ympäristöhallinnon vedenlaadun seuranta - ELY

16.6.2015
RANNIKON VEDENLAADUN SEURANTAOHJE VUOSILLE 2014 - 2019
YHTEYSHENKILÖT:
Kansallinen koordinaatio:
SYKE/ Merikeskus: Pirkko Kauppila, [email protected] puh. +358 295 251 269
SYKE / Merikeskus: Kari Kallio [email protected] (kaukokartoitus)
Alueellinen koordinaatio:
Lapin Ely-keskus: Annukka Puro-Tahvanainen [email protected]
Pohjois-Pohjanmaan Ely-keskus: Mirja Heikkinen [email protected]
Etelä-Pohjanmaan Ely-keskus: Hans-Göran Lax [email protected]
Varsinais-Suomen Ely-keskus: Janne Suomela [email protected]
Uudenmaan Ely-keskus: Mikaela Ahlman [email protected]
Kaakkois-Suomen Ely-keskus:Jouni Törrönen [email protected]
1. Tausta
Rannikkovesien vedenlaadun seuranta käynnistyi alun perin Vesihallituksen ja Merentutkimuslaitoksen yhteistyönä noin 30 havaintoasemalla vuonna 1965. Rannikkovesien kansallista seurantaa on
perinteisesti toteutettu ympäristöhallinnon alaisuudessa: harvan näytteenoton havaintoasemilla1979
lähtien ja intensiivisen näytteenoton havaintoasemilla vuodesta 1983 lähtien.
Rannikon vedenlaadun seuranta on nykyisin osa merenhoidon kokonaisvaltaista suunnittelua, jota
tehdään vesienhoidon ja merenhoidon järjestämisestä annetun lain (272/2011) ja merenhoidon järjestämisestä annetun valtioneuvoston asetuksen (980/2011) toteuttamiseksi. Tämä laki ja asetus on
annettu sekä meristrategiadirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2008/56/EY)
että vesipuitedirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2000/60/EY) kansallista
toimeenpanoa varten. Suomessa vesipuitedirektiivin mukaista strategiaa kutsutaan vesienhoitosuunnitelmaksi ja meristrategian mukaista strategiaa merenhoitosuunnitelmaksi. Rannikkovedet kuuluvat molempien direktiivien toimeenpanon piiriin.
Suomen rannikkovesien ja avomeren seurannat on koottu yhdennetyksi meriseurantaohjelmaksi,
joka esitellään yleisemmin Suomen merenhoidon seurantakäsikirjassa (http://www.ymparisto.fi/fiFI/Meri/Itameren_tilan_seuranta). Rannikkovesien vedenlaadun seuranta jakautuu siinä kolmeen
osaan: (i) vesipatsaan fysikaaliseen seurantaan, (ii) vesipatsaan kemialliseen seurantaan ja (iii) kasviplanktonin pigmenttien seurantaan. Fysikaalinen seuranta on osa vesipatsaan monimuotoisuuden
seurantaa. Vesipatsaan kemiallinen seuranta ja kasviplanktonin pigmenttien seuranta liittyvät puolestaan rehevöitymiseen.
Rannikkovesien vedenlaatua seurataan kaikkiaan 214 havaintoasemalta, jotka voidaan seurannan
intensiivisyyden perusteella jakaa intensiiviasemiin ja kartoitusluonteisiin asemiin. Intensiiviasemilla näytteitä otetaan (7)-10-20 kertaa vuodessa, kun taas kartoitusluonteisilla asemilla käydään 1-4
kertaa vuodessa. Seurannan intensiivisyys vaikuttaa mm. näytteenoton ajankohtaan ja tiheyteen,
vertikaalisten näytteiden määrään, näytesyvyyksiin ja siihen, mitä määrityksiä erityyppisiltä havaintoasemilta tehdään. Osa asemista palvelee kaukokartoitustarpeita siten, että näytteiden tuloksia käytetään kaukokartoitustulkintojen validointiin.
Tämä ohjeistus keskittyy vedenlaadun näytteenoton yksityiskohtiin, jotka koskevat rannikkovesien
fysikaalista, kemiallista ja kasviplanktonin pigmenttien seurantaa. Ohjeistus annetaan erikseen in1
tensiiviasemille ja kartoitusluonteisille asemille. Lisäksi kaukokartoitukseen liittyvät määritykset
käsitellään erikseen. Vedenlaadun seurantatulokset tallennetaan ympäristöhallinnon HERTTArekisteriin.
2. Intensiiviasemat
2.1.1 Havaintoasemat ja näytteenottosyvyydet
Pitkäaikaismuutosten intensiiviseurantaan kuuluu kaikkiaan19 havaintoasemaa, joita seurataan (7)10 - 20 kertaa vuodessa (Taulukko 1). Kolme näistä havaintoasemista on ns. puoli-intensiiviasemia,
joilla näytteenottotiheys on 7 kertaa vuodessa. Havaintoasemat syvyys- ja sijaintitietoineen on lueteltu liitetaulukossa Rannikon_vedenlaatuasemat.xls.
Intensiiviasemilla otetaan vertikaalinäytteet fysikaalisia ja kemiallisia määrityksiä varten. Näytteenottosyvyydet on lueteltu havaintopaikkataulukossa. Erityisesti tulee huomata, että näytteenottokerran kokonaissyvyys on joka kerta kirjattava muistiin, koska tietoa tarvitaan analyysituloksia tulkittaessa. Kaukokartoitustyön kannalta on tärkeää kirjata näytteenottopäivämäärän yhteydessä
lisäksi kellonaika ja huolehdittava, että se tallennetaan myös rekisteriin.
Kasviplanktonin a-klorofylli määritetään kokoomanäytteestä. Kokoomanäytteen syvyys on kaksi
kertaa näkösyvyys. Näyte kootaan 4-6 nostosta mahdollisimman tasaisin välein ja niin, ettei vettä
oteta alarajan alapuolelta. Yleisohje on että näyte kootaan seuraavasti:
Jos näkösyvyys (m)
Väh. 4,1
3,1 – 4,0
2,1 – 3,0
1,1 – 2,0
Alle 1,0
Näyte kootaan seuraavista osanäytteistä
0, 2, 4, 6, 8 ja 10 m
0, 2, 4, 6 ja 8 m
0, 2, 4 ja 6 m
0, 1, 2, 3, ja 4 m
0, 0.5, 1, 1.5 ja 2 m
Osanäytteiden kokoamissyvyys määräytyy näkösyvyyden mukaan jokaisella näytteenottokerralla
erikseen.
2.1.2 Näytteenottoaikataulu
Taulukoon 1 on koottu yhdennetyn meriseurantaohjelman mukaiset näytemäärät ja ajankohdat, jotka on tarkoitus päivittää tähän ohjeeseen kesän 2015 aikana sen jälkeen, kun seurannan karsimisista
on sovittu. Intensiiviasemien näytteenoton ajankohdat on sovitettu ottamalla huomioon aseman sijainti ja sen vaikutus vedenlaadun muuttujien kausivaihteluun.
Biologiset määritykset (a-klorofylli) tehdään yleensä avovesikaudella (taulukossa sinisellä), mutta
biologisten näytteiden frekvenssi tulee kuitenkin suunnitella niin, että tuotannon nollatilanne voidaan todeta sekä keväällä että syksyllä. Suomenlahden ja Saaristomeren alueella biologiset näytteet
otetaan myös talvella, ellei meri ole pysyvästi jäässä. Kaikki näytteet tulee näytteenoton jälkeen
säilyttää kannellisessa kylmälaukussa, jonka lämpötila pidetään n. + 4 °C.
PERÄMERI
VastuuELY
LAP
I
II
III
1
1
IV
V
1
Näytemäärät / kk
VI VII VIII
3
3
2
IX
X
2
1
XI
XII
Yht
Huom.
14
2
LAV4
Hailuodon
ed int.asema
Kokkolan
edusta K-B
Vavy-19
Storbådan
Vav-11 V-4
Kylmäpihl lä
435 (L25)
Brändö 100
intensiivias
Nau 2361
Seili intens
Korp 200
Utö intens
UUS-23
Längden
PPO
1
1
EPO
1
1
EPO
1
EPO
VAR
1
3
3
2
2
1
1
3
3
2
2
1
1
1
16
1
1
3
3
2
2
1
1
1
16
1
1
1
3
3
1
2
1
2
2
1
1
1
1
1
16
7
1
3
3
2
2
2
2
1
1
1
18
1
3
3
2
2
2
2
1
1
1
20
3
3
2
2
2
2
1
1
18
3
2
2
2
2
1
1
15
2
1
2
2
1
1
3
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
2
1
1
VAR
1
VAR
1
VAR
1
1
UUS
1
1
Norra Sådö
43
UUS-10A
Länsi-Tonttu
UUS
1
UUS
1
UYK-3 Sipoonselkä
UUS-15
Porvoo 55
Suomenl
Ängsön Kyvy-1
Suomenl
Vehkaluoto
355
Suomenl
Tammio 356
Suomenl
Haapas Kyvy-11
Suomenl
Huovari
Kyvy-8a
UUS
1
UUS
1
1
14
1
1
1
*
Turun
yliop.
A
Tvärminnen
eläintiet.
asema, A
10
15
10
M, Helsingin
kaup.
M
2
10
M
2
KAS
1
1
1
1
1
1
1
7
M
KAS
1
1
1
1
1
1
1
7
M
KAS
1
1
1
2
4
2
2
2
2
1
1
1
20
M
KAS
1
1
1
2
4
2
2
2
2
1
1
1
20
M, A
KAS
1
1
1
2
4
2
2
2
2
1
1
1
20
M
Taulukko 1. Näytteidenottoajankohdat ja näytemäärät rannikon intensiiviasemilla ja puoli-intensiiviasemilla.
Suomenlahdella osa kesän 2015 näytteenotosta tehdään Muikun tutkimusmatkan yhteydessä (M). Osa näytteenotosta tehdään yhteistyönä konsulttien tai yliopiston kanssa (mm, Helsingin kaupunki, Turun yliopisto,
Tvärminnen eläintieteellinen asema). Lisäksi Aranda vierailee COMBINE -ohjelmansa mukaisesti tietyillä
asemilla tai lähiasemilla (A). Sinisellä koskevat ajankohdat koskevat fysikaalis-kemiallisten näytteiden lisäksi myös kokoomanäytteitä, joista määritetään a-klorofylli.
Avovesikaudella otetaan biologiset näytteet a-klorofyllianalyysejä varten. Biologisten muuttujien analysointi aloitetaan keväällä ennen tuotantokauden alkua ja lopetetaan syksyllä aikaisintaan
marraskuussa. Poikkeuksena ovat itäisen Suomenlahden kaksi "puoli-intensiiviasemaa", joilla näytteenottoa on harvennettu.
2.1.3 Määritykset
3
Näytteenotto pyritään mahdollisuuksien mukaan järjestämään siten, että pH, epäorgaaniset ravinteet
ja a-klorofyllin suodatus tehdään laboratorioissa samana päivänä kuin näytteenotto.
Ryhmä CW-A (Vertikaalinäytteet, liite Rannikon_vedenlaatu_analyysiryhmat.xls)
näkösyvyys
lämpötila
suolaisuus
happipitoisuus
hapen kyllästysaste
sameus
pH
väriluku
kokonaistyppi
NO2-N + NO3-N
NH4-N
kokonaisfosfori
PO4-P
SIO2
-TEMP;;
SAL;;CN
O2D;;TI
O2S;;TI
TURB;;TUA
PH;;EL
CNR;;CM
NTOT;D12;SP
NO23N;;SP
NH4N;;SP
PTOT;D11;SP
PO4P;;SP
SIO2;;SP
Ryhmä CW-B (pinnasta ja pohjan läheltä)
Fe
FE;D11;SP
Ryhmä CW-C (vain 1 ja 10 m syvyydestä)
TOC
TOC;;IR
Ryhmä CW-D (kokoomanäyte)
a-klorofylli
CP;E12;SP
Ryhmä CW-E (kaukokartoitus)
absortiokerroin 400 nm
absortiokerroin 750 nm
kiintoaine (k-a)
ABSCA;F4;SP
SS;F4;GVS
3. Kartoitusasemat
3.2.1 Havaintoasemat ja näytteenottosyvyydet
Yhteensä 117 rannikon kartoitusasemalla vedenlaatua seurataan 1-4 kertaa vuodessa. Havaintoasemat syvyys- ja sijaintitietoineen on lueteltu liitetaulukossa Rannikon vedenlaadun havaintoasemat.xls.
3.2.2 Näytteenottoaikataulu
Näytteitä otetaan vähintään kahdesti vuodessa, talvella ja keskikesällä, mutta osalla asemista on
useampi havainto avovesikauden aikana (Rannikon vedenlaadun havaintoasemat.xls).
4
Kartoitusasemalla näytteitä otetaan kahdesta syvyydestä: pinnalta (1 m) ja pohjan läheisestä vesikerroksesta (1 m pohjan yläpuolelta). Hydrografiset muuttujat mitataan perinteisiltä välisyvyyksiltä,
jotta kerrostuneisuus voidaan selvittää (katso luku 2.1.3, ryhmä CW-A). Erityisesti tulee huomata,
että näytteenottokerran kokonaissyvyys on joka kerta kirjattava muistiin, koska tietoa tarvitaan
analyysituloksia tulkittaessa.
Klorofylli määritetään kokoomanäytteestä, jonka syvyys on kaksi kertaa näkösyvyys. Näyte kootaan 4-6 nostosta kuten selostettu intensiiviasemien yhteydessä (katso luku 2.1.1).
Kesänäytteet otetaan elokuun ensimmäisellä viikolla. KASin, UUSin ja LOSin alueella osa näytteistä otetaan vielä kesällä 2015 tutkimusalus Muikulta, jossa myös osa näytteistä analysoidaan
(mm. ravinnefraktiot). Muikun tutkimusmatkojen toteutuminen vuoden 2015 jälkeen on toistaiseksi
vielä auki.
Talvinäytteet pyritään ottamaan 15.1. ja 15.3. välisenä aikana. Näytteet otetaan jääpeitteen aikana, mutta mikäli tämä ei ole jääolosuhteiden takia mahdollista (esim. Saaristomeri), niin talvinäytteet otetaan heti tammikuussa veneellä, kun meri on vielä avoin. Talvinäytteet ovat erittäin tärkeitä
myös mallinnukselle, joten tulee varmistaa, että myös talvinäytteet saadaan, vaikka suositusajan
ulkopuolelta. Klorofyllinäyte otetaan vain kesän näytteenottokerralla.
3.2.3 Määritykset
Pääsääntöisesti analyysit tehdään alla olevan ryhmittelyn mukaan muutamia poikkeuksia lukuun
ottamatta. Seurannan tarkoituksesta riippuen analyysivalikoima ja näytteenottosyvyydet voivat jossain määrin vaihdella. Esimerkkeinä ovat pohjan läheisen veden happitilanteen kartoitukset Suomenlahdella ja ravinnetilanteen kartoitus Saaristomerellä, sekä rehevyystilan kartoitukset matalilla
lahtialueilla ja saaristossa. Happiolosuhteita ja ravinnetilannetta kartoitettaessa on ollut tarpeen lisätä alempien vesikerrosten havaintosyvyyksiä. Rehevyystilan kartoituksen alueellista kattavuutta on
lisätty kohdentamalla seuranta vain tiettyihin muuttujiin, esim. pinnan a-klorofylliin tai pohjaläheisen vesikerroksen fosfaattifosforiin. Sisemmillä rannikkoalueilla suolaisuus voidaan korvata johtokykymittauksilla.
Ryhmä CW-A (Vertikaalinäytteet)
näkösyvyys
lämpötila
suolaisuus
happipitoisuus
hapen kyllästysaste
sameus
-TEMP;;
SAL;;CN (vaihtoehtoisesti johtokyky)
O2D;;TI
O2S;;TI
TURB;;TUA
Ryhmä CW-B (pinnasta ja pohjan läheltä)
pH
väriluku
kokonaistyppi
NO2-N + NO3-N
NH4-N
kokonaisfosfori
PO4-P
SIO2
PH;;EL
CNR;;CM
NTOT;D12;SP
NO23N;;SP
NH4N;;SP
PTOT;D11;SP
PO4P;;SP
SIO2;;SP
5
Ryhmä CW-C (vain 1 ja 10 m syvyydestä)
TOC
TOC;;IR
Ryhmä CW-D (kokoomanäyte)
a-klorofylli
CP;E12;SP
Ryhmä CW-E (kaukokartoitus yhdeltä kartoitusasemalta, katso luku 4.1)
absortiokerroin 400 nm
absortiokerroin 750 nm
kiintoaine (k-a)
ABSCA;F4;SP
SS;F4;GVS
4. Yleisiä ohjeita vedenlaadunseurantaan
Kasviplanktonin a-klorofylli määritetään SFS-standardin mukaisesti.
TOC vain syvyyksiltä 1 ja 10 m, näytteet lähetetään laboratorioon pakastekuljetuksena.
Kokonaisrauta mitataan kaikilla intensiiviasemilla 1 metrin syvyydeltä ja lisäksi pohjan yläpuolelta
huhtikuun ja kesäkuun välisenä aikana.
Kokonaisfosforimäärityksessä on saatu absorptiokerroin aina korjattava sameuden ja värin aiheuttamalla absorptiokertoimella. Myös muita fosforijakeita määritettäessä korjaus on hyvin suositeltavaa.
5. Kaukokartoitukseen liittyvät ohjeet
SYKEn kaukokartoitusprojektissa kehitetään satelliittien hyödyntämistä vesiseurannoissa. Satelliiteista saatuja mittaustietoja verrataan analyysituloksiin seuranta-asemilla. Tärkeimmät määritykset
ovat absortiokerroin (400 ja 750 nm) suodatetusta vedestä sekä kiintoaine - kaikki nämä 1 metrin
syvyydestä. Mittaukset tehdään kaikilta intensiiviasemilta jäiden lähdöstä 4 – 5 kertaa avovesikauden aikana alkaen (aikaisintaan) huhtikuusta elokuuhun.
Absorptiokerroin suodatetusta vesinäytteestä
- aallonpituudella 400 ja 750 nm (tai koko spektrin skannaus 350-800 nm)
- suodatinkalvo: GF/F
- määritys spektrofotometrillä, mielellään käyttäen 50 mm:n kvartsikyvettiä
- tulokset muutetaan absorptiokertoimiksi kaavalla
abs(λ) = (a (λ))/ l * 2.303
jossa abs(λ) = absortiokerroin aallonpituudella λ (1/m)
a(λ) = spektrofotometrillä mitattu absortiolukema aallonpituudella λ
l
= käytetyn kyvetin pituus metreinä (esim. 50 mm on 0.05 m)
6
Kiintoaine (SS;F4;SP)
- suodatinkalvo: GF/F
- merinäytteissä kalvo on suolojen poistamiseksi huuhdeltava riittävällä määrällä puhdistettua vettä.
Lisätietoja ja kommentteja: [email protected] (SYKE)
7