__MAIN_TEXT__

Page 1

Arkadian yhteislyseon ja Muonion lukion

Tunturivesitutkimus Mika Sipura (toim.) -1-


© Mika Sipura ISBN 978-952-94-0527-5 (pdf) Kansi: Mika Sipura Taitto: Mika Sipura Arkadian yhteislyseo 2018


Saatesanat Kaikki alkoi Riihimäen lasimuseossa toukokuun lopussa 2011. Olimme viettämässä liikunnanopettaja Paulan läksiäisiä, ja mukana oli myös hänen seuraajansa Juha Himanen. Jostain syystä päätin kertoa Juhalle saman tien, että olin pitkään haaveillut vaelluskurssista Lapissa. Kävi ilmi että Juha oli eräihmisiä jopa niin vahvasti, että oli tehnyt gradunsa vaeltamisesta. Pian selvisi myös se, että olimme samoilla linjoilla vaelluskurssin toteuttamisesta. Se ei saisi olla mitä tahansa kävelemistä, vaan tavoitteiden tulisi olla selkeitä ja niiden tulisi nojata tieteeseen. Tästä jalostui ajatus tiedevaelluksesta. Syksyllä 2012 lähdimme ensimmäistä kertaa matkaan. Vaelsimme viiden päivän aikana Hetta-Pallas -reitin. Pidimme Hannukurussa yhden päivän mittaisen tauon, jonka aikana selvitimme läheisen Suastunturin kasvillisuuden vertikaalijakaumaa. Monenlaista selvisi, muun muassa se että itärinne on kasveille ankara. Innostuin tuloksista, sillä löysimme lukiolaisvoimin tietoa jota ei aiemmin ollut olemassa. Teimme ihan oikeaa tutkimusta! Kaiken lisäksi lukiolaiset tekivät kenttätyötä säntillisemmin kuin mitä olin nähnyt biologian opiskelijoiden tekevän yliopiston kenttäkursseilla. Kun seuraavan vuoden vaelluksella Hannukuruun ilmestyi torniolainen lukioryhmä, joka oli tekemässä vesitutkimuksia, tulevaisuus kirkastui. Meille oli Valkjärvi-projektin myötä kertynyt suuri määrä lähes ammattilaistasoisia vesitutkimusvälineitä. Jatkossa tutkisimme tunturivesien biogeokemiallisia ominaisuuksia, ja vertailimme niitä Valkjärvi-projektin tuottamiin tuloksiin Etelä-Suomessa. Tämä raportti sisältää jo aiemmin julkaistun Hetta-Pallas -reitin loppuraportin ja vuosina 2016 ja 2017 Käsivarren erämaassa toteutettujen tutkimusten raportin. Vaelluksella mukana olleiden lisäksi analyyseihin ja johtopäätöksiin on osallistunut suuri määrä Arkadian yhteislyseon opiskelijoita, erityisesti Valkjärvi-projektista. Kaiken kaikkiaan mukana on ollut lähes 300 arkadialaista ja kymmeniä muoniolaisia. Olen kiitollinen kaikkien panoksesta. Erityisesti tahdon kiittää Juha Himasta ja Linda Yliniemeä, jotka huolehtivat vesinäytteistä silloin kun olin toisaalla. Nurmijärven Röykässä 22.5.2018

-3-


Hetta-Pallas 2014 Johdanto

Tutkitut vedet

Arkadian yhteislyseo on toteuttanut vuosina 2012 ja 2013 vaelluskurssin Pallas-Yllästunturin kansallispuistossa liikunnan, terveystiedon, biologian ja maantieteen yhteistyönä. Kurssilla on vaellettu Hetta-Pallas -reitti 6-21 kilometrin päivätaipaleisiin jaettuna, ja yövytty teltoissa neljästi autiotupien tuntumassa. Erä- ja vaellustaitojen harjoittelun ohessa kurssilla on tehty eliömaantieteellinen tutkimus, jossa on selvitetty Pallas- ja Ounastuntureiden väliin jäävän Suastunturin kasvillisuuden vertikaalijakaumaa. Mielenkiintoiset tulokset muun muassa puurajan määräytymisestä ovat innostaneet jatkamaan ja laajentamaan tutkimuksia.

Valitsimme vaellusreittimme varrelta 18 potentiaalista juomaveden lähdettä tutkimukseen. Mukana on kuusi tuntureilta alkunsa saavaa puroa, seitsemän järveä tai lampea, kaksi autiotuvan kaivoa, ja kolme maan sisältä pulppuavaa taukopaikkojen pientä vesinoroa. Lisäksi tutkimme Muonion lukion kieliluokan hanaveden, ja Muoniojoen eli Väylän vedenlaadun. Verrokeiksi valitsimme Nurmijärveltä hyvin tutkitun rehevöityvän Valkjärven, Valkjärveen laskevan Hyypiänmäenojan, kirkasvetisenä tunnetun Sääksin, Salpausselän soiselta rinteeltä lähtevän ruskeavetisen Matkunojan, Luhtajokeen laskevan Klaukkalan jätevedenpuhdistamon poistoputken pään, ja Vantaanjoen Nukarinkosken jyrkimmältä kohdalta. Tutkittuja vesiä on näin ollen 27. Tarkat sijainnit ja perustiedot näistä vesistä on esitetty taulukossa 1 ja tunturivesien näytteenottopaikkojen sijainnit kuvassa 1.

Juomavesi on otettu vaelluksilla matkan varrelle osuneista tunturipuroista, lammista ja järvistä. Vaikka tunturipurojen raikkaus on yllättänyt monet sameisiin eteläsuomalaisiin vesiin tottuneista, syyskesän pintavedet ovat olleet usein lämpimiä, ja niissä on joskus erottunut vieraita makuja. Silloin tällöin vedenottopaikoilla on ollut varoituksia likaantuneesta vedestä ja vatsatautiriskistä, ja veden keittämistä ennen käyttöä on yleisesti suositeltu. Tämä on herättänyt vaeltajien keskuudessa keskustelua. Onko tuntureiden kirkas pintavesi sittenkään juomakelpoista? Mistä johtuvat vesien makuerot? Likaavatko porot vesiä? Miksi purojen vesi on maultaan niin erilaista nurmijärveläisiin luonnonvesiin ja hanaveteen verrattuna? Vuoden 2014 vaelluskurssin tutkimusosioksi nostimme edellä mainittujen kysymysten innoittamina vesitutkimuksen, jonka tavoitteena on selvittää tunturipurojen, lampien ja järvien veden kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia suhteessa Arkadian yhteislyseon Valkjärvi-projektin yhteydessä tutkittujen nurmijärveläisten vesien ominaisuuksiin. Teimme tutkimuksen Arkadian yhteislyseon vaelluskurssilaisten, Muonion lukion vaelluskurssilaisten ja Arkadian yhteislyseon ensimmäisen jakson biologian opiskelijoiden yhteistyönä.

Menetelmät Teimme maastomittaukset viiden senttimetrin syvyydeltä, keskeltä puroa, tai puolen metrin etäisyydeltä seisovan veden rannasta. Nurmijärven Sääksin ja Valkjärven näytteinä käytimme Valkjärvi-projektin laiturin päästä ottamia näytteitä. Mittasimme maastossa veden lämpötilan, sähkönjohtavuuden ja TDS:n (Total Dissolved Solids) Aquashock Water Purity Kit -mittarilla (Kuva 2). Veden pH:n, redox-potentiaalin ja happipitoisuuden mittaamiseen käytimme Vernier Labquest2 mittaria ja sen antureita PH-BTA, ORP-BTA ja DO-BTA. Näiden tulokset varmistimme laboratoriossa YSI Professional Plus mittarilla. Leirissä tehtyjä analyyseja varten otimme näytteen muovipulloon, ja Arkadian yhteislyseon laboratoriossa tehtäviä analyysejä varten kahden desilitran näytteen muovipurkkiin. Leiripaikalle kannetuista noin puolen litran vesinäytteistä mittasimme kenttälaboratoriossa (Kuva

-4-


Taulukko 1. Tunturivesitutkimuksessa tutkitut vedet, niiden sijainti koordinaatteina ja kuvaus. Vesi

ETRS-TM35FIN

Kuvaus

1. Ounasjärvi

7589058 : 362297

Järvi Hetan taajaman eteläpuolella (6900 ha)

2. Pahtalampi

7585402 : 364431

Suorantainen lampi Pahtavaaran juurella

3. Pyhäkeron kaivo

7584659 : 364981

Pumppukaivo Pyhäkeron autiotuvan pihassa

4. Pyhäjärvi

7583121 : 366704

646 mmpy sijaitseva 3,4 ha:n lampi (kuva 5)

5. Siosjoki

7579366 : 368700

Vaellusreitin vuolain, Sioskurusta lähtevä joki

6. Marastojoki

7576824 : 370006

Rautuvaaran rinteiltä lähtevän joen yläjuoksu

7. Pahakurun lähde

7570908 : 372397

Pahakurun tuvan vedenottopaikka rotkolaaksossa

8. Hannukurun kaivo

7573544 : 373553

Pumppukaivo Haukkajärven rannassa

9. Haukkajärvi

7570415 : 373589

Hannukurun suositun leirialueen matala järvi

10. Porttioja

7570523 : 371015

Outtakkan rinteiden lompoloista lähtevä puro

11. Pahtajärvi

7570226 : 371405

Jyrkkärantainen järvi Pahakurun rotkolaaksossa

12. Maanselkäjärvi

7570121 : 370702

Kuten Pahtajärvi, mutta loivarantaisempi

13. Porttilampi

7575939 : 370409

Pieni lompolo Porttiojan varressa, Porttikurun alla

14. Suaskurun puro

7566611 : 375270

Piskuinen noro Lumikeron juurella (kuva 10)

15. Montellin puro

7561207 : 376987

Keräskeron rinteen lähteestä alkava pieni puro

16. Nammalakurun puro

7560336 : 377614

Suositun leirialueen lähteestä virtaava puro

17. Rihmakurun puro

7557900 : 377395

Pieni puro, Rihmakurun kodan vedenottopaikka

18. Taivaskeron puro

7554786 : 377365

Taivaskurun rinteeltä alkava kivipohjainen puro

19. Muoniojoki

7541293 : 359855

Kookas, myöhemmin Torniojoeksi muuttuva virta

20. Muonio lukio

7542814 : 360941

Muonion lukion kieliluokan kylmä hanavesi

21. Sääksi

6710954 : 373155

Kirkasvetinen, kookas, laskujoeton lähdejärvi

22. Matkunoja

6711860 : 375269

Salpausselän rinnesoilta virtaava puro (kuva 12)

23. Hyypiänmäenoja

6698422 : 373785

Savialueiden läpi Valkjärveen virtaava puro

24. Valkjärvi

6697483 : 373670

Rehevä, eteläisen Nurmijärven savikkoalueen järvi

25. Nukarinkoski

6711790 : 385602

Vantaanjoen koskijakso Pohjois-Nurmijärvellä

26. Jätevedenpuhdistamo

6696376 : 377318

Klaukkalan puhdistamon käsittelemä vesi

27. Arkadian yhteislyseo

6695895 : 375318

Arkadian yhteislyseon labran kylmä hanavesi

-5-


Kuva 1. Näytteenotto- ja mittauspaikat Hetta-Pallas -vaellusreitin varrella. Näiden lisäksi otimme Lapista näytteet Muoniojoen vedestä Muonion kirkonkylän edustalta, ja Muonion lukion hanavedestä. Kenttälaboratorioanalyysit teimme Pyhäkeron tuvalla (3), Hannukurussa (8), Montellin majalla (15) ja Hotelli Pallaksella (kartan eteläreunassa). Karttapohja on otettu Maanmittauslaitoksen tiedostopalvelusta. -6-


Kuva 2. Elias mittamassa Montellin majan luona virtaavasta purosta lämpötilaa, sähkönjohtavuutta ja veteen lienneiden suolojen määrää (TDS). Montellin puro on ollut aiemmilla vaelluskerroilla lähes kuiva, ja juomaveteen tuli pohjan kariketta, mutta nyt puro virtasi vuolaana, ja sen vesi osoittautui puhtaaksi. 3) sameuden, värin, absorbanssin aallonpituuksilla 450 nm ja 650 nm ja alkaliteetin, sekä kaliumin, magnesiumin ja raudan määrän YSI 9300 fotometrillä. Fotometrillä mitattu sameusarvo perustuu suodatetun ja suodattamattoman vesinäytteen, ja väriarvo tislatun veden ja suodatetun näytteen absorbanssieroon. Koska tunturivedet ovat hyvin kirkkaita, ja fotometrin alle yhden FTU-yksikön arvot pyöristyivät nollaan, käytimme absorbanssiarvoja veden kirkkauden tarkempaan arviointiin. Etenkin punaisen valon aallonpituuden on todettu korreloivan vahvasti veden sameusarvon kanssa. Kahden desilitran purkeissa Arkadian yhteislyseon laboratorioon kuljetetuista vesinäytteistä mittasimme YSI 9300 fotometrillä fosfaattifosforin, nitraattitypen, nitriittitypen, ammoniumtypen, alumiinin, sulfaatin ja sulfidin määrät. YSI 9300:n ravinnemittaukset perustuvat luonnonveden ja spesifeillä reagensseilla värjätyn veden absorbanssieroon. Vesinäytteet olivat vaelluksen ja paluulennon ajan huoneenlämpöisiä, joten purkeissa on saattanut tapahtua mikrobien aiheuttamia muutoksia, mm. denitrifikaatiota. Vertailun mahdollistamiseksi säilytimme myös Nurmijärveltä kerätyt näytteet samanlaisissa purkeissa huoneenlämmössä neljän vuorokauden ajan. Oletamme

näytteiden olevan näin täysin vertailukelpoisia. Kaikkien heterotrofisten bakteerien määrän, koliformisten bakteerien määrän ja Escheria colin määrän mittasimme LaMotte BioPaddle-putkilla na ja nut-ttc/mac (Kuva 4). Menetelmässä otetaan vesinäyte putkeen, ja annetaan bakteerien tarttua 15 sekunnin ajan elatusainelevyihin. Inkubointi tulisi tehdä pitämällä putkia tasaisessa 35 °C lämpötilassa vuorokauden ajan, mikä on mahdotonta kenttäolosuhteissa. Niinpä suoritimme inkuboinnin pitämällä putkia kaksi yötä teltassa nukkuvan makuupussissa, jossa lämpötila vaihteli välillä +22 - + 32 °C. Inkuboimme myös Nurmijärveltä otetut näytteet samanlaisissa olosuhteissa. Koska bakteerien kasvu oli BioPaddle-alustoilla alhaisesta inkubointilämpötilasta johtuen hyvin vähäistä, tutkimme heterotrofisten bakteerien, ja koliformisten bakteerien määrät myös säilötyistä näytteistä 3M Petrifilm -alustoilla aqhc ja aqcc. Menetelmässä kuiville elatusainealustoille pipetoidaan steriilillä pipetillä millilitra vettä, ja näyte tasoitetaan levyllä painamalla kalvon alle elatusaineen päälle. Bakteeripesäkkeet on laskettavissa, ja määritettävissä pesäkkeiden ominaisuuksien perusteella vuorokauden inkuboinnin (+35 °C) jälkeen. Ennen bakteerinäytteen ottoa säilytimme

-7-


Kuva 3. Kenttälaboratorio Haukkajärven rannassa Hannukurussa. Ylärivissä kaksi Vernierin pH-anturia, orp-anturi, happipitoisuusanturi ja lämpörila-anturi. Keskellä kaksi Vernier Labquest2 tiedonkeräintä. Alarivissä Aquashock Water Purity mittari ja YSI 9300 fotometri. Vesinäytteet keräsimme vihreäkantisiin purkkeihin (oikealla) ja pakastuspulloihin (oikeassa yläreunassa). Näyteastioiden välissä BioPaddlet. vesinäytteitä 5-8 vuorokautta vaellusolosuhteissa rinkassa, ja kolme vuorokautta jääkaapissa +5 °C. Säilytysaika ei korreloi bakteerimäärien kanssa (Spearmanin korrelaatio: heterotrofiset bakteerit rs = -0,104 ja koliformiset bakteerit rs = 0,022). Matkan varrella BioPaddleillä tehtyjen kasvatusten tulokset korreloivat voimakkaasti Petrifilmeillä tehtyjen kasvatusten tulosten kanssa (kuva 18), joten pidämme Petrifilmeillä saatuja tuloksia par-

haana tapana vertailla bakteerimääriä, vaikka absoluuttiset määrät lienevätkin yliarvioita. Tilastollisiin analyyseihin (Pearsonin ja Spearmanin korrelaatiot ja lineaarinen regressioanalyysi) ja diagrammeihin olemme käyttäneet piirto-ohjelmaa SigmaPlot 12.5, ja tilasto-ohjelma MYSTATin opiskelijaversiota 12.02. Yksinkertaisemmat laskutoimitukset teimme LibreOffice Calcilla.

Kuva 4. Bakteerimäärien laskemiseen käytetyt välineet. Vasemmalla LaMotte BioPaddlet heterotrifisille bakteereille (a) ja koliformeille (b). Oikealla 3M Petrifilm -alustat kaikille heterotrofisille bakteereille (c) ja kolifomeille (d). Mukana myös Makapaka, Isabella ja Lintu. -8-


Kuva 5. Pyhäjärvi (4) on tutkimuskohteistamme omalaatuisin, sillä sen pinta on 646 metriä merenpinnan yläpuolella, ja sen itäreunalta avautuu vertikaalisuunnassa noin 380 metrin alamäki kohti Ounasjokea. Kvartsiittialustalla lepäävällä Pyhäjärvellä ei kuitenkaan ole laskuojaa.

Kuva 6. Tinja mittaamassa veden happipitoisuutta Pyhäjärvellä. Mittarina toimii Vernierin LabQuest2 ja anturina Vernierin optinen ODO-BTA. Kaikkien tunturivesien hapen määrä oli lähellä saturaatiopistettä. Virtaavissa vesissä tavattiin myös niin sanottua supersaturaatiota. -9-


8,0

pH

7,5

7,0

6,5

6,0

0,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

200 175

Redox (mV)

150 125 100 75 50 25 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 7. pH ja redox-potentiaali tutkituissa vesissä. Siniset pylväät ovat Lapin vesiä, violetit Nurmijärven luonnonvesiä, punainen jätevedenpuhdistamon poistoputki ja ruskea Arkadian yhteislyseon hanavesi. Tulokset Vesien lämpötilat näytteenottohetkellä vaihtelivat välillä +5,9 - 18,3 °C. Kylmintä oli Pyhäkeron kaivon vesi, ja lämpimintä Klaukkalan jätevedenpuhdistamon poistoputken vesi. Montellin puron lämpötila oli vain 6,2 °C, Porttiojan 6,3 °C, Hannukurun kaivon 7,2 °C ja Suaskurun puron 7,8 °C. Nurmijärven vesistä viilein oli Matkunoja (12,0 °C). Molempien isompien järvien, Sääksin ja Valkjärven, pintaveden lämpötila oli + 17,6 °. Vesien lämpötiloihin vaikuttaa aurinkoisena päivänä myös vuorokauden aika. Siten korkealla sijaitsevan Pyhäjärven lämpötila oli 10,6 °C, mutta alempana sijaitsevan Haukkajärven vain 7,9 °C.

Veden pH ja redox-potentiaali on esitetty kuvassa 7. Vaellusreitin vesien pH vaihteli neutraalin molemmin puolin, kuitenkin niin, että Ounastunturien vedet olivat lievästi happamia, ja Pallastunturien vedet lievästi emäksisiä. Happaminta vesi oli suorantaisessa Pahtalammessa, ja hieman yllättäen myös Hannukurun kaivossa. Nurmijärven luonnonvedet olivat suoalueilta alkunsa saavaa Matkunojaa lukuun ottamatta lievästi emäksisiä. Valkjärvestä mitattiin kuitenkin kevään ja kesän mittaan yleisesti lukemia väliltä 8,5-8,8, joten pH oli syksyä kohti laskenut. Redox-potentiaali oli hyvin tasainen Ounastuntureilla ja Outtakkan puroista vetensä saavissa

- 10 -


450

26 24

400

22

350

20

Väri (mg/l Pl)

Sameus (FTU)

18 16 14 12 10 8 6

250 200 150 100

4

50

2 0

300

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627

0,26

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627

350

0,24 300

0,20 250

0,18

TDS (ppm)

Absorbanssi 450 nm (%)

0,22

0,16 0,14 0,12 0,10 0,08

200 150 100

0,06 0,04

50

0,02 0,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627

Vesi

Vesi

Kuva 8. Sameus, väri ja valon absorbanssi 450 nm:n aallonpituudella ja TDS (Total Dissolved Solids) tutkituissa vesissä. Käytetyt värit kuten kuvassa 7.

12 11 10 9

O2 (mg/l)

8 7 6 5 4 3 2 1 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi

- 11 -

Kuva 9. Veden happipitoisuus tutkituissa vesissä. Käytetyt värit kuten aiemmissa kuvissa.


Pahakurun järvissä. Lukemat laskivat hieman Pallastuntureille siirryttäessä. Nurmijärven luonnonvesien redox-potentiaali oli Sääksiä lukuun ottamatta selvästi Lapin vesiä alempi. Veden kirkkauteen liittyvät muuttujat on esitetty kuvassa 8. YSI 9300 pyöristää lukemat lähimpään parilliseen FTU-arvoon, minkä seurauksena Lapin vesistä vain Pyhäkeron kaivolla on nollasta poikkeava arvo. Tätä tukevat myös absorbanssitulokset, sillä Pyhäkeron kaivon lukemat ovat Lapin vesistä korkeimmat. Myös sameilta näyttäneiden Pahakurun järvien absorbassilukemat olivat melko korkeita. Suaskurun, Montellin majan ja Nammalakurun purojen, ja Pahakurun lähteen veden kirkkaus sen sijaan erosi vain hieman tislatusta vedestä. Muut Lapin vedet eivät olleet täysin kirkkaita. Väriarvot viittaavat tämän johtuvan humuspitoisuudesta. TDS-arvot kertovat tunturipurojen hyvin vähäisestä liuenneiden aineiden määrästä. Sameinta vesi oli savipohjaisessa Hyypiänmäenojassa ja värikkäintä Matkunojassa. Nurmijärven luonnonvesistä Sääksi oli kirkkaudeltaan Lapin vesien luokkaa, ja Valkjärvikin oli kirkastunut kesän jälkeen. Valkjärven näkösyvyydeksi mittasimme 5.9.2014 158 cm, kun se keväällä oli vain 34 cm. Myös puhdistettu jätevesi oli värikästä, ja siitä mitatut absorbanssiarvot melko korkeita.

tunturivesissä hyvin vähän, ja ammoniumtyppeä tuskin lainkaan. Näitä molempia oli selvästi eniten Pyhäkeron kaivovedessä. Fosfaattifosforin jakauma oli tunturivesissä paljon tasaisempi, mutta myös sen suurin pitoisuus mitattiin Pyhäkeron kaivosta. Montellin purossa, Nammalakurun purossa ja Taivaskeron purossa fosfaattifosforin määrä oli häviävän pieni. Nurmijärveläisissä vesissä typpeä ja fosforia oli keskimäärin selvästi enemmän. Jätevesimäisyyteen viittaavan ammoniumtypen määrät olivat hyvin suuria Hyypiänmäenojassa, Vantaanjoessa ja jätevedenpuhdistamon poistovedessä. Samoissa vesissä oli paljon myös nitraattityppeä ja fosfaattifosforia. Valkjärven fosfaattifosforipitoisuus oli noussut huomattavasti kesän mittauksista. Nurmijärveläisistä vesistä vain Sääksin typpi- ja fosforipitoisuuden olivat Lapin vesien tasolla. Lapin vesien magnesiumpitoisuudet eivät poikenneet suuresti toisistaan (kuva 14). Sen sijaan kaliumin määrä oli Haukkajärvessä 60-kertainen Outtakkan rinteessä sijaitsevaan Porttilampeen

Veden happipitoisuus (kuva 9) oli odotetusti korkea tuntureilla, erityisesti virtavesissä, joiden kyllästysprosentti oli yleisesti yli sata. Alimmillaan happipitoisuus oli tunturiylängön Porttilammessa. Hyypiänmäenojan ja Valkjärven happipitoisuus oli hieman alle 8 mg/l, ja Sääksissä alle 7 mg/l. Jätevedenpuhdistamon prosesseissa happipitoisuus vedessä oli pudonnut hyvin alhaiseksi. Tunturivesissä oli makua antavaa rautaa vähän (kuva 11). Korkeimmat rautapitoisuudet mittasimme Siosjoesta ja Pyhäkeron kaivosta, ja matalimmat Suaskurun ja Montellin puroista. Nurmijärven vesien rautapitoisuus oli Valkjärveä lukuun ottamatta tunturivesiin verrattuna korkea, erityisesti väriltään punaruskeassa Matkunojassa (kuva 12). Makutesteissä Muonionjoessa oli vahva kitalakeen tarttuva rautamainen maku, mutta rautaa oli vedessä kuitenkin vähän. Maku saattoi johtua mangaanista, jota ei tässä tutkimuksessa mitattu. Emme mitanneet eliöille merkittävimpien ravinteiden, typen ja fosforin, kokonaismääriä, mutta mittasimme niiden eliöille käyttökelpoisimpien muotojen, nitraattitypen, ammoniumtypen ja fosfaattifosforin määrät. Tunturivesissä näitä oli muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta hyvin vähän (kuva 13). Nitraattityppeä oli virtaavissa

Kuva 10. Suaskurun puro on tutkituista vesistä vähäisin. Lumikeron alarinteeltä, sankan kuusikon alta valuu laaksoon pieni noro, johon on vedenoton helpottamiseksi asetettu pullon puolikas suppiloksi. Tässä Heini ottamassa vesinäytettä.

- 12 -


1600 1580 180

Rauta (µg/l)

160 140 120 100 80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi

verrattuna. Hyvin puskuroitunut (= korkea alkaliteetti) oli Lapin vesistä Haukkajärvi. Sen sijaan Porttilammen, Pahtajärven ja Maanselkäjärven alkaliteetti oli hyvin alhainen, joten nämä ovat alttiita happamoitumiselle. Nurmijärveläisten vesien magnesium- ja kaliumpitoisuudet olivat keskimäärin Lapin vesiä korkeampia. Selvästi muista erottuivat jätevedenpuhdistamon vesi, ja runsaasti kalsiumia ja magnesiumia sisältävä Arkadian yhteislyseon hanavesi.

Kuva 11. Veden rautapitoisuus tutkituissa vesissä. Huomaa katkaistu y-akseli. Käytetyt värit kuten aiemmissa kuvissa.

Alumiinia oli vähän kaikissa vesissä, eikä sen vaihtelu muistuttanut muiden muuttujien vaihtelua (kuva 15). Mahdollisia hajuhaittoja aiheuttavista rikkiyhdisteistä sulfaatteja oli erittäin paljon jätevedenpuhdistamon poistovedessä, ja melko paljon Ounasjärven vedessä. Rikkivedyn muodossa kiusallisia hajuhaittoja aiheuttavaa sulfidia oli kaikissa vesissä vähän, eniten Outtakkan eteläpuolisissa järvissä, Muoniojoessa ja Sääksissä. Vähiten näitä kaikkia oli Arkadian yhteislyseon vedessä.

Kuva 12. Pohjois-Nurmijärvellä sijaitseva Matkunoja saa alkunsa Salpausselän etelärinteiden soilta, ja virtaa savikkoalueiden läpi kohti etelää. - 13 -


Nitraattippi (µg NO3-N/l)

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Ammoniumtyppi (µg NH4-N/l)

130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Fosfaattifosfori (µg PO4-P/l)

240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Vesi Kuva 13. Nitraattitypen, ammoniumtypen ja fosfaattifosforin määrät tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. - 14 -


90000 80000

Magnesium (µg/l)

70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

12000

Kalium (µg/l)

10000 8000 6000 4000 2000 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Alkaliteetti (mg CaCO3 /l)

160 140 120 100 80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 14. Magnesiumin ja kaliumin määrät, sekä veden alkaliteetti kalsiumkarbonaatin määränä tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. - 15 -


80 70

Alumiini (µg/l)

60 50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Sulfaatti (µg/l SO42-)

62000

10000 8000 6000 4000 2000 0

80

Sulfidi (µg/l S2-)

70 60 50 40 30 20 10 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 15. Alumiinin, sulfaatin ja sulfidin määrät tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa yläosasta katkaistu akseli sulfaattikuvassa. - 16 -


Heterotrofisia bakteereja /ml

1150 1100 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Koliformisia bakteereja /ml

14 12 10 8 6 4 2 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 16. BioPaddle -elatusatoilta lasketut heterotrofisten bakteerien (alusta na) ja koliformisten bakteerien (alusta nut-ttc/mac) määrät. Käytetyt värit kuten aiemmissa kuvissa. Bakteerit kasvoivat maastossa LaMotte BioPaddleillä melko vähän (kuva 16). Koliformisia bakteereja ei tällä menetelmällä löytynyt Lapin vesistä lainkaan. Suurimman heterotrofisten bakteerien pesäkkeiden määrän laskimme Haukkajärven vedestä. Myös Porttilammessa, Pahtajärvessä ja Maanselkäjärvessä oli heterotrofisia bakteereja melko paljon. Muista Lapin vesistä vain Ounasjärven, Pyhäkeron kaivon, Siosjoen ja Marastojoen näytteissä oli pesäkkeitä. Suurimmassa osassa Lapin virtavesistä ei siis tällä menetelmällä näyttänyt olevan bakteereja lainkaan. Nurmijärven vesissä oli BioPaddleillä mitattuna selvästi enemmän bakteereja. Eniten heterotrofisia bakteereja oli jätevedenpuhdistamon poisto-

putken ja Matkunojan vesinäytteissä. Koliformisia bakteereja kasvoi Numijärvenkin näytteissä hyvin vähän, eniten jätevedenpuhdistamon, Hyypiänmäenojan ja Vantaanjoen vesissä. 3M Petrifilmeillä mitattuna bakteerien määrät olivat selvästi suurempia, mutta korreloivat hyvin BioPaddleillä saatujen tulosten kanssa (kuva 18). Heterotrofisia bakteereja kasvoi tunturivesistä eniten Pyhäkeron kaivon vedessä, ja järvien (Ounasjärvi, Porttilampi, Pahtajärvi ja Maanselkäjärvi) seisovassa vedessä. Koliformisia tavattiin Lapin vesistä vain Pyhäkeron kaivon näytteessä. Nurmijärven vesissä oli myös tällä menetelmällä selvästi enemmän bakteereja. Jätevedenpuhdista-

- 17 -


Heterotrofisia bakteereja /ml

3200 3100 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Koliformisia bakteereja /ml

30 25 20 15 10 5 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 17. 3M Petrifilm -elatusalustoilta lasketut heterotrofisten bakteerien (alusta aqhc) ja koliformisten bakteerien (alusta aqcc) määrät. Käytetyt värit kuten aiemmissa kuvissa. mon näytteessä heterotrofisten bakteerien määrä oli omaa luokkaansa. Koliformisia bakteereja löysimme kuitenkin eniten Vantaanjoen näytteestä. Laadimme luonnonvesien bakteerimäärien selittämiseksi regressiomallin, jossa selitettävänä muuttujana oli BioPaddleillä ja 3M Petrifilmeillä saatujen heterotrofisten bakteerien määrien keskiarvon logaritmi. Selittävinä muuttujina käytimme lineaarisessa pienimmän neliösumman regressiomallissa veden lämpötilaa, molempia absorbansseja, happamuutta, nitraattitypen määrää, ammoniumtypen määrää ja fosfaattifosforin määrää. Malli selitti kokonaisuudessaan 78 prosenttia bakteerimäärien vaihtelusta. Voimakkain selittävä muuttuja oli fosfaattifosforin määrä (t = 2,47, p =

0,025), ja toinen merkitsevästi vaihtelua selittävä muuttuja valon absorbanssi 450 nm (t = 2,29, p = 0,036). Sen sijaan typen määrät eivät yllättäen tuntuneet selittävän bakteerimäärien vaihtelua lainkaan: nitraattityppi, t = 0,323, p = 0,751 ja ammoniumtyppi, t = - 1,192, p = 0,251). Johtopäätökset Tunturien vedet osoittautuivat muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta erittäin puhtaiksi, ja monella tapaa erinomaisiksi juomavesiksi. Etenkin tunturipurojen vedessä oli hyvin vähän liuenneita suoloja, ne olivat seisoviin vesiin verrattuna kylmiä ja maastossa havainnoituna täysin värittömiä. Rihmakurun puroa lukuun ottamatta Pallastun-

- 18 -


Log (heterotrofisia bakteereja 3M Petrifilmeillä + 1)

3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 r = 0,786 p < 0,001

0,5 0,0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Log (heterotrofisia bakteereja LaMotte BioPaddleillä + 1)

turien purojen veden voi sanoa muistuttavan tislattua vettä enemmän kuin lukioiden hanavettä. Kylmissä ja ravinneköyhissä vesissä myös mikrobikasvu oli vähäistä. Lapin vesien maisteluissa vain Muoniojoen ja Ounasjärven vedessä havaittiin sivumakuja. Kaikkia muita Lapin vesiä, jopa humuspitoista Pahtalampea maistelijat kehuivat hajuttomiksi ja mauttomiksi, lähdevesimäisiksi. Pyhäkeron kaivon vesi erosi muista tunturien luonnonvesistä. Siinä oli (kirkkaassa valossa) sil-

Kuva 18. Kahdella menetelmällä mitattujen heterotrofisten bakteerien lukumäärien suhde.

min havaittavaa sameutta, typen määrä oli selvästi ympäristön vesiä korkeampi, heterotrofisten bakteerien määrä oli kohtuullisen korkea, ja ainoana Lapin vetenä siinä kasvoi koliformisia bakteereja. Löysimme muutaman kymmenen metrin päästä kaivosta poron raadon, mutta emme usko tämän aiheuttaneen kaivoveden laadun huononemista. Kaivon kansi ei ole tiivis, joten kaivolla liikkuvat ihmiset ovat saattaneet sortaa veteen maa-ainesta. Todennäköisimpänä syynä pidämme kuitenkin tiskiveden noutoa ja tiskaamista kaivon kannella

Kuva 19. Tunturipurojen valuma-alue on karua. Äärimmäisenä oikealla on Porttikuru, jossa sijaitsevat Maanselkäjärveen laskevan Porttiojan lähteet. Ylhäällä oikealla näkyvästä Sillajärvestä valuvat vedet päätyvät Siosjokeen, ja edelleen Ounasjokeen. Korkein huippu on Pyhäkero, jonka taakse jää Pyhäjärvi. - 19 -


tai sen läheisyydessä. Veteen joutuneet ruuan tähteet ja pesuaineet selittäisivät muutokset hyvin. Toisaalta, vesi oli kylmää, ja puhtaan näköistä, eikä kukaan ryhmästämme sairastunut vettä juotuaan. Tutkimamme vedet ryhmittyvät kemialtaan toisistaan erottuviin ryhmiin. Ensinnäkin, kallion ja tundran ohuen kuntan päällä virtaavat Lapin vedet erottuvat vähäravinteisina Nurmijärven savikkoalueiden ravinteikkaista ja lämpimistä vesistä. Toiseksi, Lapin soljuvat, hapekkaat, kirkaat ja kylmät purot erottuvat seisovista vesistä parempilaatuisena juomavetenä. Kolmanneksi, etenkin pH:n ja redox-potetiaalin perusteella Ounastunturien kvartsiitin ja graniitin päällä seisovat ja valuvat vedet eroavat hieman Pallastunturien amfiboliitin päällä virtaavista puroista. Tämä tutkimus paljasti suuren osan epäilyistä turhiksi: Hetta-Pallas -vaellusreitin varrella olevat vedet ovat lähes poikkeuksetta erinomaista juomavettä. Tämän tutkimuksen puhtaimmat vedet, selvästi puurajan yläpuolella virtaavat Pallastunturien purot kestävät hyvin vertailun kaupalliseen

pulloveteen. Vaikka Pyhäkeron kaivon veden laatu oli heikentynyt, tämä olisi jäänyt ilman tätä tutkimusta huomaamatta. Nurmijärven luontaisesti ravinteikkaiden maiden vesien käyttö juomavetenä on sen sijaan hyvin kyseenalaista. Vaikka Hyypiänmäenoja virtaa suurelta osin metsässä, sekin on altis pelloilta ja laitumilta valuville ravinteille, ja eläinten lannasta peräisin oleville ulosteperäisille taudinaiheuttajabakteereille. Lähteet Käytimme yleisluontoisina lähteinä seuraavia: 1. Dodds, Walter & Whiles, Matt 2010: Freshwater Ecology; Concepts & Environmental Applications of Limnology. Academic Press. 2. Oravainen, Reijo. 1999. Opasvihkonen vesistötulosten tulkitsemiseksi havaintoesimerkein varustettuna [http://www.kvvy.fi/opasvihkonen.pdf]. 3. Vahtera, Heli, Pajunen, Virpi & Valkama, Pasi 2009: ”Valkjärven puroraportti”. Purot Valkjärven kuormittajina. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry.

Kuva 20. Vaelluskurssin vesitutkijat ryhmäkuvassa Taivaskerolla. Mukana menossa Anni Hekali, Julia Jokela, Tuuli Karjalainen, Vertti Karjalainen, Emilia Kuosmanen, Mikko Kalliainen, Marianne Kauppi, Aleksi Kovanen, Tinja Laakso, Tuomas Leidén, Ida Levonperä, Henna Kangosjärvi, Sanna Lindfors, Krista Lindström, Sara Mattila, Juulia Möksy, Minttu Kangosjärvi, Heini Näppä, Marie Pajari, Vilma Riikonen, Heini Siltanen, Elias Takala, Janne Karppinen, Lauri Tolkki, Vertti Vesanto, Lumi Virolainen, Sampo Yrjölä, Viivi Salmi, Linda Yliniemi, Juha Himanen, Mika Sipura. Kuvasta puuttuvat Siirimari Liias ja Eva Vanhapiha. Kiitämme kaikkia muita tähän tutkimukseen osallistuneita. - 20 -


Käsivarren erämaa 2016 ja 2017 Johdanto Olemme tehneet Arkadian yhteislyseossa kolmesti vajaan viikon mittaisen tiedevaelluksen Pallas-Ylläs-tunturin kansallispuistossa, Hetasta Hotelli Pallakselle leppoisalla aikataululla kävellen. Vaellus on ollut huolella valmistellun ja lukuisia oppitunteja sisältäneen vaelluskurssin huipentuma. Heti ensimmäisestä vaelluksesta saakka on ollut selvää, ettemme lähde vain kävelemään, vaan ohjelmassa on ollut aina tunturiluontoon liittyvä tutkimus. Kahdella ensimmäisellä kerralla jätimme rinkat päiväksi Hannukurun leiriin, ja suuntasimme 500 metriä korkealle Suastunturille selvittämään sen kasvillisuuden vertikaalijakaumaa. Saimme varsin hyviä tuloksia, joukossa sellaisia jotka eivät olleet etukäteen ennustettavissa. Oli helppo ymmärtää, miksi kasvit ovat ylempänä lyhyempiä, mutta paljon vaikeampi oli selittää, miksi puut kasvavat Suastunturin länsirinteellä selvästi korkeammalla kuin itärinteellä.

Hyvin onnistuneet kasvillisuustutkimukset kannustivat jatkamaan vaelluksella tehtäviä tutkimuksia. Hyönteistutkimuksia harkittiin, mutta vuonna 2014 valitsimme tutkimuskohteeksemme tunturivedet, ja teimme Hetta-Pallas -vaelluksella edellä kuvatun tunturivesitutkimuksen. Kun syksyn 2016 kohteeksi varmistui Halti, oli selvää että vesitutkimus pysyisi ohjelmassa, mutta koska noin pitkällä vaelluksella varusteiden ja ruokien määrä on suurempi, emme voineet edes kuvitella kantavamme rinkoissamme tutkimusvälineitä. Onneksemme edellisellä vaelluksella ja sen jälkeen tekemämme mittaukset olivat osoittaneet, etteivät tunturivedet juurikaan muutu kun niitä säilytetään viileässä tai pakastettuna näytteenoton jälkeen. Useimmista muuttujista saimme samoja tuloksia vielä puolentoista vuoden jälkeen, vaikka näytteitä säilytettiin lähes vuosi huoneenlämmössä. Uskalsimme siksi lähteä matkaan mukanamme vain yksi lämpömittari ja 25 kahden desilitran tiiviisti suljettavaa muovipurkkia.

Kuva 21. Vain puolitoista vuorokautta lumimyrskyn jälkeen Riimmajärven pinta oli jo rauhoittunut rasvatyyneksi. Taustalla ja järven pinnassa Lássávárri. - 21 -


Taulukko 2. Tunturivesitutkimuksessa tutkitut vedet, niiden sijainti koordinaatteina ja kuvaus. Vesi

ETRS-TM35FIN

Kuvaus

1. Didnojoki (Norja)

7686327 : 251968

Liuskeiden päällä virtaava leveähkö joki Norjassa

2. Lossujärvi

7688213 : 263103

Vedenjakaja-alueen ylänköjärvi 809 mmpy

3. Urttasvaaranpuro

7689645 : 265852

Pieni tunturipuro jyrkällä rinteellä

4. Urttaspuro

7689197 : 267640

Keskikokoinen monihaarainen tunturipuro

5. Riimmajärvi

7687823 : 270023

Urtasjoen pullistuma 677 mmpy

6. Pihtsusjoki

7687301 : 273574

Pihtsusjärvestä Vuomakasjärveen virtaava joki

7. Pihtsusjärvi

7690635 : 274158

Haltin alueen suurin tunturijärvi 739 mmpy

8. Rassejoki

7690380 : 274402

Lievästi soistuneesta kurusta saapuva puro

9. Govdajoki

7692412 : 274141

Haltijärvestä Pihtsusjärveen virtaava joki

10. Haltipuro

7697152 : 274777

Haltin rinteeltä Haltijärveen laskeva tunturipuro

11. Vuomakasjoki

7685376 : 273914

Vuomakasjärvestä Meekonjärveen virtaava joki

12. Bierfejoki

7682528 : 275856

Goddevarrilta alkunsa saava tunturijoki

13. Kahperusjoki

7678152 : 272556

Kahperusvaaralta Rommajärveen virtaava joki

14. Guonjarjoki

7677277 : 268765

Guonjarvaggin pohjalla virtaava pieni joki

15. Saarijärvi

7672681 : 264726

Kivikkoinen tunturijärvi 691 mmpy

16. Masetjoki

7670464 : 258600

Masetjärvestä Čáhkáljärveen virtaava joki

17. Marjajoki

7668771 : 258172

Marjajärvestä Čáhkáljärveen virtaava joki

18. Čáhkáljoki

7667937 : 255942

Čáhkáljärvestä Kilpisjärveen virtaava joki

19. Kilpisjärvi

7668079 : 255334

Suuri tunturijärvi 37,3 km2 473 mmpy

20. Saanajoki

7669037 : 255046

Saanan kalkkisilta rinteiltä laskeva tunturipuro

21. Sääksi

6711003 : 373101

Kirkasvetinen järvi Nurmijärvellä

22. Matkunoja

6711860 : 375269

Salpausselän distaalirinteen suolta virtaava puro

23. Puokanoja

6699289 : 374277

Laidunmaiden keskellä virtaava savinen puro

24. Valkjärvi

6698332 : 374493

Sameavetinen järvi Nurmijärvellä 33 mmpy

25. Nukarinkoski

6712347 : 385639

Vantaanjoen koski Pohjois-Nurmijärvellä

26. Jätevedenpuhdistamo

6696374 : 377317

Klaukkalan puhdistamon käsittelemä vesi

27. Arkadian yhteislyseo

6695893 : 375305

Arkadian yhteislyseon labran kylmä hanavesi

- 22 -


Pohjakartan lähde: Maanmittauslaitos Kuva 22. Kartta Tutkittujen Käsivarren vesien sijainneista. Näyte 1 on otettu ensimmäisenä vaelluspäivänä, näytteet 2, 3, 4, 5 ja 7 toisena päivänä, näytteet 9 ja 10 kolmantena päivänä, näytteet 8, 6 ja 11 neljäntenä päivänä, näytteet 12, 13 ja 14 viidentenä päivänä, näytteet 15, 16, 17, 18 ja 20 kuudentena päivänä ja näyte 19 seitsemäntenä päivänä. Näytteet analysoitiin kuusi vuorokautta matkan päättymisen jälkeen, joten ensimmäinen näyte oli muovipullossa noin kaksi kertaa pidempään kuin viimeinen. Matkamme alkoi molempina vuosina paikasta jossa jo nelisen sataa metriä alas kuohunut Didnojoki alittaa Skibotniin vievän tien. Kiipesimme ylös Didnojoen vesivoimalalle, jonka yläpuolelta nappasimme ensimmäisen vesinäytteen liuskeiden päällä portaittain putoilevasta turkoosista virrasta. Vaelsimme tunturiylängöllä noin 14 kilometriä, rajan yli, ja edelleen Lossujärven tuvalle. Vuonna 2016 otimme vesinäytteet yhdestä purosta ja yhdestä järvestä Norjan puolelta Didnojen valuma-alueelta matkan varrella, mutta molem-

mat näytteet katosivat. Seuraava analysoitu näyte on siksi vasta Lossujärven rannasta, tuvan alapuolelta, noin 200 metriä Urttasjoen luusuasta. Seuraavan päivän 18 kilometrin taipaleen ensimmäisen vesinäytteen otimme Urttasvaaran jyrkkää rinnettä alas kohti Urttasjokea syöksyvästä nimettömästä tunturipurosta, jota kutsulle tässä Urttasvaaranpuroksi. Hieman yli kilometri myöhemmin kyykistyimme monihaaraisena purona Govddosgaisilta tulevan ja Urttasjokeen laskevan

- 23 -


Kuva 23. Pihtsusköngäs on vaellusreittimme tunnetuin nähtävyys, ja sään ja Auringon suunnan osuessa kohdalleen varsin näyttävä silmäkarkki. Pihtsusjärvestä kohti Vuomakasjärveä matkustava vesi syöksyy seitsemäntoista metriä suoraan alas, ja nostaa kauniita sateenkaria muodostavia pärskeitä ilmaan.

Kuva 24. Vuomakasjoki polveilee turkoosinhohtoisina koskina kohti Meekonjärveä, ”Suomen Monument Valleyn” halki. Taustalla häämöttävän lähes 1200 metriä korkean Govdosgaisin ylärinteillä on vielä toissapäiväisen myrskyn tuomaa lunta. Alarinteiltä lumi on jo sulanut. Vuomakasjoen laaksossa sade tuli räntänä, ja maa sai silminnäkijöiden mukaan vain lyhytaikaisen hennon valkoisen peitteen, - 24 -


Kuva 25. Yläkuvassa Karoliina mittaa Bierfejoen veden lämpötilan digitaalisella lämpömittarilla. Alakuvassa Mikko ottaa vesinäytteen samasta joesta. Vesinäytteet kuljetettiin rinkoissa Kilpisjärvelle, ja edelleen Muonioon, josta ne lähetettiin postipakettina analysoitavaksi Arkadian yhteislyseon laboratorioon. Vuonna 2014 suuri määrä käsigranaatin kokoisia näytepulloja herätti lentokoneen ruumaan matkalla olevissa rinkoissa turvararkastajien huomion, ja suurin osa rinkoista avattiin. Siksi päädyimme postitukseen, vaikka se merkitsi näytteille, erityisesti niiden mikrobeille ja orgaaniselle ainekselle muutamaa ylimääräistä päivää lämpimässä. Laboratoriossa jäähdyteistä ja mikrobianalyysien jälkeen pakastetuista näytteistä mitattiin kaikkiaan 18 muuttujaa. Urttaspuron ääreen (Kuva 26). Vuonna 2016 puro oli varsin pieni, mutta 2017 lämpötila oli noussut vuorokaudessa lähes 20 astetta, ja lumi oli alkanut sulaa nopeasti Govddosgaisin etelärinteiltä, joten puro tulvi vuolaana. Urttashotellilla vietetyn tauon päätteeksi otimme vielä yhden näytteen Urttaslaaksosta, Riimmajärven rannasta. Pihtsusjoen yli kahlattuamme otimme vielä näytteen paksun turpeen keskellä virtaavasta, lievästi soistuneesta notkosta Pihtsusjärveen virtaavasta Rassejoesta. Haltille kiivenneet ottivat näytteen numero 10 erittäin karussa Kuun maisemassa virtaavasta, joka vuonna 2017 oli kauniisti lumireunusteinen. Takaisin tulleessaan he nappasivat näytteen myös liuskeisilla kivillä Haltijärvestä Pihtsusjärveen luiskahtelevasta Govdajoesta. Rassejoesta oli otettu näyte jo tulomatkalla, mutta Pihtsusjoessa olimme uittaneet vain jalkojamme, joten pysähdyimme ihailemaan Pihtsuskönkään kuohuja, ja otimme samalla näytteen putouksen yläpuolelta. Seuraavaan taukoon oli matkaa vain pidemmän puoleinen kivenheitto, joten oli luontevaa ottaa seuraava vesinäyte taukopaikalta, kauniin turkoosina virtaavasta Vuomakasjoesta (Kuva 24). Lähes yhtä kaunis, mutta vähemmän

turkoosi Bierfejoki virtasi Meekonvaaran autiotuvan seudulla syvässä kanjonissa, joten päädyimme ottamaan näytteen sen matalasta loppupäästä (Kuva 25), vaikka joki saattoi tässä esitellä likaisemman puolensa. Pitkällä ylänkötaipaleella otimme näytteet korkeilta Kahperusvaaroilta vetensä keräävästä Kahperusjoesta, ja ruuhilaaksossa virtaavasta, rauduillaan hurmanneesta Gunjarjoesta. Molempina vuosina sateen liukastamilla kivillä teutaroituamme saavuimme kiviselle Saarijärvelle, joka sai olla viidennentoista näytteemme lähde. Viimeisenä vaelluspäivänä otimme vielä näytteet Masetjoesta, pensaikon ja tunturikoivujen ympäröimästä Marjajoesta ja jo tiheän tunturikoivumetsän seassa virtaavasta Čáhkáljoesta. Kun takajalat pitkän vaelluksen jälkeen taas toimivat, MS kipaisi vielä noutamaan näytteen Saanan kalkkisilta rinteiltä vetensä ammentavasta Saanajoesta, ja lopuksi vielä Kilpisjärven rannasta. Jotta tunturivesien luonne olisi etelän ihmiselle helpommin ymmärrettävissä, otimme verrokkinäytteet seitsemästä nurmijärveläisestä vedestä. Näistä Sääksi oli etukäteisarvioissamme lähinnä

- 25 -


tunturipurojen raikkautta, sillä se ei ole varsinaisesti järvi, vaan Salpausselän pohjavettä pulputtava laskujoeton lähde. Valkjärvi sen sijaan sijaitsee savisella alueella, ja on ollut pitkään pelloilta tulevan veden vaikutuspiirissä, joten se on tunnetusti sameavetinen ja rehevä. Soisilta latvoiltaan vettä ammentavan Matkunojan vesi näyttää teeltä tai laihalta kahvilta, Valkjärveen laskevan Puokanojan vesi maitokahvilta ja tympeältä haisevan Vantaanjoen vesi Nukarinkoskilla vuoron perään molemmilta. Lisäksi otimme näytteet Klaukkalan jätevedenpuhdistamon aktiivilietemenetelmällä puhdistamasta vedestä ja melkoiset kalkkivanat astioihin jättävästä Arkadian yhteislyseon kylmästä hanavedestä. Menetelmät Koukkasimme näytteet pintavedestä (0-5 cm:n syvyydeltä) noin 40 senttimetrin etäisyydeltä rannasta kahden desilitran muoviseen purkkiin varoen häiritsemästä pohjaa. Jokaisen näytteen otti eri henkilö, ja jokainen näyte kulki Kilpisjärvelle eri henkilön rinkassa. Koko joukon viimeisenä kulkenut MS mittasi kohdalle osuttuaan veden lämpötilan tai antoi toisen lämpömittareista näytteenottajalle. Kilpisjärveltä näytteet kuljetettiin Muonioon, mistä ne postitettiin Klaukkalaan. Arkadian yhteislyseon laboratoriossa säilytimme näytteitä jääkaapissa, ja teimme niistä analyysit kolmen päivän sisällä postipaketin saapumisesta. Loput näytteet pakastimme mahdollisia uusinta-analyysejä ja täydennyksiä varten. Vuoden 2016 pakastetut näytteet tuhoutuivat pakastinonnettomuudessa, mutta 2017 näytteet ovat tallessa.

Kahden desilitran vesinäyte mahdollistaa useimmat Arkadian yhteislyseon laboratoriossa tehtävät veden laatuun liittyvät määritykset. Vain näkösyvyys, kiintoaineen määrä ja biologinen hapenkulutus vaatisivat suuremmat näytteet. Näistä näkösyvyvyys lienee tunturipuroissa niin suuri, että vettä olisi tarvittu useita litroja. Sama koskee kiintoainetta, joka määritetään suodattamalla riittävä määrä suodatinpaperin läpi, ja punnitsemalla kuivatettu paperi 0,001 gramman tarkkuudella. Valkjärvi-projektista kertyneen kokemuksen perusteella tunturipurovettä olisi pitänyt valuttaa suodattimen läpi jopa yli viisi litraa kiintoainemilligramman keräämiseksi. Biologiseen hapenkulutukseen vettä tarvitaan vähintään puoli litraa, mieluiten litra, joten näiden kolmen muuttujan mittaamiseen meillä ei ollut käytännössä mahdollisuuksia. Mitatuista muuttujista sameus korreloi usein näiden kaikkien kanssa, ja sameus yhdessä bakteerimäärien kanssa kertoo paljon biologisesta hapenkulutuksesta. Laboratoriossa mittasimme ensimmäisenä vesien bakteeritiheydet. Käytimme tähän 3M Petrifilm kasvatusalustoja. Näissä elatusaine on pahvin päällä kuivana. Pipetoimme automaattipipetin steriileillä kertakäyttökärjillä yhden millilitran näytettä kolmelle erilaisella alustalle: 1) aerobisille heterotrofisille bakteereille tarkoitetulle yleisalustalle (AQHC), 2) punaiselle koliformisille bakteereille tarkoitetulle alustalle (AQCC) ja 3) punaiselle Enterobakteereille tarkoitetutulle alustalle (AQEB). Inkuboimme näytteitä kahden vuorokauden ajan lämpökaapissa , minkä jälkeen laskimme pesäkkeet. Heterotrofisten bakteerien

- 26 -

Kuva 26. Arno ammentaa vesinäytteen Urttasmohkkin hyisestä purosta. Puolitoista vuorokautta aiemmin satanut lumi on sulamassa taustalla näkyvän Govdosgaisin rinteiltä, joten suuri osa puron tai tällä hetkellä ennemminkin joen - vedestä lienee ollut hetki sitten lunta.


Kuva 27. Mittasimme vesinäytteiden ravinnepitoisuudet fotometrisesti. Menetelmässä spesifit reagenssit reagoivat mitattavien yhdisteiden kanssa, mikä näkyy liuoksen värinä. Fotometri mittaa värin määrän tiettyjen aallonpituksien muutoksen, ja tulkitsee sen pitoisuutena. Kuvassa on etualalla veden kovuuden ja takana magnesiumpitoisuuden kyvetttejä. Näissä värin muutos on hyvin ihmissilmääläkin nähtävissä. Violetti väri kertoo kalsiumkarbonaatin ja oranssi väri magnesiumin määrän.

Kuva 28. YSI 9300 -fotometri varusteineen. Näyte asetetaan kyvetissä laitteen yläosassa olevaan aukkoon, ja suojataan kuvulla ylhäältä tulevalta valolta. Kun mittarista painetaan OK, valonsäden kulkee kyvetin läpi. Fotometrin vasemmalla puolella on neljä kyvettiä, joiden vesinäytteet reagenssit värjänneet. Äärimmäisenä vasemmmalla kaksi automaattipipettiä, joiden avulla näytteitä voidaan laimentaa tislatulla vedellä, ja mitata näin hyvinkin korkeita pitoisuuksia. - 27 -


Kuva 29. Akseli, Emma, Oskari ja Eeli määrittämässä tunturivesien rautapitoisuutta fotometrillä. Etualalla näkyvät näytepullot, joista osa kulki rinkassa pitkälti yli sata kilometriä matkallaan kohti laboratoriota.

Kuva 30. Kenttämittareita Nurmijärven Nukarinkoskilla. Keltaista Aquashock Water Purity Kit -mittaria käytimmlaboratoriossa TDS:n ja sähkönjohtavuuden mittaamiseen. Oikealla puolella olevaa YSI Professional Pro -mittaria käytimme tunturivesien pH:n ja redox-potentiaalin mittaamiseen. Laite on hankittu ensisijaisesti järvien happipitoisuuden määrittämiseen, joten kaapelia on kelassa peräti 20 metriä. - 28 -


Laatikko 1. Pikkulimaska (Lemna minor) veden ravinteikkuuden indikaattorina Ravinneanalyyseissä käytettävät reagenssit ovat melko kalliita, eikä niitä aina ole nopeasti saatavilla. Siksi päätimme kokeilla, voisiko ravinteisuutta arvioida täysin ilmaisella menetelmällä. Pikkulimaska (Lemna minor) on kelluva vesikasvi, joka suosii ravinteikaita vesiä. Voisiko limaskan kasvunopeuden perusteella päätellä veden ravinteikkuuden? Laitoimme jokaisesta 39 tunturivedestä analyyseissä yli jääneen desilitran vettä puolentoista desilitran muovipurkkiin. Laitoimme jokaiseen purkkiin Nurmijärven Valkjärven sivuojasta kerättyä pikkulimaskaa kymmenen lehteä, ja valokuvasimme purkit ylhäältä. Mittasimme valokuvista lehtipinta-alan WinFoliaTM -lehdenpinta-ala-analysaattorilla. Kasvatimme limaskaa huoneenlämmössä jatkuvasti palaneen kasvilampun alla kahden viikon ajan, minkä jälkeen mittasimme lehtipinta-alan uudelleen. Vaikka ravinteiden määrä on tässä kasvua selittävä tekijä, tavoitteemme oli ennustaa ravinnemäärää limaskan kasvun avulla, joten käytimme regeressioanalyyseissä nitraattityppi- ja fosfaattifosforipitoisuusia selittävinä muuttujina. Tulokset on esitetty kuvassa 00. Pikkulimaskan kasvu ennustaa hyvin heikosti nitraat-

Kuva 31. Pikkulimaska kelluu veden pinnalla ja ottaa ravinteensa juurillaan pintavedestä. Siksi veden ravinnepitoisuuksien voidaan olettaa vaikuttavan suoraan limaskan kasvuun (Kuva: Wikipedia Commons). titypen määrää, mutta tilastollisesti merkitsevästi fosfaattifosforin määrää. Hajonta on kuitenkin tässäkin tapauksessa suurta, ja selitysaste jää 29 prosenttiin. Limaskat kasvoivat kaiken kaikkiaan huonosti, ja muuttuivat kokeen aikana kellertäviksi, joten ilmeisesti tunturivesien ravinnepitoisuudet ovat tähän menetelmään liian pieniä, eikä menetelmä näytä lupaavalta. Tuloksista kuitenkin nähdään, että tunturivesissä fosfaattifosfori näyttää olevan pikkulimaskalle nitraattityppeä useammin kasvua rajoittava minimaravinne. 60

Fosfaattifosforieri (µg PO4-P/l)

Nitraattityppi (µg NO3-N/l)

420 400 200

150

100

50

0

25

50

75

100 125 150 175 200 225

Pikkulimaskan lehtipinta-alan lisäys (mm2)

55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

25

50

75

100 125 150 175 200

Pikkulimaskan lehtipinta-alan lisäys (mm2)

Kuva 32. Tunturivesien nitraattityppi- ja fosfaattifosforipitoisuusuudet pikkulimaskan lehtipinta-alan lisäyksen ennustamana. Vihreät vedet ovat Hetta-Pallas -reitin vesiä ja siniset Käsivarren erämaan vesiä. Regressionalyysi nitraattitypelle: 0,32x + 41,08, R2 = 0,09, F1,37 = 3,15, p = 0,084. Regeressionanalyysi fosfaattifosforille: 0,16x + 10,18, R2 = 0,29, F1,37 = 14,89, p = 0,0004.

- 29 -


pesäkkeet ilmestyvät vaalealle alustalle punaisina, koliformien punaiselle alustalle tumanpunaisina kaasukuplan kanssa, ja Enterobakteerit tummanpunaisina kaasukuplan kanssa. Escheria colin pesäkkeet ovat koliformien alustalla sinisinä. Emme tyytyneet otokseen, vaan laskimme alustoilta kaikki pesäkkeet, vaikka niitä oli Nurmijärven näytteissä paljon. Teimme varmuuden vuoksi kustakin tyypistä kolme rinnakkaista, ja koska kaikki onnistuivat, käytämme näiden keskiarvoa muuttujana. Veden happamuuden ja sen redox-potentiaalin (ORP) mittasimme YSI Professional Plus mittarilla. Veteen liuenneiden aineiden (TDS, Total Dissolvde Solids) määrän mittaamiseen käytimme Valkjärvi-projektissa poikkeuksellisen tarkaksi ja nopeaksi osoittautunutta Aquashock Water Purity Kit mittaria. TDS on tarkoitukseemme erinomainen muuttuja, sillä se kertoo käytännössä, kuinka paljon vedessä on muita kuin H2O-molekyylejä. Tislatun veden TDS on nolla, ja meriveden yli 35 000. Korkea TDS ei välttämättä kerro veden olevan likaista, sillä esimerkiksi vesijohtoverkon veteen lisätään yleisesti kalkkia, joka nostaa sen TDS:n luonnonvesia korkeamaksi. Veden sameuden mittasimme Hanna Hi93703 sameusmittarilla 0,01 FTU-yksikön tarkkuudella. Tämän uuden mittarin käyttöönoton myötä pystyimme mittaamaan sameuden vuoden 2014 tuloksiin nähden 200 kertaa tarkemmin. Veden värin mittasimme YSI 9300 fotometrillä (Kuva 28) viiden platinayksikön tarkkuudella. Platinan ajatellaan olevan mahdollisimman väritöntä, joten fotometri mittaa vesinäytteestä humusvesille tyypillisen absorbanssin suhteessa tislatun veden absorbanssiin ja ilmoittaa tämän platinayksiköinä. Lisäksi mittasimme fotometrillä näytteiden

Kuva 33. Vuomakasjoki aloittaa poukkoilevan matkansa Vuomakasjärvestä kohti Meekonjärveä. Tämän tekstin yläpuolella olevasta rannasta otimme vesinäytteen numero 11.

absorbanssit 650 nanometrin kohdalta. Tämä ei poikkeaa sameuden FTU-arvosta, mutta vieläkin tarkemman asteikon johdosta sameuslukemien antama kuva saattaa tällä tarkentua kaikkein kirkkaimmissa vesissä. Keskeisimpien ravinteiden pitoisuudet mittasimme YSI 9300 fotometrillä. Menetelmä perustuu kullekin tutkittavalle alkuaineelle spesifeihin reagensseihin, jotka on annosteltu tableteiksi, ja jotka rikotaan ja sekoitetaan kymmeneen millilitraan tutkittavaa näytettä. Reaktiossa syntyy väriä (Kuva 27), jonka määrän fotometri mittaa suhteessa sokean näytteen väriin. Värin määrä on lineaarisessa suhteessa tutkittavan aineen pitoisuuteen, jonka fotometri näin ollen kykenee ilmoittamaan mikrogrammoina. Ravinteista keskeisimmät ovat nitraatti- ja ammoniumtyppi, jotka sisältävät maaekosysteemeissä tavallisesti minimiravinteena olevan typen kasveille käyttökelpoisessa muodossa, ja fosfaattifosfori, joka puolestaan sisältää vesiekosysteemien tyypillistä minimiravinnetta, fosfori, levien suosimassa muodossa. Muista ravinteista mittasimme magnesiumin, kaliumin ja alumiinin määrät, sekä rikin määrän sulfaatteina ja sulfidina. Lisäksi mittasimme alkaliteetin, joka kertoo veden puskurikyvystä, ja joka tässä ilmoitetaan kalsiumkarbonaatin määränä vesilitraa kohden. Tulokset Havaintopaikkojen korkeus merenpinnasta ja veden lämpötila näytteenottohetkellä on kuvattu kuvassa 36. Korkeuskuvaajassa näkyy hyvin ensimmäisen päivän nousu näytteenottopaikalta vedenjakajalle, josta vesi lähtee länteen Didnojokeen ja itään Urttasjokeen. Korkeimmalla merenpinnasta oltiin Haltipurolla ja lähimpänä

- 30 -


Kuva 34. Tunturipurojen kirkkaus näkyy myös pinnan alta otetuissa kuvissa. Tässä GoPro-kuva Lossujärven luusuasta, kohdasta jossa Urttasjoki aloittaa matkansa ruuhilaakson läpi kohti Vuomakasjärveä. merenpintaa Klaukkalan jätevedenpuhdistamolla. Lämpötila vesissä nousi molempina vuosina vaelluksen edetessä, mikä selittyy yksinkertaisesti ilman lämpenemisellä. Matalin lämpötila mitattiin Didnojoella ja Haltipurolla: 2,2 °C. Haltipuron rannat olivat näytteenottohetkellä lumiset, joten vesi olisi voinut olla kylmenpääkin. Korkein

lämpötila oli luonnollisesti jätevedenpuhdistamon vedessä, sillä se oli vastikään putkahtanut sisätiloista, kallion sisältä. Kuvassa 37 on esitetty veden happamuus ja redox-potentiaali. pH vaihtelee vesien välillä hyvin vähän lukuun ottamatta vaelluksen alkupään ve-

Kuva 35. Vuorokausi myrskyn jälkeen Lossujärven pinta oli rauhoittunut lähes tyyneksi. Kuvassa ei aivan erotu Arkadian yhteislyseon lippu, jonka tuuli oli illalla napannut leiristä, ja kiikuttanut keskelle järveä. Meillä ei ollut keinoa pelastaa lippu, eikä poistaa roskaa, joten toivomme että joskus joku löytää sen. Mukanamme oli onneksi useampia lippuja, joten saimme kiinnitettyä yhden Haltin huipulle. Kohta josta vedenalaiskuva 32 on otettu on keskellä kuvaa. - 31 -


Korkeus merenpinnasta (mmpy)

900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

18

Veden lämpötila (°C)

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Vesi Kuva 36. Havaintopaikkojemme GPS:llä mitatut korkeuden merenpinnasta ja digitaalisella lämpömittarilla mitatut veden lämpötilat näytteenottohetkellä. Esitämme korkeudet käyränä, sillä otimme näytteet tässä järjestyksessä, ja käyrä kuvaa siten matkaamme aikajärjestyksessä. Siniset pylväät ovat vuoden 2016 tuloksia ja violetit pylväät vuoden 2017 tuloksia. siä Lossujärveltä Pihtsusjärvelle. Lukemat mitattiin laboratoriossa näytepurkeista satunnaisessa järjestyksessä, joten tulos ei voi johtua mittarin kronologisesta häiriöstä. On mahdollista, että vesien pohjois- ja länsipuolen tuntureiden kalkkialueiden sulamisvedet ovat nostaneet pH:ta. Myös myöhemmät vedet sijaitsivat kalkkipitoisten kallioiden juurella, mutta noiden näytteenottoon mennessä lumet olivat jo sulaneet ylärinteiltäkin. Redox-potentiaalissa on poikkeama samojen vesien kohdalla. Luku on tiukasti riippuvainen happamuudesta, joten sen tulkitseminen on tässä kohdin hankalaa. Muutos tuskin liittyy hapetettavan orgaanisen aineksen määrään.

Kuva 38 kuvaa tässä yhteydessä erityisen mielenkiintoisen muuttujan, veteen liuenneiden aineiden, määrän miljoonasosina (ppm). Käytännössä nämä aineet ovat suoloja. Tilatussa vedessä arvo on nolla ja merivedessä 35 000. Arkadian yhteislyseon hanavedessä luku on yllensä 125 veteen lisätystä kalkista johtuen. Nurmijärven seudun vesiä tutkiessamme huomasimme luvun olevan järville hyvin tyypillinen, eikä juuri vaihtele mittauskertojen välillä. Hetta-Pallas-reitillä luvut olivat hyvin alhaisia, ja niin ne näyttävät olevan myös Käsivarressa. Pienimmillään TDS-arvot (5 ja 6 ppm) puroista ylimmissä, Govdajoessa ja Haltipurossa. Saarijärven lukema puolestaan on

- 32 -


8,5 8,0

pH

7,5 7,0 6,5 6,0 5,5

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

60

Redox (mV)

50 40 30 20 10 0

Vesi Kuva 37. Tutkittujen vesien YSI Professional Plus -mittarilla mitatut pH:t ja redox-potentiaalit. Värit kuten aiemmissa kuvissa. pienin koskaan järvestä mittaamamme. Muilta osin lukemat ovat Käsivarressa hyvin tasaisia Rassejokea lukuun ottamatta. Siihen on selvästi lorahtanut jotain. Suurin lukema on Klaukkalan jätevedenpuhdistamon poistovedessä, mikä selittynee yksinomaan puhdistusprosesseissa käytetyistä ja vapautuvista rauta- ja rikkiyhdisteistä. Kuva 40 esittää sameuden, värin ja 650nm:n absorbanssin tutkituissa vesissä. Yhdessäkään tunturivedessä ei sameusmittarin viisari värähtänyt, eli FTU-arvo on pienempi kuin 0,005. Absorbanssi 650 nm:n kohdalle tarkentaa tulosta hieman. Pihtsusjärven, Rassejoen ja Kilpisjärven

vesi imee valoa hieman muita enemmän, joten ne ovat Käsivarren vesistä eniten kallellaan sameuteen. Etelän vesistä samein on savisten laidunmaiden poikki Valkjärveen virtaava Puokanoja. Pohjoisen vesistä humuksista väriä on eniten Pihtsusjärvessä ja vuonna 2016 Rassejoessa. Etelän vesistä väriä on ylivoimaisesti eniten suolta alkunsa saavan Matkunojan vedessä. Kuva 41 esittää raudan määrän tutkituissa vesissä. Halti on kuuluisa punaisesta väristään. Värin aiheuttaa runsaasti rautaa sisältävä duniitti (Kuvat 43 ja 44), joka raudan takia näyttää ruosteiselta. Voisi siis olettaa, että Haltilta tulevat vedet sisäl-

- 33 -


360 350 340

2016

120

2017

110

TDS (ppm)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 38. TDS (Total Dissolved Solids) eli lienneiden aineiden kokonaismäärä tutkituissa vesissä. Huomaa katkaistu akseli ja jätevedenpuhdistamon poistoputken huomattavan korkeat arvot.

Kuva 39. Mittaustemme perusteella tässä virtaava Govdajoen vesi on biogeokemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvin lähellä tislattua vettä: hyvin vähän liuenneita aineita, ei sameutta, ei väriä eikä yhtään bakteeria näytemillilitrassa!

- 34 -


200 180

2016

Sameus (FTU)

160

2017

140 120 100 80 60 40 20 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

300

Väri (mg/l Pl)

290 280 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Absorbanssi 650nm (%)

0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00

Vesi Kuva 40. Tutkittujen vesien sameus FTU-yksiköinä, väri platinayksiköinä ja 640 nanometrin absorbanssi tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa keskimmäisen kuvan katkaistu akseli.

- 35 -


580 560 540 520

Rauta (µg/ml)

60

2016 2017

50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Vesi Kuva 41. Raudan määrä tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa katkaistu akseli.

Kuva 42. Vuoden 2016 vaelluksella kompastelimme alas Saarijärvelle liukkaassa rakassa hyytävässä viimassa ja sateessa. Kun sade loppui, tuulikin tyyntyi, ja kivikkoinen Saarijärvi näytti kauneimman puolensa. - 36 -


Lähde: Maanmittauslaitos Kuva 43. Satelliittikuva Suomi-neidon manikyyristä. Osa Haltin massiivin pinnasta on rautapitoista duniittia, minkä seurauksena Halti erottuu maisemassa selvästi punertavana. Duniitti rapautuu pinnaltaan karheaksi, raspimaisesti kengänpohjia kuluttavaksi rohjoksi. Haltin eteläpuolella erottuu Haltijärvi, josta saa alkunsa Pitsusjärveen laskeva Govdajoki, johon Haltin sulamisvesien voisi olettaa tuovan runsaasti rautaa.

Kuva 44. Haltin rinteen duniitia kuvattuna juhannuksena 2013. Harmaassa maisemassa punaruskea duniitti on silmiinpistävän väristä. Kuvassa erottuu myös rapautumispintojen raspimainen karheus. - 37 -


Kuva 45. Yksi Urtasvaaralta tulevista monista pienistä puroista. Purojen partaiden kasvillisuudesta voisi päätellä purojen tuovan mukanaan paljon ravinteita. Näin ei kuitenkaan ole, vaan runsas kasvillisuus hyötynee vedestä itsestään, ja sen lämpöä tasaavasta vaikutuksesta.

Kuva 46. Vain kaksi päivää telttojamme tuhonneen lumimyrskyn jälkeen tuuli tyyntyi täysin ja lämpötila Urttasvankassa kohosi viiteentoista asteeseen. U-laakson pohjalla järvien ja lampien pinta oli rasvatyyni. - 38 -


Kuva 47. Nurmijärven Nukarinkoski (25). Kuva on otettu pitkällä valotusajalla veden heijastuksia poistavan pyöröpolarisaatiosuotimen läpi, mikä paljastaa Vantaanjoen värin. Joki virtaa pitkiä matkoja peltoaukeilla keräten veteensä savea, ja saa tämän lisäksi metsistä ja soilta tummanruskeaa humusvettä.

Kuva 48. Lähes väritön, syvemmissä kohdissa tunturi- ja jäätikköjoille tyypilliseen tapaan turkoosi Bierfejoki (12). Jyrkkien rantojen vuoksi näyte jouduttiin ottamaan lähempää järven rantaa. - 39 -


Nitraattityppi (µg/l)

4000 3000 2000 1000

2016 2017

200 150 100 50 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Ammoniumtyppi (µg/l)

175 150 125 100 75 50 25 0

Fosfaattifosfori (µg/l)

120 100 80 60 40 20 0

Vesi Kuva 49. Nitraattitypen, ammoniumtypen ja fosfaatifosforin määrät tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa yläosasta katkaistu akseli nitraattityppikuvassa. - 40 -


Magnesium (µg/l)

80000 60000 40000 20000 12500

2016 2017

10000 7500 5000 2500 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

12000

Kalium (µg/l)

10000 8000 6000 4000 2000

Alkaliteetti (mg/ CaCO3/l)

0

150 125 100 75 50 25 0

Vesi Kuva 50. Magnesiumin ja kaliumin määrät, sekä alkaliteetti tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa yläosasta katkaistu akseli magnesiumkuvassa. - 41 -


100 90

2016

Alumiini (µg/l)

80

2017

70 60 50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

70000

2-

Sulfaatti (µg SO 4/l)

68000 2500 2000 1500 1000 500 0 100 90

2-

Sulfidi (µg/ S /l)

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Vesi Kuva 51. Alumiinin, sulfaatin ja sulfidin määrät tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Alumiinista on mitattu Valkjärvi-projektissa ja Hetta-Pallas-reitillä 80-120 µg/l:n pitoisuuksia, joten käytämme havainnollisuuden vuoksi laajempaa skaalaa. Huomaa yläosasta katkaistu akseli sulfaattikuvassa. - 42 -


täisivät runsaasti rautaa. Toisin on. Govdaejoessa ja Haltipurossa on rautaa keskimääräistä vähemmän. Käsivarren vesistä eniten rautaa on Urttaslaakson puroissa ja Masetjoessa. Etelän purot ja järvet sisältävät rautaa enemmän. Suosta alkunsa saava Matkunoja on tässä omassa luokassaan. Keskeisimpien ravinteiden määrät on esitetty kuvissa 49 ja 50. Käsivarren vesissä on nitraattityppeä vähän lukuun ottamatta Riimmajärveä 2016 ja Masetjokea 2017. Vähiten sitä on Haltipurossa. Etelän luonnonvesissä nitraattityppeä on keskimärin enemmän. Ammoniumtyppeä ei tavattu käsivarresta juuri lainkaan, mutta etelän vesistä Puokanojassa sitä on paljon. Myös levien yleisintä minimiravinnetta, fosfaattifosforia ei Käsivarren vesissä Rassejokea lukuun ottamatta juuri ollut. Magnesiumia oli Urttasvaaran vesissä kohtalaisesti, mutta muualla Kasivarren vesissä vähän. Valkjärvi-projetin tulosten perusteella savisuudesta kertovaa kaliumia oli niin ikään pääosin etelän savisissa vesissä. Alkaliteetti vaihteli hyvin vähän. Silmiinpistävää on lähinnä kaikkein pohjoisimpien purojen ja humuksisen Matkunojan pienet arvot, ja jätevedenpuhdistamon suuri arvo. Kuvassa 51 on esitetty alumiinin, sulfaatin ja sulfidin määrät tutkituissa vesissä. Alumiinin määrissä ei näy selvää trendiä, mutta silmiinpistävää on kahden pohjoisimmat puron olemattoman pienet arvot, ja Vantaanjoen luonnonvedeksi kohtuullisen suuret arvot. Sulfaattia on luonnonvesissä hyvin vähän, mutta Klaukkalan jätevedenpuhdistamosta vapautuvassa vedessä valtavasti. Tämä selittyy jäteveden puhdistuksen prosessilla, jossa jätevedessä oleva fosfaatti ”vaihdetaan” luonnossa merkityksettömän sulfaattin, joka voidaan vapauttaa luonnonvesiin. Tunturivesissä huomiota

herättää jo aiemmin monessa yhteydessä esiin noussut Rassejoki, jossa sulfaattia oli vuonna 2017 luonnonvedeksi erikoisen paljon. Myös toinen ilmiö toistaa itseään: kahdessa pohjoismmassa purossa ei ole sulfaattia eikä sulfidikaan. Kuten TDS-arvot jo kertoivat, näissä puroissa ei ole H2O-molekyylien lisäksi juuri mitään muuta. Kuvassa 55 on esitetty bakteerien määrät tutkituissa vesissä. Tunturivesissä tavattiin vain pieniä määriä aerobisia heterotrofisia bakteereja. Luultavasti kaikki ovat veissä liikkuvia kasvin osien tai muun orgaanisen aineksen hajottajia ja ihmisen kehoon joutuessaan täysin merkityksettömiä. Eniten näitä oli tunturivesistä Pihtsusjärvessä, Rassejoessa ja vuonna 2016 Kilpisjärvessä, vähiten taas kerran kahdessa pohjoisimmassa purossa. Lähes kaikissa Etelä-Suomen vesissä määrät olivat moninkertaiset. Koliformisia bakteereja ei tavattu Käsivarren vesistä lainkaan, ja Enterobakteerejakin vain yksi Pihtsusjärvestä. Molempia oli eniten Klaukkalan jätevenpuhdistamon poisto-ojassa. Myös Puokanojan koliformien määrä vuonna 2017 oli huolestuttavan suuri. Halusimme myös selvittää, vähenevätkö purovedessä olevat veteen liuenneet suolta, fosfaattifosfori ja aerobisten heterotrofisten bakteerien määrä vesistöjä ylöspäin noustessa. Ylhäällä yläjuoksulla rapautuvaa ainesta ja bakteereille yläjuoksulta tulevaa hajotettavaa orgaanista ainesta on vähemmän, näin voisi olettaa. Tulos on esitetty visuaalisesti kuvassa 57. Vaikka Hetta-Pallas -aineistossa TDS näyttää vähenevän ylemmäs kiivettäessä, yhdistetyssä aineistossa korkeuden ja TDS:n välillä ei ole yhteyttä (y = 0,003x + 10,36, F1,37 = 0,42, p = 0,52, R2 = 0,01). Fosfaattifosforin määrä (y = 0,07x + 54,50, F1,37 = 27,99, p < 0,0001, R2 = 0,43),

Kuva 52. Joonas ja Arttu kalastamassa Pihtusjärvellä. Jarvi ei suonut antejaan. Vasta Guonjarjoella alkoi rautua nousta. - 43 -


Kuva 53. Mustavalkoinen värikuva. Tämä kuva esittää Haltin puroa, eli Haltin rinteiltä Haltijärveen laskevaa puroa juhannuksena 2013. Kuva on värikuva, eikä sen värejä ole vähennetty ohjelmallisesti.

Kuva 54. Väriä Pihtsusjärven illassa. Kuvassa näykyvä rakennus on Pihtsusjärven autiotuvan puuvaja. Puuvajan vieressä Arkadian alumnit ja Pihla nautiskelevat auringonlaskusta nuotion ääressä. Taustana on Pihtsusjärven pohjoispää ja Govddosgaisin koilliseen avautuva loivempi rinne. - 44 -


Heterotrofiset bakteerit (yksilöä/ml)

3000 2000

2016

1000

2017

200 150 100 50 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Enterobakteerit (yksilöä/ml)

35 30 25 20 15 10 5 0

Koliformit (yksilöä/ml)

35 30 25 20 15 10 5 0

Vesi Kuva 55. Heterotrofisten bakteerien, enterobakteerien ja koliformisten bakteerien määrät tutkituissa vesissä. Värit kuten aiemmissa kuvissa. Huomaa katkaistu akseli ylimmässä kuvassa - 45 -


Laatikko 2. Kiinalainen juttu - vettä Tiibetistä Sekä vaelluksella että Valkjärvi-projektissa mukana ollut Lauri toi Kiinasta vesipullon, jonka sisällön mainostettiin olevan Tiibetin ylängöltä. Vaikka pullo oli kauniin sinertävä ja vesi vaikutti silmämääräisesti kirkkaalta, pullo vaikutti Laurin mielestä epäilyttävältä. Päätimme siis analysoida sen sisällön tunturivesinäytteiden tapaan. Avasimme pullon vetokaapissa steriilejä kumihanskoja käyttäen ja pipetoimme vedestä automaattipipetin steriilillä kärjellä näytteet kolmelle 3M Petrifilm bakteerikasvatusalustalle: aerobisille heterotrofisille bakteereille tarkoitetulle, koliformeille tarkoitetulle ja Enterobakteereille tarkoitetulle. Teimme varmuuden vuoksi alustoista kolme rinnakkaista. Kahden vuorokauden +32 asteen lämmössä tapahtuneen inkuboinnin jälkeen laskimme mahdolliset bakteeripesäkkeet. Heti avaamisen jälkeen mittasimme myös veteen liuenneiden aineiden määrän Aquashock Water Purity Kit mittarilla ja magnesiumin, kaliumin, natriumin, kalsiumin ja kloorin määrän YSI 9300 fotometrillä. pH:n mittaamiseen käytimme YSI Professional Plus mittaria. Jäljelle jääneestä vedestä mittasimme biologisen hapenkulutuksen mittamalla veden happipitoisuus edellä mainitulla YSI-mittarilla ennen ja jälkeen seitsemän vuorokauden säilytyksen pimeässä huoneenlämpöisessä kaapissa. Bakteerikasvatusten tulokset olivat poikkeuksellisen selvät: yhdessäkään yhdeksäs-

Ominaisuus

Kuva 56. Pullollinen vettä Tiibetistä?

tä kasvatusalustasta ei löytynyt bakteereja. Biologista hapenkulutustakaan ei näin ollen ollut lainkaan. Muiden analyysien tulokset näkyvät alla olevassa taulukossa. TDS:n perusteella vedessä on suoloja hieman enemmän kuin tyypillisessä tunturivedessä mutta vähemmän kuin Arkadian yhteislyseon hanavedessä. Kaikkien mitattujen alkuaineiden määrät mahtuvat myös ilmoitettuun haarukkaan. Näyttää siis siltä että kiinalainen vesi on sitä mitä lupaa olevansa. Analyysit eivät tietenkään kerro mitään siitä, onko vesi peräisin Tiibetistä, vaiko Pekingin vedenpuhdistamosta, mutta lieneekö sillä väliä. Juoma ja ruoka ovat vain kemiaa.

Pullon kyljessä

Mitattu

Ei ilmoitettu

54

Magnesium

6.00 - 15.00 mg/l

8

Kalium

3.00 - 15.00 mg/l

7

Natrium

30.00 - 65.00 mg/l

45

Kalsium

10.00 - 120.00 mg/l

55

3.00 - 10.00 mg/l

5

7.00 - 8.30

7.68

TDS

Kloori pH

- 46 -


60

22,5

55

Fosfaattifosforieri (µg PO4-P/l)

25,0

20,0

TDS (ppm)

17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 2,5 0,0

300

400

500

600

700

800

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

900

Korkeus merenpinnasta (mmpy)

Heterotrofisia bakteereja / ml

Nitraattityppi (µg NO3-N/l)

200

150

100

50

300

400

500

600

700

800

400

500

600

700

800

900

Korkeus merenpinnasta (mmpy)

420 400

0

300

900

Korkeus merenpinnasta (mmpy)

800 780 400

300

200

100

0

300

400

500

600

700

800

900

Korkeus merenpinnasta (mmpy)

Kuva 57. Veteen liuenneiden aineiden kokonaismäärä (TDS, Total Dissolved Solids), fosfaattifosforin määrä, nitraattitypen määrä ja aerobisten heterotrofisten bakteerien tiheys suhteessa havaintopisteen korkeuteen merenpinnasta. Vihreät pisteet ovat Hetta-Pallas-reitin vesiä ja siniset pisteet Käsivarren vesiä. Regressionalyysien tulokset on esitetty tekstissä. Kuva 58. Pohjoisen tunturivesistä saatuja tuloksia vertailtiin Arkadian yhteislyseon Valkjärvi-projektin yhteydessä saatuihin nurmijärveläisten vesien tuloksiin. Tässä Sofia ja Julia ovat mittaamassa veden sähkönjohtavuutta hitaasti virtaavasta ja vesikasvien lähes täyttämästä Puokanojasta (23). Runsas kasvillisuus vedessä on tässä tapauksessa positiivinen asia, sillä kasvit imevät vedestä ravinteita, ja Puokanoja puhdistuu ennen kuin se laskee vetensä Valkjärveen. - 47 -


Kuva 59. Tutkimuksemme tavoitteena oli selvittää, onko vaelluksella suoraan purosta juomamme vesi juomakelpoista. Vastaus on selvä: on. Kun jano yllättää, purosta voi siemaista kuksallisen jos toisenkin. Jopa sellaisista puroista, joiden pohjalla on poron koparoiden jälkiä ja tunturisopulin papanoita. - 48 -


Kuva 60. Vuoden 2016 ryhmä Pihtsusjärvellä valmiina suuntaamaan kohti Haltia. Aivan kaikki eivät Haltille lähteneet, sillä sairaudet ja matkan rasitukset olivat verottaneet voimia.

Kuva 61. Vuoden 2017 ryhmä Kilpisjärven luontotalolla vaelluksen jälkeen. Meitä oli matkassa poikkeuksellisen paljon, sillä Suomen 100-vuotijuhlan ja Arkadian yhteislyseon 90-vuotisjuhlan johdosta vaellus oli juhlavaellus, ja mukaan lähti jo Hetta-Pallas-reitin vaeltaneita Arkadian alumneja. - 49 -


nitraattitypen määrä (y = - 0,17x + 147,80, F1,37 = 7,19, p = 0,011, R2 = 0,16) ja aerobisten heterotrofisten bakteerien määrä (y = - 0,38x + 301,51, F1,37 = 8,51, p = 0,006, R2 = 0,17) sen sijaan vähenevät merkitsevästi ylöspäin noustaessa. Johtopäätökset Joimme vettä tunturipuroista, joista ja järvistä. Oliko vesi juomakelpoista? Sekä oma terveydentilamme että tässä tutkimuksessa saadut biologiset ja kemialliset tulokset osoittavat että oli. Käsivarren vesien TDS-arvot olivat hyvin pieniä, mikä osoittaa, ettei niissä voinut olla juuri muuta kuin H2O-molekyyliä. Mikrobimääritykset osoittavat, ettei tauteja aiheuttavia bakteereja ollut tunturivesissä mitattavia määriä, ja tavallisia orgaanista ainesta hajottavia bakteerejakin oli hyvin vähän. Tunturivesissä oli myös olemattoman vähän levien ja kasvien kasvulle välttämättöämiä fosforija typpiyhdisteitä, joten niitä voi pitää äärimmäisen karuina.Yleisluontoisesti tuloksia arvioiden järvissä oli hieman enemmän arveluttavia tuloksia kuin virtaavissa vesissä, vaikka järvienkin vesi oli erinomaisen juomakelpoista. Tämä johtunee lähinnä siitä, että tutkitut järvet olivat paljon käytettyjen autiotupien läheisyydessä, ja siten alttiita välinpitämättömyydelle. Lossujärven opiskelijamme nimesivät näytteenottopaikan pohjassa pilkottaneen materian perustella ”pastajärveksi”, ja samaa ainetta näytti sisältävän myös Pihtsusjärven ja Saarijärven näytteenottopaikkojen pohjat. Trangiaperäistä orgaanista ainesta.

Käsivarren tunturivesissä oli yksi muista poikkeava havaintopiste. Kolmen tunturin rinteiltä vetensä keräävä, ja hieman soistuneessa kurussa kohti Pihtsusjärveä virtaavasta Rassejoesta mitattiin vuonna 2017 selvästi poikkeava TDS-arvo, hieman sameuteen viittaavaa absorbanssia, selvästi muita puroja enemmän nitraattityppeä ja fosfaattifosforia, melko paljon heterotrofisia bakteereja ja erityisesti luonnonvedeksi poikkeuksellisen paljon sulfaattia. Rassejoki virtaa muihin tunturipuroihin verrattuna selvästi paksumman turpeen keskellä, ja kasvillisuudesta päätellen pulaa ravinteista on keskimäärin muita puroja vähemmän. Rassejoen veden erikoinen kemiallinen profiili jää tässä tutkimuksessa arvoitukseksi. Se ammentaa ympäristöstään jotain jota muu eivät. Lähteet 1. Dodds, Walter & Whiles, Matt 2010: Freshwater Ecology; Concepts & Environmental Applications of Limnology. Academic Press. 2. Kuusisto, Esko 2014: Käsivarren tunturialueen vesistöt. Teoksessa: Järvinen, Antero, Heikkilä, Tuomas & Lahti, Seppo: Tieteen ja taiteen tunturit, Gaudeamus. Tampere. 3. Oravainen, Reijo. 1999. Opasvihkonen vesistötulosten tulkitsemiseksi havaintoesimerkein varustettuna [http://www.kvvy.fi/opasvihkonen.pdf]. 4. Vahtera, Heli, Pajunen, Virpi & Valkama, Pasi 2009: ”Valkjärven puroraportti”. Purot Valkjärven kuormittajina. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry.

- 50 Pihtsusjärvellä Kuva 62. Haltilta palanneet sankarit uimassa (Kuva: Lauri Parviainen)

Profile for Mika Sipura

Tunturivesitutkimus  

Arkadian yhteuslyseon ja Muonion lukion Tunturivesitutkimus

Tunturivesitutkimus  

Arkadian yhteuslyseon ja Muonion lukion Tunturivesitutkimus

Advertisement