VAPO OY - Suomen Turvetuottajat Ry
TURVETUOTANNON OMINAISKUORMITUSSELVITYS 2003–2011 16UEC0218 25.2.2013 VAPO OY TURVETUOTANTOALUEIDEN VESISTÖKUORMITUKSEN ARVIOINTI Vedenlaatu- ja kuormitustarkastelu vuosien 2003–2011 tarkkailuaineistojen perusteella 1 Vapo Oy Turvetuotantoalueiden vesistökuormituksen arviointi – Vedenlaatu- ja kuormitustarkastelu vuosien 2003–2011 tarkkailuaineistojen perusteella Sisältö 1 JOHDANTO ...................................................................................................................... 1 2 AINEISTO JA MENETELMÄT....................................................................................... 1 2.1 2.2 Tarkkailuaineistot ................................................................................................................ 1 Nettokuormitusten laskenta .................................................................................................. 2 3 OMINAISKUORMITUKSEEN VAIKUTTAVAT SÄÄOLOSUHTEET ....................... 3 3.1 3.2 3.3 3.4 Sadannan ja valunnan määrä ja laatu .................................................................................... 3 Vuodenaikojen pituudet ja valunnan jakautuminen .............................................................. 4 Valunnan jakautuminen turvetuotantoalueilla ....................................................................... 6 Ilmastonmuutos ................................................................................................................... 6 4 HUMUS, VÄRI JA KIINTOAINE.................................................................................... 9 5 VALUNTA ....................................................................................................................... 11 5.1 5.2 5.3 5.4 Ojittamaton alue ................................................................................................................ 11 Metsäojitettu alue............................................................................................................... 12 Kuntoonpanovaiheessa oleva alue ...................................................................................... 14 Tuotannossa oleva alue ...................................................................................................... 16 6 VALUMAVEDEN LAATU ............................................................................................. 21 6.1 6.2 6.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.2.1 6.4.3 6.4.4 Ojittamaton alue ................................................................................................................ 21 Metsäojitettu tai sarkaojitettu alue ...................................................................................... 23 Kuntoonpanovaiheessa oleva alue ...................................................................................... 26 Tuotannossa oleva alue ...................................................................................................... 28 Perustaso ........................................................................................................................... 28 Pintavalutus ....................................................................................................................... 30 Ojitetut ja ojittamattomat pintavalutuskentät ...................................................................... 31 Kasvillisuuskenttä, kosteikko ............................................................................................. 34 Kemikalointi ...................................................................................................................... 35 7 VESIENKÄSITTELYN TEHO ....................................................................................... 36 7.1 7.2 7.3 Pintavalutuskentät ja kosteikot ........................................................................................... 36 Kemikalointi ja laskeutusaltaat........................................................................................... 37 Tarkkailutulokset ............................................................................................................... 37 8 MUUN MAANKÄYTÖN OMINAISKUORMITUKSET .............................................. 40 8.1 8.2 8.3 Luonnonhuuhtouma ........................................................................................................... 40 Metsätalous ........................................................................................................................ 41 Maatalous .......................................................................................................................... 42 Copyright © Pöyry Finland Oy 2 9 TURVETUOTANTOALUEEN KUORMITUKSEN ARVIOINNISSA KÄYTETTÄVÄT OMINAISKUORMITUSLUVUT .....................................................42 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.3.6 9.4 9.5 Nettokuormituksen laskenta ................................................................................................ 42 Kuntoonpanovaihe ..............................................................................................................43 Ympärivuotinen pintavalutuskenttä..................................................................................... 43 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana .................................................................................46 Tuotantovaihe .....................................................................................................................48 Perustaso ............................................................................................................................ 48 Ympärivuotinen pintavalutuskenttä..................................................................................... 49 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana .................................................................................50 Ojitetut ja ojittamattomat pintavalutuskentät ....................................................................... 50 Kasvillisuuskenttä, kosteikko ..............................................................................................53 Kemikalointi ....................................................................................................................... 53 Kuormituksen jakautuminen vuodenajoittain ......................................................................54 Ominaiskuormituslukujen käyttö vesistökuormituksen arvioinnissa .................................... 56 10 TURVETUOTANNON PÄÄSTÖT VERRATTUNA MUUHUN MAANKÄYTTÖÖN ........................................................................................................................................... 57 11 YHTEENVETO ................................................................................................................59 12 VIITTEET ........................................................................................................................ 61 Liitteet Liite 1 Liite 2 Liite 3 Liite 4 Tarkkailukohteet Turvetuotantoalueiden tarkkailuaineistot 2003–2011 Veden laadun tausta-aineistot (luonnontilainen, metsätalous, sarkaojitettu) Turvetuotantoalueen kuntoonpanotöiden eteneminen yleisesti Pöyry Finland Oy Mari Kangasluoma, DI,FM Ari Nikula, FM Antti Leskelä, FM Jarmo Sillanpää, ins.(Amk) Kari Kainua, FM Yhteystiedot PL 20, Tutkijantie 2 A 90590 OULU puh. 010 33280 sähköposti etunimi.sukunimi@poyry.com www.poyry.fi Copyright © Pöyry Finland Oy 1 1 JOHDANTO Turvetuotantoalueiden YVA-hankkeissa sekä ympäristölupahakemuksissa vesistöön kohdistuvaa kuormitusta arvioidaan yleensä olemassa olevien kuormitustarkkailuaineistojen pohjalta. Arviointia on usein vaikeuttanut erilaisten lähtöaineistojen luotettavuuden ja kattavuuden vaihtelu. Vaikutusarviointia helpottamaan vuonna 2009 laadittiin Vapo Oy:n toimeksiannosta kooste turvesoiden kuormitustarkkailujen ja muiden tutkimusten tuloksista (Pöyry Environment Oy 2009). Aineistoon koottiin vuosien 2003– 2008 tarkkailutulokset Vapo Oy:n turvesoilta ympäri Suomea. Selvityksessä vertailtiin turvesoiden valumia, veden laatua sekä ominaiskuormituksia turvetuotannon eri vaiheissa sekä eri vesienkäsittelymenetelmillä. Vedenlaatu- ja ominaiskuormitustarkastelut tehtiin kiintoaineen, fosforin ja typen suhteen. Tässä raportissa kuormitusselvitystä on päivitetty ja laajennettu. Aineistoon on lisätty vuosien 2009–2011 tarkkailutulokset, minkä lisäksi tarkasteluun on otettu koko vuosijaksolta mukaan kemiallinen hapenkulutus CODMn, joka kuvaa veden sisältämän eloperäisen aineksen kuten humuksen määrää. Myös vesienkäsittelymenetelmien jakoa sekä maantieteellistä jakoa on hieman muokattu. 2 AINEISTO JA MENETELMÄT 2.1 Tarkkailuaineistot Lähtöaineistoina tarkastelussa käytettiin Vapo Oy:n turvetuotantoalueiden kuormitustarkkailuaineistoa koko Suomesta tuotantosoiden osalta vuosilta 2003–2011. Aineisto on jaettu kolmeen osaan: Pohjois-Suomi, Länsi-Suomi ja Itä-Suomi. Alueellinen jako on esitetty kuvassa 2-1. Tarkkailusuot sijaitsevat kuvaan merkityn katkoviivan eteläpuolella. Kuva 2-1 Tarkkailuaineistojen alueellinen jako. Copyright © Pöyry Finland Oy 2 Pohjois-Suomi käsittää Pohjois-Pohjanmaan, Kainuun ja Lapin ely-keskusten alueet. Itä-Suomen alueeseen kuuluvat Kaakkois-Suomen, Pohjois-Savon, Etelä-Savon ja Pohjois-Karjalan ely-keskusten alueet. Länsi-Suomen alueeseen kuuluvat Uudenmaan, Varsinais-Suomen, Satakunnan, Hämeen, Pirkanmaan, Keski-Suomen, Etelä-Pohjanmaan ja Pohjanmaan ely-keskusten alueet. Pohjois- ja Etelä-Suomen välillä tarkkailuaineistojen laajuudessa ja sisällössä on monelta osin eroja. Suurimpana erona voidaan pitää kuntoonpanovaiheen kuormitustarkkailun vähäisyyttä Etelä-Suomessa verrattuna Pohjois-Suomen melko laajaan kuntoonpanovaiheen tarkkailuun. Kuntoonpanovaiheessa ympärivuotista virtaamamittausta ei ole juurikaan ollut myöskään Pohjois-Suomessa ennen vuotta 2008. Lähtöaineistosta on tarkistettu ja korjattu tiedossa olevia virheellisesti merkittyjä vesienkäsittelymenetelmiä. Esimerkiksi kosteikkokenttiä on voitu virheellisesti luokitella pintavalutuskentiksi. Mikäli käyttökelpoista tarkkailuaineistoa ei ollut saatavilla, arviointiin on käytetty apuna kirjallisuudesta löytyviä tutkimuksia ja muuta käytettävissä olevaa tietoa. Taulukossa 2-1 on esitetty tarkkailuaineistossa mukana olevien tarkkailukohteiden sekä vesinäytteiden määrät vesiensuojelumenetelmittäin tarkasteluvuosijaksolla. Osalla kohteista vesiensuojelumenetelmä on vaihtunut tarkastelujaksolla, jolloin kohteet ovat mukana molempien vesienkäsittelymenetelmien lukumäärissä. Tarkkailukohteet on lueteltu liitteessä 1. Taulukko 2-1 Tarkkailukohteiden ja -näytteiden määrät Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomen tarkkailuaineistossa eri vesiensuojelumenetelmittäin. Pohjois-Suom i Länsi-Suomi Itä-Suom i Kohteita, kpl Näytteitä, kpl Kohteita, kpl Näytteitä, kpl Kohteita, kpl Näytteitä, kpl Kuntoonpanosuot Pintavalutuskenttä, ympärivuot. Pintavalutuskenttä, kesä Tuotantosuot Perustaso Pintavalutuskenttä, ympärivuot. Pintavalutuskenttä, kesä Kasvillisuuskenttä, ympärivuot. Kasvillisuuskenttä, kesä Kem ikalointi 2.2 23 12 668 244 30 735 5 1 84 16 46 18 71 1002 1521 1355 24 28 2849 1950 18 17 15 1147 575 605 19 1081 10 4 212 266 2 105 3 9 32 947 Nettokuormitusten laskenta Nettokuormituksella tarkoitetaan turvetuotannosta aiheutuvaa kuormitusta, joka saadaan kun mitatusta kokonaiskuormituksesta (bruttokuormituksesta) vähennetään luonnonhuuhtouman osuus. Luonnonhuuhtouman arvioinnissa on turvetuotantoalueiden tutkimuksissa jo pitkään käytetty seuraavia taustapitoisuuksia: kiintoaine 2 mg/l, kokonaisfosfori 20 µg/l ja kokonaistyppi 500 µg/l. Kyseiset pitoisuudet ovat olleet vuodesta 2000 lähtien käytössä eri ely-keskusten alueella ja niiden käyttö perustuu ympäristökeskusten turvetuottajille antamaan ohjeeseen (esim. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskuksen kirje turvetuottajille 16.2.2004). Fosfori- ja typpipitoisuudet on esitetty ainakin PohjoisPohjanmaan ympäristökeskuksen Vitmaojan taustahuuhtoumia koskevassa raportissa (Sallmén 2000) ja ne pohjautuvat luonnontilaisilla soilla tehtyihin tutkimuksiin. Kuor- Copyright © Pöyry Finland Oy 3 mituslaskennassa käytössä olevia taustapitoisuuksia on verrattu luonnonhuuhtouman eri tutkimustuloksiin tämän raportin kappaleissa 6.1 ja 6.2. Humuksen määrää kuvaavan CODMn-arvon osalta nettokuormituksia ei yleensä ole kuormitustarkkailuissa laskettu, sillä COD Mn:lle ei ole asetettu viranomaisten kanssa sovittua taustapitoisuutta. Tässä raportissa on tutkimustiedon nojalla pyritty löytämään käyttökelpoinen taustapitoisuus nettokuormitusten laskemiseksi. Humusta on käsitelty myös raportin kappaleessa 4. 3 OMINAISKUORMITUKSEEN VAIKUTTAVAT SÄÄOLOSUHTEET 3.1 Sadannan ja valunnan määrä ja laatu Sademäärissä on huomattavaa vaihtelua Etelä- ja Pohjois-Suomen välillä. EteläSuomessa vuotuinen sademäärä vaihtelee noin 600 mm:stä yli 700 mm:iin, kun taas pohjoisimmassa Suomessa sadanta voi jäädä alle 500 mm:iin. Vuosien välillä voi olla merkittävää vaihtelua sademäärissä. Kuvassa 3-1 on esitetty vuosisadanta Suomessa jaksolla 1981–2010 keskimäärin. Vuosihaihdunta jakautuu Suomessa suunnilleen samalla tavoin kuin sadanta. Suurinta haihdunta on Etelä-Suomessa (suurimmillaan noin 500 mm) ja vähäisintä Pohjois-Lapissa (noin 100 mm). Lumen pinnasta tapahtuva haihdunta on vähäistä. Kuva 3-1 Vuotuinen sademäärä 1981–2010 (vasemmanpuoleinen kuva) ja haihdunta (oikeanpuoleinen kuva) pitkällä aikavälillä keskimäärin. (lähteet: Ilmatieteen laitos 2012, Vakkilainen 1986) Pintavalunnan määrä riippuu sade- ja lämpötilaolosuhteista. Vuotuisesta sadannasta haihtuu Suomessa keskimäärin noin puolet. Valunnat kasvavat etelästä pohjoiseen, kosCopyright © Pöyry Finland Oy 4 ka pohjoisessa vuosihaihdunta on huomattavasti vähäisempää kuin etelässä. Saukkosen & Kortelaisen (1995) tutkimuksessa keskimääräinen valunta oli 230–430 mm/a ja Pohjois-Suomessa valunta oli keskimäärin 25 % suurempi kuin Etelä-Suomessa. EteläSuomessa vuosivalunta on keskimäärin tasoa 200–300 mm ja Pohjois-Suomessa 300– 400 mm (Kuva 3-2). Keskivaluman arvot ovat vastaavasti Etelä-Suomessa keskimäärin 6–10 l/s km2 ja Pohjois-Suomessa 10–13 l/s km2. Ilmansaasteet ja kaukokulkeuma vaikuttavat sadeveden laatuun. Suomen ympäristökeskus ja Ilmatieteen laitos ovat tutkineet sadannan mukana tulevaa ilmalaskeumaa ympäri Suomea. Sadannan laatua on tarkasteltu Etelä- ja Pohjois-Suomen mittausasemien v. 1996–1998 keskimääräisten mittaustulosten perusteella (Vuorenmaa ym. 1999 ja 2001, Järvinen & Vänni 1998). Etelä- ja Pohjois-Suomen mittausasemien rajana on käytetty suunnilleen kuvassa 1 esitettyä aluejakoa Pohjois-Suomen ja Etelä-Suomen välillä. Vuosina 1996–1998 Etelä-Suomessa 18–23 mittausasemalla sadevedessä oli keskimäärin noin 1000 µg/l kokonaistyppeä ja 28 µg/l kokonaisfosforia. Pohjois-Suomessa 9–13 mittausasemalla pitoisuuksien vuosikeskiarvot olivat noin 680 µg/l typpeä ja 26 µg/l fosforia. Etelä-Suomessa sadevedessä on näin ollen noin 50 % suurempi typpipitoisuus verrattuna Pohjois-Suomeen. Kuva 3-2 3.2 Vuotuinen valunta (mm/a) pitkällä aikavälillä keskimäärin. (lähde: Suomen ympäristökeskus) Vuodenaikojen pituudet ja valunnan jakautuminen Vuodenaikojen pituudet vaihtelevat vuosien sääolojen mukaan, ja niissä on myös selviä alueellisia eroja Etelä- ja Pohjois-Suomen välillä. Ilmastolliset erot maan eri osissa ovat erityisen suuret talvikuukausina. Ilmatieteen laitoksen vuodenaikojen määritelmät vuorokauden keskilämpötilan perusteella ovat seuraavat: terminen talvi < 0 °C; terminen kevät 0–10 °C, terminen kesä > 10 °C ja terminen syksy 0–10 °C. Kuvassa 3-3 on esitetty pysyvän lumipeitteen keskimääräiset satamis- ja sulamisajankohdat Suomessa vuosina 1971–2000. Pohjois-Suomessa pysyvä lumipeite sataa yleen- Copyright © Pöyry Finland Oy 5 sä marraskuussa, mutta Lapissa jo lokakuussa, ja pysyvän lumen aika kestää noin toukokuun alkuun – puoliväliin asti. Lumipeitteinen kausi (talvi ja kevät) kestää pohjoisessa noin puoli vuotta. Keski-Suomessa pysyvä lumi sataa yleensä marraskuun lopussa tai joulukuun alussa, ja sulaa huhtikuun loppupuolella. Eteläisimmässä Suomessa ja rannikon lähellä pysyvä lumipeite voi sataa vasta joulukuun loppupuolella ja hävitä maaliskuun lopussa tai huhtikuun alussa, jolloin lumipeitteen kesto jää noin 3 kuukauteen. Suurin osa valunnasta ajoittuu kevääseen, kesään ja syksyyn. Talviaikaisen valunnan osuus vuosivalunnasta on edelleen vähäinen Pohjois-Suomessa, vaikka talvet ovatkin viime vuosina muuttuneet yhä lämpimämmiksi. Etelä-Suomessa selvästi PohjoisSuomea suurempi osuus valunnasta tulee talvella. Ilmatieteen laitoksen lumitilastojen mukaan lumipeitteisten päivien lukumäärä on Etelä-Suomessa noin 100–150 d, kun Pohjois-Suomessa lumipeitteisiä päiviä on noin 175–225 d. Etelässä sadanta tulee vetenä suurimman osan vuodesta, joten valumat pysyvät korkeampina ympäri vuoden. Kuva 3-3 Keskimääräinen pysyvän lumipeitteen satamispäivä (vasemmanpuoleinen kuva) sekä pysyvän lumipeitteen sulamispäivä (oikeanpuoleinen kuva) pitkällä aikavälillä keskimäärin. (Lähde: Ilmatieteen laitos) Kevätvalunnan osuus vuosivalunnasta on Etelä-Suomessa noin 40–50 % ja PohjoisSuomessa noin 50–60 %; Saukkosen & Kortelaisen (1995) tutkimuksen mukaan metsätalousalueilla kevätvalumien osuus oli keskimäärin 50 % koko vuoden valumista, vaikka kevätjaksot ajallisesti edustivat vain 10–15 % koko vuodesta (35–50 vrk). EteläSuomessa kevätvalunnan määrä on arviolta 100–200 mm ja Pohjois-Suomessa 140–180 mm. Kesävalunta muodostaa yleensä vuosivalunnasta vain pienen osan, mutta se voi vaihdella paljonkin sateisuudesta riippuen. Syysvalunta kasvaa yleensä jakson loppua kohden. Pohjois-Suomessa syysvalunta jää usein Etelä-Suomea pienemmäksi, koska lumi tulee pohjoisessa aikaisemmin. Copyright © Pöyry Finland Oy 6 3.3 Valunnan jakautuminen turvetuotantoalueilla Turvetuotantoalueiden päästötarkkailuissa vuodenajat on jaoteltu joko hydrologisesti tai kalenterivuosittain. Hydrologisin perustein tehty jako kuvaa paremmin eri vuodenaikoihin liittyvää valuntaa ja vesistökuormitusta. Vuodenaikojen pituudet vaihtelevat sääolosuhteiden mukaan joka vuosi, joskus huomattavastikin, joten yleisellä tasolla vuodenaikojen jaottelu voidaan tehdä vain suuntaa-antavasti. Suuntaa-antavasti jaoteltuna keskimääräiset vuodenaikojen pituudet (vrk) Etelä- ja Pohjois-Suomessa turvetuotantoalueilla ovat: Pohjois-Suomi Etelä-Suomi Talvi 156 145 Kevät 32 30 Kesä 134 150 Syksy 43 40 Vuosi 365 365 Pohjois-Suomessa kevät alkaa keskimäärin huhtikuun alussa ja Etelä-Suomessa maaliskuun lopussa. Kesä alkaa Pohjois-Suomessa toukokuun alussa ja päättyy syyskuun puolivälissä. Etelä-Suomessa kesä alkaa huhtikuun lopussa ja päättyy syyskuun loppupuolella. Tässä selvityksessä käytetään sekä Itä- että Länsi-Suomen kohdalla samoja EteläSuomen vuodenaikojen pituuksia. Kuvassa 3-4 on havainnollistettu turvetuotantoalueilta ympärivuotisesti mitatun valuman jakautumista vuodenajoittain Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa keskimäärin v. 2003–2011 virtaamamittausaineistojen ja vuodenaikajaottelun perusteella. PohjoisSuomessa Etelä-Suomea suurempi pintavalunnan määrä (noin 300–400 mm) voi johtaa suurempiin kevättulviin. Etenkin Länsi-Suomessa vastaavasti talviaikaisen valunnan osuus on selvästi suurempi kuin Pohjois-Suomessa. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % Talvi 50 % Kevät 40 % Kesä 30 % Syksy 20 % 10 % 0% Pohjois-Suomi Länsi-Suomi Itä-Suomi Kuva 3-4 Turvetuotantoalueiden vuosivalunnan jakautuminen vuodenajoittain Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa keskimäärin vuosina 2003-2011. Osa Itä-Suomen valumista on laskettu koko Suomen aineistolla. 