Uutinen 26.10.2021 klo 11.17
Parempaa ympäristötietoa automaattisen vedenlaadun seurannan avulla
Jatkuvien vedenlaatuaikasarjojen ansiosta automaattimittauksilla saadaan luotettavampia arvioita ravinnekuormituksesta kuin perinteisellä vesinäytteenotolla, joka usein jättää näytteenottokertojen väliin pitkiä jaksoja ilman havaintoja. Yhdistettynä nykyaikaisten, nopeiden tiedonsiirtotekniikoiden ja helppokäyttöisten verkkopalvelujen kanssa automaattimittaukset voivat myös parantaa kansalaisten mahdollisuuksia saada reaaliaikaista tietoa ympäristöstä.
Mittausten päätavoitteet ja tarkoitus liittyvät tyypillisesti uuden mittausmenetelmän testaamiseen sekä sen luotettavuuden todentamiseen. Online-mittausjärjestelmät tarjoavat luotettavaa ja jatkuvaa tietoa veden laadusta silloin, kun järjestelmän laadunvarmistuksesta huolehditaan asianmukaisesti.
Vuonna 2019 käynnistyneen SEVIRA-hankkeen yhtenä tavoitteena oli testata jatkuvatoimisen vedenlaadun automaattimittausaseman toimivuutta Suomen ja Venäjän välisen rajan ylittävässä joessa. Toinen tavoite oli selvittää, miten mittausten toimivuus ja luotettavuus voidaan varmistaa rajat ylittävässä hankkeessa.
Rakkolanjoen valuma-alue
- Valuma-alue (215 km2) sijaitsee Kaakkois-Suomessa ja Koillis-Venäjällä. Rakkolanjoki on pituudeltaan 33 km ja se laskee Viipurinlahteen Suomenlahden itäpäässä.
- Valuma-alueen maankäytöstä
- suurin osa (62 %) on metsää,
- maatalousalueet (11 %) ovat keskittyneet suurelta osin valuma-alueen pohjoisosiin Suomen puolella, enimmäkseen saviselle maaperälle,
- rakennetut alueet – lähinnä Lappeenrannan kaupungissa – kattavat 7 % Rakkolanjoen valuma-alueesta,
- vesistöjen peittämää alaa on 6 % ja kosteikkoa 2 %.
- Valuma-alueella on yksi merkittävä pistekuormittaja, 72 000 asukkaan Lappeenrannan kaupungin jätevedenpuhdistamo.
Suomen puolella valuma-alueella asuu 1 343 henkilöä kiinteistöissä, jotka eivät ole yhteydessä viemäriverkostoihin, eli joissa on kiinteistökohtainen jätevedenkäsittely.
- Suomen puolella on lisäksi 72 kesämökkiä.
|
Rakkolanjoen vesinäyteaineisto
SEVIRA-hankkeessa tarkasteltiin Rakkolanjoen vedenlaatutietoja vuosilta 2018–2021 rajan molemmilta puolilta. Suomen puolella oleva vedenlaadun havaintopaikka on nimeltään Rakkolanjoki. Venäjällä rajaa lähinnä oleva havaintopaikka on Kutuzovo ja siitä muutama kymmenen kilometriä alavirtaan sijaitsee Lugaika, joka toimi myös SEVIRA-hankkeen automaattimittausasemana.
Tulokset osoittivat, että ravinnepitoisuudet olivat Suomen puolella korkeammat kuin Venäjän puolella. Liuenneiden fraktioiden osuus kokonaisfosforista ja -typestä oli suurempi Suomen kuin Venäjän asemilla. Esimerkiksi liuenneen fosforin pitoisuus oli Rakkolanjoen mittauspisteessä yli puolet kokonaisfosforipitoisuudesta, kun taas Kutuzovossa ja Lugaikassa se oli vain viidennes. Ero saattaa johtua laboratorioanalyysimenetelmien eroista ja analysoitujen näytteiden toisistaan poikkeavista lukumääristä. Toisaalta Venäjän puolella on saattanut esiintyä laimentumista Suomen (Rakkolanjoki) ja Venäjän (Lugaika) puoleisten seurantapaikkojen välillä.
