Rehevöityminen

Meren rehevöitymisellä tarkoitetaan lisääntynyttä ravinteiden kulkeutumista mereen ja sitä seuraavaa levien sekä eräiden rehevyyttä suosivien vedessä elävien kasvi- ja eläinlajien runsastumista.

Kasvit tarvitsevat elääkseen ja kasvaakseen ravinneaineita, kuten esimerkiksi fosforia ja typpeä. Jos ravinteita tulee vesistöön liikaa, se johtaa tuotannon lisääntymiseen ja vedenlaadun heikentymiseen.

Rehevöityminen suosii joitakin lajeja, toisten lajien puolestaan kärsiessä siitä. Rehevöitymisestä on haittaa kalastukselle sekä ihmisten mahdollisuuksille uida ja kylpeä vedessä. Rehevöityminen voi johtaa: kalakantojen muuttumiseen lajien välisten kilpailusuhteiden muuttuessa hapenpuutteeseen, joka on seurausta orgaanisen aineen kasautumisesta ja sen biologisesta hajoamisesta. Hapenpuute voi aiheuttaa kalakuolemia. levien kasvusta johtuvaan samentuneeseen veteen voimakkaisiin leväkukintoihin, jotka voivat haista pahalle ja olla myrkyllisiä rantojen umpeenkasvuun kovien pohjien liettyminen.

Virtavesistöjen, rannikoiden läheisten kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden ja teollisuuslaitosten lisäksi myös ilmakuljetteisella laskeumalla on suhteellisen suuri merkitys ravinnekuormituksessa (etenkin typpikuormituksesta) Merenkurkun alueella. Ilmakuljetteinen ravinnekuormitus on peräisin lähinnä liikenteen pakokaasuista ja öljyn sekä kaasun poltosta. Suuri osa laskeumasta on peräisin muista valtioista. Ammoniumtypen laskeuma voi olla suurempaa alueilla, joilla käsitellään lantaa.

Jotta saataisiin luotettava arvio siitä, onko jokin alue rehevöitynyt vai ei, on käytettävä useita eri analyysejä ja vertailtava näiden tuloksia keskenään. Selvityksissä pitäisi käyttää useiden vuosien mittausaineistoa, jotta ihmisen vaikutukset luontoon voidaan osoittaa myös tilastollisesti todeksi.

Ravinnetaseen määrittämiseksi voidaan tehdä ravinneaineiden pitoisuusanalyysejä. Tällöin mitataan fosforin ja typen eri esiintymismuotojen pitoisuuksia. Pitoisuuksien arvot vaihtelevat hyvin voimakkaasti vuodenaikojen mukaan.

Veden klorofyllipitoisuuksia on suhteellisen helppo mitata ja sitä käytetäänkin kasviplanktonin määrän suuntaa-antavana mittana. Klorofylliä on kaikissa kasvien tuottavissa soluissa ja sillä on ratkaiseva merkitys auringon valoenergian sieppaajana kasvien fotosynteesireaktioissa. Mitattuun klorofylliarvoon on kuitenkin syytä suhtautua varovaisesti, sillä solujen klorofyllipitoisuudet voivat vaihdella lajeista ja valaistusoloista riippuen.

Kasviplanktonin määrän lisääntyminen johtaa leväkukintoihin, jolloin klorofylliarvot ovat selvästi normaalia korkeampia. Useimmat leväkukinnat ovat kuitenkin täysin luonnollisia ja erittäin tärkeitä kasviplanktonia ravintonaan käyttävälle eläinplanktonille. Kalat käyttävät puolestaan ravintonaan eläinplanktonia.

Rehevöityneessä vesistössä on tarjolla ylenmäärin ravinnesuoloja, mikä aiheuttaa levien massaesiintymistä. Levät saattavat muodostaa kelluvia lauttoja, jotka ajelehtivat rannoille ja niemien ympärille. Kesäisin ja syksyisin kukkivat viher- ja sinilevät kehittyvät nopeasti ja saattavat esiintyä suurina määrinä. Levät voivat olla myrkyllisiä ja pahanhajuisia, muodostaen siten terveysriskin ja haitaten vesistön virkistyskäyttömahdollisuuksia kuten uintia.

Alusveden happipitoisuutta voidaan myös käyttää rehevöitymisen mittana yhdessä klorofylli- ja ravinneaineiden pitoisuuksien kanssa. Rehevöityminen aiheuttaa nimittäin runsasta orgaanisen aineen muodostumista. Merenpohjaan kertynyt lahoava orgaaninen aines kuluttaa happea ja voi aiheuttaa merenpohjien hapettomuutta.

Merenpohjien hapettomuutta aiheuttavaa orgaanista ainesta voi kertyä myös esimerkiksi paperiteollisuuden päästöistä. Teollisuuden päästämät orgaaniset aineet kuluttavat aivan vastaavalla tavalla happea hajotessaan.

Merenkurkun ulkomerialueilla, Perämerellä ja Selkämerellä, ei ole nykyisin havaittavissa vastaavanlaisia merkkejä rehevöitymisestä kuin on varsinaisella Itämerellä. Esimerkiksi leväkukintoja ei esiinny samassa määrin kuin eteläisemmillä merialueilla ja ravinteiden pitoisuudet ovat edelleen suhteellisen alhaisella tasolla. Typen ja osin fosforin pitoisuudet ovat tosin hieman kohonneet verrattuna 1970-luvun alun tilanteeseen.

Pohjanlahden klorofyllipitoisuuksissa on havaittavissa etelä-pohjoissuuntainen gradientti, kun tarkastellaan saatuja mittaustuloksia esitellyiltä havaintopaikoilta. Esimerkiksi Perämerellä vuonna 2000 mitatut klorofylliarvot eivät milloinkaan kohonneet yli 3 mg/l. Selkämeri eroaa Perämerestä selvästi keväisillä leväkukinnoillaan, jolloin klorofyllipitoisuudet saattavat nousta 7 µg/l. Näitä kevätkukintoja pidetään kuitenkin luontaisina eikä merkkeinä rehevöitymisestä.

Kasviplanktonin ja sitä indikoivan klorofyllin määrä siis kohoaa Pohjanlahdella pohjoisesta etelään kuljettaessa. Tämä selittyy mm. helpommalla ravinteiden saannilla etelässä. Erityisesti fosforin helpompi saatavuus johtaa etelän suurempaan levätuotantoon.

Verrattaessa Perämeren ja Selkämeren ravinnepitoisuuksia, havaittiin ravinteiden kulutuksen eroavan niissä toisistaan. Fosfaatti kuluu molemmilla merialueilla lähes kokonaan, kun taas typpivarat kuluivat täydellisesti vain Selkämerellä. Perämerellä tuotantoa rajoittava ravinne on fosfori. Fosfaattipitoisuuksien putoaminen lähelle nollaa jo toukokuussa johtaa siihen ettei levillä ole enää edellytyksiä kasvaa. Siitä johtuen nitraatti- ja nitriittipitoisuudet ovat edelleen melko korkeita kevätkukintojen jälkeenkin. Kesän aikana fosforin saatavuus taas paranee mikrobien hajottaessa orgaanista ainesta. Tämä luo edellytykset levien kasvun uudelleen alkamiselle, mikä johtaa puolestaan nitriitti- ja nitraattipitoisuuksien laskemiseen. Selkämerellä fosforin saatavuus on helpompaa, mikä johtaa myös levien tehokkaampaan typen hyväksikäyttöön. Tämän tuloksena nitraatin ja nitriitin pitoisuudet laskevat lähelle nollaa jo keväällä kasvukauden alussa ja ne pysyttelevät alhaisina koko kesän ajan.

