Kemi- ja Tornion- 0 joen vesistöt

%

KUVA 1—7

-VESISTÖJEN KiYTTÖKELPOISUUS ENNEN TEOLLISTUMISTA JA ASU TUKSEN JA fvIAATÄLOUDEN

VOIMAKASTA KASVUA

#l00 v. sitten)

-1. luokka, erinomainen

2. luokka, hyvä

fr

____

3. luokka, tyydyttävä 4. ja 5. luokkaan kuuluvia 7

vesialueita ei käytännöllises- f

ti katsoen ollut lainkaan

8

VESISTOALUEET 1. Vuoksen vesistö

2. Eteläinen rannikkoalue

3. Kymijoen vesistö 7

4. Lounais-Suomi

5. Kokemäenjoen vesistö 6. Pohjois-Satakunta sekä

Etelä-Pohjanmaa 7. Keski-Pohjanmaa

^‘\‘

8. Pohjois-Pohjanmaac

ja Kainuun vesistöt0

_‘

9. Kemi- ja Tornion- 0 joen vesistöt

10. Jaamereen las- A

kevat vesistöt 3

0

2

0 1:4000000

0 /

Qo

0

Mo,n,oittouohollltokoen korttopoino Heltinki 1975

51

teettomia. Tätä seikkaa on kuitenkin käytetyn luokitusmenetelmän puitteissa vaikea tuoda riittävän painotetusti esille.

122 Sisävesien vastaanottokvystä ja sen arvioimisesta

Kun maamme vesivarojen suojelun ongelmia verrataan muiden teollisuusmaiden vastaaviin ky symyksiin, voidaan todeta, että useimmissa maissa vesiensuojelun keskeiset ongelmat ovat oleellisesti toiset kuin Suomessa. Tärkeimpänä kysymyksenä Suomen kannalta on pidettävä runsasjärvisten reittivesistöjen tilan huononemisen U hokasta estämistä ja likaantuneiden ve sialueiden tilan parantamista. Useimpien muiden teollisuusmaiden ongelmana on ^- vesivaro jen mahdollisen niukkuuden ohella ^- vähäjärvisten jokivesistöjen veden monipuolisen käyttö kelpoisuuden turvaaminen tai parantaminen. Oleellisena erona voidaan lisäksi pitää sitä, että teoreettiset perusteet

j

ärvivesistöjen suojelun optimoimis eksi ovat puutteelliset, kun taas jo -kivesistöjen tilan muutosten arvioimismenetelmät ovat nykyisin kehittyneet tyydyttävälle ta solle.

Kansainvälisesti tarkasteltuna Suomen vesistöt soveltuvat huonosti jätevesien purkualueiksi.

Kuormituksen vaikutukset vaihtelevat kuitenkin erilaisissa vesissä ja vesistöissä.

Vesi stöjen vastaanotto -ominaisuuksien kannalta jätevesikuormituks esta aiheutuvat ongelmat ovat rannikkoalueen jokivesistöissä toisenlaiset kuin Sisä-Suomen järvivesistöjen alueella.

Arvioitaessa vesistöjen soveltuvuutta vastaanottamaan jätevesikuormitusta on lisäksi otettava huomioon vesiemme suuri luontainen humuspitoisuus ja maamme kylmä ilmasto sekä järvien mataluus.

Jokivesistöt soveltuvat yleensä jätevesien vastaanottamiseen paremmin kuin järvivesistöt, koska veteen joutuneet aineet sekoittuvat niissä tasaisesti koko vesimassaan ja happivarasto täydentyy jatkuvasti. Jätevesien leviäminen virran mukana saattaa tosin eräiden tekijöiden kohdalla olla haitallistakin.

Rannikon pienissä vähäjärvisissä jokivesistöissä on kuormituksen kannalta keskeisin ongelma virtaamien ajoittainen pienuus. Toisaalta veden määrän vähyyden ohella myös veden laatu3 aiheuttaa käyttörajoituksia. Vain kahdeksan joen keskivirtaamat ovat suurempia kuin 50 m /s.

Mainituissa suurissa joissa myös virtaamien vaihtelut ovat pienempiä kuin rannikkoalueiden pienissä jokivesistöissä.

Jokivesistöjen happitilanteen arvioimiseksi on kehitetty laskennallisia malleja, joista taval lisimmin käytetty on Streeter-Phelps’in kaava. Kaava perustuu orgaanisen aineksen aiheutta man hapenkulumisen arvioimiseen, kun tiedetään jokeen kohdistuva BHK-kuormitus, hajoa misvakio sekä hapettumiskerroin, joka voidaan kokeellisesti määrittää. Kaavan paikkansa pitävyyden edellytyksenä on sitä sovellettaessa, että vesistössä vallitsee joelle tyypilliset virtaussuhteet, pohjaliete ei kuluta happea, ravinnekuormitus ei aiheuta sekundääristä li kaantumista ja että vesimassassa ei ole lämpötilakerrostuneisuutta. Streeter-Phelpsin mallia monipuolisempi on O’Connorin esittämä kaava, jossa on edellä mainitusta kaavasta poiketen huomioitu mt ös horis ontaalinen s ekoittuminen. O’Connorin esittämän mallin avulla voidaan arvioida myös muita ainepitoisuuksia kuin happipitoisuutta. Toistaiseksi on kuitenkin jokivesistöjen laadun kehitystä arvioitu muiden aineiden osalta yleensä laimennussuhteen pe rust e ella.

Järvivesistöissä kuormittavien aineiden käyttäytyminen on hydromekaanisista tekijöistä joh tuen oleellisesti erilaista kuin jokivesistöissä. Järvien ns. itsepuhdistumiskyky perustuu toisaalta, kuten jokivesissäkin, veden happivaraston täydentymiseen ilmakehästä, ja toisaal ta kuormittavien ainesten erittäin tehokkaaseen sedimentoitumiseen. J ässä mi€ lessä järven tilan muuttumisessa ovat kasvinravinteet keskeisessä asemassa orgaanisen happea kuluttavan aineksen ohella.

Järvivesistöissä kuormittavien aineiden kerääntymisen seuraukset näkyvät usein vasta aiko jen kuluttua progressiivisina. Pystysuorassa suunnassa kausivaihtelut mat suuret. Veden

viipymällä on virtaaman sijasta oleellinen merkitys järven tilaan. Altaiden stabiloivan vaiku tuksen johdosta muutokset ovat aluksi hitaasti leviäviä likaantumjskohteesta lähtien. Likaan tumisen saavutettua tietyn vaiheen alkaa kiihtyvä likaantuminen, jolloin aikaisemmin pohja liettees een kerääntyneet aineet tulevat jälleen kiertoon.

Sisä-Suomen järvivesistöille onmorfologisesti tyypillistä, että suuretkin järvet ovat jakaantu neet moneen pienempään osaan, jotka käyttäytyvät sekä hydrologisesti että biologisesti jok seenkin itsenäisinä yksikköinä, mutta muodostavat kuitenkin laajoja reittivesistöjä. Tällais ten toisistaan kynnyksillä eristettyjen osa-alueiden kuormituskapasiteetti on vähäinen. Toi saalta altaan likaantumisen saavutettua tietyn asteen on olemassa vaara likaantumisen leviä misestä alapuoliseen altaaseen.

Rannikkoalueen harvat järvet ovat yleensä pieniä tai pienehköjä ja erittäin huonosti jätevesien vastaanottamiseen soveltuvia sekä nykyään jo ylikuormitettuja.

Kaikkia järven tilan muuttumiseen vaikuttavia tekijöitä ei voida hallita läheskään täydellisesti.

Nykyisin on jo kuitenkin käytettävissä suuri joukko tietoutta, jonka avulla järvien vastaanotto kyvyn suuruutta voidaan tarkastella happitilanteeseen vaikuttavien tekijöiden osalta.

Järveen kohdistuvan ravinnekuormituksen osalta on ensiarvoisen tärkeätä tietää ravinnekuor mituksen ja vesistön tilan kehityksen välinen suhde. Vollenweiderin mukaan sallitut

(

^järvi

säiy niukkatuottoisena) ja vaaralliset

(=

järvi rehevöityy) ravinnekuormitukset ovat seuraa vat

keskisyvyys sallittu (g/m2. v) vaarallinen (g/m2. v)

m P N P N

5 0,07 1,0 0,13 2,0

10 0, 10 1, 5 0, 20 3, 0

50 0, 25 4, 0 0, 50 8, 0

Ottaen kuitenkin huomioon, että maamme järvien veden luontainen laatu ja ilmastolliset olo suhteet edistävät kuormitettujen vesistöjen pilaantumista tehokkaammin kuin esim. Keski-Euroopan vastaavat olosuhteet, on ehkä perusteltua asettaa tavoitteelliset kuormitusarvot pienemmiksi. Tätä tukee myös se, että Suomen järvien luonnonkuormitus on maaperän ylei sestä niukkaravinteisuudesta johtuen vähäisempi kuin Keski- ja Etelä-Euroopassa.

Lappalainen on kehittänyt fosforikuormituksen vaikutusten arvioimiseksi Vollenweiderin esit tämää arviointitapaa tarkemman mallin, missä huomioidaan myös virtaama. Malli perustuu siihen, että fosforipitoisuuden säätelijänä on sedimentaatio, joka riippuu mm. järven pinta alasta ja fosforin alkupitoisuudesta. Fosforin sedimentaation ja alusveden happipitoisuuden välille on laskettu riippuvuussuhde useista eri järvistä kerättyjen analyysitulosten perusteella.

Mallin avulla voidaan määrittää happitilanteen kannalta kriitilliset fosforikuormitukset.

BHK-kuormituksen osalta järven tai sen osan vastaanottokyvyn arvioimisen perusteena on se, että hapen siirtymisellä ilmakehästä veteen on kyllästystilasta riippuen tietty maksimiarvo, jota vesistössä tapahtuva hapenkulutus ei saa ylittää. Sallitun kuormituksen suuruusluokka voidaan täten määrittää vesistölle asetettujen laatutavoitteiden perusteella. Eräänlaisena suuntaa antavana lukuna voitaneen pitää sitä, että vesistöön johdettava happea kuluttava kuor mitus ei keskimäärin saisi ylittää likimääräistä arvoa 1 g 02/ vrk. m2. Lopullinen arviointi on kuitenkin aina suoritettava tapauskohtaisesti ottaen huomioon mm. lämpötilakerrosteisuu den veden happivaraston täydentymiselle aiheuttamat rajoitukset. Jääpeitteen aikaiset olosuh teet on lisäksi arvioitava eriks een huomioimalla liapenkulutuks en hidastuminen, vesimassan happivarasto ja sen mahdollinen täydentyminen jääpeitteen aikana.

Ainespitoisuuksien muuttumisen arvioimiseksi muuttuvissa kuormitusolosuhteissa on kehitetty useita eri menetelmiä, joiden tarkkuus vaihtelee riippuen käytettyjen vakioiden paikkansapitä vyydestä. Yleensä tulosten voidaan odottaa olevan ainakin suuruusluokaltaan oikeita. Tärkeimmät 1) Biologisesti aktiivinen osa on suuruusluokaltaan 25-30

%

aineen ns. kokonaispitoisuudesta.

53

mallit, joita on käytetty, ovat täydellisesti sekoittuvaan vesimassaan perustuva tCSTR) malli, josta on useita sovellutuksia, aksiaalis een dispersioon perustuva virtausmalli, sekä täydelli sesti sekoittuvien altaiden sarjaan perustuva malli (CCSTR). Arviointimenetelmän valinta riippuu paikallisista olosuhteista, ja edellyttää järvikohtaisia etukäteisselvityksiä.

Kaikkien mallien luotettavuuden edellytyksenä on, että niihin sisältyvät vakiot, kuten hapen kulutus- ja imeytysmisvakiot sekä sedimentoitumis-, diffuusio- ja sekoittumisvakiot, tunne taan suhteellisen tarkasti. Näiltä osin Suomen vesistöjen ominaisuuksien kartoittamista voi daan pitää vesistötutkimuksen kiireellisenä tehtävänä.

Esitetyt yleiset vesistöjen ominaisuudet ovat sovellettavissa muidenkin kuin happitilanteeseen vaikuttavien aineiden vaikutuksia arvioitaessa. Lisäksi tulee tarkastella kuormitustekijöiden fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia. Eri kuormitustekijöiden käyttäytyminen vesissä vaihtelee. Kuormitus voi estää, häiritä tai kiihdyttää valikoivasti biologisia toiminto ja, muuttaa niitä elinympäristön välityksellä tahi olla inaktiivista. Näitä erilaisia tekijöitä selvitetään lähemmin jäljempänä kohdassa 3. 11. Helpoimmassa tapauksessa voidaan vaikutuk set arvioida melko tarkasti laimenemisen ja kulkeutumisen perusteella sekä vesistön ominai suuksien pohjalta. Eräiltä osin voidaan soveltaa edellä esitettyjen mallien periaatteita. Lä heskaan aina ei vaikuttavia tekijoita tunneta kuitenkaan riittavasti Erityisen vaikeasti hallit tavan ongelman muodostavat ravintoketjuun rikastuvat tai välillisesti esim pohjalietteen muuttumis en kautta vaikuttavat aineet.

Myös muiden vesiä muuttavien toimintojen erityisesti vesistöjen rakentamisen ja järjestelyjen, oj;tusten ja saannostelyn vaikutukset riippuvat osittain vesiston ominaisuuksista Kyseessa on usein kuitenkin vesistön luontaisten ominaisuuksien muuttaminen. Näin toimenpiteen laatu ja sen toteuttamistapa ovat ensisijaisia tekijöitä, joilla saattaa kääntäen olla tuntuva vaikutus vesistön vastaanotto-ominaisuuksiin.

123 Sisavesien nykyinen kayttokelpo;suus

Vesistöjen nykyinen käyttökelpoisuusluokittelu, joka on esitetty kuvassa 1-8, on laadittu seu raavien arvosteluperusteiden mukaisesti:

- Luokka 1: Erinomainen

Soveltuu erittäin hyvin kaikkiin hyvääkin veden laatua vaativiin käyttötarkoituk sun. Yhdyskuntien tai muuhun vastaavaa laatua vaativaan vedenhankintatarkoi tukseen käytettäessä riittää mekaaninen käsittely ja desinfiointi.

- Luokka II: Hyvä

Soveltuu hyvin kaikkiin hyvääkin veden laatua vaativiin käytfötarkoituksuin. Tähän luokkaan kuuluvissa luonnontilaisissa vesissä humuksen tai planktonin määrä on kuitenkin yleensä niin suuri, että yhdyskuntien ja vastaavaa laatua vaativa muu vedenhankinta edellyttaa raakaveden kemiallista kasittelya Jatevesi en vaikutus -alueella saattaa veden kayttokelpoisuus kalastukseen ja virkistyskayttoon olla hieman heikentynyt. Sen sijaan tähän luokkaan kuuluvat luonnontilaiset vedet so veltuvat naihin kayttotarkoituksiin erinomaise sti

- Luokka III Tyydyttava

Soveltuu vain rajoitetusti hyvaa veden laatua vaativim tarkoituksiin Veden h gi -eeninen tai esteettinen laatu saattaa kokonaan estaa vesiston kayton esim mmi seen ja karjan juomavedeksi, joskin vesi yleensä soveltuu tyydyttävästi näihin kayttotarkoituksun Myos kasteluun vesi soveltuu yleensa hyvin Kalataloudelli nen kayttokelpoisuus on kalaston elinympariston muutosten ja niiden seurauksena tapahtuneiden lajiston muutosten vuoksi yleensa merkittavasti huonontunut Ve sistöä on mahdollista käyttää yhdyskuntien ja vastaavaa laatua vaativaan muuhun vedenhankintaan vain, jos vesi puhdistetaan erittäin tehokkaasti ja sen laatua tark kaillaan jatkuvasti

- Luokka IV: Välttävä

Soveltuu yleensä vain sellaisiin käyttötarkoituksiin, joiden vaatimukset veden laa dun suhteen ovat vähäiset. Vettä voidaan käyttää esimerkiksi eräisiin jäähdytys tarkoituksiin, läpikulkuliikenteeseen, uittoon ja voimatalouden käyttöön. Kaste luun vesi saattaa soveltua, ellei se sisällä haitallisessa määrin suoloja tai myrk kyjä tai ole hygieenisesti kelvotonta. Veden esteettiset ominaisuudet alentavat ajoittain ja erityisesti loppukesällä merkittävästi myös rantojen arvoa ulkoilu käytössä.

- Luokka V: Huono

Soveltuu huonosti minkäänlaiseen käyttötarkoitukseen ja on kelvoton kaikkeen sellaiseen käyttöön, joka on riippuvainen veden laadusta. Pilaavasta tekijästä riippuen vettä voidaan kuitenkin yleensä käyttää esim. läpikulkuun ja kuljetuk seen.

Luokkien väliset kemialliset ja fysikaaliset raja-arvot ovat seuraavat:

Ominaisuus luokkien väliset raja -arvot

1/11 11/111 III/IV IV/V

fekaaliset streptokokit kpl/ilo ml 25 25 250

väri mgPt/l 20 70-90 100-130 200

KHT KMnO4 mg/1 20 70-90 100-130 150-200

BHK7 1 2 5 15

kyll.

%

^{90-105 70-110 50-120 30-125}

Myrkyt ei saa ylittää voimassa olevia

hallinnollisia määräyksiä

Öljyt ei lainkaan ei toistuvasti näkyvää

pintakalvoa

Pinnalla kelluvat aineet vähäisiä määriä

LigniiniX) mg/l NaLS 1 2 5

Rauta 0, 2 1 5

MangaaniX) _‘ 0, 05 0, 1 0, 5

Veden kukinta ei harvoin toistuvasti

Mikäli vesialueella esiintyy toistuvasti öljyä, vaahtoavia aineita, pinnalla kelluvia jäteaineita tai myrkyllisiä aineita jäljempänä esitettyjä pitoisuuksia ylittävissä määrin, kuuluu vesialue aina luokkiin IV tai V, vaikka muut ominaisuudet eivät sitä edellyttäisikään.

Arseeni mg/l As 0, 05

Eloliopea Hg 0, 005

Fenolit 0, 005

Kadmium ‘ Cd 0, 01

Kupari Cu 0, 5

Lyijy Pb 0, 1

Syanidit ‘ CN 0, 01

Anioniaktiivis et

aineet 1

Teollisuuden erityismyricyt tutkitaan tapauskohtaisesti ja otetaan huomioon käyttökelpoisuus luokitusta laadittaessa.

x) Huomioidaan vain silloin kun arvioidaan veden soveltuvuutta yhdyskunnan vesilaitosten raa kavedeksi.

KUVA i—s

VESISTÖJEN NYKYINEN KÄYT

In document Vesiensuojelun periaatteiden soveltamisesta (sivua 55-61)