Happamuus (pH) - Jokihelmisimpukan (Margaritifera margaritifera) ja lohikalojen (Lohi, Salmo sa

2.5 Vedenlaatutekijät

2.5.5 Happamuus (pH)

Kokonaistypellä (N) tarkoitetaan vesistössä olevaa typen kokonaismäärää mukaan lukien eliöiden sisältämä typpi. Vedessä typpi esiintyy liuenneina, liukenemattomina sekä kolloidisina orgaanisina yhdisteinä tai liuenneina epäorgaanisina yhdisteinä, joita ovat esimerkiksi ammoniakki, ammonium, nitraatti ja nitriitti. Fosforin ohessa typpi toimii usein minimiravinteena vesistöissä. (Niinimäki & Penttinen 2014: 17.) Kokonaistyppeä sekä -fosforia mitataan yksikössä mikrogrammaa litrassa µg/l.

2.5.5 Happamuus (pH)

Happamoitumisella tarkoitetaan ihmisen toiminnasta johtuvaa vesistön happamuuden nousua, mutta luontainen happamuus ei ole happamoitumista. Maamme järvistä suuri osa on luontaisesti happamia, johtuen esimerkiksi runsaista turvemaista. Happamoitumisella tarkoitetaan vesistön pH -arvon laskua, esimerkiksi rikin ja typen yhdisteiden vaikutuksesta.

Tyypilliset pH -arvot maamme vesistöissä ovat noin 5,7–7,1 välillä. (Vuori ym. 2006: 41.) Happamoitumista aiheuttavat happosateet ja happamat laskeumat, lisäksi vesistöihin kulkeutuu happoja keväällä lumien sulaessa (Särkkä 1996: 59–60). Normaaleissa olosuhteissa pH -arvo on leväntuotannosta johtuen kesäisin hieman korkeampi kuin talviaikana, myös päällysveden pH -arvo on hieman korkeampi verrattuna alusveteen (Oravainen 1999: 12).

3 Tutkimuskohde: Karjaanjoen vesistö 3.1 Karjaanjoen vesistö ja sen geologia

Karjaanjoen vesistö sijaitsee pääosin Uudenmaan maakunnan alueella ja se on Uudenmaan suurin vesistö. Vesistön latvaosat sijaitsevat Hyvinkään ja Nurmijärven kuntien alueilla Uudellamaalla sekä Salon, Lopen, Tammelan ja Someron kuntien alueilla Varsinais-Suomessa sekä Kanta-Hämeessä. (Marttunen 2005: 14.) Muita vesistön alueella sijaitsevia kuntia ovat Raasepori, Lohja, Vihti ja Karkkila, jotka sijaitsevat Uudellamaalla. Taulukossa 4 on esitetty tutkimusalue lukuina.

Taulukko 4. Karjaanjoen vesistön perustiedot (Vuorinen & Hyytiäinen 2005: 11).

Valuma-alue 2046 km²

Järvisyysprosentti 11,9 % Järvet (> 0,5ha) 376 kpl

Suurimmat järvet, Top 5 1. Lohjanjärvi (91,81 km²) 2. Hiidenvesi (29,10 km²) 3. Punelia (8,19 km²) 4. Puujärvi (6,45 km²) 5. Keritty (5,45 km²)

Virtavedet 1791 km

Noroja 1086 km Puroja 535 km Jokia 170 km Suurimmat joet, Top 5

(valuma-alueen mukaan)

1. Mustionjoki 2046 km² 2. Väänteenjoki 935 km² 3. Nummenjoki 602 km²

4. Vanjoki-Karjaanjoki 484 km² 5. Olkkalanjoki 268 km²

Maankäyttö

(Suluissa osuus maa-alasta)

Metsä 59,5 % (67,6 %) Suo 3,0 % (3,4 %) Pelto 19,4 % (22,0 %) Rakennettu 6,2 % (7,0 %) Vesistö 11,9 %

Karjaanjoen vesistöalue on historialliselta taustaltaan pääosin vanhaa maa- ja metsätalousseutua (Uudenmaan ympäristökeskus 1995: 5). Teollisuuden historia Karjaanjoen vesistöalueella on pitkä, sillä alue on ensimmäisiä, minne teollisuus alkoi levittäytyä Suomessa. Vuonna 1538 Lohjalle perustetun rautakaivoksen jälkeen saha- ja ruukkiteollisuus levittäytyivät alueelle hyödyntämään vesistön tarjoamaa voimaa. Vaikka tuotantolaitoksia rakennettiin vesistön alueelle, pysyi Mustionjoki "vapaana" ja lohikalakanta runsaslukuisena vielä 1900-luvun alkuun saakka. (Marttunen 2005: 34–36.)

Mustionjoesta muodostui Uudenmaan tärkein vaelluskalajoki. Asema säilyi vuoteen 1956 saakka, jolloin joessa sijainnut Åminneforsin pato uusittiin ja joki menetti arvonsa vaelluskaloille. Karjaanjoen vesistö on mainittu Maa- ja metsätalousministeriön vaelluskalojen elvyttämistyöryhmän mietinnössä esitettyjen kunnostettavien vesistöjen joukkoon. (Uudenmaan ympäristökeskus 1995: 30.) Mustionjoki on mainittu myös kalatierakentamisen kärkikohteeksi. Tavoitteena on palauttaa kalojen vaellusyhteydet, Mustionjoella tämä tarkoittaa meritaimenen ja lohen palauttamista vesistöön. (Maa- ja metsätalousministeriö 2012.)

Karjaanjoen vesistön latvaosat sijaitsevat pääosin metsäisellä ja mäkisellä alueella vesistön pohjoisosissa. Vesistön kattama alue lukeutuu maamme sateisimpien alueiden joukkoon, lisäksi kasvukausi on maamme pisimpiä. Vesistöalueella asuu noin 50 000 ihmistä, loma-asuntojen määräksi on arvioitu noin 76 000. Sijainnista johtuen vesistöön liittyvät käyttöpaineet ovat suuret. (Marttunen 2005: 14.)

Karjaanjoen vesistö laskee Mustionjokea pitkin Suomenlahden Pohjanpitäjänlahteen.

Muutoin vesistö voidaan jakaa Karjaanjoen alaosan (ts. Mustionjoen alue), Lohjanjärven, Hiidenveden, Vanjoen, Puneliajärven ja Pusulanjoen alueisiin sekä Nummenjoen, Nuijajoen sekä Vihtijoen valuma-alueisiin (kuva 1). (Ekholm 1993: 51–52.)

Kallioperä on vesistöalueen pohjois- ja keskiosassa pääosin kvartsi- ja maasälpäliusketta.

Eteläosassa graniitti on vallitsevassa asemassa. Maaperä on pääosin savi-, hiesu- ja moreeniperäistä koko tutkimusalueella. (Marttunen 2005: 16.) Kuvissa 4 ja 5 on esitetty tutkimusalueen maaperää pintamaan sekä pohjamaan osalta. Pintamaiden osalta karkeampaa ainesta esiintyy lähinnä aivan tutkimusalueen pohjoisosissa, muutoin alueen etelä- ja keskiosien maaperä on pääosin hienorakeista ja kalliomaata.

28 Kuva 4. Karjaanjoen vesistön

pintamaaperä.

Kuva 5. Karjaanjoen vesistön pohjamaaperä (alle 1m).

Hiidenveden valuma-alueesta noin 60 % on metsää ja 16 % peltoa (kuva 6). Maaperä Hiidenveden ympäristössä on pääosin savea ja hiesua, hietaa ja hiekkaa esiintyy paikoin (Ranta ym. 2014: 7). Lohjanjärven valuma-alueesta puolestaan metsää on noin 70 % ja peltojen osuus on 14 %. Maaperä on lähinnä moreenia, mutta myös savi- ja liejumaita esiintyy. (Ranta & Valtonen 2015: 6.)

Kuva 6. Hiidenveden valuma-alueen maankäyttö (osuudet on laskettu vuoden 2014 maastotietokannasta).

Metsä 60% Pelto 16% Vesistö 9%

Suo 7% Avoin metsämaa 2% Kallio 2%

Rakennettua 0,5% Muu 3,5%

3.2 Vesistön tila

Karjaanjoen valuma-alueen vesistöjä leimaava tekijä on vesistöjen lähdeperäisyys, sillä Salpausselkä I ja Salpausselkä II muodostavat suurimman osan alueen latvapuroista (Karjaanjoki Life 2004). Karjaanjoen vesistön vedenlaatu on latvaosissa yleensä hyvää, mutta heikkenee runsaan hajakuormituksen sekä teollisuuden ja yhdyskuntien jätevesikuormituksen vuoksi vesistön alavirtaan tultaessa. Valtaosa alueen järvistä ja joista ovat rehevöityneitä ja savisameita. (Uudenmaan ympäristökeskus 1995: 5.)

Alueen suurin järvi, Lohjanjärvi, on morfologialtaan rikkonainen järvi. Tästä johtuen vedenlaatu ja pintaveden ekologinen tila vaihtelevat järven eri osien välillä. Ekologinen tila vaihtelee luokkien ”hyvä” ja ”tyydyttävä” välillä. Valtaosa järvestä sijoittuu kuitenkin luokkaan "hyvä". Luokkaan "tyydyttävä" lukeutuvat osa-alueet sijaitsevat järven etelä- sekä pohjoisosissa. Alueen toiseksi suurin järvi, Hiidenvesi, lukeutuu kokonaan luokkaan

"tyydyttävää". Muutama järvi, lähinnä vesistön pohjoisosista on saanut korkeimman, eli

"erinomaisen" laatuluokituksen. (Suomen ympäristökeskus 2014b.)

