanktonbiomassan (a-klorofylli) vaihtelu läntisellä Suomenlahdella 1972-2002 Raateoja et al. 2005
Sisäinen kuormitus, tasapainotilan muutokset, kynnysarvo
Pintasedimentin tila Suomenlahden 30 vertailuasemalla 13.8.2007 Seppo Knuuttila /SYKE
Regime shift/ thresholds: pohjan hapetus/pelkistys-tila riippuu hiilen sedimentaatiosta, hapettuneen raudan määrästä sedimentissä ja hydrodynaamisista oloista Lehtoranta et al., submitted
Pohjan yläpuolisen veden fosforipitoisuus vs. suolaisuus itäisellä Suomenlahdella 1981-1990 ja 1991-2002 140 120 Station Haapasaari 1981-1990 1991-2002 Phosphate-P (µg l -1 ) 100 80 60 40 r 2 =0.07 p<0.11 20 0 5 6 7 8 Sal (PSU) r 2 =0.48 p<0.01 Pitkänen ym. 2003
Vesiensuojelutoimien vaikuttavuus ja haasteet
HELCOM BSAP: Baltic Nest mallinnukseen perustuvat maakohtaiset tavoitekuormat Lähde:HELCOM
BSAP-tavoitteen mukaisen ravinnekuormituksen mallinnettu (Baltic NEST) vaikutus perustuotantoon (g C/m2 a) Itämeren pääaltaassa (BP) ja Kattegatissa (KT) Lähde: HELCOM
Vesiensuojelutoimien vaikuttavuus (SEGUE-hanke) Mallinnettuja tilaennusteita Suomenlahdelle ja Saaristomerelle skenaarioilla: 1. Suomi, vesiensuojelun suuntaviivat, n. 40 % vähennys mereen päätyviin kuormiin 2. Pietari, kaikkien jätevesien tehokas puhdistus (UWWT dir.) 3. Puola, 21-25 % vähennys nykykuormiin (Ministerideklaraatio) 4. 1+2+3 Vaikuttavuutta kuvataan leväbiomassan (typpeä sitovat sinilevät; cyanobacteria, muut leväryhmät; other algae) suhteellisin muutoksin
1. Vesiensuojelun suuntaviivat. Ennustearvio levämäärien muutoksista 5 vuotta vesiensuojelutoimenpiteiden toteutumisesta Saaristomereen ja Suomenlahteen Suomesta joutuva kokonaiskuorma vähenee 8 000 t N/v ja 540 t P/v Suhteellinen vähennys Suomen kuormasta näille merialueille: typpi -33 %; fosfori -45 % Suhteellinen vähennys Suomenlahden ja Saaristomeren kokonaiskuormasta: typpi -7%; fosfori -7% Pitkänen et al., Ambio 36
4. Vaihtoehtojen yhdistelmän (1+2+3) vaikutus kokonaislevämääriin 5 ja >30 vuotta toimenpiteistä Itämeren kuorma Pienenee: 66 000 tonnia typpeä/v 5 900 tonnia fosforia/v Suhteellinen vähennys Itämeren kokonaiskuormassa: typpi -7 % fosfori -17 % Lähde: Finnish Environment 15/2007
Johtopäätökset Suomea ympäröivän Itämeren kesäaikainen rehevöityminen on jatkunut huolimatta ulkoisen ravinnekuorman pienenemisestä (syy: sisäinen kuormitus) Kotimaisen ravinnekuorman (erit. maataloudesta) tehokas leikkaaminen parantaisi lähinnä rannikkovesien ja erityisesti Saaristomeren tilaa Avoimen Suomenlahden ja eteläisen Saaristomeren tilan parantaminen edellyttää suurten päästölähteiden leikkauksia: nopeimmin vaikuttaisi Pietarin jätevesien tehokasta puhdistaminen, tällöin myös rannikkovesien tila paranee Itämeren pääaltaan kuormitus vaikuttaa myös Suomen merialueiden tilaan => keskeisten ravinnelähteiden (suuret kaupungit, maatalous, typen päästöt ilmaan) kuormaa koko Itämeren valuma-alueella tulisi vähentää tehokkaasti Nopeimmin vaikuttaisi yhdyskuntajätevesien tehokas puhdistus (erit. Puola), mutta Suomen lähivesillä vaikutus näkyisi vasta kymmenien vuosien kuluessa Hyvää ekologista tilaa (VPD/MSD) ei saavuteta määräajoissa (2015/21) Maatalouden vesiensuojelutoimien vaikuttavuudella on viive. Lisäksi uhkana on maatalouden hajakuorman kasvu uusista EU-maista ja Venäjältä