Karjalohjan Puujärven Sedimenttitutkimus Loppuraportti

Karjalohjan Puujärven Sedimenttitutkimus Loppuraportti Valpola, S. & Kauppila, T. Turun yliopisto, Maaperägeologian osasto 18.12. 1

1 Sisällysluettelo 1. Johdanto... 2 2. Tehdyt tutkimukset... 2 3. Tulosten tulkinta... 4 3.1. Järvisedimentin kerrostuminen... 4 3.1.1. Sedimentin kuvaus... 4 3.1.2. Sedimentin vesipitoisuus ja hehkutushäviö... 4 3.1.3. Sedimentin raekoko... 5 3.1.4. Sedimentin määrä ja jakautuminen... 6 3.1.5. Sedimentin fosforimäärä ja fosforin jakautuminen... 8 3.2. Ravinteisuushistoria... 9 4. Yhteenveto ja johtopäätökset... 14 5. Lähteet... 16

2 1. Johdanto Karjalohjan Puujärvi on vedenlaadultaan poikkeuksellisen hyvä, suuri eteläsuomalainen järvi. Järven hyvästä kunnosta huolimatta ranta-asukkaat ovat tehneet havaintoja sen tilan mahdollisesta huononemisesta 196 luvulta lähtien ja järvellä on toiminut suojeluyhdistys jo vuodesta 1967. Vesianalyysejä on tehty erityisesti 199 luvulla runsaasti, mutta niissä ei näy muutosta huonompaan suuntaan. Ravinteisuudeltaan järvi on niukka-keskiravinteinen. Puujärven vesiensuojeluyhdistys ry tilasi Turun yliopiston Maaperägeologian osastolta 18.4. päivätyn tarjouksen mukaisen tutkimuksen Puujärven pohjakerrostumista. Työn tarkoituksena oli selvittää Puujärven viimeaikainen, voimakkaimmalle ihmistoiminnalle altistunut historia, ja tutkia sedimentin laatua järven eri osissa erityisesti tärkeimmän rehevöittävän ravinteen, fosforin osalta. 2. Tehdyt tutkimukset Puujärven sedimenttitutkimus toteutettiin kahdessa vaiheessa. Tutkimusvaiheessa I pyrittiin selvittämään Puujärven altaaseen kerrostuneen sedimentin määrä ja järven ravinteisuushistoria. Tutkimusvaiheessa II puolestaan pyrittiin varmentamaan Tutkimusvaiheen I tulokset ja samalla selvittämään nykyisen pintasedimentin tila ja fosforipitoisuus. Puujärven altaan sedimentin kerrostumisen, määrän ja jakaantumisen selvittämiseksi järvellä suoritettiin sekä luotauksia että kairauksia. Kaikuluotauslinjoja järvellä tehtiin analogisella, piirtävällä kaikuluotaimella yhteensä 25 kappaletta, yhteispituudeltaan noin km. Kairauksia tehtiin yhteensä kymmenestä pisteestä ja niissä käytettiin sekä vaijeri- että tankokäyttöistä kairakalustoa. Kaikista näytepisteistä otettiin analyysejä varten talteen pintasedimenttinäyte ( 2 cm), lisäksi näytepisteestä 2 nostettiin 3 cm:n mittainen profiilinäyte joka jaettiin 1 cm paksuisiin osanäytteisiin. Näytteenotto ja luotaukset on yksityiskohtaisesti kuvattu Raporteissa 1 ja 2. Tutkimusvaiheessa I tehtyjen luotauslinjojen, samoin kuin samassa yhteydessä otetun profiilinäytteen paikat valittiin käyttäen apuna Helsingin Maanviljelysinsinööripiirin (1968) tekemää Puujärven syvyyskarttaa. Tutkimusvaiheessa II tehtyjen kairausten paikat valittiin siten, että niiden avulla kyettiin tarkistamaan luotaustulosten oikeellisuus ja samalla saamaan kattava näytteistö järven eri osien pintasedimentistä. Luotauslinjat ja näytteenottopisteet on esitetty kuvassa 1. Tutkimusvaiheessa I otetun profiilinäytteen sedimentin kerrosjärjestys eli sedimenttistratigrafia kuvattiin laboratoriossa ja samalla osanäytteistä määritettiin sedimentin vesipitoisuus sekä eloperäisen aineen määrää kuvaava hehkutushäviö. Kerrostumisnopeuden arviointia varten tehtiin mikroskooppinen nokipartikkelianalyysi. Puujärven ravinteisuuden kehityksen tutkimiseksi analysoitiin sedimentin fosforipitoisuus ja fosforin jakeet sekä tutkittiin piilevät (Bacillariophyceae). Piilevälaskennan tuloksia käytettiin järven pintaveden muinaisen kokonaisfosforikonsentraation rekonstruoimiseen tähän kehitetyn mallin avulla. Näillä analyyseillä pyrittiin luomaan kuva Puujärven kehityksestä ja arvioimaan altaan luonnollista ravinnetasoa. Kaikki analyysimenetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti Raportissa I.