3.4 Ilmastonmuutos Ilmaston lämpeneminen tulevaisuudessa voi lisätä Suomessa sekä tulvia että kuivia kausia. Ilmastonmuutoksen todennäköisyydestä ja suuruudesta on osin ristiriitaisia käsityksiä, mutta muutoksen suunta on kaikissa ilmastoskenaarioissa samankaltainen. Suurim- Copyright © Pöyry Finland Oy 7 mat muutokset tulevat tapahtumaan valunnan, virtaaman ja vedenkorkeuksien vuodensisäisessä vaihtelussa (Korhonen 2007). Ilmastonmuutoksen aiheuttama ilman lämpötilan nousu vaikuttaa lumen kertymiseen ja sulamiseen, mikä kasvattaa talviajan virtaamia sekä pienentää lumen kevätsulannan aiheuttamia virtaamia. Suomessa talvi- ja kevätaikaisen keskivaluman on jo havaittu nousevan ja kevättulvien esiintyvän aiempaa aikaisemmin (Korhonen & Kuusisto 2010 Veijalaisen 2012 mukaan). Talviaikaisten tulvien esiintyminen voi kasvaa erityisesti Etelä-Suomessa, koska talvet ovat vähälumisia ja sataa runsaasti. Kevään lumen sulamisvesitulvien suuruus pienenee lauhempien talvien johdosta etenkin maan etelä- ja keskiosissa. Kesällä haihdunta kasvaa ja voi esiintyä kuivuutta, mutta myös entistä enemmän rankkasateita, jotka vaikuttavat voimakkaimmin pienissä latvavesistöissä, taajamissa sekä vesistöissä, joissa virtaamaa tasaavia järviä on vähän. Syksyllä sateisuus lisääntyy ja loppusyksyn virtaamat kasvavat; tosin syysvalunnan muutoksia on vaikeampi arvioida, koska edellisen kesän kuivuus tai märkyys vaikuttaa syksyn valuntaoloihin. Kaiken kaikkiaan valuntaolosuhteissa voi tapahtua äärevöitymistä kumpaankin suuntaan. Muutokset kuitenkin voivat vaihdella paikallisesti, riippuen valuma-alueen sijainnista ja ominaisuuksista. Vaikutukset voivat olla melko selkeitä Etelä- ja Keski-Suomessa jo lähivuosikymmeninä, kun taas Pohjois-Suomessa hydrologisten muutosten arvioidaan olevan vielä suhteellisen pieniä seuraavien 30 vuoden aikana. Pohjoisessa kevättulvien odotetaan kasvavan vielä muutaman vuosikymmenen ajan, koska sadanta on keskimäärin kasvussa. (Korhonen 2007; Veijalainen 2012; Veijalainen ym. 2012). Myös Suomen ympäristökeskuksen ylläpitämän vesistömallijärjestelmän (WSFSVEMALA) ilmastonmuutosskenaarioiden mukaan Suomessa ilmastonmuutos voi nostaa talviaikaisia virtaamia selvästi nykytasosta. Vesistömallijärjestelmän tietojen (haettu 13.9.2012) mukaan esimerkiksi Selkämereen purkautuvien jokien virtaamat tulevat kasvamaan kuluvalla tarkastelujaksolla 2010–39 talvella noin 25 %. Vastaavasti virtaamat pienenevät lähes saman verran keväällä ja kesällä (Kuva 3-5). Vuositasolla kokonaisvirtaaman ei odoteta muuttuvan paljon, seuraavien 30 vuoden aikana kasvua on arviolta alle 2 %. Leudot talvet ja entistä rankemmat sadetapahtumat voivat lisätä kiintoaineen, ravinteiden ja muiden aineiden huuhtoutumista valuma-alueilta vesistöihin. Muutokset ovat kuitenkin samankaltaisia virtaamassa tapahtuvien muutosten kanssa: Kuormituksen jakautuminen vuositasolla muuttuu valuntaolosuhteiden mukaan, mutta kokonaisuutena huuhtouman määrä pysyy lähivuosina jokseenkin samana tai kasvu on lievää (Kuva 3-5). Copyright © Pöyry Finland Oy 8 Kuva 3-5 Selkämereen laskevien vesistöjen virtaama nykyään sekä tulevaisuudessa ilmastonmuutosskenaarioiden mukaan (vasen puoli) sekä Selkämereen laskeviin jokiin tuleva kiintoainehuuhtouma (tonnia/vrk, ylempi kuva) ja kumulatiivinen fosforihuuhtouma (tonnia, alempi kuva) nykyään sekä tulevaisuudessa ilmastonmuutosskenaarioiden mukaan (oikea puoli). Kuvat: WSFS-VEMALA, Suomen ympäristökeskus. Copyright © Pöyry Finland Oy 9 4 HUMUS, VÄRI JA KIINTOAINE Eloperäisen aineksen maatumisprosessissa esimerkiksi soilla muodostuu vesiliukoista orgaanista ainetta, jota kulkeutuu valumavesien mukana alapuolisiin vesistöihin. Liuenneet orgaaniset humusaineet antavat suovesille niiden tyypillisen keltaisen tai ruskean värin sekä lisäävät vesien happamuutta. Orgaanisen aineksen esiintymismuodot ja koostumus vaihtelevat ja muuttuvat muun muassa erilaisten biologisten, fysikaalisten ja biokemiallisten toimintojen, kuten hajoamisen seurauksena. Humusaineet esiintyvät vedessä liukoisena, kolloideina sekä kiinteässä muodossa (Kronberg 1999). Saostunut, kiinteä humus luetaan kiinteään eloperäiseen ainekseen eli kiintoaineeseen (Särkkä 1996). Veden mukana liikkuvan aineksen määrää seurataan vesinäyttein, jotka analysoidaan laboratoriossa. Viranomaisten hyväksymissä tarkkailuohjelmissa määritykset tehdään aina standardien mukaisesti. Menetelmien luotettavuutta ja toistettavuutta seurataan laatujärjestelmien mukaisesti ja analyysilomakkeissa on aina viittaus käytettyyn standardiin ja virhemarginaaleihin. Menettelyn tavoitteena on saada mm. ainemäärien osalta luotettava ja vertailukelpoinen tietopohja kuormituksen määrästä. On tärkeää erottaa toisistaan käsitteet kiintoaine, väri ja humus sekä niiden määritystavat: Kiintoainemäärityksessä näyte suodatetaan suodattimen läpi vakuumi- tai painesuodatuksella, yleensä käytetään 1,2 µm suodatinta. Tietyn vesimäärän suodatuksen jälkeen suodatin kuivataan 105 °C lämpötilassa ja suodattimelle jäänyt massa punnitaan. Määritys kuvaa siis ko. suodattamalla vesinäytteestä poistettujen kiinteiden suodattimen huokoskoon ylittävien orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden (hiukkasten) määrää (kuivapainoa). Periaate on täysin sama myös esimerkiksi metsäojitusten, turvepeltojen jne. seurannoissa ja näin samanlaisella suodattimella tehdyt määritykset ovat keskenään vertailukelpoisia. Veden värin mittauksessa käytetään yleisesti platina-asteikkoa (Pt), missä tutkittavaa vettä verrataan platina-asteikkoon värikiekon avulla. Värissä on siis mukana humusaineiden lisäksi kaikki väriä aiheuttavat aineet, mm. rauta, mineraalisamennus, levät, kiintoaine jne. Nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että veden väriluku 6,6 mgPt/l vastaa suunnilleen 1 mg/l humusta. Humus eli humusaineet ovat pitkälle hajonneita orgaanisia aineita, joita esiintyy kaikkialla luonnonvesissä. Ne koostuvat useista erilaisista ja monimutkaisista hiiliyhdisteistä, jotka ovat pääasiassa peräisin hajoavasta eläin- ja kasviaineksesta, mutta osittain myös mikro-organismien, kasvien ja eläinten eritteistä. Humusaineet ovat liukoisia tai kolloidisia, joten ne läpäisevät kiintoainemäärityksessä käytetyn suodattimen. Humusaineiden määrittämiseksi ei ole olemassa yhtä tiettyä analyyttistä menetelmää. Spesifisesti humusaineiden pitoisuus voidaan määrittää vain eristämällä humusaine vedestä ja määrittämällä humusaineet gravimetrisesti kuivatusta isolaatista, mikä on monimutkainen ja hankala menetelmä (Kronberg 1999). Käytännössä veden humuspitoisuuden kuvaamiseen käytetäänkin erilaisia yksinkertaisempia menetelmiä. Humuksen määrää voidaan mitata esimerkiksi liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuutena (DOC, dissolved organic carbon). Velvoitteellisissa seurannoissa käytetään pääasiassa värilukua ja CODMn-arvoa (kemiallinen hapenkulutus) kuvaamaan humuspitoisuutta. CODMn-arvo tarkoittaa KMnO4:n (kaliumpermanganaatin) aiheuttamaa orgaanisen aineen kemiallista hajoamista kiehuvassa vedessä 20 min aikana hapenkulutuksella mitattuna. Määritys kuvaa siis kaikkea näissä oloissa tapahtuvaa veden sisältämän aineksen hapettumista ja sen määrää vedessä. Permanganaatti hapettaa myös humusta, joten hu- Copyright © Pöyry Finland Oy 10 muspitoisten vesien CODMn-arvo on korkeampi kuin kirkkaiden. Silti permanganaatti hapettaa vain osan orgaanisista aineista, eivätkä esimerkiksi aminohapot hapetu. KMnO4-arvot voidaan laskennallisesti muuttaa CODMn-arvoiksi. Kemiallisen hapenkulutuksen määrittämisen etuna on menetelmän suhteellinen helppous ja sen toistettavuus. Värin määrityksen hyvinä puolina ovat menetelmän nopeus ja helppous ja haittoina menetelmän subjektiivisuus, sekä muiden värjäävien aineiden, kuten raudan vaikutus määritystulokseen. Runsaasti humusta sisältävissä vesissä on yleensä myös suuret rautapitoisuudet. Suomen järvien keskimääräinen väriarvo on Särkän (1996) mukaan luokkaa 50 mg Pt/l. Seuraavassa on esitetty vesipuitedirektiivin mukainen järvityyppiluokittelu väriarvon perusteella (Pilke 2012): Vähähumuksinen < 30 mgPt/l Humusjärvet 30–90 mgPt/l Runsashumuksinen > 90 mgPt/l Yli puolet Suomen järvistä kuuluu humuspitoiseen järvityyppiin, ja jokivedet ovat ruskeita etenkin Pohjanmaan runsassoisella alueella. Luonnollinen CODMn-taustapitoisuus voi hyvin suuresti vaihdella etenkin sen mukaan, kuinka suuri osuus valuma-alueesta on suota. Suomessa soiden suuren määrän takia vesien keskimääräinen humuspitoisuus on suurimpia maailmassa. (Maa- ja metsätalousministeriö 2011; Pöyry Finland Oy 2010) Mm. Geologian tutkimuskeskuksessa on tutkittu Suomen purovesien laatua (Lahermo ym. 1996, Tenhola ym. 2003). Vuonna 1990 tehdyssä laajassa tutkimuksessa (1162 vesinäytettä) purovesien CODMn-arvo oli koko maassa keskimäärin noin 13 mg/l O2 (mediaani 11 mg/l O2 ; vaihteluväli 0,3–45 mg/l O2). Suurimmat arvot (> 25 mg/l O2) esiintyivät Länsi-Suomen ja Pohjois-Pohjanmaan runsassoisilla alueilla sekä Keski- ja ItäSuomessa. Vuonna 1995 hieman suppeammassa seurantatutkimuksessa (286 näytettä) määritettyjen pitoisuuksien mediaani oli 8,7 mg/l O2 ja vaihteluväli 0,5–71 mg/l O2 (Tenhola ym. 2003). Kuvassa 4-1 on esitetty purovesistä määritetyt keskimääräiset hapenkulutusarvot eri puolilla Suomea vuonna 1995 (Tenhola ym. 2003). Purovesien väriarvo oli v. 1995 koko maassa keskimäärin 60 mgPt/l (mediaani), vaihteluväli 5–720 mgPt/l (Tenhola ym. 2003). Väriarvon maantieteellinen jakautuma oli lähes sama kuin hapenkulutusarvojen, eli korkeimmat arvot ( >150 mgPt/l) esiintyivät Länsi-Suomessa, Pohjois-Pohjanmaalla sekä Keski- ja Itä-Suomessa. Copyright © Pöyry Finland Oy 11 CODMn mg/l O2 0,3 – 9,6 9,6 – 18,1 18,1 – 28,1 28,1 – 70,6 Kuva 4-1 Purovesien keskimääräinen hapenkulutusarvo (KMnO4 ja siitä laskettu CODMn-arvo) v. 1995 (kuva: julkaisussa Tenhola ym. 2003). 5 VALUNTA 5.1 Ojittamaton alue Ojittamattoman luonnontilaisen suoalueen valuntaa tasaava vaikutus on tutkimuksien mukaan pienempi kuin yleensä oletetaan, eli ns. pesusienivaikutusta ei luonnontilaisilla soilla ole. Ojittamattomilta soilta vesi purkautuu kevättulvan sekä voimakkaiden sateiden jälkeen yleensä hyvin nopeasti, kun vedet löytävät purkautumisreitin alapuoliseen vesistöön. Luonnontilaiset suot voivat leikata valuntahuippuja suoalueiden tasaisuuden ja painannesäilynnän ansiosta, mutta ylivalumatilanteissa suon vedenvarastointitila täyttyy yleensä nopeasti, jolloin huippuvalunnoista voi muodostua suuria. Suon turvetilavuudesta jopa 80–95 % voi olla vettä, joka pysyy suon vesivarastossa pitkään. Luonnontilaisilla soilla valuntakynnys on korkea. Valuntakynnys tarkoittaa suhteellista korkeusasemaa, joka pohjavedenpinnan on saavutettava, jotta valuma alueelta käynnistyisi. (Päivänen 2007) Pohjavalunta eli pitkän kuivan kauden jälkeen esiintyvä valunta on luonnontilaisilla soilla usein hyvin vähäistä ja voi loppua kesäkaudella kokonaan. Kevättulvan jälkeen vesi poistuu suolta pääasiassa haihtumalla. Luonnontilaisilta soilta suokasvillisuuden kautta tapahtuva veden haihdunta on voimakkaampaa kuin haihdunta vapaasta vesipinnasta. (Päivänen 2007) Pohjois-Suomessa on mitattu luonnontilaisten Vitmaojan (Yli-Ii) ja Joutensuon (Vuolijoki) valuntaa 2000-luvun puoliväliin asti. Siuruanjoen vesistöalueella sijaitsevan Vit- Copyright © Pöyry Finland Oy 12 maojan valuma-alue mittauspaikalla on melko suuri turvesoihin verrattuna (13,5 km2). Vitmaojan vertailualue sijaitsee soidensuojelualueella ja suon osuus valuma-alueesta on 72 %. Joutensuon valuma-alueen pinta-ala on noin 2,1 km2. Liuhapuron (Valtimo) lähes ojittamaton valuma-alue on kuulunut Metlan Nurmes-tutkimukseen ja valumaa on mitattu pitkään. Liuhapurolla suon osuus valuma-alueesta on 49 %. Valumat voivat vaihdella suuresti, sekä alueellisesti että vuosittain. Esimerkiksi Vitmaojalla valumat ovat olleet 2000-luvulla selvästi suurempia kuin Joutensuolla (Taulukko 5-1). Vitmaojalta on kuitenkin mitattu ajoittain poikkeuksellisen korkeita valumaarvoja, joita ei kaikilta osin ole pidetty täysin luotettavina. Vitmaojan käytöstä turvesoiden taustahuuhtouman laskennassa luovuttiin Pohjois-Suomessa vuonna 2004. Joutensuon valumia on aiemmin käytetty Kainuun alueella turvesoiden taustahuuhtouman laskentaan. Keskimäärin koko Suomessa valumat ovat tyypillisesti luokkaa 6–13 l/s km2 (kappale 3.1). Pohjois-Suomessa valunta on tyypillisesti suurempaa kuin EteläSuomessa, koska haihdunta on vähäisempää. 5.2 Metsäojitettu alue Luonnontilaisen suon ojitus laskee välittömästi suon valuntakynnystä, mikä mahdollistaa valunnan nopeutumisen ja pohjaveden pinnan alentumisen. Mitä kapeampi ojituksen sarkaleveys on, sitä enemmän pohjavesipinta ojan lähellä laskee. Suon pinnasta veden haihtuminen (evaporaatio) vähenee pintaturpeen kuivuessa. Ojitusta välittömästi seuraavina vuosina suolta poistuukin enemmän vettä valumalla kuin haihtumalla, päinvastoin kuin luonnontilaisella alueella (Ahti ym. 2005). Sekä vesivaraston lasku että evaporaation väheneminen suurentavat välittömästi ojituksen jälkeen valuntaa ympäristöön. Vesivaraston tyhjentymisellä on merkitystä noin 2 ensimmäisen vuoden ajan ojituksen jälkeen. Ylivalumat ojitetulta suolta ovat sitä suurempia, mitä tiheämpi on ojaverkosto. (Päivänen 2007) Metsäojituksen välitön vaikutus on valuntahuippuja lisäävä, joskin tapauskohtaista vaihtelua esiintyy. Ojituksen vaikutukset valuntahuippuihin riippuvat olennaisesti sateen tai lumen sulamisen luonteesta, ojituksen tehokkuudesta ja kasvillisuudesta, erityisesti puustosta. (Päivänen 2007) Kuvassa Kuva 5-1 on havainnollistettu metsäojituksen kahdentyyppistä vaikutusta alueen ylivalumatilanteisiin Päiväsen (2007) mukaan. Molempia vaikutustapoja voi esiintyä ojitetuilla alueilla eri valuntahuippujen aikaan. Suon valuntakynnyksen aleneminen nostaa pysyvästi alivaluntaa, eli ojituksen seurauksena kuivan kauden valumat kasvavat luonnontilaiseen suohon verrattuna (Kuva 5-1, tilanteet 1 ja 2). Metsäojitukset ovat Seunan (1982) mukaan nostaneet Ranuan Ylijoella talvi- ja kesäalivalumia jopa noin 50 %. Talviaikaisen valunnan kasvu pienensi vastaavasti kevätylivalumaa noin 10 %. Kuva 5-1, tilanne 1 vastaa kyseistä tapausta. Pohjavesipinnan laskiessa pintaturpeen ilmatila suurenee eli vedenvarastoitumistila suolla kasvaa. Veden varastoitumistilan kasvu voi myös leikata valuntahuippuja sekä tasata tulvia lähinnä tulvan alkuvaiheessa ja pienillä ylivalumilla (Kuva 5-1, tilanne 1). Copyright © Pöyry Finland Oy 13 Kuva 5-1 Metsäojituksen mahdollisia vaikutustyyppejä ylivaluntatilanteeseen yksinkertaistettuna Päiväsen (2007) mukaan. Tarkempi kuvaus kts. teksti. Varsinaisina tulva-aikoina ja voimakkaiden sateiden aikaan vedenvarastoitumistila täyttyy kuitenkin nopeasti sekä ojitetuilla että ojittamattomilla soilla. Ojitetuilta soilta vesi pääsee purkautumaan ojia pitkin ympäristöön luonnontilaista aluetta nopeammin. (Päivänen 2007, Sallantaus 1983). Seunan (1982) tutkimuksessa hetkelliset kesäylivalumat nousivat metsäojituksen jälkeen noin 35 %. Kuva 5-1, tilanne 2 havainnollistaa tätä vaikutustyyppiä. Alueen vuosivalunta kasvaa ojitusten myötä ainakin aluksi vesivaraston laskun takia. Alatalon (2000) tutkimuksen mukaan ojitukset lisäsivät vuosivaluntaa heti ojituksen jälkeen noin 10–21 %. Mattssonin ym. (2006) tutkimuksen mukaan metsäojitukset nostivat vuosivaluntaa vain hieman, mutta vaikutus oli pitkäaikainen. Esimerkiksi Suopuron alueella (Sotkamo) metsäojitukset nostivat 1980-luvun alussa vuosivaluntaa edeltävästä tasosta vajaat 10 % (Alatalo 2000). Vuosivalunnan on todettu voivan palata ojituksen jälkeen alkuperäiselle tasolleen 15–20 vuodessa (Seuna 1982). Ojitetulla suolla puuston kehitys lisää vähitellen alueelta tapahtuvaa haihduntaa. Puuston aiheuttama veden haihtuminen pitää pohjavesipintaa alemmalla tasolla kuin suon ollessa luonnontilassa. Kuitenkin mikäli ojitus on tehty vajaatehoisesti, ojat pääsevät kasvamaan umpeen ja ojitettu suo on karuhkoa rämettä, puuston kehitys ja haihdunta voi ojituksen jälkeen olla hidasta, jolloin suon vesitalous saattaa jo alle 20 vuodessa palata lähelle luonnontilaista. (Ahti ym. 2005) Metsäojien suositeltava kaivusyvyys 60–110 cm, mutta metsäojat voivat mataloitua suhteellisen nopeasti. Metsäntutkimuslaitoksen pysyvillä inventointikohteilla Pohjois-Suomessa suometsien alkuperäiset uudisojat ovat mataloituneet 50–60 syvyyteen 14–26 vuodessa. (Lauhanen & Ahti 2000). Taulukossa Taulukko 5-1 on esitetty esimerkkinä pienten metsäojitettujen valumaalueiden (Kotioja/Ranua, Suopuro/Sotkamo, Välipuro/Sotkamo, Pahkaoja/Halsua ja Huhtisuonoja/Ruokolahti) valumatiedot 2000-luvulta. Kyseisillä valuma-alueilla ei juurikaan ole luonnontilaisia soita ja turvemaiden osuus valuma-alueista on noin 40–80 %. Valuma-alueista on metsäojitettu ainakin 30 %. (Saukkonen & Kortelainen 1995, Alatalo 2000). Kesäaikaiset valumat ovat olleet pohjoisessa hieman suurempia kuin etelämpänä, sen sijaan talviajan valuma on etelässä ollut suurempi kuin pohjoisessa (Taulukko 5-1). Vuosivalumassa ei luonnontilaisten ja metsäojitettujen kohteiden välillä ole oleellista eroa. Luonnontilaisten ja metsäojitettujen vertailukohteiden sijainti on esitetty kuvassa 5-2. Copyright © Pöyry Finland Oy 14 Taulukko 5-1 Luonnontilaisten ja metsäojitettujen määräisiä valumatietoja 2000-luvulta. Vuosi l/s km Luonnontilainen Vitmaoja Liuhapuro Joutensuo Metsäojitettu Kotioja Suopuro Välipuro Pahkaoja Huhtisuonoja 2 Talvi l/s km pienten valuma-alueiden keski- Kesä 2 l/s km2 19,6 11,7 6,4 4,8 14,8 6,9 4,2 14,3 11,6 11,5 10,3 6,5 3,2 4,1 4,2 5,8 4,3 10,7 7,5 7,8 5,9 2,6 Kuva 5-2 Taulukossa Taulukko 5-1 esitettyjen luonnontilaisten ja metsäojitettujen valuma-alueiden sijainti. 5.3 Kuntoonpanovaiheessa oleva alue Turvesuon kuntoonpano turvetuotantoa varten alkaa puuston poiston ja eristysojien sekä tiestön rakentamisen jälkeen suon vesienkäsittelyrakenteiden rakentamisesta ja sarkaojituksesta. Kuntoonpanokohteet ovat usein keskenään hyvin erilaisia aiemmasta maan- Copyright © Pöyry Finland Oy 15 käyttötavasta, suon vetisyydestä ja kuntoonpanotöiden vaiheesta riippuen. Mikäli suo on ollut luonnontilainen ennen sarkaojitusta, vesivaraston tyhjentyminen ojituksen jälkeen voi aiheuttaa huomattavaa lyhytaikaista valunnan kasvua. Edellä (kappaleessa 5.2) kuvatut ojituksen vaikutukset valuntaan ovat voimakkaimmillaan ojitusta seuraavan ensimmäisen vuoden aikana. Luonnontilaisen suon valmistelu turvetuotantoon voi kestää noin 2–3 vuotta, kuitenkin suon kosteudesta, kuivatuksen onnistumisesta ja muista olosuhteista riippuen kuntoonpanovaihe voi edetä nopeamminkin. Liitteessä 4 on kuvattu turvetuotantoalueen kuntoonpanotöiden eteneminen yleisesti. Sarkaojituksen, jossa sarkaleveys on n. 20 m ja ojasyvyys n. 150 cm, vaikutukset suon hydrologiaan ovat voimakkaammat kuin metsäojituksen. Metsäojituksessa sarkaleveys on yleensä n. 40 m ja ojasyvyys vaihtelee yleensä n. 50–100 cm ojan kunnosta ja mataloitumisesta riippuen (Lauhanen & Ahti 2000). Metsäojitusten on todettu nostavan vuosivaluntaa luonnontilaisesta tasosta ojituksen jälkeen noin 10 % (Alatalo 2000), joten sarkaojitus nostaa valuntaa tätä enemmän. Sallantauksen (1983) mukaan turvetuotantoalueiden kokonaisvalunta on lähellä Suomen keskimääräistä kokonaisvaluntaa, mutta sarkaojitettavana olevilla alueilla valuma kasvaa ojittamattoman alueen tasosta ensimmäisenä ojitusvuonna noin vuosivalunnan verran (6–10 l/s km2). Huomattava osa valuman lisäyksestä esiintyy kuitenkin jo muutaman ensimmäisen kuukauden aikana ojituksesta, jonka jälkeen keskivaluma palautuu lähelle normaalitasoa. Sallantauksen tutkimusaineiston mukaan ojitusalueilla valumat olivat ojituksen jälkeisenä vuonna keskimäärin noin 50 % suurempia kuin tuotantoalueilla vastaavaan aikaan. Mikäli suo on sarkaojitettu jo vuosia tai vuosikymmeniä aikaisemmin, varsinainen tyhjentymisvalunta on jo tapahtunut heti ojituksen jälkeen ja suo on oleellisesti jo kuivunut. Tällöin varsinaiset kuntoonpanotyöt koostuvat mm. pintakasvillisuuden poistosta, ojien kunnostamisesta sekä vesiensuojelurakenteiden, kokoojaojien, eristysojien ja teiden tekemisestä (liite 4). Pintakasvillisuuden poistaminen vähentää kasvillisuuden kautta tapahtuvaa haihduntaa. Aina selvää muutosta valumatilanteessa ei kuitenkaan havaita. Vuotuisilla sääolosuhteilla on suuri vaikutus valunnan suuruuteen. Metsäojitetun tai sarkaojitetun suon valmistelu turvetuotantoon voi kestää 1–2 vuotta, edullisissa olosuhteissa lyhyemmänkin ajan. Turvesuon kuntoonpanovaiheessa tuleva tyhjentymisvalunta on suurimmillaan ensimmäisen vuoden aikana ojituksen alkamisesta ja tyhjentymisvalunnan suuruus riippuu suon kosteudesta. Suoalueen kuivatus turvetuotantoa varten voidaan myös tehdä vaiheittaisena, jolloin suoalueen vesivaraston tyhjentymisvalunta ja tästä aiheutuva vesistökuormitus eivät kohdistu vastaanottavaan vesistöön yhdellä kertaa, vaan ne jakautuvat tasaisemmin useille vuosille. Kokonaisuutena kuntoonpanovaihe kuitenkin aiheuttaa absoluuttisesti yhtä suuren vesimäärän vapautumisen, tehtiin kuntoonpano sitten vaiheittaisena tai yhdellä kertaa. Kuntoonpanovaiheessa olevilla ojitusalueilla valuma on Sallantauksen (1983) mukaan tasaisempaa kuin varsinaisilla tuotantoalueilla, koska ylivalumat ovat pienempiä ja toisaalta alivalumat suurempia kuin tuotantosoilla. Pohjois-Suomessa kuntoonpanokohteilla lähtevän valunnan määrää on mitattu jatkuvatoimisesti ympäri vuoden, mittausten painottuessa kuitenkin kesä- ja syyskauteen. Mittauskohteet ovat paria poikkeusta lukuun ottamatta olleet pintavalutuskenttiä tai kosteikkoja. Myös Etelä-Suomen kuntoonpanokohteilta on hyvin vähän jatkuvatoimisesti mitattua virtaamatietoa. Tarkastelussa eivät ole mukana hetkelliset virtaamahavainnot. Tarkasteluaineistosta on rajattu pois sellaiset kohteet, joilla virtaamamittausta ja veden laadun tarkkailua on tehty laskuojapisteellä, koska useimmiten tuolloin ei ole sarkaojitus ollut vielä käynnissä. Näillä kohteilla päästötarkkailupiste on siirtynyt vesiensuojelurakenteelle vasta sen valmistuttua ja varsinaisten kuntoonpano-ojitustöiden alettua. Copyright © Pöyry Finland Oy 16 Kuntoonpanovaiheen tarkkailu on viime vuosina ollut usein lisäalueiden tarkkailua, jolloin vesissä on voinut olla mukana myös tuotantovaiheessa olevien alueiden valumavesiä. Taulukossa Taulukko 5-2 on esitetty Pohjois-Suomen kuntoonpanosoilta mitattuja valumatietoja. Taulukossa tulosten lukumäärä (n) tarkoittaa laskennassa mukana olevien jaksokeskiarvojen lukumäärää. Perustason kuntoonpanokohteita on vähän ja virtaamatietoa on niukasti, minkä vuoksi esitetään vain pintavalutuskentällisten kohteiden tulokset. Pohjois-Suomen pintavalutuskentällisillä kuntoonpanokohteilla vuosivaluma on ollut keskimäärin noin 17 l/s km2 ja kesäaikainen valuma noin 18 l/s km2 (Taulukko 5-2). Vuosivaluma on ollut kuntoonpanokohteilla keskimäärin noin hieman suurempi kuin tuotantovaiheen pintavalutuskentällisillä soilla (15 l/s km2, Taulukko 5-3). Länsi- ja ItäSuomesta kuntoonpanovaiheen valumamittaustietoa on käytettävissä niin vähän, ettei keskimääräisiä arvoja esitetä. Taulukko 5-2 Kuntoonpanovaiheen turvesoiden valumat 2000–2011 eri vuodenaikoina. n = tulosten lukumäärä. Pintavalutus Pohjois-Suomi keskiarvo m inimi m aks im i m ediaani n Talvi Kevät Valuma l/s km2 Kesä 11 0,4 105 5,2 20 51 19 112 41 19 18 1,4 160 11 52 Syksy Vuosi 16 0,3 41 15 45 17 12 Kuntoonpanosoiden valumissa on ollut huomattavaa vaihtelua sekä vuosien välillä että kohteiden välillä. Osa kuntoonpanokohteista on ollut kuntoonpanon loppuvaiheessa, mikä on pienentänyt valumia. 5.4 Tuotannossa oleva alue Avoimilta, puuttomilta turvesoilta lumipeite häviää aikaisemmin kuin metsäisiltä alueilta. Kevätvalunta alkaa turvetuotantoalueilla usein muuta ympäristöä aikaisemmin, mikä voi osittain tasata lähivesistöalueen kevätylivaluntaa kokonaisuutena. Turvesuon kuivuminen tiivistää turvetta, mikä heikentää pysyvästi turpeen vedenjohtavuutta sekä vedenpidätyskykyä. (Sallantaus 1983) Kasvittomilta tuotantokentiltä ei myöskään tapahdu kasvien kautta haihduntaa. Sadevesi imeytyy heikosti kuivuneeseen pintaturpeeseen, mikä aiheuttaa sadeveden nopean kulkeutumisen pintavaluntana ojiin. Ylivalumat voivat näin ollen kasvaa tuotantoa edeltävästä tilanteesta. Turvetuotantoalueen sarkaojien kaltevuudella ja vesiensuojelurakenteiden mitoituksella on suuri merkitys valuntahuippujen tasaamisessa. Tuotantoalueiden valumavesien käsittelyssä käytettävät vesiensuojeluratkaisut, kuten päistepidättimet, laskeutusaltaat ja pintavalutuskentät, toimivat hyvin kun virtaamat ovat pieniä ja tasaisia. Ongelmia voi kuitenkin syntyä suurten virtaamahuippujen aikana. Laskeutusaltaissa ja niiden yläpuolisessa ojastossa sijaitsevat virtaamansäätöpadot voivat tasata lyhytaikaisia valumahuippuja jakamalla virtauksen pidemmälle ajalle. Myös vesien pumppaus vesienkäsittelyyn tasaa valumahuippuja jakamalla virtauksen pidemmälle ajalle; jakson kokonaisvalumaa virtaamansäätö tai pumppaus ei pienennä. Pumput mitoitetaan valumalle 80–100 l/s km2. Copyright © Pöyry Finland Oy 17 Taulukoissa 5-3, 5-4 ja 5-5 on esitetty keskimääräiset valumat Pohjois-, Länsi- ja ItäSuomen tarkkailusoilla eri vesienkäsittelymenetelmillä. Taulukoissa tulosten lukumäärä (n) tarkoittaa laskennassa mukana olevien jaksokeskiarvojen lukumäärää. Vuoden keskivalumien laskennassa on käytetty keskimääräisinä vuodenaikojen pituuksina (vrk) seuraavia: Pohjois-Suomi Etelä-Suomi Talvi 156 145 Kevät 32 30 Kesä 134 150 Syksy 43 40 Vuosi 365 365 Kuvassa Kuva 3-4 on esitetty vuosivalunnan jakautuminen vuodenajoittain Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa kaikilla vesienkäsittelymenetelmillä keskimäärin. Perustason (sisältäen laskeutusaltaalliset sekä virtaamansäädölliset kohteet) vesiensuojelulla varustetuilla turvetuotantoalueilla kesäaikaiset valumat ovat olleet PohjoisSuomessa keskimäärin 17 l/s km2, Länsi-Suomessa 14 l/s km2 ja Itä-Suomessa 24 l/s km2 (Taulukko 5-3). Itä-Suomen aineisto on pieni kesää lukuun ottamatta ja tämä on otettava huomioon tuloksia tarkasteltaessa. Pohjois- ja Itä-Suomessa kevätaikaiset valumat ovat olleet suurempia kuin Länsi-Suomessa. Pohjois-Suomen talviaikainen valuma on pienempi kuin Etelä-Suomessa. Perustason kohteissa on talven ja kevään osalta mukana myös kemikalointisuot, joilla talvikaudella ei kemikalointi ole käytössä, sekä kohteet, joilla on talvikaudella pintavalutuskenttä ohitettu. Virtaamansäädön periaatteena on tasata suurimpia virtaamahuippuja pidemmälle ajanjaksolle ja pienentää veden virtausnopeutta ojissa. Käytännössä virtaamansäädön vaikutukset valumaan on mahdollista havaita vain lyhytaikaisten valumahuippujen aikana. Jakson kokonaisvaluntaan virtaamansäätö ei vaikuta. Länsi-Suomen tarkkailuaineistossa virtaamansäädöllisiä kohteita on ollut lähes yhtä paljon kuin laskeutusaltaallisia kohteita. Taulukko 5-3 Tuotannossa olevien perustason varustettujen turvesoiden keskivalumat Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa eri vuodenaikoina. n = tulosten lukumäärä. Perustaso Pohjois-Suomi Länsi-Suomi Itä-Suomi Talvi Kevät keskiarvo minimi maksimi mediaani n 9,2 0,6 42 7,5 27 71 18 111 67 28 keskiarvo minimi maksimi mediaani n 16 1,7 62 14 119 keskiarvo minimi maksimi mediaani n 21 4,6 59 16 12 Copyright © Pöyry Finland Oy Valuma l/s km2 Kesä Syksy Vuosi 14 1,7 60 11 131 18 4,5 35 15 14 17 31 2,4 237 26 119 8,2 0,2 29 7,0 119 17 0,5 135 14 119 68 6,3 202 71 19 16 1,3 49 13 60 33 6,6 81 28 17 15 14 12 24 21 18 Pintavalutuskentällisillä tuotantosoilla kesän keskivaluma on ollut pohjoisessa 15 l/s km2, lännessä 13 l/s km2 ja idässä 14 l/s km2 (Taulukko 5-4). Itä-Suomen aineisto on kesää lukuun ottamatta pieni, joten muiden vuodenaikojen valumien laskentaan on käytetty koko Suomen aineistoa. Pohjois-Suomessa kevään valumat ovat olleet kesäaikaiseen verrattuna suhteessa suurempia kuin Länsi-Suomessa, mikä johtuu suuremmasta lumen sulannasta. Talvella valumat ovat olleet suurempia Länsi-Suomessa. Itä-Suomen kesän valumat ovat olleet samaa tasoa kuin Pohjois- ja Länsi-Suomessa. Lähes kaikki ympärivuotisesti toiminnassa olevat pintavalutuskentät toimivat ympärivuotisella vesien pumppauksella, gravitaatiolla toimivia kenttiä on vain vähän. Pumppaus ei kuitenkaan pienennä jaksojen kokonaisvalumaa. Pitkän sateettoman kauden jälkeen kuivat pintavalutuskentät ja muut kosteikot voivat pidättää huomattavasti vettä ennen kuin valumavesiä jälleen purkautuu vesistöön. Pintavalutuskentiltä kasvillisuuden kautta tapahtuva haihdunta voi olla etenkin kesällä merkittävää; vettä voi myös pidättyä käsittelykentillä oleviin painanteisiin. Tämä hieman pienentää pintavalutuskenttien sulan maan aikaisia valumia verrattuna laskeutusaltaallisiin kohteisiin. Kasvillisuuskenttiin sisältyvät tarkasteluaineistossa kaikki kosteikkokäsittelyn muodot, jotka eivät täytä pintavalutuskenttien määritelmää, kuten mm. maaperäimeytyshaihdutuskentät, ruokohelpikentät sekä mitoitusohjeita selvästi pienemmäksi jäävät pintavalutuskentät. Kohteet voivat olla keskenään hyvin erilaisia, mikä vaikeuttaa tulosten vertailua. Mukana on erittäin hyviä kosteikkoja ja toisaalta heikosti toimivia kosteikkoja. Länsi-Suomen alueella kasvillisuuskenttiä on ollut useita myös ympärivuotisessa tarkkailussa, Pohjois-Suomen alueelta kasvillisuuskenttien tarkkailutuloksia on lähinnä kesäajalta ja kohteita on myös Etelä-Suomea vähemmän. Itä-Suomen aineistossa kasvillisuuskenttiä ei juuri ollut, joten kesän valumat on esitetty koko Suomen aineiston keskiarvona. Kasvillisuuskentillä kesäaikaiset valumat ovat olleet 8–11 l/s km2 eli samaa luokkaa kuin pintavalutuskentällisillä kohteilla (Taulukko 5-4). Länsi-Suomen kasvillisuuskentillä etenkin kevään, mutta myös syksyn valumat ovat olleet pintavalutuskenttiä suurempia. Copyright © Pöyry Finland Oy Taulukko 5-4 Tuotannossa olevien pintavalutuskentällisten ja muiden kasvillisuuskentällisten turvesoiden keskivalumat Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa eri vuodenaikoina. n = tulosten lukumäärä. Valuma 2 Pintavalutus Pohjois-Suomi Länsi-Suomi Itä-Suomi Talvi Kevät keskiarvo minimi maks im i mediaani n 8,7 0,0 20 8,0 60 58 7,4 147 57 55 keskiarvo minimi maks im i mediaani n 14 0,8 56 11 49 keskiarvo minimi maks im i mediaani n 11 0,4 36 9,3 111 l/s km Kesä Syksy Vuosi 11 0,4 43 10 176 18 0,0 39 18 77 15 29 5,2 67 23 48 8,7 0,8 27 6,8 49 18 4,3 46 16 49 13 45 6,1 115 40 112 9,1 1,0 40 7,1 53 19 2,2 51 17 141 14 14 11 12 Kasvillisuuskenttä Pohjois-Suomi keskiarvo minimi maksimi mediaani n Länsi-Suomi Itä-Suomi keskiarvo minimi maksimi mediaani n keskiarvo minimi maksimi mediaani n Copyright © Pöyry Finland Oy 11 2,5 20 9,3 20 14 1,7 40 15 40 41 4,7 177 25 39 8,3 0,1 30 5,9 39 9,1 1,0 26 7,0 60 22 5,6 61 19 31 15 12 19 20 Valumavesien kemiallinen puhdistus on yleensä käytössä vain sulan maan aikana eli 6–7 kuukauden ajan. Pohjois-Suomessa kemikalointisoita on ollut tarkkailussa 4 kpl ja Itä-Suomessa 9 kpl. Länsi-Suomessa ei ole ollut kemikalointikohteita virtaamamittauksessa, joten Länsi-Suomen osalta valumat on esitetty koko Suomen keskiarvona. Pohjois-Suomessa kemikalointisoilla kemikalointiajan (kesä/syksy) keskivaluma on ollut 10 l/s km2 ja Itä-Suomessa 12 l/s km2 (Taulukko 5-5). Vedet pumpataan kemikalointiin, millä voidaan tasata virtaamahuippuja, mutta käsittelymenetelmä ei sinänsä vaikuta merkittävästi kokonaisvalumaan. Kemikalointisoiden valumat ovat kuitenkin olleet keskimäärin hieman pienempiä kuin perustason soilla. Taulukko 5-5 Tuotannossa olevien kemikaloinnilla varustettujen turvesoiden keskivalumat Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa kemikalointiaikana. n = tulosten lukumäärä. Valuma l/s km2 Kemikalointiaika Kemikalointi Pohjois-Suomi keskiarvo minimi maks im i mediaani n 10 1,7 42 7,4 37 Länsi-Suomi keskiarvo minimi maks im i mediaani n 11 2,1 34 8,7 86 Itä-Suomi keskiarvo minimi maks im i mediaani n 12 2,4 27 10 49 Copyright © Pöyry Finland Oy 21 6 VALUMAVEDEN LAATU 6.1 Ojittamaton alue Luonnontilaisilta, häiriintymättömiltä valuma-alueilta epäorgaanisen kiintoaineen ja ravinteiden huuhtoutuminen on yleensä melko vähäistä. Luonnontilaisella suolla vesi virtaa suon pintakerroksissa, missä turve on heikosti maatunutta, ja veteen pääsee liukenemaan vain vähän kiintoainetta ja ravinteita (Klöve 2000). Pohjois-Suomessa veden laatua on tarkkailtu luonnontilaisilla alueilla mm. Joutensuolla (Vuolijoki, F = 2,1 km2) sekä Vitmaojalla (Yli-Ii, F = 13,5 km2). Vitmaojan tarkkailutietoja käytettiin Pohjois-Suomessa vuoteen 2003 asti turvesoiden taustahuuhtouman arviointiin. Vitmaojan valuma-alueen maaperä on runsasravinteinen, mikä nostaa fosforipitoisuutta; kiintoainepitoisuutta voi puolestaan nostaa Vitmaojan alueella esiintyvä uomaeroosio. Taulukossa 6-1 on esitetty ojittamattomalta luonnontilaiselta alueelta lähteneen valumaveden laatu eri tutkimuksiin perustuen sekä vertailun vuoksi luonnonhuuhtouman arviointiin käytössä olleet taustapitoisuudet. Keskiarvo on laskettu painottamalla tutkimuskohteiden määrää eri tutkimuksissa. Tarkemmin taustakohteiden tiedot ja tulokset käyvät ilmi raportin liitteestä 3. CODMn-arvot on tarvittaessa muunnettu tutkimustulosten TOC/DOC-arvoista. Muuntokertoimet CODMn:n ja DOC:n välillä hieman vaihtelevat eri kirjallisuuslähteissä, mutta tässä yhteydessä muunnos liuenneen orgaanisen aineen pitoisuuden (DOC) ja hapenkulutusarvon (CODMn) välillä on pohjautunut seuraaviin yhtälöihin (Joensuu 2002, www.ymparisto.fi): CODMn = KMnO4 / 3,95 KMnO4 = (DOC – 3,2) / 0,164 Mikäli tiedossa on ollut vain TOC-arvo (kokonais-orgaaninen hiili) eikä DOC-arvoa (liuennut orgaaninen hiili), on laskennassa oletettu, että TOC ≈ DOC. Tämän oletuksen aiheuttama virhemarginaali arvioidaan pieneksi, sillä raja TOC:n ja DOC:n välillä on liukuva (Pöyry Finland Oy 2010). Tämän tarkastelun yhteydessä keskimääräiseksi suhdeluvuksi DOC:n ja CODMn:n välillä saatiin tutkimustuloksista 1,35 (CODMn : DOC ≈ 1,35). Ojittamattomalta alueelta lähteneessä vedessä kiintoainepitoisuus on ollut eri tutkimuksissa Suomessa keskimäärin 1,4 mg/l, fosforipitoisuus 17 µg/l ja typpipitoisuus noin 460 µg/l sekä CODMn-arvo noin 32 mg/l O2 (Taulukko 6-1). Etelä-Suomessa typpipitoisuudet ja kemiallinen hapenkulutus ovat olleet keskimäärin hieman Pohjois-Suomea korkeammat. Aineistossa on mukana myös vuoden 2012 tuloksia (Vapon ennakkotarkkailujen tuloksia, TASO-tutkimushankkeen tuloksia, OIVA-tietokannan tuloksia), jolloin kesä oli erittäin sateinen ja paikoitellen esiintyi tulvia, mikä on voinut vaikuttaa veden laatua heikentävästi. Toisaalta aineistossa on mukana myös vähäsateisia vuosia. Copyright © Pöyry Finland Oy 22 Taulukko 6-1 Ojittamattomalta luonnontilaiselta alueelta lähteneen veden laatu eri tutkimuksissa keskimäärin Etelä- ja Pohjois-Suomessa sekä taustahuuhtouman arvioinnissa käytössä olleet taustapitoisuudet. Tarkemmat kirjallisuusviitteet raportin lopussa. Luonnontilainen kohde kohteita Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Viite kpl mg/l µg/l µg/l mg/l O2 Etelä-Suomi Saukkonen & Kortelainen (1995) Mattsson ym. (2003) Sallantaus (1983) Ennakkotarkkailukohteet (Vapo Oy) Puntarisuo A TASO, Pyhä-Häkki 1 6 1 4 1 1 1.2 0.7 1.6 2.4 1.8 14 21 18 16 14 14 460 583 760 792 865 449 31 38 58 57 45 40 a c d e f g Pohjois-Suomi Kortelainen ym. (2006) Mattsson ym. (2003) Vuollekoski & Joensuu (2006) Heikkinen (1990) Hynninen & Sepponen (1983) Välipuro, Sotkamo 1990-2000 Liuhapuro, Valtimo 2000-2012 Vitmaoja Joutensuo 12 10 1 1 1 1 1 1 1 1.2 0.7 0.4 3.6 9.5 0.8 0.8 4.6 4.0 14 11 16 55 42 17 23 27 17 333 317 411 390 26 20 27 566 572 432 594 50 46 25 22 b, h c i m n j j k l 14 1.2 1.5 1.4 18 16 17 657 362 460 45 25 32 2.0 20 500 keskiarvo Etelä-Suomi keskiarvo Pohjois-Suomi Keskiarvo koko Suomi Käytössä olleet taustapitoisuudet 29 43 Viitteet a: Saukkonen & Kortelainen 1995; luonnontilainen vertailualue Kruunuoja (1960-70) b: Kortelainen ym. 2006; veden laatu luonnontilaisilla vanhoilla valuma-alueilla (1975-1999) c: Mattsson ym. 2003; veden laatu luonnontilaisilla valuma-alueilla (1997-1999) d: Sallantaus 1983; luonnontilainen vertailusuo e: Vapo Oy, ennakkotarkkailut v. 2012 pisteiltä jotka sijaitsevat ojittamattomien alueiden alapuolella f: Imatran voima Oy 1988; luonnontilainen vertailusuo g: TASO-projektin tuloksia 2011-2012, Ympäristöhallinnon OIVA-tietokanta h: Ahtiainen & Huttunen 1995; 6 luonnontilaista valuma-aluetta ennen metsätaloustoimenpiteitä i: Vuollekoski & Joensuu 2006; luonnontilainen vertailualue 2003-2005 j: lähde: Ympäristöhallinto, OIVA-tietokanta, tulokset v. 1990-2000 / 2000-2012 k: Vitmaoja vuosi 1993-2004 l: Joutensuo kesä 2000-2006 m: Heikkinen 1990, luonnontilainen suo 1985-86 n: Hynninen & Sepponen 1983, luonnontilainen suo 1972-75 Copyright © Pöyry Finland Oy 23 6.2 Metsäojitettu tai sarkaojitettu alue Metsäojitetulta alueelta lähtevään veteen voi huuhtoutua hieman enemmän kiintoainetta ja ravinteita kuin ojittamattoman luonnontilaisen alueen valumaveteen. Pohjavesipinnan lasku lisää pintaturpeen ilmatilaa. Hapellisessa ympäristössä turpeen hajoaminen kiihtyy, mikä voi lisätä erityisesti typen vapautumista. (Klöve 2000). Kiintoaineen huuhtoutuminen tulvahuippujen aikana voi olla merkittävää ojitusalueelta useita vuosia ojituksen jälkeen (Päivänen 2007). Mattssonin ym. (2006) mukaan turvemaalle tehtyjen ojitusten jälkeen kiintoainekuormat olivat koholla noin 5 vuoden ajan ojituksesta, mutta typpi- ja fosforikuormat olivat pysyneet luonnontilaista suurempina vielä 20 vuotta ojituksen jälkeen. Valumaveden kokonaistyppipitoisuudet eivät kuitenkaan joidenkin tutkimustulosten mukaan kohoa metsäojitusta edeltävästä tasosta. Muun muassa Ahti ym. (2005) ja Joensuu ym. (2006) ovat havainneet kokonaistyppipitoisuuksien olevan ojituksen jälkeen hieman aiempaa pienempiä. Ko. tutkimusten mukaan metsäojitus nostaa etenkin ammoniumtypen pitoisuutta, mutta orgaanisesti sitoutuneen typen määrä pienentyy ojitusten jälkeen, mikä voi näkyä kokonaistyppipitoisuuden laskuna. Mikäli vanhat metsäojat ovat voimakkaasti sammaloituneet, valumavesien pitoisuudet voivat olla myös hyvin lähellä luonnontilaisilta soilta tulevien vesien pitoisuuksia (Ahti ym. 2005). Metsätalouskäytössä olevien alueiden vedenlaatua ja huuhtoumaa vesistöihin on mitattu ja arvioitu useissa tutkimuksissa. Taulukossa 6-2 on esitetty metsäojitettujen alueiden vedenlaatutuloksia eri lähteisiin perustuen. Aineistoon on otettu mukaan vanhat metsäojitusalueet (yli 10 vuotta edellisestä ojituksesta) sekä muut metsätalousalueet. Tarkkailukohteet ovat turvemaavaltaisia; tutkimuksesta riippuen suon osuus tutkimusalueilla on vaihdellut noin 40–70 %. Kaikista kohteista ei maaperätietoa ollut saatavilla. Tutkimuskohteet on karkeasti jaoteltu Etelä- ja Pohjois-Suomeen, mikäli se saatavilla olleiden tietojen perusteella on ollut mahdollista. Kirjallisuuslähteiden lisäksi tietoja on muutamien kohteiden osalta täydennetty ympäristöhallinnon OIVA-tietokannasta. Keski-Suomen Ely-keskuksen koordinoiman TASO-tutkimushankkeen tulokset perustuvat toistaiseksi julkaisemattomaan aineistoon (tarkkailuaineistot 5.10.2012 asti). Keskiarvot on laskettu painottamalla tutkimuskohteiden määrää eri tutkimuksissa. Tarkemmin taustakohteiden tiedot ja tulokset käyvät ilmi raportin liitteestä 3. Aineistossa on mukana myös vuoden 2012 tuloksia (Vapon ennakkotarkkailujen tuloksia, TASO-tutkimushankkeen tuloksia, OIVA-tietokannan tuloksia), jolloin kesä oli erittäin sateinen ja paikoitellen esiintyi tulvia, mikä on voinut vaikuttaa veden laatua heikentävästi. Toisaalta aineistossa on mukana myös vähäsateisia vuosia. Keskimäärin kaikkien tarkasteltujen vanhojen metsätalousalueiden vesissä on ollut 5,0 mg/l kiintoainetta, 46 µg/l fosforia, 738 µg/l typpeä sekä 41 mg/l happea kuluttavaa ainesta (Taulukko 6-2). Muilta osin veden laadussa ei ole ollut suurta alueellista eroa Etelä- ja Pohjois-Suomen välillä, mutta typpipitoisuus ja kemiallinen hapenkulutus on Etelä-Suomessa ollut korkeammalla tasolla kuin pohjoisessa. Turvetuotantoalueiden taustahuuhtouman arvioinnissa käytetyt taustapitoisuudet ovat olleet pieniä verrattuna metsätalousalueiden valumaveden laatuun. Copyright © Pöyry Finland Oy 24 Taulukko 6-2 Metsäojitetulta alueelta lähteneen veden laatu eri tutkimuksissa keskimäärin Etelä- ja Pohjois-Suomessa sekä taustahuuhtouman arvioinnissa käytössä olleet taustapitoisuudet. Tarkemmat kirjallisuusviitteet raportin lopussa. Metsäojitettu kohde kohteita Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Viite kpl mg/l µg/l µg/l mg/l O2 Etelä-Suomi Saukkonen & Kortelainen (1995) Vuollekoski & Joensuu (2006) Ennakkotarkkailukohteet (Vapo Oy) TASO, Vanha metsäojitusalue 2011-12 TASO, Hakkuu + maanmuokkaus 2011-12 TASO, Metsäojitusalue 2011-12 TASO, Metsäojitusalue + kosteikko 2011-12 Huhtisuonoja, Ruokolahti 2000-2008 8 1 13 1 1 1 1 1 4.2 2.4 3.3 * * * * 11 30 31 44 27 42 23 24 28 714 1149 987 732 697 631 646 848 29 Pohjois-Suomi Saukkonen & Kortelainen (1995) Vuollekoski & Joensuu (2006) Ennakkotarkkailukohteet (Vapo Oy) Kotioja, Ranua 2000-2010 Ylijoki, Ranua 2000-2012 Murtopuro, Valtimo 2000-2012 Kivipuro, Sotkamo 2000-2012 Koivupuro, Sotkamo 2000-2012 Suopuro, Sotkamo 2000-2012 4 1 13 1 1 1 1 1 1 2.9 2.4 5.4 1.7 2.4 0.8 0.8 0.8 1.0 26 33 44 25 31 20 23 13 8.7 490 510 803 600 611 524 586 458 393 42 23 19 39 49 32 33 a g b d d d d d d Koko Suomi (ei maantiet. jaottelua) Joensuu ym. (2006) Joensuu ym. (1999), vanhat ojitusalueet 40 75 6.5 4.9 41 56 695 738 39 41 e f Kohteiden lukumäärällä painotettu keskiarvo keskiarvo Etelä-Suomi 27 keskiarvo Pohjois-Suomi 24 Keskiarvo koko Suomi 166 3.9 3.8 5.0 37 35 46 861 670 738 49 36 41 Käytössä olleet taustapitoisuudet 2.0 20 500 62 36 54 56 57 32 21 a g b c c c c d Viitteet a: Saukkonen & Kortelainen 1995; veden laatu turvemaavaltaisilta metsätalousalueilta b: Vapo Oy ennakkotarkk. 2004-2012, keskiarvot pisteiltä jotka enintään n.1000 m päässä metsäojit. hankealueelta c: TASO-projektin tuloksia 2011-2012, lähde: Keski-Suomen Ely-keskus 2012 *) kiintoainetuloksia ei esitetty, määritetty eri menetelmällä kuin muuten, eivät vertailukelpoisia. Tulokset esitetty liitetaulukossa raportin liitteenä d: lähde: Ympäristöhallinto, OIVA-tietokanta, tulokset v. 2000-2012 e: Joensuu, Vuollekoski & Karosto 2006; 40 vanhaa metsäojitusaluetta f: Joensuu ym. 1999; vanhat metsäojitusalueet v. 1990-1992 g: Vuollekoski & Joensuu 2006; metsätalousalueet, vanhat toimenpiteet Copyright © Pöyry Finland Oy 25 Vapo Oy:n suunnittelemiin turvetuotantohankkeisiin liittyen on otettu useina vuosina ennakkotarkkailunäytteitä hankealueen alapuolisesta vesistöstä. Suunniteltu hankealue on voinut olla joko metsäojitettu tai jo aikaisemmin kokonaan tai osittain sarkaojitettu. Taulukossa 6-2 on mukana keskimääräiset sulan maan ajan tulokset sellaisilta ennakkotarkkailupisteiltä, jotka sijaitsivat verrattain lähellä (enintään 1000 m päässä) turvetuotantoon suunniteltua metsäojitettua hankealuetta. Ennakkotarkkailutulokset ovat olleet pääosin samaa tasoa kuin muille metsäojitetuille alueille eri lähteissä esitetyt pitoisuusarvot (Taulukko 6-2). Vanhojen metsäojien kunnostusojituksen jälkeen veden laatu voi muuttua. Tutkimusten mukaan erityisesti kiintoainepitoisuudet kohoavat selvästi aiemmasta tasosta, ja myös fosforin osalta tapahtuu pitoisuusnousua. Typpi- tai humuspitoisuuteen kunnostusojituksella ei tutkimustulosten valossa ole pitoisuuksia nostavaa vaikutusta. Vaikutukset ovat suurimmat heti ojituksen jälkeen ja pienenevät jo muutamassa vuodessa. Kunnostusojitusten jälkeen veden laadun on todettu palautuneen noin kymmenessä vuodessa aiemmalle tasolleen. Alueen maaperän ominaisuuksilla ja ojitussyvyydellä on suuri vaikutus veden laatuun. Taulukossa 6-3 on esitetty kunnostusojitettujen alueiden tutkimustuloksia 3–9 vuoden seurannoista. Taulukko 6-3 Kunnostusojitetuilta metsätalousalueilta (alle 10 v. ojituksesta) lähteneen veden laatu eri tutkimuksissa keskimäärin. Kunnostusojitettu kohde Joensuu ym. (2002, 2006) Joensuu ym. (2012) -hienojakoiset kivennäismaat -karkeat kivennäismaat Vuollekoski & Joensuu (2006) keskiarvo kohteita Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Viite kpl mg/l 24 µg/l 56 µg/l 652 mg/l O2 31 a 40 b 1 1 3 45 68 8.5 20.0 25 100 47 70 58 728 658 c 31 Viitteet a: Joensuu ym. 2002, 2006: kunnostusojituksen jälkeinen seuranta (1-9 vuotta ojituksen jälkeen) b: Joensuu ym. 2012; kunnostusojitus ja maalajin vaikutus c: Vuollekoski & Joensuu 2006; metsätalousalueet, tuore kunnostusojitus Osa Vapo Oy:n veden laadun ennakkotarkkailuista on tehty sarkaojitettujen hankealueiden alapuolella. Kaikki kyseiset hankealueet oli sarkaojitettu noin 25 vuotta aikaisemmin, jolloin alueet ovat kuivuneet oleellisesti luonnontilaisesta. Pohjois-Suomessa sarkaojitettuja ennakkotarkkailukohteita oli 9 kpl ja tuloksia käytettävissä vuosilta 1995– 2009; Etelä-Suomessa tarkkailukohteita oli 2 kpl ja tuloksia vuosilta 2005–2007. Useilla sarkaojitetuilla kohteilla on ollut jo käytössä laskeutusallas vesien käsittelyssä, mikä on osaltaan vaikuttanut veden laatuun. Sarkaojitetuilta tarkkailualueilta lähteneessä vedessä on ollut koko Suomen ennakkotarkkailutulosten perusteella selvästi enemmän kiintoainetta, fosforia ja typpeä kuin metsäojitettujen alueiden valumavedessä (Taulukko 6-4). Typpeä ja fosforia on ollut myös enemmän kuin metsätalouden kunnostusojitusalueilla tehdyissä tutkimuksissa (Taulukko 6-3). Kiintoaine- ja fosforipitoisuudet ovat olleet etelässä ja pohjoisessa samaa tasoa, mutta typpipitoisuudet ja CODMn-arvot ovat olleet Etelä-Suomessa korkeampia, kuten metsäojitettujenkin alueiden kohdalla on todettu. Copyright © Pöyry Finland Oy 26 Taulukko 6-4 Sarkaojitetuilta alueilta lähteneen veden laatu keskimäärin Vapo Oy:n ennakkotarkkailutulosten perusteella. n = näytteiden lukumäärä. 6.3 Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn mg/l µg/l µg/l mg/l O2 Etelä-Suomi Pohjois-Suomi 6,5 8,4 74 80 2640 1907 84 39 41 79 Koko Suomi 8,0 79 2040 48 120 n Kuntoonpanovaiheessa oleva alue Kuntoonpanovaiheessa valumaveden laatu saattaa heikentyä kuntoonpanoa edeltävästä tilanteesta. Sarkaojitus laskee pohjaveden pintaa, ja kuivatusvaiheen alussa valuntahuiput voivat muodostua suuriksi, mikä voi lisätä kiintoaineen ja siihen sitoutuneiden ravinteiden huuhtoutumista. Turpeen lämpötilan noustessa orgaanisen aineen hajoaminen kiihtyy, ja turpeen hapellisen kerroksen kasvaessa pintakerroksissa olevat ravinteet liukenevat aiempaa helpommin sade- ja sulamisvesien mukaan. (Klöve 2000) Ojitusten vaikutukset valumaveden laatuun vaihtelevat kuitenkin mm. suotyypistä riippuen, ja pitoisuusmuutoksia ei aina esiinny selkeästi lainkaan tai ne ovat havaittavissa vain jonkin aineen osalta. Sallantaus (1983) totesi tutkimuksessaan, että turvesoilla liukoisen fosforin pitoisuudet olivat korkeimmillaan kesän tai talven alivalumakausina, ja ylivirtaamatilanteissa fosforipitoisuudet olivat alhaisimmillaan. Näin ollen suuremman valunnan aikana veden laatu ei ravinteiden osalta ole aina keskimääräistä heikompi, vaikka huuhtoumat vesistöön kokonaisuutena kasvavatkin ylivalumatilanteissa. Kiintoaineen osalta kuitenkin valunnan suuruus vaikuttaa myös pitoisuuksiin selvästi. Korkeimmat kiintoainepitoisuudet esiintyvät nousevan valunnan sekä suurimpien valumahuippujen aikaan. Pääosa kiintoainekuormituksesta tuleekin varsin lyhyenä aikana. Kiintoaineen mukana kulkeutuu myös ravinteita, joista merkittävimmin fosforia. Kuitenkin mitä korkeampi kiintoainepitoisuus on, sitä karkeammasta aineksesta se koostuu, jolloin se sisältää sitoutunutta fosforia suhteessa vähemmän. (Sallantaus 1983) Pintakasvillisuus poistetaan kuntoonpanoalueelta vasta suon kuivuttua juuri ennen tuotantovaihetta. Kasvillisuus pidättää ravinteita ja kiintoainetta, mikä osaltaan vähentää huuhtoutumista valumaveteen. Kuntoonpanovaiheessa sarkaojien kaivutyöstä aiheutuva kiintoaineen huuhtouma on merkitykseltään melko vähäinen, koska valtaosa kaivutöistä tehdään talvikaudella valunnan ollessa pientä. (Sallantaus 1983). Ojitussyvyydestä riippuu, kuinka suuri muutos ojituksen jälkeen tapahtuu alueen pohjavesivalunnassa. Lisääntyvä pohjavesivalunta voi aiheuttaa mm. veden värin vaalentumista ja pH:n nousua. (Marja-aho & Koskinen 1989) Kuivatusvaiheen alussa vasta käyttöön otetut vesiensuojelurakenteet eivät välttämättä toimi odotetulla tavalla. Esimerkiksi ojitetuille alueille rakennetuilta pintavalutuskentiltä saattaa tällöin huuhtoutua ravinteita vesistöön. Aikaisemmin tehdyillä metsälannoituksilla voi olla vaikutusta valumaveden ravinnepitoisuuksiin. Usein kuntoonpanovaiheen päästötarkkailu on voinut alkaa laskuojan tarkkailulla, mutta tarkkailupaikka on siirretty vesiensuojelurakenteelle sen valmistuttua ja sarkaojituksen alkaessa. Tarkkailuaineistosta on rajattu pois kaikki sellaiset laskuojanäytteet, jotka eivät kuvaa varsinaista kuntoonpanovaihetta. Copyright © Pöyry Finland Oy 27 Taulukossa Taulukko 6-5 sekä liitteessä 2 on esitetty pintavalutuskentällisiltä kuntoonpanovaiheen turvesoilta lähteneen veden keskimääräinen laatu eri vuodenaikoina Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Pitoisuuksien vuosikeskiarvot on laskettu vuodenaikojen pituudella painotettuna. Valtaosa kuntoonpanosoista on pintavalutuskentällisiä ja muiden vesiensuojelumenetelmien soiden kuntoonpanovaiheen tarkkailuaineistot ovat pieniä. Näin ollen esitetään vain pintavalutuskentällisten kohteiden tulokset. PohjoisSuomen alueelta kuntoonpanovaiheen tarkkailuaineistoa on selvästi eniten ja ItäSuomesta vähiten. Itä-Suomen osalta aineisto on kesää lukuun ottamatta niin pieni, että muiden vuodenaikojen tulokset on esitetty koko Suomen keskiarvona. Länsi-Suomen aineistosta jätettiin pois Pirttiahonsuon kevään 2011 tulokset, koska tuolloin vesiä meni pintavalutuskentän ohi ja toisaalta tuloaltaan penkalta pääsi turvetta tuloaltaaseen. Näin ollen tulokset eivät ole edustavia tai yleistettävissä muille soille. Pohjois-Suomen pintavalutuskentällisillä kuntoonpanosoilla veden laatu on ollut parempi kuin Länsi- ja Itä-Suomen soilla. Itä-Suomen kesän pitoisuudet ovat ravinteiden osalta suurempia kuin muualla, mutta muutoin veden laatu on kesällä Länsi-Suomen tasolla. Etelä-Suomessa moni pintavalutuskenttä on voitu joutua rakentamaan lähtökohtaisesti heikommalle alueelle, kuten ojitetulle tai pienikokoisemmalle alueelle, jolloin pintavalutuskentän puhdistustehot eivät välttämättä ole yhtä hyviä kuin PohjoisSuomessa. Pohjoisessa kentät on suurimmaksi osaksi pystytty sijoittamaan hyville, ojittamattomille suoalueille. Taulukko 6-5 Pintavalutuskentällisten kuntoonpanovaiheen turvesoiden keskimääräinen veden laatu Pohjois-, Etelä- ja Itä-Suomessa 1999–2011. n = näytteiden lukumäärä. Kiintoaine m g/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l CODMn mg/l n 3,7 4,4 5,0 2,7 4,1 78 35 58 38 62 1581 864 1214 1356 1357 43 24 46 30 41 181 96 492 143 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 5,2 9,5 11 3,3 7,6 100 73 85 62 87 1752 1302 1517 1683 1611 58 39 71 68 63 94 131 383 128 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 4,2 7,3 9,9 3,3 6,7 84 59 145 51 103 1641 1145 1965 1541 1722 48 33 68 48 55 286 240 62 285 Pintavalutus Kuntoonpano Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi Pohjoisen pintavalutuskentällisillä turvesoilla kuntoonpanon aikaiset kiintoainepitoisuudet ovat tuotantovaiheen (Taulukko 6-7) tasolla, mutta ravinteita kuntoonpanosoiden vesissä on ollut hieman tuotantosoita enemmän. Myös CODMn-arvo on ollut kuntoonpanovaiheessa suurempi. Länsi-Suomen pintavalutuskentällisillä kuntoonpanokohteilla kiintoaine- ja fosforipitoisuudet sekä CODMn-arvot ovat olleet keskimäärin hieman suurempia kuin tuotantovaiheen soilla. Typpipitoisuudet ovat olleet kuntoonpanovaiheessa pienempiä. Itä-Suomen kesän pitoisuudet ovat olleet kauttaaltaan kuntoonpanovaiheessa Copyright © Pöyry Finland Oy 28 suurempia kuin tuotantovaiheessa. Veden laatu on ollut keskimäärin heikompi kuin taustapitoisuuden taso metsäojitetulla alueella keskimäärin (Taulukko 6-2), mutta eri vuodenaikoina veden laatu on vaihdellut, ja pitoisuustaso on ajoittain ollut myös keskimääräistä taustapitoisuutta alhaisempi. 6.4 Tuotannossa oleva alue Turvetuotantoalueen valumavedessä kiintoaine-, rauta-, humus-, fosfori- ja typpipitoisuudet ovat luonnontilaiseen tai metsäojitettuun alueeseen verrattuna usein koholla. Etenkin epäorgaanisen typen pitoisuudet voivat nousta. Pitoisuuksien muutokset aiempaan tilanteeseen verrattuna vaihtelevat kuitenkin suuresti. Jos alueelta purkautuu ojien kautta merkittävästi pohjavesiä, veden laatu on usein hyvä verrattuna turvesoiden keskimääräiseen tasoon. (Marja-aho & Koskinen 1989) Tuotantovaiheen turvesoiden veden laatu ei oleellisilta osin merkittävästi eroa kuntoonpanovaiheen soiden veden laadusta. Tuotantokentällä ei ole vettä ja ravinteita sitovaa kasvillisuutta ja kuivunut pintaturve sitoo heikosti vettä, joten valumahuiput voivat hieman kasvaa verrattuna kuntoonpanovaiheeseen. Riittävissä ylivalumatilanteissa valumavesi voi huuhtoa myös tuotantokentän pinnalta kiintoainetta ojiin. Vähän maatuneiden turvemaiden eroosioalttius on kuitenkin selvästi pienempi kuin kivennäismaiden, ja usein suurempi osa kiintoainekuormituksesta onkin peräisin ojien eroosiosta eikä itse turvetuotantokentältä. Vanhoilla mataloituneilla tuotantokentillä maatunut turve on puolestaan eroosiolle herkempää ja heikosti laskeutuvaa verrattuna vähemmän maatuneeseen turpeeseen, jolloin kiintoainehuuhtoumia voi tulla enemmän. (Sallantaus 1983) Verrattuna kuntoonpanovaiheen alussa esiintyvään tyhjentymisvaluntaan, turvetuotantoalueella valunta ja kuormitus eivät painotu tuotannon alkuvuosiin, vaan ojituksen vaikutukset ovat vuodesta toiseen samantyyppisiä. Turvetuotantoalueen koko elinkaarta ajatellen suurempi osa vesistökuormituksesta ajoittuu selvästi kuntoonpanovaihetta pidemmälle tuotantoajalle. Seuraavassa on esitetty tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräiset vedenlaatutiedot v. 2003–2011 eri vesienkäsittelymenetelmillä. Vuoden keskipitoisuudet on laskettu vuodenaikojen pituuksilla painottaen, käyttämällä kohdassa 3.3 esitettyä suuntaa-antavaa vuodenaikajakoa. Tarkemmat pitoisuusjakaumat on esitetty liitteessä 2. 6.4.1 Perustaso Laskeutusaltaat poistavat roudattomalla kaudella oikeassa mitoitustilanteessa parhaimmillaan kiintoainetta noin 30–40 % (Selin & Koskinen 1985). Kiintoaineeseen sitoutunutta fosforia altaissa poistuu yleensä korkeintaan 20 %. Liukoisia ravinteita laskeutusaltailla ei voida käytännössä poistaa. Poikkeuksellisten tulvien aikana altaiden kapasiteetti voi ylittyä, jolloin altaat eivät toimi tarkoituksenmukaisesti. Virtaaman säädössä viivytetään virtaamahuippujen aikana tulevia valumavesiä padottamalla. Kun virtausnopeus ojissa on pienempi kuin ns. kriittinen virtausnopeus, kiintoainetta ei huuhtoudu uoman pohjalta. Virtaaman säätö pienentää myös kentän pinnalta vesien mukana huuhtoutuvaa kiintoainekuormaa, koska kelluva turve ehtii vettyä ja laskeutua. Kun kiintoainekuorma pienenee, poistuu myös osa ravinnekuormasta, koska osa fosforista ja typestä on sitoutuneena kiintoaineeseen. Ojaan kertyvä liete puolestaan alentaa epäorgaanisten ravinteiden kuormitusta. Klöven (2000) mukaan virtaamansäädön puhdistustehokkuus on kiintoaineen osalta 90 %, fosforin osalta 20–50 % ja typen osalta 13–50 %. Vastaavasti Marttilan (2005) mukaan virtaamansäätö yhdistettynä perustason vesiensuojeluun parantaa kiintoaineen poistumista 61 %, fosforin poistumista Copyright © Pöyry Finland Oy 29 47 % ja typen poistumista 45 % perustason vesienkäsittelyllä varustettuun turvesuohon verrattuna. Virtaamansäädön vaikutukset veden laatuun ja kuormitukseen on käytännössä mahdollista havaita vain lyhytaikaisesti, hetkellisten virtaamahuippujen aikana. (Klöve 2000, Sallantaus 1983) Tästä johtuen virtaamansäädön vaikutusta valuntahuippujen aikaisen kuormituksen pienentämisessä on vaikea saada normaaleilla päästötarkkailumenetelmillä näkyviin tuloksissa, koska virtaamahuiput eivät näy tarkkailukauden keskiarvoissa. Taulukossa Taulukko 6-6 on esitetty perustason vesienkäsittelyllä (laskeutusallas ja/tai virtaamansäätö) varustettujen turvetuotantoalueiden keskimääräinen veden laatu. LänsiSuomessa laskeutusaltaallisia turvesoita on ollut ympärivuotisessa tarkkailussa enemmän kuin Pohjois- ja Itä-Suomessa. Suurimmat erot alueiden välillä koskevat COD Mnarvoa, joka on ollut kaikkina vuodenaikoina Pohjois-Suomessa selvästi muun Suomen arvoja pienempi. Länsi-Suomen kiintoainepitoisuudet ovat olleet hieman pienempiä kuin muualla Suomessa. Typpipitoisuudet ovat olleet valumavesissä melko korkeita, koska laskeutusallasmenetelmällä typpeä ei saada poistettua. Typpeä on ollut EteläSuomen alueella valumavesissä keskimäärin hieman enemmän kuin Pohjois-Suomessa. Korkeampaan typpipitoisuuteen vaikuttaa osaltaan Etelä-Suomessa suurempi ilmasta tuleva typpilaskeuma. Fosforipitoisuudet ovat olleet pienimpiä Länsi-Suomessa. Happea kuluttavan aineksen arvioitu taustapitoisuustaso (Pohjois-Suomessa 36 mg/lO2, EteläSuomessa 49 mg/lO2) on yleensä alittunut Pohjois-Suomessa ja usein myös ItäSuomessa. Taulukko 6-6 Perustason vesiensuojelulla varustettujen tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräinen veden laatu Pohjois-. Länsi- ja Itä-Suomessa. n = näytteiden lukumäärä. Kiintoaine mg/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l CODMn mg/l n Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 12 17 15 13 14 140 65 62 72 97 2044 1390 1673 3306 1999 17 15 30 21 22 194 100 669 39 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 7,0 12 13 12 10 66 69 102 68 81 2371 1637 2125 2748 2251 47 33 61 65 53 675 703 1128 477 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 10 15 16 12 13 94 72 109 73 96 2065 1523 2117 2242 2061 39 33 57 49 47 82 139 839 87 Perustaso Copyright © Pöyry Finland Oy 30 6.4.2 Pintavalutus Pintavalutuskentillä turvesuolta tulevat valumavedet johdetaan luonnontilaiselle suolle tai muuten kosteikkokäsittelyyn soveltuvalle turvemaalle. Kentän pintakerroksen kasvillisuus sekä itse turvekerros suodattaa vedestä mekaanisesti kiintoainetta sekä siihen sitoutuneita ravinteita. Liukoiset ravinteet pidättyvät kasvillisuuden alapuolisiin turvekerroksiin kemiallisten ja biologisten prosessien vaikutuksesta. Hyvin toimiva pintavalutuskenttä voi poistaa kiintoaineesta 50–90 % ja kokonaisfosforista sekä -typestä noin 50 % (Turveteollisuusliitto ry 2004). Puhdistustehot ovat parhaimmat kesäaikana, mutta kentät poistavat myös jäätyneen maan aikana etenkin kiintoainetta ja fosforia. Taulukossa Taulukko 6-7 on esitetty pintavalutuskentällisten turvesoiden keskimääräinen veden laatu Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Itä-Suomen talven, kevään ja syksyn aineisto oli niin pieni, että niiden osalta tulokset on esitetty koko Suomen keskimääräisinä arvoina. Pintavalutuskentiltä lähtevän veden laatu on kiintoaineen ja ravinteiden osalta parempi kuin perustason vesiensuojelun (Taulukko 6-6) turvetuotantoalueilla. Etenkin Pohjois-Suomen osalta ero on suuri. CODMn-arvot ovat sitä vastoin olleet suurin piirtein samalla tasolla perustason vesienkäsittelyllä varustettuihin soihin nähden koko Suomessa. Pohjois-Suomessa kaikki pitoisuudet ovat pienempiä kuin muualla Suomessa. Perustason turvesoiden tapaan happea kuluttavan aineksen arvioitu taustapitoisuustaso on yleensä alittunut Pohjois-Suomessa ja usein myös Itä-Suomessa. Taulukko 6-7 Pintavalutuskentällisten tuotantovaiheen turvesoiden veden laatu Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. n = näytteiden lukumäärä. Kiintoaine mg/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l CODMn mg/l n Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 3,7 4,7 5,1 3,1 4,2 38 31 55 35 43 1128 884 1045 1428 1112 24 16 34 26 27 369 198 2054 255 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 4,8 8,9 7,9 5,5 6,5 73 55 89 52 76 2267 1494 1766 2158 1986 51 36 69 61 58 432 384 779 355 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 4,3 7,5 6,1 4,5 5,3 57 47 74 45 62 1743 1292 1540 1822 1631 39 30 56 45 46 837 675 930 731 Pintavalutus keskimääräinen Etelä-Suomen hieman heikompaan veden laatuun on voinut vaikuttaa se, että optimaalisen pintavalutuskenttäalueen puuttuessa pintavalutuskentät on Etelä-Suomessa usein jouduttu rakentamaan huonommille alueille kuin pohjoisessa, kuten esimerkiksi ojitetuille, metsälannoitetuille ja pienemmille alueille. Pohjois-Suomessa kentät on suurimCopyright © Pöyry Finland Oy 31 malta osaltaan voitu rakentaa paremmille ja ojittamattomille alueille, joten ne ovat usein lähtökohtaisesti tehokkaampia kuin monet Etelä-Suomen pintavalutuskentät. 6.4.2.1 Ojitetut ja ojittamattomat pintavalutuskentät Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien vedenlaatutulokset vuosilta 2003–2011 koko Suomesta on esitetty taulukossa Taulukko 6-8. Seuraavissa taulukoissa tuloksia on lisäksi eritelty Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomen osalta. Pintavalutuskentät on jaettu vain ojitettuihin ja ojittamattomiin, eli esimerkiksi ojituksen laajuutta tai ojien suuntia ei ole ollut mahdollista huomioida tarkastelussa tarkemmin. Ojittamattomilta pintavalutuskentiltä lähteneessä vedessä oli keskimäärin vähemmän kiintoainetta ja fosforia kuin ojitetuilla kentillä (Taulukko 6-8). Kemiallisen hapenkulutuksen (CODMn) ja typen suhteen ei ollut suuria eroja vuosikeskiarvoissa, kuitenkin kesäaikana ojittamattomilla kentillä näyttää olleen myös selvästi pienemmät typpipitoisuudet ja CODMn-arvot. Kesäajan pitoisuudet olivat noin 20–30 % pienempiä ojittamattomilla pintavalutuskentillä kuin ojitetuilla. Ennestään ojittamattomia pintavalutuskenttiä oli Pohjois-Suomessa suurin osa eli 67 % tarkkailukohteista; Länsi-Suomessa osuus oli 50 %. Taulukko 6-8 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien keskimääräinen veden laatu vuosina 2003–2011. Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 5,3 59 1667 40 325 Kevät 7,6 52 1291 29 248 Kesä 6,9 84 1501 54 1229 299 Ojitetut n Koko maa Syksy 5,1 52 1741 41 Vuosi 6,1 68 1579 45 Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 3,6 56 1807 39 512 Kevät 6,8 40 1195 27 427 Ojittamattomat n Koko maa Kesä 5,4 57 1205 42 2534 Syksy 3,8 38 1778 43 432 Vuosi 4,6 53 1518 39 Pohjois-Suomen pintavalutuskentällisillä turvesoilla oli tarkkailutuloksissa havaittavissa selvää eroa ojitustilanteesta johtuen, sillä kaikkien tarkasteltujen pitoisuuksien osalta veden laatu oli jonkin verran tai selvästi parempi ojittamattomilla kentillä (Taulukko 6-9). Ojitetuilta pintavalutuskentiltä lähteneessä vedessä oli varsinkin kiintoainetta ja fosforia enemmän kuin ojittamattomilla kentillä. Ero oli melko selvä kaikkina vuodenaikoina. Copyright © Pöyry Finland Oy 32 Taulukko 6-9 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien keskimääräinen veden laatu Pohjois-Suomessa vuosina 2003–2011. Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 5,0 44 1143 25 158 Kevät 5,8 40 956 17 71 Ojitetut n Pohjois-Suomi Kesä 6,5 71 1223 37 610 Syksy 4,4 5,5 43 53 1539 1203 27 29 124 Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 3,0 34 1118 23 211 Kevät 4,0 26 846 16 127 Kesä 4,5 49 973 33 1444 Syksy 2,1 3,5 29 38 1344 1068 25 26 131 Vuosi Ojittamattomat Pohjois-Suomi Vuosi Länsi-Suomessa veden laatu ojitetuilla ja ojittamattomilla pintavalutuskentillä vaihteli voimakkaammin, eikä vedenlaatuero ollut niin selkeä kuin Pohjois-Suomessa. Esimerkiksi keskimääräinen typpipitoisuus oli ojittamattomilla kentillä kevättä lukuun ottamatta muina vuodenaikoina suurempi kuin ojitetuilla (Taulukko 6-9). Kemiallisen hapenkulutuksen (CODMn) suhteen eroa ei vuositasolla ollut. Itä-Suomen turvesoilla ojitetuilta pintavalutuskentiltä lähteneen veden laatu näytti olevan heikompi kuin ojittamattomilta kentiltä lähteneen veden laatu, lukuun ottamatta kiintoainetta, joka oli samaa tasoa tai jopa heikompi ojittamattomilla kentillä ojitettuihin verrattuna (Taulukko 6-11). Kesää lukuun ottamatta näytemäärät Itä-Suomesta olivat tosin varsin pienet. Kaikkiaan tarkkailutulosten perusteella on selvää, että ojittamattomilta pintavalutuskentiltä lähtevän veden laatu on pääsääntöisesti parempi kuin kentillä, jotka ovat olleet alun perin metsäojitettuja. Etenkin Pohjois-Suomessa ja Itä-Suomessa erot veden laadussa olivat vuosien 2003–2011 tarkkailuaineistossa selviä. Pohjoisessa ja idässä ojittamattomat pintavalutuskentät voivat olla lähtökohdin kooltaan tai muilta ominaisuuksiltaan parempia kuin Länsi-Suomessa, mikä voi selittää kenttien parempaa toimintaa. Copyright © Pöyry Finland Oy 33 Taulukko 6-10 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien keskimääräinen veden laatu Länsi-Suomessa vuosina 2003–2011. Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn m g/l µg/l µg/l m g/l Talvi 6,0 70 2044 52 146 Kevät 9,5 65 1516 37 122 Ojitetut n Länsi-Suomi Kesä 9,4 99 1684 68 257 Syksy 7,2 7,8 61 81 1869 1834 54 58 115 Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn n m g/l µg/l µg/l m g/l Talvi 4,1 74 2383 51 286 Kevät 8,6 50 1483 36 262 Kesä 7,1 84 1806 69 522 Syksy 4,7 5,8 48 73 2291 2062 65 58 240 Vuosi Ojittamattomat Länsi-Suomi Vuosi Taulukko 6-11 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien keskimääräinen veden laatu Itä-Suomessa vuosina 2003–2011. Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 3,5 83 2281 52 21 Kevät 7,0 48 1438 32 55 Ojitetut n Itä-Suomi Kesä 6,0 97 1845 72 362 Syksy 3,1 4,8 60 83 2005 2002 52 59 60 Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n mg/l µg/l µg/l m g/l Talvi 2,4 36 1249 28 15 Kevät 9,0 51 1186 25 38 Kesä 6,1 54 1290 44 568 Syksy 5,2 4,8 32 44 1416 1279 27 34 61 Vuosi Ojittamattomat Itä-Suomi Vuosi Copyright © Pöyry Finland Oy 34 6.4.3 Kasvillisuuskenttä, kosteikko Turvesoiden valumavedet puhdistuvat kasvillisuuskentillä sekä mekaanisesti että maaperän biologisten prosessien kautta. (Turveteollisuusliitto ry 2004) Kasvillisuuskenttiin sisältyy tässä tarkastelussa haihdutus-imeytyskentät, ruokohelpikentät ja esimerkiksi pintavalutuskentät, jotka eivät täytä mitoitusarvoja. Kasvillisuuskenttien puhdistustehot vaihtelevat hyvin suuresti, tarkkailuaineistossa on mukana sekä erittäin hyvin että erittäin heikosti toimivia kenttiä. Pienten pintavalutuskenttien ja kosteikkojen on todettu voivan pidättää hyvin etenkin kiintoainetta ja epäorgaanista typpeä, vaikka kentät eivät täytäkään kaikilta osin hydraulisia mitoitusohjeita. Kenttien puhdistustehot eivät välttämättä merkittävästi pienene, jos veden virtaus ylittää hydraulisen kuormituksen suositusarvot sulan maan aikana. Kenttien toimintatehot ovat heikoimmillaan talvella ja keväällä, mutta kosteikkokenttien runsaalla kasvillisuudella on todettu olevan selvästi puhdistustehoa edistävä vaikutus myös jäätyneen maan aikana. (Keränen & Marja-aho 2005) Taulukossa Taulukko 6-12 on esitetty kasvillisuuskentiltä lähteneen veden laatu keskimäärin Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa vuosina 2003–2011. Pohjois- ja Itä-Suomesta tarkkailuaineistoa kasvillisuuskentiltä on niukasti verrattuna Länsi-Suomeen, ja ympärivuotisia tuloksia on vain Länsi-Suomesta. Itä-Suomen kesän aineistokin oli niin pieni, että tulokset laskettiin koko Suomen aineistolla. Pohjois-Suomen kasvillisuuskentillä valumaveden kesän keskimääräiset pitoisuudet ovat olleet hieman heikompia kuin pintavalutuskentillä. Länsi-Suomen tarkkailukohteilla pitoisuudet ovat olleet pääpiirteissään samalla tasolla kuin pintavalutuskentillä. Kasvillisuuskenttien osalta pitoisuuksissa on ollut kohteiden välisistä eroista johtuen suurta vaihtelua. Taulukko 6-12 Kasvillisuuskentällisten tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräinen veden laatu Pohjois-, Länsi ja Itä-Suomessa. n = näytteiden lukumäärä. Kiintoaine mg/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l CODMn mg/l n Pohjois-Suomi Kesä 9,3 86 1385 41 212 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi 6,8 12 6,7 6,1 7,2 89 60 82 59 81 2050 1446 1425 1806 1717 44 30 51 50 46 233 217 427 204 Itä-Suomi Kesä 7,5 86 1417 48 671 Kasvillisuuskenttä Copyright © Pöyry Finland Oy 35 6.4.4 Kemikalointi Kemiallinen puhdistus on hyvin tehokas vesienkäsittelymenetelmä, jossa valumavesistä saostetaan roudattomalla kaudella kiintoainetta, humusta ja ravinteita juomavesienkin puhdistuksessa käytettävillä kemikaaleilla. Kemikalointisoilla saavutetaan fosforin osalta yleensä erittäin hyvä puhdistustulos (75–95 %). Typen osalta puhdistus jää hieman huonommaksi (30–60 %) ja kiintoaineen osalta tulokset vaihtelevat (30–90 %). (Turveteollisuusliitto ry 2004) Taulukossa Taulukko 6-13 on esitetty kemikaloinnista käsittelykaudella lähteneen veden laatu keskimäärin Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Kemiallisen käsittelyn vaikutuksesta valumaveden fosforipitoisuudet ovat selvästi alhaisempia kuin muilla menetelmillä; pitoisuudet ovat lähes luonnontilaisen alueen valumaveden eli taustapitoisuuksien tasolla. Typpipitoisuudet ovat olleet pintavalutuskenttien tasoa ja kiintoainepitoisuudet lähellä perustason tasoa. Alueiden välillä on ollut varsin suuria eroja niin näytemäärissä kuin pitoisuuksissa. Kemikalointisuot ovat Etelä-Suomessa keskittyneet alueille, missä turvetuotantoalueelta käsittelyyn tuleva valumavesi on ollut luontaisesti ravinteikkaampaa kuin Pohjois-Suomessa, jolloin kemikaloinnin teho voi jäädä heikommaksi kuin pohjoisessa. Toisaalta Pohjois-Suomen kemikaloinnin tarkkailuaineistossa on mukana kohteita, joilla fosforipitoisuudet ovat maaperän ominaisuuksista johtuen poikkeuksellisen korkeita. Taulukko 6-13 Kemikaloinnilla varustetuilta tuotantovaiheen turvesoilta lähteneen veden laatu Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa vuosina 2003–2011 kemikalointiaikana (kesä ja syksy). n = näytteiden lukumäärä. Kemikalointi Kiintoaine mg/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l CODMn mg/l n Pohjois-Suomi Kem ikalointiaika 11 33 1103 11 266 Länsi-Suomi Kem ikalointiaika 11 11 1936 14 105 Itä-Suomi Kem ikalointiaika 14 20 1671 19 681 Koko Suomi Kem ikalointiaika 13 22 1554 17 1052 Copyright © Pöyry Finland Oy 36 7 VESIENKÄSITTELYN TEHO 7.1 Pintavalutuskentät ja kosteikot Turvetuotannon vesienkäsittelymenetelmien toimivuudesta on kattavimmin tutkittua tietoa pintavalutuskentiltä. Pintavalutuskentällä ravinteita, kiintoainetta, humusta ja rautaa poistuu turvetuotannon valumavedestä fysikaalis-kemiallisten ja biologisten prosessien tuloksena. Keskeisimmät pintavalutuskenttien toimivuuteen vaikuttavat tekijät ovat kentän koko, käyttöaste, kaltevuus, turvepaksuus, turpeen maatuneisuusaste sekä kentällä mahdollisesti esiintyvät oikovirtaukset ja valumavesien mahdollinen kontakti alapuolisen mineraalimaan kanssa. Turpeella on keskeinen merkitys ravinteiden pidättäjänä kasvillisuuden merkityksen ollessa pienempi. Kasvillisuudella on kuitenkin tärkeä välillinen merkitys kentän toiminnan kannalta, koska se kuljettaa happea syvempiin turvekerroksiin ja tehostaa näin ravinteiden poistumiin johtavia prosesseja, parantaa veden leviämistä kentälle, hidastaa veden virtausta ja tehostaa näin kiintoaineen laskeutumista ja suodattaa vedestä kiintoainetta (Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus 2011). Turvetuotantoalueen valumavedestä on kyettävä poistamaan samanaikaisesti useita eri tavoin käyttäytyviä aineita. Vesienkäsittelyn puhdistusteho määritetään pitoisuusreduktiona tai kuormitusreduktiona. Parhaimmat poistumat saavutetaan kesälokakuussa, jolloin maa ei ole roudassa ja biologisten prosessien toimintaa varten lämpötilat ovat tarpeeksi korkeita (Ihme 1994 Postilan 2007 mukaan). Taulukossa 7-1 on esitetty kirjallisuudessa esitetyt keskimääräiset roudattoman kauden vedenlaatumuuttujien arvioidut kuormitusreduktiot. Taulukko 7-1 Pintavalutuskenttien keskimääräiset roudattoman reduktiot (%) (Savolainen ym. 1996 Postilan 2007 mukaan). Ominaisuus CODMn Kok.P PO4-P Kok.N NH4-N Poistuma (%) 4─21 NO2+3-N Kiintoaine Rauta 41─55 kauden kuormitus- 46─57 51─71 29─49 33─92 55─72 30─58 Turvetuotannon orgaanisen kuormituksen määrää kuvataan kemiallisella indikaattorilla CODMn (kemiallinen hapenkulutus). Se kuvaa veden sisältämien kemiallisesti hapettuvien orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden määrää, mistä humusaineet muodostavat osan (Postila ym. 2011). Määritys tehdään suodattamattomasta vesinäytteestä, joten siihen sisältyy myös orgaaninen kiintoaine. Humusaineita pidättyy eri prosesseissa pintavalutuskentille jonkin verran. Puhdistustehokkuutta heikentää kuitenkin se, että kuivina jaksoina kosteikon turve hajoaa ja märkinä jaksoina hajoamisen tulokset huuhtoutuvat kosteikolta. Puhdistettavat valumavedet myös lannoittavat kosteikkoa, minkä seurauksena turvetta hajottavat bakteerit viihtyvät (Heikkinen 2011). Postilan ym. (2011) mukaan myös ojitetulle suoalueelle voidaan perustaa turvetuotannon valumavesiä puhdistava kosteikko. Ojitetun kosteikon alueelta voi kuitenkin huuhtoutua humusaineita, fosforia ja rautaa. TuVeKu-hankkeen vuoden 2010 tulosten (Klöve Copyright © Pöyry Finland Oy 37 ym. 2012) mukaan kiintoaineen poistumat olivat hyviä myös ojitetuilla vesiensuojelukosteikoilla (n. 70 %), mutta ravinteiden puhdistustehot vaihtelivat voimakkaasti. Mitoitusohjeiden mukaisilla pintavalutuskentillä saavutetut reduktiot olivat keskimäärin hieman parempia kuin ojitetuilla kosteikoilla (=ojitetulla pintavalutuskentällä), mutta ero pitoisuusreduktioissa oli tilastollisesti merkittävä vain fosfaattifosforin osalta. Humusta ei ko. tutkimuksessa saatu tehokkaasti poistettua niin ojitetulla kuin ojittamattomallakaan kentällä. 7.2 Kemikalointi ja laskeutusaltaat Kemiallisella puhdistuksella kiintoainetta voidaan saada poistumaan 50–90 %, kokonaisfosforia 50–85 %, kokonaistyppeä 1–35 % ja happea kuluttavaa ainesta 70–90 %. Viime vuosina kokonaistyppeä on voitu poistaa keskimäärin 30–40 % (PohjoisPohjanmaan ELY-keskus 2011). Savolaisen ym. (1996b) mukaan laskeutusaltailla saadaan poistettua kiintoaineesta roudattomana kautena 30–40 %. Kiintoaineen mukana poistuu myös osa valumaveden ravinteista, orgaanisesta aineesta ja raudasta. Liukoisten ravinteiden pitoisuuksiin laskeutusaltailla ei voida vaikuttaa. 7.3 Tarkkailutulokset Itä-, Länsi- ja Pohjois-Suomen tarkkailuaineistoista koottuja tuotantovaiheen turvesoiden pintavalutuskenttien, kosteikkojen ja kemikaloinnin keskimääräisiä puhdistustehoja on esitetty taulukoissa Taulukko 7-2, Taulukko 7-3 ja Taulukko 7-4. Puhdistustehon tarkastelu on tehty kullekin turvesuolle kunkin laskentajakson (esim. kesä) keskimääräisten vedenlaatutietojen perusteella (jakson keskiarvo vesienkäsittelyrakenteen yläpuolella vrt. jakson keskiarvo vesienkäsittelyrakenteen alapuolella), ei yksittäisten näytekertojen veden laadun perusteella. Vastaava puhdistustehon laskentatapa on ollut myös turvesoiden kuormitustarkkailuiden raportoinnissa käytössä. Bruttoreduktiot on laskettu mitatusta veden laadusta vesienkäsittelyn ylä- ja alapuolisten pitoisuuksien erotuksesta, joten taustahuuhtouma on tehon laskennassa ollut mukana. Esimerkiksi taulukossa 7-1 esitetyt arvot pintavalutuskenttien reduktioille ovat bruttoredutioita. Seuraavissa taulukoissa on lisäksi laskettu nettoreduktiot, joissa keskimääräinen taustapitoisuus on otettu huomioon. Taustapitoisuus on vähennetty mitatusta veden laadusta ennen reduktion laskemista, jolloin puhdistusteho koskee ainoastaan turvetuotannon aiheuttamaa lisäkuormitusta (nettokuormitusta). Tämä laskentatapa kuitenkin hankaloittaa etenkin COD Mn:n tehon laskentaa, koska suuri osa turvetuotantoalueilta tuotantovaiheessa mitatuista CODMn-arvoista on etenkin Pohjois- ja Itä-Suomessa usein ollut pienempiä kuin kirjallisuustutkimusten tuloksena laskettu keskimääräinen pitoisuus (Etelä-Suomessa 49 mg/l O2, Pohjois-Suomessa 36 mg/l O2). Netto-puhdistustehoa ei näin ollen voida CODMn:n osalta laskea. Erityisesti humuksen osalta nettotarkastelu vaatisi tarkemman, mitatun tiedon kunkin turvetuotantoalueen ympäristön taustapitoisuustasosta. Muiden pitoisuuksien osalta taustapitoisuuksina on tarkastelussa käytetty 2 mg/l kiintoainetta, 20 µg/l fosforia ja 500 µg/l typpeä. Tehon tarkastelut ovat pitoisuusreduktioita eli niissä ei ole huomioitu virtaamia ja esimerkiksi veden haihtumista pintavalutuskentillä. Kiintoaine on tulosten perusteella poistunut pintavalutuskentillä melko hyvin (42–98 %, Taulukko 7-2). Fosforin ja typen puhdistustehot ovat vaihdelleet enemmän kohteesta riippuen, ja joiltakin heikommin toimivilta kentiltä ravinteita on huuhtoutunut, heikentäen keskiarvoa. Pintavalutuskentät ja kosteikot ovat aineiston perusteella poistaneet happea kuluttavaa ainesta varsin heikosti. Kentät poistavat eloperäistä kiintoainetta ja rautapitoista humusta, mutta toisaalta niiltä huuhtoutuu molekyylipainoltaan pienempää Copyright © Pöyry Finland Oy 38 humusta. Tarkasteltaessa nettopitoisuuksia puhdistustehot ovat pintavalutuskentillä samaa luokkaa tai lievästi parempia kuin bruttoreduktiot (Taulukko 7-2). Muilla kasvillisuuskentillä (Taulukko 7-3) puhdistustehot ovat olleet hieman heikompia kuin pintavalutuskentillä. Kasvillisuuskentiltä tehontarkkailutuloksia on vähemmän kuin pintavalutuskentiltä ja kohteet myös eroavat toisistaan enemmän. Taulukko 7-2 Pintavalutuskentällisten tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräinen puhdistusteho (%) Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Brutto = teho laskettu ylä- ja alapuolisten mitattujen pitoisuuksien erona, Netto = ennen tehon laskemista keskimääräinen taustapitoisuus vähennetty sekä ylä- että alapuolisesta vedenlaadusta. Brutto Kiintoaine % Kok.P % Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 78 54 68 62 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kok.N % CODMn n % kpl 25 36 10 33 30 23 33 37 -18 -2 -27 7 22 31 61 50 19 16 7 15 -39 -7 63 Kesä Syksy 50 42 8 26 16 21 -19 -1 74 Itä-Suomi Kesä Syksy 75 98 34 86 36 48 -6 -10 26 Pintavalutus 22 72 49 72 48 Netto Kiintoaine % Kok.P % Kok.N % 88 56 77 68 32 58 17 42 42 37 46 49 73 63 22 24 10 23 64 51 19 35 24 27 84 100 39 100 45 58 Taulukko 7-3 Kasvillisuuskentällisten tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräinen puhdistusteho (%) Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Brutto = teho laskettu ylä- ja alapuolisten mitattujen pitoisuuksien erona, Netto = ennen tehon laskemista keskimääräinen taustapitoisuus vähennetty sekä ylä- että alapuolisesta vedenlaadusta. Brutto Kasvillisuuskenttä Kiintoaine % Pohjois-Suomi Kesä 21 Syksy 61 Kok.P % Kok.N % CODMn % kpl -8 38 -8 29 -63 -29 1 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 26 22 45 27 2 -3 14 11 17 7 7 10 -18 4 -19 -3 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 48 35 39 58 29 42 35 30 9 40 34 37 -7 30 1 22 Copyright © Pöyry Finland Oy n 7 9 14 18 17 4 4 4 4 Netto Kiintoaine % Kok.P % Kok.N % 4 82 -30 63 -73 50 42 31 60 32 17 -2 22 19 25 11 7 11 51 40 44 64 36 59 41 46 11 51 42 43 39 Kemiallinen käsittely on poistanut valumavedestä fosforin ja happea kuluttavan aineksen kohtalaisen hyvin. Etenkin taustapitoisuus huomioon ottaen fosforin poistuma (netto) on ollut erittäin tehokasta. Kiintoaineen poistumat ovat vaihdelleet ja typestä on saatu poistumaan yleensä noin 30 % (Taulukko 7-4). Taulukko 7-4 Kemikaloinnilla varustettujen tuotantovaiheen turvesoiden keskimääräinen puhdistusteho (%) Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. Brutto = teho laskettu ylä- ja alapuolisten mitattujen pitoisuuksien erona, Netto = ennen tehon laskemista keskimääräinen taustapitoisuus vähennetty sekä ylä- että alapuolisesta vedenlaadusta. Brutto Kiintoaine % Kok.P % Pohjois-Suomi Kesä Syksy 28 -13 Länsi-Suomi Kevät Kesä Syksy Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Kemikalointi Kok.N % CODMn n % kpl 79 73 42 34 68 57 18 34 72 52 68 87 87 29 38 26 71 83 75 1 79 68 47 25 84 90 89 42 36 44 37 3 68 77 74 16 11 2 2 1 1 45 1 Netto Kiintoaine % Kok.P % Kok.N % 31 -83 91 85 58 51 38 77 54 100 100 100 40 49 31 81 75 51 26 95 100 97 50 46 64 48 4 Kuntoonpanovaiheen turvetuotantoalueilla tehon tarkkailua on tehty enemmälti vuodesta 2009 alkaen. Taulukossa Taulukko 7-5 on esitetty keskimääräiset tulokset Länsi- ja Pohjois-Suomesta v. 2009–2011. Itä-Suomesta kuntoonpanosoiden tehontarkkailutietoja ei ollut. Nettoreduktiotarkastelua ei kuntoonpanosoiden osalta tehty. Pohjois-Suomen tarkkailukohteilla kiintoaine on poistunut jo pintavalutuskenttien käyttöönottovaiheessa tehokkaasti ja typen osalta on päästy samalle tasolle kuin tuotantovaiheen soilla, mutta puhdistustehot ovat fosforin ja humuksen suhteen olleet usein heikkoja (Taulukko 7-5). Kentiltä on tapahtunut fosforin ja orgaanisen aineen huuhtoutumista etenkin talvella ja kesällä. Kentän aikaisempi maankäyttö (ojitukset, metsän lannoitus) sekä kentän rakenteelliset ominaisuudet (virtaaman jakautuminen, turvepaksuus) vaikuttavat puhdistustehoon. Taulukko 7-5 Pintavalutuskenttien keskimääräiset puhdistustehot (%) bruttokuormituksesta kuntoonpanovaiheen turvesoilla Länsi- ja Pohjois-Suomessa v. 2009–2011. Kuntoonpano Pintavalutus Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Copyright © Pöyry Finland Oy Kiintoaine % Kok.P % Kok.N % CODMn n % kpl 82 57 45 72 5 5 -22 27 31 17 13 45 -9 -7 -51 2 15 13 47 8 74 61 60 65 21 16 25 28 32 28 21 26 -20 -1 -14 5 14 20 28 27 40 8 MUUN MAANKÄYTÖN OMINAISKUORMITUKSET 8.1 Luonnonhuuhtouma Luonnonhuuhtouman suuruutta voidaan laskea taulukossa Taulukko 6-1 esitettyjen