13.1 Yleistä kuormituksesta

Vesistöjen valuma-alueilta valuu sade- ja sulamisvesien mukana luonnonhuuhtoumana vesistöihin erilaisia aineita, kuten typpi- ja fosforiravinteita sekä kiintoainetta. Ilman ihmistoimintaa vesimuodostumissa olisi häiriintymätön ekologinen luonnontila ja pohjavedet olisivat luonnontilaisia. Kuormitus aiheutuu ihmisen toiminnasta. Ihmistoiminta muuttaa pinta- ja pohjavesien tilaa sitä enemmän mitä voimakkaampaa kuormitus on.

Hämeen alueelle VEMALA-mallilla laskettu kokonaisfosforin ja kokonaistypen kuormitus sektoreittain 2020 on esitetty kuvissa 23 ja 24.

Kuva 23. Hämeen alueen kokonaisfosforikuormitus.

Kuva 24. Hämeen alueen kokonaistyppikuormitus.

Kuormitus voidaan jakaa haja- ja pistekuormitukseen. Hajakuormituksen lähdettä ei voida tarkasti määrittää yhteen pisteeseen. Hajakuormitusta aiheutuu esimerkiksi metsätaloudesta, maataloudesta ja haja-asutuksesta. Runsassateisina vuosina ravinteiden huuhtoutuminen on ollut kaksin-kolminkertaista vähäsateisiin vuosiin verrattuna. Kiintoainehuuhtoumissa ero on vieläkin suurempi. Myös vuoden sisäinen ainevirtaamavaihtelu riippuu suuresti valunnasta, minkä vuoksi ravinteiden huuhtoutuminen on suurinta runsassateisina ajanjaksoina sekä lumien sulaessa. Valunnan lisäksi kuormitukseen vaikuttaa mm. peltojen kaltevuus, kasvillisuus ja maalaji. Kiintoaineksen mukana pelloilta huuhtoutuu myös siihen sitoutuneita ravinteita. Suuri osa pelloilta poistuvasta fosforista päätyy vesistöihin juuri kiintoainekseen sitoutuneena. Eroosiota vähentävät toimenpiteet vähentävät siten myös vesistöjen fosforikuormitusta. Eroosioriski on suurin heikosti vettä läpäisevillä savi- ja hiesumailla, joita on runsaasti Salpausselkien eteläpuolisilla alueilla ja toisaalta Hämeen lounaisosassa.

Pistekuormituksen lähde voidaan määrittää tarkasti. Pistekuormittajaa voidaan tarkkailla ja sen päästöihin puuttua tehokkaasti. Yleisimpiä pistekuormittajia ovat erilaiset teollisuuslaitokset sekä yhdyskuntien jätevedenpuhdistamot. Myös turvetuotanto luetaan pistekuormittajaksi. Merkittävimmät pistekuormittajat tarvitsevat ympäristönsuojelu- ja/tai vesilain mukaisen ympäristö- ja/tai vesitalousluvan.  Luvansaajat velvoitetaan ympäristövaikutusten seurantaan.

Joissakin Hämeen järvissä rehevöitymiskehitys on voimistunut sisäisen fosforikuormituksen vaikutuksesta. Vesien sisäisellä kuormituksella tarkoitetaan ravinteiden siirtymistä sedimentistä sen yläpuoliseen veteen. Sisäistä kuormitusta tapahtuu jo luontaisesti, mutta sen määrä on yleensä hyvin pieni verrattuna ihmisen toiminnan rehevöittämissä vesissä tapahtuvaan sisäiseen kuormitukseen. Yleensä sisäisellä kuormituksella tarkoitetaan ravinteiden (fosforin ja typen) vapautumista pohjasedimentistä erityisesti hapettomissa olosuhteissa, jolloin vapautuminen on huomattavasti voimakkaampaa kuin hapellisissa oloissa. Hyvissä happioloissa valtaosa pohjalla sedimentoituneista ravinteista sitoutuu pohjasedimenttiin tai vapautuu denitrifikaation seurauksena ilmakehään (typpi).