Karjaanjoen vesistöalueella kuormituksen jakautumisessa ja vedenlaadun alueellisessa jakautumisessa on havaittavissa suuriakin eroja. Vesistöalueen latvaosissa kuormitus on vähäisintä ja ne ovat alueen puhtainta vesistönosaa. Huomioitavaa on niiden haavoittuvuus ja riskialttius muutoksille. Latvaosista vesistön keski- ja alaosiin tultaessa erityisesti maataloudesta ja pistekuormituksesta aiheutuva kuormitus kasvaa. Typpi- ja fosforikuormitus ovat merkittävimmät vesistön tilaan vaikuttavat vedenlaatutekijät, mutta myös kiintoaine, happea kuluttavat, happamoittavat ja myrkylliset aineet kuormittavat vesistöä. (Teräsvuori ym. 2005: 40.)

Mustionjoki on muuttunut patojen rakentamisen seurauksena koskimaiselta olemukseltaan lähinnä vesialtaiden ketjuksi. Padot estävät merivaelluksen lisäksi joen sisäisen vaelluksen.

Arvioiden mukaan hyvän ekologisen tilan saavuttaminen joessa ei onnistu aiheuttamatta merkittävää haittaa vesivoiman tuotannolle. Vesivoiman tuotannosta koituvia haittoja on arvioiden mukaan vielä mahdollista lieventää ilman merkittäviä kustannuksia. (Karonen ym.

2015b: 68.) Mustionjoki on luokiteltu suureksi savimaan joeksi (OIVA – ympäristö- ja paikkatietopalvelu 2014).

Karjaanjoen vesistön alueella vedenlaatua on tutkittu laajasti kuormittajille asetettujen velvoitteisiin perustuen. Yhteistarkkailut perustuvat pistekuormittajien osalta ympäristölupiin ja kuntien osalta kuntien lakisääteisiin velvoitteisiin ympäristön tilan tarkkailusta (Ranta ym.

2014: 5). Kappaleissa 3.2.1–3.2.3 on käsitelty Karjaanjoen vesistön yhteistarkkailuiden tuloksia.

3.2.1 Hiidenveden alueen yhteistarkkailu

Hiidenveden alueen yhteistarkkailun tuloksena vuodelta 2013 mainittiin Hiidenveden vedenlaadun vaihtelevan rehevän ja erittäin rehevän välillä ja sen olevan savisamea (Ranta ym. 2014: 22 & 29). Kokonaisfosforin kuormituksesta 74 % on peräisin pelloilta, 15 % muusta maankäytöstä, kolmanneksi suurin fosforin kuormittaja on haja-asutus noin 8 % osuudellaan. Pistekuormituksen osuus fosforikuormituksesta on 2 %. Ulkoinen fosforikuormitus ylittää tutkimustulosten perusteella selkeästi vesistön sietokyvyn rajan.

Kokonaistypen kuormituksessa pellot, 47 %, ja muu maankäyttö, 36 %, ovat suurimmat kuormittajat, laskeuman osuus on noin 8 %. Pistekuormituksen osuus on 6 %. (Ranta ym.

2014: 24.)

3.2.2 Lohjanjärven alueen yhteistarkkailu

Lohjanjärven kokonaiskuormitus on laskettu viimeksi 1990-luvulla Räikkeen ym. (1998) toimesta. Tämän laskelman perusteella ravinteiden kokonaiskuormituksesta noin 80 % on peräisin hajakuormituksesta, laskeumasta sekä luontaisesta huuhtoumasta. Pistekuormituksen osuus oli tuolloin noin 15 %. (Ranta & Valtonen 2015: 9 & ks. Räike ym. 1998.) Koivujärvi (1993) on arvioinut Lohjanjärveen kohdistuvaa kuormitusta, mutta tämäkin tutkimus on tehty 1990-luvun alkupuolella. Ranta & Valtonen (2015: 9) mainitsevat, että Lohjanjärven kokonaiskuormitukseen liittyvät arviot kaipaisivat ajantasaistamista.

Maaperän kalkkipitoisuus on tavanomaista suurempi Lohjanjärven alueella. Tämän seurauksena alueen pH –arvot ovat koholla. (Ranta & Valtonen 2015: 6.) Vuoden 2014 Lohjanjärven alueen yhteistarkkailun perusteella voidaan todeta, että vedenlaadulla arvioituna parhaimmassa kunnossa ovat järven keski- sekä länsiosat (Ranta & Valtonen 2015:

29–32).

Yhteistarkkailussa on vertailtu Lohjanjärven alueella sijaitsevien jokien, Nummenjoki, Väänteenjoki sekä Hossa, vedenlaatua Mustionjoen vedenlaatuun. Havaintojen perusteella sähkönjohtavuus ja happamuus ovat korkeampia, ja vastaavasti väriarvo sekä fosforipitoisuus ovat matalampia Mustionjoessa, kuin vertailussa mukana olleissa Lohjanjärven alueen mainituissa joissa. (Ranta & Valtonen 2015: 15–16.)

3.2.3 Mustionjoen, Fiskarsinjoen, Pohjanpitäjänlahden ja Tammisaaren merialueen yhteistarkkailu

Tuorein Mustionjoen, Fiskarsinjoen, Pohjanpitäjänlahden ja Tammisaaren merialueen tarkkailu on tehty vuonna 2014. Mustionjoen mainitaan olevan ravinteikas maatalouden runsaasta levittäytymisestä sekä Lohjan kaupungin ja paperiteollisuuden päästöistä johtuen.

