Viimesyksyinen kipsitysurakka teetti työtä monella taholla. Hankkeen vetäjät, viljelijät ja logistiikan järjestelijät tekivät kaikki suuren työn levityksen onnistumiseksi. Yksi tärkeä taho hyvin menneen levitysvaiheen takana oli maatalousurakoitsijat, jotka kävivät suorittamassa itse levitystyön suurimmalla osalla pelloista. Heidän keräämät kokemukset ovat arvokkaita toimenpiteen jatkoa suunniteltaessa.
Neljä viidestä hankkeen viljelijästä teetätti levityksen urakoitsijoilla, loput levittivät kipsin pelloilleen itse. Myös levitysalassa mitattuna urakoitsijoiden osuus oli 80 prosenttia. Heidän roolinsa oli siis merkittävä. Erityisen merkittävä rooli oli kolmella urakoitsijalla: Teemu Joutsalla, Antti Uotilalla ja Juha Uusituvalla. Kolmistaan he levittivät jopa kaksi kolmasosaa koko hankkeen kipsistä – yli neljä miljoonaa kiloa. Vastaavaa kokemusta kipsinlevityksestä saa hakea, ja siksi heidän ajatuksiaan kannattaa kuunnella. Ja mehän kuuntelimme.
Antti Uotila (vas.), Teemu Joutsa ja Juha Uusitupa urakoivat SAVE-hankkeessa. Kuva: Samuli Puroila
Kolmikon päällimmäiset tuntemukset kipsinlevityksestä olivat positiiviset ja hyvin samankaltaiset. Kipsi oli ollut tasalaatuista ja ”mukavaa, köykäistä levitettävää”, minkä takia levitys oli miesten mielestä mennyt erityisen sujuvasti. Verrattuna kalkkiin kipsi oli helpompaa juuri keveyden ja tasalaatuisuuden vuoksi. Kipsi ei myöskään ollut moksiskaan varastoinnista pellon laidassa ennen levitystä, ja kipsin peittämistä ainakin kuivana syksynä he pitivät turhana. Kipsi oli lisäksi pöllynnyt heidän mielestään yllättävän vähän.
Kaiken kaikkiaan siis varsin helppoa tavaraa ammattilaisten mielestä!
Itse urakka oli kolmikon jäsenillä kaikilla hieman erilainen. Uotila ja Uusitupa levittivät kipsiä iltaisin ja viikonloppuisin, Joutsa myös arkipäivisin. Tilojen koot vaihtelivat Uotilan levittäessä pääasiassa yhdelle suurelle tilalle Joutsan ja Uusituvan käydessä levittämässä lukuisilla erikokoisilla tiloilla. Tämä monipuolisuus sataa suoraan hankkeemme kokemuslaariin. Levityksen nopeus oli vaihdellut paljon mm. peltolohkon ja kipsin varastointipaikan välisen etäisyyden mukaan, mutta yleisesti ottaen levitys sujui oikein hyvin. Suuremmastakin urakasta olisi selvitty.
Toki Joutsa, Uotila ja Uusitupa olivat panneet merkille erityisen suotuisat levityskelit viime syksynä. Hankkeella kävi tuuri kelien kanssa, siitä me tutkijat olemme urakoitsijoiden kanssa yhtä mieltä. Sateisena syksynä levitys olisi vähintäänkin ollut huomattavasti hitaampaa. Erityisen huonoilla keleillä osa kipsistä olisi urakoitsijoiden arvioiden mukaan saattanut jäädä syksyn osalta levittämättä.
Hyvät kelit olivat siunaus hankkeellemme, jossa iso määrä kipsiä piti saada levitettyä lyhyessä ajassa. Toimenpiteen laajempaa käyttöönottoa ajatellen Suomen ilmaston ei kuitenkaan tarvitse muuttua. Kipsi saadaan kyllä levitettyä sateistenkin syksyjen koittaessa. Tähän ammattimiehillä oli vankka usko.
Yksi syy, minkä takia kolmikko lähti mukaan hankkeeseen, oli silkka kiinnostus: millaista tavaraa kipsi on, ja kuinka iso pilottihanke pyörii. Näihin kysymyksiin syksy toi vastaukset. Nyt mielenkiinto on kääntynyt kohti hankkeen tuloksia – niistä riippuu urakoitsijoidenkin usko kipsikäsittelyyn. Tulosten ollessa toivottuja uskaltavat he varmasti suositella toimenpidettä muillekin.
Peltojen kipsikäsittelyn innovaatiotutkimus oli joulukuussa 2016 mukana Ålandsbankenin järjestämässä Itämeriprojekti-kilpailussa. Itämeriprojekti pyrkii parantamaan Itämeren tilaa rahoittamalla hyviä ideoita, rohkaisemalla toimintaan sekä aktivoimalla suurta yleisöä kilpailun yleisöäänestyksen kautta.
Kilpailun tulokset julkistettiin palkintojenjakotilaisuudessa Ålandsbankenin tiloissa eilen iltapäivällä. On ilo kertoa, että kilpailuprojektimme oli mukana palkittujen joukossa!
Kipsikäsittelyä tarkastellaan kilpailuprojektissa vesiensuojelun innovaationa. Kuva: Janne Artell
Palkittu kilpailuprojekti tarkastelee peltojen kipsikäsittelyä innovaationa, josta on tavoitteena kehittää toimiva, erilaisille tiloille soveltuva ja yleisesti hyväksytty vesiensuojelukeino. Projekti analysoi SAVE-hankkeessa koottua aineistoa ja viljelijöiden kanssa kerrytettyä kokemusta. Tavoitteena on luoda selkeä kuva innovaatioprosessista ja selvittää yhteistyön merkitystä innovaation kehittelyssä ja sen sosiaalisen hyväksyttävyyden edistämisessä. Kipsin käyttöä edistävistä ja sitä vaikeuttavista tekijöistä saadaan tutkimuksen kautta lisätietoa, jonka avulla kipsikäsittelystä saadaan mahdollisimman suuri hyöty eli vähenemä maatalouden fosforikuormituksessa.
Kilpailun tuomariston työ oli tänä vuonna aiempia vuosia haastavampi, sillä hakemuksia tuli peräti 140 ja niistä 14 päätyi finaaliin. Palkittuja projekteja oli yhdeksän. Teemojen kirjosta oli upeaa huomata, kuinka monella eri tavalla Itämerta voi suojella. Lääkejäämiä yhdyskuntajätevedestä poistavan menetelmän kehittäminen teollisen mittakaavan käyttöön oli yleisöäänestyksen voittaja. Lisäksi se oli tuomariston suosikki yhdessä kipsikäsittelyn kanssa. Kilpailussa menestyivät myös ympäristökasvatukseen, vesiliikenteeseen ja hyönteisrehun tuotantoon liittyvät hankkeet sekä Itämeren pohjassa makaavien vaarallisten hylkyjen tutkimus.
Kipsikäsittely nousi tuomariston suosikiksi, koska sillä katsottiin olevan suuri potentiaali vähentää fosforikuormitusta ja siihen liittyvä innovaatiotutkimus antaa arvokasta lisätietoa Itämeren suojelun edistämiseen. Tuomaristo oli pannut merkille myös meneillään olevan kipsipilotin mallikkaan etenemisen sekä tähänastiset lupaavat tulokset, jotka tarjoavat hyvät edellytykset innovaatiotutkimuksen toteutumiselle ja onnistumiselle. Kilpailuprojekti sai myös 10 % yleisöäänistä, joita annettiin yhteensä lähes 5000.
Palkinnon ojensi Ålandsbankenin Suomen liiketoiminta-alueen johtaja Anne-Maria Salonius (oik.) ja sen vastaanottivat professori Markku Ollikainen ja projektikoordinaattori Eliisa Punttila. Photo: Teemu Moisio/PTB-Creative
Ålandsbankenin Itämeriprojektista saatu palkintosumma, 40 000 euroa, tullaan käyttämään innovaatioprosessin tutkimukseen Helsingin yliopistossa. Käytännössä tutkimus tarkoittaa SAVE-hankkeessa kertyneen aineiston analysointia tieteellisillä menetelmillä. Tutkimuksen kautta saadaan selville esimerkiksi kipsikäsittelyn omaksumiseen vaikuttavat tekijät, jolloin mahdolliset esteet menetelmän yleistymiselle voidaan ottaa huomioon kipsin laajempaa käyttöä suunniteltaessa. Tutkimuksen tarjoamasta lisätiedosta tullaan kertomaan mm. SAVE-hankkeen viestintäkanavien kautta.
SAVE-hankkeessa selvitetään yhteistyöllä kipsikäsittelyn kehittämistä. Parhaita arvioimaan menetelmän käytännön toteutusta ovat tietenkin sen toteuttajat eli viljelijät itse. Siksi heidän oppinsa pilotista tulee poimia tarkasti talteen. Gradututkija Venla Ala-Harja Helsingin yliopistosta kertoo, kuinka tietoa viljelijöiltä kartoitettiin ja mitä kaikkea heiltä kyseltiin.
Tulin mukaan SAVE-hankkeeseen tutkimusavustajaksi ja graduntekijäksi marraskuussa. Ensimmäisiä asioita, joita pääsin mukaan tekemään, oli viljelijäkysely, jolla kerättäisiin tietoa syksyn kipsinlevityskokemuksista. Hankkeeseen tutustumisen jälkeen, aloimme yhdessä gradunohjaajieni ja muiden kyselystä vastaavien hankelaisten kanssa koostaa osioitamme kyselyyn. Pian alkoivat myös yhteiset palaverit koko työryhmän kesken.
Kysely oli tarkoitus saada valmiiksi viljelijöille ennen joulua. Osaa kysymyksistä oli mietitty hankkeen alusta alkaen. Alun perin suppeaksi ajateltua kyselyä kuitenkin laajennettiin, kun uusia kysymyksiä syntyi pohdinnan edetessä. Kysely on ainutlaatuinen tilaisuus kerätä tietoa hankkeen tutkimuksia varten. Kierrätimme jo kokonaisuuden ensimmäisiä versioita palautetta varten tutuilla tutkijoilla ja alan asiantuntijoilla. Alusta asti kysyimme kommentteja myös viljelijöiltä. Palautteiden välillä pidimme palavereja ja muokkasimme kyselyä palautteen ja uusien pohdintojen mukaan. Välillä tarkensimme sanamuotoja ymmärrettävämmiksi ja välillä kyseenalaistimme eri kysymysten tarpeellisuutta.
Kyselyä laadittiin verkkopalvelu Surveypalissa useamman viikon ajan.
Noin viikko ennen joulua lähetimme sähköiset kyselylinkit pilottiin osallistuneille viljelijöille. Olimme muokanneet varsinaisesta kipsihankekyselystä lisäksi suppeammat kyselyversiot vertailualueen viljelijöille sekä niille valuma-alueen viljelijöille, jotka eivät osallistuneet pilottiin. Myös nämä kyselyt lähetettiin saatekirjeineen. Sähköpostien lisäksi lähetimme osalle viljelijöistä vielä paperiset kyselyversiot postitse.
Pilottiin osallistuvien viljelijöiden kyselyyn tuli lopulta viisi osaa. Ensimmäisessä osassa kysyimme melko yksityiskohtaisesti Savijoen alueella tehdyistä viljelytoimista. Tietojen kaivaminen esiin on saattanut tuntua viljelijöistä vaivalloiselta, mutta vastaukset auttavat tutkijoita saamaan mahdollisimman tarkkoja ja todenmukaisia tutkimustuloksia vedenlaadun muutoksista ja kipsin vaikutuksista.
Toisessa osassa käytiin läpi käytännön kokemuksia kipsikäsittelyn työvaiheista kuljetuksesta kipsin levittämiseen. Viljelijöiden huomiot auttavat kokonaisuuden miettimisessä ja käytäntöjen parantamisessa. Lisäksi kysyimme viljelijöiltä, miten toimintatapoja voisi kehittää. Meitä kiinnosti myös, millaisia ongelmia viljelijät arvelisivat ilmaantuvan erilaisissa sääolosuhteissa ja toisaalta, olivatko viljelijöiden aiemmin esiintuomat mahdolliset vaikeudet toteutuneet tänä syksynä.
Kolmannessa osassa keräsimme viljelijöiden mielipiteitä, asenteita ja ajatuksia kipsipilotista ja peltojen kipsikäsittelystä. Neljäs osa oli varattu palautteelle. Viidennessä osassa kysyimme vielä tilan ja viljelijän taustatietoja.
Loppiaisen jälkeen totesimme, että kyselyn vastausprosentti uhkaa jäädä liian pieneksi sähköposti- ja tekstiviestimuistutuksista huolimatta. Päätimme soittaa viljelijöille muistutuspuheluita. Ensimmäisen kierroksen jälkeen saatiinkin heti paljon uusia vastauksia. Suurin osa vastaajista oli yksinkertaisesti unohtanut vastata tai lykännyt vastaamista. Aika joulun ja loppiaisen välissä oli varmasti myös kiireinen monelle. Toisen soittokierroksen jälkeen vielä useampi palautti kyselyn, ja lopulta huimat 85 prosenttia 55 pilottiin osallistuneesta viljelijästä vastasi kyselyyn. Saimme hankkeen ulkopuolisilta viljelijöiltäkin paljon vastauksia, kun yli puolet heistä palautti kyselyn. Lopullinen vastausmäärä oli siis todella hyvä.
Muistutussoittoja oli helppo tehdä. Viljelijät tavoitti puhelimitse usein jo ensimmäisellä soitolla, ja osa viljelijöistä myös oli kiinnostunut hankkeesta ja halusi tukea sitä vastaamalla kysymyksiin. Negatiivista palautetta ei juuri tullut.
SAVE:en osallistuminen on tavallaan pilottikokeilu itsellenikin, koska en ole aiemmin osallistunut vastaavaan hankkeeseen enkä näin laajan kyselyn koostamiseen. Nyt alamme käsitellä vastauksia. Kyselyn tuloksista kerromme myöhemmin keväällä.
Kiitokset vielä kaikille vastaajille vaivannäöstä ja tärkeistä tiedoista! Kiitämme myös kaikkia kyselyn luonnosversioita kommentoineita ja palautetta antaneita ihmisiä.
SAVE-kipsipilotti on poikkeuksellisen laaja ja pitkäaikainen. Niin on kipsikäsittelyn lupauskin: Suomi voisi saavuttaa fosforin vähennystavoitteet ja velvoitteen sen avulla. Ja vielä tärkeämpää – rannikkovesiemme laatu paranisi. Mutta onko kipsi mittava vähennyskeino koko Itämeren tasolla ja laajemminkin? Yritän laittaa asiaa perspektiiviin.
Itämeren toimintaohjelman tavoitteena on vähentää Itämereen tulevaa fosforikuormitusta noin 14 400 tonnia ja typpikuormitusta noin 89 300 tonnia. Tämä vähennys tulisi saada aikaiseksi ennen muuta yhdyskuntajätevesipäästöjen ja maatalouden hajakuormituksen rajoittamisella. Koko Itämeren tasolla pääosa toimintaohjelman vähennystavoitteista saadaan edullisimmin lisäämällä yhdyskuntajätevesien puhdistusta erityisesti itäisen ja eteläisen Itämeren maissa. Esimerkiksi Puolassa ja Baltian maissa puhdistamojen vähennyspotentiaali on likimain 9000 tonnia fosforia, mikä yksinään kattaa 63 % Itämeren toimintaohjelman tavoitteista. Vuotuiset nykyarvoiset kustannukset tästä vähennyksestä olisivat noin 120 miljoonaa euroa, eli kustannusrasite ei olisi mitenkään ylivoimainen. Puhdistuksen rahoitus hoituisi jätevesimaksujen kautta, joten valtion varoja tehostamiseen ei tarvittaisi.
Czajkan jätevedenpuhdistamo Varsovassa. Kuva: John Nurmisen Säätiö
Näin suuri fosforipäästöjen vähennys ei voi olla vaikuttamatta veden laatuun Itämeren pääaltaalla. Sillä olisi positiivisia vaikutuksia myös Suomeen. Nykyisten arvioiden mukaan Itäisen Suomenlahden vedenlaatu on parantunut juuri Suomen, Venäjän ja Viron toimien avulla. Olemme yhdessä vähentäneet pistekuormittajien fosforikuormitusta Suomenlahteen yli 90 prosenttia ja typpikuormitustakin yli 60 prosenttia. Saaristomerellä samanlaista veden tilan paranemista ei juuri näy. Eräs syy tähän on se, että Saaristomeren ulkovesien tila on suuresti riippuvainen Itämeren pääaltaan vesien tilasta. Pääaltaan korkea fosforipitoisuus heikentää Saaristomeren ja myös Selkämeren veden laatua. Suomen kannalta puhdistuksen kasvattaminen Puolan ja Baltian maiden puhdistamoissa on ensiarvoisen tärkeää.
Minun ajattelussani on ensisijaista nostaa fosforinpoisto kaikissa puhdistamoissa vähintään 95 prosentin tasolle, mikä on enemmän kuin HELCOMin suositukset. Sen pohjalta voidaan arvioida, kuinka paljon panostusta tarvitaan maataloudesta ja muilta kuormittajilta (ml. teolliset pistekuormittajat). Tässä ajattelussa maatalouden osuudeksi Itämeren tasolla tulisi runsaan 3000 fosforitonnin vähennys. Maatalouden kuormituksen vähentämiseksi tarvitaan johdonmukaista pitkän aikavälin kehittämistä, jossa kohennetaan peltojen tilaa ja maan kasvukuntoa sekä etsitään yhä ympäristöystävällisempiä viljelytapoja. Mutta kuten muuallakin tuotantotoiminnassa, tuotannon tarkentamisen ohella on myös tarpeen ottaa käyttöön erillisiä puhdistusmenetelmiä. Kipsi on radikaalisti tehokkain tiedossamme oleva ja nopeasti vaikuttava fosforipäästöjen vähentämiskeino ja se täydentää Suomen ympäristökorvausjärjestelmän peruskeinoja (lannoiterajat ja suojakaistat).
Itämeren maista Suomen ohella Ruotsi, Tanska ja Puola ovat kiinnostavia kohteita kipsikäsittelylle. Savimaat ovat dominoiva maalaji Pohjoismaissa, Puolan maat ovat hiekkaisempia. Erityisesti Puolan maatalouden kuormituksen voi odottaa edelleen kasvavan, koska maan lannoiteintensiteetti on vielä alhainen suhteessa maan tuottavuuteen ja suhteellisiin hintoihin. Pohjoismaiden fosforikuormitus on ollut kohtalaisen stabiili. Maatalouden fosforikuormitus Itämereen näistä maista on yhteensä noin 8000 tonnia (Suomi 1700, Ruotsi 600, Tanska 500 ja Puola 5200). Jos oletamme kipsikäsittelyn toimivan tällä alueella kuten olemme sen laskelmoineet toimivan Saaristomerellä, voidaan kipsikäsittelyllä saavuttaa jopa puolet maataloudelle esittämästäni tavoitteesta eli 3000 tonnin vähennyksestä.
Kipsikäsittelyn potentiaali Itämeren suojelussa on täten suuri. Yhdessä puhdistamojen ponnistusten kanssa kipsikäsittely tarjoaa edullisimman ja toimivimman vaihtoehdon ulkoisen kuormituksen rajoittamiseen ja Itämeren toimintaohjelman tavoitteiden saavuttamiseen. Kipsikäsittelyn ja puhdistamojen avulla voisimme saavuttaa suhteellisen nopeasti noin 10 000 tonnin vähennyksen Itämeren fosforikuormaan. Siksi hankettamme kiinnostaa erityisen paljon kipsikäsittelyn testaaminen Puolan maatalouden olosuhteissa ja näiden neljän maan yhteisen hankkeen luominen. Kipsi on paljon enemmän kuin pisara meressä. Se on tärkeä osa fosforikuormituksen rajoittamistavoitteiden saavuttamisessa.
Lokakuussa SYKEn ja Jyväskylän yliopiston tutkijat aloittivat tutkimukset vuollejokisimpukoilla ja kävivät hakemassa laboratoriokokeisiin vettä Savijoesta sekä simpukoita Perniönjoen runsaasta populaatiosta. Tavoitteena oli selvittää vaikuttaako jokiveteen liukeneva kipsi simpukoiden käyttäytymiseen ja menestymiseen Savijoessa ja muissa tulevien kipsinlevitysalueiden joissa. Kokeiden ensimmäisistä tuloksista kertoo jälleen SYKEn erikoitutkija Matti Leppänen.
Laboratoriokokeissa mitattiin simpukoiden reaktioita neljään eri kipsikäsittelyyn; Savijoen kontrollivedessä ei ollut kipsiä ja kolmessa käsittelyssä jokiveteen lisättiin kipsiä siten, että mitatuiksi sulfaattipitoisuuksiksi muodostui 40 mg, 200 mg ja 1100 mg litraa kohti. Alin sulfaattipitoisuus kuvaa mahdollista keskimääräistä pitoisuutta joessa, 200 mg teoreettista maksimipitoisuutta ja ylin pitoisuus on lähellä kipsin liukoisuusrajaa.
Simpukoiden reaktioita arvioitiin kolmella tavalla neljän päivän kipsialtistuksessa: 1) Mittasimme aktiivisuutta (prosenttia kokonaisajasta) altistuskammion sähkökentässä tapahtuvien muutosten avulla. Yhteismitallinen aktiivisuus koostuu jalan liikkeistä, kuoren aukeamisesta ja veden suodattamisesta/kidushengittämisestä. 2) Laskimme aktiivisuustyyppejä silmämääräisesti kahdesti päivässä. 3) Seurasimme ruokintalevän kulutusta sameus- ja levätiheysmittausten avulla.
Simpukat käyttävät jalkaa liikkumiseen, suodattavat sisäänhengitysaukon kautta saadun orgaanisen materiaalin ravinnoksi ja poistavat ylimääräisen materiaalin poistoaukon kautta. Nämä käyttäytymisen muodot näkyvät selvästi videossa, joka on kuvattu kokeen yhden altistusastian yksilöstä (kuvaaja: Johanna Salmelin).
Neljän päivän altistuksen jälkeen simpukat olivat sähkökenttämittauksissa vähemmän aktiivisia kahdessa suuremmassa kipsipitoisuudessa vaikkakin näitä aktiivisuusjaksoja oli suhteellisen vähän (5-18 % kokonaismittausajasta, kuva 1). Neljän päivän altistuksen aikana tutkijan havainnoimissa aktiivisuusmuodoissa kuoren liike, veden suodatus ja kaikkien muotojen summa eivät osoittaneet eroa käsittelyjen välillä. Sen sijaan simpukat pitivät jalkaa ulkona kahdessa suurimmassa pitoisuudessa useammin kuin kontrollissa. Koska simpukoita ruokittiin levällä, pystyimme myös arvioimaan niiden suodatusaktiivisuutta levän poistumisen avulla. Neljän päivän altistuksen jälkeen ruokalevää poistui vedestä kuitenkin sama määrä kaikissa käsittelyissä.
Kuva 1: Aikuisten vuollejokisimpukoiden keskimääräinen aktiivisuus (suodattaminen sekä jalan ja kuoren liikkeet) sähkökenttämittauksissa laskennallisilla sulfaattipitoisuuksilla 0, 30, 200 ja 1200 mg/l (nämä eroavat hieman mitatuista pitoisuuksista). Pylväät osoittavat kunkin altistusryhmän (n=8) keskimääräisen aktiivisuuden (% mittausajasta) sekä keskivirheen.
Laboratoriotulokset voivat näyttää ristiriitaisilta. Altistushetki oli kuitenkin erilainen ja jalan passiivinen ulkona pitäminen ei välttämättä näy sähkökentän muutoksissa. Näiden suhteellisen lyhytaikaisten altistusten valossa voimme sanoa, että ainoastaan suurimmat kipsi- ja siten sulfaattipitoisuudet vaikuttavat simpukan käyttäytymiseen. Jalan käyttö voi kieliä liikkumishalukkuudesta pakoreaktiona epämiellyttävässä ympäristössä, jota kokonaisaktiivisuuden väheneminen (ml. suodatus ja kuoren liikkeet) tukee. Näin suuriksi (200 mg ja 1100 mg/L) tuskin kuitenkaan kohoavat Savijoessa tai muissa kipsinlevitysalueiden virtavesissä.
Simpukoiden käyttäytymistä mitattiin myös itse Savijoessa lokakuun alussa. Kokonaisaktiivisuus oli viileässä vedessä varsin vähäistä ja vain 7 – 8 % mittausajasta havaittiin liikkeeseen liittyvä signaali. Simpukkayksilöt jätettiin Savijokeen sumppuihin, ja palasimme kuukauden päästä mittaamaan samojen yksilöiden käyttäytymistä. Toiveena oli saada sateita, jotka huuhtoisivat kipsiä jokeen ja muuttaisivat olosuhteita.
Kuva 2: Kokeeseen osallistuneet simpukat pääsevät takaisin Perniönjokeen tutkija Johanna Salmelinin avustamana. Kuva: Matti Leppänen
Syksy oli kuitenkin kuiva, ja vedenlaatu pysyi samanlaisena kummallakin paikalla. Vain lämpötila oli laskenut yhden plusasteen tuntumaan. Yläjuoksun verrokkialueella kylmä vesi ja olematon virtaus olivat johtaneet simpukoiden mielestä talviolosuhteisiin ja siten inaktiivisuuteen. Parmanharjulla virtaus piti vielä simpukoita yhtä aktiivisena kuin kuukautta aikaisemmin. Mittausten päätyttyä marraskuussa palautimme sekä sumputetut että laboratoriossa vierailleet yksilöt kotijokeensa Perniön Yliskylän kirkon viereen.
Erikoistutkija Matti Leppänen
Suomen ympäristökeskus (SYKE)
Laboratoriokeskus / Ekotoksikologia ja riskinarviointi
Tutkijat: Matti Leppänen (SYKE), Heikki Hämäläinen (JY), Krista Rantamo (JY), Johanna Salmelin (JY)
Petri Ekholm Erikoistutkija Suomen ympäristökeskus
Kuiva syksy oli luojan lykky kipsin levityksen kannalta, mutta vaikutustutkimuksen kannalta se oli kiusallinen: tietoa kipsin tehosta jouduttiin odottamaan pitkään. Vasta marraskuun puolivälin jälkeen sattui syksyn ensimmäinen valuntapiikki, kun varhain tullut lumi suli ja lisäksi satoi vettä.
Tuona aikana kävin useita kertoja päivässä netistä tarkastamassa, miten sameus Savijoen eri mittauspisteillä kehittyy. Lauantaina 19.11. tilanne näytti huolestuttavalta: valumien alkaessa kasvaa kaikkein korkeimmat sameudet havaittiin kipsinlevitysalueen alaosassa Parmanharjulla.
Jatkuva-aikaisessa vedenlaadun seurannassa kipsin vaikutuksia alkoi näkyä marraskuussa. Syksyn ensimmäisen suuren valuntapiikin jälkeen kipsinlevitysalueella (vihreä ja punainen) Savijoen veden sameusarvo (FTU, pystyakseli) on ollut matalampi kuin vertailualueella (sininen). Kuva: Petri Ekholm / SAVE.
Tämä paljastui kuitenkin ohimeneväksi ilmiöksi ja seuraavan vajaan kahden viikon aikana sameus oli selvästi korkein Savijoen yläosan vertailualueella, jossa kipsiä ei käytetty. Kipsinlevitysalueen keskiosassa sameus oli jonkin verran vertailualuetta matalampi, ja selvästi kirkkainta vesi oli Parmanharjulla.
Keskimäärin Parmanharjulla jokiveden sameus oli 29 % pienempi kuin vertailualueella. Koska Parmanharjun yläpuolisen valuma-alueen pelloista vain 43 % on kipsattu, kipsipellolta on valunut laskennallisesti 68 % kirkkaampaa vettä. Nyt jännäämme, jatkuuko tilanne näin hyvänä – sameuden pienentyessähän myös fosforipitoisuudet pienenevät. Tuo Parmanharjun ensimmäinen sameuspiikki saattoi muuten johtua joen pohjalle vajonneen aineksen liikkeelle lähdöstä tulvan alussa ja tähän materiaaliin kipsi ei teoriassakaan vaikuta.
Juhlistaakseen onnistuneesti päätökseen vietyä kipsinlevitysvaihetta SAVE-hanke järjesti 3.11. viljelijöille ja muille sidosryhmilleen illanvieton Nautelan kartanolla Liedossa. Illan tarkoituksena oli paitsi kiittää viljelijöitä ja muita tahoja heidän korvaamattomasta työstään hankkeen eteen, niin myös tarjota rento ympäristö syksyn aikana karttuneiden kokemusten vaihdolle.
Onnistunutta iltaa vauhdittivat Nautelan kartanon erinomainen illallinen sekä taitava muusikko Samuli Jokinen piano- ja haitariesityksillään. Kuva: Samuli Puroila
Illan aluksi paikalle saapuneet vieraat saivat kuulla alustavia havaintoja Savijoen vedenlaadun kehityksestä. Petri Ekholmin työstämien kuvaajien perusteella Savijoella on tapahtunut muutoksia, jotka voivat olla ensimerkkejä kipsikäsittelyn kirkastavasta vaikutuksesta. Näistä havainnoista kerromme blogissakin pian!
Tilaisuudessa esiteltiin kartta, jossa näkyy kipsillä käsitellyt ja käsittelemättömät peltoalueet.
Pää- ja jälkiruuan välissä ääneen pääsi illan yllätysvieras. Maatalous- ja ympäristöministeri Kimmo Tiilikainen oli päättänyt kiittää hankkeen osallistujia aktiivisuudesta kipsipilotin toteutuksessa ja lähetti heille tervehdyksensä videon välityksellä (video nähtävissä alempana).
Myös viljelijöille annettiin mahdollisuus kertoa kokemuksistaan. Hankkeen vaiheista keskusteltiin ensin yhdessä ja illan edetessä pienemmissä porukoissa. Osallistujat saivat myös lähettää kirjalliset terveiset hankkeen toteuttajille, ja nämä viestit ovatkin osoittautuneet erittäin hyödylliseksi palautteeksi.
Keskustelujen lisäksi projektin ohjausryhmässä viljelijöitä edustava Petri Riikonen piti puheen kertoen hankkeen olleen menestys myös viljelijöiden näkökulmasta.
Ilta oli paitsi rentoa ajanvietettä niin myös erittäin hyödyllinen yhteistyön lujittaja viljelijöiden, tutkijoiden ja muiden tahojen välillä. Tätä vankkaa yhteistyötä tarvitaan, kun kipsikäsittelyä jalostetaan eteenpäin!
SAVE-hankkeen sivuprojekti on valittu Ålandsbankenin Itämeriprojektin yleisöäänestysvaiheeseen. Itämeriprojekti on kilpailu, jonka avulla Ålandsbanken haluaa kannustaa organisaatioita kehittämään hyviä ideoita luonnon hyväksi.
Kilpailussa organisaatiot voivat hakea tukea hankkeilleen Itämeren pelastamiseksi. Peltojen kipsikäsittely on tähän erinomainen ehdokas, kuten valinta 14 parhaan hankkeen joukkoon yli 140 hankkeen joukosta osoittaa.
Jotta peltojen kipsikäsittely saadaan hiottua huippuunsa vesiensuojelutoimenpiteenä, tulee sitä kehittää yhteistyössä viljelijöiden ja muiden yhteistyötahojen kanssa. Tämän takia on tärkeää, että SAVE-hankkeella on tarvittavat resurssit kipsipilotissa karttuneen tiedon keruuseen ja analysointiin. Menestyminen Itämeriprojektissa auttaa näiden tavoitteiden saavuttamisessa.
Käy siis alla olevan linkin kautta antamassa äänesi SAVE-hankkeelle ja varmista, että kipsipilotin hyödyt valjastetaan parhaalla mahdollisella tavalla Itämeren hyödyksi!
Edellisessä kirjoituksessa kerrottiin kuinka veden laatua seurataan, mutta tärkeää on myös tietää kuinka paljon vettä joessa virtaa. Kuulostaa äkkiseltään yksinkertaiselta, mutta tarkemmin kerrottuna on varsin mielenkiintoinen ja moniulotteinen asia. Miksi veden määrä pitää tietää ja kuinka sitä mitataan? Tästä kertoo SYKEn tutkimusinsinööri Jarmo Linjama.
Jo muinaiset roomalaiset olivat kiinnostuneita virtaavan veden määrästä. He nimittäin hoitivat vesihuoltoaan akvedukteilla, joita pitkin vuoristojäätiköiden sulamisvesi johdettiin kaupunkeihin. Rakenteet olivat valtavia ja kallistusta vain 2 cm kilometrillä. Melkoista insinöörityötä 2000 vuotta sitten – vetää vesi-insinöörin edelleen hiljaiseksi. Tosin Ramses II teetti orjillaan samanlaisia rakenteita Egyptissä jo 1200 vuotta aiemmin, mutta se on toinen juttu. Miten tämä liittyy virtaaman mittaamiseen? Ei välttämättä mitenkään muuten kuin että akveduktit piti mitoittaa kattamaan kaupungin vedentarve ja niiden kautta tulevaa vesimäärää todennäköisesti mitattiin seuraamalla kuinka kauan tietyn suuruisen vesisäiliön täyttyminen kestää. Ja sainpahan aloittaa tekstin roomalaisviittauksella.
Roomassa käytettyä virtaamamittausmenetelmää käytettiin sen keksimisen jälkeen noin 1500 vuotta. Kun haluttiin tietää paljonko vettä purossa lirisee, sitä voitiin yrittää arvioida silmämääräisesti. Jos purossa sattui olemaan pieni putous, tulos tarkentui työntämällä ämpäri alle ja laskemalla täyttymiseen kuluvat sekunnit.
Savijoen virtaamaa voi olla hankala arvioida silmämääräisesti. Kuva: Samuli Puroila
Suuren joen rannalla näistä konsteista ei ole apua. Virtaamaa kuitenkin pystyy arvioimaan, jos tiedetään uoman poikkileikkauspinta-ala ja veden virtausnopeus. Virtaama saadaan kertomalla nämä luvut keskenään. Suomessa tämä oivallettiin viimeistään 1700-luvun puolivälissä. Veden pinnalla kelluvan kohon tai muun roskan nopeus arvioitiin ja uoman syvyys luodattiin mittakepin avulla. Tulokset menivät useimmiten raskaasti yläkanttiin, koska virtausnopeus pinnalla on yleensä selvästi suurempi kuin poikkileikkauksessa keskimäärin.
Insinööri Woltmann esitteli potkurinkaltaiseen laitteeseen perustuvan virtaamanmittausmenetelmän Hampurissa vuonna 1790. Tämä Woltmannin siivikkona tunnettu laite on hieman muunneltuna edelleen käytössä, vaikkakin jo väistymässä uudempien menetelmien tieltä. Virta pyörittää potkuria ja pyörähdysten lukumäärä aikayksikössä voidaan muuntaa veden virtausnopeudeksi. Kun lisäksi mitataan uoman poikkileikkauksen ala, virtaama voidaan laskea. Woltmannin ’hydrometristä flyygeliä’ käytettiin Suomessa ensimmäisen kerran kesäkuun 25. päivänä vuonna 1862. Tuolloin Rokkalanjoen Patakoskessa, Viipurin läänin Johanneksen pitäjän Koskijärven kylässä virtasi vettä 80,0 kuutiojalkaa sekunnissa.
Purkautumiskäyrät – vedenkorkeuden ja virtaaman väliset suhdekäyrät – ovat virtaamatilastojen perusta. Käyrien avulla voidaan määrittää virtaamat vedenkorkeushavainnoista. Varhaisin säilynyt purkautumiskäyrä on Vuoksen virtaaman ja Saimaan vedenkorkeuden välille laadittu, vuodelta 1908. Virtaamatietojen määrittäminen purkautumiskäyrien avulla on säilynyt jokseenkin samanlaisena yli sata vuotta. Suomen jokien virtaamat tunnetaan keskimäärin vähintään viiden prosentin tarkkuudella, siis selvästi paremmin kuin vesitaseen muut tekijät.
Savijoen mittapadon avulla on joen yläjuoksun virtaamaa mitattu jo 1970-luvulta lähtien. Kuva: Eliisa Punttila
Purkautumiskäyristä päästään varsinaiseen aiheeseen eli virtaaman mittaukseen Savijoen alueella. Savijoen latvoilla on jo yli 40 vuotta ollut SYKEn tutkimusvaluma-alueiden verkkoon kuuluva mittapato, missä on virtaaman lisäksi mitattu monipuolisesti veden laatua. Mittapato on muodoltaan selkeä ja muuttumaton. Vedenpinnan korkeuden ja virtaaman välille on tällöin helppo muodostaa laskennallinen yhteys eli purkautumiskäyrä. Sen jälkeen tarvitsee vain mitata pinnankorkeutta padon yläpuolisessa patoaltaassa ja virtaama saadaan tästä reaaliajassa tietokantoihin. Kun lisäksi tiedetään mittapadon yläpuolisen valuma-alueen pinta-ala, voidaan virtaaman avulla helposti laskea valunta maa-alueilta (l/s/km2) eli se, kuinka paljon mittapadon yläpuoliselta alueelta valuu vettä uomaan aikayksikössä.
SAVE-hankkeen kahdessa muussa alempana uomassa sijaitsevassa mittauspisteessä (10-tie ja Bränikkälän silta) mitataan pinnankorkeutta, mutta virtaaman mittaaminen pelkästään pinnankorkeutta seuraamalla ei näissä kohteissa suoraan onnistu. Mittapato on kallis rakentaa eikä sen rakentamiseen saa helposti lupaa. Muutkaan yleisesti isommissa joissa käytetyt virtaamanmittausmenetelmät eivät ole tarkkoja näin pienessä uomassa. Purkautumiskäyrä, eli se, kuinka paljon vettä uomassa virtaa eri vedenkorkeuksilla, pitäisi silti määrittää ja sitä varten tarvitaan erilaisissa virtaamatilanteissa tehtyjä virtaamamittauksia.
Modernilla laitteistolla mittaus onnistuu tarkasti ja nopeasti. Kuva: Samuli Puroila
Savijoen virtaamamittauksissa on käytetty suolapulssin etenemisen seurantaan perustuvaa virtaamamittausta. Menetelmän suurena etuna on se, että se soveltuu mainiosti pienille virtaamille sekä muodoltaan vaihteleville uomille. Lisäksi laitteisto on kevyt ja yhden tutkijan helposti käytettävissä.
Mittauksen idea ei ole uusi, mutta vasta nyt antureiden tarkkuus ja läppärin laskentateho on sillä tasolla, että tällainen nopea kenttämittaus on kustannuksiltaan järkevää. Idea on karkeasti seuraava: otetaan mittauspisteen kohdalta astiaan puoli litraa jokivettä ja mitataan sen sähkönjohtavuus. Sen jälkeen lisätään veteen pieniä annoksia suolaliuosta ja mitataan, mikä on sähkönjohtavuus kullakin pitoisuudella. Tällä tavoin muodostetaan yhtälö suolapitoisuuden ja sähkönjohtavuuden välille kyseisessä mittauspisteessä. Tämän jälkeen arvioidaan silmämääräisesti jokiuoman virtaama, otetaan virtaama-arvion mukainen, taulukon määrittelemä määrä suolaa ja liuotetaan se ämpärissä olevaan jokiveteen. Seuraavaksi laitetaan anturit veteen, mittaus käyntiin ja käydään kippaamassa suolaliuos ylävirran puolelle riittävän kauas.
Laitteisto mittaa sähkönjohtavuutta ja havaitsee heti kun suolapitoisuus alkaa vähänkin nousta. Suolapulssin edetessä mittauspisteen ohi sähkönjohtavuus ensin kasvaa ja sitten vähitellen palautuu mittausta edeltävään tasoon. Sähkönjohtavuuden muutoksen voimakkuuden ja suolapulssin pituuden ja etenemisnopeuden perusteella läppärillä oleva ohjelma laskee, mikä on ollut se vesimäärä, johon ylävirtaan kipattu suola on sekoittunut, jotta kyseinen johtavuuskäyrä toteutuu. Tämän perusteella saadaan virtaama.
Modernitkin menetelmät vaativat kuitenkin yksinkertaista kenttätyötä. Vasemmalla allekirjoittanut, oikealla Petri Ekholm. Kuva: Samuli Puroila
Tätä kirjoittaessani on ollut pitkään varsin kuivaa yhtä sadetta lukuun ottamatta. Tuo sade oli voimakkuudeltaan juuri sellainen, että virtaama Savijoessa ei mainittavasti noussut, mutta ravinteita kulkeutui peltojen pintakerroksista vesiin. Tällaisissa tilanteissa vesinäytteiden antamat tulokset saattavat olla varsin rajun näköisiä, kun pelloilta valuva väkevä vesi sekoittuu joen pieneen vesimäärään. Itämeren kannalta tällainen tilanne ei juuri huolestuta. Ravinnekuormitus on pitoisuuden ja virtaaman tulo, ja kun virtaama on pieni, kuormituskin pysyy pienenä. Toisaalta suuri virtaama yhdistettynä pieneenkin pitoisuuteen saattaa kuormittaa Itämerta aivan eri tavalla. Tätä varten on tässäkin hankkeessa välttämätöntä tietää virtaama tarkasti ja siinä suolapulssimittaus on osoittautunut oivalliseksi välineeksi.
Kiitokset Veli Hyväriselle ja Esko Kuusistolle virtaamanmittausten historiaan liittyvistä avuista!
Tutkimusinsinööri Jarmo Linjama
Suomen ympäristökeskus (SYKE)
Vesikeskus / Hydrologinen seuranta
Petri Ekholm, Erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus
SAVE-hanke seuraa Savijoen vedenlaatua ja -määrää kolmella havaintopaikalla. Savijoen yläjuoksun vertailualueelta, jossa kipsiä ei käytetä, on otettu vesinäytteitä jo 1960-luvulta lähtien. Kipsinlevitysalueella sijaitsevien Yliskulman ja Parmanharjun asemat ovat SAVE-hankkeen varta vasta perustamia. Luode Consultingilta vuokratut automaattiset anturit ovat mitanneet kaikilla kolmella asemalla vedenlaatua kerran tunnissa aina tämän vuoden helmikuusta lähtien. Aineisto varastoidaan dataloggeriin ja siirretään verkkoon, josta veden pinnankorkeus sekä sameus, sähkönjohtavuus, lämpötila ja liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuus on nähtävissä lähes välittömästi.
Vertailualueen mittausasema talvella. Kuva: Mikko Kiirikki
Nyt seuraa tiivis opetustuokio vedenlaadun indikaattoreista. Sameus kuvaa valon sirontaa veden hiukkasista. Silmin havaittavan sameuden lisäksi se kuvaa veden kiintoaineen ja siihen sitoutuneen fosforin määrää. Kun sameusarvo on esimerkiksi 1000 FTU:a, niin vedessä on kiintoainetta noin 1 gramma litrassa ja kiintoaineeseen sitoutunutta fosforia 1,4 milligrammaa litrassa. Tällöin vesi on käytännössä läpinäkymätöntä. Sameuden yksikkö, FTU, viittaa sameaan yhdisteeseen, formatsiiniin, jonka avulla mittarit kalibroidaan (FTU = Formazin Turbidity Unit). Sähkönjohtavuus taas kertoo veteen liuenneiden ionien, ”suolojen”, määrän. Sen perusteella arvioidaan sulfaattipitoisuutta ja sitä kautta kipsin vähittäistä huuhtoutumista pelloilta. Lämpötila antaa viitteitä siitä, onko Savijoessa virtaava vesi pintavaluntavettä vai pohjavettä. Liuennut orgaaninen hiili kuvaa veden humusaineiden pitoisuutta. Anturit mittaavat myös Savijoen pinnankorkeuden, jonka perusteella määritetään veden valunta. SAVE-hankkeessa vedenlaatua tutkitaan suhteessa valuntaan, sillä pelloilta tuleva kuormitus riippuu ratkaisevasti valunnasta.
Anturit tuottavat hyvin luotettavia tuloksia: ne on kalibroitu laboratoriossa erittäin tarkasti, ja maastossa mittareiden puhtauden takaa sensoreiden järeä harjaspuhdistus, joka poistaa optisilta pinnoilta roskat ja vedessä helposti muodostuvat biofilmit. Tämän lisäksi mittareita huolletaan parin viikon välein ja kalibroidaan kaksi kertaa vuodessa. Mittalaitteiden laadusta tutkimuksen onnistuminen ei siis jää kiinni!
Automaattiset sensorit mittaavat Savijoen vedenpinnan korkeutta sekä veden lämpötilaa, sameutta, suolaisuutta ja liuennutta orgaanisen aineksen pitoisuutta kerran tunnissa. Kuva: Mikko Kiirikki
Automaattisilla antureilla ei kuitenkaan saada vedenlaadusta kokonaiskuvaa. Siksi Savijoesta otetaan muutamia kertoja kuukaudessa myös vesinäytteitä, joista analysoidaan Rambollin Lahden laboratoriossa pitkä lista vedenlaatua kuvaavia muuttujia. Ehkä tärkein näistä on liuennut fosfori, jota ei – lukuisista yrityksistä huolimatta – edelleenkään voida määrittää automaattisilla sensoreilla. Liuennut fosfori on sataprosenttisesti leville käyttökelpoista, ts. täysin rehevöittävää fosforia. Maa-ainesfosforin sen sijaan on ensin vapauduttava liuenneeseen muotoon, jotta levät ja muut vesien perustuottajat voisivat sen käyttää hyväkseen. Kipsikäsittelyn toivotaan vähentävän niin liuenneen kuin maa-ainesfosforinkin kulkeutumista pelloilta vesiin. Myös liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuuden odotetaan laskevan. Toive on, että pitoisuudet laskisivat erityisesti runsasvetisinä kausina, jolloin suurin osa ravinteista kulkeutuu vesiin.
Kun merkittävä osa kipsistä on nyt jo levitetty Savijoen pelloille, voidaanko kipsikäsittelyn tehosta sanoa jo jotakin?
Tämä syksy on ollut varsin kuiva ja Savijoen vesi on ollut melko kirkasta niin kipsin levitysalueella kuin vertailualueellakin. Lokakuun alussa saatiin kuitenkin jonkin verran sateita. Tulokset tuolta ajalta ovat rohkaisevia. Savijoen yläjuoksulla, jossa kipsiä ei siis ole käytetty, sameus nousi arvoon 68 FTU. Se ei toki ole paljon samealle Savijoelle, mutta kipsin levitysalueella sameus oli vieläkin matalampi: korkeimmillaan 31 FTU ja usein reilusti alle puolet siitä mitä yläjuoksun vertailualueella. Vesi vaikuttaa siis kirkastuneen ja myös orgaanisen hiilen pitoisuus on ollut kipsinlevitysalueella selvästi matalampi.
”Tulokset ovat rohkaisevia.”
Johtopäätelmiä kipsin tehosta joudutaan kuitenkin odottamaan pitkään, Savijokea seurataan vielä ainakin kaksi vuotta. Ensimmäisistä kunnon syyssateiden aiheuttamasta valuntapiikistä voidaan tosin päätellä jo paljon enemmän. Valuntapiikkiä voidaan kuitenkin joutua odottamaan, sillä seuraavatkin 10 vuorokautta ovat sääennusteen mukaan kuivia.
