Maatalouden rehevöittävä fosforikuormitus ja sen vähentäminen sykefi header valkoinen

Sirkka Tattari: Miksi mitata virtavesien vedenlaatua jatkuvatoimisesti?

RSS
24.4.2020 Sirkka Tattari
Sirkka Tattari
 

Aloitimme innokkaana jatkuvatoimiset vedenlaatumittaukset noin kymmenen vuotta sitten Varsinais-Suomessa pienellä tutkimusvaluma-alueella ja Uudellamaalla kahdella kosteikolla. Odotukset uudesta mittausmenetelmästä ja sen tuomista mahdollisuuksista olivat korkealla. Olihan vedenlaadun havaintomäärä nyt aivan uudella tasolla verrattuna perinteiseen vesinäytteenottoon. Mittauksia saatiin vuorokaudessa enemmän kuin aiemmin koko vuodessa!

Parhaan hyödyn odotimme saavamme tilanteissa, joissa veden laadussa olisi suurta ja nopeaa vaihtelua, johon perinteisellä vesinäytteenotolla ei olisi mahdollista päästä kiinni. Virtavesissä jatkuvatoimisesti mitatun vedenlaatutiedon käyttöesimerkkejä on useita. Yksi tärkeimmistä on ravinnekuorman laskennan tarkentaminen ja vesiensuojelumenetelmien tehokkuuden arviointi.

Tutkimuspuolella toinen tärkeä käyttökohde on ravinnekuormitusmallien kehittäminen ja testaaminen. Mittauksia voidaan käyttää myös kaukokartoitustuotteiden testauksessa ja algoritmien kehittämisessä. Lisäksi mittausten avulla voidaan tuoda tavalliselle kansalaiselle näyttävästi esille lähialueen vesien laatua.

Automaattinen mittarikin tarvitsee huoltoa

Aluksi ajateltiin, että kun mittari vedessä mittaa automaattisesti, muuta ei tarvita. Näin ei kuitenkaan ole. Ensinnäkin optiset mittalaitteet tarvitsevat aina huoltoa, vaikka niissä olisikin automaattinen puhdistusmenetelmä. Huoltoväli taas riippuu pitkälti mitattavasta kohteesta ja vuodenajasta.

Pienissä uomissa, kuten kuivatusalueella, huollon tarve on yleensä tiheämpi kuin isoissa jokikohteissa. Lisäksi jatkuvatoimisesti mitattu ns. raakadata vaatii aina vesinäytteitä paikalliskalibrointia varten.

Jatkuvatoiminen mittausaineisto tallentuu joko laitetoimittajan datapalveluun tai Suomen ympäristökeskuksen omaan tietopalveluun. Vasta mittaustiedon huolellisen laatutarkastuksen jälkeen tieto voidaan esimerkiksi vuorokausitasolla siirtää avoimeen tietokantaan. Tällä hetkellä vain pieni osa jatkuvatoimisista mittauksista on avoimessa käytössä, mutta esimerkiksi Vesimittari-sivustolla voi tarkastella Lounais-Suomen jokien vedenlaatua ja kuormitusta lähes reaaliajassa.

Fosforia ei pystytä mittamaan

Nykyisin jatkuvatoimisilla mittauksilla yleisimmin arvioitavat muuttujat virtavesissä ovat veden lämpötila, pH, happi, sähkönjohtavuus, sameus, orgaaninen hiili ja nitraattityppi. Sameus on yksi yleisimmistä Suomessa jatkuvatoimisesti mitattavista muuttujista virtavesissä. Virtavesien muut määritykset liittyvät vesien ravinnetalouteen.

Useimmissa vesistöissä keskeisin vesien rehevyyttä määräävä tekijä on fosfori. Kokonaisfosforia ei edelleenkään pystytä luonnonvesistä jatkuvatoimisesti mittamaan, mutta erityisesti savisilla alueilla se voidaan arvioida sameuden avulla melko luotettavasti. Typen jakeista nitraattityppi voidaan mitata jatkuvatoimisesti ja se kuvaakin useimmissa tapauksissa hyvin myös kokonaistypen vaihtelua.

Orgaanisen hiilen mittaus on myös viime vuosina lisääntynyt, koska useissa tutkimuksissa on havaittu orgaanisen aineksen pitoisuuden kasvua virtavesissä. Erityisesti rannikkoalueen alunamailla on myös veden pH:n mittaaminen tärkeää ja sekin onnistuu jatkuvatoimisesti.

Tattarin_blogiin_kuva
Kokonaisfosforia ei pystytä luonnonvesistä jatkuvatoimisesti mittamaan, mutta erityisesti savisilla alueilla se voidaan arvioida sameuden avulla melko luotettavasti.

Samassa Vedessä -hankkeessa selvitetään toimenpiteiden yhteisvaikutuksia

Samassa Vedessä -hankkeen työpaketin 3 yhtenä tavoitteena on arvioida kaksitasouoman ja pellolla tehtävien toimenpiteiden vaikutusta kuivatusalueelta purkautuvan veden laatuun. Kuivatusalueen purkupisteeseen asennettiin hankkeen alussa jatkuvatoimiset veden korkeutta, sameutta, nitraattityppipitoisuutta ja orgaanisen hiilen vaihtelua mittaavat anturit. Vertailualueella tehdään vastaavat mittaukset. Sameudesta lasketaan sekä kiintoaine, että kokonaisfosfori. Liuenneen fosforin pitoisuus määritetään vesinäytteistä.

Umpeen kasvaneen uoman perkaus saatiin hyvään vauhtiin kuluvan talven aikana siitäkin huolimatta, että vetiset säät jarruttivat kaivuun toteutusta. Osa uomasta on nyt perattu ja laskeutusallas kaivettu, mutta kaksitasouomien tulvatasanteiden teko on vielä kesken. Kaivuu olisi järkevintä toteuttaa kuivan pakkassään aikana, mutta tänä talvena niitä ei juuri ole ollut.

Peltoviljelyn toimenpiteet ja viljelykierrot muodostavat ominaisuuksiltaan erilaisilla peltolohkoilla monimutkaisen syy- ja seuraussuhteen. Siksi lohkotason toimenpiteiden yhteisvaikutuksen selvittäminen edellyttää kokonaisvaltaista systeemitutkimusta.

Emme siis yritäkään selvittää yksittäisen toimenpiteen, kuten kaksitasouoman vaikutusta, vaan kaikkien alueella tehtävien toimenpiteiden yhteisvaikutusta. Uskomme, että tämä tapa myös syyllistää vähemmän alueen yksittäistä toimijaa ja mittausten avulla viljelijät näkevät konkreettisesti toimenpiteiden kokonaisvaikutuksen vedenlaadun mittauksissa.

esimerkki muutosten nopeasta havaitsemisesta, vaikkakin ei-toivotusta vaikutuksesta saatiin, kun uoman perkauksen aikana rekisteröitiin kuivatusalueella yksittäisiä vedenlaatumuuttujien nousupiikkejä, mitä vertailualueella ei näkynyt.

Laadukas automaattiseuranta edellyttää myös näytteiden ottoa

Toimenpiteiden vaikutusten luotettava selvittäminen edellyttää aina ajallisesti tiheää vedenlaadunmittausta, mikä tarkoittaa käytännössä jatkuvatoimista seurantaa. Jatkuvatoimiset mittaukset edellyttävät kuitenkin aina myös manuaalista näytteenottoa mittauspaikkakohtaiseen kalibrointiin.

Tarvittavien vertailuvesinäytteiden määrä ei ole yksiselitteinen, mutta yleispiirteinä hyvässä kalibrointiaineistossa ovat: i) siinä on havaintoja mahdollisimman erilaisista olosuhteista ja kaikkina mittausjakson vuodenaikoina ja ii) näytteiden määrä on riittävän suuri ja kattava, erityisesti pitoisuusalueen ylä- ja alapäässä.

Voidaankin sanoa, että laadukas automaattiseuranta käsittää toimivan ketjun virtavesiin sopivan laitteen valinnasta, validoinnista, asennuksesta, huollosta, kalibroinnista, luotettavista laboratorioanalyyseistä sekä ammattitaitoisesta mittausaineistojen laadunvarmistuksesta.

Valitettavan usein hankkeet ovat nykyään lyhytaikaisia ja mittausjakso jää liian lyhyeksi. Mittauksia pitäisi jatkaa toimenpiteiden jälkeen ainakin seuraavat kolme vuotta, että saadaan selville muutakin kuin alkuvaiheen tilanne, kuten erilaisten hydrologisten vuosien vaikutus. Samassa Vedessä -hankkeessa pyrimme hyvin alkaneen automaattiseurannan korkean laadun ylläpitämiseen ja mittausten jatkamiseen samalla tasolla tulevissa hankkeissa.

Sirkka Tattari työskentelee Suomen ympäristökeskuksen Vesitieto-ryhmässä. Hän on mukana Samassa Vedessä -hankkeen Viljelyjärjestelmien sopeutuminen muuttuviin ilmastollisiin olosuhteisiin ja ympäristövaatimuksiin -työpaketin osatutkimuksessa Käytännön ratkaisut kokeilualueilla ja vaikutusten seuranta.

Katso mitä muuta uutta Samassa Vedessä -hankkeessa on meneillään:

Samassa vedessä

Tee tilaus, niin blogi tulee jatkossa suoraan sähköpostiisi

Tilaa blogi

Kommentit (1 kommenttia)
Kimmo Silvo
27.4.2020
klo 9.35
Mielenkiintoisia tuloksia ja näkökohtia virtavesien jatkuvatoimisista mittauksista! Tästä on hyvä kehittää eteenpäin.