Keinotekoinen hapetus voi parantaa rannikkovesien tilaa

	Mixox-pumppu (Vesi-Eko Oy)

PROPPEN-tutkimuksen tulosten mukaan hapetuspumppauksella on mahdollista parantaa rannikkovesialueiden pohjanläheisen veden happioloja ja vähentää pohjasta vapautuvien ravinteiden määrää eli ns. sisäistä kuormitusta. Hapetuksen onnistuminen riippuu kuitenkin kohdealueen ominaisuuksista ja hapetuksen teknisistä ratkaisuista. Pumppauksen mitoitus ja hapetettavan vesialueen pohjan muoto ja virtausolot sekä tiheyskerrostuneisuus vaikuttavat pumppauksen tuloksiin ratkaisevasti.

Tutkimuksessa selvitettiin myös hapetuksen kustannustehokkuutta ja hyötyjä sekä ekologisia, teknisiä ja taloudellisia riskejä. Mallinnuksen avulla arvioitiin mahdollisia vaikutuksia avomerellä. Yhteispohjoismaista hanketta koordinoi Suomen ympäristökeskus SYKE ja sen päärahoittaja on Ruotsin ympäristövirasto Naturvårdsverket.

Hankkeessa toteutettiin vuosina 2009 - 2011 useita hapetuskoejaksoja  kahdella koealueella: Suomessa läntisen Suomenlahden Sandöfjärdenillä ja Ruotsissa Tukholman sisäsaariston Lännerstasundetilla. Hapetusmenetelmänä käytettiin hapetuspumppausta, jossa happipitoista pintakerroksen vettä syötetään hapen puutteesta kärsivään syvään veteen.

Lännerstasundetin pohjanläheinen vesi saatiin pumppauksella hapelliseksi muutamassa viikossa ja ravinnepitoisuudet laskivat huomattavasti. Pumppaus alensi pohjanläheisen veden tiheyttä, mikä mahdollisti lähialueilta tulevan tiheämmän, happipitoisen veden virtauksen pumppausalueen pohjalle. 

Sandöfjärdenillä pumppaus ei riittänyt pitämään aluetta hapellisena, vaan happi loppui pohjanläheisestä vedestä heinäkuun loppupuolella. Mahdollisia syitä tähän ovat pohjanläheisen veden lämpiäminen, pumpatun veden osittainen virtaus hapettettavan altaan ulkopuolelle sekä liian alhainen pumppausteho.

Kummallakaan koealueella pumppauksen ei todettu siirtävän merkittäviä määriä ravinteita pintakerrokseen. Molemmilla koealueilla pohjanläheinen vesi kuitenkin lämpeni, mikä lisää osaltaan hapenkulutusta ja samalla heikentää kerrostuneisuutta. Syvän veden tilavuuden kasvun ja tehostuneen sekoittumisen vuoksi harppauskerroksen alapuolella olevan veden happipitoisuus laski.

Mallinnuksen avulla arvioitiin, että suuren mittakaavan hapetuspumppauksella voisi olla mahdollista parantaa pohjanläheisen veden happipitoisuutta myös avomeren syvillä alueilla, mikäli pumpattava vesi otettaisiin 30-50 m syvyydeltä kylmästä vesikerroksesta. Samalla kuitenkin happipitoisuus alenisi välittömästi suolaisuuden harppauskerroksen alapuolella, mikä lisäisi hapettomuuden ja ns. sisäisen kuormituksen riskiä tämän vesikerroksen vaikutuspiirissä olevilla pohja-alueilla.

Hankkeen yhteiskunnallis-taloudellisten analyysien perusteella hapetuspumppaus ei ole kustannustehokas lisäkeino ravinteiden vähentämispolitiikkaan nykyisillä ulkoisen kuorman puhdistustehoilla Suomenlahden kuormitetuilla rannikkoalueilla. Poikkeuksen muodostavat yksittäiset suljetut alueet, joihin paikallinen ulkoinen ravinnekuormitus on vähäistä tai sen puhdistus on hyvin kallista. Jos hapetuspumppauksella pyrittäisiin jouduttamaan Itämeren toimintaohjelman päästöleikkausten mukaista meren elpymistä, niin kansalaisten ilmaiseman maksuhalukkuuden perusteella hapetuspumppaus tuottaa rannikkovesissä positiiviset nettohyödyt.

Tämänhetkinen tietämys hapetuksen ekologisista vaikutuksista sekä yhteiskunnallis-taloudellisista ja teknisistä edellytyksistä saaristoalueiden ulkopuolisilla vesialueilla ei ole riittävä, jotta menetelmää voitaisiin suositella laajamittaiseen käyttöön. Myös saaristovesillä menetelmän käyttö edellyttää taustaselvitystä alueen soveltuvuudesta hapetukseen. PROPPEN -hankkeen tulosten perusteella on kuitenkin hyvin perusteltua jatkaa keinotekoiseen hapetuksen tutkimus- ja koetoimintaa pohjan muodoltaan ja virtausoloiltaan sekä tiheyskerrostuneisuudeltaan erilaisilla alueilla. Ekologisten vaikutusten lisäksi myös hapetuksen teknisiä, poliittisia ja taloudellisia kysymyksiä tulisi tutkia entistä laajemmin.

Lisätietoja

Yksikönpäällikkö Heikki Pitkänen, SYKE, 040 5823 182

Erikoistutkija Jouni Lehtoranta, SYKE, 0400 148 532

Toimitusjohtaja Erkki Saarijärvi, Vesi-Eko Oy, 044 2798 603

Professori Markku Ollikainen, Helsingin yliopisto, 050 3444 345

Johtava asiantuntija Juhani Anhava, Pöyry Finland Oy, 040 7776 323

Verkkopäätoimittaja Aira Saloniemi, SYKEn viestintä, puh. 0400 14 8875

Viestinnän harjoittelija Maria Nurmi, SYKEn viestintä, puh. 040 159 8852

Kuvia tiedotusvälineiden käyttöön

Kaavakuva hapetusperiaatteesta.jpg (Vesi-Eko Oy, 208 kt)

MIXOX-pumppu.jpg (pieni resoluutio; tarkemman resoluution kuvan voi tarvittaessa pyytää Vesi-Eko Oy, 044 2798 603, 96 kt)

Valokuva: Sukeltajat asentavat mittauslaitteita Sandöfjärdenillä.jpg (Kuva SYKE/Paula Väänänen, 1907 kt)