Vedenlaadun osalta suuria eroja ei ole havaittavissa Mustionjoen eri osissa. (Holmberg &

Valtonen 2015: 13.)

Pohjanpitäjänlahteen Mustionjoesta kulkeutuvalla kuormituksella on merkittävä vaikutus.

Pohjanpitäjänlahti on luonteeltaan altis kuormitukselle, sillä lahden syväveden vaihtuminen on kokonaan ulkopuolisen merialueen varassa. (Holmberg & Valtonen 2015: 16–18.)

3.3 Vesieliöstö ja suojelu

Kalaston kirjo on rehevyyden johdosta runsasta ja Karjaanjoen vesistössä on havaittu 36 eri kalalajia. Kalakannan runsauteen ovat vaikuttaneet rehevyyden lisäksi vesistön rakenteen ja vedenlaadun vaihtelevuus sekä istutusten onnistuminen. Patojen rakentamisen seurauksena merelliset vaelluskalakannat ovat hävinneet ja samasta syystä muutama kalalaji on täysin istutusten varassa. Muutamia luonnonvaraisia taimenkantoja on kuitenkin säilynyt.

(Marttunen 2005: 16–18.) Lohikalakantojen palauttaminen Karjaanjoen vesistöön olisi merkittävää jokihelmisimpukan kannalta, eli toimenpiteellä on luonnonsuojelullista arvoa.

Palautuneilla lohikalakannoilla olisi merkitystä myös kalaston monipuolisuuden, kalastuksen sekä kalankasvattamoiden ja kalanviljelyn näkökulmista. (Karonen ym. 2015b: 185: 68.) Karjaanjoen vesistö ja erityisesti Mustionjoki on maamme mittakaavassa yksi parhaista simpukka-alueista. Mustionjoessa elää kaikkia maassamme tavattavia suursimpukkalajeja.

Tästä johtuen Mustionjoki on liitetty Natura 2000 -verkostoon kuuluvaksi alueeksi.

(Valovirta 2005: 80.)

Karjaanjoen vesistöalueella sijaitsee useita valtakunnallisia suojelukohteita, esimerkiksi Karkalin luonnonpuisto, sekä alueita, jotka lukeutuvat jonkin luonnonsuojeluohjelman alaisuuteen. Valtakunnallisesti arvokkaiksi maisema-alueiksi, arvokkaiksi perinnemaisemiksi ja valtakunnallisesti merkittäviksi kulttuurihistoriallisiksi ympäristöiksi mainittuja alueita sijaitsee myös tutkimusalueella. (Uudenmaan ympäristökeskus 1995: 37.) Kuvassa 7 on havainnollistettu vesistön alueella sijaitsevia suojelualueita.

Kuva 7. Karjaanjoen vesistön suojelualueet.

Itse raakun suojelun ohessa myös lajin elinalueiden suojelu on olennaista. Raakun kannalta elinehto on että kaikki potentiaaliset elinalueet saataisiin suojelustatuksen alaiseksi. Tällä tavoin pystyttäisiin estämään raakulle sopivien alueiden liiallinen muokkaaminen. Nykyään Mustionjoen alue on kokonaisuudessaan suojeltu.

4 Menetelmät

4.1 Vedenlaadun havainnointi

Tutkielman pääasiallisena aineistona ovat vedenlaadun havaintoarvot, jotka ovat saatavilla Suomen ympäristökeskuksen ylläpitämästä ympäristötiedon hallintajärjestelmä Hertasta.

Aineisto koostuu lähinnä yhteistarkkailuiden puitteissa toteutettujen velvoitetarkkailuiden vedenlaatuun liittyvistä mittauksista. Tutkielmassa on huomioitu yhteensä 139 mittauspistettä Karjaanjoen vesistön alueelta. Mittauspisteistä on huomioitu kappaleessa 2.5 esitetyt kymmenen vedenlaatutekijää.

Mittauspisteiden seuranta tutkimusalueella on vaihtelevaa. Osa on kuukausittaisessa seurannassa ja osaa puolestaan mitataan muutaman kerran vuodessa. Vedenlaatutekijöiden määritysmenetelmissä on myös vaihtelua, täten tutkielmaan on sisällytetty systemaattisesti tietyllä määritystavalla tuotettuja arvoja muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta, joten tulokset ovat vertailukelpoisia tutkimuksen sisäisesti. Määritysmenetelmistä on koostettu taulukko 5.

