Suomen ympäristökeskus | Finlands miljöcentral | Finnish Environment Institute

sykefi header valkoinen

Väitös: Leuto talvi ei lisännyt nitraattitypen kuormaa Vantaanjokeen

Tiedote 29.11.2018 klo 12.31
Maria Kämäri
Maria Kämäri teki väitöstyötään varten myös virtausmittauksia joen jäänalaisen virtausnopeuden määrittämiseksi. © Kuva: Eliisa Lotsari

Suomen ympäristökeskuksen kehitysinsinööri DI Maria Kämäri on tarkastellut väitöstyössään sääoloiltaan erilaisten talvien vaikutusta jokiin päätyviin ravinnekuormiin. Väitöstutkimuksen mukaan leuto talvi ei vuositasolla lisännyt nitraattitypen kuormaa Vantaanjokeen. Leuto talvi kuitenkin lisäsi jokiveden talviaikaista sameutta sekä Vantaajoella että Kokemäenjoella. Väitös tarkastetaan Itä-Suomen yliopistossa keskiviikkona 5. joulukuuta.

Ilmaston lämmetessä Suomen talvet käyvät leudommiksi. ”Usein oletuksena on, että vesistöjä rehevöittävä hajakuormitus kasvaa leutojen talvien takia. Vantaanjoella tekemäni mittaukset eivät tue tätä oletusta nitraattitypen osalta”, kertoo Maria Kämäri.

Väitöstutkimuksessa mitattiin ympäri vuoden jatkuvatoimisilla mittareilla nitraattitypen ja orgaanisen aineen pitoisuuksia, veden sameutta sekä virtaamaa Vantaanjoen vesistössä vuosina 2011–14. Fosforikuormitusta mittaukset eivät kattaneet. Lisäksi tutkittiin joen jääpeitteen vaikutuksia jokiveden sameuteen ja jokiuoman eroosioon sekä sedimentaatioon Vantaanjoella ja Kokemäenjoella.

Kuormitusta vuositasolla säätelee koko vuoden valunta

Vantaanjoella talvi 2010–2011 oli runsasluminen. Runsaan lumitalven jälkeen huhtikuinen kevätsulanta aiheutti merkittävän osan vuotuisesta joen mereen kuljettamasta kiintoaine- ja ravinnekuormituksesta. Lämpimänä talvena 2013–14 nitraattitypen kuormitus kasvoi jo tammi-maaliskuussa, mutta oli vähäistä huhtikuussa, koska lunta ei ollut. ”Mereen vuosittain päätyvä hajakuormituksen määrää säätelee pääasiassa se, kuinka suuri on jokeen päätyvä valunta koko vuoden aikana, ei niinkään se, sataako talvella vettä vai lunta”, summaa Maria Kämäri.

Jokiuoman jääkansi vaikuttaa uoman eroosioherkkyyteen ja veden sameuteen. ”Pakkastalvina jääkansi vähensi jokiveden sameutta sekä Vantaanjoella että Kokemäenjoella”, kertoo Kämäri. Hän sovelsi väitöstyössään Kokemäenjoen alaosalle hydrodynaamista jokimallia. Sen mukaan jääkansi pienensi uoman pohjaan kohdistuvaa, pohjan ainekset liikkeelle puskevaa voimaa. Siksi jokivesi ei ollut jääpeitteisenä aikana niin sameaa kuin jäättömänä aikana.

Leuto talvi ei lisännyt typen huuhtoumaa

Aikaisemmissa tutkimuksissa on esitetty, että leudot talvet mahdollisesti osaltaan selittävät sitä, ettei typen hajakuormitus ole vähentynyt vesiensuojelutoimenpiteistä huolimatta. Maria Kämärin tutkimuksen mukaan leuto ja vähäluminen talvi ei kuitenkaan lisännyt vuositasolla typen huuhtoutumista Vantaajoen vesistössä.

Suomessa jokien kuljettama typpikuormitus on pysynyt 1970-luvulta asti melko samanlaisena, vaikka pistemäiset päästöt esimerkiksi teollisuuden ja yhdyskuntien jätevesilaitoksilta ovat vähentyneet. Nykyisin suurimpia kuormituslähteitä ovat maatalous, yhdyskunnat ja ilmasta tuleva laskeuma.

Typpi on tärkein kasvien kasvuun ja satoon vaikuttava ravinne. Typpilannoitteiden käyttö peltohehtaaria kohti kasvoi voimakkaasti 1960-luvulta 1990-luvulle, mutta on sen jälkeen vähentynyt. Hajakuormitus ei kuitenkaan ole ratkaisevasti vähentynyt. Typpeä valuu jokia pitkin mereen Suomesta vuosittain noin 74 000 tonnia.

Typen kiertoon luonnossa vaikuttavat lannoitekäytäntöjen lisäksi monet tekijät, kuten lämpötila, maankosteus, routa, maan mikrobitoiminta ja kasvien ravinteiden otto. Ilmastonmuutoksen myötä talvet muuttuvat Etelä-Suomessa leudoimmiksi ja sateisemmiksi, jolloin talveen ajoittuva vesistökuormitus todennäköisesti kasvaa. Koko vuoden kuormituksen määrää eivät jatkossa kuitenkaan säätele pelkästään lämpenevät talvet vaan koko ympärivuotinen veden ja ravinteiden kierto.

Jatkuvatoimisilla mittalaitteilla tarkempaa tietoa kuormituksesta

Tutkimuksessa mitattiin jokiveden aineiden pitoisuuksia jatkuvatoimisilla optisilla antureilla. Tutkimus osoitti, että kiintoaineen, nitraattitypen ja orgaanisen aineen pitoisuudet reagoivat osin eri tavoin virtaaman muutoksiin. Kiintoaineen ja orgaanisen aineen pitoisuudet kasvoivat virtaaman kasvaessa, kun taas nitraattitypen pitoisuus joidenkin mittausten mukaan jopa laimeni.

”Toivoisin laaja-alaista jatkotutkimusta siitä, miten lämpenevät talvet vaikuttavat ravinnekiertoihin”, sanoo Maria Kämäri. Jatkossa jatkuvatoimisia mittalaitteita voitaisiin käyttää tarkentamaan Itämereen päätyvän kiintoaineen, nitraattitypen ja orgaanisen aineksen määrän arvioita.

”Erityisesti virtaamahuippuihin, lumen sulantaan ja lyhytkestoisiin rankkasateisiin liittyvä pitoisuusvaihtelu pystytään havaitsemaan työssäni käytetyillä menetelmillä erittäin hyvin. Menetelmät mahdollistavat myös ilmastonmuutoksen hillintä- ja sopeutumistoimien vaikutusten todentamisen”, arvioi Kämäri.


Suomen ympäristökeskuksen Vesikeskuksen kehitysinsinööri DI Maria Kämärin maantieteen alaan kuuluva väitös Spatiotemporal variation of sediment and nutrient dynamics in seasonally ice-covered rivers tarkastetaan keskiviikkona 5. joulukuuta klo 13 Itä-Suomen yliopiston yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunnassa.

 

Lisätietoja ja aineistoja

Kehitysinsinööri Maria Kämäri, Suomen ympäristökeskus SYKE
puh. +358 40 647 1667, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Väitöstilaisuus keskiviikkona 5. joulukuuta 2018 klo 13
Itä-Suomen yliopisto, Joensuun kampus, Metria, Sali M103 (Yliopistokatu 7).

Väitöskirja: Spatiotemporal variation of sediment and nutrient dynamics in seasonally ice-covered rivers


Kohderyhmä: