Tekninen ja ympäristötoimiala Oksjärven ojakuormitusselvitys Matti Kotakorpi Lahden seudun ympäristöpalvelut 22.12.2015
1. Johdanto Oksjärven tilaa on seurattu osana Nastolan pienjärvien seurantaa. Lahden seudun ympäristöpalvelut teki selvityksen Oksjärven ulkoisesta kuormituksesta Oksjärviseuran aloitteesta, koska järveen laskevien uomien vedenlaatuja ei ole aiemmin tutkittu. Selvityksen tarkoituksena on arvioida karkeasti Oksjärveen kohdistuvaa ulkoista kuormitusta. Kuormitusarvion tuloksia voidaan hyödyntää mahdollisten vesiensuojelutoimenpiteiden suunnittelussa. 2. Taustatiedot 2.1. Järven perustiedot Järvi Oksjärvi on Nastolassa metsävaltaisella alueella sijaitseva järvi, joka kuuluu Kymijoen vesistöön (Kuva 1). Oksjärven pinta-ala on 2,5 km 2, keskisyvyys 6 m, suurin syvyys noin 14 m ja tilavuus 14231,1 * 10³ m³ (Ympäristötietokanta Oiva). Teoreettinen veden viipymä Oksjärvessä on 1,8 vuotta. Kuva 1. Oksjärvi sijaitsee metsävaltaisella alueella. Valuma-alue Oksjärven Valuma-alue on kooltaan 2 704 hehtaaria (Taulukko 2) ja suurin osa valumaalueesta on metsämaata (Taulukko 1). Maatalouskäytössä on noin 12 % valuma-alueesta 2
(Taulukko 1). Valuma-alueeltaan ja virtaamaltaan suurimmat Oksjärveen laskevat uomat ovat Korvenoja ja Kihloja (Taulukko 2, Kuva 2). Taulukko 1. Oksjärven valuma-alueen maankäyttö. Valuma-alueen maankäyttö km 2 % Maatalousmaa 3,2 12,0 Metsämaa 20,3 75,1 Muuta (teollisuus ja palvelu & maa-ainestenotto) 1,0 3,6 Järvi 2,5 9,3 yhteensä 27,1 100,0 Taulukko 2. Osavaluma-alueiden pinta-alat. Osavaluma-alueiden koot (ha) Korvenoja 1365 Venelahti 34,75 Lapiolahti 74,15 Kihloja 531,5 Terhonoja 54,85 Savelanoja 81,45 Oksjärvi 2704 Ekologinen tila Oksjärven pintavesityyppi on Pieni humusjärvi (Ph). Oksjärven ekologiseksi tilaksi on määritelty vuonna 2012 hyvä (Ympäristötietokanta Oiva). Hämeen ELY-keskus on määritellyt ekologisen tilan suppean aineiston, eli tässä tapauksessa vedenlaatu- ja kasviplanktonaineistojen pohjalta. Luokittelun pohjana käytetyissä vesinäytteissä keskimääräinen kokonaisfosforipitoisuus oli 17 µg/l ja kokonaistyppi 565 µg/l. Myös uudemmissa vuonna 2013 Lahden seudun ympäristöpalveluiden ottamissa vesinäytteissä ravinnepitoisuudet olivat samaa tasoa. Fosfori on Suomen järvissä normaalisti levien kasvua rajoittava minimiravinne ja kokonaisfosforin määrä kuvaa usein hyvin järven rehevyyttä. Oksjärven pintavesityypissä hyvän ja tyydyttävän tilaluokan raja-arvo on 28 µg/l (Aroviita ym. 2012), joten ekologisen luokittelun viitearvojen perusteella Oksjärven rehevyystaso näyttäisi olevan suhteellisen lähellä luonnontilaa. 3. Ojakuormitustutkimuksen aineisto Oksjärven kuormitustutkimuksen havaintopisteet valittiin karttatarkastelun pohjalta. Näytteitä otettiin kuudesta merkittävimmästä Oksjärveen laskevasta uomasta mahdollisimman läheltä järveä. Lisäksi Oksjärvestä lähtevästä Oksjoesta otettiin näytteitä järvestä lähtevän veden vedenlaadun selvittämiseksi. Ojien vuosittaiset ravinnekuormat laskettiin keskimääräisistä pitoisuuksista valuma-alueiden koon perusteella arvioidun keskivirtaaman avulla (keskivalunta 9,5 l/s/km -2 x valuma-alueen pinta-ala)(seuna 1983). Ojien virtaamia on mitattu näytteenottojen yhteydessä, mutta 3
