Vesistöjen happamoituminen
Ilmansaasteet – kansallisesta kansainväliseksi ongelmaksi
Euroopan teollistumisen sekä energiantuotannon voimakas kasvu 1950-luvulta lähtien ovat suuresti lisänneet fossiilisten polttoaineiden käyttöä johtaen kasvaviin rikin ja typen oksidien päästöihin ilmakehään. Euroopan rikkipäästöt olivat suurimmillaan 1970-luvun puolivälissä, jolloin ilmaan päästettiin lähes 60 miljoonaa tonnia rikkidioksidia. Suomen osuus tästä kuormasta oli yhden prosentin luokkaa. Päästöjen vähentämiseen havahduttiin kansainvälisesti 1970-luvun lopussa, kun tutkimukset olivat osoittaneet rikki- ja typpipäästöjen aiheuttavan ympäristön happamoitumista.
Huoli happamoitumisesta on ollut yhteinen sillä päästöt kulkeutuvat ilmavirtausten mukana satoja kilometrejä lähteestään ennen laskeutumistaan happosateena maahan aiheuttaen maaperän ja vesistöjen happamoitumista laajoilla alueilla Euroopassa. Happamoitumisongelma on koskettanut erityisesti Skandinavian maita – Suomea, Ruotsia ja Norjaa – joissa ympäristön sietokyky hapanta laskeumaa vastaan on heikompi kuin muualla Euroopassa.
Suomessa happamoituminen on koskettanut arviolta 5000 järveä. Lisäksi järviemme happamoitumisen on arvioitu vaurioittaneen 2200-4400 kalakantaa, pääasiassa särki- ja ahvenkantoja pienissä metsäjärvissä. Ilmaperäisesti rikkilaskeuman happamoittavia järviä esiintyy laajemmin Suomessa mm. Länsi-Uudellamaalla, Vihdissä ja Espoossa, Kaakkois-Suomessa sekä Tampereen ja Oulun ympäristöissä. Monet järvemme ovat luontaisesti happamia, joka aiheutuu metsistä ja suoalueilta huuhtoutuvista humusyhdisteistä ja niiden ns. orgaanisista hapoista. Humusjärville on tyypillistä veden ruskea väri. Ihmisen aiheuttama happosade on näissäkin järvissä lisännyt happamuutta. Päästörajoitukset vaikuttaneet – vesistöt toipumassa happamoitumisesta
Ilman epäpuhtauksista hapan rikkilaskeuma on ollut pahin vesistöjen happamoitumista aiheuttanut tekijä niin Suomessa kuin myös muualla happamoitumiselle herkillä alueilla Euroopassa. Kansainväliset ilmasuojelutoimenpiteet 1980-luvun puolivälin jälkeen ovatkin pienentäneet erityisesti rikkilaskeumaa, joka esimerkiksi Suomessa kääntyi jyrkkään laskuun 1980-luvun lopulta lähtien. Rikkilaskeuman pienentyminen on ilmennyt selkeinä merkkeinä happamoituneiden vesistöjen toipumiskehityksestä niin Suomessa ja muissa Skandinavian maissa sekä myös laajoilla alueilla Euroopassa.
Happamoittavien rikkiyhdisteiden määrä on vähentynyt ja veden puskurikyky (alkaliniteetti) happamoitumista vastaan on kasvanut järvissämme 1990-luvun alkupuoliskolta lähtien osoittaen päästörajoitusten alkaneen vaikuttaa Suomessa varsin nopeasti. Happamoitumisongelma on koskettanut lähinnä pieniä ja karuja metsäjärviämme, ja arviolta 5000 hapanta pienjärveä on nyt vesikemiallisesti elpymässä. Järvien toipumiskehitys on ollut voimakkainta Etelä-Suomessa, missä Suomen omien päästöjen sekä muualta Euroopasta tulleen kaukokulkeuman rikkikuormitus ja sen vähentyminen on Suomen muihin osiin verrattuna ollut suurin.
|
 |
|
Keskimääräinen rikkiyhdisteiden ja puskurikyvyn kehitys seurantajärvissä Etelä-Suomessa.
|
Suomen ympäristökeskus seuraa järvien happamoitumista koko maan kattavalla seurantaverkolla. Käyrädiagrammi kuvaa keskimääräisesti rikkiyhdisteiden (sulfaatti) ja puskurikyvyn (alkaliniteetti) kehitystä 62 happamoituneessa järvessä Etelä-Suomessa.
Vesikemiallista toipumiskehitystä voidaan havainnollistaa kolmen esimerkkijärven avulla, jotka ovat olleet rikkilaskeuman happamoittavia. Järvet sijaitsevat Etelä-, Keski- ja Pohjois-Suomessa kuvaten erilaisia ympäristö- ja ilmasto-olosuhteita sekä etelästä Pohjois-Suomeen päin pienenevää rikkilaskeumaa ja järvien ionipitoisuuksia.
Hirvilampi, järvien happamoitumisen seuranta
|
 |
|
|
Kaakkois-Suomen Ylämaalla sijaitseva Hirvilampi on seurantapaikoista suurimman rikkilaskeuman alueella. Vuosikymmeniä jatkunut kuormitus on heikentänyt maaperän puskurivarastoja, ja mahdollisesti maaperään varastoitunut sulfaatti on hidastanut toipumista happamoitumisesta. Viimeisen kymmenen vuoden aikana Hirvilammella on kuitenkin nähtävissä elpymistä. Sulfaattipitoisuuden kääntyessä laskuun 1990-luvun puolivälin tienoilla veden puskurikyky eli alkaliniteetti on kääntynyt nousuun. Veden happamuuden pienentymistä ilmentää pH-arvon kasvu, ja haitallisen alumiinin määrät ovat voimakkaastikin vähentymässä.
Kakkisenlampi
|
 |
|
|
Puhtaammalla tausta-alueella, Pohjois-Karjalassa Lieksan alueella sijaitsevalla erittäin happamoitumiselle herkällä Kakkisenlammella pienempikin rikkilaskeuma on riittänyt järven happamoitumiseen. Kuten Etelä-Suomen Hirvilammessa, sulfaatin vähentymisen myötä veden happamuus on kuitenkin pienentynyt ja puskurikyky on kasvussa. Alumiinia on Kakkisenlammessa ollut vähemmän kuin kuormitetuimmilla alueilla Etelä-Suomen järvissä. Veden pH-arvon nousun myötä alumiini on kuitenkin vähentynyt aiemmista määristä.
Pohjois-Suomi on saanut vähiten hapanta laskeumaa, ja happamoitumisen haitalliset vesikemialliset muutokset ovat siellä yleisesti pienempiä kuin Etelä- ja Keski-Suomessa. Pohjoisten seutujen karut metsämaat ja vesistöt ovat kuitenkin hyvin herkkiä happamoitumiselle, ja Sodankylän lähistöllä sijaitseva Vasikkajärvi on esimerkki kaukokulkeutuneen rikkilaskeuman happamoittavasta järvestä myös puhtaimmalla alueella.
Vasikkajärvi
|
 |
|
|
Vasikkajärvi ilmentää muiden järvien tavoin happaman rikkilaskeuman vähentymistä. Veden sulfaatin laskun myötä puskurikyky ja pH-arvo on kasvussa. Alumiinin myrkyllisen muodon määrät ovat olleet hyvin alhaisia. Pohjois-Suomessa maaperä ei ole päässyt happamoitumaan siinä määrin kuin eteläisemmässä Suomessa, ja alumiinia on liuennut maaperästä vähemmän.
Toipumiskehityksestä huolimatta monet Suomen järvet kärsivät kuitenkin yhä happamuudesta, kuten esimerkkijärvemme. Veden puskurikyky ja pH-arvo ovat edelleen liian alhaisia voidaksemme luokitella ne hyvään ekologiseen tilaan. Sen saavuttaminen tulevaisuudessa vaatii Euroopan happamoittavien päästöjen vähentämistä edelleenkin. Järviemme vesikemiallinen toipuminen on kuitenkin kulkemassa hyvään suuntaan, mikä on ilmennyt selkeinä merkkeinä myös vesieliöstön elpymisestä happamoitumisesta. Tutkimus valmistunut - vesieliöt toipumassa happamoitumisesta
Järvien veden laadun parantumisen myötä happamoitumisesta kärsinyt vesieliöstökin on elpymässä. Selkeitä merkkejä biologisesta toipumiskehityksestä järvissämme ilmenee Suomen ympäristökeskuksen (SYKE), Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen (RKTL) sekä Helsingin ja Jyväskylän yliopistojen nyt valmistuneesta, Suomen Akatemian rahoittamasta yhteistutkimuksesta 'Toipumisprosessit Suomen happamoituneissa latvajärvissä (REPRO)'. Hankkeessa tutkittiin happaman laskeuman sekä järvien veden laadun muutoksia, ja selvitettiin vesieliöstön vasteita elinolosuhteiden parantumiseen.
Tutkimuksessa selvitettiin kalakantojen (ahven- ja särkikannat), pohjaeläinten ja rantavyöhykkeen päällyslevästön piilevien biologista toipumista happamoitumisesta. Järvien tutkimuksen runkona oli Suomen happamoitumisprojektin (HAPRO) aikana vuosina 1985-90 tehdyt vesikemialliset ja biologiset tutkimukset happamoituneissa pienissä metsäjärvissä Etelä-, Keski- ja Itä-Suomessa. Tästä aineistosta tutkittiin uudestaan 30 järveä vuosina 2001-2002. Biologisten tutkimusten taustalla olevat havainnot veden laadun muutoksista perustuivat 1980-luvun lopulta lähtien säännöllisesti tehtyihin mittauksiin osana SYKEn kansallista järvien happamoitumisen vesikemiallista seurantatutkimusta. Vesikemiallista toipumiskehitystä ja biologista toipumiskehitystä eri eliöryhmissä yhdistävä tutkimus toteutettiin Suomessa nyt ensimmäistä kertaa.
Veden puskurikyvyn (alkaliniteetti) kasvu happamuutta vastaan ja eliöille myrkyllisen alumiinin pitoisuuden lasku ovat johtaneet ahvenkantojen elpymiseen aiemmin hyvin happamoituneissa järvissä, joissa kalakannat ovat kärsineet huonoista elinolosuhteista ja heikosta lisääntymisestä 1970- ja 1980-luvuilla. Parantunutta lisääntymismenestystä osoittaa yksilömäärien kasvu moninkertaiseksi, lisäksi järvissä havaittu kalojen keskikoon pieneneminen osoittaa nuorten ja pienikokoisten vuosiluokkien osuuden kasvua kannassa. Ahvenen kasvunopeus happamimmissa järvissä oli alentunut merkittävästi kantojen tiheyden kasvun myötä. Veden laadun parantumisesta huolimatta särkipopulaatioiden osalta ei havaittu merkittäviä muutoksia. Kahdessa happamoituneimmassa järvessä, joissa särkikanta oli kriittisessä tilassa 1980-luvulla, särkien todettiin hävinneen. Todennäköisesti ahvenkannan tiheyden kasvu on vaikuttanut toipuvissa järvissä epäedullisesti särkikannan toipumiseen. Särki kestää ahventa huonommin veden happamuutta, ja toipumista on myös saattanut hidastaa särjelle monessa järvessä yhä kriittiset vesikemialliset olosuhteet.
|
 |
|
Keskimääräinen ahvensaalis koeverkoista (yksilöä/verkko/yö) tutkimusjärvissä.
|
Keskimääräinen ahvensaalis koeverkoista (yksilöä/verkko/yö) kuvaa kalakannan runsautta järvessä. Kuvassa järvet (30 kpl) ovat 1980-luvun lopulla mitatun puskurikyvyn mukaisessa järjestyksessä happamimmista vähiten happamoituneisiin järviin. Ahvenkannat ovat selvästi runsastuneet niissä järvissä, joissa vesikemialliset olosuhteet 1980-luvulla olivat kaloille kriittiset, mutta osoittavat nyt vahvaa kemiallista toipumiskehitystä.
Alkuperäinen pohjaeläinlajisto alkaa palautua sellaisiin happamiin järviin, jotka ovat kemiallisesti toipumassa. Palautumista edistää eniten veden happamuuden ja haitallisen alumiinin vähentyminen. Happamoituneissakin järvissä voidaan saavuttaa hyvä ekologinen tila, mutta herkimpien lajien paluu voi kestää pitkään. Kokonaisuudessaan ekosysteemin palautuminen voi kestää likimain yhtä kauan kuin happamoitumisen aiheuttama häiriö. Siihen voi mennä vuosikymmeniä.
Rantojen päällyslevästön piilevät ilmentävät herkästi veden happamuuden muutoksia, sillä niiden lajikoostumus vaihtelee veden pH-arvon mukaan. Piilevissä havaitut muutokset ovat osaltaan ilmentäneet veden happamuuden pienentymistä, sillä lievemmin happamille vesille ominaiset lajit ovat nyt runsastuneet järvien piileväyhteisöissä.
Eri piilevälajien vaatimukset veden happamuuden eli pH-arvon suhteen tunnetaan, joten leväyhteisön lajikoostumuksen perusteella voidaan laskennallisesti arvioida sen hetkinen veden pH-arvo. Verrattaessa piilevien ilmentämää pH-arvoa 1980-luvun tilanteesta nykyiseen, havaitaan positiivisia muutoksia erityisesti Etelä-Suomen järvissä, joissa myös vesikemiallinen toipuminen – veden puskurikyvyn kasvu – on ollut voimakkainta.
Lisätietoja
Ilmalaskeuma ja vesikemia
Suomen ympäristökeskus (SYKE),
Professori Martin Forsius,
Vanhempi tutkija Jussi Vuorenmaa,
etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Kalasto
Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos
Dosentti Martti Rask, puh. 020 575 1422,
etunimi.sukunimi@rktl.fi
Tutkija Jouni Tammi, puh. (09) 191 58443,
etunimi.sukunimi@helsinki.fi
Rantavyöhykkeen päällyslevästö
Helsingin yliopisto
Prof. Pertti Eloranta, puh. (09) 191 58466,
etunimi.sukunimi@helsinki.fi
Pohjaeläimet
Jyväskylän yliopisto, ympäristöntutkimuskeskus
Prof. Jarmo J. Meriläinen, puh. (014) 260 3820
Tutkija Juhani Hynynen, puh. (014) 260 3823
etunimi.sukunimi@ymtk.jyu.fi
|