Vesitalouden säätely pelloilta pintavesiin joutuvan fosfori- ja kiintoaineskuorman vähentämiskeinona

Valumaveteen liuennut ja maa-aineksesta vesistöissä vapautuva fosfori ovat levien ja vesikasvien kasvuun käyttökelpoisia  fosforin  muotoja.  Liuenneen fosforin määritys on ollut jo vuosikymmenten ajan rutiinimääritys, kun taas maa-aineksesta vapautuvan fosforin määrittämiseksi ei ole ollut luotettavaa rutiinikäyttöön soveltuvaa menetelmää.

Tässä työssä käytettiin valumavesien sisältämästä maa-aineksesta vapautuvan fosforin määritykseen suhteellisen helppoa ioninvaihtohartsin käyttöön perustuvaa menetelmää ja kehitettiin sitä vesinäytteiden  tutkimiseen  soveltuvaksi. Tämän  menetelmän  ja  levätestien tuloksia vertailtiin käyttäen eri lähteistä kerättyjä näytteitä. Vertailussa tähän mennessä  saatujen  tulosten  mukaan  anioninvaihtohartsiuutto  on  lupaava  menetelmä leville käyttökelpoisen fosforin määrän arvioimiseksi vesinäytteistä.

Savimaalla salaojavalunnan kuljettama kiintoaines oli pääosin pintamaasta peräisin olevaa  hienorakeista  maa-ainesta.  Tämä  tulos  oli  hyvin  sopusoinnussa  sen  havainnon kanssa, että valuntavesien kuljettaman maa-aineksen fosforinluovutuskyky oli suunnilleen saman suuruinen sekä pinta- että salaojavalunnassa. Savimailla suuri osa veden virtauksesta salaojiin tapahtunee salaojakaivantoon muodostuneita halkeamia pitkin. Halkeamat muodostavat veden ja maahiukkasten virtaukselle nopean kulkutien, eikä vajovesi ehdi reagoida suuren fosforinpidätyskapasiteetin omaavien syvempien maakerrosten kanssa.

Rehevöittävä  fosfori  oli  vähän  maa-ainesta  sisältävissä  kirkkaissa  valumavesissä lähes yksinomaan veteen liuennutta fosforia. Valumaveden sameuden lisääntyessä maa-aineksesta vapautuvan fosforin osuus rehevöittävästä fosforista kuitenkin kasvoi. Yli 1 g/l maa-ainesta sisältävissä valumavesinäytteissä maa-aineksesta vapautuva fosfori oli yhtä merkittävä tai suurempi rehevöittävän fosforin lähde kuin vedessä liuenneessa muodossa oleva fosfori. Eroosiontorjunta on siten erittäin merkittävä vesiensuojelutoimi. Erityisesti runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävillä mailla tulee pintavalunta ja eroosio pyrkiä minimoimaan.

Suojavyöhykkeet vähensivät pellolta kulkeutuvan rehevöittävän fosforin pitoisuuksia pintavalunnassa. Ne vähensivät eroosiota ja maa-aineksesta vapautuvan fosforin pitoisuuksia  vaikka  liuenneen  fosforin  pitoisuus  olikin  jonkin  verran  suurempi  suojavyöhykkeiltä  valuvissa  vesissä  kuin  ilman  suojavyöhykettä  viljellyiltä  ruuduilta  tulevassa valunnassa. Eroosioherkillä alueilla suojavyöhykkeet pienentävät rehevöittävän fosforin kuormitusta selvästi.

Tässä  työssä  tutkittuihin  laskeutusaltaisiin  sedimentoituneen  kokonaisfosforin määräksi arvioitiin 2-3 % altaan läpi kulkevasta kokonaisfosforin määrästä. Altaiden sedimentteihin kertyneestä fosforista noin 5-8 % oli rehevöittävää. Altaaseen sedimentoitumattoman (altaan vedessä olevan) rehevöittävän fosforin osuus veden kokonaisfosforista oli tätä huomattavasti suurempi, noin 30 %. Kasvattamalla altaan koon osuutta valuma-alueen pinta-alasta ja johtamalla altaasta vesi kosteikkoon voidaan samennusta aiheuttavan maa-aineksen ja fosforin poistoa vedestä tehostaa. Sedimentin huuhtoutuminen laskeutusaltaista saattaa kuitenkin olla runsasta varsinkin kevätvalunnan aikana, minkä vuoksi erityisesti  pienten  laskeutusaltaiden  fosforinpoistoteho  saattaa  jäädä vaatimattomaksi.