keskimääräisten pitoisuuksien sekä keskimääräisen valunnan avulla. Käyttämällä Suomen valunnan keskitasoa 300 mm/a (noin 10 l/s km2) sekä ojittamattoman alueen veden laatua (kiintoaine 1,4 mg/l, fosfori 17 µg/l, typpi 460 µg/l ja COD Mn 32 mg/l O2) saadaan luonnontilaisen alueen huuhtoumaksi keskimäärin 4,4 kg/ha a kiintoainetta, 0,054 kg/ha a fosforia, 1,45 kg/ha a typpeä ja 100 kg/ha a CODMn. Luonnon taustahuuhtouman ja metsätaloustoimenpiteiden aiheuttaman kuormituksen laskemiseksi on Suomen ympäristökeskuksessa kehitetty typpi-, fosfori- ja kiintoainekuormituksen laskentamenetelmä KALLE (Finér ym. 2010). Laskentamenetelmässä käytetään eri alueille taulukossa 8-1 esitettyjä luonnonhuuhtoumaa kuvaavia vuosikuormituksia. Luvut pohjautuvat tutkimuksissa Mattsson ym. 2003 ja Kortelainen ym. 2006 esitettyyn aineistoon. Verrattaessa huuhtoumia turvetuotantoalueisiin on syytä käyttää koko Suomelle esitettyjä turvemaan arvoja. Turvemaavaltaisilla alueilla ei selkeää eroa huuhtoumien suuruudessa ole esiintynyt Suomen eri osien välillä (Finér ym. 2010). Myös kiintoaineelle on käytetty samaa keskimääräistä arvoa koko Suomen alueella. Huuhtoumat ovat lähes yhtä suuria kuin koottujen vedenlaatutietojen perusteella edellä arvioidut huuhtoumat. Taulukko 8-1 Luonnontilaisen metsäalueen huuhtoumat (Finér ym. 2010). Kiintoaine Kok.P kg/ha a kg/ha a Etelä-Suomi * 5.1 0.052 Pohjois-Suomi * 5.1 0.039 Koko Suomi ** 5.1 0.053 Kok.N kg/ha a 1.52 0.93 1.44 * turvemaata < 30 % ** turvemaata > 30 % Luonnontilaisen alueen huuhtoumia on esitetty eri julkaisuissa. Tyypillistä tuloksille on suuri vaihteluväli, mikä johtuu valuma-alueiden ominaisuuksien vaihtelusta. Luonnontilaisten valuma-alueiden kokonaistypen huuhtouma voi vaihdella välillä 0,3–2,9 kg/ha a, riippuen mm. maaperän koostumuksesta, kasvillisuudesta, topografiasta, typpilaskeumasta, hydrologiasta ja ilmastosta. Etelä-Suomessa sijaitsevan mustikkatyypin kankaan typpihuuhtouma voi olla lähes kymmenkertainen Pohjois-Suomessa sijaitsevaan karuun, mäntyvaltaiseen valuma-alueeseen verrattuna. Alueen kuusivaltaisuus sekä metsän korkeampi ikä lisää kokonaistypen huuhtoumaa. (Sillanpää ym. 2006) Fosforin osalta huuhtoumien vaihteluväli on ollut 0,03–0,15 kg/ha a (Kenttämies 1998). Maaperän geologiset ominaisuudet vaikuttavat fosforihuuhtoumaan ratkaisevasti. Luonnontilaisten alueiden fosforihuuhtoumien erojen syyt voivat olla monimutkaisia ja vaikeasti tulkittavia (Åström ym. 2005). Heikkinen (1999, Sallménin 2000 mukaan) on katselmuslausunnossa esittänyt luonnonhuuhtouman arvoiksi seuraavat: 17 kg/ha a kiintoainetta, 0,14 kg/ha a fosforia, 2,4 kg/ha a typpeä ja 128 kg/ha a CODMn. Suuruusluokan perusteella on mahdollista, että kyseiset luvut kuitenkin kuvaavat enemmänkin metsäojitettua aluetta kuin häiriintymätöntä luonnontilaista aluetta. Copyright © Pöyry Finland Oy 41 8.2 Metsätalous Metsätalouden aiheuttama vesistökuormitus on merkityksellisintä latvavesistöissä (Finér ym. 2010). Ravinnekuormitus voi olla luonnontilaiseen alueeseen nähden koholla useita vuosia, jopa pysyvästi, ojitusalueen hydrologiassa tapahtuneiden muutosten vuoksi. Kortelaisen ym. (2006) mukaan pitkän aikavälin vaikutuksia tarkasteltaessa metsätalousmailta huuhtoutuvan kokonaisfosforin määrä on noin kaksinkertainen häiriintymättömiin valuma-alueisiin verrattuna, vastaavasti kokonaistypen huuhtouma on noin 40 % suurempi. Saukkonen & Kortelainen (1995) mittasivat vanhoilla metsätalousalueilla Etelä- ja Pohjois-Suomessa keskimäärin fosforihuuhtoumaksi 0,1 kg/ha a, typpihuuhtoumaksi 1,9 kg/ha a ja kiintoainehuuhtoumaksi keskimäärin 3,9 kg/ha a. Metsätalousalueen huuhtouman suuruutta voidaan laskea myös taulukossa Taulukko 6-2 esitettyjen keskimääräisten pitoisuuksien sekä keskimääräisen valunnan avulla. Käyttämällä valuntana 300 mm/a (noin 10 l/s km2) sekä ojitetun alueen veden laatua (kiintoaine 5,0 mg/l, fosfori 46 µg/l, typpi 738 µg/l ja CODMn 41 mg/l O2) saadaan metsäojitetun alueen huuhtoumaksi keskimäärin 16 kg/ha a kiintoainetta, 0,15 kg/ha a fosforia, 2,3 kg/ha a typpeä ja 129 kg/ha a CODMn. Verrattuna Saukkosen & Kortelaisen tuloksiin, kiintoainehuuhtouma on vedenlaadun perusteella laskettuna selvästi suurempi mutta fosfori ja typpi ovat samaa luokkaa. Metsätalouden kuormituksen KALLE –laskentamenetelmää varten on koottu tutkimuksista keskimääräisiä metsätalouden fosforin, typen ja kiintoaineen huuhtoumatietoja (Finér ym. 2010). KALLE –laskentamenetelmässä metsätaloustoimenpiteiden kuormituksia laskettaessa oletetaan, että metsätaloustoimenpiteiden vesiensuojelusta on huolehdittu jättämällä suojakaistoja ja kunnostusojituksessa rakentamalla laskeutusaltaita. Taulukossa Taulukko 8-2 on esitetty metsätaloustoimenpiteiden aiheuttama lisäkuormitus (netto-ominaiskuormitus) kymmenen vuoden ajalla toimenpiteestä. Kunnostusojituksen 10 vuodelle jaettu keskimääräinen ominaiskuormitus on noin 0,10 kg/ha a fosforia ja 75 kg/ha a kiintoainetta. (Finér ym. 2010) Kuormituksen vaihteluväli on erittäin suuri, mutta kuormitus on suurinta ensimmäisten viiden vuoden aikana. Metsänuudistamisen (hakkuu, maanmuokkaus) fosforikuormitus on kunnostusojitusta pienempää. Hakkuun aiheuttaman typpikuormituksen on arvioitu olevan keskimäärin 2,6 kg/ha a. Kuormitukset ovat suurempia kuin luonnontilaisen alueen (Taulukko 8-1). Typen osalta Finérin (ym.) esittämä keskimääräinen huuhtouma on samaa luokkaa kuin keskimääräisten vedenlaatutietojen perusteella laskettu, mutta fosforihuuhtouma on hieman pienempi. Taulukko 8-2 Metsätaloustoimenpiteiden aiheuttama lisäkuormitus (netto-ominaiskuormitus) toimenpiteen jälkeisten 10 vuoden keskiarvona sekä kuormituksen muutos toimenpiteen jälkeen (1. vuosi toimenpiteen jälkeen … 10. vuosi toimenpiteen jälkeen) (Finér ym. 2010). Hakkuu, maanmuokkaus vaihtelu 1. vuosi --> 10.vuosi Kunnostusojitus vaihtelu 1. vuosi --> 10.vuosi Kiintoaine kg/ha a - Kok.P kg/ha a 0.064 0.10…0.01 Kok.N kg/ha a 2.59 4.30…0.007 74.9 420…7 0.098 0.42…0.007 - Kunnostusojituksen yhteydessä tehtävillä laskeutusaltailla on oletettu voitavan poistaa kiintoainehuuhtoumasta 30 %, minkä mukana pienenee hieman myös fosforikuormitus. Copyright © Pöyry Finland Oy 42 Kunnostusojituksen on arvioitu lisäävän alapuoliseen vesistöön kiintoaineen mukana huuhtoutuvaa fosforin määrää, mutta ei vaikuttavan kokonaistypen huuhtoutumiseen. Kuitenkin tämä arviointitapa voi aliarvioida todellista typpikuormitusta, jos orgaanista typpeä sisältävää kiintoainesta irtoaa ojituksen seurauksena runsaasti eikä sitä saada laskeutusaltaissa poistettua. (Finér ym. 2010) Kuormitus tulee aliarvioiduksi myös, jos metsätaloustoimenpiteiden vesiensuojelusta ei ole todellisuudessa kaikkialla huolehdittu asianmukaisesti, mikä on hyvin todennäköistä. Metsätalousalueen kokonaiskuormituksia arvioitaessa taulukon 8-2 lukuihin on lisättävä luonnonhuuhtouman osuus. KALLE-laskentatyökalu on ladattavissa Metlan internetsivuilta. KALLE-menetelmässä ei arvioida orgaanisen aineen kuormituksia. Saukkosen ja Kortelaisen (1995) tutkimuksessa havaittiin pienillä metsätalousvaluma-alueilla orgaanisen hiilen huuhtoumaksi (TOC) Etelä-Suomessa 61 kg/ha a ja Pohjois-Suomessa 50 kg/ha a. Muuntokertoimella 1,3 CODMn-huuhtoumaksi arvioidaan Etelä-Suomessa 79 kg/ha a ja Pohjois-Suomessa 65 kg/ha a. Nämä luvut ovat brutto-ominaiskuormituksia eli kuvaavat kokonaishuuhtoumaa. 8.3 Maatalous Maatalous on vesiemme suurin ravinnekuormittaja. Peltoviljelyn ravinnekuormitukseen vaikuttaa eroosion voimakkuus, joka riippuu pellon maalajista, jyrkkyydestä ja liukoisten ravinteiden huuhtoutumisalttiudesta. Eroosion voimakkuuteen vaikuttaa myös pellolla viljeltävä laji, viljavuus, kuivatustilanne ja lannoituskäytäntö. Karjanlannan levitys yhdistää peltoviljelyn ja karjatalouden kuormituksen. Suomessa on arvioitu huuhtoutuvan fosforia viljellyistä maista 0,8–1,9 kg/ha a. Typpeä huuhtoutuu viljellyiltä mailta Suomessa noin 10–20 kg/ha a. Näihin huuhtoutumiin sisältyy myös karjanlannan levitys (Rekolainen ym. 1995, Vuorenmaa ym. 2002, Ylivainio ym. 2002). Kiintoaineen osalta arvioidut peltoviljelyn huuhtoumat ovat olleet suuria vaihdellen 610–3300 kg/ha a välillä (Karjaanjoki-life 2005). Kuormitusten vaihtelu on hyvin suurta riippuen mm. peltojen kaltevuudesta, suojakaistoista, viljelykasveista, lannoitteista ja viljelymenetelmistä. Maatalouden aiheuttamat huuhtoumat vesiin ovat joka tapauksessa yleensä moninkertaiset verrattuna metsätalouden keskimääräisiin huuhtoumiin. 9 TURVETUOTANTOALUEEN KUORMITUKSEN ARVIOINNISSA KÄYTETTÄVÄT OMINAISKUORMITUSLUVUT 9.1 Nettokuormituksen laskenta Turvetuotantoalueiden netto-ominaiskuormitukset saadaan vähentämällä mitatuista brutto-ominaiskuormituksista arvioidun luonnonhuuhtouman osuus. Etelä-Suomen turvesoiden päästötarkkailuissa on koko tarkasteluvuosijaksolla käytetty luonnonhuuhtouman arvioinnissa yhteisesti sovittuja luonnontilaisen alueen taustapitoisuuksia (2 mg/l kiintoainetta, 20 µg/l fosforia ja 500 µg/l typpeä). Taustapitoisuuksien ja turvetuotantoalueelta mitatun valuman avulla on laskettu tarkkailukohteen taustakuormitus, joka on vähennetty mitatusta bruttokuormituksesta. Pohjois-Suomessa vastaavaan nettokuormitusten laskutapaan siirryttiin vuonna 2004; vuoteen 2003 asti taustahuuhtoumat Copyright © Pöyry Finland Oy 43 arvioitiin Siuruanjoella sijaitsevalta Vitmaojan valuma-alueelta mitattujen kuormitustietojen perusteella. CODMn-arvolle ei ole aiemmin laskettu nettokuormituksia tarkasteluvuosijaksolla millään alueella. Tätä työtä varten ne laskettiin siten, että taustapitoisuutena käytettiin metsäojitettujen kohteiden keskimääräisiä arvoja 36 mg/lO2 Pohjois-Suomessa ja 49 mg/lO2 Etelä-Suomessa. Arvo saatiin kohdassa 6.2 esitetyn metsäojitettujen alueiden vedenlaatutarkastelun mukaisesti. Kullekin kohteelle laskettiin tausta-CODMn-kuormitus taustapitoisuuden ja kohteella mitatun valuman avulla. 9.2 Kuntoonpanovaihe Kuntoonpanovaiheessa tehtävä sarkaojitus nostaa alueelta lähtevää vuosivaluntaa turpeen pintakerroksiin varastoituneen vesimäärän tyhjentymisen takia, mutta vaikutukset ovat kirjallisuuden perusteella havaittavissa vain lähinnä ensimmäisen vuoden aikana; suurimmat vaikutukset keskittyvät jo muutamiin ensimmäisiin kuukausiin sarkaojituksen jälkeen. Vesivaraston alkuvaiheen tyhjentymisen jälkeen ojituksen vaikutukset ovat pysyvät ja samanlaiset kuntoonpanovaiheen loppuajan sekä tuotantovaiheen alettua. Kuntoonpanovaihe kestää usein enintään 2 vuotta (liite 4). Hyvissä olosuhteissa kuntoonpano turvetuotantoa varten voi kestää jopa alle vuoden. Tuotantovaiheessa ei tapahdu oleellisia muutoksia keskivalumaan; valumatilanteet voivat sen sijaan äärevöityä kuntoonpanovaiheesta, koska vettä haihduttava ja pidättävä pintakerros poistetaan tuotantokentältä. Kuntoonpanovaiheen ominaiskuormitusten laskennassa on oletettu, että sarkaojitusta seuraavana ensimmäisenä vuotena noin 6 kuukauden ajan valumat ovat noin kaksinkertaiset verrattuna tuotantoalueisiin, jonka jälkeen valuma laskee tuotantovaiheen soiden tasolle (Sallantaus 1983). Kuntoonpanovaiheen ominaiskuormitukset on laskettu ensimmäiselle vuodelle käyttämällä keskivalumana 1,5 × tuotantosoiden keskivalumaa. Sitä seuraaville vuosille valumana on käytetty tuotantosoiden keskivalumaa. 9.2.1 Ympärivuotinen pintavalutuskenttä Pintavalutuskentällisiltä kuntoonpanosoilta oli kohtalaisen paljon vedenlaatuaineistoa (liite 2), jota on hyödynnetty kuormitusten arvioinnissa. Kuntoonpanokohteilta mitatut ominaiskuormitukset ovat kuitenkin olleet monin osin pienempiä kuin tuotantosoilla. Koska tarkkailutuloksissa ei välttämättä ole saatu näkymään sarkaojituksen aloituksesta johtuvaa vesivaraston tyhjenemisvaluntaa, mitattua kuormitusaineistoa ei ole käytetty kuntoonpanovaiheen ominaiskuormituksen arvioinnissa, vaan pintavalutuskentällisille kuntoonpanosoille ominaiskuormitukset on laskettu alueittain kuntoonpanosoiden keskimääräisellä vedenlaadulla sekä tuotantosoiden 1…1,5 -kertaisilla valumilla. LänsiSuomen aineistosta jätettiin pois Pirttiahonsuon kevään 2011 tulokset, koska tuolloin vesiä meni pintavalutuskentän ohi ja toisaalta tuloaltaan penkalta pääsi turvetta tuloaltaaseen, joten kuormitustulokset eivät ole edustavia. Pintavalutuskentällisten kuntoonpanosoiden ominaiskuormitukset on esitetty taulukoissa Taulukko 9-1 ja Taulukko 9-2. Pohjois- ja Itä-Suomen pintavalutuskentällisille kuntoonpanosoille tällä menetelmällä lasketut ominaiskuormitukset olivat ensimmäistä ojitusvuotta seuraavina vuosina (Taulukko 9-2) keskimäärin 21–26 % suurempia verrattuna pintavalutuskentällisten tuotantosoiden mitattuihin kuormituksiin (Taulukko 9-6). Kuten edellä on jo mainittu, Itä-Suomen pintavalutuskentällisten kohteiden kohdalla jouduttiin käyttämään aineiston vähäisyyden vuoksi talven, kevään ja syksyn osalta koko Suomen keskimääräistä ominaiskuormitusaineistoa. Länsi-Suomen kohdalla erot Copyright © Pöyry Finland Oy 44 kuntoonpanovaiheen ja tuotantovaiheen ominaiskuormituksien välillä olivat pienempiä. Typpikuormitus oli Länsi-Suomen kuntoonpanosoilla pienempi kuin tuotantosoilla. Taulukko 9-1 Pintavalutuskentällisten kuntoonpanovaiheen turvesoiden keskimääräiset ominaiskuormitukset ensimmäisenä kuntoonpanovuonna. 1. ojitusvuosi Pintavalutus Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kes ä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Länsi-Suomi Talvi Kevät Kes ä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Itä-Suomi Talvi Kevät Kes ä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Brutto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 41 335 74 64 82 0,88 2,67 0,86 0,90 1,03 18 65 18 32 24 481 1808 677 716 697 19 184 44 17 42 0,65 1,17 0,56 0,43 0,64 12 27 11 20 14 74 0,0 142 0,0 84 30 0,38 8,7 254 16 0,23 5,1 31 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 92 354 121 75 123 1,76 2,73 0,96 1,42 1,48 31 49 17 39 28 1025 1464 798 1553 1026 56 279 99 29 89 1,41 1,98 0,74 0,96 1,13 22 30 11 27 19 157 0,0 246 431 211 45 0,54 10 374 32 0,41 6,9 77 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 60 426 116 81 115 1,18 3,43 1,70 1,26 1,59 23 67 23 38 28 668 1925 797 1200 882 32 309 93 31 80 0,90 2,26 1,47 0,77 1,23 16 38 17 26 19 0,0 0,0 220 0,0 90 42 0,58 10 322 29 0,45 7,1 33 Copyright © Pöyry Finland Oy 45 Taulukko 9-2 Pintavalutuskentällisten kuntoonpanovaiheen turvesoiden keskimääräiset ominaiskuormitukset 2. ja sitä seuraavina kuntoonpanovuosina. 2. ja seuraavat kuntoonpanovuodet Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N g/ha d g/ha d g/ha d Pohjois-Suomi Talvi Kevät CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 28 223 49 43 0,59 1,78 0,57 0,60 12 43 12 21 321 1205 451 477 13 123 30 11 0,43 0,78 0,38 0,28 8,1 18 7,1 13 50 0,0 94 0,0 Vuosi g/ha d 55 0,69 16 465 28 0,43 9,3 56 Vuosi kg/ha a 20 0,25 5,8 170 10 0,16 3,4 20 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 61 236 81 50 82 1,18 1,82 0,64 0,95 0,98 21 33 11 26 18 684 976 532 1035 684 37 186 66 19 59 0,94 1,32 0,49 0,64 0,75 15 20 7,6 18 13 105 0,0 164 287 140 30 0,36 6,7 250 22 0,28 4,6 51 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 40 284 78 54 77 0,79 2,29 1,14 0,84 1,06 15 45 15 25 19 445 1283 531 800 588 21 206 62 21 53 0,60 1,51 0,98 0,51 0,82 11 25 12 17 13 0,0 0,0 146 0,0 60 28 0,39 6,9 215 19 0,30 4,7 22 Kesä Syksy Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Kuntoonpanovaiheen yleisesti ottaen hieman heikommasta veden laadusta sekä hieman suuremmasta valumasta johtuen ensimmäisen ojitusvuoden keskimääräiset ominaiskuormitukset ovat selvästi suurempia verrattuna tuotantovaiheen turvesoihin (Taulukko 9-6). Suurimmalla osalla uusista kuntoonpanokohteista on ympärivuotisesti toimiva pintavalutuskenttä. Copyright © Pöyry Finland Oy 46 9.2.2 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana Perustason kuntoonpanokohteiden aineiston suppeudesta johtuen sulan maan aikaisen pintavalutuksen ominaiskuormituksien laskennassa talven ja kevään osalta käytettiin tuotantovaiheen soiden tarkkailutuloksia, sillä kuntoonpanovaiheen ja tuotantovaiheen valumaveden laadulla ei ole todettu olevan huomattavia oleellisia eroja. Ensimmäisen ojitusvuoden osalta käytettiin tuotantosoiden 1,5 -kertaisia valumia. Kesän ja syksyn laskenta tehtiin samalla tavalla kuin ympärivuotisen pintavalutuksen kuntoonpanokohteilla. Tulokset on esitetty taulukoissa Taulukko 9-3 ja Taulukko 9-4. Sulan maan aikaisen pintavalutuksen kuntoonpanovaiheen ominaiskuormitukset ovat yleisesti ottaen suurempia kuin ympärivuotisen pintavalutuksen (taulukot Taulukko 9-1 ja Taulukko 9-2). CODMn:n osalta kuitenkin Pohjois- ja Länsi-Suomessa koko vuoden ominaiskuormitus on hieman pienempi kuin ympärivuotisessa pintavalutuksessa. LänsiSuomessa tilanne on samanlainen myös fosforin suhteen. Taulukko 9-3 Sulan maan aikaisen pintavalutuksen kuntoonpanovaiheen turvesoiden keskimääräiset ominaiskuormitukset ensimmäisenä kuntoonpanovuonna. 1. ojitusvuosi Pintavalutus CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 24 127 18 32 32 199 1373 677 716 538 118 1350 44 17 187 1,42 4,15 0,56 0,43 1,23 18 81 11 20 21 0,0 0,0 142 0,0 52 0,60 11,7 196 68 0,45 7,8 19 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 147 477 121 75 156 1,38 2,78 0,96 1,42 1,33 50 66 17 39 37 983 1358 798 1553 1000 105 396 99 29 118 0,96 1,97 0,74 0,96 0,95 39 46 11 27 27 0,0 0,0 246 431 148 57 0,48 13 365 43 0,35 9,9 54 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Vuosi g/ha d 273 1361 116 81 277 2,53 6,38 1,70 1,26 2,37 55 134 23 38 47 1045 2898 797 1200 1112 220 1185 93 31 226 2,00 4,62 1,47 0,77 1,86 42 90 17 26 34 0,0 0,0 220 0,0 90 Vuosi kg/ha a 101 0,86 17 406 83 0,68 12,4 33 Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Brutto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d 142 1533 74 64 230 1,66 5,98 0,86 0,90 1,66 84 Copyright © Pöyry Finland Oy 47 Taulukko 9-4 Sulan maan aikaisen pintavalutuksen kuntoonpanovaiheen turvesoiden keskimääräiset ominaiskuormitukset 2. ja sitä seuraavina kuntoonpanovuosina. 2. ja seuraavat kuntoonpanovuodet Pintavalutus Kiintoaine Kok.P Kok.N g/ha d g/ha d g/ha d Pohjois-Suomi Talvi Kevät CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Syksy 95 1022 49 43 1,11 3,98 0,57 0,60 16 85 12 21 133 915 451 477 79 900 30 11 0,95 2,77 0,38 0,28 12 54 7,1 13 0,0 0,0 94 0,0 Vuosi g/ha d 153 1,10 21 359 125 0,82 14 35 56 0,40 7,8 131 46 0,30 5,2 13 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 98 318 81 50 104 0,92 1,85 0,64 0,95 0,88 33 44 11 26 24 655 905 532 1035 667 70 264 66 19 79 0,64 1,31 0,49 0,64 0,63 26 31 7,6 18 18 0,0 0,0 164 287 99 38 0,32 8,9 243 29 0,23 6,6 36 Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d 182 907 78 54 185 1,69 4,26 1,14 0,84 1,58 37 89 15 25 31 697 1932 531 800 742 146 790 62 21 151 1,33 3,08 0,98 0,51 1,24 28 60 12 17 23 0,0 0,0 146 0,0 60 67 0,58 11,4 271 55 0,45 8,3 22 Kesä Vuosi kg/ha a Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Vuosi kg/ha a Copyright © Pöyry Finland Oy 48 9.3 Tuotantovaihe 9.3.1 Perustaso Taulukossa Taulukko 9-5 on esitetty perustason vesienkäsittelyllä (laskeutusaltaat / sarkaojapidättimet / virtaamansäätö) varustettujen turvetuotantoalueiden keskimääräiset ominaiskuormitukset vuosilta 2003–2011 Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa. LänsiSuomessa ominaiskuormitukset olivat yleisesti hieman pienempiä kuin muualla Suomessa, mutta CODMn:n osalta selvästi pienin ominaiskuormitus oli Pohjois-Suomessa. Perustason turvesoiden tulokset on esitetty myös liitteessä 2. Taulukko 9-5 Perustason turvetuotantoalueiden keskimääräiset ominaiskuormitukset. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Netto Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl 89 760 194 149 194 1,19 3,34 0,66 0,90 1,15 19 83 24 54 30 142 864 340 311 298 70 643 165 119 161 1,01 2,19 0,44 0,61 0,86 14 52 18 46 23 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 28 30 50 14 Vuosi kg/ha a 71 0,42 11 109 59 0,31 8,2 0,0 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 92 260 73 141 0,76 1,32 0,52 0,79 31 41 15 35 627 716 402 748 66 203 60 113 0,50 0,78 0,39 0,53 24 26 12 28 0,0 0,0 71 54 Vuosi g/ha d 103 0,71 26 555 80 0,48 20 35 Vuosi kg/ha a 38 0,26 9,5 203 29 0,18 7,3 13 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d 155 676 188 331 231 1,32 3,08 1,26 1,97 1,51 40 87 29 63 42 287 1511 793 1197 695 129 400 135 290 172 1,04 1,83 0,98 1,49 1,13 35 52 21 51 32 0,0 0,0 80 0,0 33 Vuosi kg/ha a 84 0,55 15 254 63 0,41 12 12 Perustaso Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Copyright © Pöyry Finland Oy 120 121 120 120 20 27 84 26 49 9.3.2 Ympärivuotinen pintavalutuskenttä Taulukossa Taulukko 9-6 on esitetty ympärivuotisesti toiminnassa olevien pintavalutuskenttien keskimääräiset ominaiskuormitukset eri vuodenaikoina 2003–2011. ItäSuomen kohdalla käytettiin aineiston vähäisyyden vuoksi talven, kevään ja syksyn osalta koko Suomen keskimääräistä pintavalutuskentällisten soiden ominaiskuormitusaineistoa. Pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset ovat Pohjois-Suomessa selvästi pienempiä kuin Etelä-Suomessa. Pintavalutuskenttien tarkkailutulokset ovat taulukoituna myös liitteessä 2. Taulukko 9-6 Pintavalutuskentällisten turvetuotantoalueiden keskimääräiset ominaiskuormitukset. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d n kpl 25 180 45 46 48 0,21 1,34 0,43 0,50 0,43 7,8 41 9,6 26 14 137 717 287 408 275 13 93 28 22 26 0,08 0,42 0,25 0,21 0,19 4,1 18 5,0 17 7,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 60 55 192 76 Vuosi kg/ha a 18 0,16 4,9 100 10 0,07 2,6 0,0 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 57 298 52 90 0,75 1,25 0,55 0,78 25 36 13 36 520 652 498 811 35 249 38 61 0,53 0,76 0,41 0,49 20 24 10 28 0,0 0,0 143 68 Vuosi g/ha d 78 0,71 22 553 57 0,49 17 66 Vuosi kg/ha a 29 0,26 8,1 202 21 0,18 6,2 24 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d 39 249 61 80 70 0,45 1,35 0,52 0,78 0,59 15 41 14 31 19 309 741 415 579 417 23 166 37 53 44 0,28 0,58 0,25 0,48 0,31 11 20 8,9 23 12 0,0 0,0 115 24 50 Vuosi kg/ha a 25 0,22 6,8 152 16 0,11 4,5 18 Pintavalutus Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Vuosi g/ha d Copyright © Pöyry Finland Oy 50 50 50 49 112 114 72 140 50 9.3.3 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana Taulukossa Taulukko 9-7 on esitetty sulan maan aikaisen pintavalutuksen ominaiskuormitukset. Laskennassa käytettiin talven ja kevään osalta perustason ominaiskuormituksia ja kesän sekä syksyn osalta pintavalutuskentällisten kohteiden kuormituksia. Taulukko 9-7 Sulan maan aikaisen pintavalutuksen keskimääräiset ominaiskuormitukset. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Netto Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl 1,19 3,34 0,43 0,50 1,02 19 83 9,6 26 22 142 864 287 408 290 70 643 28 22 99 1,01 2,19 0,25 0,21 0,74 14 52 5,0 17 14 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 28 30 192 76 Vuosi g/ha d 89 760 45 46 126 Vuosi kg/ha a 46 0,37 8,0 106 36 0,27 5,2 0,0 Vuosi g/ha d 92 260 52 90 89 0,76 1,32 0,55 0,78 0,72 31 41 13 36 25 627 716 498 811 601 66 203 38 61 65 0,50 0,78 0,41 0,49 0,49 24 26 10 28 19 0,0 0,0 143 68 66 Vuosi kg/ha a 32 0,26 9,2 219 24 0,18 6,9 24 1,32 3,08 0,52 0,78 1,08 40 87 14 31 32 287 1511 415 579 472 129 400 37 53 105 1,04 1,83 0,25 0,48 0,72 35 52 8,9 23 24 0,0 0,0 Vuosi g/ha d 155 676 61 80 151 115 24 50 Vuosi kg/ha a 55 0,39 12 172 38 0,26 8,9 18 Pohjois-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 120 121 50 49 Itä-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 9.3.4 20 27 72 140 Ojitetut ja ojittamattomat pintavalutuskentät Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset vuosilta 2003–2011 eri vuodenaikoina on esitetty seuraavassa taulukossa (Taulukko 9-8). Pintavalutuskentät on jaettu vain ojitettuihin ja ojittamattomiin, eli esimerkiksi ojituksen laajuutta tai ojien suuntia ei ole huomioitu tarkastelussa tarkemmin. Ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset olivat keskimäärin hieman pienempiä kuin ojitettujen. Vuositasolla suurin ero oli fosforissa, jonka ominaiskuormitukset ojittamattomilla pintavalutuskentillä olivat keskimäärin 35 % pienempiä (bruttokuormituksia tarkasteltaessa). Kiintoaineen osalta ero oli 27 %, kemiallisen hapenkulutuksen (CODMn) osalta 16 % ja typen osalta 9 %. Talvella ominaiskuormitusten erot olivat jokaisen parametrin suhteen suurempia kuin kesällä, mikä viittaa ojittamattomien kenttien parempaan toimintaan varsinkin talvikaudella. Esimerkiksi kiintoaineen talven ominaiskuormitus ojittamattomilla pintavalutuskentillä oli 40 % ja kesällä 12 % pie- Copyright © Pöyry Finland Oy 51 nempi kuin ojitetulla pintavalutuskentällä. Vastaavasti CODMn:n ominaiskuormitus oli talvella 37 % ja kesällä 15 % pienempi kuin ojitetulla kentällä. Taulukko 9-8 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset koko maassa 2003–2011. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Ojitetut Netto Vesien- Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n suojelu g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl Koko maa Talvi pvk 52 0,60 17 396 31 0,38 12 0,0 46 Kevät pvk 263 1,55 40 652 186 0,89 21 0,0 45 Kesä pvk 54 0,58 12 385 36 0,41 7,9 42 99 Syksy pvk 58 118 1,09 31 574 88 0,76 23 0,0 Vuosi g/ha d 78 0,73 19 434 53 0,48 12 17 Vuosi kg/ha a 29 0,27 6,9 158 19 0,17 4,5 6,0 Kok.P Kok.N CODMn Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl Brutto Ojittamattomat Vesien- Kiintoaine suojelu g/ha d Netto Koko Suomi Talvi pvk 31 0,36 15 251 17 0,22 11 0,0 66 Kevät pvk 236 1,20 41 794 150 0,35 19 0,0 69 Kesä pvk 48 0,42 11 327 29 0,21 6,0 0,0 215 Syksy pvk 51 0,55 31 584 25 0,25 23 0,0 82 Vuosi g/ha d 57 0,47 17 365 34 0,23 11 0,0 Vuosi kg/ha a 21 0,17 6,3 133 12 0,08 4,1 0,0 Taulukoissa Taulukko 9-9 ja Taulukko 9-10 on esitetty Pohjois-Suomen ja LänsiSuomen tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien keskimääräiset ominaiskuormitukset. Pohjois-Suomessa ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset olivat koko maan tavoin pienempiä kuin ojitettujen kenttien ja vuositasolla suurimmat erot olivat kiintoaineen ja fosforin ominaiskuormituksissa (n. 30 %). Talven ja kesän ominaiskuormitusten erot olivat kaikkien parametrien osalta samaa luokkaa. Länsi-Suomessa ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset olivat fosforin (ero vuositasolla oli 39 %), kiintoaineen (25 %) ja CODMn:n (12 %) suhteen pienempiä kuin ojitettujen kenttien. Sen sijaan typen ominaiskuormitus oli ojittamattomilla pintavalutuskentillä vuositasolla keskimäärin 5 % suurempi. Talvella kaikki ominaiskuormitukset olivat selvästi pienempiä ojittamattomilla pintavalutuskentillä. Kesällä sekä typen (31 %) että CODMn:n (12 %) ominaiskuormitukset olivat suurempia ojittamattomilla pintavalutuskentillä. Tuloksia tarkasteltaessa on kuitenkin huomioitava suhteellisen pienet kohteiden lukumäärät. Itä-Suomen aineisto oli niin rajallinen, että sen osalta tarkempaa ominaiskuormitusten jaottelua ei ole tehty. Itä-Suomen osalta voidaan käyttää koko Suomen tuloksia, jotka sisältävät myös Itä-Suomen tulokset. Copyright © Pöyry Finland Oy 52 Taulukko 9-9 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset Pohjois-Suomessa 2003–2011. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Ojitetut Vesiensuojelu Netto Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl pvk 27 0,26 8,3 152 14 0,11 4,4 0,0 24 Pohjois-Suomi Talvi Kevät pvk 215 1,53 40 635 130 0,66 19 0,0 21 Kesä pvk 60 0,59 12 342 40 0,39 6,9 0,0 57 Syksy pvk 67 0,57 26 412 39 0,28 19 0,0 32 Vuosi g/ha d 60 0,53 15 295 37 0,28 8,3 0,0 Vuosi kg/ha a 22 0,19 5,3 108 13 0,10 3,0 0,0 Brutto Ojittamattomat Vesiensuojelu Netto Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn Kiintoaine Kok.P Kok.N CODMn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl Pohjois-Suomi Talvi pvk 24 0,18 7,4 127 12 0,06 3,9 0,0 36 Kevät pvk 158 1,21 42 766 71 0,28 17 0,0 34 Kesä pvk 38 0,36 8,7 264 22 0,19 4,2 0,0 135 Syksy pvk 31 0,46 26 404 9,3 0,16 16 0,0 44 Vuosi g/ha d 42 0,37 13 266 21 0,14 6,5 0,0 Vuosi kg/ha a 15 0,14 4,8 97 7,6 0,05 2,4 0,0 Taulukko 9-10 Tuotantovaiheen turvesoiden ojitettujen ja ojittamattomien pintavalutuskenttien ominaiskuormitukset Länsi-Suomessa 2003–2011. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Ojitetut Vesien- Netto Kok.N COD Mn Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl pvk 83 1,03 28 699 51 0,71 20 0,0 20 suojelu Kiintoaine Kok.P Länsi-Suomi Talvi Kevät pvk 297 1,65 38 591 247 1,15 25 0,0 21 Kesä pvk 55 0,65 12 475 41 0,52 8,3 133 22 Syksy pvk 104 0,92 26 764 76 0,64 18 26 20 Vuosi g/ha d 91 0,91 22 605 66 0,66 15 58 Vuosi kg/ha a 33 0,33 8,0 221 24 0,24 5,6 21 Brutto Ojittamattomat Vesiensuojelu Netto Kiintoaine Kok.P g/ha d g/ha d Kok.N COD Mn Kiintoaine Kok.P Kok.N COD Mn n g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d g/ha d kpl Länsi-Suomi Talvi pvk 39 0,56 23 400 23 0,40 20 0,0 30 Kevät pvk 290 0,92 34 709 243 0,44 22 0,0 29 Kesä pvk 51 0,47 15 534 36 0,32 11 150 28 pvk 77 0,66 43 864 49 0,37 35 96 29 Vuosi g/ha d 69 0,56 23 531 49 0,37 18 72 Vuosi kg/ha a 25 0,20 8,4 194 18 0,13 6,6 26 Syksy Copyright © Pöyry Finland Oy 53 9.3.5 Kasvillisuuskenttä, kosteikko Kasvillisuuskentällisten tarkkailusoiden keskimääräiset ominaiskuormitukset on esitetty taulukossa Taulukko 9-11. Pohjois- ja Itä-Suomesta oli kosteikkokentiltä aineistoa vain kesäajalta. Itä-Suomessa myös kesän kuormitusaineisto oli niin pieni, että kuormitukset laskettiin koko Suomen aineiston avulla. Länsi-Suomessa kasvillisuuskenttien kiintoaine- ja fosforikuormitukset ovat olleet hieman suurempia kuin pintavalutuskentillä, mutta typpi- ja CODMn-kuormitukset ovat olleet hieman pienempiä kuin pintavalutuskentillä (vrt. Taulukko 9-6). Pohjois-Suomessa kasvillisuuskenttien kesän kuormitukset olivat hieman suurempia kuin Länsi-Suomessa ja Pohjois-Suomen pintavalutuskentillä. Kasvillisuuskenttien tarkkailutulokset ovat myös liitteessä 2. Taulukko 9-11 Kasvillisuuskentällisten turvetuotantoalueiden keskimääräiset ominaiskuormitukset. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Kasvillisuuskenttä Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d n kpl 74 0,59 11 323 56 0,38 6,0 0,0 20 Länsi-Suomi Talvi Kevät Kesä Syksy 77 527 55 107 0,98 2,31 0,47 0,96 23 46 7,8 29 480 714 305 786 56 459 41 80 0,75 1,61 0,34 0,77 18 29 4,3 23 0,0 0,0 0,0 0,0 40 41 40 40 Vuosi g/ha d 108 0,88 19 461 86 0,65 14 0,0 Vuosi kg/ha a 40 0,32 7,0 168 31 0,24 5,0 0,0 Itä-Suomi Kesä 61 0,51 8,8 312 46 0,36 4,9 1,8 Pohjois-Suomi Kesä 9.3.6 61 Kemikalointi Kemikalointisoilta saatuun tarkkailuaineistoon perustuvat keskimääräiset ominaiskuormitukset ovat taulukossa Taulukko 9-12. Länsi-Suomessa ei ole mitattu virtaamia kemikalointisoilla, joten kuormitukset on esitetty Pohjois- ja Itä-Suomen aineiston keskiarvona. Itä-Suomen kemikalointisoilla kiintoaineen, typen ja COD Mn:n ominaiskuormitukset ovat olleet suurempia kuin Pohjois-Suomessa. Suuremmat kuormitukset johtuvat siitä, että monella Itä-Suomen kemikalointisuolla käsittelyyn tulevan veden laatu on ollut Pohjois-Suomea heikompi, mikä voi heikentää puhdistustehoa. Myös keskivalumat ovat olleet Itä-Suomessa Pohjois-Suomen kemikalointisoita suurempia, mikä on osittain johtunut ulkopuolisista vesistä ja virtaaman laskentatavasta. Pohjois-Suomessa puolestaan keskimääräistä fosforikuormitusta hieman nostaa joillakin alueilla maaperän ominaisuuksista johtuen luontaisesti koholla oleva fosforipitoisuus. Kemikalointisoiden tarkemmat tulokset ovat myös liitteessä 2. Copyright © Pöyry Finland Oy 54 Taulukko 9-12 Kemikaloinnilla varustettujen turvetuotantoalueiden keskimääräiset käsittelykauden (kesä ja syksy) ominaiskuormitukset. n = kohteiden lukumäärä. Brutto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d n kpl Pohjois-Suomi Käsittelykausi 108 0,35 12 118 83 0,20 7,6 0,0 39 Länsi-Suomi Käsittelykausi 134 0,28 16 170 112 0,13 11 0,0 92 Itä-Suomi Käsittelykausi 153 0,23 18 217 134 0,07 14 0,0 53 Keskiarvo 134 0,28 16 170 112 0,13 11 0,0 Kemikalointi 9.4 Kuormituksen jakautuminen vuodenajoittain Kaikilta turvesoilta tuotantokaudella eli touko-lokakuun välisellä ajalla tulevan kuormituksen osuus koko vuoden kuormituksesta on v. 2003–2011 tarkkailutulosten perusteella jakson pituudella painotettuna Pohjois-Suomessa keskimäärin 48 %, Länsi-Suomessa 44 % ja Itä-Suomessa 52 % (Kuva 9-1, Kuva 9-2 ja Kuva 9-3). Etenkin Länsi-Suomessa talvikauden kuormituksen osuus on isommasta valumasta johtuen suhteellisesti suurempi kuin Pohjois-Suomessa; pohjoisessa vastaavasti kevätaikainen kuormitus on suhteessa suurempaa kuin etelässä. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % Talvi 50 % Kevät 40 % Kesä 30 % Syksy 20 % 10 % 0% Kiintoaine Fosfori Typpi CODMn Kaikki ka. Kuva 9-1 Tuotantovaiheen turvesoiden v. 2003–2011 kuormitusten jakautuminen vuodenajoittain Pohjois-Suomessa keskimäärin. Copyright © Pöyry Finland Oy 55 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % Talvi 50 % Kevät 40 % Kesä 30 % Syksy 20 % 10 % 0% Kiintoaine Fosfori Typpi CODMn Kaikki ka. Kuva 9-2 Tuotantovaiheen turvesoiden v. 2003–2011 kuormitusten jakautuminen vuodenajoittain Länsi-Suomessa keskimäärin. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % Talvi 50 % Kevät 40 % Kesä 30 % Syksy 20 % 10 % 0% Kiintoaine Fosfori Typpi CODMn Kaikki ka. Kuva 9-3 Tuotantovaiheen turvesoiden v. 2003–2011 kuormitusten jakautuminen vuodenajoittain Itä-Suomessa keskimäärin. Copyright © Pöyry Finland Oy 56 9.5 Ominaiskuormituslukujen käyttö vesistökuormituksen arvioinnissa Tässä selvityksessä koottuja keskimääräisiä ominaiskuormituslukuja voidaan käyttää turvetuotantoalueen vesistökuormituksen arviointiin ennen alueen turvetuotantoon ottamista, alueen kuntoonpanovaiheessa sekä tuotantovaiheessa. Seuraavassa on mainittu muutamia ominaiskuormituslukujen käyttöön liittyviä seikkoja. Arvio alueen vesistökuormituksesta turvetuotantoa edeltävässä tilanteessa saadaan, kun käytetään alueelta mitattua todellista veden laatua sekä kyseiselle vesistöalueelle sopivaa keskivalumaa. Mikäli hankealueelta ei ole käytettävissä omia ennakkotarkkailutuloksia, alueen vesistökuormitus ennen sen ottamista turvetuotantoon voidaan laskea luvussa 6 esitettyjen vedenlaadun pitoisuusarvojen (Taulukko 6-1, Taulukko 6-2 ja Taulukko 6-4) perusteella ojittamattomalle, metsäojitetulle tai jo aikaisemmin sarkaojitetulle alueelle. Mikäli alueen omaa valumaa ei ole tiedossa, voidaan kuormitusta arvioida käyttämällä esimerkiksi valuma-arvoa 10 l/s km2 , joka vastaa Suomen keskimääräistä vuosivalunnan tasoa (300 mm/a). Tällä valuma-arvolla ja keskimääräisillä pitoisuustiedoilla lasketut ominaiskuormitusluvut suoalueelle ennen turvetuotantoon ottamista on esitetty taulukossa Taulukko 9-13. Taulukon netto-ominaiskuormitukset ojitetulle alueelle on laskettu vähentämällä bruttoarvoista luonnontilaisen alueen kuormitukset. Kunkin suoalueen taustakuormitusta voidaan arvioida myös laskemalla turvesuon mitatuista ominaiskuormituksista brutto- ja nettokuormitusten erotus. Tällä tavoin taustakuormituksesta tulee todennäköisesti erisuuri kuin taulukossa (Taulukko 9-13) esitetyt taustakuormitukset. Tämä johtuu lähinnä suolta mitatun todellisen valuman ja tässä käytetyn valuma-arvon (10 l/s km2) erosta. Mitattua valumaa käyttäen saadaan todenmukaisempi kuva alueen taustakuormituksesta. Taulukko 9-13 Luonnontilaisen (ojittamattoman) sekä metsäojitetun ja sarkaojitetun suoalueen arvioidut ominaiskuormitukset keskivalumalla 10 l/s km2. Brutto Kiintoaine g/ha d Luonnontilainen (ojittamaton) Etelä-Suomi 10 Pohjois-Suomi 13 Koko maa 12 Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn 0.16 0.14 0.15 5.7 3.1 4.0 389 216 276 g/ha d Netto Kiintoaine g/ha d Kok.P g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Metsäojitettu Etelä-Suomi Pohjois-Suomi Koko maa 34 33 43 0.32 0.30 0.40 7.4 5.8 6.4 423 311 354 23 20 31 0.16 0.16 0.25 1.8 2.7 2.4 35 95 78 Sarkaojitettu Etelä-Suomi Pohjois-Suomi Koko maa 56 73 69 0.64 0.69 0.68 23 16 18 726 337 415 46 60 57 0.48 0.55 0.54 17 13 14 337 121 138 Turvetuotantoalueen kuntoonpano- ja tuotantovaiheiden kuormitusarviot voidaan tehdä edellä kappaleissa 9.2 ja 9.3 esitettyjen taulukoiden mukaisesti. Vuosikeskiarvot on koottu myös yhteenvetotaulukkoon Taulukko 11-1. Kuntoonpanovaiheen kuormitusarvio tulee laskea erikseen ensimmäiselle sarkaojitusvuodelle, jolloin vesistökuormitus on Copyright © Pöyry Finland Oy 57 suurimmillaan. Sarkaojitusvuotta seuraavana vuotena ja jäljellä olevana kuntoonpanoaikana kuormitus on hieman pienempää. Suurimmalla osalla uusista kuntoonpanokohteista on vesienkäsittelynä ympärivuotinen pintavalutuskenttä, jonka ominaiskuormitusluvut on esitetty edellä. Mikäli kohteessa kuitenkin on sulan maan aikana toiminnassa oleva pintavalutuskenttä, talven ja kevään osalta käytetään perustason vesienkäsittelyn ominaiskuormituksia. Taulukkoon Taulukko 11-1 koottuja ominaiskuormituksia voidaan käyttää vuosikuormituksien laskemiseksi. Itä-Suomen muita pienemmän tarkkailuaineiston vuoksi kuormituksia jouduttiin laskemaan paikoin käyttäen hyväksi koko Suomen aineistoa. Käytännössä kuormitukset on laskettu kaiken käytössä olleen aineiston painotetuilla keskiarvoilla. Samaa periaatetta on käytetty myös muutamien Pohjois- ja Länsi-Suomen puutteellisten vedenlaatujen ja kuormituksien arvioinnissa. Kemikalointisoiden (Taulukko 9-12) osalta erot Pohjois- ja Itä-Suomen mitatuissa kuormituksissa ovat johtuneet osittain mittaustavassa olleista eroista sekä käsittelyyn tulevan veden laadun eroista. Itse kemikalointikäsittely on samanlainen koko maassa. Kemikaloinnin osalta voidaan kesäajalta käyttää koko Suomen alueella taulukossa Taulukko 9-12 esitettyä keskimääräistä ominaiskuormitusta. 