Vesistöosasto/RO 15.1.214 Kirjenumero 814/14 Tammelan kunta Kaukjärvi kirkkaammaksi-hanke Jenni Kemppi Hakkapeliitantie 2 313 TAMMELA KAUKJÄRVEN JA MUSTIALANLAMMEN KUNNOS- TUS/TULOKSET VUOSIEN 212 JA 214 NÄYTTEIS- TÄ SEKÄ NIIDEN TARKASTELU Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys on tutkinut Kaukjärven ja Mustialanlammen veden laatua vuosina 212 ja 214. Tutkimukset liittyvät järvien kunnostushankkeeseen. Tulokset ovat liitetaulukossa. 1. KATSAUS AIKAISEMPAAN TUTKIMUSHISTORIAAN Kaukjärven tilasta oltiin huolestuneita jo 196-luvun lopulla, jolloin tehtiin seurantoja vuosina 1968, 1971 ja 1973 (Kokemäenjoen vesistön vsy). Silloinen Helsingin vesipiiri teki Kaukjärven kuormituskartoituksen keväällä 1978, jolloin tutkittiin myös kaikki järveen laskevat purot sekä Mustialanlammi. Kuormittajiksi mainittiin mm. kolme sikalaa, puunkyllästämö ja neljä kpl ennakkoilmoitusvelvollisia laitoksia (mm. Kohon mailatehdas, kansakoulu, taidekievari ja motelli). Myös valuma-alueen laajat viljelymaat ja tiheä asutus todettiin kuormittaviksi tekijöiksi. Kaukjärven tilaa seurattiin tiiviisti vuosina 198-1989 liittyen sen toimimiseen tarvittaessa Forssan kaupungin tekopohjaveden raaka-aineena. Myöhemmin seuranta on ollut satunnaista ennen nykyistä hanketta. Näytetuloksia on vuosilta 24, 29 ja 21. Kokonaisuutena tutkimusaineisto on varsin laaja ja antaa hyvän kokonaiskuvan järven tilasta ja sen kehityksestä viimeisen 4-vuoden aikana. 2. KAUKJÄRVI Kaukjärven veden laadun ongelmat todettiin jo 197-luvun alkupuolella lähes samoiksi kuin nykyään eli rehevyys oli voimakasta ja happitilanne oli alusvedessä ajoin heikko. Hapettomassa alusvedessä mitattiin korkeita fosforipitoisuuksia eli sisäinen kuormitus oli jo tuolloin todettavissa. Tutkimusten www.kvvy.fi etunimi.sukunimi@kvvy.fi ( 3 ) 2461 111 PL 265, 3311 Tampere
2 perusteella vaadittiin kuormituksen vähentämistä mm. liittämällä pistekuormittajat viemäriverkoston piiriin viemäröintialuetta laajentamalla. Nämä toimet ovat sittemmin toteutuneet, mutta merkittävää käännettä parempaan järven tilassa ei ole tapahtunut. Olennaisena syynä on ollut mm. hajakuormituksen jatkuminen. Kaukjärven luontainen sietokyky on varsin heikko huonon veden vaihtumisen, suojaisan sijainnin ja epäedullisten syvyyssuhteiden takia. Hienojakoinen maa-aines aiheuttaa lisäksi voimakasta samennusta, joka näkyy myös talvella alhaisina näkösyvyyksinä. 198-luvulla tehdyssä seurannassa tilanne pysyi vakaana eikä suuria muutoksia ole todettavissa 21-luvullakaan. 2.1 Kaukjärven länsipää Kaukjärven länsipäässä oleva syvänne (syvyys 9 metriä) on hyvin pienialainen ja jyrkästi lämpötilan mukaan kerrostuva. Syvänteen pohjalla vallitsee kerrosteisuusaikoina lähes jatkuva hapeton tila. Erittäin lauhan talven 214 lopulla syvänteessä oli hieman happea ja se näkyi heti ravinnepitoisuuksien laskuna pohjan lähellä. Pintaveden fosforipitoisuus on pysynyt koko aika voimakkaasti rehevällä tasolla. Kesätuloksissa näkyy laskeva suunta, mutta talvipitoisuudet ovat olleet viime vuosina aikaisempaa korkeampia (kuva 1). Onkin ilmeistä, että kesäajan tilanne on parantunut viemäröinnin ansiosta. Talvi 214 oli poikkeuksellisen lauha, joten runsastuneet valumat kohottivat tilapäisesti pintaveden fosforipitoisuutta. Pohjallahan pitoisuudet laskivat lauhasta talvesta ja myöhäisestä jäätymisestä johtuen. µgp/l 14 12 1 8 talvi kesä Lin. (talvi) Lin. (kesä) 6 4 2 214 212 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 1. Kaukjärven länsipään pintaveden fosforipitoisuuksia talvella ja kesällä. 2.2 Kaukjärven itäpää Kaukjärven pääsyvänne sijaitsee järven itäpäässä, jossa kokonaissyvyys on 19 metriä. Myös tämä alue kerrostuu jyrkästi lämpötilan mukaan. Alusveden lämpötila on talvella lähellä neljää astetta, mikä johtuu osittain pohjavesien vaikutuksesta. Lämpötila on korkea jo viidessä metrissä. Korkeasta lämpötilasta johtuen hapen kuluminen on talvella normaalia nopeampaa, mikä johtaa koko alusveden vähähappisuuteen. Totaalinen hapettomuus on kuitenkin ollut alusvedessä harvinaista.
