Vedenlaadun seuranta työkaluna ravinnevalumien ehkäisemisessä Tiina Tulonen, Lauri Arvola, Sari Uusheimo Lammin biologinen asema, Helsingin yliopisto
Ravinneresurssi hankkeessa pienen valuma-alueen vedenlaatua seurattiin automaattisten jatkuvatoimisten mittalaitteiden avulla Tavoitteena oli saada tietoa: Toimenpiteiden vaikutuksista ravinnevalumiin Vedenlaadun vaihtelusta Automaattisten mittalaitteiden käyttökelpoisuudesta seurannassa
Vesi tutkimuksen kohteena Vedet ovat aina olleet tärkeitä ihmiselle: liikkumisväylinä, elannon tarjoajina ja virkistyksen kohteena On ollut tärkeää oppia ymmärtämään veden luonne ja ominaisuudet, sen kiertokulku ja yhteydet vesien rehevöitymiseen ja likaantumiseen
Veden kiertokulussa vesi juoksee alimpaan kohtaan maastossa puroina, jokina koskina, putouksina ja jää sinne, kunnes vähitellen haihtuu pois Yleensä seuraukset siitä mitä teemme kuivalla maalla ovat lopulta nähtävissä vesistöissä Ympäristössä tapahtuvat muutokset alkavat usein hitaasti ja huomaamatta Asiantuntijalle vesinäytteet voivat kertoa esim. levien runsastumisesta, ravinteiden lisääntymisestä tai ääriarvojen yleistymisestä ennen silminnähden havaittavia muutoksia Häiriötilanteen jatkuessa aikanaan vesisysteemin tasapaino murtuu ja vesistön perusluonne muuttuu Tässä vaiheessa yleensä lähdetään miettimään vahingon korjaamisen mahdollisuuksia paluu entiseen ei kuitenkaan ole enää mahdollista
Valumavesien tutkiminen Paikallisten olosuhteiden selvittäminen tärkeää, sillä pienillä valuma-alueilla vedenlaadussa on suurta vaihtelua Vaihtelu johtuu mm. maaperästä, maan kaltevuudesta, kasvillisuudesta, maankäyttömuodoista, yksittäisistä kuormituslähteistä Vedenlaadun selvittämiseksi ja parantamiseksi tarvitaan aina useita havaintotietoja Havainnot voivat olla kenttämittauksia, vesinäytteiden ottoa ja analysointia laboratoriossa, automaattisten jatkuvatoimisten mittalaitteiden vedenlaadun seurantaa Mitattujen havaintojen pohjalta voidaan laatia ennusteita, esimerkiksi ravinnevalumista vaihtelevissa olosuhteissa
Virtaamissa esiintyvä vaihtelu Koiransuolenoja Riuskanoja Valuma-alue km 2 6,8 6,6 Peltovaltaisuus % 24 27 Virtaama l/s 0,57 0,73 Typpikuormitus kg/vrk/km 2 3,2 4,3 Fosforikuormitus kg/vrk/km 2 0,52 0,86 Seurannan tulee olla säännöllistä Havaintoja tarvitaan useita, mielellään kaikkina vuodenaikoina Valumavesistä ainakin yli- ja alivirtaaman aikaan (kevät ja syksytulvat, kesä ja talvi)
Virtausnopeus tarvitaan ravinnevalumien laskemiseen Kuormitus (kg/vrk) = ravinnepitoisuus kg/m 3 x veden virtaama (m 3 /vrk) Veden virtaamaa voidaan laskea 1) siivikkomittauksella yhdistettynä vedenkorkeuden mittaukseen 2) automaattisella mittarilla 3) laskemalla virtaama lähimmän jatkuvatoimisen havaintopisteeseen virtaamien ja valumaaluekoon kautta 4) laskemalla yhtälö virtaamamittausten ja lähimmän jatkuvatoimisen havaintopisteen virtaamien välille
Riuskanojan valuma-alueen seuranta 2015-2016 Riuskanojan valuma-alue 660 ha josta viljelymaata 27% Virtaama: virtausnopeus ja vedenkorkeus havaintoja verrattiin Nummelanjoen päivittäisiin virtaamiin Laboratorionäytteitä otettiin noin kerran kuussa Automattinen mittaus heinä-joulukuussa 2015 ja huhti-marraskuussa 2016
Riuskanojasta tehtyjen laboratorioanalyysien keskiarvopitoisuudet Johtuen savipitoisesta maaperästä vedessä esiintyy sameutta ja ajoittain veden kiintoainepitoisuus on korkea 2015 VII-XII 2016 IV-XI sameus FTU 92 27 kiintoaine mg/l 48 17 N/NH 4 µg/l 74 31 P/PO 4 µg/l 70 48 N/NO 2 +NO 3 µg/l 907 345 tot P µg/l 217 128 tot N µg/l 1916 1125 TOC mgc/l 15 17 ph 6,9 johtokyky µs/cm 183 Valuma-alueen latvoilla sijaitsevien soiden vaikutus näkyy veden humuspitoisuudessa (TOC)
Automaattinen jatkuvatoiminen vedenlaadun mittalaite S::can Optinen mittalaite analysoi nitraattia, sameutta ja orgaanisen hiilen määrää
Laboratorioanalyysien avulla ei havaita kaikkia pitoisuuspiikkejä Loppukesän sateet eivät nostaneet virtaamia Marras-joulukuun tulvat näkyivät selvästi pitoisuuksien nousuna
Riuskanojan nitraattikuormitus 2015 (kg/vrk) 70 60 50 40 30 20 10 0 25.6. 25.7. 24.8. 23.9. 23.10. 22.11. 22.12. 30 25 20 Riuskanojan kokonaisfosforin kuormitus 2015 (kg/vrk) Pääosa ravinnevalumista mitattiin marrasjoulukuun aikana, jolloin eroosion vaikutus suuri Suurimmillaan fosforia kulkeutui Riuskanojassa 7.12.2015 yht. 24 kg/vrk 15 10 5 0 25.6. 25.7. 24.8. 23.9. 23.10. 22.11. 22.12.
2016 Kasvukauden alussa nitraattityppipitoisuuksissa selviä piikkejä sateiden yhteydessä Loppukesän ja alkusyksyn sateet eivät nostaneet virtaamia eivätkä typpipitoisuuksia
Riuskanojan kuukausittainen kuormitus 2016 Nitraattikuormitus suurimmillaan keväällä ja alkukesästä Fosforikuormitus tasaisempi Jatkuvatoimisen automaattimittalaitteen avulla lasketut ravinnevalumat olivat keskimäärin suurempia kuin pelkästään laboratorioanalyysien perusteella lasketut
Johtopäätökset Pienen valuma-alueen virtaamien äärevyys aiheuttaa nopeita kuormituspiikkejä Virtausta hidastamalla, esimerkiksi rakennettujen pohjapatojen, laskeutusaltaiden tai kosteikkojen avulla, voidaan tasoittaa tai jopa vähentää alapuoliseen vesistöön kohdistuvaa kuormitusta Kasvukauden ulkopuolella olevia ravinnevalumia voi olla vaikea torjua Sääolosuhteiden vaihtelu ja muutokset voivat vaikuttaa tulevaisuudessa ravinnevalumien määrään
Johtopäätökset vedenlaatumittareiden käytöstä Jatkuvatoimiset vedenlaatumittarit rekisteröivät muutokset tehokkaasti ja luotettavasti Kuormitusarvioiden luotettavuus selvästi parempi kuin harvoihin näytteisiin perustava manuaalinen seuranta tuottaa Mittalaitteet toimivat moitteettomasti vain sulanveden aikaan Laitteet vaativat säännöllistä huoltoa, rehevässä vedessä leväkasvu tai anturin limoittuminen voivat haitata mittauksia Laitteiden kalibrointi on tehtävä jokaisessa mittauspaikassa, koska veden laatu, esim. sameus ja orgaanisen aineen pitoisuus, voi vaihdella suuresti mittauskohteiden ja uomien välillä
Kiitos