Kiintoaine- ja humuskuormitus teollisen turpeenottoalueen alapuolisessa vesistössä

Abstract

Työssä tutkittiin Keski-Suomessa sijaitsevan 30 vuotta toimineen teollisen turpeenottoalu-een kuormitusvaikutusta alapuoliseen vesistöön. Alueen kiintoaine- ja humuskuormituksen mittaamiseksi kerättiin laskeutuvaa kiintoainetta kahdessa Saarijärven reittiin kuuluvassa järvessä neljänä osajaksona noin 12 kk:n ajan avovesikaudella 2011 ja talvella 2011 – 2012. Turpeenottoalueen kuivatusvedet ensin vastaanottavassa Pirttijärvessä kuormitusta mitattiin laskuojan ylä- ja alavirran vertailuna. Noin 17 km alavirtaan päin sijaitsevalla Mahlunjärvellä tutkimus toteutettiin etäisyyssarjana turpeenottoalueilta laskevan joen suulta.

Kertyneen laskeutuvan kiintoaineen kertymänopeus arvioitiin, ja siitä määritettiin orgaani-sen ja epäorgaanisen aineen osuudet, orgaaninen kokonaishiili, kokonaistyppi sekä aerobi-nen ja anaerobinen biohajoamispotentiaali. Kiintoaineen lähdettä arvioitiin hiilen ja typen stabiilien isotooppien suhteiden sekä C:N-suhteen avulla. Lisäksi järvien vedenlaatua seurattiin mahdollisena turpeenoton kuormitusvaikutuksena.

Laskeutuvan kiintoaineen keskimääräinen kertymänopeus oli Pirttijärvessä 600 g m-1 a-1 ja Mahlunjärvessä 1600 g m-1 a-1 kuiva-ainetta. Mahlunjärven kertymänopeus oli samansuu-ruinen kuin Saarijärven reitin muilla järvillä. Kiintoaineen havaittiin poikkeavan ominaisuuksiltaan suhteessa sijaintiin oletetusta päästölähteestä. Lisäksi kiintoaineen hapenkulu-tuspotentiaali (mg l-1 O2 g-1 kuiva-ainetta) kasvoi suhteessa päästölähde-etäisyyteen. Tämän arveltiin johtuvan suuremmasta pitkälle hajonneen alloktonisen orgaanisen aineen osuudesta päästölähteiden läheisyydessä.

Tutkimusjärvien päällysveden väri suureni sekä näkösyvyys ja pH laskivat avovesikaudella. Pirttijärven todettiin olevan hypoksinen lähes koko avovesikauden ajan. Kesä 2011 oli hyvin sateinen, mutta tutkimuksessa havaittujen kuormitusvaikutusten epäiltiin johtuvan osittain turpeenotosta. Osuuden suuruutta ei voitu kuitenkaan arvioida.

Aquatic loading of a 30-year-old industrial peat mining area was estimated by collecting settleable particulate matter on two lakes belonging to the Saarijärvi watercourse in Central Finland. Measurements were carried out over 12 months in four periods during the ice-free season in 2011 and winter of 2011 – 2012. Loading rates were measured up- and down-stream to an outlet ditch in a small headwater lake, Lake Pirttijärvi. In Lake Mahlunjärvi, situating 17 km further downstream, measurements were carried out as a distance series downstream to a river suggested of being the main source for loading.

Particulate matter obtained from sedimentation traps was analyzed for organic and inor-ganic contents, total organic carbon, concentration of total nitrogen, and aerobic and an-aerobic decomposition rates. Sedimentation rates were calculated. The source for particu-late matter was estimated using stable isotope analysis and the C:N-ratio. The water quality of the lakes was monitored as a potential indication for anthropogenic loading due to peat mining.

Average sedimentation rate was 600 g m-2 a-1 d.w. in Lake Pirttijärvi and 1600 g m-2 a-1 d.w. in Lake Mahlunjärvi. In Lake Mahlunjärvi the rate was similar to those measured in the other lakes of the Saarijärvi watercourse. The characteristics of the collected particulate matter varied in relation to the distance from suggested load sources. In addition, the po-tential oxygen demand (mg l-1 O2 g-1d.w.) of the particulate matter correlated with the dis-tance from load sources. It was suggested that this was due to increased proportion of al-lochthonous and more decomposed organic matter near load sources.

Over the ice-free period the water color increased and pH and Secchi disc visibility de-creased in both lakes. Lake Pirttijärvi was hypoxic during most of the ice-free period. Overall, precipitation was higher than average during the summer of 2011. Peat mining was however considered to be one of the causes for these observations, although it remained uncertain to what extent.