Ruotsin puolella ei ole havaittavissa selviä merkkejä rannikkovesien rehevöitymisestä. Pohjanmaan rannikolla sitä vastoin on suojaisilla ja kuormitetuilla merenlahdilla havaittavissa ajoittain merkkejä rehevöitymisestä. Merkkeinä rehevöitymisestä ovat esim. kohonneet klorofyllipitoisuudet, leväkukinnat, alhaiset alusveden happipitoisuudet ja kokonaan hapettomien merenpohjien esiintyminen.

Happi on elintärkeää kaikille eläville eliöille ja alhaiset veden happipitoisuudet voivat aiheuttaa vakavia ongelmia esimerkiksi kalakannoille. Onneksi merenpohjien hapenpuutetta ei esiinny Merenkurkun alueella laajemmin. Täysin hapettomia pohja-alueita on havaittu vain ajoittain ja ne rajoittuvat muutamille Suomen sisäsaariston syvänteille.

Kuinka nämä erot Ruotsin ja Suomen rannikkoalueilla on selitettävissä?

Eräs keskeinen syy tähän on, että Suomen rannikon saaristo on laajempi kuin Ruotsin rannikon. Lukuisat saaret sulkeutuneine merenlahtineen heikentävät rannikon ravinteisen veden tehokasta vaihtumista ulkomeren ravinneköyhään veteen. Tästä syystä Suomen rannikkoalueet ovat herkempiä ravinnekuormitukselle kuin Ruotsin. Merenkurkun Ruotsin puolella rannikko on avoimempaa, minkä ansiosta vedenvaihtuvuus on siellä tehokasta.

Suomen puolen matalavetisestä ja suojaisasta saaristosta johtuen ravinteiden luontaiset pitoisuudet ovat korkeampia kuin Ruotsin puolella. Osa leväkukinnoista ja happiongelmista voi olla siten osittain luonnollisista syistä johtuvaa eikä aina välttämättä ole ihmisen aiheuttamaa.

Toisena syynä Suomen puolen rehevöitymisongelmiin on, että Suomen jokien kautta mereen laskee suurempi ravinnekuorma kuin Ruotsin jokien. Lisäksi ravinteet ovat kasvien ja levien kannalta helposti hyödynnettävässä kemiallisessa muodossa. Pohjanmaan rannikkoalueilla on myös joukko kalankasvatuslaitoksia, jotka kuormittavat paikallisesti ravinnepäästöillään rannikkoalueita.

Metallikuormitus

Metalleja esiintyy ympäristössä luontaisestikin, mutta teollisuuden ja jätevedenpuhdistamoiden päästöt kohottavat pitoisuuksia. Metalleja pääsee luontoon esimerkiksi kaivosteollisuudesta ja sulattamoilta.

Metallin kemiallinen esiintymismuoto on useimmiten ratkaisevampaa kuin sen pitoisuus. Pienetkin metallipitoisuudet voivat olla haitallisia, jos niitä esiintyy irrallisessa (ionisessa) muodossa. Orgaanisesti sitoutuneita metalleja voi esiintyä suurinakin pitoisuuksina ilman että ne aiheuttaisivat vahinkoa. Sedimentteihin kertyneet stabiilisti sitoutuneet metalliyhdisteet eivät ole myrkyllisiä vedessä eläville kasveille tai eläimille.

Sedimenttien metallit voivat vaikuttaa pohjaeläimistöön, millä on puolestaan haitallisia vaikutuksia pohjaeläimiä ravintonaan käyttäville kaloille. Metalleja voi myös vapautua sedimenteistä, kun niitä pöyhitään esimerkiksi ruoppausten yhteydessä. Siksi metalleja päästävien teollisuuslaitosten edustoilla merenpohjan sedimenttejä ei pitäisi kaivaa.

Korkeat metallipitoisuudet voivat aiheuttaa epämuodostumia ja luustovaurioita kaloille. Kalojen korkeat metallipitoisuudet haittaavat myös ihmisiä, koska metallipitoisuudet rikastuvat kohti ravintoketjun huippua.