XM1001 JOKIEN MEREEN KULJETTAMIEN AINEMÄÄRIEN SEURANTAOHJELMA 2016 2018 (ennen A04003, XA401 ja XA031) Antti Räike 31.08.2015 (muokannut Antti Kanninen 4.9.2015) Ympäristöhallinnon jokien ja järvien vedenlaadun seurantaverkko palvelee mm. vesiensuojelun suuntaviivojen toteutumisen seurantaa ja EU:n direktiiveissä velvoitettua tiedonkeruuta vedenlaadusta. Jokien mereen kuljettamien ainemäärien seurantaohjelma aloitettiin vuonna 1970. Sen tarkoitus on seurata kattavasti Suomesta Itämereen jokien mukana kulkeutuvia ainemääriä. Seuranta toteutetaan yhteistyössä ELY-keskusten (KAS, UUD, VAR, EPO, POP, LAP) ja SYKE:n välillä. Koska joet kuljettavat valtaosan Suomesta Itämereen päätyvästä ulkoisesta kuormituksesta, on hanke keskeisessä asemassa Itämeren kuormitustarkkailussa (HELCOM PLC). Hankkeessa on mukana 29 jokea (31 seuranta-asemaa), ja määritettävien muuttujia on yhteensä 37. Päähuomio on ravinteiden, orgaanisen aineen ja raskasmetallien virtaamissa. Hankkeen tulokset raportoidaan vuosittain Itämeren suojelukomissiolle (HELCOM) ja Tilastokeskukselle. Jokien ainevirtaamien valtakunnallisesta arvioinnista vastaa SYKE. NÄYTEMÄÄRÄT JA NÄYTTEENOTON AJOITUS Analyysiryhmät on esitetty taulukossa 1. Näytteitä otetaan 31 seuranta-asemalta vähintään 13 kertaa vuodessa siten, että kevään tulvakauden aikana otetaan enemmän näytteitä virtaaman vaihteluista riippuen. Muut näytteet otetaan maaliskuussa (1), elokuussa (1) ja syys-joulukuussa (3-4). KAS:n (paitsi Virojoki), UUD:n ja VAR:n joet (Merikarvianjokea lukuun ottamatta) sekä Oulujoki havainnoidaan vähintään kerran kuussa, tulvakuukautena (huhti- tai toukokuu) kuitenkin vähintään kahdesti (taulukko 2). Lisäksi varaudutaan ylimääräisten näytteiden ottoon voimakkaiden virtaaman nousujen aikana myös muina vuodenaikoina kuin keväällä. Taulukossa 2 on esitetty minimiohjelma. Koska eri vuosina virtaamien huippuajankohdat saattavat vaihdella, taulukossa olevien havaintojen vähimmäismäärien jakautuminen eri kuukausille on vain esimerkinomainen. Virtaamapainotteisen näytteenoton suhteen korostetaan aluekeskusten omaa aktiivisuutta. Pienten maatalouden kuormittamien jokien kokonaisfosforivirtaamien luotettava arviointi edellyttää kaksinkertaista havaintotiheyttä (Ekholm et al. 1995, Ekholm & Koskiaho 1996). Siksi kyseisissä joissa (Koskenkylänjoki, Porvoonjoki, Mustijoki, Vantaa, Mustionjoki, Uskelanjoki, Paimionjoki, Aurajoki) vuotuisten kokonaisfosforimääritysten määräksi suositellaan 19-20 kertaa vuodessa. Ohjelmassa on nostettu myös liuenneen kokonaisfosforin, kokonaistypen, nitraatti- ja nitriittitypen, kiintoaineen analyysien sekä sähkönjohtokyvyn ja ph -määritysten lukumääriä. NÄYTTEIDEN KÄSITTELY Näytteenotossa ja näytteiden käsittelyssä noudatetaan Vesitutkimusten näytteenotto menetelmät - julkaisun ohjeita (Mäkelä ym. 1992) ja standardia SFS-EN ISO 5667-3. Tärkeää taustatietoa löytyy myös julkaisuista Vesistötietoa näytteenottajille (Kettunen ym. 2008) ja Laatusuositukset ympäristöhallinnon vedenlaaturekistereihin vietävälle tiedolle: vesistä tehtävien analyyttien määritysrajat, mittausepävarmuudet sekä säilytysajat ja tavat (Näykki ym 2013). Näytteet (paitsi raskasmetallit) otetaan joen keskeltä yhden metrin syvyydeltä Limnos-noutimella. Näytteet kuljetetaan laboratorioon suljetussa kylmälaukussa (tavoite: n. + 4 o C). Raskasmetallinäytteet otetaan suoraan 100 ml:n Nalgene-pulloihin (Hg 250 ml:n lasipulloon) n. 20 cm syvyydeltä. Näytteenotossa ja -käsittelyssä tulee huolehtia seuraavista seikoista: - näytepulloina käytetään erityisesti tähän projektiin varattuja Nalgene-pulloja, jotka SYKEn tutkimuslaboratorio lähettää aluekeskuksille kahteen päällekkäiseen Minigrip-pussiin pakattuna. Pullon tunnistetiedot laitetaan sisempään pussiin. Kontaminaatiovaaran vuoksi näytteitä ei saa ottaa muihin pulloihin. - pullot kuljetetaan havaintopaikalle ja sieltä pois omassa asianmukaisesti (10 % HNO3) puhdistetussa kannellisessa muovilaatikossa, jota ei käytetä muissa tutkimuksissa
- raskasmetallinäyte otetaan mieluiten veneen keulasta vastavirtaan n. 20 cm syvyydeltä. Pullo avataan vain näytteenottohetken ajaksi. Pintakalvosta aiheutuvaa kontaminaatiota tulee välttää. Näytteen voi ottaa myös rannalta, mikäli veden syvyys on vähintään 1 m ja veden virtaus on selvästi havaittava - näytettä ei saa ottaa maantiesillan alta tai välittömästä läheisyydestä eikä alavirran puolelta siltaa - talvella jäältä suoritettava näytteenotto tapahtuu vinoon poratusta kairanreiästä siten, että näytepullo on teipattu n. 1.5 m mittaiseen HNO3:lla puhdistettuun muoviputkeen - näytepulloja ja sisempää muovipussia saa käsitellä vain uusilla kertakäyttöisillä muovihansikkailla (ei talkkia) - pulloja ei saa muovipusseissakaan säilyttää muualla kuin niille varatussa laatikossa - pullon ja sisemmän pussin käsittely tapahtuu uusin kertakäyttöhansikkain erillään muiden näytteiden käsittelystä Raskasmetallinäytteet pitää toimittaa laboratorioon mahdollisimman nopeasti. TIC-näytteitä säilytetään kuljetuksen aikana ja laboratoriossa kuten ph-näytteitä eli erillään happokestävöidyistä näytteistä ja kestävöintireagensseista. NÄYTTEIDEN KESTÄVÖINTI Kestävöinnissä noudatetaan elohopeaa lukuun ottamatta Vesitutkimusten näytteenotto menetelmät - julkaisun ohjeita (Mäkelä ym. 1992). Elohopea kestävöidään 2,5 ml kaliumdikromaattiliuoksella / 250 ml näytettä. TÄRKEIMMÄT OPPAAT Kettunen, I., Mäkelä, A. ja Heinonen, P. 2008. Vesistötietoa näytteenottajille, Ympäristöopas 2008, Suomen ympäristökeskus (SYKE).78 s. https://helda.helsinki.fi/handle/10138/38813 Mäkelä, A., Antikainen, S., Mäkinen, Í, Kivinen, J. & Leppänen T. 1992. Vesitutkimuksen näytteenottomenetelmät. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja sarja B. Näykki, T. Kyröläinen, H., Witick, A., Mäkinen, I., Pehkonen, R., Väisänen, T., Sainio, P. ja Luotola, M. 2013. Laatusuositukset ympäristöhallinnon vedenlaaturekistereihin vietävälle tiedolle: vesistä tehtävien analyyttien määritysrajat, mittausepävarmuudet sekä säilytysajat ja -tavat. Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2013. Suomen ympäristökeskus. SFS-EN ISO 5667-3. Veden laatu. Näytteenotto. Osa 3: Vesinäytteiden kestävöinti ja käsittely. http://sales.sfs.fi/sfs/servlets/productservlet?action=productinfo&productid=273270 TÄRKEIMMÄT AIEMMIN ILMESTYNEET TIETEELLISET ARTIKKELIT Arvola, L., Räike, A., Kortelainen, P. and Järvinen, M. 2004. The effect of climate and landuse on TOC concentrations and loads in Finnish rivers. Boreal Environment Research 9(5): 381-387. Ekholm, P., Granlund, K., Kauppila, P., Mitikka, S., Niemi, J., Rankinen, K., Räike, A., and Räsänen, J. 2007. Influence of EU policy on agricultural nutrient losses and the state of receiving surface waters in Finland. Agricultural and Food Science 16(4): 282-300. Ekholm, P, Kronvang, B, Posch, M. & Rekolainen, S. 1995. Accuracy and precision of annual nutrient load estimates in Nordic rivers. National Board of Waters and the Environment. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja - sarja A, no. 205. Ekholm, P., Kallio, K. Salo, S. Pietiläinen, O.-P., Rekolainen, S., Laine, Y. & Joukola, M. 2000. Rela-
tionship between catchment characteristics and nutrient concentrations in an agricultural river system. Water Research 34(15): 3709-3716. Granlund, K., Räike, A., Ekholm, P., Rankinen, K., Rekokolainen, S. 2005. Assessment of water protection targets for agricultural nutrient loading in Finland. Journal of Hydrology 304(1-4): 251-260. ISSN 0022-1694. Granlund, K., Räike, A., Ekholm, P., Rankinen, K., Rekokolainen, S. 2005. Assessment of water protection targets for agricultural nutrient loading in Finland. Journal of Hydrology 304(1-4): 251-260. HELCOM. 2004. The Fourth Baltic Sea Pollution Load Compilation (PLC-4). Helsinki Commission. Baltic Sea Environment Proceedings No. 93. Kortelainen, P., Mattsson, T., Rantakari, M. and Räike, A. 2004. Organic carbon concentrations in lakes and rivers. In: Eloranta, Pertti (ed.) Inland and coastal waters of Finland. Helsinki, University of Helsinki, Palmenia Centre for Continuing Education, Palmenia Publishing. S. 63-72. The XXIX SIL Congress, Lahti, Finland, 8-14 August, 2004. Lepistö, A., Granlund, K., Kortelainen, P., and Räike, A. 2006. Nitrogen in river basins: Sources, retention in the surface waters and peatlands, and fluxes to estuaries in Finland. Science of the Total Environment, 365(1-3): 238-259. Mattsson, T., Kortelainen, P., A., Räike, A.. 2005. Export of DOM of boreal catchments: impacts of land use cover and climate. Biogeochemistry 76: 373-394. Mattsson, T., Kortelainen, P., Laubel, A., Evans, D., Pujo-Pay, M., Räike, A. & Conan, P. 2008. Export of dissolved organic matter in relation to land use along a European climatic gradient. Science of the Total Environment 407: 1967-1976. Pitkänen, H., Kangas, P., Miettinen, V. & Kauppila, P. 1991. The state of the Finnish coastal waters in the late 1980s. Baltic Sea Env. Proc. 40:37-52. Pitkänen, H. 1994. Eutrophication of the Finnish coastal waters: Origin, fate and effects of riverine nutrient fluxes. Publications of the water and environment research institute, no. 18, 45 s. Rekolainen, S., Pitkänen, H., Bleeker, A. & Sietske F. 1995. Nitrogen and Phosphorus Fluxes from Finnish Agricultural Areas to the Baltic Sea. Nordic Hydrology. Räike, A., Kortelainen, P., Mattsson, T. & Thomas, D.N. 2012. 36 year trends in dissolved organic carbon export from Finnish rivers to the Baltic Sea. Science of the Total Environment 435-436 (1): 188-201. Räike, A., Pietiläinen, O. P., Rekolainen, S., Kauppila, P., Pitkänen, H., Niemi, J., Raateland, A. and Vuorenmaa, J. 2003. Trends of phosphorus, nitrogen and chlorophyll a concentrations in Finnish rivers and lakes in 1975-2000. Science of the Total Environment 310: 47-59. Vuorenmaa, J., Rekolainen, S., Lepistö, L., Kenttämies, K. & Kauppila, P. 2001. Losses of nitrogen and phosphorus from agricultural and forest areas in Finland during the 1980s and 1990s. Environmental Monitoring and Assessment 1-38.