Ravinnekuormitusten osalta ero oli niin ikään ilmeinen. Esimerkiksi vuonna 2019 kokonaisfosforikuorma oli Suomen mittapisteen kohdalla 6 600 kg ja Venäjän Lugaikan mitta-asemalla 4 700 kg.
Automaattimittausaseman perustaminen Rakkolanjokeen Venäjän puolelle. Automaattimittauslaitteisto asennettiin Rakkolanjoen Lugaikaan 24.10.2019. Laitteistolla mitattiin sameutta, sähkönjohtavuutta, orgaanista hiiltä, klorofylli-a:ta ja nitraattityppeä tunnin välein.
Automaattisesti mitattu sameus fosforin ja kiintoaineiden korvikkeena
Aluksi selvitettiin anturilla mitatun sameuden korrelaatiot vesinäytteistä havaittujen kokonaisfosfori- ja kiintoainepitoisuuksien kanssa ja tutkittiin, voitaisiinko sameutta käyttää kiintoaineen ja kokonaisfosforin sijaismuuttujana.
Suomen puoleisen seurantapaikan tulokset osoittivat, että vaikka sameus korreloi kohtuullisen hyvin kiintoaineen kanssa, korrelaatio kokonaisfosforin kanssa oli heikko.
Kiintoaineen ja kokonaisfosforin väliset heikot korrelaatiot Kutuzovon ja Lugaikan seurantapaikoissa kuitenkin viittaavat siihen, ettei myöskään sameus olisi niissä kovin hyvä kokonaisfosforin sijaismuuttuja.
Yhdistetyn nitriitti-nitraattitypen ja kokonaistypen väliset korrelaatiot osoittautuivat voimakkaammiksi kuin sameuden ja kiintoaineen/kokonaisfosforin väliset korrelaatiot.
Ajoittaisia haasteita
Jäidenlähdön aikaan keväällä 2020 kaksi anturia (sameus ja sähkönjohtavuus) pääsivät löystymään kiinnitystelineissään, mikä aiheutti mittauksiin kahden viikon tauon.
Kesällä 2020 Rakkolanjoen vedessä esiintyi toisinaan ruskeaa kiintoainetta veteen sekoittuneena. Ainetta oli koko vesipatsaassa, mikä mitä todennäköisimmin aiheutti sameusarvojen voimakkaan nousun. Vaikka sameusanturi oli varustettu mekaanisella harjapuhdistuksella, se ei ilmeisesti riittänyt pitämään optista linssiä puhtaana (katso kuvat alla). Tällaisissa tilanteissa on vaikea sanoa, edustavatko nämä suuret sameusarvot todella veden laatua vai eivät.
Kesällä havaittiin myös merkkejä ns. ”ryömimisestä” klorofylli-a:n ja orgaanisen hiilen mittauksissa. Ryömimisellä tarkoitetaan mitatun muuttujan arvojen asteittaista nousua, joka putoaa äkisti alas heti anturin manuaalisen puhdistuksen jälkeen.
Opittua
SEVIRA-hankkeen tavoitteisiin kuului jatkuvan vedenlaatumittarin käytön testaaminen Venäjällä ja sen selvittäminen, mitä etua jatkuvista mittauksista saadaan perinteiseen vesinäytteenottoon verrattuna. Jatkuvatoimisesti mitatut vedenlaadun aikasarjat sisältävät arvokasta tietoa, joita voidaan hyödyntää niin mallinnuksessa kuin ravinnekuormituslaskelmissakin. Valitettavasti mittauksissa oli joitain aukkoja haastavien olosuhteiden vuoksi, mukaan lukien Covid-19 pandemia.
Lisätietoja: