Osana ihmistoiminnan vaikutusten arviointia on tunnistettu merkittävät vesimuodostumien tilaa heikentävät tekijät eli paineet. Näistä keskeisimmät ovat vesiin kohdistuva piste- ja hajakuormitus, vedenotto sekä vesien hydrologiaa ja morfologiaa muuttavat toiminnot. Muita vesienhoitoalueella tunnistettuja paineita ovat esimer-kiksi maaperän happamuus, tulokaslajit ja ilman kautta tuleva eri aineiden laskeuma.
5.1.1 Vesiin kohdistuvan kuormituksen arviointi
Ravinnekuormitus vaikuttaa vesikasvien ja levien tuotantoon. Kuormituksen määrän arvioiminen ja kuormi-tuslähteiden tunnistaminen on tärkeää, kun määritetään vesistöihin kohdistuvia haittoja sekä niiden vähentä-mismahdollisuuksia. Valuma-alueilta joutuu luonnonhuuhtoumana vesistöihin erilaisia aineita, kuten typpi- ja fosforiravinteita sekä kiintoaineita. Luonnostaan ilman ihmistoimintaa tapahtuva aineiden kierto saa aikaan vesien ekologisen luonnontilan. Kuormitus sen sijaan aiheutuu ihmistoiminnoista. Se muuttaa pinta- ja poh-javesien luontaista tilaa sitä enemmän mitä voimakkaampaa se on. Vesistöalueilla on ollut ihmistoimintaa vuosisatojen ajan.
Kuormitus voidaan jakaa haja- ja pistekuormitukseen. Hajakuormituksen lähdettä ei voida tarkasti mää-rittää yhteen pisteeseen. Sitä aiheutuu esimerkiksi maataloudesta, metsätaloudesta, haja-asutuksesta, hule-vesistä sekä pilaantuneista maista. Pistekuormituksen lähde voidaan määrittää tarkasti. Sitä voidaan tark-kailla ja sen päästöihin puuttua tehokkaasti. Suurimpia pistekuormittajia ovat teollisuuslaitokset ja kaivokset sekä yhdyskuntien jätevedenpuhdistamot. Myös turvetuotanto, kalankasvatus ja turkistuotanto kuuluvat pis-tekuormittajiin. Merkittävimmät pistekuormittajat on ympäristönsuojelulain perusteella velvoitettu kuormituk-sen tarkkailuun.
Virtaavan veden mukana aineet kulkeutuvat lopulta mereen. Jokisuilta mitataan säännöllisesti ainevirtaamia.
Niissä on mukana sekä luonnonhuuhtouma että ihmisen aiheuttama kuormitus.
Ravinnekuormituksen vaikutukset
Ravinteista erityisesti fosfori ja typpi vaikuttavat vesikasvien ja levien tuotantoon. Kun ravinteiden määrä vedessä kasvaa, perus-tuotanto kiihtyy, mikä näkyy etenkin kasviplanktonlevien määrän kasvuna. Perustuotannon voimistumista kutsutaan rehevöity-miseksi. Veden samentuminen, verkkojen ja rantakivien limoittuminen, arvokalojen väheneminen, särkikalojen lisääntyminen, leväesiintymät ja rantakasvillisuuden muutokset ovat vesistön käyttäjälle näkyviä merkkejä rehevöitymisen etenemisestä ja muu-toksista eliöyhteisössä. Klorofyllipitoisuuden kasvu sekä etenkin alusvedessä happipitoisuuden väheneminen ilmentävät myös rehevöitymistä.
Kasviplanktontuotannon lisääntyessä järven pohjalle vajoaa yhä enemmän eloperäistä ainesta. Järvi pystyy tiettyyn rajaan asti sitomaan ja varastoimaan ravinteita pohjasedimenttiin, eikä järven tilassa tapahdu suuria muutoksia. Järven sietokykyyn nähden liian suuri ravinnekuormitus ja sen seurauksena syntynyt eloperäinen aines ja sen hajotus johtavat happivarojen vähenemiseen ja jopa loppumiseen. Tällöin hajotus pohjalla tapahtuu ilman happea eli anaerobisesti ja samalla fosforin liukoisuus lisääntyy.
Fosforia voi nyt vapautua poikkeuksellisen runsaasti sedimentistä veteen levien ja vesikasvien käyttöön. Rehevöityminen kiihtyy voimakkaasti ja järven tila heikkenee.
Ilmiöstä, jossa pohjalta vapautuu runsaasti fosforia veteen, käytetään yleisesti termiä sisäinen kuormitus. Kyseessä on kuitenkin ulkoisesta ravinnekuormituksesta johtuva tila, jossa pohjasedimentin kyky sitoa fosforia on heikentynyt oleellisesti. Tässä asiakir-jassa ilmiöstä käytetään jo vakiintunutta termiä sisäinen kuormitus. Vesistöön tulevan kuormituksen vähentäminen on tärkein toimenpide, jolla sisäistä kuormitusta voidaan vähentää pitkällä aikavälillä.
48 Vesienhoitosuunnitelman pistekuormitustiedot perustuvat ympäristöhallinnon valvonta- ja kuormitustietojär-jestelmään (VAHTI) tallennettuihin tarkkailutuloksiin vuosilta 2006–2012. Hajakuormituksen kokonaisfosfori- (P) ja kokonaistyppikuormitusta (N) koskevat tiedot on saatu Suomen ympäristökeskuksessa kehitetystä WSFS-VEMALA -vesistömallijärjestelmästä (V1-versio); jatkossa VEMALA. Malli kuvaa vesistöjen hydro-logista kiertoa ja vedenlaatua ja tekee näiden perusteella kuormitusarviot. Tarkastelujaksoksi on valittu vuo-det 2006–2011.Kuormituksen arvioinneissa ja toimenpideohjelman laatimisessa on hyödynnetty lisäksi Suo-men ympäristökeskuksen tuottamia Vihma-, Kutova- ja LLR-malleja. Malleja on kuvattu tarkemmin vesien-hoitoalueen toimenpideohjelmassa.
Malleissa on aina epätarkkuutta. Tulosten luotettavuuteen vaikuttavat mallin rakenne ja prosessikuvauk-set, lähtötietojen oikeellisuus sekä mallin kalibrointiin ja testaukseen tarvittavan tiedon määrä, erityisesti ve-denlaatumittausten ajallinen tiheys. Yleensä ottaen mallin tulokset ovat sitä tarkempia mitä suurempia tarkas-teltavat alueet ja ainevirtaamat ovat. Epävarmuudesta huolimatta suunnittelu ja päätöksenteko edellyttävät vesiin kohdistuvien paineiden ja vesien tilan välisen riippuvuuden mallintamista.
WSFS-VEMALA -vesistömallijärjestelmä (Watershed Simulation and Forecasting System) hyödyntää useaa eri mallia ilmentä-mään samaa prosessia, esimerkiksi peltojen kuormituksessa käytetään VIHMA-työkalua ja ICECREAM-mallia. Tarkoituksena on vähentää yksittäisissä malleissa olevia puutteita. VEMALA tuottaa reaaliaikaista kuormitustietoa sekä ennusteita (kuormitus, klo-rofylli). Lisäksi malli pystyy tuottamaan erilaisia skenaarioita (ajanjakso 1960–2100: ilmastonmuutos, muutokset maankäytössä tai kuormituksessa). Malli kattaa koko Suomen, mukaan lukien rajan ylittävät valuma-alueet, yhteensä 390 000 km2. Malli toimii osavaluma-aluetasolla. Osa-alueita on noin 6 400.
VEMALAn yksi tärkeimmistä osista on valuntamalli, joka kuvaa hydrologista kiertoa sadannasta valunnaksi käyttäen lähtötietoina meteorologista aineistoa. Mallin tekemät laskelmat perustuvat vuorokauden sadantaan, lämpötilaan sekä potentiaaliseen duntaan, joiden perusteella malli pystyy arvioimaan lumen kertymistä ja sulamista, maankosteuden ja pohjaveden vaihtelua, haih-duntaa, maa- ja pohjavesiä, valuntaa ja virtaamia sekä vedenkorkeuksia (hydrologinen kierto). Tämän lisäksi VEMALA pystyy laskemaan kokonaistypestä, -fosforista ja kiintoaineesta aiheutuvan kuormituksen sekä niiden etenemisen vesistöissä (veden-laatu).
Miten VEMALA arvioi kuormitusta ja luonnonhuuhtoumaa?
VEMALA kuvaa eri lähteistä vesistöihin tulevaa kuormitusta sekä luonnonhuuhtoumaa kolmannen jakovai-heen tarkkuudella. Toisin kuin ensimmäisellä vesienhoitokierroksella käytetty VEPS-järjestelmä, VEMALA ottaa huomioon pidättymisen yläpuolisissa vesistöissä ja kuormituslaskenta sovitetaan vastaamaan vesis-töissä havaittuja pitoisuuksia.
Malli pystyy lisäksi laskemaan kullekin yksittäiselle järvimuodostumalle siihen kohdistuvan kokonaistyppi- ja kokonaisfosfori- sekä kiintoainekuormituksen. Ravinnetulokset saadaan ositettuna seuraaville lähteille: pel-lot, metsätalous, haja-asutus, hulevesi, pistekuormitus ja laskeuma sekä luonnonhuuhtouma. Pistemäisen ravinnekuormituksen osittamisessa eri kuormituslähteisiin on hyödynnetty VAHTI-tietokantaa.
Kiintoainekuormituksen malli antaa ainevirtaamana, jossa on kuormituksen lisäksi mukana myös luon-nonhuuhtouma. Eri maankäyttömuotojen osuutta kokonaiskiintoainekuormituksesta ei ole toistaiseksi pystytty erottelemaan luotettavasti, joten tuloksia ei voida esittää vesienhoitosuunnitelmissa riittävällä tarkkuudella.
Kiintoainekuormituksen arviointimenetelmän kehittäminen on käynnissä niin, että myös kiintoainekuormitus voidaan osittaa kolmannella suunnittelukierroksella.
Pellot ovat yksi merkittävimmistä kuormituslähteistä ja niiden ravinnekuormitusta on järjestelmässä ke-hitetty eniten. Kuormituksen suuruutta on pyritty arvioimaan VIHMA- ja ICECREAM-malleilla, jotka arvioivat kuormitusta ottaen huomioon muun muassa sadannan, pellon maalajin, kaltevuuden, viljeltävän kasvin ja happamuutta kuvaavan pH-arvon. Pelloilta tulevaan kuormitukseen sisältyy mallissa myös karjatalouden kuormitusta, koska se huomioi pelloille levitettävän lannan osuuden kuormituksesta. Pistetyyppistä kuormi-tusta voi tulla esimerkiksi jaloittelutarhoista ja tilakeskuksen mahdollisista hulevesistä, mutta pääasiassa sitä ei pitäisi tulla, eikä sitä ole mallissa arvioitu. Karjatalous ei välttämättä aiheuta lisäkuormitusta, jos levitettävät
49 lantamäärät vastaavat mineraalilannoitteiden määriä ja levitystapa on sovelias. Puutteelliset peltojen lähtö-tiedot aiheuttavat merkittävimmän epävarmuuden VEMALAn arvioihin pelloilta tulevaan ravinnekuormaan.
Kattavat tiedot peltolohkojen maalajeista ja fosforiluvuista (P-luvut) tarkentaisivat arvioita.
Metsätaloudesta tulevan ravinnekuormituksen sekä luonnonhuuhtouman arvioimiseen on hyödyn-netty ensimmäisellä suunnittelukierroksella käytettyä VEPS-tietojärjestelmää sekä sen vuoden 2002 tietokan-taa. Metsätalouden kuormitusarvioita on korjattu vesistöhavaintojen perusteella. Mallissa luonnonhuuhtouma on jaoteltu pelto- tai metsäalueilta tulevaan huuhtoumaan. Luonnonhuuhtoumaa ei ole sisällytetty varsinaisiin kuormitusta koskeviin arvioihin, mutta ainevirtaamassa se on mukana. Vuotuisella sadannalla on suhteelli-sen pienet vaikutukset luonnonhuuhtouman suuruuteen. Sen sijaan maankäyttö lisää eroosioherkkyyttä ja sateisina vuosina huuhtoutumat voivat lisääntyä huomattavastikin.
Suoraan vesistöihin tuleva laskeuma sisältyy osaksi aineiden luonnolliseen kiertokulkuun ja osa las-keumasta on ihmisen aiheuttamaa. Laskeuman osittaminen ihmisen ja luonnollisen kiertokulun kesken on nykyisillä menetelmillä mahdotonta. VEMALA hyödyntää VEPS-järjestelmän vuoden 2002 päivitystietoja las-keuman sekä hulevesien kuormitusosuudesta. Hulevesillä tarkoitetaan rakennetuilta alueilta pois johdettavia sade- ja sulamisvesiä. Arvio haja-asutuksesta tulevasta kuormituksesta perustuu rakennus- ja huoneistore-kisterin tietokantaan sekä asukkaan tai loma-asunnon keskimääräiseen ominaiskuormitukseen. Kiinteistöjen liittymisistä viemäriverkostoon tai kiinteistökohtaisista puhdistamoratkaisuista ei kuitenkaan ole koottua tietoa, mikä aiheuttaa epätarkkuutta kuormitusarvioon.
Ravinnekuormituksen vaikutus vesistössä riippuu biologisesti käyttökelpoisten ravinteiden määrästä ja kuormituksen vuodenaikaisesta jakautumisesta, joka vaihtelee huomattavasti kuormituslähteittäin.
Sisäisen kuormituksen arviointi
Pohjasedimentti muodostaa vesistön suurimman ravinnevaraston. Pohjasedimentin pinnalle laskeutuu ravin-teita kiintoaineeseen sitoutuneena, mutta ne voivat vapautua takaisin veteen liuenneessa, leville käyttökel-poisessa muodossa. Vuoden aikana pohjalle laskeutuvan ravinteita sisältävän kiintoaineen ja liukoisena va-pautuvien ravinteiden määrät voivat vaihdella huomattavasti. Ravinteiden vapautuminen pohjasta on voimak-kaimmillaan talvella ja kesällä, jolloin virtaamat ja ravinnekuormitus ovat tyypillisesti vähäisiä. Samanaikai-sesti kiintoaineen sedimentaatio voi olla vähäistä ja vesistössä voi esiintyä ajoittaista ravinteiden nettovapau-tumista pohjasta veteen. Tällöin pohjasta vapautuvan fosforin määrä voi hetkellisesti ylittää vesistöön tulevan fosforimäärän. Pohjasta vapautuvien ravinteiden määrän suora mittaaminen on työlästä ja sedimentti–vesi -ainekiertoja käsittelevää aineistoa on vesistöistämme niukasti. Vedenlaadun seuranta-aineistojen perusteella voidaan kuitenkin saada viitteitä vapautumisen merkittävyydestä tarkastelemalla vesistön kasvukauden ai-kaisia pitoisuusmuutoksia, ts. nousevatko fosforipitoisuudet pintakerroksessa vaikka kuormitus on samanai-kaisesti pienimmillään. On tosin huomioitava, että talvella pohjalta vapautuneet ravinteet eivät välttämättä päädy levien käyttöön vaan poistuvat vedestä kevättäyskierron aikana. Pohjalla tapahtuvien ilmiöiden laajuu-teen ja merkittävyylaajuu-teen nähden tietoa pohjan ja veden vuorovaikutuksesta on puutteellisesti. Tietoa saataisiin esimerkiksi kohdennetuilla tapaustutkimuksilla ja seurannalla.
Fosfori ja typpi ovat merkittävimpiä levien kasvua rajoittavia ravinteita, jotka ovat touko–syyskuun välisen kasvukauden ns. pe-rustuotannon minimitekijöitä. Ravinteiden vapautuminen pohjasta veteen voi olla merkittävää matalissakin vesistöissä, joiden happitilanne vaikuttaa näennäisesti hyvältä. Matalilta pohjilta vapautuneet ravinteet eivät kerry liukoisena pohjanläheiseen veteen kuten syvillä pohjilla, sillä mataluus ja veden sekoittuminen mahdollistavat levien ja vesikasvien välittömän ravinteiden käytön.
Syvissä järvissä ja merialueilla pohjanläheiseen veteen kerääntyneet ravinnevarastot kulkeutuvat päällysveteen veden eri kerros-ten sekoittuessa. Pohjoisilla alueilla sekoittuminen tapahtuu keväällä ja syksyllä. Itämeressä suolaisuuden harppauskerros, ha-lokliini eristää pohjanläheisen vesikerroksen pintakerroksesta, mikä aiheuttaa hapettomuutta ja samalla ravinteiden kerääntymi-sen pohjan läheisiin vesikerroksiin. Joissa tai jokimaisissa vesistöissä veden jatkuva sekoittuminen estää kerrostuneisuuden muo-dostumisen ja hapettomuutta tavataan vain harvoin. Virtavesien pohjasedimentti voi kuitenkin olla biologisesti aktiivinen ja vaikut-taa ravinteiden käyttäytymiseen.
50 Ravinnekuormituksen aiheuttama rehevöityminen on heikentänyt vesien tilaa yleisesti etenkin vesienhoito-alueen eteläisellä osa-alueella. Se ilmenee voimakkaimmin jokivesistöissä sekä matalissa järvissä. Myös ran-nikkovedet ja sisälahdet ovat laajalti rehevöityneet. Sisäinen kuormitus palauttaa ravinteita vesistöön sekä matalissa järvissä että joillakin rannikkovesialueilla ja kiihdyttää rehevöitymistä edelleen. Sisäisen kuormituk-sen arviointi edellyttää tapauskohtaista tutkimusta ja kuormituk-sen huomioiminen vesistöjen kokonaistarkastelussa vaatii jatkossa enemmän voimavaroja.
5.1.2 Pintavesien hydrologis-morfologisen muuttuneisuuden arviointi
Hydrologis-morfologisella muuttuneisuudella kuvataan vedenkorkeuksien muutosten, säännöstelyn ja vesira-kentamisen vaikutuksia vesimuodostumissa. Muuttuneisuutta arvioitaessa tarkastellaan
järvissä säännöstelystä, patoamisesta tai veden pinnan laskusta aiheutuneita muutoksia vedenkor-keuksissa ja niiden vaihtelurytmissä,
jokivesissä säännöstelystä tai rakentamisesta aiheutuneita virtaamamuutoksia, patojen muodosta-mia kulkuesteitä ja rakentamisen aiheuttamuodosta-mia muutoksia uoman ja rantojen rakenteessa,
rannikkovesissä muutetun ja rakennetun rantaviivan ja alueen suhteellista osuutta sekä luontaisen meriyhteyden tilaa.
Arviointitekijöiden muuttuneisuus pisteytetään ja kokonaismuuttuneisuus lasketaan eri tekijöiden muuttunei-suuden summana. Hydrologis-morfologisen tilan muutos on erittäin suuri, kun muutospisteitä on vähintään 10. Tällöin hydrologis-morfologinen tila luokitellaan huonoksi. Arviointimenettely kuvataan voimakkaasti muu-tettujen ja keinotekoisten pintavesien tunnistamiseen ja tilan arviointiin laaditussa oppaassa. Tarkempi vesi-muodostumien hydrologis-morfologinen tila on esitetty toimenpideohjelmissa.
5.1.3 Pohjavesien tilaa heikentävien tekijöiden arviointi
Pohjavesialueilla voi sijaita runsaasti erilaisia pohjaveden laadulle ja määrälle riskiä aiheuttavia toimintoja.
Pohjavesiin kohdistuvien ihmistoimintojen riskiarviointia on toisella suunnittelukierroksella kehitetty siten, että eri vesienhoitoalueilla käytetään yhtenäistä pisteytysmenetelmää. Menetelmä on kuvattu oppaassa
’Pohjavesimuodostumien merkittävien paineiden tunnistaminen ja riskialueeksi nimeäminen’.
Ensimmäisellä suunnittelukierroksella riskialueiksi nimetyt pohjavesimuodostumat on tarkistettu ja niiden tilaa heikentävien tekijöiden pisteytys on päivitetty. Pohjavesimuodostuman tilaa heikentävien tekijöiden riskin suuruus on arvioitu asteikolla 1-3. Kokonaisriski on arvioitu kaikkien tilaa heikentävien tekijöiden perusteella samaa asteikkoa käyttäen.
5.1.4 Vesiympäristölle vaarallisten ja haitallisten aineiden selvitys
Vaarallisilla ja haitallisilla aineilla tarkoitetaan valtioneuvoston vesiympäristölle vaarallisista ja haitallisista aineista antamassa ase-tuksessa (1022/2006) mainittuja aineita tai yhdisteitä. Näitä ovat muun muassa erilaiset raskasmetallit ja orgaaniset yhdisteet.