Taulukko 5. Tutkielmassa käytettyjen vedenlaatutekijöiden määritysmenetelmät

Vedenlaatutekijä Määritysmenetelmä Määrityskoodi

Lämpötila - TEMP;;

Happamuus Elektrometrinen tai ioniselektiivinen PH;;EL

Happi (liuennut) Titrimetrinen, potentiometrinen O2D;;TI

Fosfori Spektrometria, FIA, kolorimetrinen (Hajotus K2S2O8) PTOT;D11;SP Typpi

Spektrometria, FIA, kolorimetrinen (Hajotus K2S2O8) Spektrometria, FIA, kolorimetrinen (Hajotus K2S2O8-H3BO3)

NTOT;D11;SP NTOT;D12;SP

Sameus Nefelometrinen (FTU tai FNU) TURB;;TUA

Väri Komparatiivinen CNR;;CM

Sähkönjohtavuus Konduktometrinen, 25 °C COND;;CNA

Kiintoaine

Gravimetrinen, kuivatus 105 °C (Suodatus, lasikuitu < 70 g/m², GF/C)

Gravimetrinen, kuivatus 105 °C (Suodatus, polykarbonaatti 0,4 µm)*

SS;F3;GVS SS;F6;GVS*

Rauta Spektrometria, FIA, kolorimetrinen (Hajotus K2S2O8) FE;D11;SP

*Ainoastaan automaatiomittauksissa käytetyt huomioitu

Lohikaloihin liittyvistä tutkimuksista (ks. 2.2.1) mainittiin, että useissa tutkimuksissa on tarkasteltu vesistöjen rakenteellisia ominaisuuksia, kuten sedimentin laatua tai virtausolosuhteita, muuttujina vedenlaadun ohessa. Näihin seikkoihin pureutuminen olisi tuonut laajuutta tutkielmaan, mutta ne päätettiin rajata tutkielman ulkopuolelle ja keskittyä vähemmälle tutkimukselle jääneen vedenlaadun tutkimiseen ja elinalueiden kartoittamiseen sen puitteissa.

Kansainväliset tutkimukset luovat kattavan pohjan elinaluevaatimusten kokoamiselle.

Huomioitavaa on eri mittayksiköiden käyttäminen tutkimuksissa. Käytännöt esimerkiksi sähkönjohtavuuden mittaamisesta vaihtelevat mS/m ja µS/cm -mittayksiköiden välillä, joten väärien yksiköiden käyttöön liittyvä virhetekijä on huomioitava ja on huolehdittava eri tutkimuksista otettavien arvojen vertailukelpoisuudesta.

Mittaussyvyydeksi valittiin 0–2 metriä pinnasta katsottuna. Mittaussyvyys mahdollistaa pienempien purojen ja norojen sisällyttämisen tutkimukseen. Mittaussyvyydet vaihtelevat siis hieman, mutta vaihteluväli ja siitä koituvat eroavaisuudet eivät ole tutkimuksen kannalta merkittäviä.

Yleisenä huomiona mittauspisteiden seurannassa on rautapitoisuuksien puute monessa mittauspisteessä, vaikka erityisesti lohikaloille rauta voi olla haitallista jo noin 900 µg/l pitoisuudessa. Rautapitoisuuden seurantaan on syytä kiinnittää huomiota, kun lohikalojen paluun vesistöön mahdollistavat kalatiet tullaan todennäköisesti rakentamaan (ks. Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry 2015).

Åminneforsin padon alapuolisella alueella on Mustionjoki 0,5 -mittauspiste, joka sijaitsee tutkimusalueen ulkopuolella. Mustionjoki tunnettuna raakkuvesistönä huomioidaan kokonaisuudessaan tässä tutkielmassa, joten kyseinen mittauspiste on sisällytetty vertailuun mukaan. Gammelbybäckenin ja Forsbybäckenin sijainneissa oli epäselvyyttä, sillä Rinteen ym. (2012) mukainen Gammelbybäcken ja Hertta-tietokannassa olevat Forsbybäckenin mittauspisteet sijaitsevat samassa uomassa (vrt. kuvat 3 ja 9). Asiaa selvitettiin Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry:n kanssa. Keskusteluiden perusteella päädyttiin siihen, että Gammelbybäckenin sijainti on oikein kuvassa 3, mutta kuvassa 9 esitetyt Forsbybäckenin mittauspisteet on nimetty väärin. Forsbybäckenin oikea uoma sijaitsee Pinjaisten padon yläpuolella padosta ylävirtaan katsottuna ensimmäisessä oikeanpuoleisessa uomassa.

4.2 Elinalueiden määrittäminen

Mittauspisteitä on saatavilla varsin paljon alueelta, joten aineisto jaettiin kahteen osaan – kirjallisuudessa mainittuihin raakun ja lohikalojen entisiin tai nykyisiin elinalueisiin (liite 2 ja taulukko 8), ja näiden ulkopuolisiin vesistöihin (liite 3). Raakun ja lohikalojen vedenlaadulle asettamia edellytyksiä selvitettiin kirjallisuuden perusteella ja näistä arvoista koottiin sietoarvotaulukot 1–2 ja 6. Tämän jälkeen tutkimusalueen mittauspisteiden vedenlaatua (liitteet 2 ja 3) verrattiin sietoarvoihin (taulukko 6) ja näin kartoitettiin potentiaaliset elinalueet raakun ja lohikalojen asettamien vaatimusten mukaisesti Karjaanjoen vesistön alueelta. Sietoarvojen ja vedenlaadun vertailussa noudatetaan kriittistä linjaa. Tavoitteena on löytää suuresta joukosta jokia, puroja, noroja ja ojia selkeästi erottuvat erinomaisen vedenlaadun omaavat alueet, jotka tulisi huomioida tulevaisuudessa jokihelmisimpukan ja lohikalojen potentiaalisina elinalueina. Ensimmäiseen ja toiseen tutkimuskysymykseen on tarkoitus vastata liitteiden 2 ja 3 taulukoilla, joissa on verrattu keskenään vedenlaatua sekä raakun ja lohikalojen asettamia sietoarvoja.