3 66835 6683 9 4 1 66825 1 2 668 3 66815 8 6681 7 6685 668 66795 6 5 6679 24815 248 24825 2483 24835 2484 24845 2485 24855 Kuva 1. Puujärven kaikuluotuslinjat ja sedimenttinäytteenottopisteet Tutkimusvaiheen II tarkoituksena oli tankokäyttöisen kaluston avulla tehdyin kairauksin tarkistaa luotausten perusteella tehtyjen syvyyskartan ja sedimenttimallin oikeellisuus ja samalla hankkia kattava näyteaineisto järvialtaan eri osista pintasedimentin tilan tutkimusta varten. Kaikista otetuista näytteistä tehtiin sedimentin kerrosjärjestyksen eli sedimenttistratigrafian kuvaus, sedimentin vesipitoisuuden ja hehkutushäviön määrittäminen, sedimentin fosforipitoisuuden ja fosforin jakeitten määrittäminen sekä raekokoanalyysi, joiden avulla kyettiin selvittämään paitsi sedimentin ravinnetaso ja potentiaalisesti vapautuvan fosforin määrä, myös arvioimaan pohjadynaamisia olosuhteita sedimentin raekoostumuksen perusteella. Raekokoanalyysi on kuvattu yksityiskohtaisesti Raportissa II, ja muut analyysimenetelmät Raportissa I.

4 3. Tulosten tulkinta 3.1. Järvisedimentin kerrostuminen 3.1.1. Sedimentin kuvaus Puujärven sedimenttiä voidaan yleisesti koko järvialtaan alueella pitää hyväkuntoisena silttisenä järviliejuna, jonka rakenne on pääsääntöisesti hyvin homogeeninen. Lukuun ottamatta pisteitä 2, 5, 6 ja 8 kaikissa pisteissä kairaukset kyettiin ulottamaan glasiaali-postglasiaalisaveen saakka. Järvisedimentin kontakti saveen on selkeä. Koko järvialtaan aikaisen sedimentin rakenne on tasalaatuinen, eikä yhdessäkään näytepisteessä ole havaittavissa merkittäviä muutoksia kerrostumishistorian aikana. Myöskään kaasukäymisen merkkejä tai voimakasta bioturbaatiota ei esiintynyt, sen sijaan osasta Kontolansalmen pohjoispuolelta otetuista näytteistä (1, 2, 4 ja 7) tavattiin pelkistävistä oloista kertovia sulfidiraitoja. Tutkimusvaiheessa II kairattujen näytepisteiden sedimenttiprofiilit on esitetty raportissa II ja Tutkimusvaiheessa I kairatun näytepisteen 2 kuvaus sekä analyysitulokset on esitetty kappaleen Ravinteisuushistoria yhteydessä. 3.1.2. Sedimentin vesipitoisuus ja hehkutushäviö Vesipitoisuus- ja hehkutushäviötulosten perusteella Puujärven pintasedimenttinäytteet voidaan jakaa kahteen ryhmään. Rannan välittömässä läheisyydessä sijaitsevien näytepisteiden (1, 3, 4 ja 9) arvot ovat sekä vesipitoisuuden että hehkutushäviön osalta selvästi matalammat kuin järvialtaan keskiosien syvänteistä nostettujen näytteiden arvot. Hehkutushäviön arvot ovat syvännealueilla kohtuullisen korkeat ottaen huomioon Puujärven vähäisen humuspitoisuuden ja verrattain alhaisen ravinnetason. Tätä voidaan pitää merkkinä siitä että sedimentin mineralisaatio on keskeneräistä, mutta mahdollisesti myös siitä että järven perustuotanto saattaa olla kasvussa. Toisaalta tulokset osoittavat orgaanisen aineksen sedimentoituvan nimenomaan syvänteisiin. Pintasedimenttinäytteiden vesipitoisuus ja hehkutushäviöt on esitetty kuvissa 2 ja 3. % 95 9 85 8 75 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 N äytepiste Kuva 2. Puujärven pintasedimenttinäytteiden vesipitoisuudet

