Pohjasedimenttitutkimuksen tuloksia Enäjärvellä

Pohjasedimenttitutkimuksen tuloksia Enäjärvellä
Veli-Pekka Salonen
Näytteenottoa
Nummelanportin
laskeutusaltaalla
Enäjärven lyhyt kunnostuskronologia
• Kunnostustoimet aloitettiin 1993
• Poisto- ja hoitokalastusta toteutettu jatkuvasti vuodesta 1993 lähtien
• Ensimmäiset laskeutusaltaat ja kosteikot valmistuivat 1995 – viimeisin,
”Nummelan portti” Kilsonojan suulle valmistui 2010
• Hapetusta Niemoon Etulahdella vuosina 1994 – 2004
• Järven veden tilan seuranta on ollut monipuolista
50 µg/l
Sedimenttitutkimuksista
Sedimenttitutkimus on toteutettu aikaisemmin vuosina 1991 (Salonen
ja Itkonen) ja 1999 (Salonen ja Varjo)
Nyt esitettävät tulokset perustuvat Tomi Varjuksen gradu-tutkimukseen
sekä syyskuussa 2014 tehtyyn yliopiston kurssityöhön
Kokonaisuudessaan vuosina 1991, 1999 ja 2013-14 tehdyt
pintasedimenttitutkimukset muodostavat yli 20-vuotisen Enäjärven
sedimentin muutosseurannon
Vuoden 2013-14 sedimenttitutkimukset
- Talvella 2013 tutkittiin 30
näytepistettä, kolme näytesyvyyttä:
• Pinta 0-3 cm
• sulfiditaso n. 7-10 cm
• tausta n. 15-23 cm
• Näytteenotto Limnosnoutimella kevättalvella 2013
- Tavoitteena toistaa vuosien 1991 ja
1999 tutkimukset ja selvittää Vihdin
Enäjärven pintasedimentin nykytila ja
sen kyky pidättää ravinteita (fosforia)
- Syksyllä 2014 tehtiin lisäksi sedimentin
pohjaeläin- ja piileväanalyysi, jolla
pyrittiin rekonstruoimaan vedenlaadun
viimeaikaista kehitystä järven eliöstön
avulla
- Lisäksi kolmesta laskeutusaltaasta
tutkittiin alkuainepitoisuuksia
Näytteenottoa Enäjärvellä huhtikuussa 2013
Kekki
Riilahti
Nummela
Kartoitusnäytteistä määritettiin:
•
•
•
•
Sedimentin ulkonäkö ja kerrokset silmämääräisesti
Vesipitoisuus
Orgaanisen aineksen määrä
Kokonaisfosforin pitoisuus
• Kokonaisfosforin jakautuminen neljään eri kemialliseen
sitoutumispaikkaan (vuodet 1999 ja 2013), jotka
heijastavat fosforinpidätyskykyä
• Sedimentin pinnan kartoittaminen kertoo
pohjanläheisen vesimassan happitilanteesta jo itsessään
Hapekas ruskeanvihreä sedimentin pinta
Alkavaa suldinmuodostusta lähellä pintaa
Musta sulfidiketto peittää sedimentin pinnan
osoittaen anaerobista vesi/sedimentti -rajapintaa
Sedimentin pinnassa näkyy sulfidia, rautasaostumaa ja metaanikuplan synnyttämä“kraatteri”
Surviaissääsken toukan kaivamia käytäviä
Pitoisuusvertailu (30 pintanäytteen keskiarvo)
Vuosi:
2013
1999
1991
Syvyys:
0-3 cm
0-2 cm
0-10 cm
Vesipitoisuus (%)
89 %
86 %
77 %
18,8 %
16,6 %
13,8 %
1,69
1,86
1,04
Hehkutushäviö (%)
Kokonaisfosfori (mg/g)
Enäjärven sedimentin kokonaisfosforipitoisuudet
tutkimusvuosina
Orgaanisen aineksen määrä kasvaa pintaa kohti
Enäjärvi 2014 hehkutushäviö-%
Hehkutushäviö-%
10
0
2
4
Syvyys cm sedimentin pinnasta
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Fosforin fraktiot (kaikki pintanäytteet)
Vuosi:
2013
1999
Labiili-P
0,07 (4%)
0,08 (4%)
Orgaaninen-P
0,7 (41%)
0,7 (37%)
Metallioksidi-P
0,6 (36%)
0,6 (32%)
Apatiitti-P
0,3 (18%)
0,5 (26%)
Fraktio mg/g:
Suluissa prosenttiosuus kokonaisfosforista
-> v. 2013 näytteissä apatiittifosforia vähemmän kuin ennen, orgaanista ja
oksideihin sitoutunutta enemmän. Labiilin fosfaatin osuus muuttumaton
Apatiittifraktio (HCl-P)
Fraktio kuvastaa valuma-alueelta peräisin olevaa fosforia
1999
2013
Valuma-alueen fosforikomponentin osuus on selvästi pienentynyt ja
Tasoittunut koko järven alueelle
Orgaaninen fraktio (residuaali-P)
Pitoisuudet ovat
nykyisin tasaisesti
jakaantuneet koko
järven alueelle
1999
2013
Orgaanisen fraktion
prosentuaalinen
muutos vuodesta
1999
Fosforin määrä
lisääntynyt: vihreät
pallot
Fosforin määrä
vähentynyt:
punaiset pallot
Vuoden 1999 tutkimus:
Hehkutushäviö
Sedimentin
orgaanisen aineksen
ja siihen sitoutuneen
fosforin korrelaatio
parantunut heikosta
hyväksi:
Orgaaninen fosfori
Vuoden 2013 tutkimus:
Orgaanisen fosforin ja
hehkutushäviön korrelaatio
(pinta):
1999
2013
0,420*
0,643**
n=28
n=30
*
**
0,05 0,01
Fosfori on
enenevästi
orgaanisen aineksen
säätelemää
Metallioksidifraktio (NaOH-P)
1999
2013
Metallioksidifraktion
prosentuaalinen
muutos vuodesta
1999
Fosforin määrä
lisääntynyt: vihreät
pallot
Fosforin määrä
vähentynyt: punaiset
pallot
kasvutrendi
Labiili fosfori – huokosveden fosfaatti
• v. 1999 0,08 mg/l
• v. 2013 0,07 mg/l
-> molemmissa aineistoissa 4 %
kokonaisfosforista
• Enäjärvi syksy 2014
• altaissa
0,03 mg/l
0,03-0,04 mg/l
Pohjaeläinanalyysi
Yli 90 % löydetyistä surviaissääskien
pääkapseleista edusti
kirkkaanpunaista Ch. plumos
-lajia, joka kestää pohjan ajoittaista
hapettomuutta ja hyötyy
ravinteisuudesta. Lajisto ei ole
muuttunut mitenkään sitten 1990luvun alun, jolloin tehtiin edellinen
vastaava tutkimus.