Asetuksessa on määritelty vaarallisille ja haitallisille aineille ja yhdisteille ympäristönlaatunormit (EQS), joilla tarkoitetaan pitoi-suuksia, joita ei saa joko ihmisen terveyden tai pintaveden suojelemiseksi ylittää.
ELY-keskukset ja Suomen ympäristökeskus ovat laatineet ympäristönlaatunormidirektiivin artiklan 5 velvoit-taman selvityksen eli inventaarion vesiympäristölle vaarallisten aineiden asetuksen (1022/2006) liitteen 1C ja 1D aineiden päästöistä tai huuhtoutumista pintavesiin. Inventaarioon sisältyy 41 EU:n prioriteettiainetta tai
-51 aineryhmää ja 15 kansallista haitallista ainetta. Kuormitusinventaario on tehty vesienhoitoalueittain ja se sisältää seuraavaa tietoa:
Euroopan päästörekisteriin (E-PRTR) perustuvat ympäristölupavelvollisten laitosten (yhdyskunnat ja asutus sekä teollisuus ja yritystoiminta) päästöt sisävesiin ja rannikkovesiin (vuoden 2010 tiedot).
Kokonaislaskeumasta mallinnettu ilmaperäinen laskeuma sekä koko vesienhoitoalueelle että vesien-hoitoalueen sisävesiin (vuoden 2010 tiedot).
Jokien kautta mereen päätyvä ainevirtaama (vuosien 2008–2010 tiedot, arvioinnin yhteydessä on käsitelty happamia sulfaattimaita).
EU-komission kuormitusinventaario-ohjeen2 mukaisesti inventaariossa on käsitelty tarkemmin vesienhoito-alueelle relevantteja aineita. Arvioinnin perusteena on käytetty seuraavia kriteerejä:
tiedot aineiden esiintymisestä pintavedessä ja eliöstössä vuosina 2007-2012,
tiedot aineiden käyttökohteista ja -määristä sekä käytön ja päästöjen rajoituksista ja kielloista,
selvitykset, joiden perusteella tiedetään mitä ainetta ei päästetä eikä huuhtoudu pintavesiin ja mitä ei esiinny vesiympäristössä sekä
tiedot aineiden kaukokulkeutumisesta.
Oulujoen-Iijoen vesienhoitoalueella merkityksellisiksi aineiksi on tunnistettu elohopea, nikkeli, lyijy, kadmium, nonyylifenoli, oktyylifenoli, di(2-etyyliheksyyli)ftalaatti (DEHP) sekä tributyylitinayhdisteet (TBT) ja bromatut difenyylieetterit. Metalleista on kattavimmin seurantatietoa, erityisesti suurimpien jokien suilta. Muuten tietoa on kertynyt erillisten kartoitusten ja selvitysten yhteydessä. Ahventen elohopeapitoisuutta on selvitetty tehos-tetusti vuosina 2010–2014. Kasvinsuojeluaineita on kartoitettu Temmesjoelta ja teollisuus- ja kuluttajakemi-kaaleja Oulujoen alaosalta. Vesienhoidon ensimmäisellä suunnittelukierroksella on selvitetty Oulun pienve-nesatamien tributyylitinayhdistepitoisuuksia (TBT). Bromatuista difenyylieettereistä tarvitaan lisätietoa. Lu-vussa 5.4 on esitetty kuormitustietoja useimmista merkityksellisistä aineista.
Pistekuormittajista inventaariossa olivat mukana Oulun Taskilan jätevedenpuhdistamo (asukasvastinelu-vultaan vesienhoitoalueen ainoa yli 100 000 asukkaan laitos) ja suurimmat teollisuuslaitokset, joiden päästöt kohdistuvat Oulun ja Raahen rannikkoalueille, Oulujärven Paltaselän, Pyhäjärven ja Pidisjärven lähialueille sekä Lahnasjokeen ja Tuhkajoen valuma-alueelle. Lisäksi arvioitiin sekä koko vesienhoitoalueelle että alueen sisävesiin kohdistuvaa laskeumaa. Jokien kuljettama ainevirtaama laskettiin suurimmille joille (Kalajoki, Py-häjoki, Siikajoki, Oulujoki, Kiiminkijoki, Iijoki ja Kuivajoki, vuosien 2008-2010 aineisto).