5 3.1.3. Sedimentin raekoko Pintasedimenttinäytteiden raekokoanalyysin tulokset jakavat näytteet kahteen ryhmään miltei vastaavasti kuin vesipitoisuus ja hehkutushäviö. Näytepisteissä 3, 4 ja 9 sedimentin raekokojakauma on huomattavasti laajempi kuin syvännealueilta otetuissa näytteissä, ulottuen jopa karkean hiekan raekokoon. Sen sijaan syvännealueitten näytteiden raekokojakaumat ovat kapeampia, ja pääosin aines koostuu keskikarkeasta siltistä (6- µm). Raekokoanalyysin tulokset osoittavatkin selvän eron järven eri pohjadynaamisten vyöhykkeiden välillä. Samalla niiden tasaisuus osoittaa kerrostumisolojen olevan hyvin samankaltaiset kaikilla toisiaan vastaavilla kerrostumispohjan alueilla eri puolilla järviallasta. Pintasedimenttinäytteiden raekokojakaumat on esitetty kuvassa 4. % 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 N äytepiste Kuva 3. Puujärven pintasedimenttinäytteiden hehkutushäviöt 4 3 % 2 Pinta 4 Pinta 9 1 Pinta 3 1 1 1 1 Raekoko / um Kuva 4. Puujärven pintasedimenttinäytteiden raekokojakaumat

6 3.1.4. Sedimentin määrä ja jakautuminen Tehtyjen luotausten ja tarkistuskairausten tulosten perusteella tehtiin Surfer - tietokoneohjelmalla Puujärven syvyyskartta (kuva 5) sekä sedimenttipatjan paksuutta kuvaava malli (kuva 6). Esimerkki luotauslinjasta ja sen tulkinnasta on esitetty kuvassa 7. Kuvaa tarkasteltaessa on huomioitava että profiilin syvyysskaala on selvästi liioiteltu. Profiili linjasta 14 on esitetty todellisessa mittakaavassa kuvassa 8. Mallin perusteella voidaan arvioida Puujärven altaassa olevan noin 19 8 m 3 tiiviin savikon, moreenin tai kallion päälle kerrostunutta järvisedimenttiä. Valtaosa sedimentistä on odotetusti kerrostunut järven syvännealueille, eli altaan kolmeen pääsyvänteeseen. Suurimmillaan sedimenttipatjan paksuus on noin 15 metriä. Kuva 5. Puujärven syvyyskartta

7 Kuva 6. Puujärven sedimenttipatjan paksuus ja kerrostumien sijainti 1 m 3 5 1 15 2 1 1 3 3 5 1 15 L in ja n p itu u s / m Kuva 7. Puujärven luotauslinja 14 ja sen tulkinta. Punainen rajapinta kuvaa löyhän sedimentin yläpintaa S yv yy s ve d e n p in n a s ta / m L in ja n p itu u s / m S yv yy s ve d e n p in n a s ta / m m

8 35 35 5 1 15 Linjan pituus / m Syvyys veden pinnasta / m Kuva 8. Puujärven luotauslinja 14 todellisessa mittakaavassa 3.1.5. Sedimentin fosforimäärä ja fosforin jakautuminen Fosforin määrän tarkastelussa kiinnitettiin ensisijaisesti huomiota pintasedimentin sisältämän fosforin määrään. Koska sedimentti edellä kuvatun kaltaisesti on erilaista syvänteissä ja lähempänä rantoja ja koska em. pohjan alueet poikkeavat toisistaan myös fosforin vapautumisen suhteen, tarkasteltiin sedimentin fosforimäärää erikseen matalassa ja syvässä vedessä (yli ja alle 5 m). Jos arvioidaan pintasedimentin aktiiviseksi osaksi viiden senttimetrin paksuinen kerros, voidaan tehtyjen tutkimusten perusteella todeta, että järven matalissa osissa, vesisyvyysalueella -5 m, pintasedimentti sisältää fosforia noin 14 kg. Vastaavasti sama viiden cm:n paksuinen sedimenttikerros yli viiden metrin vesisyvyysalueella sisältää fosforia noin 39 kg. Puujärven pintasedimentti sisältää fosforia yhteensä noin 53 kg. Tarkasteltaessa sedimentistä mahdollisesti mobilisoituvan fosforin määrää voidaan todeta että alle viiden metrin syvyysalueella helppoliukoisen, huonohappisissa oloissa mahdollisesti liikkeelle lähtevän, NaOH -fosforin määrä on noin 35 kg, kun taas yli viiden metrin syvyysalueella NaOH -liukoinen fosfori edustaa lähes puolta fosforin kokonaismäärästä ollen miltei kg. Edellä esitetyt fosforin määrät perustuvat tässä tutkimuksessa otettuihin pintasedimenttinäytteisiin. Ne ovat laskennallisia fosforin maksimimääriä ja niitä voidaan pitää suuntaa antavina arvioitaessa Puujärven ravinnetaloutta kokonaisuutena. Vaikka Puujärven sedimentin tila onkin yleisesti ottaen hyvä, löydettiin hapettomuudesta ja alhaisesta redox -tasosta kertovia sulfidiraitoja näytepisteistä 1, 2, 4 ja 7. Riski fosforin vapautumiseen syvännealueilta on siis olemassa, ja koska nimenomaan syvännealueitten fosforista suuri osa on potentiaalisesti vapautuvaa fosforia, voivat muutokset olla huomattavia. Toisaalta suuri vesisyvyys esimerkiksi näytepisteen 2 kohdalla estänee fosforin kulkeutumista valoa tarvitsevan kasvillisuuden käyttöön ainakin osittain.

9 3.2. Ravinteisuushistoria Puujärven viimeaikaisen historian selvittäminen perustui yhden, järven syvänteestä otetun (näytteenottopaikka 2), sedimenttisarjan analysointiin (kuva 1). Fossiilisten polttoaineiden kulutuksesta kertovat mikroskooppiset nokipartikkelit alkavat runsastua sedimentissä n. 13 cm syvyydeltä alkaen ja niiden syvyysjakauma voidaan rinnastaa fossiilisten polttoaineiden vuotuiseen kulutukseen maassamme (Kuva 9). Tämän rinnastuksen perusteella sedimentin kerrostumisnopeus syvänteessä on reilut 2 mm vuodessa (~ 2,3 mm/a). Kerrostumisnopeudet suomalaisissa järvissä ja yksittäisissäkin järvialtaissa vaihtelevat laajasti, mutta nyt saatu arvo on hyvin sopusoinnussa Puujärven karuuden, valuma-alueen laadun ja näytteenottopaikan syvyyden kanssa eikä kerro erityisen voimakkaasta tuotannosta. Nokipartikkelianalyysiin perustuvan arvion sedimentin kerrostumisnopeudesta voisi tarkistaa esimerkiksi 21 Pb tai 137 Cs ajoituksilla. Sedimenttisyvyys / cm 3 25 15 1 5 5 8 4 Nokipartikkelit kpl / g DW 3 6 4 Fossiilisten polttoaineiden kulutus / PJ 1 186 188 19 19 194 196 198 Vuosi Kuva 9. Puujärven sedimenttisarjan nokipartikkelianalyysin tulokset ja niiden rinnastus fossiilisten polttoaineiden kulutuskäyrään

