Kymmenisen vuotta kipsinlevityksen jälkeen – Nummenpään viljelijät tyytyväisiä edelleen

Vedenlaadun mittausta kesäisessä Nummenpäässä.  Kuva: Petri Ekholm, SYKE

SAVE-hankkeen kipsinlevityksestä on kulunut nyt reilu vuosi. Uusimmassa viljelijäkyselyssä, jonka tuloksista kuulemme myöhemmin keväällä, kysyttiin mm. viljelijöiden kokemuksia ja havaintoja kipsin vaikutuksesta maaperään ja satoon. Runsas yhdeksän vuotta sitten Nummenpäässä Uudellamaalla toteutettiin pienemmän mittaluokan TraP-kipsinlevityshanke (TraP-projekti 2007–2014), jonka hyvät tulokset pohjustivat myös SAVE-hankkeen syntymistä .  Nummenpään tutkimuksessa arvioitiin kipsin fosforikuormitusta vähentävän vaikutuksen kestävän viitisen vuotta. SAVEssa meitä kiinnostaa luonnontieteellisten tulosten lisäksi se, miten viljelijät ovat vastaanottaneet kipsimenetelmän ja millaisia kokemuksia ja havaintoja heille kertyy pilotin aikana. Kipsin vaikutuksen maaperään on arvioitu kestävän useita vuosia. Koska Nummenpään kipsinlevityksestä on kulunut melkein vuosikymmen, halusimme kysyä hankkeeseen osallistuneilta viljelijöiltä, näkyykö kipsin vaikutus heidän pelloillaan vielä tänäkin päivänä. Lisäksi meitä kiinnosti millaiset tunnelmat kipsimenetelmästä oli jäänyt – ottaisivatko viljelijät kipsiä pelloilleen uudelleenkin.

Uusmaalainen talvi – pakkaslunta ja sulavesia vuorotellen. Kuva : Petri Ekholm, SYKE

Otimme siis yhteyttä Nummenpään viljelijöihin ja saimme vastaukset lyhyeen kyselyyn yhteensä seitsemältä viljelijältä. Kahdeksas hankkeeseen aikoinaan osallistunut viljelijä oli jäänyt eläkkeelle ja lopettanut viljelyn muutama vuosi aiemmin. Kaikilla vastaajilla vain osa pelloista oli kipsitetty, mikä mahdollisti vertailun kipsittömiin peltoihin. Kaikilla vastaajilla oli myös pitkä viljelykokemus.  Kyselyssä kysyttiin kipsin mahdollista nykypäivän vaikutusta maaperään erilaisilla pelloilla sekä vaikutusta eri viljelykasvien satomääriin ja -laatuun.

Suurin osa kyntö- ja kevytmuokattujen peltojen viljelijöistä koki, että maan mururakenne ja muokattavuus oli muuttunut paremmaksi kipsinlevityksen jälkeen ja että kipsin vaikutus on nähtävissä vielä tänäkin päivänä. Myös suorakylvettyjä peltoja viljelevistä yksi kolmesta koki maaperän parantuneen niin, että se näkyy edelleen. Negatiivistä vaikutusta pelloissa ei kukaan viljelijöistä ollut havainnut.

Osa viljelijöistä myös koki, että satomäärät kipsitetyillä pelloilla ovat vielä nykyäänkin paremmat kuin kipsittömillä pelloilla. Yksittäiset viljelijät olivat huomanneet parannusta myös sadon laadussa kaalin ja kevätviljan kohdalla. ”Ei ainakaan huonontanut” oli myös pari kertaa kuultu kommentti. Kielteistä sanottavaa kipsin vaikutuksesta sadon laatuun tai määrään ei ollut kenelläkään. Kipsi ei ole myöskään aiheuttanut pellon tiivistymistä, eikä se ole vaikuttanut sadon orastukseen haitallisesti tai jättänyt laikkuja kasvustoon.

Yli puolella vastaajista kipsi ei ole vaikuttanut lannoitukseen millään lailla, mutta pari viljelijää kertoi vähentäneensä lannoitusta tai kalkitusta kipsinlevityksen jälkeen näihin päiviin asti. Muokkaustapoihin kipsillä ei ole ollut vaikutusta.

Kun kysyimme mahdollisia muita kipsin myönteisiä tai kielteisiä vaikutuksia, lopputulemaksi jäi ettei ainakaan kielteisiä vaikutuksia ole ollut. Joku mainitsi myönteisenä sen, että kipsitys lisäsi maaperän rikkipitoisuutta. Yksi viljelijä korosti, että kipsinlevityksessä tulisi olla ”hyvät koneet”, sillä kipsi oli aikoinaan kostunut ennen levitystä ja ollut kokkareista. Levitys oli silti onnistunut hyvin. Sään vaikutus tuli myös esille: kipsiä on helpompi levittää ”hyvällä kelillä”.

Kysyimme myös, ottaisivatko viljelijät vielä uudelleen kipsiä pelloilleen, jos se olisi esimerkiksi osa ympäristökorvausjärjestelmää. Vastausten esittely SAVEn hankepalaverissa aiheutti hyväntuulisia hörähdyksiä: kaikki vastanneet viljelijät sanoivat kyllä.  Lisäksi viljelijä, joka ei ollut halunnut suoraan valita kyllä/ei -vaihtoehdoista, kommentoi: ”Ei mahdoton asia, riippuisi kustannuksista ja levitysolosuhteista”. TraP-hankkeesta ja kipsikokeilusta oli siis jäänyt hyviä kokemuksia viljelijöille. Suurimmalle osalle oli myös jäänyt mielikuva, että kipsi  vähentää fosforihuuhtoumia. Miltei kaikki  viljelijät myös kokivat, että viljelymenetelmillä ja maataloudella on vaikutusta vesistöjen ja Itämeren tilaan.

Päällimmäisenä asiana kyselystä jäi se, että viljelijät eivät ole havainneet mitään kielteisiä vaikutuksia pelloillaan vajaa vuosikymmen kipsinlevityksen jälkeen. Hyvin sujunut pilotti ja kipsinlevityksen jälkeisten vuosien myönteiset vaikutukset peltoihin ovat saattavat vaikuttaa vastauksiin kipsin mahdollisesta nykypäivän vaikutuksesta. Kyselyn perusteella vaikuttaa kuitenkin mahdolliselta, että kipsillä on muutamaa vuotta pidempäänkin positiivista vaikutusta maaperän mururakenteeseen ja muokkautuvuuteen.

Nummenpään mittaukset loppuivat TraP-hankkeen päättymisen myötä keväällä 2013. SAVE-hankkeen kylkiäisenä alueelle asennettiin yksi mittari viime vuoden helmikuussa. Toistaiseksi saaduissa tuloksissa on ollut niin paljon hajontaa, että emme vielä voi sanoa, onko kipsillä edelleen vaikutusta fosforihuuhtoumiin. Kipsivaikutuksen kestosta toivotaan saatavan lisätietoa myös Savijoelta: tämän kevään aikana haemme rahoitusta Savijoen vedenlaadun ja peltojen maaperän seurantaan vuoden 2018 jälkeen.

Venla Ala-Harja
Helsingin yliopisto

Lisätietoja kipsin vaikutuksista ja siihen liittyvistä tutkimuksista SAVEn materiaalit sivulla.

 

 

 

Juhlavuoden kipsi-ilotulitus

Eliisa Punttila Projektikoor-dinaattori Helsingin yliopisto

Hankkeen toisen vuoden aikana peltojen kipsikäsittely on ottanut ison harppauksen eteenpäin. Alunperin menetelmän idea syntyi maaperäkemian teorian pohjalta. Sitä testattiin ensin laboratoriossa ja sitten pienellä valuma-alueella. Savijoen valuma-alueella toteutetussa kipsipilotissa menetelmä on nyt todettu toteutuskelpoiseksi myös isommassa mittakaavassa. Siksi kipsikäsittely on ehdolla vuoden tulokkaaksi maatalouden vesiensuojelun keinovalikoimaan!

SAVE-hankkeessa tehdään maatalouden vesiensuojelun historiaa ja hanke on huomattu laajalti. Kemianteollisuus ry aloitti Suomi 100- juhlavuoden kunniaksi luodun juttusarjan suomalaisista kemian keksinnöistä esittelemällä ensimmäiseksi peltojen kipsikäsittelyn (lue juttu täältä). Ålandsbankenin Itämeriprojekti -kilpailussa tuomaristo nimesi peltojen kipsikäsittelyn suosikikseen. Kipsikäsittely on ollut esillä myös Ylen Aamu-TV:ssä ja MTV3:n Kymmenen uutisissa.

Savijoen kipsikokeilu on huolellisen koeasetelmansa ja mittakaavansa vuoksi maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen. Tällaisen viestin saimme yhdysvaltalaisilta kipsi- ja fosforitutkijoilta kesällä (ks. SAVE goes west). Pennsylvanian osavaltion lisäksi hanketta on esitelty Tallinnassa, Pariisissa, Parmassa – ja Parmaharjussa… SAVE-hanke ei siis syyttä ansaitse omaa Wikipedia-sivuaan!