Taulukko 1. Analyysiryhmät. 4.9.2015 XA04003 määritykset Ryhmä RW_A Lämpötila Sähkönjoht. PH Kok.N NO 2+ NO 3 -N NH4-N Kok.P Kiintoaine* liuk. Kok.P liuk. PO 4 -P * Ryhmä RW_B Happi Happi % Sameus, Hach Alkalinit. Väri COD Mn PO4-P Cl SO4 Fe Mn Al K Ca Mg Na Org.C/TOC Epäorg. C/TIC SiO2 Ryhmä RW_C As Cd Cr Cu Ni Pb Se Zn Ryhmä RW_D Hg
Taulukko 2. Näytteenottotiheydet. Vno ELY- Joki Näytteenottopaikka Paikka- Koordinaatit Määritys- Kuukausi ja näytteenottokertojen määrä keskus tunnus Ykp Yki koodi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Yht. 11 KAS VIROJOKI Virojoki 006 3020 11310 6719520 3539040 AB 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 13 14 KAS KYMIJOKI Kymij Huruksela 033 5600 11564 6729450 3487450 ABCD 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 14 KAS KYMIJOKI Kymijoki Kokonkoski 014 11532 6710870 3493490 ABCD 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 14 KAS KYMIJOKI Kymijoki Ahvenkoski 001 11523 6709310 3469990 ABCD 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 16 UUD KOSKENKYLÄNJOKI Koskenkylänjoki 3,0 6030 227 6710760 3442080 ABC 1 1 2 4 2 1 1 1 1 2 2 1 19 18 UUD PORVOONJOKI Porvoonjoki 11,5 6022 397 6704300 3423560 ABCD 1 1 2 4 2 1 1 1 1 2 2 1 19 19 UUD MUSTIJOKI Mustijoki 4,2 6010 567 6696200 3420880 ABC 1 1 2 4 2 1 1 1 1 2 2 1 19 21 UUD VANTAANJOKI Vantaa 4,2 6040 605 6682607 3388155 ABCD 1 1 2 4 2 1 1 1 1 2 2 1 19 23 UUD KARJAANJOKI Mustionjoki 4,9 15500 1069 6668695 3313136 ABCD 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 24 VAR KISKONJOKI Kisko 14 Vanhak va6111 6047 6675262 3286524 ABC 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 25 VAR USKELANJOKI Uske 16 Salon yp va6101 6169 6704058 3286953 ABC 1 1 2 4 2 1 1 1 1 2 2 1 19 27 VAR PAIMIONJOKI Pajo 44 Isosilta va6301 6193 6713470 3262422 ABC 1 1 2 5 2 1 1 1 1 2 2 1 20 28 VAR AURAJOKI Aura 54 ohikulku va6401 6219 6715877 3244977 ABCD 1 1 2 5 2 1 1 1 1 2 2 1 20 34 VAR EURAJOKI Eura 42 Pori-Rma va6900 6371 6799506 3216830 ABC 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 13 35 VAR KOKEMÄENJOKI Kojo 35 Pori-Tre 6450 6827211 3226832 ABCD 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 13 36 VAR MERIKARVIANJOKI Merikarvianjoki Vaadinni 43521 6873975 3212913 AB 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 13 37 EPO LAPVÄÄRTINJOKI Myllykanava vp 9100 4081 6917348 3215140 ABCD 1 1 5 2 1 1 1 1 13 39 EPO NÄRPIÖNJOKI Närpiönjoki mts 6761 69038 6942494 3208530 AB 1 1 3 3 1 1 1 1 1 13 42 EPO KYRÖNJOKI Skatila vp 9600 4381 7009133 3241873 ABCD 1 1 3 3 1 1 1 1 1 13 44 EPO LAPUANJOKI Lapuanjoki 9900 26534 7054833 3277791 ABCD 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 13 49 EPO PERHONJOKI Perhonjoki 10600 26740 7089264 3314314 AB 1 1 3 3 1 1 1 1 1 13 51 EPO LESTIJOKI Lestijoki 10800 8-tien s 26935 7111245 3336941 AB 1 1 3 3 1 1 1 1 1 13 53 POP KALAJOKI Kalajoki 11000 27095 7132357 3351963 AB 1 1 4 3 1 1 1 1 13 54 POP PYHÄJOKI Pyhäjoki Hourunk 11400 27697 7154316 3368665 ABCD 1 1 4 3 1 1 1 1 13 57 POP SIIKAJOKI Siikajoki 8-tien s 11600 27880 7181570 3402937 AB 1 1 4 3 1 1 1 1 13 59 POP OULUJOKI Oulujoki 13000 28208 7214891 3427993 ABCD 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 13 60 POP KIIMINGINJOKI Kiiminkij 13010 4-tien s 28414 7232511 3423166 ABCD 1 1 1 4 1 1 1 1 1 12 61 POP IIJOKI Iijoki Raasakan voimal 28639 7249687 3426186 AB 1 1 1 5 2 1 1 1 13 64 LAP SIMOJOKI SIMOJOKI AS. 13500 36177 7286613 3411648 AB 1 1 5 2 1 1 1 1 13 KEMIJOKI ISOHAARA 65 LAP KEMIJOKI 14000 39892 7302019 3387813 ABCD 1 1 1 4 2 1 1 1 1 13 TORNIONJ KUKKOLA 67 LAP TORNIONJOKI 14310 39974 7322080 3365742 ABCD 1 1 4 3 1 1 1 1 13