Taulukko 6. Jokihelmisimpukan ja lohikalojen vaatiman vedenlaadun sietoarvot.

Vedenlaatutekijä Jokihelmisimpukka Lohikalat Kohdearvo

Lämpötila < 23 °C 4–25 °C 4–23 °C

Aineiston rajauksessa on käytetty muokattua metodia Oulasvirran ym. (2015) tutkimuksesta.

Kyseisessä tutkimuksessa ulkopuolelle rajattiin sellaiset pisteet, joissa viimeisestä mittauskerrasta on yli kaksikymmentä vuotta, tai jos viimeisen kahden kymmenen vuoden aikana on ollut vähemmän kuin viisi mittauskertaa. Tässä tutkielmassa viimeisen kahdenkymmenen vuoden ajalta vähimmäismääränä pidetään neljää mittausta. Tarkoituksena kuitenkin on, että varsinainen analyysi pohjautuu mahdollisimman paljon säännöllisesti seurattavissa olevien mittauspisteiden arvoihin. Tarkoituksena on laskea vähintään neljän mittauskerran keskiarvo mahdollisimman tuoreelta vuodelta. Vuosikeskiarvojen käyttö on perusteltua, sillä raakun elinkierrossa ei ole tiettyä vedenlaadulla arvioituna muita selkeästi tärkeämpää vuodenaikaa, vaan vedenlaadun on pysyttävä sietoarvojen mukaisella tasolla läpi vuoden.

Liitteissä 2 ja 3 esitetyissä taulukoissa on käytetty kolmea väriä kuvastamaan kunkin vedenlaatutekijän sopivuutta asetettuun sietoarvoon nähden. Tutkielmassa ollaan kiinnostuneita vain vihreistä väriarvoista, jotka kuvastavat raakun ja lohikalojen vedenlaadulle asettaman sietoarvon alittamista (ks. taulukko 6). Oranssit ja punaiset kuvastavat sietoarvojen ylitystä, oranssin edustaessa vähäistä ja punaisen edustaessa huomattavampaa ylitystä (taulukko 7). Kuvissa 9 ja 11–12 on esitetty kirjallisuudessa mainittujen ja kaikkien vedenlaadultaan erinomaisiksi luokiteltujen, eli elinalueiksi soveltuvien, vesistöjen mittauspisteiden sijainnit osa-alueittain. Kyseisissä kuvissa mittauspisteen sopivuutta on ilmaistu samojen väriyhdistelmien avulla. Esimerkiksi vihreän värin saamissa mittauspisteissä on enimmillään yksi vähäinen sietoarvon ylitys. Kuvissa 9 ja 11–12 vihreällä merkityt alueet ovat raakun ja lohikalojen elinalueiksi soveltuvia vesistöjä.

Taulukko 7. Vedenlaadun väriskaalauksessa käytetyt raja-arvot. Raja-arvot ovat suuntaa antavia ja tilannekohtaista harkintaa on käytetty muutamien vesistömuodostelman kohdalla.

Vedenlaatutekijä Vihreä Oranssi Punainen

Lämpötila 4–23 °C - -

Happamuus 6–7,5 5,5–6 / 7,5–7,8 < 5,5

Happi (liuennut) ≥ 9 mg/l 8–9 mg/l < 8 mg/l

Fosfori ≤ 35 µg/l 35–50 µg/l > 50 µg/l

Typpi ≤ 1000 µg/l

≤ 125 µg/l (Nitr.) 1000–1300 µg/l > 1300 µg/l

Sameus ≤ 1,5 FNU/FTU/NTU 1,5–3 > 3

Väri ≤ 85 mg Pt/l 85–100 mg Pt/l > 100 mg Pt/l

Sähkönjohtavuus ≤ 10 mS/m 10–15 mS/m > 15 mS/m

Kiintoaine ≤ 10 mg/l 10–15 mg/l > 15 mg/l

Rauta ≤ 1500 mg/l

≤ 0,9 mg/l 0,9–1,2 mg/l > 1,2 mg/l

Yhdeksälle vedenlaatutekijälle on esitetty taulukossa 6 tarkat kohdearvot, joihin on mahdollista verrata Hertasta saatavia arvoja ja arvioida vesistöalueen soveltuvuutta elinalueeksi. Typen arvojen osalta tulee soveltaa, sillä kirjallisuudessa ei ollut mainintaa lohikalojen sietoarvoista typelle. Lähtökohtana ovat vedenlaadultaan vaativamman lajin eli raakun vaatimukset, joten raakun asettamaa typen sietoarvoa sovelletaan lohikaloille. Lisäksi raakun sietoarvoa painotetaan myös fosforin kohdalla, sillä lohikalojen osalta ravinnepitoisuuksien sietoarvoista on ylipäätään vähän tutkimusta. Väriarvon kohdalla sietoarvoa on nostettu lohikalojen kustannuksella, sillä tutkimusta on tehty enemmän raakun osalta ja lohikalojen osalta arvioilla on huomattavaa vaihtelevuutta.