muutaman kerran vuodessa tehtyjen mittausten perusteella ei voi laskea luotettavasti keskivirtaamaa. Näytteet pyrittiin ottamaan syksyllä ja keväällä ylivirtaamakaudella, koska järvien ulkoinen kuormitus painottuu normaalisti näihin kausiin. Näytteenottojaksoille ei sattunut merkittäviä sadejaksoja, joten todennäköisesti näytteet kuvastavat hieman keskimääräistä matalampaa kuormitustilannetta, mutta varsinaisten tulvahuippujen aikaan kuormitus saattaa olla merkittävästi korkeampaa. Ramboll Analytics määritti näytteistä kokonaistypen ja -fosforin pitoisuudet, sekä suolistoperäisten bakteerien määrän (fekaaliset koliformit ja enterokokit). Kuva 2. Tutkimuksen havaintopaikat ja niiden valuma-alueet 4. Ojien ja jokien tuoma kuormitus Ravinteet Seurantajakson aikana suurin fosforipitoisuus (310 µg/l) mitattiin Lapiolahteen laskevan ojan näytteessä syksyllä 2014 (Kuva 3). Kuitenkin saman näytepisteen kevätnäytteessä oli 4
kokonaisfosforipitoisuus vain 59 µg/l, mikä kertoo pitoisuuksien suuresta vaihtelusta. Kokonaisfosforipitoisuudet olivat keskimäärin havaintopaikoissa melko alhaisia ja yli 100 µg/l pitoisuuksia havaittiin neljässä näytteessä neljästätoista. Kokonaistypen osalta pitoisuudet vaihtelivat välillä 650-4800 µg/l keskiarvon ollessa 1 450 µg/l. Myös typen osalta Lapiolahteen laskevan ojan syysnäyte erottui selvästi (kuva 4). Vaihtelu oli melko suurta paikkakohtaisestikin. Kuva 3. Oksjärveen laskevien ojien ja järvestä lähtevän Oksjoen kokonaisfosforipitoisuudet (µg/l) vuosien 2014 ja 2015 näytteissä. Kuva 4. Oksjärveen laskevien ojien ja järvestä lähtevän Oksjoen kokonaisfosforipitoisuudet (µg/l) vuosien 2014 ja 2015 näytteissä. Eri osavaluma-alueiden kuormitusta arvioitaessa ne näyttäisivät asettuvan suuruusjärjestykseen, eli mitä suurempi osavaluma-alue on kyseessä, sitä suurempaa kuormitus on. Pitoisuuden osalta taas suhde on lähes päinvastainen, eli korkeimmat 5
pitoisuudet mitattiin niistä kohteista, joissa on pienin keskivirtaama. Kuvissa 5 ja 6 on keskipitoisuuksiin ja keskivirtaama-arvioihin perustuvat Oksjärveen laskevien ojien laskennalliset fosfori- ja typpikuormitukset vesinäytteiden perusteella arvioituna. 140 120 100 80 60 40 20 0 Laskennallinen kokonaiskuormitus kg/v Korvenoja Venelahti Lapiolahti Kihloja Terhonoja Savelanoja Oksjoki lähtevä Kuva 5. Oksjärveen laskevien ojien ja järvestä lähtevän Oksjoen laskennallinen fosforin kokonaiskuormitus (kg/v) vuosien 2014 ja 2015 näytteiden perusteella arvioituna. 6000 Laskennallinen kokonaiskuormitus kg/v 5000 4000 3000 2000 1000 0 Korvenoja Venelahti Lapiolahti Kihloja Terhonoja Savelanoja Oksjoki lähtevä Kuva 6. Oksjärveen laskevien ojien ja järvestä lähtevän Oksjoen laskennallinen laskennallinen typen kokonaiskuormitus (kg/v) vuosien 2014 ja 2015 näytteiden perusteella arvioituna. Ulosteperäiset bakteerit Ulosteperäisten bakteerien tutkimisella voidaan selvittää ulosteperäisen kuormituslähteiden esiintymistä. Vesinäytteistä tutkittiin fekaalisten koliformien ja fekaalisten streptokokkien runsaus (kuvat 7 ja 8). Oksjärven ojavesistä ei havaittu erityisen korkeita pitoisuuksia, eikä esimerkiksi sosiaali- ja terveysministeriön asetuksen (177/2008) mukaiset erinomaisen uimaveden raja-arvot (Escherichia coli 500 pmy/100 ml ja suolistoperäiset enterokokit 200 pmy/100 ml) ylittyneet. 6
Kuva 7. Fekaalisten koliformien runsaus (pmy/100 ml) Oksjärveen laskevissa ojissa ja järvestä lähtevässä Oksjoessa. Kuva 8. Streptokokkien runsaus (pmy 100 / ml) Oksjärveen laskevissa ojissa ja järvestä lähtevässä Oksjoessa. 5. Yhteenveto Oksjärven koko valuma-alueelta tuleva kuormitus on arviolta noin 280 kg fosforia ja 8 700 kg typpeä vuodessa. Ominaiskuormituslukuna kuormitus vastaa noin 10 kg fosforia/vuosi/km 2 ja 320 kg typpeä/vuosi/km 2. Vemala-järjestelmän antama arvio Oksjärven valuma-alueelle on fosforin osalta 31-40 kg P/v/km 2 ja typen osalta 201-400 kg N/v/km 2, joten vesinäytteiden perusteella arvioituna kuormitus näyttäisi vähäisemmältä kuin valtakunnallisen Vemala-järjestelmän arvio. Täytyy muistaa että nyt tehty arvio perustuu vain kahteen vesinäytekierrokseen, joten näytemäärä on pieni tutkittaessa ajallisesti vaihtelevaa ilmiötä. Vuonna 1992 valmistuneessa selvityksessä (Henrikson & Myllyvirta 1992) arvioitiin puhtaasti laskennallisin menetelmin Oksjärven fosforikuormituksen olevan yhteensä yli 1000 kg/v ja typpikuormituksen noin 14 200 kg/v. Arviot ovat moninkertaisia tämän 7
selvityksen sekä VEMALA-järjestelmän arvioon verrattuna, mikä saattaa kertoa arviointimenetelmien kehittymisestä. Toisaalta ainakin peltoviljely ja karjatilojen määrä on todennäköisesti vähentynyt Oksjärven valuma-alueella, mikä on saattanut osaltaan pienentää järveen kohdistuvaa kuormitusta. Oksjärven näkösyvyydessä näyttäisi olevan hitaasti pienenevä trendi (Nihtilä 2006, LSYP Pienjärviraportti, julkaisematon). Suomessa on havaittu järvien tummumista mm. Hämeessä sijaitsevan luonnontilaisen Valkea-Kotisen (Vuorenmaa ym. 2011) pitkäaikaisseurannassa. Tummuminen näyttäisi olevan yleinen ilmiö, ja syynä pidetään ilmastonmuutosta, joten siihen ei välttämättä ole mahdollista vaikuttaa nopeasti vesiensuojelun keinoin. Kuormitustutkimuksessa ei tällä kertaa tutkittu kiintoaineksen tai humuspäästöjen määrää, jotka voivat myös aiheuttaa haittoja vesistöissä. Kiintoaine tai humus voivat aiheuttaa esimerkiksi rannan umpeenkasvua tai liettymistä paikallisesti. 6. Toimenpidesuositukset Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida karkeasti Oksjärveen kohdistuvaa kuormitusta ja sen jakautumista eri lasku-uomien välille ja antaa suuntaviivoja mahdollisten vesiensuojelutoimenpiteiden suunnitteluun. Tarkkailu Hyvässä kunnossa olevissa vesistöissä tarkkailun merkitys korostuu, koska hyvän tilan vaaliminen ennemminkin aktiivista säilyttämistä kuin varsinaisia toimenpiteitä. Vesistön tilaa ja kuormitusta kannattaa pitää silmällä, että mahdollisiin uhkiin ehditään reagoida ennen kuin järven tila ehtii huononemaan. Hyvän tilan ylläpitäminen on huomattavasti helpompaa, kuin huonokuntoisen järven kunnostaminen. Vesiensuojelurakenteet Alustavasti näyttäisi siltä että suurimmissa lasku-uomissa (Korvenoja ja Kihloja) ei välttämättä ole mahdollisuuksia tai tarvetta laskeutusaltaille tai kosteikoille ainakaan pääuomassa. Laskeutusaltaat ja kosteikot tulee mitoittaa vesimäärän mukaan, minkä vuoksi suurissa uomissa niiden tekeminen on haastavaa. Kustannustehokkaimpia ratkaisut ovat yleensä siellä, missä ravinnepitoisuudet ovat korkeita, mutta vesimäärät pieniä. Pienempiä soveltuvia kohteita saattaisi löytyä sivu-uomista, mutta vedenlaadun perusteella tarkemmille tutkimuksille ei välttämättä ole akuuttia tarvetta Kihlojassa tai Korvenojassa. 8
Lapiolahteen laskevassa ojassa (Kuva 9) havaittiin korkeita ravinnepitoisuuksia syksyllä (Kuvat 3 ja 4). Kuormituspiikin syy ei ole tiedossa, mutta yleensä maataloudesta tulee jonkin verran ravinnepäästöjä vesistöihin. Tulokset on välitetty tiedoksi myös paikalliselle maanviljelijälle. Kyseisen ojan valuma-alue on vain 0,74 km 2, joten siinä voisi mahdollisesti tulla kyseeseen esimerkiksi kosteikko, lietekuoppa tai pintavalutuskenttä, mikäli sopiva maastonkohta löytyisi. Vesiensuojelurakenteilla voidaan vähentää jonkin verran vesistökuormitusta, mutta toki paljon tehokkaampaa on puuttua kuormitukseen heti alkulähteillä mikäli mahdollista. Venelahteen laskevassa ojassa oli myös hieman kohonneita ravinnepitoisuuksia (havaintopaikka kuvassa 10). Vesi oli varsinkin keväällä sameaa. Venelahteen laskevassa ojassa vesimäärät ovat melko pieniä, koska valuma-alue on kooltaan vain 0,35 km 2. Ojan vesiensuojelumahdollisuuksia kannattaisi tarkastella samaan tapaan kuin Lapiolahden ojaakin. Kuva 9. Lapiolahden havaintopaikka Kuva 10. Venelahden havaintopaikka. 7. Lähteet Aroviita ym. 2012. Ohje pintavesien ekologisen ja kemiallisen tilan luokitteluun vuosille 2012 2013 päivitetyt arviointiperusteet ja niiden soveltaminen. Ymparistöhallinnon ohjeita 7/2012. Myllyvirta T. & Henrikkson M. 1992. Oksjärven kuormitusselvitys. Itä-Uudenmaan ja Porvoonjoen vesien- ja ilmansuojeluyhdistyksen julkaisu. Lahden seudun ympäristöpalvelut 2015, Lahden seudun pienjärviraportti, julkaisematon. 9
Nihtilä T. 2006. Nastolan kunnan järvitutkimukset vuosina 1980 2005. Nastolan kunnan julkaisu 54 s. OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelu (edellyttää rekisteröitymisen). Ympäristöhallinto. Seuna, P. 1983. Small basins a tool in scientific and operational hydrology. Publications of the Water Research Institute 51. National Board of Waters, Helsinki, Finland. 61 p. Sosiaali- ja terveysministeriön asetus 177/2008 yleisten uimarantojen uimaveden laatuvaatimuksista ja valvonnasta, http://.finlex.fi/fi/laki/alkup/2008/20080177 Vuorenmaa, J, Arvola, L ja Rask, M. 2011. Hämeen ympäristö muutoksessa: Kaksikymmentä vuotta ympäristön huippututkimusta Valkea-Kotisen alueella. Suomen ympäristö 34/2011. 10
Liite 1. Kaikki tutkimustulokset. Fek. koliformit (44 C 24 h) Fek. streptokokit (37 C 48 h) Typpi (N), kokonais- Fosfori (P), kokonais- Valumaalue km2 llinen Laskenna keskivirta ama l/s Laskennal linen keskikuor mitus P µg/s Laskennalli nen keskikuormi tus N µg/s Laskenna llinen keskikuor mitus P kg/v Laskennal linen keskikuor mitus N kg SFS 4088 ISO 7899-2 RA2085 RA2008 9,5 Ottopaikka Ottopäivä pmy/100 ml pmy/100 ml µg/l µg/l Korvenoja 3472 21.10.14 190 36 880 23 13,65 129,7 3760,6 160797,0 118,6 5070,9 Venelahti 3473 21.10.14 20 63 860 65 0,3475 3,3 305,4 3070,2 9,6 96,8 Lapiolahti 3474 21.10.14 430 130 4800 310 0,7415 7,0 1299,7 21132,8 41,0 666,4 Kihloja 3475 21.10.14 97 160 1600 69 5,315 50,5 2650,9 78263,4 83,6 2468,1 Terhonoja 3476 21.10.14 110 98 1300 100 0,5485 5,2 359,5 5679,7 11,3 179,1 Savelanoja 3477 21.10.14 430 100 1100 120 0,8145 7,7 584,2 6770,5 18,4 213,5 Oksjoki lähtevä 3478 21.10.14 15 5 500 16 27,04 256,9 3724,8 150274,8 117,5 4739,1 Korvenoja 3472 13.4.15 0 0 1600 35 Venelahti 3473 13.4.15 0 0 1000 120 Lapiolahti 3474 13.4.15 3 1 1200 59 Kihloja 3475 13.4.15 14 0 1500 36 Terhonoja 3476 13.4.15 17 3 880 38 Savelanoja 3477 13.4.15 1 0 650 31 Oksjoki lähtevä 3478 13.4.15 11 0 670 13 11