Järvien rehevöitymistä aiheuttaa liian suuri ravinnekuormitus, joka voi olla peräisin pistekuormituslähteistä, valuma-alueen maankäytöstä tai järven sisäisestä kuormituksesta Useimmiten syynä sisäiseen kuormitukseen on vesistöön aiemmin tullut liiallinen haja- ja/tai pistekuormitus. Useilla alueilla ulkoinen kuormitus on yhä niin voimakasta, että se ylläpitää tai kiihdyttää sisäistä kuormitusta entisestään. Tilannetta pahentaa se, että valtaosa ulkoisesta ravinnekuormituksesta tulee vesistöihin vuosittain syksyllä tai keväällä ja on perustuottajien käytettävissä jo aikaisin keväällä. Näin levätuotanto pääsee käynnistymään heti jäiden lähdön jälkeen tai jo jääkannen alla. Jotta sisäistä kuormitusta saataisiin näillä alueilla pienennettyä, olisi ensin vähennettävä vesistöjä rehevöittävää ulkoista kuormitusta.

Levien kasvuun vaikuttavat monet tekijät, mutta normaaleissa olosuhteissa tärkeintä on fosforin riittävyys. Se on yleensä kasvun ns. minimitekijä. Rehevöityneissä vesistöissä levien käyttämä fosfori on aina pääosin peräisin ulkoisesta kuormituksesta, mutta runsas levien ja vesikasvien tuotanto aiheuttaa noidankehän, jossa sisäisellä kuormituksella on suuri merkitys. Pohjasedimentissä tapahtuva eloperäisen aineksen hajotus kuluttaa sedimentin ja pohjanläheisen veden happea. Hapettomissa oloissa pohjasedimentin ferriyhdisteet pelkistyvät ferroyhdisteiksi, jolloin niiden sisältämä fosfori liukenee veteen perustuottajille (kasviplankton, vesikasvit) käyttökelpoisena fosfaattina. Pohjanläheisen veden fosforivarastot kulkeutuvat päällysveteen lähinnä syksyllä ja keväällä kerrostuneen veden sekoittuessa pohjaa myöten.  Luonnollisesti sisäisen kuormituksen merkitys on suurimmillaan järvissä, joissa veden lämpötilakerrostuminen luo hyvät edellytykset pohjanläheiseen happikatoon. Jokien ja jokimaisten vesistöjen vedessä ei yleensä ole vakavaa hapenpuutetta edes lähellä pohjaa.  Sen vuoksi sisäisellä kuormituksella ei ole merkittävää vaikutusta näiden vesistöjen rehevöitymiseen.

Sisäisellä kuormituksella on joskus jopa määräävä merkitys rehevöitymiseen, mutta vuositasolla sisäinen kuormitus ei varsinaisesti aiheuta tilannetta, jossa järvestä lähtisi enemmän ravinteita alapuoliseen vesistöön kuin siihen ulkoisesti tulee.

Pohjasta vapautuvien ravinteiden määrän suora mittaaminen on työlästä ja sedimentti-vesi-ainekiertoja käsittelevää aineistoa on vesistöistämme niukasti. Vedenlaadun seuranta-aineistojen perusteella voidaan kuitenkin saada viitteitä vapautumisen merkittävyydestä tarkastelemalla vesistön kasvukauden aikaisia pitoisuusmuutoksia, ts. nousevatko fosforipitoisuudet pintakerroksessa, vaikka kuormitus on samanaikaisesti pienimmillään. On tosin huomioitava, että talvella pohjalta vapautuneet ravinteet eivät välttämättä päädy levien käyttöön, vaan poistuvat vedestä kevättäyskierron aikana. Pohjalla tapahtuvien ilmiöiden laajuuteen ja merkittävyyteen nähden tietoa pohjan ja veden vuorovaikutuksesta on saatavilla puutteellisesti. Tietoa saataisiin esimerkiksi kohdennetuilla tapaustutkimuksilla ja seurannalla.

Järven kunnostustoimenpiteitä sisäisen kuormituksen vaivaamissa järvissä on useita. Tärkeintä on tietenkin ulkoisen kuormituksen vähentäminen, mutta järven elpyminen on huomattavasti hitaampaa kuin sen ylikuormittamisella aikaansaatu rehevöitymiskehitys. Siksi joudutaan usein käyttämään kunnostustoimenpiteitä, jotka parantavat oireita, mutta eivät poista itse perusongelmaa. Rehevöityneen järven kunnostuksessa käytettäviä menetelmiä ovat mm. hapetus, vesikasvien poisto, järven hoitokalastus, vedenpinnan nosto ja äärimmäisissä tapauksissa fosforin saostus kemiallisilla yhdisteillä.

Seuraavissa kappaleissa on kuvattu haja- ja pistekuormitusta yleisesti ja sen jälkeen tarkastellaan ihmistoiminnan eri muotoja omina osioinaan.