3 Kaukjärvelle tyypillisesti pintavesi pysyy talvellakin sameana ja siinä on ravinteita runsaasti, sekä fosforia että typpeä. Ravinnetaso vaihtelee valumatilanteen mukaan. Talvia 212 ja 214 edelsivät runsaat syysvalumat, mikä näkyi pintaveden korkeina fosforipitoisuuksina (kok.p 82-83 µg/l). Taso on nelinkertainen hyvään tilaan verrattuna. Typpipitoisuus vaihteli 92-13 µg/l ollen sekin yli kaksinkertainen hyvään tasoon verrattuna. Typpi esiintyy talvella nitraattina. Koska ammoniumtypen osuus on hyvin pieni, jätevesillä ei ole suoraa vaikutusta typpitasoon. Pohjan lähellä vähähappisissa oloissa fosforipitosudet kohoavat voimakkaasti. Typpi esiintyy siellä ammoniumtyppenä hapettomuuden takia. Fosforista on suuri osa liukoisena fosfaattifosforina. Fosfaatin osuus on talvella pintavedessä noin puolet kokonaisfosforista. Tämä mahdollistaa nopean levätuotannon käynnistymisen keväällä heti jääpeitteen auettua. 2.2.1. Happitilanteen kehitys Pohjan läheinen vesi on ollut lopputalvella koko ajan vähähappista tai hapetonta. Väliveden happitilanne on vaihdellut sää- ja kerrosteisuusolojen mukaan. Viime vuosina tilanne on kohentunut hapetuskierrätyksen ansiosta, sillä syvänteeseen on asennettu kesäkuussa 21 MIXOX 75- hapetinlaite. Hapetinlaite siirtää kylmää, hapekasta pintavettä syvänteeseen, jolloin veden lämpötila laskee ja happipitoisuus nousee. Muutoksen paljastaa lämpötilan aleneminen alusvedessä. mgo2/l 14 12 1 1 8 6 5 1 15 4 19 2 Lin. (1) 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 2. Kaukjärven happipitoisuus eri syvyyksillä lopputalvella. mgo2/l 14 12 1 1 8 6 4 5 1 15 19 2 Lin. (1) 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 3. Kaukjärven happipitoisuus eri syvyyksillä loppukesällä.
4 Loppukesän tuloksissa pohjanläheinen vesi on pysynyt koko ajan vähähappisena tai hapettomana. Kymmenen metrin syvyydellä on tapahtunut happitilanteen kohentumista. Pintaveden happipitoisuuden lasku viittaa rehevyyden vähenemisen ts. levät tuottavat vähemmän happea päällysveteen. 2.2.2. Fosforipitoisuus/rehevyys Fosforipitoisuus on ollut koko ajan rehevien järvien luokassa. Kohonnut taso havaittiin jo 197-luvun alussa tehdyissä mittauksissa. Lievä aleneva suunta on kuitenkin olemassa. 198-luvulla keskipitoisuus oli pintavedessä 64 µgp/l ja viime vuosina 54 µgp/l. Prosentuaalinen alenema on fosforipitoisuudessa 15 %. Talvipitoisuuksissa ei ole tapahtunut päällysveden osalta alenemaa. Pohjalla oli 198- luvun puolivälissä jätevesimäisiä pitoisuuksia johtuen täysin hapettomista oloista (kuvat 2 ja 4). Näitä ei enää havaita. Alusveden fosforipitoisuudet ovat laskeneet myös pohjalla selvästi (kuva 5). µgp/l 16 25 14 12 1 2 1 5 15 8 1 6 15 1 4 2 19 Lin. (1) 5 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 4. Kaukjärven fosforipitoisuus eri syvyyksillä lopputalvella (19 m oikeanpuol. asteikko). µgp/l 35 1 12 3 25 2 15 1 5 1 15 19 Lin. (1) 1 8 6 4 5 2 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 5. Kaukjärven fosforipitoisuus eri syvyyksillä loppukesällä (19 m oikeanpuol. asteikko).
5 2.2.3. Typpipitoisuudet Kaukjärven typpipitoisuudet ovat normaalia korkeampia mm. hajakuormituksen takia. Talvella typpeä on varsin runsaasti (noin 1 µg/l). Typpitaso on loivassa nousussa (kuva 6). Kesällä levätuotanto käyttää nitraatit pois päällysvedestä, jolloin typpitaso laskee sedimentaation kautta (kuva 7). Loppukesän typpipitoisuus on loivassa laskussa. Tämä liittyy rehevyyden ja leväbiomassan vähenemiseen. Matalin pitoisuus mitattiin kesällä 214, johon vaikutti kevätvaluman niukkuus ja pitkä tyyni hellejakso. µgn/l 35 3 25 2 1 1 19 Lin. (1) 15 1 5 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 6. Talviajan typpipitoisuudet Kaukjärvessä. µgn/l 25 2 15 1 1 19 Lin. (1) 1 5 214 212 21 29 24 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 198 Kuva 7. Loppukesän typpipitoisuudet Kaukjärvessä.
2.2.4. Muut veden laatua kuvaavat suureet 6 Veden sameusarvoissa, sähkönjohtavuudessa tai humusleimassa ei ole havaittavissa muutoksia. Kaukjärvi on poikkeuksellisen sameavetinen. Vesi ei selkene edes talvella, vaan näkösyvyydet ovat alle metrin. Sähkönjohtavuus on ollut tasaisesti välillä 1-12 ms/m. Humusleimaa kuvaava COD Mn - pitoisuus on 8-12 mg/l välillä. Tämä kuvaa lievää humusleimaa. Happamuudeltaan Kaukjärvi on lievästi emäksinen ja veden puskurikyky on erittäin hyvä. Väriarvot eivät ole relevantteja, koska voimakas samennus vääristää tuloksia. 3. MUSTIALANLAMMI Mustialanlammi saa pääosan vesistään suoraan Kaukjärvestä, jonka veden laatu määrää pitkälle myös Mustialanlammen tilan. Mustialanlammi onkin Kaukjärven tapaan sameavetinen ja rehevä kärsien alusveden happivajeesta. Happitilanteen parantamiseksi lampeen on asennettu Aqua Turbo ilmastin syyskuussa 213, joten sillä oli vaikutusta vasta talven 214 tuloksiin. Vuosien 212 ja 214 tulokset osoittivat Mustialanlammen tilan säilyneen edelleen heikkona. Vuonna 212 alusvesi oli vähähappista ja pohjan pinta oli hapeton. Fosforipitoisuus oli tästä johtuen pohjalla erittäin korkea (5-56 µg/l). Myös pintavesi oli runsasravinteista. Tilanne parani vuonna 214, koska talvikerrosteisuus oli heikompi. Tähän vaikutti lauha talvi, mutta myös hapetuksen aloitus. Osaltaan tilannetta on voinut parantaa myös laaja sula-alue, joka oli muodostunut talviuimareiden avannon yhteyteen. Pinnan ja pohjan lämpötilaero oli vain,4 astetta. Aikaisemmin ero on ollut 2-3 astetta. Vesi oli hapellista pohjaan saakka ja kalkituksen seurauksena muodostunut suolakerrosteisuus oli heikentynyt. Sähkönjohtavuus oli pohjalla 21,1 ms/m (29 26,6 ms/m). Pinnan ja pohjan välillä ei olut eroja ravinnepitoisuuksissa. Toki fosforipitoisuus (95 µg/l) ja typpipitoisuus (16 µg/l) olivat korkeita. Pitoisuuksia tasasi vesimassan sekoittuminen pohjaan saakka. Loppukesällä alusvesi oli lähes hapetonta, mutta selvää suolakerrosteisuutta ei enää todettu. Näin ollen ainepitoisuudet laskivat tuntuvasti vuoteen 212 verrattuna. Päällysvedessä oli fosforia 43 µg/l (Kaukjärvi 63 µg/l) ja typpeä 5 µg/l (Kaukjärvi 38 µg/l)., joten rehevyystaso oli edelleen korkea, vaikkakin hieman Kaukjärveä matalampi.
7 4. OJAVESIEN LAATU Kaukjärveen laskevat ojat tutkittiin yhteensä seitsemän (7) kertaa vuosina 211, 212 ja 214. Ojia oli yhteensä seitsemän kpl ja ojapisteitä 13 kpl. Tulokset ovat liitteenä. 4.1 Sameus ja kiintoaine Sameus oli voimakkainta Kurjenojassa ja Riuskanojassa, joissa ylittyi säännöllisesti taso 5 FNU (kuva 8). Maksimit esiintyivät Riuskanojan yläjuoksulla elokuussa vähävirtaamaisena aikana. Silloin myös kiintoainetta oli runsaasti. Ojavesien voimakas samennus on eittämättä syynä myös Kaukjärven sameuteen. 35 3 25 2 15 1 5 *Sameus FNU *K-aine mg/l Järvenpäänoja Kaakkolamminoja Kaukjärvenoja Kuva 8. Sameus ja kiintoaine ojavesissä. 4.2 Sähkönjohtavuus Luonnonvesien sähkönjohtavuus on luokkaa 5-1 ms/m. Peltovalumissa taso 2 ms/m on tavallinen. Sen ylimenevissä lukemissa jätevesillä on jo osuutta. Sipilänojassa ja Riuskanojassa oli viitteitä jätevesien vaikutuksesta (kuva 9). Maksimi mitattiin Järvenpäänojassa 4.6.214. 6 5 4 3 2 1 *Sähkonj ms/m Järvenpäänoja Kaakkolamminoja Kaukjärvenoja Kuva 9. Sähkönjohtavuus ojavesissä.
8 4.3 Kokonaisfosfori ja fosfaatti Luonnonpurojen fosforipitoisuus on tasolla 2 µg/l. Peltovalumissa kokonaisfosforia on yleensä 5-1, mutta jopa pitoisuudet 1-5 µg/l ovat mahdollisia. Kaukjärven ojavedet olivat selvästi kuormittuneita Sipilänojan yläjuoksua lukuun ottamatta. Maksimit mitattiin Riuskanojan yläpäässä ja ne liittyivät voimakkaaseen sameuteen. Fosfaattifosforin osuus oli noin puolet kokonaisfosforista, joten liukoista fosforia valuu Kaukjärveen huomattavia määriä. 8 7 6 5 4 3 2 1 *Kok.P µg/l *PO4-P µg/l Järvenpäänoja Kaakkolamminoja Kaukjärvenoja Kuva 1. Kokonais- ja fosfaattifosfori ojavesissä. 4.4 Kokonaistyppi Luonnonpurojen typpipitoisuus on tasolla 5-1 µg/l. Peltovalumissa kokonaisfosforia on yleensä 1-3, mutta jopa pitoisuudet 3-5 µg/l ovat mahdollisia. Typpipainotteisia olivat Sipilänoja ja Riuskanoja. Kurjenoja oli lievemmin kuormittunut. Maksimi miattiin Kaakkolamminojassa 19.4.212 eli keväällä. Vuoden 214 typpipitoisuudet olivat selvästi pienempiä kuin vuoden 212. Sipilänojassa muutos ei ollut yhtä selvä. *Kok.N µg/l 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Järvenpäänoja Kaakkolamminoja Kaukjärvenoja Kuva 11. Kokonaistyppi ojavesissä.
9 4.5 Hygieeninen likaantuminen Luonnonvesissä ei ole juuri lainkaan suolistobakteereja (-1 kpl/dl). Jätevesikuormitus näkyy hyvin selvästi fekaalisten kolien runsastumisena. Myös enterokokkibakteerit kuvaavat hygieenistä kuormituta. Hygieeninen likaantuminen oli ajoittain voimakasta kaikissa ojissa. Voimakkaimmillaan likaantuminen oli kesäalivirtaaman aikana, jolloin laimennusolot olivat heikoimmat. Tulokset kertovat ojiin kohdistuvasta jätevesikuormituksesta. Ravinnekuormitus oli tällöin vähäistä, joten sen lähteenä on pääasiassa hajakuormitus. Voimakkainta hygieeninen kuormitus oli Kurjenojassa (kuvat 11 ja 12). *Lämpkolif pmy/1 ml 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Kaukjärvenoja Kaakkolamminoja Järvenpäänoja Kuva 12. Fekaaliset kolibakteerit ojapisteillä. *Al.entero pmy/1 ml 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Kaukjärvenoja Kaakkolamminoja Järvenpäänoja Kuva 13. Suolistoenterokokit ojapisteillä.
5. MÄÄRÄLLISEN RAVINNEKUORMITUKSEN ARVIOINTI 1 Määrällistä ravinnekuormaa on arvioitu kertomalla virtaama samaan aikaan mitatuilla pitoisuuksilla. Arvio on hyvin karkea, koska se perustuu hetkellisiin mittauksiin, mutta kuitenkin suuntaa antava. Tuloskooste ojamittauksista on liitetaulukkona. Virtaamahuiput todettiin huhtikuun lopulla 212 ja kesäkuun alussa 214. Luonnollisesti myös hajakuormituksen maksimit sijoittuivat samoihin ajankohtiin. Alivirtaamien aikana kuormitus laski 1-2 % maksimitasosta. Havaintoajankohtien keskimääräinen virtaama oli 58 l/s, keskimääräinen fosforiainevirtaama,52 kg/d ja keskimääräinen typpiainevirtaama 8,2 kg/d. Riuskanojan arvot olivat noin puolet Kaukjärveen laskevien ojien tuomasta kokonaiskuormasta. Keväällä 212 tuli hetkellisesti runsas ravinnevaluma myös Kaukjärvenojasta ja Kaakkolamminojasta. Taulukko 1. Eri ajankohtien virtaamat ja ravinnekuormat virtaama kok.p kok.n Kaukjärvi m3/s g/d g/d 19.4.212,239 2288,6 4147 22.8.212,1 166,8 882 5.11.212,7 64,8 1382 4.6.214,92 572,9 5425 11.8.214, 1,3 8 6.1.214,1 12,7 13 keskiarvo,58 517,8 821 virtaama kok.p kok.n Riuskanoja m3/s g/d g/d 19.4.212,8 76,3 2351 22.8.212,15 349,9 223 5.11.212,1 11,1 166 4.6.214,35 163,3 3326 11.8.214,,7 4 6.1.214, 3,6 31 keskiarvo,22 214,8 4872 Kaukjärveen laskevista ojista Kurjenoja oli selvästi suurin kuormittaja eli lähes 1- kertainen muihin verrattuna (kuormitusosuus 86 %). Riuskanoja oli lähes Kurjenojaa vastaava. Taulukko 2. Eri ojien keskimääräinen kuormitus. virtaama kok.p kok.n m3/s g/d g/d Sipilänoja,1 6,3 26 Kurjenoja,51 445,5 5988 Kaakkolamminoja,3 17,7 115 Kaukjärvenoja,3 43,2 864 Riuskanoja,22 215, 4872 Virtaamalla painotettu keskipitoisuus oli Kaukjärveen laskevissa ojissa seuraava: fosfori 13 µg/l ja typpi 164 µg/l. Riuskanojassa vastaavat lukemat olivat 113 µgp/l ja 257 µgn/l. Pitoisuudet ovat peltovaltaisille valuma-alueille tyypillisiä.
11 Tämän mukaan Kaukjärveen valuu vuodessa fosforia 189 kg ja typpeä 299 kg. Mustialanlampiin tulee fosforia Riuskanojan kautta 78 kg/a ja typpeä 178 kg/a. Näistä luvuista ei ole vähennetty luonnonhuuhtoutumaa. Sen osuus on kuitenkin tässä kokonaisuudessa varsin pieni. KOKEMÄENJOEN VESISTÖN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY Limnologi Reijo Oravainen LIITTEET: Tarkkailutulokset Havaintopaikkakartat Ojavesitaulukko Tulokset ja lasku talven 214 näytteenotosta sekä raportointi