Vesistöjen tilan kehitys

Pohjois-Pohjanmaan vesistöjen tilaa kuvaavia indikaattoreita on käytettävissä vielä 1900-luvun alkupuolelta vähän, vaikka hydrologisia mittauksia alettiinkin tehdä jo vuosisadan alussa.

Alkaliniteetti puskurikyvystä

Yksi mahdollisuus on tarkastella vedenlaatua kemiallisten muuttujien avulla 1910-luvun lopun ja vuoden 1931 välisellä jaksolla Kala-, Siika-, Oulu- ja Iijoella. Niistä on saatavissa alkaliniteettiarvoja, jotka kertovat veden kyvystä vastustaa happamuuden eli pH:n muutosta, siis puskurikykyä.

Vesien happamoituminen näkyy ensin alkaliniteetin laskuna ja sen jälkeen pH:n arvossa. Kun alkaliniteetin arvo on yli 0,2 millimoolia litraa kohti, puskurikyky voidaan meidän heikosti puskuroiduissa vesissämme luokitella erinomaiseksi. Hyväksi puskurikyky luokitellaan, kun arvot ovat 0,11–0,2 välillä. Kun alkaliniteetti laskee alle 0,01 millimoolin litraa kohden, puskurikyky on huono.

Vähäjärvisissä joissamme puskurikyky heikkenee voimakkaasti tulvan aikana. Ilmiön syynä ovat lumensulamis- ja sadevedet. Jokien ja järvien puskurikykyyn vaikuttaa valuma-alueen laatu, jolloin herkimpiä happamoitumiselle ovat vähäravinteiset ja kirkasvetiset järvet ja lammet.

Alkaliniteetin muutos

Alkaliniteettimittaukset osoittavat, että Pohjois-Pohjanmaan jokivesien puskurikyky happamuuden muutoksia vastaan (hapon sietokyky) oli 1920-luvulla keskimäärin hyvä. Keskimääräiset arvot ovat näkyvissä oheisessa taulukossa.

Keskimääräiset alkaliniteettiarvot Kalajoessa, Siikajoessa, Oulujoessa ja Iijoessa vuosina 1918–1931 (mmol/l).

 

Kalajoki

Siikajoki

Oulujoki

Iijoki

1918

0,13

0,12

0,165

0,165

1919

0,255

0,19

0,165

0,245

1920

0,315

0,235

0,19

0,26

1921

0,3

0,28

0,235

0,31

1922

0,26

0,235

0,19

0,27

1923

0,265

0,185

0,18

0,24

1924

0,25

0,225

0,13

0,25

1925

0,31

0,29

0,15

0,26

1926

0,26

0,18

0,15

0,25

1927

0,24

0,2

0,14

0,25

1928

0,21

0,175

0,15

0,21

1929

0,18

0,155

0,14

0,225

1930

0,245

0,145

0,13

0,17

1931  

0,105

0,13

0,155

 

Näitä vanhoja tutkimustuloksia on verrattu mittaustuloksiin vastaavilta paikoilta vuosina 1962–1979. Alkaliniteetti on laskenut myöhemmälle jaksolle tultaessa eri vuodenaikoina Oulujoessa ja Iijoessa. Sama ilmiö esiintyi Kalajoessa ja Siikajoessa selvimmin talvella ja kevättulvan aikana. Muina vuodenaikoina Kalajoen alkaliniteetti oli myöhemmällä vuosijaksolla parempi kuin 1920-luvulla. Maatalousvaltaisen Kalajoen kuormitus on lisääntynyt eniten, mikä voi selittää ilmiötä.