Maineessa ja loisteessa paistattelu hetkeksi sikseen. Sekä edessä että takana on paljon työtä. Olemme kuluneen vuoden aikana tarkastelleet monesta näkökulmasta sitä, mitä viime syksyn kipsipilotissa ja etenkin sen jälkeen on tapahtunut. Olemme etsineet muutoksen merkkejä Savijoen vedestä, lätäköistä ja kaivovesistä sekä maasta ja viljakasveista. Olemme kysyneet ajatuksia kaikilta pilotissa mukana olleilta. Olemme tutkineet, mitä sammaleet, simpukat ja kalat saattavat kipsistä tuumata. Tätä kautta olemme koonneet aineksia kipsikäsittelyn jatkosuunnitelmia varten, joista kuulette ensi vuonna.

Viljelijöiden ja muiden avaintahojen kokemuksia kipsinlevityksestä ja koko hankkeen organisoinnista kerättiin pitkin vuotta. Viljelijät ovat joutuneet hikoilemaan pitkien kysymyslistojemme kanssa, mistä olemme suuressa kiitollisuuden (ja ehkä myös anteeksipyynnön) velassa. Saimme selityksen sille, miksi niin moni viljelijä lähti ensimmäisten joukossa kokeilemaan kipsikäsittelyä. Taustalla olivat ympäristösyyt, uteliaisuus ja halu toimia maatalouden edelläkävijänä. Kokeiluun oli helppo lähteä mukaan myös siksi, että se oli maksutonta, eikä aiempien kokemuksien mukaan siihen liittynyt suurempia riskejä.

Suomen ympäristökeskuksen vetämänä on pyörinyt valtava luonnontieteellinen tutkimuskokonaisuus. Osa tutkimuksista ei kuulunut alkuperäisiin suunnitelmiimme, mutta otimme hankkeen ulkopuolelta tulleet huolet vakavasti ja päätimme varmistaa, ettei sulfaatista ole haittaa virtavesien eliöstölle tai pohjavesille. Tuloksia on odotettu henkeä pidätellen, mutta ainakaan tähän mennessä valmistuneiden tutkimusten mukaan ei ole syytä huoleen. Savijoessa havaituilla sulfaattipitoisuuksilla ei ollut vaikutusta esimerkiksi vuollejokisimpukoiden toukkiin. Joidenkin tutkimusten, kuten mätirasiakokeiden, tuloksia saamme kuitenkin odottaa vielä ensi vuoteen.

Lopuksi palaan vielä alun teemoihin ja totean, että Suomi 100 -juhlavuoden hengessä voimme kaikki olla ylpeitä siitä, että peltojen kipsikäsittelyä tutkitaan juuri Suomessa. Kipsikäsittely on erinomainen esimerkki juhlavuoden teemasta, yhdessä tekemisestä. Kipsikäsittelyn toteuttaminen vaatii yhteistyötä, ja sen positiiviset vaikutukset ulottuvat laajalle.

Tässä ilotulitukseni peltojen kipsikäsittelystä. Kiitos kuluneesta vuodesta ja kaikkea hyvää vuodelle 2018!

Tilannekuva Savijoelta – vedenlaatu 405 päivää kipsin levityksen jälkeen

Petri Ekholm
Erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Säät ovat suosineet hankettamme. Viime vuoden kuiva syksy sopi kipsin levitykselle, ja tämän syksyn märkyys taas on asettanut kipsin koetukselle. Juuri tällaisia ankaria testejä tarvitsemme voidaksemme arvioida kipsin tehoa. Miltä siis näyttää lupauksemme kirkkaammasta Savijoesta ja vähentyneestä fosforikuormituksesta 405 päivää ja 232 valumavesimillimetriä kipsin levityksen jälkeen?

Blogieni lukijat muistavat, että fosforia kulkeutuu pelloilta vesiin kahdessa muodossa: maa-ainekseen sitoutuneena ja veteen liuenneena. Näiden fosforimuotojen rehevöittävyys ja huuhtoutumismekanismit poikkeavat toisistaan. Niinpä jotkut ympäristötoimet voivat purra maa-ainesfosforin huuhtoutumiseen, mutta jopa lisätä liuenneen fosforin huuhtoutumista. Tätä emme tahdo, ja aiempiin tutkimuksiin perustuva oletuksemme onkin, että kipsi vähentää kummankin fosforimuodon huuhtoutumista Savijoen valuma-alueella

Smoke-elokuvassa Auggie-kauppias otti joka päivä valokuvan liikkeensä edustan kaupunkimaisemasta. Jos tämä Harvey Keitelin esittämä hahmo olisi pitänyt kauppaansa Savijoen rannalla, saisimme kuivina kausina katsoa kuvia, jotka näyttäisivät pitkästyttävän samanlaisilta. Tulva-aikoina taas päivittäinenkään ”kuvanotto” ei riittäisi ilmentämään veden ja sen kuljettaman fosforin vaihtelua.

SAVE-hankkeen anturit rekisteröivät Savijoen veden laatua kerran tunnissa. Näin saamme tarkan käsityksen veden sameudesta ja sitä kautta maa-ainesfosforin pitoisuudesta. Ihan joka tunti dataa ei kuitenkaan kerry, sillä antureissa on aika ajoin häiriöitä: ne ovat hautautuneet joen pohjamutaan, niiden optiset sensorit ovat tukkiutuneet roskista ja välillä ne on ollut pakko nostaa ylös huoltoa varten. Katkostilanteet hoidan laskennallisesti; kokonaiskuva joesta kestänee pienen editoinnin.

Savijoki rauhoittumassa joulun viettoon. Mittapato joulukuussa 2017. Kuva: Jarkko Ylijoki

Tunnittaisesta aineistosta lasken kullekin havaintopaikalle maa-ainesfosforin kulkeuman kertomalla pitoisuuden valunnalla­­ – tai siis laittamalla SAS-nimisen ohjelmiston duuniin. Ohjelmistolta laskenta ja laatukonversiot hoituvat muutamassa sekunnissa, minulta siinä menisi hermot. Tulokseksi saan tiedon, kuinka paljon maa-ainesfosforia on kulkeutunut kipsittömällä vertailualueella Savijoen mittapadolla, pilottialueen keskellä Yliskulmassa ja alajuoksulla Parmaharjulla. Tulkitessani tuloksia oletan toistaiseksi, että kaikki maa-ainesfosfori tulee pelloilta, mikä ei toki pidä paikkaansa, mutta kohtelee kipsikäsiteltyjä ja kipsittömiä peltoja tasapuolisesti. Aineiston kertyessä myös laskentamenetelmää tullaan kehittämään niin, että erilaisia valuma-aluetekijöitä ja epävarmuuksia otetaan huomioon tilastotieteen keinoin.

Ajalta ennen kipsin levitystä aineistoa on 164 päivältä, helmikuun puolivälistä heinäkuun 2016 loppuun. Vettä tuona jaksona valui 112 mm ja Savijoen yläjuoksun vertailualueella huuhtoutui 0,34 kiloa maa-ainesfosforia peltohehtaaria kohden. Yliskulmassa vastaava arvo oli 0,46 kg/ha, mikä tarkoittaa, että pilottialueen yläosassa, mittapadon ja Yliskulman välisellä alueella, pellot ovat olleet kuormittavampia kuin vertailualueella. Pilottialueen yläosassa peltohehtaarilta on huuhtoutunut 0,53 kg fosforia ja pilottialueen alaosassa, Yliskulmalta Parmaharjulle, lähes saman verran 0,48 kg/ha. Miten tilanne muuttui kipsin levityksen myötä?

Kipsin levityksen jälkeistä aineistoa on toistaiseksi käsitelty 405 päivän ajalta ja 232 valuntamillimetrin osalta, marraskuun 2016 alusta joulukuun kymmenenteen päivään 2017. Tämän jakson aikana vertailualueen pelloilta kulkeutui 1,7 kg/ha maa-ainesfosforia, mutta kipsinlevitysalueen keskiosassa vain 1,4 kg/ha ja alaosassa 1,3 kg/ha. Jotakin on siis tapahtunut. Jotta näistä luvuista päädyttäisiin kipsin todelliseen tehoon, meidän on otettava huomioon kipsikäsiteltyjen peltojen määrä. Nimestään huolimatta kipsinlevitysalueen yläosassa ”vain” 47 % pelloista sai kipsikäsittelyn, alaosassa 54 %. Kun tämä otetaan huomioon, kipsikäsitellyiltä pelloilta on huuhtoutunut 42 % vähemmän maa-ainesfosforia kuin kipsittömiltä pelloilta. Tällaiseen lukuun päästään Yliskulman mittausten perusteella. Parmaharjun mukaan vähennysprosentti on korkeampi: 50. Kipsin teho on vieläkin suurempi, jos laskennassa otetaan huomioon se, että kipsinlevitysalueen pellot vaikuttivat olevan luontaisesti kuormittavampia kuin vertailualueella.

Entäpä liuennut fosfori? Siitä meillä on huomattavasti harvempi aineisto, vaikka Lounais-Suomen vesiensuojeluyhdistys on tuottanut meille lisäaineistoa. Koska liuenneen fosforin arviointi perustuu käsinäytteenottoon ja laboratoriomäärityksiin, ”valokuvia” eli näytteitä on otettu yli kahden viikon välein. Pitoisuudet ovat Parmaharjulla olleet noin 10 % pienempiä kuin mittapadolla, joten kipsikäsitellyiltä pelloilta näyttää huuhtoutuneen noin viidenneksen vähemmän liuennutta fosforia kuin kipsittömiltä pelloilta. Koska liuenneen fosforin pitoisuudet eivät vaihtele niin voimakkaasti kuin maa-ainesfosforin, tilannetta ei tarvitse joka päivä saati sitten joka tunti seurata. Tarkempi arvio vaatisi kuitenkin vielä muutaman näytteen täyden tulvatilanteen ajalta.

Maa-ainesfosforin osalta tiedämme, että kipsi on tepsinyt: Savijoki on tullut kirkkaammaksi. Muutosta voi ehkä olla vaikea uskoa. Syksyllä joessa on näkynyt, erästä viljelijää lainatakseni, kaikkea polkupyörää pienempää. Vaikka ihmissilmä ei eroa havaitsisikaan, Luoteen antureilla mitattuna sameusero on selvä. Toki myös maa-ainesfosforin vähentymäprosentti tarkentuu aineiston täydentyessä ja tulkintamenetelmien parantuessa, mutta enemmän alamme nyt jännittää sitä, kuinka pitkään kipsi vielä tehoaa. Laskelmieni mukaan noin 85 % kipsistä on vielä maassa, joten oletan anturien jatkossakin rekisteröivän Yliskulmalla ja Parmaharjulla pienempiä sameuksia kuin mittapadolla. Ennen kipsin levitystä tilannehan oli toisinpäin.

Kasvinsuojeluaineiden käyttö Savijoen valuma-alueella

Suomen ympäristökeskuksen tutkijat Katri Siimes, Ville Junttila ja Emmi Vähä seuraavat kasvinsuojeluaineiden käyttöä ja huuhtoutumista Savijoen valuma-alueella. Kasvinsuojeluaineiden seuranta on jo itsessään hyvin tärkeää. Alueella toteutetun kipsipilotin myötä voidaan tutkia myös sitä, vaikuttaako kipsikäsittely kasvinsuojeluaineiden kulkeutumiseen vesistöihin.  

Mittapato mittaa veden virtaamaa Savijoessa lokakuussa 2017. Kuva: Jarkko Ylijoki

Vuosi sitten toteutetussa SAVE-hankkeen kyselytutkimuksessa maanviljelijöiltä kysyttiin myös kasvinsuojeluaineiden käytöstä. Lämmin kiitos kaikille kyselyyn vastanneille! Vastaukset ovat erittäin tärkeitä kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumista tutkittaessa. Tässä tekstissä käsitellään lyhyesti kyselyn tuloksia ja Savijoen vesinäytteiden kasvinsuojeluainepitoisuuksia.

SAVE:n kipsipilottialuetta koskeviin kasvinsuojeluainekysymyksiin vastasi yhteensä 52 tilaa. Vertailualueelta saatiin lisäksi kolmen tilan kasvinsuojeluainekäyttöä koskevat tiedot. Pilottialueen tiloilla vuonna 2016 käytetyissä kasvinsuojeluainevalmisteissa oli yhteensä 59 eri tehoainetta, kun taas vertailualueella käytettiin 10 eri tehoainetta. Kaikkia vertailualueella käytettyjä tehoaineita oli käytetty myös pilottialueella. Tässä kirjoituksessa tarkastelemme näitä 10 tehoainetta sekä niitä aineita, joita käytettiin pilottialueella vähintään 25 %:lla alasta tai määrällisesti eniten (>35 kg). Taulukossa 1. on esitetty näiden aineiden käyttö.

Taulukko 1. Valittujen tehoaineiden käyttömäärät ja käsitellyn peltoalan osuus pilottialueella ja vertailualueella vuonna 2016. Rikkakasvien torjuntaan käytetyt aineet on merkitty vihreällä, kasvitautien torjuntaan käytetyt aineet violetilla ja kasvunsääteet oranssilla.

Eniten käytettiin glyfosaattia, jonka käyttömäärä pilottialueella oli 1000 kg ja vertailualueella 52 kg. Glyfosaatilla käsitelty pinta-ala kattoi peltoalasta pilottialueella 39 % ja vertailualueella 44 %. MCPA:ta (eli 2-metyyli-4-kloorifenoksietikkahappoa) ruiskutettiin laajimmalle alueelle: pilottialueella sillä käsiteltiin 42 % peltoalasta ja vertailualueella 9 % peltoalasta (Taulukko 1).

 

Käytetyimmät tehoaineet: MCPA ja glyfosaatti

MCPA:ta ruiskutettiin tutkitulla Savijoen valuma-alueella yli 40 % peltoalasta, mikä on viljavaltaisilla alueilla tavanomaista. MCPA.ta on käytetty 1950-luvulta lähtien leveälehtisten rikkojen torjuntaan mm. viljapelloilla ja se on edelleen toiseksi eniten myyty kasvinsuojeluaine Suomessa. MCPA:n laajamittainen käyttö selittänee myös sen, että se on ollut yleisimmin havaittu kasvinsuojeluaine pintavesien kasvinsuojeluaineiden seurannassa. Savijoelta havaitut pitoisuudet olivat enimmäkseen pieniä, mutta ruiskutuskausi näkyi selvästi MCPA:n pitoisuuksien nousuna vesissä. Pitoisuuksien keskiarvo jäi vuosikeskiarvolle asetettua ympäristönlaatunormia (1,6 µg/l) alhaisemmaksi.

Glyfosaatti on Suomen myydyin herbisidi eli rikkakasvien torjunta-aine. Sen käytön uudelleenhyväksymisestä EU:ssa käydään edelleen keskustelua (Tukes). Glyfosaatin osuus Suomen kasvinsuojeluaineiden tehoainemyynnistä oli 56 % (n. 850 tonnia) vuonna 2016 (Tukes). Tällä määrällä voisi käsitellä noin kolmasosan Suomen maatalousalasta.  Glyfosaattia käytetään erityisesti juuririkkojen, eli monivuotisten kasvien juurista esiin pomppaavien kasvustojen, torjuntaan. Juuririkkojen torjunnan tarve on kasvanut kevennettyjen muokkausmenetelmien yleistyessä. Sen seurauksena glyfosaatin myyntimäärät ovat kasvaneet 1990-luvulta lähtien.  Glyfosaatin käyttömäärät Savijoen valuma-alueella eivät poikenneet tavanomaisista käyttömääristä Etelä-Suomessa. Muutama kipsipilottialueen viljelijä on mukana myös Luonnonvarakeskuksen glyfosaattihankkeessa (GlyFos II -hankkeen kotisivut).

Glyfosaattia ja sen hajoamistuotetta AMPA:a havaittiin Savijoen vesinäytteistä, mutta pitoisuudet keikkuivat enimmäkseen määritysrajan (0,10 µg/l) tuntumassa. Glyfosaatin pitoisuus oli huomattavasti pienempi kuin sille ehdotettu ympäristönlaatunormi (100 µg/l; Kontiokari & Mattsoff, 2011). Glyfosaatin laajan käytön huomioiden sitä havaitaan vesistöistä melko pieniä määriä. Tämä johtunee siitä, että se sitoutuu erittäin vahvasti maaperään.

 

Muut pilottialueella yleisesti käytetyt aineet

Protiokonatsoli ja tebukonatsoli olivat yleisimmin käytetyt kasvitautien torjunta-aineet tutkitulla alueella. Tebukonatsolia havaittiin yleisesti loppukesästä 2016 pilottialueen alapuolisella näytepisteellä, mutta sen pitoisuudet jäivät noin kolmannekseen ehdotetusta ympäristönlaatunormista. Protiokonatsolin pitoisuutta ei ole analysoitu Suomen vesistöseurannassa. Se ei myöskään tässä seurannassa kuulunut laboratorion analysoitujen aineiden pakettiin.

Fluroksipyyriä, florasulaamia ja klopyralidia levitettiin kutakin yli neljännekselle peltoalasta pilottialueella. Näitä aineita saa käyttää mm. kevätviljojen ja apilattomien nurmien rikkakasvien torjunnassa. Näitä havaittiin vesinäytteistä, mutta ehdotetut ympäristönlaatunormit (fluroksipyyrille 460 µg/l; florasulamille 0,016 µg/l ja klopyralidille 50 µg/l) eivät ylittyneet vesinäytteissä.

Pilottialueella käytettiin suuria määriä diklorproppi-P:tä ja mekoproppi-P:tä, jotka ovat viljoilla käytettäviä fenoksihappoherbisidejä kuten MCPA. Niitä havaittiin Savijoen vesinäytteissä, mutta pitoisuudet olivat pieniä.

Myös perunan sekä mm. härkäpavun viljelyssä käytettävää aklonifeenia käytettiin melko suuri määrä, vaikka levitysala ei kovin suuri ollutkaan (7 % peltoalasta). Aklonifeenia ei kuitenkaan havaittu Savijoen vesinäytteistä.

Juurikkaiden rikkakasvien torjunnassa käytettävää metamitronia ruiskutettiin vain prosentille peltoalasta, mutta peltolohkoa kohden käytettävät määrät olivat suuria ja ainetta on ruiskutettu todennäköisesti monta kertaa kesän aikana. Metamitroni sitoutuu melko heikosti maahan ja huuhtoutuu siksi helposti. Sekä metamitronia että sen hajoamistuotetta havaittiin vesinäytteistä, mutta pitoisuudet eivät ylittäneet ympäristönlaatunormia.

 

Muut vertailualueella käytetyt torjunta-aineet

Taulukon 1. kuuden viimeisen aineen käyttö ei ollut kovin laajamittaista pilottialueella, mutta aineet ovat kiinnostavia, sillä niitä oli käytetty sekä vertailualueella että pilottialueella. Kasvinsuojeluaineista yleisimmin käytetyt aineet, tai edes yleisimmin havaitut aineet, eivät ole välttämättä niitä, joista syntyy suurin ympäristöriski.

Triadimenoli, imatsaliili ja pikoksistrobiini ovat kasvitautien torjunta-aineita. Näistä triadimenolia ja imatsaliilia käytettiin Savijoella lähinnä peittausaineina. Pikoksistrobiinia havaittiin molemmilla näytteenottopaikoilla, triadimenolia vain vertailualueen mittapadolla. Triadimenolin ja pikoksistrobiinin pitoisuudet eivät ylittäneet ehdotettuja ympäristönlaatunormeja.

Triasulfuroni ja tritosulfuroni ovat pien’annosherbisidejä eli rikkakasvien torjunta-aineita, joiden levitysmäärät peltohehtaaria kohti ovat hyvin pieniä. Ne ovat kuitenkin erittäin kulkeutuvia aineita. Tritosulfuronia havaittiin Savijoesta melko yleisesti, mutta sen pitoisuus ei ylittänyt ehdotettua ympäristönlaaturnomia (0,75 µg/l). Triasulfuroni on vesikasveille erittäin haitallista ja sille ehdotettu ympäristönlaatunormi on vain 0,0018 µg/l (Kontiokari & Mattsoff, 2011). Triasulfuroni on ainoa markkinoilla oleva kasvinsuojeluaine, jonka pitoisuus on ylittänyt sille ehdotetun ympäristönlaatunormin jokivesissä 2010-luvulla toistuvasti (Karjalainen ym. 2014). Vuonna 2016 triasulfuronia ei havaittu Savijoen vesinäytteissä, mutta elo-syyskuussa 2017 sitä havaittiin muutamasta näytteestä melko korkeina pitoisuuksina. Laskennallinen vuosikeskiarvo ei kuitenkaan ylittänyt ehdotettua ympäristönlaatunormia. Triasulfuroni poistui käytöstä syyskuussa 2017.

Näytteenottoa mittapadolla ja Bränikkälässä viime kesänä ja keväällä 2016. Kuvat: Katri Siimes ja Heidi Ahkola

Yhteenvetoa käytettyjen aineiden havaitsemisesta vesissä

Tarkasteluun valituista (taulukossa 1. näkyvistä) 18:sta kasvinsuojeluaineiden tehoaineesta 15 analysoitiin vesinäytteistä. Kahden aineen kohdalla (aklonifeeni ja pinoksadeeni) pitoisuudet olivat niin pieniä, ettei niitä havaittu vesinäytteistä, joten vain 13 aineesta saatiin numeerista pitoisuustietoa. Havaitsemiseen vaikuttavat mm. laboratoriossa käytetty määritysraja ja näytteenoton ajoittuminen. Uomaan kulkeutumiseen vaikuttavat lukuisat tekijät kuten aineen sitoutuminen, hajoamisnopeus, käsitellyn pellon etäisyys uomasta ja sääolot levityksen aikaan ja sen jälkeen.

Nykytiedon mukaan tutkimusalueella yleisimmin käytetyt aineet eivät aiheuta vesieliöille merkittävää haittaa. On kuitenkin huomioitava, että tässä tarkastelussa on ollut mukana vain 18 kyselytutkimuksessa mainituista 59 aineesta, eikä aineiden yhteisvaikutuksia ole huomioitu mitenkään.

 

Mihin tietoja tarvitaan tulevaisuudessa?

Suomessa on vain vähän tietoa kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumisesta. Savijoen aineistosta lasketaan tehoainekohtaisia päästökertoimia, joita käytetään hyväksi muun muassa kasvinsuojeluaineiden riskien arvioinnissa ja hallinnassa. Luotettavien päästökertoimien laskemiseksi tarvitaan ainekohtainen käyttömäärätieto koko mittauspisteen yläpuolisella valuma-alueella. Käytännössä kyselyn ulkopuolelle jääneiden tilojen kasvinsuojeluaineiden käyttö pitää arvata, vaikka erilaisia interpolointimenetelmiä käytettäisiinkin, ja tästä aiheutuu suuri epävarmuus laskettavaan päästökertoimeen.

Päästökertoimien avulla voidaan selvittää kipsin vaikutusta kasvinsuojeluaineiden huuhtoumiin. Mikäli pilottialueen päästökerroin muuttuu kipsin levityksen jälkeen (2016 vs 2017) enemmän kuin vertailualueen päästökerroin (2016 vs 2017), voidaan olettaa erojen yhdeksi syyksi kipsin vaikutus. Vertailu voidaan tehdä luotettavasti vain sellaisille aineille, joille on voitu laskea päästökertoimet sekä vertailualueella että pilottialueella kahtena peräkkäisenä vuotena. Näillä näkymin se tulee olemaan mahdollista ainakin glyfosaatin ja MCPA:n kohdalla.

Jos tutkimus osoittaa, että kipsin levitys lisää kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumista, tulisi kipsin levityksen riskejä arvioida vielä tarkemmin alueilla, joilla kasvinsuojeluaineet aiheuttavat ongelmia vesistöissä. Mikäli kipsi vähentää huuhtoutumista, kipsiä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää alueilla, joilla kasvinsuojeluaineet aiheuttavat riskejä vesieliöille. Tutkittu tieto on hyödyllistä myös siinä tapauksessa, jos kipsi ei merkittävästi vaikuta kasvinsuojeluhuuhtoumiin.

Mikäli joku alueen viljelijä haluaa vielä täydentää kasvinsuojeluaineiden käyttötietokyselyä vuoden 2016 osalta, otamme kaiken tiedon ilolla vastaan. Samoin kannustamme kaikkia vastaamaan vuoden 2017 käyttötietokyselyihin!

 

Katri Siimes, Ville Junttila, Emmi Vähä ja Samuli Puroila
Suomen ympäristökeskus (SYKE)

Lisätietoja: Katri Siimes, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

 

Vesinäytteiden kasvinsuojeluainepitoisuudet on analysoitu maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa Maa- ja metsätalouden kuormituksen ja sen vesistövaikutusten seuranta (MaaMet)-hankkeessa.

Kontiokari & Mattsoff 2011. Proposal of Environmental Quality Standards for Plant Protection Products. The Finnish Environment 7/2011. (Linkki: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/37029)

Karjalainen, Siimes, Leppänen ja Mannio 2014. Maa- ja metsätalouden kuormittamien pintavesien haitta-aineseuranta Suomessa. Seurannan tulokset 2007–2012. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 38/2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vaikuttaako kipsinlevitys kaloihin?

Suomen ympäristökeskuksen tutkijat Jarno Turunen ja Janne Markkula sähkökalastamassa Savijoella, Liedonperällä lokakuussa 2017.  Kuva: Jukka Rapo, Keksi / Ympäristöministeriö.

SYKEn tutkijat suorittivat lokakuussa sähkökalastuksia Savijoen valuma-alueella. Sähkökalastuksilla pyrittiin saamaan selville onko kipsin levityksellä merkittäviä vaikutuksia Savijoen kalastoon. Kipsin levitys lisää veden sulfaattipitoisuuksia, millä voi korkeina pitoisuuksina olla haitallisia vaikutuksia makean veden kaloihin ja niiden lisääntymiseen. Toisaalta kipsin levitys vähentää maahiukkasten huuhtoutumista vesistöön, mikä voi parantaa virtakutuisten kalojen, kuten taimenen, lisääntymismenestystä. Maahiukkaset voivat joen pohjalle laskeutuessaan tukkia sorapohjia veden virtaukselta, mikä haittaa sorapohjille kutevien kalojen, kuten taimenen, mätimunien kehitystä.

Sähköä Savijokeen

Kalaston selvitys tehtiin sähkökalastamalla, joka on standardimenetelmä virtavesien kalastoselvityksissä ja -tutkimuksissa. Menetelmässä sähkökalastuslaitteella luodaan kalastettavalle alueelle tasavirtasähkökenttä, mikä tainnuttaa kalat (katso menetelmästä kertova video). Sähkökalastajan apuna on haavitsija, joka nappaa taintuneet kalat haaviin. Haavista kalat kipataan vesiastiaan ja pyynnin päätyttyä lajit tunnistetaan ja mitataan. Sähkökalastetun alueen pinta-ala mitataan ja saaliista lasketaan kalalajien tiheyksiä suhteessa alaan. Sähkökalastus ei vaurioita kaloja, joten ne voidaan laskea mittausten ja kalojen virkoamisen jälkeen takaisin veteen.

Sähkökalastaja ja haavitsija yhteistyössä syksyisessä jokimaisemassa. Kuva: Jukka Rapo, Keksi / Ympäristöministeriö.

Sähkökalastus toteutettiin neljässä paikassa Savijoen valuma-alueella: Rynkön koskella, Yliskulman koskialueella, Yliskulman purossa ja Mittapadon koskella. Paikoista oli, Mittapatoa lukuun ottamatta, aiempaa sähkökalastusaineistoa ajalta ennen kipsin levitystä, johon saalista voitiin verrata. Mittapadon paikka taas sijaitsee kipsin levitysalueen ulkopuolella, joten myös sen saalista käytettiin kipsin vaikutusten arviointiin.

Kivisimppu, kivennuoliainen… taimen!

Kuten usein käy, päätti luonto taas tehdä tutkijoiden työstä hankalaa. Koetta edeltävän viikon sateet olivat nostaneet Savijoen veden tulvakorkeuteen eikä ennuste luvannut helpotusta seuraavillekaan viikoille. Homma päätettiin toteuttaa sovittuna päivänä.

Tulvalle eväänsä lotkauttamatta sähkökalastajat tekivät homman suunnitellusti. Saalistakin saatiin, jos kohta suuret maineteot jäivät uupumaan. Saalis koostui valtaosin kivisimpuista ja kivennuoliaisista, joita saatiin kymmenittäin. Taimenista saatiin kaksi havaintoa. Toinen, 31 cm pitkä vonkale, eksyi haaviin Rynkön koskesta ja toinen, 8 cm poikanen, Yliskulman purosta. Verrattuna aiempiin kalastuksiin, olivat kivennuoliaisten tiheydet samalla tasolla ja kivisimppujen jonkin verran korkeammalla syksyllä 2017.

Haaviin saatu kivennuoliainen tutkijan kädellä. Virrottuaan kalat pääsivät takaisin jokeen. Kuva: Jukka Rapo, Keksi / Ympäristöministeriö.

Savijoessa aiemmin tavattuja särkikaloja, kuten turpaa ja töröä, ei saatu saaliiksi. Näiden kalojen tiheydet ovat olleet pieniä myös aiemmissa kalastuksissa, joten puuttuminen saaliista selittynee satunnaisuudella ja hankalilla olosuhteilla. Lisäksi vesi oli jo jäähtynyt noin 8 asteiseksi, joten kyseiset lajit ovat voineet poistua koskialueilta talvehtimaan miedommin virtaaviin suvantoihin.  Kyseisiä lajeja ei myöskään saatu vertailualueena toimivalta Mittapadon paikalta, josta saaliiksi tuli vain kivennuoliaisia.

Taimenten tiheyksissä huomio kiinnittyy Yliskulman puron pieneen tiheyteen (0.6 yksilöä / 100 m2) verrattuna vuoden 2012 tiheyksiin (17 yksilöä / 100 m2). Ero selittynee osittain istutuksilla, joita ei keväällä 2017 tehty. Puroon on istutettu viimeksi 2016 keväällä taimenen vastakuoriutuneita poikasia (8000 kpl), joita ei siis tällä kertaa saatu saaliiksi. Ongelmallista arvion kannalta on myös se, ettei kalastuksia ole tehty viime vuosina. Taimenen poikasten luontainen kuolevuus vaihtelee runsaasti vuosien välillä. Saaliiksi saatu 8 cm poikanen edustaa todennäköisesti 2017 keväällä luonnonkudusta kuoriutuneita poikasia. Sen löytyminen on hyvä merkki ja osoittaa, että purossa on myös luontaista lisääntymistä.

Aiempien syksyjen ja syksyn 2017 (lihavoitu) sähkökalastusten tulokset. Luvut ovat ilmoitettu yksilömäärinä per 100 m2 kalastettua alaa. Tiheydet on laskettu yhden pyynnin perusteella.

Mitä tuloksista voisi päätellä?

Tulva varmasti heikensi kalojen pyydystettävyyttä. Vaikuttaa kuitenkin siltä, että kipsin levitys ei ole vaikuttanut ainakaan haitallisesti tyypillisiin koskikaloihin kuten kivisimppuihin ja kivennuoliaisiin. Taimenen osalta eroa ei Savijoen pääuomassa ole, ja ero Yliskulman puron taimentiheyksissä selittynee istutuksilla, tulvalla ja luontaisilla tekijöillä. Savijoen sulfaattipitoisuudet ovat olleet kipsin levityksen jälkeen keskimäärin 30 mg/l ja hetkellisesti reilu 400 mg/l. Yli 400 mg/l pitoisuuksilla on havaittu lieviä negatiivisia vaikutuksia lohikalojen mädin kehitykseen pitkän ajan altistuskokeissa, mutta hetkellisinä piikkeinä vaikutusta tuskin on.

Vertailualueen saaliin, aiempien sähkökalastusten ja matalien sulfaattipitoisuuksien valossa kipsin levitys ei näytä vaikuttavan merkittävästi kaloihin tai muihinkaan vesieliöihin. Toki vahvemman näytön saamiseksi sähkökalastusseurantaa olisi hyvä jatkaa ensi vuonna. Hankkeessa on lisäksi käynnissä taimenen mädin haudontakoe, joka antaa tärkeää lisävalaistusta kipsin levityksen vaikutuksista taimeneen. SAVE-hanke ei siis ole etsimässä pelastuskeinoja Saaristomerelle virtavesiluonnon kustannuksella.

Jarno Turunen, SYKE

 

Mädinhaudontaa Savijoella

Seuraavien kuukausien aikana Savijoen rantatörmillä seikkailee jälleen kahluuvarusteisiin sonnustautuneita tutkijoita! Tällä kertaa olemme kiinnostuneita siitä, vaikuttaako peltojen kipsikäsittely taimenen alkioiden selviytymismahdollisuuksiin. Vastausta tähän kysymykseen haemme mädinhaudontakokeen avulla. Kokeessa seuraamme taimenen mätimunien selviytymistä ja alkioiden kasvua. Aloitimme kokeen lokakuun lopulla, jolloin veimme hedelmöitetyt mätimunat koepaikkojen soraikkoihin hautoutumaan.

Koepaikkoja on kaikkiaan kolme. Savijoella kipsialueen koepaikaksi valikoitui Koskelan alue, kun taasen kipsitön vertailupaikka löytyi mittapadon yläpuoliselta jokiosuudelta. Lisäksi sisällytimme kokeeseen yhden metsäisen vertailupaikan läheisellä Järvijoella. Kaikissa näissä koepaikoissa joen pohjan ja veden virtauksen olosuhteet olivat sopivia taimenen jälkikasvun haudonnalle.

Luonnossa taimenen alkiot kehittyvät ja kuorituvat joen pohjassa soran suojissa, niin kutsutussa kutupesässä. Kokeessa matkimme tätä taimenemon tekemää rakennelmaa hautaamalla mätimunat taimenen luontaisen kutupesän olosuhteita muistuttavaan ”keinopesään”. Keinopesä koostui yhdestä korista, jossa oli neljä haudontasylinteriä (Kuva 1). Mätimunat laitoimme sylintereiden sisään sorakerrosten väliin. Tämän jälkeen peitimme koreissa olevat sylinterit varovasti soralla ja kivillä. Lopuksi laitoimme korin joen pohjaan kaivettuun pieneen syvennykseen ja tuimme sen soralla ja kivillä (Kuva 2). Kas näin, keinopesä oli valmis! Ja jotta kaikki munat eivät olisi samassa korissa, rakensimme kullekin koepaikalle kolme pesää.

Kuva 1. Keinopesän kori ja haudontasylinterit. Vasemmanpuoleisessa kuvassa alimmaisena on valmis sylinteri, jossa jo kansi päällä, alaoikealla olevaan sylinteriin on juuri laitettu mätimunat. Oikeanpuoleisessa kuvassa on jokeen laittoa vaille valmis haudontakori. Kuvat: Maija Hannula

Suomen kylmissä vesissä taimenenpoikaset kuoriutuvat pääsääntöisesti keväällä. Näin ollen annamme mätimunissa olevien alkioiden kasvaa ja kehittyä keinopesien suojissa ensi kevääseen saakka. Keväällä laskemme kuoriutuneet, kuolleet ja elävät alkiot. Elossa olevista alkioista mittaamme myös pituuden.

Kuva 2. Valmis keinopesä Savijoella. Tarkalla silmällä – tai hyvällä mielikuvituksella – kuvasta voi erottaa joen pohjassa olevan haudontakorin reunat. Kuva: Maija Hannula

Aiemmissa mädinhaudontakokeissa alueilla, joilla vedenlaatu on ollut hyvä ja ihmistoiminnan vaikutus vähäistä, on suurin osa taimenen alkioista selvinnyt talven yli kevääseen. Ihmistoiminnan vaikutuksen alaisilla paikoilla sen sijaan on selviytyminen usein ollut huomattavasti heikompaa. Savijoella peltojen kipsikäsittely saattaisi parhaimmillaan vaikuttaa siten, että mätimunat selviytyisivät kipsikäsittelyalueella paremmin kuin käsittelemättömällä alueella – kenties yhtä hyvin kuin metsäisellä vertailupaikalla Järvijoella. Huonoimmassa tapauksessa peltojen kipsikäsittely vähentäisi mätimunien selviytymistä vertailupaikkoihin nähden. Jäämme siis jännityksellä odottamaan ensi kevättä, jolloin meille selviää, onko kipsikäsittelyllä vaikutusta taimenen alkioiden selviytymiseen ja kasvuun!

Hanna Arola
Bio- ja ympäristötieteiden laitos
Jyväskylän yliopisto

Kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksia seurataan Savijoella

Pieni osa viljelyssä käytetyistä kasvinsuojeluaineista kulkeutuu pintavesiin. Toukokuussa 2016 Savijoella aloitettiin kasvinsuojeluaineiden vesistöseuranta, joka jatkuu syyskuuhun 2017. Mukana on kaksi näytteenottopistettä: yläjuoksulla sijaitseva mittapato, jonka valuma-alueelle ei ole levitetty kipsiä, sekä kipsinlevitysalueen alajuoksulla oleva SAVE-hankkeen näytteenottopiste Bränikkälässä Parmaharjulla.

Vuosina 2007 – 2014 Suomessa on seurattu kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksia jokivesissä noin kymmenellä maatalousvaltaisella näytepaikalla Maa- ja metsätalouden vesistökuormituksen seurantahankkeessa (MaaMet). Valtaosa paikoista on vaihtunut vuosittain ja näin ollen on saatu kerättyä laaja, mutta harva aineisto. Yksittäiseltä paikalta saattaa olla vain 5 tai 10 näytteen tulokset.

Aineiston keruulla on pyritty täyttämään seurantavelvoitteita, ja tietoa on käytetty esimerkiksi vesien kemiallisen tilan luokittelussa. Valuma-alueet ovat kuitenkin olleet suuria ja siksi tuloksia on ollut vaikea yhdistää alueiden viljelytoimiin ja kasvinsuojeluaineiden käyttöön. Aineiden käyttömääriä ei rutiininomaisesti kerätä Suomessa, vaikka viljelijät on velvoitettu pitämään niistä lohkokohtaisesti kirjaa. Käyttötietojen haarukointi haastatteluin on puolestaan erittäin työlästä.

Savijoen tutkimusalueilla haarukointi on vielä mahdollisuuksien rajoissa. Vuoden 2016 käyttömääriä selvitettiin SAVE-hankkeen kyselyn yhteydessä. Savijoen kasvinsuojeluaineseuranta tarjoaa mahdollisuuden yhdistää valuma-alueen tietoja kasvinsuojeluaineiden pitoisuustuloksiin. Se voi siten auttaa prosessien ymmärtämisessä ja kuormituksen vähentämiskeinojen miettimisessä.

Pitoisuuksia selvitetään aktiivisesti passiivikeräimillä

Savijoella vesinäytteitä on otettu kasvukauden aikaan kahden viikon välein ja talvella kerran kuukaudessa. Tämä on huomattavasti tiheämpää näytteenottoa kuin aiemmassa kansallisessa seurannassa, mutta ei silti välttämättä riittävää kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksien vaihtelun havaitsemiseen. Pitoisuudet voivat vaihdella nopeasti jopa tuhatkertaisesti.

Tämän vuoksi seurannassa on altistettu myös passiivikeräimiä vesinäytteenottojen välillä. Keräimissä on ohut kalvo, johon haitta-aineet tarttuvat. Keräimien avulla voidaan määrittää kasvinsuojeluaineen keskimääräinen pitoisuus vedessä altistusaikana (2 – 4 viikkoa). Niiden avulla voidaan havaita myös sellaisia aineita, joiden pitoisuuspiikki ei osu näytteenottohetkeen.

Passiivikeräimet ennen altistusta ja kahden viikon altistuksen jälkeen.

Kasvinsuojeluaineiden suurimmat pitoisuudet ovat yleensä odotettavissa käsittelyjä seuranneiden valuntojen aikaan. Sateiden ajoittuminen suhteessa käsittelyyn vaikuttaa huippupitoisuuteen. Pitkäaikaisemmalla säätilalla puolestaan on merkitystä myös kulkeutuneisiin ainemääriin: kuivana jaksona kulkeutuminen on vähäistä.

Sään lisäksi kasvinsuojelun tarve ja kemikaalien käyttö vaihtelevat vuosittain. Siksi olisi mielekästä seurata pitoisuuksia samalla paikalla useamman vuoden ajan. Eri aineiden sitoutumis- ja hajoamisominaisuudet ovat erilaisia. Hitaasti hajoavia yhdisteitä voidaan havaita vesistä vielä myöhään syksyllä ja jopa vuosien päästä käytöstä.

Montako kasvinsuojeluainetta on havaittu?

Sekä vesinäytteistä että passiivikeräimistä on analysoitu yli 210 yhdistettä. Kuten kuvasta 1 havaitaan, yksittäisistä vesinäytteistä on kesällä havaittu toistakymmentä ja passiivikeräimistä jopa yli 30 ainetta, yhteensä Savijoesta havaittuja aineita on toistaiseksi 45. Tuloksista voidaan todeta, että alajuoksulta on havaittu useampia aineita kuin yläjuoksulta. Tämä johtunee siitä, että Bränikkälän näytepisteen valuma-alue on ollut suurempi ja siellä on ollut monipuolisempaa viljelyä.

Kuva 1. Havaittujen aineiden lukumäärä vesinäytteissä ja vertailun vuoksi myös Bränikkälän passiivikeräimissä.

Passiivikeräimistä havaittiin useampia erilaisia aineita kuin vesinäytteistä. Tämä on seurausta sekä keräimien alemmista määritysrajoista että pitoisuuksien vaihtelusta näytteenottojen välillä. Vesinäytteistä havaittiin kaikkein yleisimmin hyttyskarkote DEET:ä (havaitaan yleisesti ympäristönäytteistä myös muualta), glyfosaatin hajoamistuotetta AMPA:a ja rikkakasvien torjunta-aineita (mm. MCPA:ta, bentatsonia ja tritosulfuronia). Kaikista passiivikeräinnäytteistä havaittiin näiden lisäksi kasvitautien torjunnassa käytettyjä aineita kuten propikonatsolia, jota oli myös pohjasedimentissä. Passiivikeräimistä havaittiin yleisesti myös tuholaisten torjunnassa käytettyä klotianidiinia, jonka käyttöä on rajoitettu EU:ssa mehiläismyrkyllisyyden vuoksi. Suomi on kuitenkin myöntänyt hätäluvan sitä sisältävän valmisteen käyttöön (öljykasvien siementen peittaukseen).

Pitoisuudet eivät ole ylittäneet asetuksessa annettuja aineiden haitallisuuteen perustuvia ympäristönlaatunormeja, joita on määritetty vain muutamille aineelle, mutta jokunen yksittäinen vastaavalla tavalla laskettu vertailuarvo on ylittynyt. Savijoki edustaa kuormitukseltaan melko tyypillistä varsinaissuomalaista valuma-aluetta kehitteillä olevan kasvinsuojelulaineiden kuormitusindikaattorin mukaan. Indikaattori perustuu lohkokohtaiseen viljelykasviaineistoon, tyypilliseen kasvinsuojeluaineiden käyttömääriin kasvikohtaisesti ja kertoimiin, joilla huomioidaan yhdisteiden erilaista haitallisuutta. Kuormitusindikaattorin riskialueilla pitoisuudet voivat olla paljon suurempia kuin Savijoella.

Nyt kerätty aineisto on kansallisesti ainutlaatuinen ja vertailukelpoinen Ruotsissa ja Norjassa toteutettujen seurantojen kanssa. Toistaiseksi seuranta on voitu toteuttaa MaaMet–hankkeen ja passiivikeräinten osalta osin Vesien- ja merenhoidon uudet prioriteettiaineet -hankkeen (UuPri) puitteissa. Haemme kuitenkin vielä rahoitusta kasvinsuojeluaineiden käyttötietojen keräämiseen ja käsittelyyn sekä vuonna 2017 altistettujen, pakastimessa odottavien, passiivikeräinten analytiikkaan.

Entäpä sitten kipsikäsittely? Voisiko kipsillä olla vaikutusta fosforin lisäksi myös kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumiseen? Tähän kysymykseen ei löydy vastausta kirjallisuudesta eikä toistaiseksi vielä Savijoeltakaan. Jotta vaikutusta tai vaikuttamattomuutta voitaisiin arvioida, pitäisi pitoisuustuloksista laskea ainekohtaiset kuormitusmäärät ja suhteuttaa ne yläpuolisen valuma-alueen käyttömäärätietoihin. Tämän teemme, jos rahoitus varmistuu.

Katri Siimes ja Heidi Ahkola, SYKE

San Pellegrino ja Savijoki – sulfaatit vesissämme

Petri Ekholm
Erikoistutkija
Suomen ympäristökeskus

Kipsin sisältämä sulfaatti on herättänyt huolta: voisiko sillä olla haitallisia vaikutuksia vesiympäristössä? SAVE-hankkeessa näitä mahdollisia vaikutuksia tutkitaan, mutta mitä sulfaatti oikeastaan on ja mistä se on peräisin?

Sulfaatti (SO4) on yleinen osanen elollisessa ja elottomassa luonnossa. Kasveille se on tärkeä rikin lähde, ja valtameriveden sulfaattipitoisuus – peräti 2700 mg/l – kertoo kallioperän rikkipitoisten mineraalien rapautumisesta. Kemiallisesti määriteltynä sulfaatti on rikkihapon (H2SO4) anioni, ja ihmisen aiheuttamat sulfaattipäästöt liittyvätkin pitkälti rikkihapon käyttöön. Rikkihappo on maailman käytetyin kemiallinen yhdiste ja sen maakohtaisesta kulutuksesta voidaan tehdä päätelmiä jopa bruttokansantuotteesta. Rikkihappoa tarvitaan mitä moninaisimmissa teollisuuden prosesseissa lannoitteiden valmistuksesta ja sellun keitosta aina pigmenttien valmistukseen.

Eri vesien sulfaattipitoisuuksia. Kuva aukeaa suuremmaksi klikkaamalla.

Ympäristötutkimus kiinnostui sulfaatista 1970-luvulla, kun maailma havahtui happosateiden aiheuttamiin ongelmiin. Hiilivoimaloiden piiput tupruttivat ilmaan rikkidioksidia, joka muuntui ilmakehässä rikkihapoksi. Nykyisin voimalaitosten savukaasuja pestään ja happamoittavat rikkipäästöt ovat vähentyneet. Myös tässä prosessissa syntyy kipsiä. Sulfaatin toi uudelleen otsikoihin Talvivaaran kaivoksen natriumsulfaattipäästöt, jotka suolasivat lähijärviä. Esimerkiksi kaivoksen alapuolisen Kivijärven pohjanläheisessä vedessä sulfaattipitoisuus on ollut yli 6000 mg/l.

Talvivaaran tapauksessa sulfaatin alkuperä oli prosessissa käytetty rikkihappo ja osin myös malmin sisältämät rikkiyhdisteet (sulfidit). Järviä ja metsiä tuhonneen happaman laskeuman rikki taas oli peräisin kivihiilestä – jos kivihiili on aikoinaan muodostunut meriveteen kontaktissa olleesta turpeesta, sen rikkipitoisuus on erityisen korkea. Mutta mistä Siilinjärven kipsin sulfaatti on peräisin?

Kuten Samuli kertoi tehdasvierailua kuvaavassa blogissaan, kipsiä eli kalsiumsulfaattidihydraattia syntyy sivutuotteena, kun apatiittimineraalia liuotetaan rikkihapolla. Näin saadaan fosforihappoa lannoiteteollisuuden tarpeeseen. Tätä nykyä Siilijärvellä käytettävä rikkihappo valmistetaan kotimaisessa öljynjalostuksessa syntyvästä rikistä. Viime syksynä Savijoen pelloille levitettiin siis sulfaattia, joka on erotettu fossiilisista polttoaineista, ts. muinaisten levien ja bakteerien merivedestä sitomaa rikkiä, sekä Siilinjärven kalliosta peräisin olevaa kalsiumia.

Happamoitumistutkimuksissa sulfaattia pidettiin niin sanottuna läpivirtausionina, joka ei reagoi vesiympäristössä, mutta kuvastaa kylläkin happaman laskeuman suuruutta. Sulfaatilla on kuitenkin tärkeä rooli esimerkiksi pohjasedimenttien ainekierroissa. Itämeressä suurellakaan sulfaattikuormituksella ei ole merkitystä, sillä murtovesi sisältää luonnostaan runsaasti sulfaattia, esimerkiksi Helsingin edustalla 500 mg/l. Järviin sulfaattia ei kuitenkaan pidä päästää, ainakaan suuria määriä, sillä se voi vähentää niiden pohja-aineksen kykyä sitoa fosforia ja siten pahentaa rehevöitymiskierrettä.

Sulfaattia kuitenkin päätyy järviin monista eri lähteistä. Koska sulfaattikuormitusta seurataan vain muutamien kuormittajien osalta, voimme esittää pelkästään karkean arvion kuormituksen suuruudesta. Sen mukaan Suomen kolme suurinta järvien sulfaattikuormittajaa ovat maatalous, ilmalaskeuma ja selluteollisuus. Ilmalaskeuman kontolle on tässä laskettu metsistä tuleva sulfaattihuuhtouma, mikä kuvastanee aikojen saatossa maaperäämme sitoutunutta ilmaperäistä, siis energian tuotannosta peräisin olevaa sulfaattia.

Rautasulfaatteja käytetään niin raaka- kuin jäteveden puhdistuksessa. Esimerkiksi HSYn (Helsingin seudun ympäristöpalvelut) puhdistusprosessissa Päijänteen veden noin 8 mg/l sulfaattipitoisuus nousee yli kaksinkertaiseksi. Tämä ei kuitenkaan vielä riitä muuttamaan pääkaupunkiseudun kraanavettä kulinaariseksi kivennäisvedeksi, sillä esimerkiksi San Pellegrinon mineraalivedessä sulfaattipitoisuus on yhtä korkea kuin Suomenlahdessa. Makutestien mukaan sulfaatti parantaa veden makua. Optimaalinen pitoisuus kalsiumsulfaatille on 270 mg/l. Maailman terveysjärjestö WHO ei ole asettanut juomaveden sulfaatille ylärajaa, joskin laksatiivisia vaikutuksia saattaa ilmetä pitoisuuden ylittäessä 1000 mg/l, makuongelmia seuralaiskationista riippuen jo aiemmin – natriumsulfaatti ei ole yhtä hyvää kuin kalsiumsulfaatti.

Savijoessa toistaiseksi havaitut sulfaattipitoisuudet ovat suhteellisen pieniä: kipsin levityksen jälkeen keskiarvo on ollut vain runsas 30 mg/l. Hetkellisesti pitoisuus on toki ollut yli 400 mg/l. Blogeissamme on jo aiemmin käsitelty tämän pitoisuustason vaikutusta – tai paremminkin vaikuttamattomuutta – vuollejokisimpukkaan. SAVE-hankkeessa on tarkoitus vielä selvittää, miten sulfaatti vaikuttaa kaloihin ja päällysleviin. Lisäksi tutkitaan, voisiko jokien pohjalta vapautua fosforia sulfaattipitoisuuden nousun vuoksi samalla tavalla kuin järvissä. Korkeina pitoisuuksina sulfaatista on haittaa rakenteille, esim. teräkselle ja betonille, mutta tällaisia vaikutuksia ei ole odotettavissa Savijoen maltillisissa sulfaattipitoisuuksissa.

Näkyykö kipsikäsittely Savijoen levämäärissä?

Syksyllä 2016 SYKEn tutkijat aloittivat Savijoella pohjalevien kasvua mittaavan kokeen. Kokeessa selvitetään kipsikäsittelyn vaikutuksia Savijoen pohjassa kasvavien päällyslevien tuotantoon. Koe on osa Maa- ja metsätalouden vesistövaikutusten seurantaohjelmaa ja sitä jatketaan tänä syksynä.

Levien määrä ja lajisto on tärkeä vesistöjen ekologisen tilan mittari. Virtavesissä pohjalla kasvavat päällyslevät ovat laiduntavien pohjaeläinten ravintoa. Pohjaeläimet taas ovat tärkeä kalojen ravintokohde.

Levien määrään vaikuttaa erityisesti saatavilla olevien ravinteiden ja valon määrä. Kipsikäsittely saattaakin siis merkittävästi vaikuttaa levien määrään ja tätä myötä Savijoen tilaan.

Rautakaupan kautta maastoon

Kokeen käytännön valmistelu alkoi rautakaupasta. Pohjalevien tuotantoa mitataan joen pohjalle aseteltavilta tummanharmailta lattialaatoilta, jotka ankkuroitiin pohjaan rakennustiilten ja kulmarautojen avulla. Laatat on kiinnitetty silikonilla kulmarautoihin ja kulmaraudat nippusiteillä rakennustiiliin.

Samalla vedenalaisen valon määrää ja veden lämpötilaa mitataan 30 minuutin välein tiiliin kiinnitetyillä jatkuvatoimisilla loggereilla.

Tutkimusta tehdään kahdella koealueella. Toinen paikoista sijaitsee kipsinlevityksen vaikutuspiirissä (Savijoki Koskela) ja vertailupaikka joen yläjuoksulla alueella (Savijoki mittapato).

Vasemmalla tutkimuspaikat Savijoessa. Savijoki Koskela on kipsinlevityskokeen vaikutuspiirissä. Yläjuoksun tutkimuspaikka Savijoki mittapato sijaitsee kipsinlevitysalueen yläpuolella. Oikeanpuoleisessa kuvassa SYKEn harjoittelija Maria Rajakallio nostaa uomassa ollutta levälaattaa mittauksiin. Kuva: Tiina Laamanen, SYKE

Ensimmäinen osa kokeen laatoista vietiin paikoilleen 29.8.2016 ja haettiin pois kokeen puolivälissä 11.10. Toinen osa laatoista vietiin paikoilleen kokeen puolivälissä 11.10. ja haettiin pois 9.11.

Laatoilta mitataan levien määrää sekä maastossa kenttämittarilla että SYKEn laboratoriossa tarkemmin uuttomenetelmällä. Kullakin tiilellä on kaksi laattaa. Toiselta laatoista mitattiin levämäärä heti niiden uomasta poiston jälkeen BenthoTorch-fluorometrillä. Fluorometri on laite, jolla voidaan maastossa mitata kolmen leväryhmän määrää a-klorofyllin fluoresenssina. A-klorofyllin summana saadaan arvio levien kokonaismäärästä. Mittaamisen jälkeen laattaparin toinen puolisko suljettiin minigrip-pussiin ja pakastettiin odottamaan laboratorioanalyysejä.

BenthoTorch-fluorometrillä on kätevä mitata maastossa päällyslevien määrää. Kuvassa Marja Lindholm Muhosjoella. Oikeanpuoleisessa kuvassa uomasta nostettuja laattapareja Savijoen Koskelan tutkimuspaikalla lokakuussa 2016. Laatoilta on juuri tehty BenthoTorch-fluorometrilla levämäärien mittaukset (pyöreät rengasmaiset jäljet vasemmanpuolimmaisilla laatoilla). Kuvat: Tiina Laamanen, SYKE

Talvi yllätti!

Syksyn 2016 olosuhteet olivat talviset jo marraskuussa. Tällöin ei kenttämittauksia pystytty enää tekemään, koska uoma oli jäässä! Yllättäen saapuneen talven vuoksi vain kaksi alapuolisen tutkimuspaikan loggereista onnistuttiin kokeen päättyessä löytämään. Yläosalla talvehtinut valologgeri, ja sen data, saatiin kuitenkin onnekkaasti pelastettua tänä kesänä.

Talviset olosuhteet yllättivät viimeisellä käyntikerralla 9.11.2016. Kuvassa jään alla olevia laattoja yläjuoksun Savijoen mittapadon tutkimuspaikalla. Kuva: Tiina Laamanen, SYKE

Mitä tulokset kertovat?

Syksyn 2016 toteutetun seurannan avulla saatiin selville tärkeää taustatietoa Savijoen levämääristä. Nyt tiedetään molempien tutkimusalueiden levämäärät ennen kipsikäsittelyn vaikutusta. Näiden taustapitoisuuksien avulla voidaan jatkossa arvioida kipsin mahdollisia vaikutuksia.

Kokonaislevämäärä oli klorofylliuuttomenetelmällä arvioituna Koskelan alueella keskimäärin 6,9 µg/cm² ja mittapadon tutkimuspaikalla 1,3 µg/cm². Yläjuoksun vertailualueen pienempi päällyslevien tuotanto selittyy todennäköisesti valaistus- ja virtausolosuhteiden eroilla, sillä paikkojen veden ravinnepitoisuudet eivät eronneet ennen kipsikäsittelyä.

Levämäärien arvioinnissa oli menetelmissä selvä eri. BenthoTorchilla mitattuna Koskelan alueen levämäärä oli keskimäärin 3,2 µg/cm² ja mittapadon tutkimuspaikalla 0,7 µg/cm². BenthoTorchilla ja uuttomenetelmällä arvioidut klorofyllimäärät vastasivat melko hyvin toisiaan pienillä levämäärillä. Kun leväkasvustoa oli paljon, fluorometrillä arvioitu levämäärä oli kuitenkin vain puolet uuttomenetelmällä arvioidusta. Fluorometri mittaakin levämäärän optisesti vain pintakerroksen perusteella, kun taas uuttomenetelmässä mitataan koko laatan levästö.

Laboratorion uuttomenetelmällä (y-akseli) ja BenthoTorch-kenttäfluorometrillä (x-akseli) mitattujen laattojen klorofyllimäärien suhde syksyn 2016 ensimmäisellä koejaksolla.

Mitä seuraavaksi?

Päällyslevien määrää mittaava koe toistetaan syksyllä 2017. Tämän jälkeen tuloksia voidaan rinnastaa vuoden 2016 mittauksiin ja arvioida mahdollisten vedenlaadun muutosten vaikutusta pohjalevien määrään.

Tilanne on erittäin mielenkiintoinen. Jos kipsikäsittelyn myötä leville saatavilla olevien ravinteiden määrä vähentyisi, voisi myös levien määrän olettaa vähenevän. Toisaalta jos kipsikäsittely kirkastaa jokivettä, saattaa lisääntynyt valon määrä lisätä levien kasvua. Jatkuvatoimisten loggereiden avulla seuraamme valon määrää myös tänä syksynä.

Jukka Aroviita, Tiina Laamanen, Jarno Turunen ja Maria Rajakallio, SYKE.

SAVE goes west

Antti Iho
Antti Iho, Erikoistutkija, Luke

Yksi kipsihankkeen tavoitteista on kipsin kansainvälisten käyttömahdollisuuksien kartoittaminen. Arvelimme hanketta suunnitellessamme, että Itämeren rantavaltioiden lisäksi Yhdysvaltojen ja Kanadan suurten järvien valuma-alue saattaa olla sovelias kipsin käyttökohde. Saatoimme osua oikeaan.

Huronjärvi on yksi Pohjois-Amerikan viidestä suuresta järvestä. Kuva: Samuli Puroila

Vierailin kesäkuussa Penn Statessa, Pennsylvanian osavaltion Land Grant –yliopistossa. Kustakin osavaltiosta löytyvät Land Grant -yliopistot keskittyivät alun perin käytännönläheisiin tieteisiin, mm. maatalouteen. Tätä nykyä niiden opetuskirjo on yhtä laaja kuin missä tahansa yliopistossa. Silti ne toimivat edelleen maataloustutkimuksessa tärkeimpinä nivelinä akateemisen tutkimuksen ja käytännön sovellusten välillä. Ympäristönsuojelun ja maatalouden yhteensovittaminen on nykyään todella tärkeä tutkimusten ja sovellusten kohde.

Pennsylvaniassa maatalouden ympäristöohjauksen kenttään tuo muuten mielenkiintoisen mausteen noin 70 000 amissia, joista suurin osa harjoittaa maataloutta – 1700-luvun käytännöillä. Ja ei, se ei Penn Staten ihmisten mukaan ole ympäristöystävällistä tuotettua maitogallonaa kohden tarkasteltuna. Agricultural and Environment Centerin johtaja Matt Royer kertoi jotenkin liikuttuneena kahdesta amissiviljelijästä, jotka olivat muuttaneet lannanlevityskäytäntöjään sen jälkeen, kun olivat osallistuneet retkelle Chesapeake Baylle ja tutustuneet kalastajien ammattiin. Amissiyhteisö ei kai ole kovinkaan ketterä liikkeissään. Ehkä näistä kahdesta kaverista tulee muutosagentteja?

Palaveerasimme puolikkaan päivän verran kampuksella sijaitsevan maatalousministeriön alaisen Pasture Systems and Watershed Management Research -yksikön tutkijoiden kanssa.

Yksi asia ja ongelma tuntui olevan yli muiden: liukoisen fosforin kuormituksen hallinta. Aika moni muukin oli lukenut tuoreet tutkimuspaperit Eriejärven liukoisen fosfori kuormituksen voimakkaasta kasvusta ja pysyvän kasvipeitteisyyden roolista siinä. Laitoksen johtaja Pete Kleinman kertoi saavansa jatkuvasti kyselyitä aiheesta. Toimivat keinot kaikkien fosforijakeiden kuormituksen vähentämiseen olisivat nyt todella arvokkaita, ei pelkästään Eriejärvellä vaan myös Chesapeake Bayn valuma-alueella, mitä suurin osa Pennsylvaniasta on.

Leväkukintaa Eriejärvellä. Kuva: NOAA GLERL (flickr.com)

Maaperätieteilijä Ray Bryant on tehnyt noin kymmenen vuoden aikana yhä enemmän kokeita kipsin käyttömahdollisuuksista vesiensuojelussa. Heidänkin tuloksensa ovat olleet lupaavia siinä mielessä, että kipsi tuntuu vähentävän kaikkia fosforijakeita. Tutkimushankkeet ovat olleet tähän mennessä olleet suppeahkoja kenttätutkimuksia. Esittelin SAVE-hanketta, volttilähdöllä TRAPin kautta. Erityisesti Ray oli erittäin kiinnostunut. Hän tenttasi minua varmaan kaksi tuntia, vaikka kyllä muutkin heittivät kysymyksiään sekaan. Ilokseni saatoin vastata melkein kaikkiin kohtiin, että kyllä, olemme ottaneet tämän koejärjestelyissä huomioon.

Kipsin saatavuudesta ja logistiikasta puhuttiin. Savukaasujen puhdistuksen sivutuotteena syntyvää kipsiä oli tarjolla riittävästi, eikä Ray nähnyt merkittäviä esteitä laajamittaiselle toteuttamiselle. Lohkokohtaisesta liukoisen fosforin (nopeasta) mittaamisesta puhuttiin paljon. Paikalle marssitettiin tutkija salkkuun mahtuvan mittaushärvelin kanssa, jota esiteltiin minulle yksityiskohtaisesti. Yritin toppuutella sanomalla olevani taloustieteilijä, mutta ihmiset esittelevät mielellään töitään ja keksintöjään, joten kuuntelin kiltisti. Jostain pullosta meni ionisoitua vettä johonkin ja se pullo piti vaihtaa kerran kuussa, sen muistan…

Yhtä kaikki, kipsihanke iski voimakkaasti tulta. Kleinman lupasi tulla delegaation kanssa tutustumaan hankkeeseen ensi kesänä. Pitää koittaa pitää tämä lupaus mielessä ja tehdä siitä totta. Vielä innostavampi lupaus oli ottaa meidät mukaan Eriejärven valuma-alueella tehtäviin koejärjestelyihin. Katsotaan mitä näistä tulee. Mutta se on selvää, että kipsihankkeessa on imua.

Lisää Antin kertomuksia Pohjois-Amerikan vierailulta voit käydä lukemassa Luken blogisivuilta.