10 TURVETUOTANNON PÄÄSTÖT VERRATTUNA MUUHUN MAANKÄYTTÖÖN Taulukossa Taulukko 10-1 on vertailtu turvetuotantoalueiden ominaiskuormituksia tämän raportin luvussa 8 esitettyihin muun maankäytön keskimääräisiin ominaiskuormituksiin. Luonnontilaisen ja metsäojitetun alueen ominaiskuormitusten vaihteluvälit on laskettu vedenlaatutaulukoissa (Taulukko 6-1 ja Taulukko 6-2) olevan pitoisuuksien vaihteluvälin mukaan, käyttäen keskimääräistä 10 l/s km2 valumaa. Turvesoiden osalta on esitetty tuotantovaiheen pintavalutuskentällisten ja perustason turvesoiden vuositason ominaiskuormitusten keskiarvot sekä keskiarvojen vaihtelu maan eri osissa. Turvetuotantoalueilla keskimääräiset ominaiskuormitukset ovat kiintoaineen ja ravinteiden osalta selvästi suurempia kuin ojittamattomilla tai metsäojitetuilla alueilla. Kuitenkin vaihteluvälit ovat melko laajoja etenkin luonnontilaisilla ja metsätalousalueilla, jolloin turvesoiden kuormitukset voivat ulottua osittain samalle pitoisuusalueelle. Humuksen osalta keskimääräinen kuormitus on myös turvesoilla muita alueita suurempaa, mutta kuormituksissa ei ole suurta eroa, jos verrataan kuormitusten vaihteluvälejä (Taulukko 10-1). Vedenlaatutarkasteluiden yhteydessä kappaleessa 0 havaittiin, että tuotantovaiheen turvesoilta lähtevästä vedestä mitatut CODMn-arvot voivat olla samaa tasoa tai alhaisempia kuin Pohjois- tai Etelä-Suomelle kirjallisuus- ja tutkimuslähteiden perusteella arvioitu keskimääräinen taustapitoisuus. Turvetuotantoalueelta ei välttämättä huuhtoudu humusta vesistöön enempää kuin valumavedessä olisi ilman turvetuotantoa. Kuntoonpanovaiheessa turvesoiden pitoisuustasot ovat kuitenkin myös humuksen osalta tyypillisemmin taustatasoa suurempia. Pitoisuustasot turvetuotantoalueilta vesistöön purkautuneessa vedessä voivat olla keskimääräisen CODMn-tason alapuolella, vaikka puhdistusteho jää usein heikoksi. Turvesoiden tarkkailuaineiston perusteella humuksen poistuminen pintavalutuskentillä ja kosteikoilla on ollut suhteellisen heikkoa, ja esimerkiksi pintavalutuskentiltä on useimmiten lähtenyt pienimolekyylistä orgaanista ainesta liikkeelle. Pintavalutuskentällisten turvesoiden keskimääräinen CODMn-kuormitus on tarkkailuaineistojen perusteella ollut suurimmillaan noin 200–220 kg/ha a, joka on noin kaksinkertainen verrattuna luonnon- Copyright © Pöyry Finland Oy 58 huuhtouman tai metsätalouden keskimääräiseen tasoon (Taulukko 10-1). Maatalouden kuormitukset ovat pääsääntöisesti huomattavasti turvetuotantoalueita suurempia. Taulukko 10-1 Arvioitu luonnonhuuhtouma, metsätalouden (vanha ojitus / uusi kunnostusojitus) ja maatalouden ominaiskuormitus (brutto) sekä turvetuotantoalueiden ominaiskuormitusten keskiarvot Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa (brutto) v. 2003–2011 aineiston perusteella. Tulosten vaihteluväli esitetty suluissa (Heikkinen ja Saukkonen & Kortelainen eivät ole esittäneet vaihteluväliä). Kiintoaine kg/ha a Luonnonhuuhtouma (metsä) (0.9-48) 0.05 (0.02-0.15) 1.4 (0.29-2.3) 4.4 (1.3-30) 0.05 (0.03-0.17) 1.5 (1.0-2.7) 17 0.14 2.4 (vanha ojitus, >10 v.) 3.9 0.10 1.9 (vanha ojitus, >10 v.) 15.8 (2.5-35) 0.15 (0.03-0.18) 2.3 (1.2-3.6) 74.9 (7-420) 0.10 (0.01-0.42) 0.0 24 44 64 (18-29) (32-55) (38-84) 0.21 (0.16-0.26) 0.34 (0.26-0.39) 0.41 (0.26-0.55) 6.6 (4.9-8.1) 9.7 (8.0-12.0) 12 (10-15) (2 Luonnonhuuht./metsätalous Metsätalous Metsätalous (2 (3 (1 Metsätalous (kunnostusojitus, <5 v) Turvetuotanto ympärivuotinen PVK kesäaikainen PVK perustaso Maatalous Kok.N kg/ha a 5.1 Luonnonhuuhtouma (4 (1 Kok.P kg/ha a (5 1955 (610-3300) 1.35 (0.8-1.9) 1) Finér ym. 2010 2) laskettu keskimääräisen vedenlaadun ja 10 l/s km2 valuman perusteella 3) Heikkinen 1999 (katselmuslausunto), Sallménin (2000) mukaan 4) Saukkonen & Kortelainen 1995 5) Rekolainen ym. 1995, Vuorenmaa ym. 2002, Ylivainio ym. 2002, Karjaanjoki-life 2005 Copyright © Pöyry Finland Oy 15 CODMn kg/ha a 96 (63-180) 128 129 (66-196) (0) (10-20) 151 (100-202) 166 (106-219) 189 (109-254) 59 11 YHTEENVETO Turvetuotantoalueiden vesistökuormituksen arvioinnissa käytetyt laskentaperusteet ja aineistot ovat vaihdelleet paljon turvesoiden YVA-hankkeissa ja ympäristölupahakemuksissa. Arviointia on voinut vaikeuttaa tietyiltä alueilta olemassaolevan tarkkailuaineiston vähäisyys, mikä on heikentänyt arvioinnin luotettavuutta. Tässä selvityksessä on tarkasteltu turvetuotantoalueiden vesistökuormituksen laskentaperusteita ja koottu Vapo Oy:n vuosien 2003–2011 päästötarkkailuaineistojen ja kirjallisuuden perusteella käytettävät ominaiskuormitusluvut Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomen alueelle turvesoiden vesistökuormituksen laskentaa varten. Raportti on päivitys vuonna 2009 laadittuun vastaavaan selvitykseen. Useiden eri tutkimusten keskiarvona valumaveden laatu luonnontilaisilla, ojittamattomilla turvemailla on noin 1,4 mg/l kiintoainetta, 17 µg/l fosforia, 460 µg/l fosforia, 460 µg/l typpeä ja 32 mg/l O2 CODMn. Metsätalousalueilla puolestaan keskimääräinen veden laatu on hieman heikompi, noin 5,0 mg/l kiintoainetta, 46 µg/l fosforia, 738 µg/l typpeä ja 41 mg/l O2 CODMn. Turvetuotantoalueiden osalta metsäojitettujen alueiden veden laatu kuvaa usein paremmin vertailutilannetta ennen turvetuotantoa ja pitoisuustasoa turvesuon ympäristössä. Turvesoiden nettokuormitusten arvioimiseksi on luonnonhuuhtouman laskentaan yleisesti käytetty koko Suomessa sovittuja samoja taustapitoisuuksia (kiintoaine 2 mg/l, kokonaisfosfori 20 µg/l ja kokonaistyppi 500 µg/l). Humukselle (CODMn) taustapitoisuutta ei ole ollut käytössä. Tässä raportissa käytettiin kuormituslaskennassa humuksen taustapitoisuutena metsäojitettujen alueiden keskimääräistä CODMn-arvoa, joka on EteläSuomessa luontaisesti korkeampi (49 mg/l O2) kuin Pohjois-Suomessa (36 mg/l O2). Taulukkoon Taulukko 11-1 on koottu eri vesienkäsittelymenetelmille arvioidut keskimääräiset ominaiskuormitukset (g/ha d) vuositasolla. Sulan maan aikaisen pintavalutuksen ominaiskuormitukset on laskettu käyttämällä talvelle ja keväälle perustason ominaiskuormituksia ja kesälle ja syksylle pintavalutuksen ominaiskuormituksia. Sulan maan aikaisen kemikaloinnin osalta on vastaavasti käytetty talven ja kevään osalta perustason ominaiskuormituksia. Ympärivuotisesta kemikaloinnista ei ole riittävästi tarkkailuaineistoa luotettavien ominaiskuormituslukujen esittämiseksi. Kuntoonpanosoilta kuormitustarkkailuaineistoa on edelleen selvästi vähemmän kuin tuotantosoilta, joten suokohtainen sekä vuosien välinen huomattava vaihtelu korostuu aineistossa. Laskennassa on arvioitu kuntoonpanosoiden valuman olevan kuntoonpanovaiheen alussa ensimmäisenä sarkaojitusvuotena 1,5-kertainen verrattuna tuotantosoiden valumaan. Pintavalutuskentällisillä kuntoonpanosoilla ensimmäistä ojitusvuotta seuraavina vuosina kuormitukset olivat osassa Suomea noin 25 % suurempia kuin tuotantosoilla, mutta vaihtelua kuitenkin esiintyi, ja osittain kuormitukset olivat kuntoonpanosoilla pienempiä kuin tuotantosoilla. Pintavalutuskenttä on yleisin vesienkäsittelymenetelmä uusilla turvetuotantoalueilla ja se tulee myös tulevaisuudessa lisääntymään vanhoilla turvetuotantoalueilla. Tuotantovaiheen pintavalutuskentällisten soiden kuormitukset olivat Pohjois-Suomessa varsin pieniä verrattuna Länsi- tai Itä-Suomeen. Pintavalutuskentillä ravinteet ja kiintoaine saadaan yleensä suhteellisen hyvin poistumaan, mutta humuksen suhteen pintavalutuskentät toimivat verrattain heikosti ja puhdistustehot voivat jäädä negatiivisiksi. EteläSuomessa pintavalutuskenttien sijaintipaikat voivat usein olla lähtökohdiltaan heikompia kuin Pohjois-Suomessa, mikä heikentää niiden puhdistuskykyä Pohjois-Suomeen verrattuna. Sulan maan aikainen pintavalutus toimii kokonaisuutena ympärivuotista kenttää heikommin etenkin kiintoaineen ja typen suhteen. Pintavalutuskentän aiemmalla Copyright © Pöyry Finland Oy 60 ojituksella näyttää tulosten perusteella olevan jonkin verran vedenlaatua heikentävää vaikutusta verrattuna ojittamattomiin pintavalutuskenttiin. Kasvillisuuskentällisiin tarkkailukohteisiin sisältyy mm. haihdutus-imeytyskenttiä, ruokohelpikenttiä ja mm. pieniä pintavalutuskenttiä, jotka eivät täytä mitoitusarvoja. Kasvillisuuskenttien ominaiskuormituksissa oli kohteiden välillä melko paljon vaihtelua. Kemikalointi on sulan maan aikana tehokkain menetelmä fosforin ja humuksen poistamiseen, mutta vuositasolla sen kuormitusta usein nostaa talviaikana käytössä oleva perustason vesiensuojelu. Taulukko 11-1 Keskimääräiset ominaiskuormitukset turvesuon kuntoonpanovaiheessa (ojitusvuosi ja seuraavat kuntoonpanovuodet) sekä tuotantovaiheessa eri vesiensuojelumenetelmillä vuositasolla Pohjois-, Länsi- ja Itä-Suomessa keskimäärin. Brutto Jakso Kiintoaine Kok.P g/ha d g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Netto Kiintoaine Kok.P g/ha d g/ha d Kok.N g/ha d CODMn g/ha d Pohjois-Suomi KUNTOONPANOVAIHE PVK ympärivuotinen, 1. ojitusvuosi vuosi 82 1,0 24 697 42 0,6 14 84 PVK ympärivuotinen, seuraavat vuodet vuosi 55 0,7 16 465 28 0,4 9,3 56 PVK sulan maan aikana, 1. ojitusvuosi vuosi 230 1,7 32 538 187 1,2 21 52 PVK sulan maan aikana, seuraavat vuodet vuosi 153 1,1 21 359 125 0,8 14 35 TUOTANTOVAIHE Perustaso vuosi 194 1,1 30 298 161 0,9 23 0,0 Pintavalutuskenttä ympärivuotinen vuosi 48 0,4 14 275 26 0,2 7,1 0,0 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana vuosi 126 1,0 22 290 99 0,7 14 0,0 Kasvillisuuskenttä vuosi 111 0,9 20 464 87 0,7 14 0,7 Kemikalointi sulan maan aikana vuosi 170 0,9 23 219 141 0,7 16 0,0 vuosi 123 1,5 28 1026 89 1,1 19 211 Länsi-Suomi KUNTOONPANOVAIHE PVK ympärivuotinen, 1. ojitusvuosi PVK ympärivuotinen, seuraavat vuodet vuosi 82 1,0 18 684 59 0,8 13 140 PVK sulan maan aikana, 1. ojitusvuosi vuosi 156 1,3 37 1000 118 0,9 27 148 PVK sulan maan aikana, seuraavat vuodet vuosi 104 0,9 24 667 79 0,6 18 99 TUOTANTOVAIHE Perustaso vuosi 103 0,7 26 555 80 0,5 20 35 Pintavalutuskenttä ympärivuotinen vuosi 78 0,7 22 553 57 0,5 17 66 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana vuosi 89 0,7 25 601 65 0,5 19 66 Kasvillisuuskenttä vuosi 108 0,9 19 461 86 0,7 14 0,0 Kemikalointi sulan maan aikana vuosi 129 0,6 21 364 101 0,4 14 0,0 Itä-Suomi KUNTOONPANOVAIHE PVK ympärivuotinen, 1. ojitusvuosi vuosi 115 1,6 28 882 80 1,2 19 90 PVK ympärivuotinen, seuraavat vuodet vuosi 77 1,1 19 588 53 0,8 13 60 PVK sulan maan aikana, 1. ojitusvuosi vuosi 277 2,4 47 1112 226 1,9 34 90 PVK sulan maan aikana, seuraavat vuodet vuosi 185 1,6 31 742 151 1,2 23 60 TUOTANTOVAIHE Perustaso vuosi 231 1,5 42 695 172 1,1 32 33 Pintavalutuskenttä ympärivuotinen vuosi 70 0,6 19 417 44 0,3 12 50 Pintavalutuskenttä sulan maan aikana vuosi 151 1,1 32 472 105 0,7 24 50 Kasvillisuuskenttä vuosi 111 0,9 20 464 87 0,7 14 0,7 Kemikalointi sulan maan aikana vuosi 187 0,9 31 327 143 0,6 24 0,0 Copyright © Pöyry Finland Oy 61 Turvetuotantoalueiden valumaveden CODMn-arvot olivat tarkkailuaineistoissa monin paikoin samaa tasoa tai jopa pienempiä kuin keskimääräinen taustapitoisuuden taso. Tästä johtuen esimerkiksi Pohjois-Suomessa humukselle ei juurikaan ollut laskennallista nettokuormitusta. Vaikka selvitykseen koottiin taustapitoisuuden määrittämiseksi mahdollisimman laaja ja luotettava vedenlaatuaineisto eri lähteistä, humuspitoisuuden paikalliset vaihtelut voivat kuitenkin olla suuria, mikä luo epävarmuuta laajalle maantieteelliselle alueelle esitettyyn taustapitoisuuteen. Turvetuotantoalueiden tarkempia vesistövaikutusarvioita tehtäessä olisi syytä verrata turvetuotantoalueen veden laatua mieluiten kyseisen turvesuon läheltä mitattuun ja tunnettuun taustapitoisuustasoon. 12 VIITTEET Ahti, E., Kaunisto, S., Moilanen, M. & Murtovaara, I. (toim.). 2005. Suosta metsäksi. Suometsien ekologisesti ja taloudellisesti kestävä käyttö. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 947. Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimintayksikkö. Ahtiainen, M. & Huttunen, P. 1995. Metsätaloustoimenpiteiden pitkäaikaisvaikutukset purovesien laatuun ja kuormaan. Julkaisussa Saukkonen, S. & Kenttämies, K. (toim.): Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Alatalo, M. 2000. Metsätaloustoimenpiteistä aiheutunut ravinne- ja kiintoainekuormitus. Suomen ympäristö 381. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Finér, L., Mattsson, T., Joensuu, S., Koivusalo, H., Laurén, A., Makkonen, T., Nieminen, M., Tattari, S., Ahti, E., Kortelainen, P., Koskiaho, J., Leinonen, A., Nevalainen, R., Piirainen, S., Saarelainen, J., Sarkkola, S. ja Vuollekoski, M. 2010. Metsäisten valuma-alueiden vesistökuormituksen laskenta. Suomen ympäristö 10. Heikkinen, K. 1990. Transport of organic and inorganic matter in river, brook and peat mining water in the drainage basin of the River Kiiminkijoki. Aqua Fennica 20(2): 143– 155. Heikkinen, K. 2011. Valumavettä puhdistavat kosteikot ja pintavalutuskentät vesien hoidossa. TuKos-projektin seminaari 1.9.2011, seminaariaineisto. Hynninen, P. & Sepponen, P. 1983. Erään suoalueen ojituksen vaikutus purovesien laatuun Kiiminkijoen vesistöalueella Pohjois-Suomessa. Silva Fennica 17(1): 23–43. Ihme, R. 1994. Pintavalutus turvetuotantoalueiden valumavesien puhdistuksessa. VVT julkaisuja 798. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Imatran Voima Oy 1988. Soinin ja Karstulan kunnissa olevien turvetuotantoalueiden lähtötilanteen vedenlaatuselvitys. Ilmatieteen laitos 2012. Suomen ilmastoa kuvaavat vertailukauden 1981-2010 keskiarvot. http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmastollinen-vertailukausi. Luettu 28.8.2012. Joensuu, S. 2002. Effects of ditch network maintenance and sedimentation ponds on export loads of suspended solids and nutrients from peatland forests. Väitöskirja. Metsäntutkimuslaitos. Joensuu, S., Ahti, E. ja Vuollekoski, M. 2002. Effects of ditch network maintenance on the chemistry of run-off water from peatland forests. Scandinavian Journal of Forest Research 17: 238–247. Copyright © Pöyry Finland Oy 62 Joensuu, S., Vuollekoski, M. & Karosto, K. 2006. Kunnostusojituksen pitkäaikaisvaikutuksia. Julkaisussa: Kenttämies, K. & Mattsson, T. (toim.): Metsätalouden vesistökuormitus. MESUVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 816. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Joensuu, S., Vuollekoski, M., Kauppila, M. 2012. Valumaveden kiintoaine- ja fosforipitoisuuden kehityksestä kunnostusojituksen jälkeen. Vesitalous 4/2012: 30–34. Järvinen, V. & Vänni, T. 1998. Sadeveden pitoisuus- ja laskeuma-arvot Suomessa vuonna 1996. Suomen ympäristökeskuksen moniste 120. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Karjaanjoki-Life 2005. Vesiensuojelun suunnittelun integroiminen alueelliseen metsäsuunnitteluun – osahankkeen loppuraportti. Tapio. Kenttämies, K. 1998. The effects of modern boreal forestry practices on waters. Julkaisussa: Kajander, J.(toim.): XX Nordic Hydrological Conference. Nordic Association for Hydrology, Helsinki 1998. NHP Report 44: 142–162. Kenttämies, K. 2006. Metsätalouden fosfori- ja typpikuormituksen määritys. Julkaisussa Kenttämies, K. ja Mattsson, T. (toim.) 2006. Metsätalouden vesistökuormitus. MESUVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 816. Keränen, J. & Marja-aho, J. 2005. Pienten pintavalutuskenttien ja kosteikkojen ympärivuotinen käyttö turvetuotantovesien puhdistuksessa (PINKO). Loppuraportti vuosien 2001–2004 tutkimuksista. Vapo Oy Energia. Klöve, B. 2000. Turvetuotantoalueen vesistökuormituksen synty. Virtaaman säädön käyttö ja soveltaminen vesiensuojeluun. Jordforsk, Norwegian Centre for Soil and Environment Research. Klöve, B., Saukkoriipi, J., Tuukkanen, T., Heiderscheidt, E., Heikkinen, K., Marttila, H., Ihme, R., Depre, L. ja Karppinen, A. 2012. Turvetuotannon vesistökuormituksen ennakointi ja uudet hallintamenetelmät. Suomen Ympäristö 35. Suomen ympäristökeskus. Korhonen, J. 2007. Suomen vesistöjen virtaaman ja vedenkorkeuden vaihtelut. Suomen Ympäristö 45. Suomen ympäristökeskus. Kortelainen, P., Mattsson, T., Finér, L., Ahtiainen, M., Saukkonen, S. ja Sallantaus, T. 2006. Controls on the export of C, N, P and Fe from undisturbed boreal catchments, Finland. Aquatic Sciences 68: 453–468. Kronberg, L.1999. Content of humic substances in freshwater. Teoksessa: Limnology of Humic Waters. Keskitalo, J. ja Eloranta P. (toim.) Backhuys Publishers. Leiden, Hollanti. Lahermo, P., Väänänen, P., Tarvainen, T. & Salminen, R. 1996. Suomen geokemian atlas, osa 3: Ympäristögeokemia – purovedet ja sedimentit. Geologian tutkimuskeskus. Espoo. Lauhanen, R. & Ahti, E. 2000. Kunnostusojituksella kestävään suometsien kasvatukseen. Metsätieteen aikakauskirja 2/2000, Tieteen tori (308–315). Metsäntutkimuslaitos ja Suomen Metsätieteellinen Seura. Maa- ja metsätalousministeriö 2011. Ehdotus soiden ja turvemaiden kestävän ja vastuullisen käytön ja suojelun kansalliseksi strategiaksi. Työryhmämuistio. Helsinki. Copyright © Pöyry Finland Oy 63 Marja-aho, J. & Koskinen, K. 1989. Turvetuotannon vesistövaikutukset. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja 36. Vesi- ja ympäristöhallitus. Helsinki. Marttila, H. 2005. Virtaaman säätö ja kiintoaineen kulkeutuminen turvetuotantoalueen uomissa. Diplomityö. Oulun yliopisto. Mattsson, T., Finér, L., Kortelainen, P. ja Sallantaus, T. 2003. Brook water quality and background leaching from unmanaged forested catchments in Finland. Water, Air and Soil Pollution 147: 275–297. Mattsson, T., Ahtiainen, M., Kenttämies, K. & Haapanen, M. 2006. Avohakkuun ja ojituksen pitkäaikaisvaikutukset valuma-alueen ravinne- ja kiintoainehuuhtoumiin. Julkaisussa: Kenttämies, K. & Mattsson, T. (toim.): Metsätalouden vesistökuormitus. MESUVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 816. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Pilke, A. 2012 (toim.). Ohje pintaveden tyypin määrittämiseksi. Suomen ympäristökeskus. Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus 2011. Pintavalutuskenttä – puhdistustulokseen vaikuttavat tekijät. http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=78545&lan=FI. Luettu 14.9.2012. Postila, H. 2007. Soistuvien metsäojitettujen turvemaiden käyttö vesiensuojelurakenteena turvetuotannon vesienpuhdistuksessa. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskuksen raportteja 6. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. Postila H., Heikkinen K., Saukkoriipi J., Karjalainen S. M., Kuoppala M., Härkönen J., Visuri M., Ihme R. & Klöve B. 2011. Tur¬vetuotannon valumavesien ympärivuotinen käsittely. TuKos-hankkeen loppuraportti. Päivänen, J. 2007. Suot ja suometsät – järkevän käytön perusteet. Metsäkustannus Oy. Hämeenlinna. Pöyry Environment Oy 2009. Turvetuotantoalueiden vesistökuormituksen arviointi YVA-hankkeissa ja ympäristölupahakemuksissa. Yhteenveto tutkimusten ja kuormitustarkkailujen tuloksista. Vapo Oy. Pöyry Finland Oy 2010. Selvitys turvetuotannon humuspäästöistä ja humuksen merkityksestä vesistöissä. Rekolainen, S., Pitkänen, H., Bleeker, A.,& Felix, S. 1995. Nitrogen and phosphorus fluxes from finnish agricultural areas to the Baltic sea. Nordic Hydrology 26: 55–72. Saukkonen, S. & Kortelainen, P. 1995. Metsätaloustoimenpiteiden vaikutus ravinteiden ja orgaanisen aineen huuhtoutumiseen. Julkaisussa Saukkonen, S. & Kenttämies, K. (toim.): Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Sallantaus, T. 1983. Turvetuotannon vesistökuormitus. Pro gradu -työ. Helsingin yliopisto, limnologian laitos. Sallmén, M. 2000. Vitmaojan soveltuvuus luonnonhuuhtouman seurantaan PohjoisPohjanmaan jokivaluma-alueilla. Mitattujen huuhtoumien vertailu muissa tutkimuksissa saatuihin tuloksiin. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. Savolainen, M., Heikkinen, K. & Ihme, R. 1996. Turvetuotannon vesiensuojeluohjeisto. Suomen ympäristöopas 6. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. Copyright © Pöyry Finland Oy 64 Savolainen, M., Kaasinen, A., Heikkinen, K., Ihme, R., Kämä, T. ja Alasaarela, E. 1996b. Turvetuotannon vesiensuojeluvaihtoehtojen tapauskohtainen vertailu. PohjoisPohjanmaan ympäristökeskus. Ympäristönsuojelu. Suomen ympäristö 35. Selin, P. & Koskinen, K. 1985. Laskeutusaltaiden vaikutus turvetuotantoalueiden vesistökuormitukseen. Vesihallituksen tiedotuksia 262. Vesihallitus. Helsinki. Seuna, P. 1982. Influence of forestry draining on runoff and sediment discharge in the Ylijoki basin, North Finland. Aqua Fennica 12: 3–16. Vesiyhdistys ry. Helsinki. Sillanpää, P., Bilaletdin, Ä., Kaipainen, H., Frisk, T., Sallantaus, T. 2006. Metsätalouden aiheuttaman kuormituksen laskentamenetelmä. Suomen Ympäristö 817. Pirkanmaan ympäristökeskus. Särkkä, J. 1996. Järvet ja ympäristö. Limnologian perusteet. Tenhola, M., Lahermo, P., Väänänen, P. & Lehto, O. 2003. Alueellisessa geokemiallisessa purovesikartoituksessa todettujen fysikaalisten ominaisuuksien ja alkuainepitoisuuksien vertailu Suomessa vuosina 1990, 1995 ja 2000. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 159. Espoo. Turveteollisuusliitto ry. 2004. Turvetuotannon vesienpuhdistusmenetelmät. http://www.turveteollisuusliitto.fi/user_files/files2/Ymparistojaosto/090401tuotekortit.p df Vakkilainen, P. 1986. Haihdunta. Julkaisussa Mustonen, S. (toim.) 1986: Sovellettu hydrologia. 503 s. Vesiyhdistys ry. Helsinki. Veijalainen, N. 2012. Estimation of climate change impacts on hydrology and floods in Finland. Aalto University publication series. Helsinki. Veijalainen, N., Jakkila, J., Nurmi, T., Vehviläinen, B., Marttunen, M. ja Aaltonen, J. 2012. Suomen vesivarat ja ilmastonmuutos – vaikutukset ja muutoksiin sopeutuminen. Suomen Ympäristö 16. Suomen ympäristökeskus. Vuollekoski, M. & Joensuu, S. 2006. MESUVE-hankkeessa perustettujen erityisalueiden tuloksia. Julkaisussa: Kenttämies, K. & Mattsson, T. (toim.): Metsätalouden vesistökuormitus. MESUVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 816. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Vuorenmaa, J., Järvinen, O. & Leinonen, L. 1999. Sadeveden pitoisuus- ja laskeumaarvot Suomessa vuonna 1997. Suomen ympäristökeskuksen moniste 165. Suomen ympäristökeskus. Helsinki. Vuorenmaa, J., Järvinen, O. & Leinonen, L. 2001. Sadeveden laatu ja laskeuma Suomessa vuonna 1998. Suomen ympäristö 468. Suomen ympäristökeskus ja Ilmatieteen laitos. Helsinki. Vuorenmaa, J., Rekolainen, S., Lepistö, A., Kenttämies, K.,& Kauppila, P. 2002. Losses of nitrogen and phosphorus from agricultural and forest areas in Finland during the 1980s and 1990s. Environmental Monitoring and Assessment 76: 213–248. Ylivainio, K., Esala, M. ja Turtola, E. 2002. Luonnonmukaisen ja tavanomaisen viljelyn typpi- ja fosforihuuhtoumat. Kirjallisuuskatsaus. Maa- ja elintarviketalous 12. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT. Åström, M., Aaltonen, E-K. ja Koivusaari, J. Changes in leaching patterns of nitrogen and phosphorus after artificial drainage of a boreal forest – a paired catchment study in Lappajärvi, western Finland. Boreal Environment Research 10: 67–78. Copyright © Pöyry Finland Oy
© Copyright 2024