Alkaliniteettiarvojen kehitys Pohjois-Pohjanmaan joissa 1962 - 2007.
Alkaliniteettiarvojen kehitys Pohjois-Pohjanmaan joissa 1962 - 2007.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tarkasteltujen neljän joen alkaliniteetin kehitys 1960-luvulta vuoteen 2007 saakka on esitetty oheisessa kuviossa. Jokivesien keskimääräinen puskurikyky happamuuden muutoksia vastaan oli hyvä. Poikkeuksellisen pienet arvot Oulujoessa ja Siikajoessa mittausjakson alussa saattavat johtua mittausaineiston puutteista. Voimakkaimmin kuormitetussa ja vedenlaadultaan heikoimmassa Kalajoessa alkaliniteetin keskiarvot olivat useimpina ajanjakson vuosina muita jokia suurempia.

Oulujoen vedenlaadun paraneminen

Vuonna 1992 valmistui Oulujoen vesiensuojelun yleissuunnitelma, jota varten tutkittiin Oulujoen veden laadun kehitystä Oulun vesilaitoksen mittaustuloksia käyttäen, koska mittaustuloksia oli oleellisesti enemmän kuin valtionhallinnon seurannoissa. Oulujoen puskurikyvyssä ei todettu trendiä vuosijaksolla 1969–1989. Sen sijaan päivittäisten pH-mittausten perusteella pH:ssa oli tilastollisesti merkitsevä nouseva trendi vuositasolla ja kevätaikana.

Kloridipitoisuus ilmentää likaantumista ja ihmistoiminnan vaikutusta yleensä. Oulun vesilaitoksen havaintojen perusteella Oulujoen kloridipitoisuus väheni selvästi kahden vuosikymmenen aikana. Vesiä rehevöittävistä kasviravinteista fosforipitoisuutta ja mineralisoituneen typen pitoisuutta kuvaavat trendit 1970–1980-luvuilta antavat myös viitteitä pitoisuuksien vähenemisestä Oulujoessa. Veden laatu parani lievästi Oulujoessa 1970-luvulta 1980-luvulle. Etenkin kloridipitoisuuksien väheneminen viittaa selvästi ihmistoiminnan aiheuttaman kuormituksen vähenemiseen. Oulujoessa todetun vedenlaadun paranemisen perusteella ei kuitenkaan voida tehdä vastaavia johtopäätöksiä muista rannikkojoista. Esimerkiksi Kiiminkijoessa ei ole todettu ravinnepitoisuuksien vähenemistä.

Kuivatusten aiheuttama kuormitus

Kaikissa Pohjois-Pohjanmaan rannikkojoissa veden puskurikykyyn ja happamuuteen vaikuttavat ihmisen toiminnasta eniten happamien sulfaattimaiden kuivatusten happamuuskuormitus. Muinaisen Litorinameren ylin ranta sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla noin 100 metrin korkeudella nykyisestä merenpinnasta. Merenpohjaan kerrostui runsaasti sulfidia ja metalleja sisältäviä sedimenttejä. Maankohoamisen seurauksena nämä sedimentit ovat nyt rannikkoalueilla merenpinnan yläpuolella ja monin paikoin kuivatusten vaikutuspiirissä.

Kuivatukset saavat aikaan sulfidien hapettumista ja ajoittaista rikkihappokuormitusta vesistöihin. Kuivatusten laajeneminen ja tehostuminen lapiokaivukauden jälkeen on lisännyt tätä happamuus- ja metallikuormitusta. Peltojen lisäksi kuormitusta aiheutuu myös metsäojituksista. Erityisesti peltojen salaojitukset tehokkaana kuivatusmuotona aiheuttavat kuormituksen lisääntymistä. Salaojitettujen peltojen osuus lisääntyi 1960-luvulta lähtien jatkuvasti.

Kemiallinen hapenkulutus

Toinen muuttujien aikasarja 1900-luvun alkupuolelta on saatavissa jokien kemiallisesta hapenkulutuksesta (COD). Kemiallinen hapenkulutus osoittaa vedessä olevan eloperäisen aineksen määrän, sillä määrityksissä tulee mukaan sekä humusaines että jätevesien orgaaninen aine.

Lähinnä soilta huuhtoutuva humusaines aiheuttaa veden ruskean värin. Sinänsä asutuksen ja kyseisten jokialueiden muiden jätevesien vaikutusta ei saada esille COD-mittauksilla, koska luontaiset taustapitoisuudet ovat niin suuria. Sen sijaan runsaasti jätevettä tuottavat toiminnot, kuten metsäteollisuuden synnyttämät, tulevat hyvin esille arvojen nousuna. Metsäteollisuuden jätevesikuormitusta on tullut sisävesiin vain Kajaanissa Oulujoen yläpuoliselta tehtaalta, joka lopetti toimintansa vuonna 2008. Humuspitoisiksi luonnonvesiksi luonnehditaan COD-arvoltaan 10–20 mg/l ja niukkahumuksiseksi alle 10 mg/l olevia arvoja.

Kemiallisen hapenkulutuksen vaihtelut

Kemiallinen hapenkulutus Pohjois-Pohjanmaan jokivesissä vuosina 1918–1931 (keskimääräinen kulutus CODMn mg/l) näkyy oheista taulukosta.

Kemiallinen hapenkulutus (CODMnmg/l) vuosina 1918–1931

 

Kalajoki

Siikajoki

Oulujoki

Iijoki

1918

44,02

28,34

13,66

13,66

1919

30,23

26,82

13,16

13,28

1920

25,43

18,97

12,90

14,67

1921

20,75

20,24

12,14

10,88

1922

22,52

20,62

11,76

11,69

1923

23,78

17,71

11,51

9,23

1924

25,68

20,49

13,79

11,13

1925

21,76

18,47

12,65

10,88

1926

18,85

18,72

12,02

11,51

1927

24,03

20,37

11,13

11,38

1928

26,31

20,49

11,89

12,90

1929

28,84

23,91

13,16

11,76

1930

30,36

23,28

13,66

12,65

1931  

19,99

11,51

12,65

 

Kemiallinen hapenkulutus vaihteli vuodenaikojen mukaan, sillä hydrologiset tekijät vaikuttavat veden laatuun huomattavasti. Järvet tasaavat virtaamien vaihtelua runsasjärvisissä vesistöissä kuten Oulujoessa. Sen sijaan vähäjärviset vesistöt ovat herkkiä sadannalle ja tulville. Niihin lukeutuvat useimmat Pohjois-Pohjanmaan rannikkojoet. Esimerkiksi kesäiset sateet voivat nostaa humuspitoisuutta runsaastikin. Siikajoessa oli hapenkulutus matalimmillaan kevätjaksolla 1919–31 keskimäärin 16,2 mg/l ja korkeimmillaan kesällä 25,2 mg/l. Mittaustulosten perusteella Kalajoen ja Siikajoen vesi oli hyvin voimakkaasti humuspitoista ja voimakkaan ruskeaa.

Kemiallinen hapenkulutus Pohjois-Pohjanmaan joissa 1962 - 2007.
Kemiallinen hapenkulutus Pohjois-Pohjanmaan joissa 1962 - 2007.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Esimerkiksi hyvin runsassoisella valuma-alueella virtaavan Kiiminkijoen humuspitoisuustasot olivat 1960-luvulta alkaen selvästi Kalajokea ja Siikajokea pienempiä. Ihmisen toiminnan vaikutukset ovat olleet Kiiminkijoessa oleellisesti vähäisempiä kuin Kalajoessa ja Siikajoessa, joissa huomattavasti laajamittaisempi ihmistoiminta on vaikuttanut COD:n suurenemisen.

Puhdistamojen avulla jätevesikuormituksen laskuun

Suomalaisessa vesiensuojelussa oli otettu merkittävät askeleet 1960-luvulla uuden vesilain voimaantulon jälkeen. Tosin vielä tuolloin jätevedet pääsivät lähes puhdistamattomina vesistöihin, vaikka esimerkiksi teollisuuslaitoksille annettiin Oulun lääninhallituksen, Pohjois-Suomen vesistötoimikunnan ja vuodesta 1963 lähtien Pohjois-Suomen vesioikeuden lupaehdoissa tietyt jätepäästöjen enimmäismäärät.

Ympäristönsuojelullisiin kysymyksiin alettiin kuitenkin kiinnittää yhä enenevässä määrin huomiota. Yksi seuraus siitä oli 1970-luvulla käynnistynyt jätevesipuhdistamojen laajamittainen rakentaminen, vaikka vielä tuolloin niin asujaimistot kuin teollisuuslaitokset eivät tunnustaneet aiheuttavansa juurikaan vesistöhaittoja. Erilaiset tutkimukset ja vesien tilan seurannat 1960-luvun alkuvuosista lähtien osoittivat kuitenkin vääjäämättömästi vesiin kohdistuneet kuormitukset. Käänne parempaan tapahtui vuonna 1974, jolloin koko maan yhteenlaskettu vuotuinen jätevesikuormitus kääntyi laskuun.

Puhdistamojen tehokkuutta pystyttiin parantamaan 1970- ja 1980-luvun aikana merkittävästi, kun alkuvaiheen mekaanisista ja biologisista menetelmistä siirryttiin kemiallis-biologisiin ja kemiallisiin puhdistamoihin. Suomessa oli käytännössä kaikissa suurissa yhdyskunnissa puhdistamot 1980-luvulla. Välitön seuraus puhdistamoista oli fosforin voimakas väheneminen vesistöissä 1970-luvulta 1980-luvulle. Vastaava kehitys tapahtui myös teollisuuslaitosten puhdistusjärjestelmien kehityksessä. Näiden pistemäiseksi kuormitukseksi nimitettävien jätevesipäästöjen pienentyessä korostuivat puolestaan hajakuormituslähteiden eli lähinnä maa- ja metsätalouden, haja-asutuksen sekä turvetuotannon aiheuttamien haittojen merkitys.

Vesien tilan selvitykset

Valtakunnalliset ja alueelliset seurantaohjelmat loivat yhdessä velvoitetarkkailujen kanssa alueellisille viranomaisille erinomaiset ja luotettavat edellytykset vesien tilan selvityksiin ja valvontaan. Vesiensuojelussa onkin ollut keskeistä tietää vesistöjä muuttavat tekijät, joista alkuvaiheessa keskityttiin seuraamaan pistekuormituksen aiheuttajia mutta sittemmin rinnalle tuli hajakuormitus.

Haitallisia vaikutuksia ovat aiheuttaneet lisäksi vedenpinnan säännöstely ja rakentaminen, jotka ovat muuttaneet ravinnevirtaamien vuotuista rytmiä. Samoin sisäinen ravinnekuormitus on pahentunut ikään kuin jatkuvana kierteenä jo rehevöityneissä järvissä.

Vesistöjen laatu käyttökelpoisuusluokituksina

Suomen pintavesien keskimääräinen vedenlaatu oli 1990-luvulla varsin hyvä. Järvialasta 80 prosenttia ja merialasta 88 prosenttia oli joko erinomaisessa tai hyvässä kunnossa, mutta jokivesien osalta vastaavaan pääsi ainoastaan 39 prosenttia. Jokien heikompaan laatuun vaikutti niiden voimakas kuormitus, mutta luokitukseltaan huonoja jokia oli kuitenkin vain 290 kilometriä.

Pohjois-Pohjanmaan vesistöjen laatu vaihteli 1990-luvulla välttävän ja erinomaisen välillä. Valtaosa kuormituksesta oli peräisin maa- ja metsätaloudesta, haja-asutuksesta sekä turvetuotannosta. Säännöstelytoimenpiteet ja tekoaltaat heikensivät myös jonkin verran vedenlaatua. Eteläosassa vesistöt ovat runsasravinteisia, lievästi happamia ja humuspitoisia. Oulu-, Kiiminki- ja Iijoen vesistöjen ravinnepitoisuudet olivat 1990-luvulla selvästi eteläosan vesistöjä alhaisempia. Sen sijaan Olhavanjoen vedenlaatu oli ainoastaan välttävä ja Kuivajoenkin vain tyydyttävä. Koillismaan vesistöt poikkesivat luonteeltaan Perämeren rannikkoalueen vesistä, sillä suurelta osin luonnontilaiset järvet ja joet säilyivät kirkkaina, vähäravinteisina ja hyvin puskuroituneina happamoitumista vastaan. Varsinkin Kuusamon vesistöt olivat laadultaan joko erinomaisia tai vähintään hyviä.

Käyttökelpoisuusluokitus tehtiin viimeisen kerran Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun vesistöistä vuosien 2000–2003 jaksolta, jolloin luokiteltiin 216 järveä ja yli 3 200 kilometriä jokiuomia. Kokonaisjärvipinta-alasta mukana oli noin 70 prosenttia. Pohjois-Pohjanmaan eteläosan joet olivat kuten 1990-luvullakin edelleen vedenlaadultaan tyydyttäviä tai välttäviä. Pohjoisosan joet olivat laadultaan sen sijaan hyviä tai tyydyttäviä. Koillismaan vedet olivat säilyneet erinomaisina tai hyvinä. Perämerellä vedenlaatu vaihteli välttävästä erinomaiseen.

Rehevöityminen oli keskittynyt rannikolle kaupunkien edustalle, jokisuistoille ja mataliin lahtiin. Perämeren ulappa oli sen sijaan laadultaan hyvä, vaikka merialueella luokituskriteerit olivat tiukempia kuin sisävesillä.

Vesipolitiikan puitedirektiivin vaikutukset

Euroopan Unionissa astui vuonna 2000 voimaan vesipolitiikan puitedirektiivi ja sen toimeenpanoksi annettu kansallinen lainsäädäntö, joka aiheutti merkittäviä muutoksia aluetason vesistöjen tilan seurantaohjelmiin. Sen kunnianhimoinen tavoite oli, että vuoteen 2015 mennessä kaikki pintavedet olisivat saavuttaneet hyvän ekologisen tilan. Sen katsottiin onnistuvan vesienhoitoalueille laadittavien hoitosuunnitelmien avulla.

Direktiivin seurauksena vesistöjä ryhdyttiin käsittelemään kokonaisuuksina, jolloin kaikki vesien tilaan vaikuttavat tekijät oli otettava huomioon. Toimenpideohjelmien avulla tuli turvata pääsy hyvään ekologiseen tilaan, joka tarkoitti parantuvaa veden tilaa, vesivarojen kestävän käytön edistämistä ja vaarallisten aineiden päästöjen vähentämistä vesiin.

Tekoaltaiden ja voimakkaasti säännösteltyjen vesistöjen tavoitetilaksi riitti direktiivin mukaan ”mahdollisimman hyvä ekologinen tila”, jolloin niistä tuli tehdä arviointi, kuinka suuriin edistysaskeliin oli mahdollisuuksia. Myös pohjaveden laadulle asetettiin tietyt laatuvaatimukset.

Oulujoen–Iijoen vesienhoitoalueen muodostaminen

Pohjois-Pohjanmaalla puitedirektiivi johti myös uuden alueellisen ryhmittelyn eli Oulujoen–Iijoen vesienhoitoalueen syntymiseen vuodesta 2003 lähtien. Se takasi riittävän suuren aluekokonaisuuden säilymisen, kun siihen yhdistettiin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun vesistöt.

Pohjois-Pohjanmaan kannalta vesienhoitoalueen muodostaminen oli onnistunut ratkaisu käytännössäkin, sillä vuonna 2000 puitedirektiivin astuessa voimaan kaavailuna oli liittää Siika-, Pyhä- ja Kalajokialueen vesistöt Länsi-Suomen ympäristökeskuksen johdettavaksi. Se olisi ollut aluemaantieteellisesti hyvin hankala toteuttaa.

Vesienhoitoalueen tilan seurannassa pääpaino tuli olemaan biologisissa laatutekijöissä, joita olivat pohjaeläimistö, levästö ja vesikasvillisuus. Uudet seurantaohjelmat käynnistyivät vuonna 2006. Vesipolitiikan puitedirektiivin tavoitteen oli myös lisätä kansalaisten ja sidosryhmien vaikutusmahdollisuuksia vesiensuojelun suunnittelutyössä ja päätöksenteossa. Esimerkiksi kansalaiset olivat yleisesti ottaen erittäin kiinnostuneita vesiasioista, mutta suojelun ja toimenpiteiden tavoitteista ja luonteesta ei välttämättä löytynyt helposti yhteisymmärrystä.

Puitedirektiivin tavoitteiden toteuttaminen vaati aiempaa enemmän yhteistyötä eri hallinnonalojen, kuntien ja sidosryhmien välillä, joskin jo ennen puitedirektiiviä Pohjois-Pohjanmaalla toteutetut vesiensuojelun yleissuunnitelmat olivat luoneet toimivan yhteistyön edellytykset.

Maatalouden kuormitus ongelmana

Useimpien Pohjois-Pohjanmaan vesistöjen tila oli säilynyt kahden vuosikymmenen ajan vähintään ennallaan, mutta niin olivat myös hajakuormituksen aiheuttamat haitat. Oulujoen–Iijoen vesienhoitoalueella oli 2000-luvun lopulla ihmisen aiheuttama fosforikuormitus yli kaksi kertaa niin suuri kuin luonnonhuuhtouma, joksi kutsutaan vesistöihin ilman ihmisen vaikutusta valuma-alueelta huuhtoutuvia aineksia. Se saa aikaan vesien luonnontilan, eikä siitä aiheudu vesistöhaittoja.

Erityisen ongelmallinen oli maatalouden kuormitus alueen eteläisille vesistöille, joissa se muodosti esimerkiksi rehevöitymistä aiheuttavasta fosforikuormituksesta 74 prosentin osuuden ja oli yli kolminkertainen luonnon huuhtoumaan verrattuna. Sen sijaan alueen pohjoisissa vesistöissä maatalouden kuormitus muodosti vain hieman yli 40 prosenttia fosforipäästöistä ja oli selvästi pienempi kuin luonnonhuuhtoutuma. Myös typpikuormitus oli 2000-luvulla Pohjois-Pohjanmaan vesistöissä suurempi kuin luonnon typpihuuhtouma. Kasviravinnekuormitus ilmentää samalla myös useiden muiden kuormitusten osatekijöiden suuruutta.

Lähteet ja kirjallisuus

  • Alasaarela 1983
  • Alasaarela–Heinonen 1984
  • Antikainen–Joukola–Vuoristo 2000
  • Heinonen 2000
  • Hynninen 1988
  • Hynninen 1991
  • Järvien ja jokien vedenlaatu. Käyttökelpoisuusluokitus 1990–1993
  • Kymmenen virran maan vuosikerrat 2000–2002
  • Niemi–Heinonen–Mäkinen 1999
  • Oulujoen–Iijoen vesienhoitosuunnitelma vuoteen 2015
  • Pintavesien tilaa muuttavat tekijät Oulujoen–Iijoen vesienhoitoalueella 2006
  • Pohjois-Pohjanmaan vesistöt. Käyttökelpoisuusluokitus 1994–1997
  • Rönkkömäki–Kantola 2003
  • Saarinen 2008
  • Vesien laatu 1994–1997
  • Vesien laatu Pohjois-Pohjanmaalla ja Kainuussa vuosina 2000–2003
  • Vesistötoimikunnan (Pohjois-Suomi) arkisto. OMA
  • Wiikinkoski–Hynninen 1993
  • www.ymparisto.fi > Häme > Ympäristön seuranta > Vedenlaadun seuranta
  • www.ymparisto.fi > Suomen ympäristökeskus > Luokitusjaksojen vertailu 1984–2003
Julkaistu 8.10.2019 klo 15.03, päivitetty 8.10.2019 klo 15.03
Aihealue: