Miten Itämeren tila on muuttunut 1960-luvulta lähtien?

Sunnuntai 21.7.2019 klo 17.56 - Mikko Nikinmaa

Kun olen Itämeren muutoksia seurannut melkein 60 vuotta, ajattelin tähän blogiin mitä kotimerellemme on tänä aikana tapahtunut. Olen koko sen ajan kun mitään muistan, elänyt Suomenlahden ja Saaristomeren rannalla. Lapsena veden tilan seuranta perustui kalastukseen, mutta myöhemmin olen tutkinut ympäristömyrkkyjen, hapen puutteen ja lämpötilamuutoksien vaikutuksia vesieläimiin. Kun lisäksi olen toimittanut johtavaa kansainvälistä vesistötoksikologian julkaisusarjaa Aquatic Toxicology ja kirjoittanut alan perusoppikirjan Introduction to Aquatic Toxicology, on tietämykseni Itämeren eläinten tilaan vaikuttaneista muutoksista viime vuosikymmeninä sangen perusteellinen.

Kun lapsena olin isän mukana kalamatkoilla, oli Suomenlahden itäosassakin turskia. Erityisen paljon 1960-luvun puolivälissä tuntui kuitenkin olleen härkäsimppuja. Parhaimmillaan niitä oli kymmenessä verkossa, joissa saattoi olla parikymmentä siikaa, kymmenisen kuhaa, parikymmentä ahventa, särkiä, joitakin säyneitä ja kampeloita sekä joskus meritaimen, toistasataa. Kun härkäsimppu on kylmän veden kala, joka kuteekin keskellä talvea, sen huima väheneminen saattaa olla ensimmäinen merkki ilmastonmuutoksesta. Riittävän kylmää vettä ei enää kesäaikaan ole missään Suomenlahden syvyydessä. Muutenkin 1960-luvun kalalajisto Suomenlahden itäosassa oli vähäravinteisen ympäristön lajistoa. Ne särjetkin, joita verkoissa oli, olivat vallan muuta kuin rehevien pikkujärvien punasilmät: jopa puolikiloisia vonkaleita. Toinen osoitus vähäravinteisesta vedestä oli se, että kiviluodoille saattoi veneestä hypätä liukastumista pelkäämättä. Luotojen limoittuminen viherlevien vuoksi rupesi tapahtumaan vasta 1970-luvun alussa. Silloin Leningradin alueen jätevedet rupesivat aiheuttamaan näkyvää rehevöitymistä.

Tutkijoiden ensimmäiset varoitukset Itämeren rehevöitymisestä ja siihen liittyvistä ihmisten, erityisesti lomalaisten, elämää haittaavista ilmiöistä, tehtiin 1960-lvun lopussa. Tuolloin tutkijat sanoivat, että mikäli vedenpuhdistukseen ei välittömästi sijoiteta huomattavia rahasummia, muutaman vuosikymmenen kuluttua nähdään suunnattomia ongelmia. Talouspiirit sanoivat silloin, että sellainen ei kannata ja että koko uhkasta puhuminen on vain luonnonsuojelijoiden vouhotusta. Nihkeä suhtautuminen ulottui myös tiedotusvälineisiin, esimerkiksi Helsingin yliopiston biologian opiskelijat järjestivät talvella 1976 Itämeri-illan, jonka tarkoituksena oli tuoda yleisön tietoon Itämeren ympäristöongelmat. Olimme kutsuneet tärkeimmät lehdet, radion ja television paikalle – kukaan ei tullut. Syynä oli, ettei Itämeressä ollut näkyvissä sellaisia ongelmia, jotka olisivat suurta yleisöä kiinnostaneet. Koko ajan, kun asian ei ajateltu olevan riittävän tärkeä aiheuttamaan kustannuksia, ”jotka vaarantaisivat kilpailukykymme”, Suomen ja Ruotsin metsäteollisuudet päästivät vesistöön jätettä, jonka rehevöittävä vaikutus vastasi suunnilleen sadan miljoonan ihmisen asumisjätevesiä. Nämä päästöt ovat suuri syy nykyiseen sisäiseen kuormitukseen. Teollisuuden huonosti puhdistetut tai puhdistamattomat päästöt sisälsivät myös merkittävän määrän ympäristömyrkkyjä,

Sen, mitä edellä kuvaan suhtautumisesta ja teoista Itämeren ympäristöongelmien suhteen, voisi hyvin siirtää ilmastomuutoksen käsittelyyn. Ilmastomuutoksen osalta ensimmäiset tutkijoiden varoitukset tehtiin 1970-luvulla ja varoitukset ovat voimistuneet koko ajan. Aluksi tiedotusvälineet eivät olleet lainkaan kiinnostuneet aiheesta ja vieläkin ilmastoskeptikkojen kirjoitukset saavat usein paljon enemmän huomiota kuin niiden totuusarvo edellyttäisi. Pitkään talouselämä vähätteli ongelmaa ja vieläkin on tahoja sekä talouselämässä, poliittisissa piireissä ja tavallisten kansalaisten joukossa, jotka pitävät koko asiaa ”luonnonsuojelijoiden ilmastovouhotuksena”. Eiköhän Itämeriesimerkki kuitenkin osoita, että tutkijoiden varoituksiin kannattaisi kiinnittää huomiota ja toimia niiden mukaan.

Koko 1970-luvun huonosti puhdistetut asutus- ja erityisesti teollisuusjätevedet huononsivat Itämeren veden laatua. Ympäristömyrkkypitoisuudet vedessä nousivat niin, että ravintoketjun yläpään kaloja syövät eläimet, esimerkiksi merikotka ja hylkeet, saivat merkittävän määrän rasvaliukoisia ympäristömyrkkyjä. Tämän tuloksena koko Suomen merikotkakannan poikasmäärä väheni muutamaan vuodessa 1970-luvulla ja hyljekannat pienenivät kahdestakymmenestä tuhannesta muutamaan sataan. Hyljekantojen pienenemisen syyksi osoittautui se, että pahimmillaan jopa 90 % hyljenaaraista oli lisääntymiskyvyttömiä. Todennäköisesti niiden lisääntymiselimistön (kohtu ja istukka) rakenteen muutokset ympäristömyrkkyjen vaikutuksesta estivät sikiökehityksen. Merikotkien ja hylkeiden lisäksi ympäristömyrkkyjä on esitetty ainakin lohen lisääntymishäiriöiden ja rakkolevien vähenemisen syyksi. Korkeimmat pysyvien ympäristömyrkkyjen pitoisuudet havaittiin 1980-luvulla. Vaikka tuolloin oltiin jo havahduttu esimerkiksi orgaanisten klooriyhdisteiden vaaroihin ja niiden käyttö oli kielletty, myrkkyjen hajoaminen on niin hidasta, että ne ovat vieläkin ongelma. Kun veden pysyvien ympäristömyrkkyjen pitoisuudet olivat korkeimmillaan, vesi pysyi suhteellisen kirkkaana. Mielestäni tämä johtuu ennen kaikkea siitä, että myrkyt haittasivat käytännöllisesti katsoen kaiken elollisen kasvua/lisääntymistä. Lisäksi kun eliöt käyttivät ravinteita tuona aikana vain vähän, ne kertyivät meren pohjaan suuremmassa määrin kuin olisivat, jos myrkkypitoisuudet olisivat olleet alhaisemmat sallien kiivaamman ravinteita käyttävän kasvun. Kirkas vesi ei toisin sanoen ollenkaan tarkoita puhdasta vettä. Se tarkoittaa vain sitä, etteivät levät, kasvit ja mikro-organismit kasva vedessä hyvin. Tähän voi syynä olla ravinteiden vähäisyys kuten useimmissa suomalaisissa luonnontilaisissa järvissä, korkeat ympäristömyrkkypitoisuudet kuten Itämeressä1980-1990-luvuilla tai rehevien järvien happamoituminen kuten Pohjoismaissa 1980-luvulla. Analogiana voi käyttää juomavettä, jossa ei saa kasvaa mitään. Tämän takia se desinfektoidaan – kaikki elollinen tapetaan, aikaisemmin klooriyhdisteillä, nykyisin usein otsonoinnilla tai UV-säteilyä käyttäen. Mikrobien kasvaminen putkistoissa estetään putkistojen ajoittaisella myrkyttämisellä useimmiten kloramiinia käyttäen. Jos käyttämäämme juomaveteen laitetaan kala, se kuolee pian kidusvaurioista, yleensä solujen paksuuntumisesta, johtuviin hengitysvaikeuksiin. Meidän suolistomme solujen paksuuntuminen ei aiheuta vastaavanlaisia ongelmia elämällemme, minkä takia kirkas kloorilla käsitelty vesikään ei aiheuta akuutteja haittoja, joita taas vesijohtovedessä kasvavat mikro-organismit voisivat aiheuttaa.

Pysyvien ympäristömyrkkyjen pitoisuudet Itämeressä ovat laskeneet pahimmista ajoista viidennekseen tai jopa kymmenesosaan. Samaan aikaan kun myrkkypitoisuudet alkoivat laskea, rakkolevät rupesivat lisääntymään, vaikka rehevöityminen periaatteessa heikentää niiden kasvua. Myös hylkeiden lisääntyminen rupesi onnistumaan ja hyljekannat ovatkin palanneet 1940-luvun tasolle. Vaikka hyljekantojen kasvun kauheudesta onkin puhuttu paljon, suurin huoli viime vuosina on ollut sinileväkukinnoista. Kaikki nämä muutokset johtuvat veden myrkyllisyyden vähenemisestä. On toki totta, että sinilevien kasvu kiihtyy ravinne- erityisesti fosfaattipitoisuuksien noustessa, mutta sinileväkukintoja ei juurikaan ollut 1980-luvun lopulla, vaikka veden fosfaattipitoisuus tällä hetkellä on suunnilleen sama kuin tuolloin. Mikä noista ajoista on muuttunut, on ympäristömyrkkypitoisuus. Fosfaattipitoisuudet Itämeren vedessä ovat säilyneet korkeina, vaikka maalta tulevan fosfaatin määrä on vähentynyt ainakin viidennekseen. Syynä tähän on se, että meren pohjaan on kertynyt vuosien huonon vedenpuhdistuksen vuoksi fosfaatteja, jotka nyt aiheuttavat ”sisäistä kuormitusta”. Toisin sanoen maksamme nyt vanhoista synneistä. Kun tutkijat sanoivat 1960-70-lukujen vaihteessa, että tehokkaat vedenpuhdistuslaitokset pitäisi heti rakentaa puunjalostusteollisuuteen, mutta silloin siihen ei ollut rahaa eikä kilpailukyvystä voitu luopua, silloin olisi nykyisellä rahanarvolla tarvittu suunnilleen sama summa rahaa koko rehevöitymis- ja sinileväongelman estämiseksi kuin nyt tarvitaan vuosittain ongelman pitämiseksi ennallaan. Ehkä tämä opetus kannattaisi pitää mielessä ilmastomuutoksen vastaisten toimien suunnittelussa – mitä myöhemmin toimiin ryhdytään, sitä kalliimpia tekoja tarvitaan. Sinileväongelmienkin kannalta ilmastomuutos on haitallinen, koska lämpötilan nousu lisää sinilevien kasvua.    

Itämeren muutoksien historia voi olla opetuksena tämänhetkisten ja tulevien ympäristömuutoksien ratkaisemiseksi – jos niin halutaan.

Fosfaatin poisto alumiinisuoloilla - mihin ei juurikaan kiinnitetä huomiota

Sunnuntai 11.6.2017 klo 12.58

Järvien kunnostus ja juomaveden puhdistus alumiinisuoloilla (sekä alumiiniklorideja että alumiinisulfaattia käytetään) perustuu seuraavaan. Alumiinikloridi ja alumiinisulfaatti ovat vesiliukoisia mutta alumiinifosfaatti ei ole, joten vesien tärkeä ravinne, fosfaatti, reagoi alumiinin kanssa ja vajoaa pohjaan sakaksi. Niin kauan kuin veden pH on korkea, alumiinifosfaatti säilyy liukenemattomana pohjassa eikä fosfaatti ole edes pohjan vesikasvien ravinne. Näin ollen vedestä saadaan saostamalla ravinteet huimasti vähennetyksi, mikä on veden käsittelyn päämäärä. Kun sinilevät pystyvät käyttämään hyväkseen ilmakehän typpeä, fosforin vähenemisen vedessä pitäisi näkyä erityisesti sinilevien kasvun vähentymisenä. Useiden alumiiniyhdisteiden alhainen vesiliukoisuus pitää tämän, yhden maankuoren yleisimmistä metalleista, pitoisuuden vedessä alhaisena.

Vaikka alumiinin ja sen useiden suolojen liukoisuus veteen onkin vähäistä, liukoisuus kasvaa vesien happamoituessa. Kun happosateet aiheuttivat vesien happamoitumista, yksi suurimmista ongelmista oli veteen liuenneen alumiinin myrkyllisyys. Kun suomalaiset vedet ovat luontaisesti yleensä happamia ja niiden pH joillakin alueilla pysyy korkeana ravinteiden aiheuttaman leväkasvun ansiosta, onnistunut ravinteiden poisto vedestä laskee pH:ta, minkä tuloksena alumiinin (ja ravinteiden) liukoisuus kasvaa. Vaikka tällöin ravinteiden määrän kasvun tuloksena levien kasvu lisääntyy, tämä ei minusta ole ongelma vaan se, että alumiini-ioni, joka on myrkyllinen, myös liukenee veteen. Lisäksi jo alumiinin suoloja levitettäessä veden alumiinipitoisuus nousee ja jää kohonneelle tasolle, mikäli kaikki alumiini ei saosta fosfaattia.

Alumiini-ioni on yksiselitteisesti myrkky. Sitä ei näytetä tarvitsevan mihinkään elintoimintoon. Ihmisellä krooninen alumiinialtistus on yhdistetty Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin sekä ALS:iin. Eri koe-eläimiä käyttäen sen on havaittu vaikuttavan myös kehitykseen, erityisesti hermoston kehitykseen. Kiduksin hengittäviin eläimiin vaikutukset ovat kolmenlaisia. Ensinnäkin aikuisissa eläimissä alumiini-ioni vaikuttaa kidusten suolaläpäisevyyteen, minkä seurauksena eläinten suolapitoisuus laskee aiheuttaen aluksi muun muassa normaalista poikkeavaa hermotoimintaa. Toiseksi, kidusten lähellä veden pH on paljon korkeampi kuin veden pH eläimen ulkopuolella. Tämän tuloksena alumiinin hydroksidit saostuvat kidusten pinnalle, minkä seurauksena hapen kulkeutuminen eläimiin ei enää säily riittävänä elintoiminnoille ja eläin kuolee. Tämä oli ehkä suurin syy happosateiden aikaisiin kalakuolemiin. Kolmanneksi, alumiini-ionit vaikuttavat erityisesti hermoston ja sydämen kehitykseen. Vaikka vielä ei tunnetakaan eri eläinten herkkyyksien eroja, kaikille tutkituille eläimille näyttää olevan yhteistä se, että vaikutukset ovat suurimmillaan kehityksen alkuvaiheessa.

Niinpä, kun vesien kemikaalikunnostuksen yhteydessä tuodaan vain kunnostuksen kiistämättä näkyviä positiivisia puolia esiin, epäilenpä, etteivät edellisen kappaleen esittämät ongelmat ole tiedossa.