Taulukko 8. Kirjallisuudessa mainittuja taimenen nykyisiä elinalueita sekä muutoin potentiaalisiksi arvioituja vesistöjä taimenelle sekä raakulle.

Osa-alueet Potentiaaliset vesistöt

Raakkukantaa on esiintynyt Mustionjoessa noin 150 vuoden ajan (Margaritifera margaritifera havainnot 2015), todennäköisesti paljon pidempäänkin. Kirjallisuudessa esitettyjä sietoarvoja verrataan raakun olemassa olevan elinalueen, Mustionjoen, vedenlaadun arvoihin ja täten kirjallisuudessa esitettyjä arvioita voidaan tarkastella. Tästä syystä Mustionjoen vedenlaatua tarkastellaan myös ajallisen muuttumisen näkökulmasta. Taulukkoon 10 on koostettu Mustionjoen tutkielmassa huomioidut kuusi mittauspistettä ja laskettu kullekin vedenlaatutekijälle keskiarvo mittauspisteen mittaushistorian ajalta. Pisin mittausväli, miltei 55 vuotta, on Mustionjoki 24,7 -mittauspisteellä ja lyhyin mittausväli on noin 37 vuotta.

Kuvassa 10 on havainnollistettu kunkin vedenlaatutekijän kehitystä Mustionjoen osalta.

Edellä mainituista esityksistä on lisäksi mahdollista saada vuosikeskiarvoja luotettavampi arvio Mustionjoen tilasta.

Jokihelmisimpukkaan liittyvän tutkimuksen ydin, eli konkreettisten havaintojen tekeminen kenttätöissä, on pysynyt samana nykypäivään saakka. Tekniikan kehittyessä erilaiset sovellukset ovat tuoneet tutkimuksiin uusia puolia, esimerkiksi mallinnus ja paikkatiedon käyttö ovat hyviä esimerkkejä. Ennusteiden luominen nopeuttaa kartoittamisprosessia ja potentiaaliset alueet on mahdollista kohdentaa entistä tarkemmin etukäteen ennen kenttätöihin ryhtymistä. Tutkielmassa tullaan käyttämään VEMALA-mallinnusta sekä geoinformatiikan sovellutuksia. Mallinnuksen avulla on mahdollista tehdä arvioita tulevaisuuden mahdollisista kehityskuluista. Geoinformatiikan avulla on mahdollista luoda karttaesityksiä tietyn vedenlaatutekijän kuormituksesta ja niiden perusteella kohdentaa kunnostustoimenpiteitä tai siirtoistutuksia tietyille alueille. Kenttätyöt ovat kuitenkin edelleen ainoa keino saada varma tieto vedenlaadusta tai jokihelmisimpukan ja lohikalojen esiintymisestä.

4.3 Kiintoainekuormituksen mallintaminen

VEMALA koostuu vesistömallijärjestelmä WSFS:stä (watershed simulation and forecast system), joka tarjoaa hydrologiaan liittyvät tiedot, sekä VEMALA-mallista, joka puolestaan tarjoaa simuloidut ravinneprosesseihin liittyvät tiedot (Suomen ympäristökeskus 2014c).

Mallin avulla voidaan arvioida esimerkiksi kiintoaineen kuormituksen etenemistä vesistöissä (Niinimäki & Penttinen 2014: 88). Vesistömallijärjestelmä on Suomen ympäristökeskuksen suunnittelema ja käyttämä, vesistöennusteiden luomiseen sekä reaaliaikaiseen seurantaan

soveltuva hydrologinen malli. Se kattaa koko Suomen maa-alueen sekä rajat ylittävät valuma-alueet. (Vehviläinen ym. 2005: 1.) Vesistömallijärjestelmän käyttö on rajattua, eikä se ole toistaiseksi yleisessä käytössä. Tutkielmassa käytetty lisenssi saatiin käyttöön Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry:n välityksellä Suomen ympäristökeskukselta.

Kuva 8. VEMALA:n käytössä olevat versiot (Suomen ympäristökeskus 2014c). VEMALA:a käytetään tutkielmassa kiintoaineen mallintamisessa ja kuvassa kiintoainetta kuvataan lyhenteellä SS (suspended solids).

VEMALA:sta on tällä hetkellä käytössä neljä erilaista versiota (kuva 8). Tutkielmassa tullaan käyttämään versiota VEMALA 1.1, sillä se on ainoa kokonaan valmis versio. Muissa versioissa on toistaiseksi keskeneräisiä osioita, esimerkiksi kiintoaineen mallinnus on täysin valmiina ainoastaan versiossa 1.1. (Suomen ympäristökeskus 2014d.)

Tutkielmassa tullaan arvioimaan kiintoainekuormitusta vedenlaatumittauksiin ja VEMALA-mallinnukseen perustuen. Koko tutkimusalueen kattavissa mallinnuksissa on käytetty VEMALA-kuormitusmallin ohella myös VEMALA:n ilmastonmuutosskenaariomallia.

Mustionjokea koskevat analyysit ovat kuormitusmallilla tehtyjä.

Ilmastonmuutosskenaariomalli arvioi kuormitusta kymmenen vuoden aikajaksoissa. Malli ei kerro nykyhetken tilannetta, mutta se saadaan selville vedenlaatumittauksista. VEMALA:n versiossa 1.1 ilmastonmuutoksen vaikutusta arvioidaan valunnassa tapahtuvien muutosten mukaan (Suomen ympäristökeskus 2014d). Ilmastonmuutosskenaariomallin käyttöön päädyttiin, sillä tarkoituksena on selvittää kiintoaineen tulevaisuuden mahdollista

kehityskulkua tutkimusalueen osalta. Ilmastonmuutosskenaariomallissa on käytetty A1B-skenaariota. A1-skenaariossa oletuksena ovat globaalin talouskasvun säilyminen nopeana, väestömäärän kasvu ja tehokkaampien teknologioiden käyttöönotto. A1-skenaariossa on kolme ryhmää, joilla kuvataan vaihtoehtoisia kehityskulkuja energiantuotantoon liittyen.

A1B-skenaario edustaa fossiilisten ja ei-fossiilisten energiamuotojen käytön välimuotoa.

(IPCC 2000: 4.) Mustionjoen kohdalla kuormitusmallin käyttöön päädyttiin, sillä mallin antamaa arviota haluttiin verrata vedenlaadun vedenlaatumittausten kuvastamaan nykytilanteeseen.

VEMALA-mallinnuksen avulla saadaan pitkän aikavälin kuormitusennusteita, joten tulevaisuuden kehityskulkua on mahdollista ennustaa Karjaanjoen vesistön sekä Mustionjoen osalta (kuvat 15 sekä liitteet 4.3–4.7). Mallin antaman arvion perusteella tehtiin myös kiintoaineen nykyistä kuormitusta esittävä kuva 14. Muutoin kiintoaineen merkittävyyttä Karjaanjoen vesistössä tarkastellaan vedenlaatumittausten perusteella. Liitteiden 2 ja 3 taulukoissa on esitetty kiintoainepitoisuudet ja niistä on koostettu kuvaaja (kuva 13).

Mustionjoen kohdalla on mahdollista arvioida kiintoainepitoisuuksia mittauspistekohtaisesti taulukon 10 perusteella ja pitoisuuden kehitystä kuvan 16 perusteella.

5 Tulokset

5.1 Kriteerit täyttävät alueet osa-alueittain ja niiden mittauksiin perustuva vedenlaatu

5.1.1 Karjaanjoen alaosan alue

Karjaanjoen alaosan alue, erityisesti Mustionjoki, on toiminut pitkään elinalueena raakulle, myös vaelluskaloihin liittyvä potentiaali on merkittävä historiallisesta statuksesta johtuen.

Kirjallisuudessa on useita mainintoja potentiaalisista elinalueista raakulle ja lohikaloille.

Erityishuomio kohdistuu Mustionjoen kunnostussuunnitelmissa mainittuihin sivupuroihin (taulukko 8).

Mustionjoki on ollut säännöllisessä seurannassa, joten mittauspisteitä ja mittauksia on runsaasti saatavilla. Liitteessä 2.1 on esitetty Mustionjoesta saatavien kuuden mittauspisteen vedenlaadun havaintoarvot. Mustionjoen vedenlaatu on suotuisa raakulle sekä lohikaloille, mutta sameuden arvot ovat kirjallisuudessa esitettyjä sietoarvoja selkeästi korkeampia.

Suositeltavaa olisi sisällyttää väriarvo tutkittavien vedenlaatutekijöiden joukkoon.

Mustionjoen vedenlaatu on parhaimmassa kunnossa Karjaanjoen ala-osan alueen vesistöistä ja se muodostaa hyvän elinalueen vedenlaadulla arvioituna (kuva 9).

Kirjallisuudessa tai kunnostussuunnitelmissa mainituista sivupuroista ainoastaan kolmesta, Gammelbybäckenistä, Krabbäckenistä ja Storängsbäckenistä, löytyy kattavat sekä tuoreet mittaustulokset (liite 2.1, Huomioitavaa on, että Forsbybäckenin mittauspisteet sijaitsevat Gammelbybäckenin uomassa). Purojen sameus ja väriarvot ovat koholla, erityisesti Storängsbäckenin kohdalla, eivätkä ne täten ole vedenlaadulla arvioituina parhaimpia mahdollisia elinalueita. Bråtabäckenin, Flatubäckenin ja Mossabäckenin puroille on tehty yhdet mittaukset syksyllä 2001. Ingvallsbybäckenin tuorein mittaus on tehty niin ikään

In document Jokihelmisimpukan (Margaritifera margaritifera) ja lohikalojen (Lohi, Salmo salar & Taimen, Salmo trutta) potentiaaliset elinalueet vedenlaadulla arvioituna Karjaanjoen vesistön alueella (sivua 26-0)