1 1 Da Db Da Comp: Dg2, Ag1, As1, Dh+, Dl+ Nig. 2.5, Sicc. 2.5, Elas, Lim. 1, Stra t. järvilieju, jossa hieman puunjäänteitä ja ruohovart. jäänteitä Color: 2.5 Y 3/2.5 4 Dc Db Co mp: Dg 2, A g1, As.5, sulf..5, Dl+ Nig. 2.7, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. järvilieju, jossa hiem an puunjäänteitä ja kohtalainen sulfidivärjäys C olor: 5Y 2.5/2 7 Dc Comp: Dg2, Ag1, As1, sulf.+, Dl+, Dh+ Nig. 2.7, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. järvilieju, jossa hiem an puunjäänteitä ja hieman sulfidivärjä ystä Color: 5Y 3.5/1.5 Dd 13 Dd Co mp: Dg 2, A g1, As1, sulf.+ Nig. 3, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. järvilieju, jo ss a s ulfidivärjäystä Color: 5Y 2.5/2 De De Co mp: Dg 2, A g1, As1, sulf.+ Nig. 2.7, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. järvilieju, jos s a su lfidiv ärjä ystä Color: 5Y 3/2 22 Df Df Comp: Dg2, Ag1, As1 Nig. 2.5, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. terve, silttinen järvilieju Color: 5Y 3.5/2 29 Dg Dg Com p: Dg2, Ag1, As1, Lh+ Nig. 2.6, Sicc. 2, Elas, Lim., Strat. te rve, silttinen järvilieju, punertavam pi kuin yllä C olor: 2.5Y 3/1.5 Kuva 1. Puujärven sedimenttisarjan kuvaus ja Troels-Smith -sekä Munsell -koodaukset

11 Tutkitun 3 cm sedimenttisarjan alin näyte (3-29 cm) poikkeaa ominaisuuksiltaan muusta sarjasta. Se on punertavaa, tervettä järviliejua, joka on humuksisempaa kuin yllä oleva, tyypillisen oliivinvihreä järvilieju (Kuva 1). Kyseisessä sedimenttiyksikössä myös vesipitoisuus ja eloperäisen aineksen määrää kuvaava hehkutushäviö ovat korkeampia kuin yllä (Kuva 11), samoin kuin sedimentin fosforipitoisuus (Kuva 12) ja mikrofossiileista ennustettu veden fosforipitoisuuskin (Kuva 13). Tasaisella 2,3 mm/a kerrostumisnopeudella tämän sedimenttiyksikön yläraja ajoittuisi n. vuoteen 187. Koska sedimenttisarja ei ulottunut syvemmälle, ei alimman näytteen edustamien olojen kestosta voida sanoa mitään. Joka tapauksessa näyte kuvastaa tilannetta, jossa järveen tulee humuspitoista, fosforia sisältävää eloperäistä ainesta. Järvi ei siis ole tässä vaiheessa ollut varsinaisesti rehevämpi samassa mielessä, kuin nykyiset ihmistoiminnan rehevöittämät järvet, vaan järveen tullut aines näyttää suosineen erilaista piilevästöä ja myös kultaleviä piileviin verrattuna (Kuva 14). Sedimenttisyvyys (cm) 1 3 Kuva 11. Puujärven sedimenttisarjan vesipitoisuus ja hehkutushäviö % 4 6 8 1 Vesipitoisuus Hehkutushä viö P mg / g KS 1 2 3 Seuraavassa vaiheessa, sedimenttisyvyydeltä 29 cm alkaen, saavutetaan olot, joita voidaan hyvällä syyllä pitää Puujärven luonnontilana tarkasteltaessa järven viimeaikaisia muutoksia. Kyseisen syvyyden yläpuolella sedimentti muuttuu mineraaliainesvaltaisemmaksi, kenties maankäytön muutosten vuoksi tai kun edellä kuvattu mahdollinen häiriötilanne päättyi. Aluksi sedimentin fosforipitoisuus hieman nousee, mutta pysyttelee kuitenkin varsin pienenä (Kuva 12). Pieni sedimentin fosforipitoisuus johtuu Puujärven karuudesta ja kirkasvetisyydestä. Sedimentin piileviin perustuva pintaveden fosforipitoisuuden rekonstruktio ennustaa hyvin matalaa, n. 4 µg P / l fosforipitoisuutta sijoittaen tuolloisen Puujärven karujen järvien luokkaan Syvyys / cm 1 3 Kuva 12. Puujärven sedimenttisarjan fosforipitoisuus ja fosforin jakautuminen P-NH4Cl P-NaOH P- HCl P- Residuaali P- TOT.

12 piilevä-p 9 -luvulla mitattu pintaveden kok-p n. 11 ug P/l ~196 12 1 8 6 4 2 Rekonstruoitu pintaveden kok-p (µg P/l) 3 25 15 1 5 Sedimenttisyvyys (cm) Kuva 13. Sedimentin piilevien perusteella ennustettu veden fosforipitoisuus.94.92.9.88.86.84 DC -suhde (D/(D+C)).82.8 3 25 15 1 5 Sedimenttisyvyys (cm) Kuva 14. DC -suhde Puujärven syvänteen sedimenttiprofiilissa. Suhde kuvaa piilevien osuutta sedimentin piilevien ja kultaleväkystien yhteismäärästä ja on yleensä korkeampi ravinteikkaammissa oloissa.

13 OECD:n luokituksessa (-1 µg P / l). Järven karuus onkin luonnollisesti nähtävissä myös niukkaravinteisia vesiä suosivien piilevälajien esiintymisenä, esimerkkeinä vaikkapa Anomoeoneis vitrea, Aulacoseira distans, A. humilis, Cyclotella comensis ja Navicula vitiosa (Kuva 15). Puujarvi, Karjalohja 1.8. Depth 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Achnanthes didyma Achnanthes levanderi Achnanthes pusilla Achnanthes suchlandtii Achnanthes minutissima Amphora fogediana Asterionella formosa Anomoeoneis vitrea Aulacoseira distans Aulacoseira ambigua Aulacoseira humilis Aulacoseira islandica Aulacoseira subarctica Caloneis silicula Cyclotella atomus Cyclotella bodanica Cyclotella comensis Cyclotella bodanica aff. lemanica Cyclotella distinguenda Cyclotella iris Cyclotella pseudostelligera Cyclotella radiosa Cyclotella rossii type Cymbella cesatii Cymbella descripta Cymbella silesiaca Diatoma tenuis Diploneis marginestriata Fragilaria brevistriata Fragilaria capucina v. vaucheriae Fragilaria crotonensis Fragilaria exigua Fragilaria capucina v. gracilis Fragilaria construens f. venter Fragilaria pinnata Fragilaria tenera Fragilaria parasitica Frustulia rhomboides Fragilaria spp. (girdle views) Gomphonema gracile Navicula aboensis Navicula minima Navicula pupula Navicula seminulum Navicula submuralis Navicula vitiosa Pinnularia gibba v. linearis Pinnularia microstauron Stephanodiscus Stauroneis anceps Tabellaria flocculosa Tabellaria fenestrata CONISS 4 2 4 6 Total sum of sq Kuva 15. Puujärven sedimenttisarjan piileväanalyysin tulokset Karuista oloista huolimatta sedimenttiin ilmestyy huonosta hapetustilanteesta kertovaa tummaa sulfidivärjäystä jo 22 cm syvyydeltä (~19) alkaen. Sulfidiväritys johtuu yleensä järven kiihtyneestä eloperäisen aineksen tuotannosta ja siitä seuraavasta happea kuluttavan hajoamisen lisääntymisestä esim. rehevöitymisen seurauksena. Tässä tapauksessa kyse on kuitenkin pikemminkin näytteenottopaikan syvyydestä ja suojaisesta luonteesta, vaikka valuma-alueella tapahtuneilla maankäytön muutoksilla lieneekin osuutta asiaan (esim. hehkutushäviö kasvaa hieman). Hehkutushäviön ja sitä myötä sedimentin fosforipitoisuuden hienoinen lasku sekä piilevästössä näkyvät muutokset 15-13 cm (1935-1945) yläpuolella sedimentissä saattavat kertoa maatalouden muutoksista, mutta sedimentin piilevästön pohjalta ennustetussa veden fosforipitoisuudessa tämä ei vielä näy. Sen sijaan 196 luvulta (1-8 cm) alkaen kaikki muuttujat osoittavat Puujärven ravinteisuuden lisääntyneen. Piileväperustaisen veden fosforipitoisuuden rekonstruktion mukaan järven pintaveden kokonaisfosforipitoisuus on noussut tasaisesti 196 lähtien ja saavuttanut 1-11 µg P / l tason sedimentin pinnassa. Saatavissa oleva mittaustieto Puujärven vedenlaadusta vahvistaa tämän: lopputalven havainnoista laskettu keskiarvo on 9,9 µg P / l ja loppukesän 12,3 µg P / l. On siis syytä olettaa, että myös ajalle ennen 196 lukua ennustettu hyvin matala veden fosforipitoisuus on todenmukainen ja Puujärvi luonnostaan vieläkin niukkaravinteisempi kuin nykyään. Myös hehkutushäviö ja sedimentin fosforipitoisuus kasvavat sedimentin pinnassa, osoittaen järven tuotannon kasvua. Tosin viime mainittuihin muuttujiin vaikuttaa myös pintasedimentin hajoamisen ja tiivistymisen keskeneräisyys. Puujärven historia kuvastaa muutoksia valuma-alueella. Sedimentin ominaisuuksien mukaan järvessä oli humusrikkaampi vaihe ennen viime vuosisadan alkua, joskin arvio perustuu vain yhteen näytteeseen. Tämän jälkeen seurasi nyky-puujärven luonnontilainen vaihe, joka oli hyvin karu. Muutokset maankäytössä heijastuivat kuitenkin sedimenttiin, esimerkiksi piilevästön muutoksina

14 heti sotien jälkeen, mutta järvi ei alkanut muuttua ravinteikkaammaksi ennen kuin 196 luvulla. Viimeisten neljänkymmenen vuoden aikana kehitys näyttääkin käyneen tasaisesti kohti hieman ravinteikkaampia oloja, vaikka järvi vieläkin on varsin karu. 4. Yhteenveto ja johtopäätökset - Luotausten perusteella Puujärven altaan tilavuus on n. 43 m 3. - Altaan pohjan pinta-ala on n. 5 85 m 2. - Kulutus- ja kulkeutumispohjan osuus pohjan pinta-alasta on n. 7% (~ 41 m 2 ). - Valtaosa kerrostumispohjasta on yli viiden metrin syvyydessä. - Syvän veden alueelle kerrostuvat sedimentit erottuvat matalan veden alueella olevasta aineksesta: Vesipitoisuus on korkeampi Orgaanisen aineksen pitoisuus on korkeampi Aines on raekoostumukseltaan hienompaa ja tasalaatuisempaa - Poikkeuksena on näytepiste 6, jossa matalasta vesisyvyydestä huolimatta sedimentin ominaisuudet vastaavat syvän veden sedimentin ominaisuuksia. Järven eteläpään kerrostumisolot ovatkin todennäköisesti pohjoispäätä rauhallisemmat. - Kaikkiaan Puujärven altaassa on saven, kallion tai moreenin päälle kerrostunutta järvisedimenttiä n. 19 8 m 3. - Suurimmat sedimenttipatjat ovat kerrostuneet Pussisaaren itä- ja länsipuolisiin syvänteisiin sekä järven eteläosan syvänteeseen. Muita merkittäviä sedimentaatioalueita on myös kirkon rannan edustalla ja järven pohjoispäässä, Karhusaaren eteläpuolella. - Fosforin määrä pintasedimentissä vaihtelee 1 mg:sta 2,5 mg:aan: Alle 1 mg:n pitoisuuksia voidaan pitää pieninä ja ne ovat Puujärvellä tyypillisiä matalan veden alueen sedimentille Kohtuullisen korkeat, yli 2,5 mg:n pitoisuudet esiintyvät Puujärven syvän veden alueen sedimenteissä, eli keskeisillä sedimentaatioalueilla - Kaikkiaan fosforia on Puujärven pintasedimentissä (5 cm:n kerros) yhteensä noin 53 kg: Syvyysalueella -5 m kaikkiaan n. 14 kg, josta helppoliukoista n. 35 kg Yli viiden metrin syvyysalueella kaikkiaan n. 39 kg, josta helppoliukoista n. kg - Helposti mobilisoituvan fosforin pitoisuudet ovat korkeimmat näytepisteissä 7 (Kontolansalmi) ja 1 (Pussisaaren länsipuolen syvänne). Pisteessä 7 on lisäksi havaittavissa sulfidiraitoja, jotka kertovat huonohappisista oloista. Näiden näytepisteiden alueita voidaan pitää riskiltään suurimpina fosforin vapauttajina. Pisteen 7 edustamalla kerrostumisalueella sedimentin määrä on kuitenkin pienempi kuin pisteen 1 edustamalla alueella, joten myös mahdollisesti vapautuvan fosforin kokonaismäärä on pienempi.

15 - Pisteissä 2 (Pussisaaren koillispuolen syvänne) ja 8 (Kontolannokan pohjoispuolen syvänne) on korkea fosforipitoisuus, mutta potentiaalisesti vapautuvan fosforin osuus on pienempi kuin pisteissä 7 ja 1. - Pisteen 2 edustama syvänne toiminee nieluna järven pohjoispuoliselta valuma-alueelta tulevalle fosforille. - Kaikkiaan Puujärven sedimentti on hyväkuntoista, eikä sen tila edellytä kunnostustoimia - Mahdolliset ohimenevät, kiusalliset leväkukinnot ovat kuitenkin mahdollisia, jos fosforia vapautuu nopeitten sedimentin tilan muutosten yhteydessä. - Pussisaaren koillispuolen syvänteestä otetun näytteen kerrostumisnopeus on ollut n. 2,3 mm/a. - Syvänteen sedimentti muuttuu humuspitoisesta mineraaliainespitoisemmaksi 29 cm syvyydellä, joka em. kerrostumisnopeudella vastaa n. vuotta 187. - Sedimenttiin ilmestyy heikkoa pelkistävistä oloista kertovaa sulfidiväritystä n. 22 cm syvyydellä (~v. 19), nähtävästi näytteenottopaikan syvyydestä johtuen. - Sulfidiväritys lisääntyy ylimmässä 4 cm:ssä, mutta aivan sedimentin pinta on tervettä. - Fosforipitoisuus sedimenttisarjassa ei ole erityisen korkea ja sedimentin pinta pidättää fosforia. - Puujärven pintaveden kokonaisfosforipitoisuus on sedimentin piileviin perustuvan rekonstruktion perusteella ollut 18 luvun lopun ja 196 luvun välisenä aikana vain n. 4 µg P/l. - Muutokset mikrofossiilistossa alkavat 13 cm tasolla (~v. 1945) ja erityisesti 8 cm yläpuolella (~v. 1965), jonka jälkeen Puujärven fosforipitoisuus näyttää tasaisesti kasvaneen nykyiselleen, n. 11 µg P/l tasolle. - Tulokset tukevat epäilyjä 196 -luvulla alkaneesta ravinteisuuden kasvusta. - Muutoksia lajistossa tapahtuu vielä sedimentin pinnassakin.

16 5. Lähteet Helsingin maanviljelysinsinööripiiri, 1968: Puujärven syvyyskartta Kauppila, T. & Valpola, S., : Karjalohjan Puujärven Sedimenttitutkimus, Tutkimusvaihe I, Raportti. Turun yliopiston maaperägeologian osasto. Julkaisematon tutkimusraportti. Valpola, S. & Kauppila, T., 1: Karjalohjan Puujärven sedimenttitutkimus, Tutkimusvaihe II, Raportti. Turun yliopiston maaperägeologian osasto. Julkaisematon tutkimusraportti. VTT & Tilastokeskus 1998: Fossiilisten polttoaineiden kulutuskäyrä.