Piileväanalyysi
Yleisimmät tunnistetut lajit:
Aulacoseira: granulata ja ambigua
Stephanodiscus dubius ja hantschzii
Asterionella formosa
Fragilaria suvun lajeja
Aulacoseira granulata
Piilevästö ei sekään osoittanut muutosta
verrattuna Kauppilan 2005 tekemään
tutkimukseen
Piilevätutkimuksen avulla ennallistettu Enäjärven historiallinen
kokonaisfosforipitoisuus –> tausta tot-P = 30-40 µg/l
Tommi Kauppila 2005
Kekin allas
0,9
0,8
0,7
mg/g
0,6
NH4Cl
0,5
NaOH
0,4
HCl
0,3
0,2
0,1
0
ylin
keski n.12cm
alin
Tuore altaan täyte – paljon labiilia ja
rautasidonnaista fosforia
Tummentunut vanhempi täyte –
fosforipitoisuus vähäinen
Luonnon savi – apatiittifosforin
määrä suuri, ei labiilia fosforia
Kuva Kekin altaan sedimentistä
Sinkkipitoisuus
laskeutusaltaissa
ja järvessä
Sedimentin mukana
altaisiin kertyy
kertaluokaltaan 10 kg
fosforia vuodessa, josta
suuri osa on labiilia tai
rautasidonnaista
Zn-pitoisuus (ug/g)
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0
cm sedimentin pinnasta
5
10
Kekkiallas
Keekin
Sen poistaminen
säännöllisesti on tärkeää
Riilahti allas
Riihilahden
15
Ridalin
allas
Nummela
Enäjärvi
Enäjärvi
20
25
30
Nummelan altaassa on
vasta vähän sinne
kertynyttä kiintoainesta. Se
on erilaista kuin muissa
altaissa
Veden tilassa tapahtuneet
muutokset
Kunnostustoimien vaikutusta on seurattu mm.
Happimittauksin
Kalastotutkimuksin
Levähavainnoin
Veden fosfori- ja klorofyllimäärityksin (Rompsin syvänteestä ja
Niemoon Etulahdelta)
Viime vuosina laatu on alkanut vaihdella aikaisempaa enemmän
Sulje
Taulukko
Tulost a
Taust at iet oa
?
Vedenlaatu-Tietojen haku
Enäjärven kokonaisfosfori, syvyys 1 metriä (1989 -20.10.2014)
Aikasarja
Fosforin
luontainen
taso 40 μg/l
Aik asarjak uva
Sulje
11/ 7/ 14 8:27 PM
Taulukko
Tulost a
Taust at iet oa
?
Aikasarja
Enäjärven klorofylli-a, syvyys 2 metriä
t t p s:/ / wwwp2.ym parist o.f i/ script s/ pivet / pivet .asp
Vedenlaatu-Tietojen haku
(Kauppila
2005)
Sivu 1 / 2
Ylirehevän
veden raja
50 μg/l
Johtopäätelmiä
• Valuma-alueella tehdyt kunnostustoimet vähentäneet
järveen tulevaa mineraalikuormaa ja sen myötä
tehokkaasti myös fosforin hajakuormaa (apatiittifosfori)
• Orgaaninen tuotanto on kuitenkin kasvanut mikä näkyy
sedimentin hiilipitoisuuden kasvuna ja orgaaniseen
ainekseen sitoutuneen fosforin määrän osuuden kasvuna
• Sedimentin pinnassa oli talvella 2013 hapettomuuden
merkkejä laajoilla alueilla
• Eliöstön (pohjaeläimet ja piilevät) mukaan järven tilassa
ei ole tapahtunut viime vuosina muutoksia
• Sekä klorofylli-a:n, että veden kokonaisfosforin
pitoisuuksien kasvu osoittavat järven tilan
heikkenemistä vuodesta 2009 alkaen
• Tämä viittaa vahvasti siihen, että alusveteen liuennut
happi ei kunnolla riitä pitkien veden talvisten
kerrostumisjaksojen yli vaan sedimentistä vapautuu
etenkin orgaaniseen ainekseen sitoutunutta fosforia
alusveteen
• Hapetinlaitteiston käyttöönotto on lämpimästi
kannatettava ja perusteltavissa oleva toimenpide
• Typen kierrosta pitäisi saada lisää tietoa
Kiitos