1

Kust pärineb rannikumere reostus?

Enn LoiguArvo Iital

TTÜ Keskkonnatehnika instituutenn.loigu@ttu.eearvo.iital@ttu.ee

Läänemeri toitainete rikas! HELCOM

H2S

2

Koormuse allikad

Antropogeenne koormus

TööstusTööstus OlmeOlmePõllu-

majandus

Põllu-

majandus

Punktreostusallikad HajukoormusHajukoormus

Metsa-

majandus

Metsa-

majandus

Looduskoormus

Antropogeenne

hajukoormus

Antropogeenne

hajukoormus

Jõesüsteem

Rannikumeri

Peetus-

isepuhastusprotsessid

Punktreostusallikad

� Piiritletud koldeid moodustav reostus, mida on võimalik kontrollida, koguda ja puhastada:

nagu� Olmereovesi� Tööstuste reoveed� Reovee puhastusjaamade

heitvesi� Sõnnikuhoidlad

3

Hajureostus

� Haarab laialdasi maa-alasid,� raske piiritleda reostuskollet,

kontrollida ja meetmeid rakendada

� ei ole seotud kindla kohaga

� õhusaaste� väetised ,

taimekaitsevahendid põllumajandusest

� mürkkemikaalid

Üldfosfori koormuse dünaamika ja vähendamise nõue

4

Reostuskoormuse vähendamise kohustused,tonnides

Eesti 222 896

Antropogeense hajukoormuse osakaal

� Lj = LP + LH + LF – R

� LH = L j – LP – LF + R

� Osakaal LH = ( LH : L j + R ) x 100%

RP = 28,13x q-1,708

� RN = 41,456xq-1,297x N-0,542

Kahanemine

rannikumerre

5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Fosf

ori k

oorm

us, t

onni

aas

tas

Peipsi järve vesikond sh Emajõgi sh Tartu linn Peipsi järve vesikonna suundumus Emajõe suundumus Tartu linna suundumus

Heitvee fosfori koormuse dünaamika

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Fosf

ori k

oorm

us, t

onni

aas

tas

Peipsi järve vesikond sh Emajõgi sh Tartu linn Peipsi järve vesikonna suundumus Emajõe suundumus Tartu linna suundumus

Heitvee fosfori koormuse dünaamika

P vähenemine ca 80

%

� Looduslikud alad: mets (märg, kuiv), looduslikud rohumaad, märgalad, sood, rabad

� Igasugune inimmõju minimaalne� Puuduvad punktreostusallikad� Põllumaa osakaal minimaalne� Maaparanduse mõju minimaalne

� Foon määrab loodusvete bioproduktiivsuse� Looduslik foon on eksisteerinud läbi sajandite ,

muutub ajas ja ruumis

� Probleem: riikliku seirega on kaetud jõed, millede valgla on suur, mõjustatud inimtegevusest

� Metsa ja soo kuivendus, metsa raie?

Looduslik taustakoormus?

6

Looduskoormus

Põllumajandus loob eeldused N ja P ärakandeks, sõltub veehulgast

R² = 0,1746

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 100 200 300 400

Nit

rog

en r

un

off

, Kg

Discharge, l/s

7

Mineraalväetiste kasutamine 1939-2009

Väetiste kasutus Eestis 1939-2009

0

50

100

150

200

250

300

1939

1950

1960

1970

1980

1985

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

To

imeain

e, tu

hat

ton

ni

P N K

Põltsamaa Rutikvere nitraatlämmastiku suundumused

Chart Title

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

NO3

Linear (NO3)

8

Inimtekkeline hajukoormus?

� Koormus põllumajandusmaastikelt- väetamine, mineraalväetised, sõnnik, kadu hoidlatest, kuivendus, orgaanilise aine lagunemine-kultuur rohumaa kündmine

� Probleemid: Kas sisaldab ka põllumajandusmaastike taustakoormust? Metoodika erineb eri riikides.

� Põllumajandusmaa?, haritav maa?

Üldlämmastiku ja fosfori ühikkoormused põllumajanduslikes valglates Põhjamaades ja Balti riikides

9

Kas teame, mida need numbrid kirjeldavad?Inimtekkeline hajukoormus? Looduslik taustakoormus?

Koormus põllumajandusmaastikelt?� Põllumajandusmaa?� Haritav maa?

Koormus loodusmaastikelt?� Majandusmetsade koormus? Mis on majandusmets?

Metsa kuivendus, väetamine ja raie?� Soo kuivendus? � Kas sisaldab ka põllumajandusmaastike

taustakoormust?

10

0,1-0,2 (savimaadelt kuni 0,3)3,0-5,6Lageraie ala

0,24,5Kuivendatud metsamaa

0,12,9 (2,0-3,7)Niiske (soine) mets

0,06 (0,027-0,09)1,5 (1,1 -2,0)Kuiva mineraalmaa domineerimisega mets

Üldfosfori ärakanne, kgP/ha/a

Üldlämmastiku ärakanne, keskmiselt kgN/ha/a (sulgude varieeruvus)

Metsatüüp

0,1-0,2 (savimaadelt kuni 0,3)3,0-5,6Lageraie ala

0,24,5Kuivendatud metsamaa

0,12,9 (2,0-3,7)Niiske (soine) mets

0,06 (0,027-0,09)1,5 (1,1 -2,0)Kuiva mineraalmaa domineerimisega mets

Üldfosfori ärakanne, kgP/ha/a

Üldlämmastiku ärakanne, keskmiselt kgN/ha/a (sulgude varieeruvus)

Metsatüüp

Koormus metsast

Koormus soodest

Sootüüp Nüld, kg/ha/a Püld, kg/ha/a

Madalsoo, siirdesoo (4112) 5,2 (4,8-5,6) 0,11 (0,08-0,14)

Raba (4121):

a) valdav sademeveest toitumine

b) segatoiteline

3,9-5,1

1,9

0,04-0,17

0,07

Turbatootmine (4122) 6,5-8 (5,0-12,0) 0,38 (0,03-0,48)

11

Sõnniku “põlluhoidlad”, kas leiab aset reostust, on see punkt või hajureostusallikas?

Nitraadi (mg/l) 90% väärtus nitraaditundliku ala seirelävendites 2001-2006.a.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Kun

da -

Lav

i

allik

ad

Vod

ja -

Vod

ja

Ped

ja -

Jõge

va

Pre

edi -

Var

angu

Põl

tsam

aa -

Rut

ikve

re

Vōis

iku

peak

raav

Oos

trik

u -

Oos

trik

u

Val

gejõ

gi -

Por

kuni

Jäni

jõgi

Ala

stve

re

nit

raat

, 90

% v

äärt

us,

mg

/l

2001

2002

2003

2004

2005

2006

12

Üldlämmastiku kontsentratsioonidpõllumajanduvalglate jõgedes (90% tagatusega)

0

2

4

6

8

1 0

A la s tv e r e J ä n ijõ g i

P õ lt s a m a a -R u t ik v e r e

V õ is ik u R ä g in a R ä p u T õ n g a P o r i jõ g i

J a a m

TN

9 0 % , m

gN

l- 1 H e a k v a l ite e t

Nitraadi sisaldus 2009.a.

05

101520253035404550

Kun

da a

llika

d

Val

gejõ

gi-P

orku

ni

Vod

ja

Ped

ja

Pre

edi

Oos

trik

u

Või

siku

Põl

tsam

aa

Jäni

jõgi

Ala

stve

re

Räp

u

Räg

ina

Leiv

ajõg

i

Õhn

e

Ahj

a

Pud

isoo

mg

NO

3/l

talv kevad suvi sügis

nitraaditundlik ala

põllumajandusreostuse lävendidfooniväärtused

EL nitraadi normatiiv

EL nitraadi sihtarv

13

Allikas: AS MAVES

NO3 sisaldus Pandivere põhjavees

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

NO

3 m

g/l

Kaevud Allikad

NO3 sisaldus Pandivere põhjavees

0

5

10

15

20

25

30

35

40

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

NO

3 m

g/l

Kaevud Allikad

Fosfori koormusallikate osakaal, Peipsi valgla

Punktallikatest

8%

Antropogeense

test

hajuallikatest

61%

Looduslikest

hajuallikatest

31%

14

Lämmastiku koormusallikate osakaal, Peipsi valgla

Punktallikatest

4%

Antropogeensetest

hajuallikatest

76%

Looduslikest

hajuallikatest

20%

Fosfori looduskoormuse osakaal (erinevad meetodid)

15

P hajukoormus siseveekogudele (2009)

51%

1%5%

9%

1%

29%

4% Mets (sisaldab ka foonikoormustpõllumajanduslikelt maakattetüüpidelt)Lageraie

Märgalad

Põllumajanduslikud maakattetüübid

Sademete koormus siseveekogudele

Asulate kanaliseerimata sademevesi

Kaod sõnnikuhoidlaist

Probleemiks kadu sõnnikuhoidlatest,

eri riikides P: 1-3% ja N: 10-30%

Koormuse vähendamine

� Koormuse vähendamiseks vaja teada, kust see pärineb. Hajukoormuse määratlemine keeruline, meetmete rakendamine komplitseeritud: seadlusandlikud, organisatoorsed, agro-tehnilised

16

Punktkoormuse vähendamise võimalused (Pachel et al., 2012)

Vähenda

mineTP, tonni TN, tonni

Läänemere

tegevuskavaTotal 220 900

Vähendamise

potentsiaal

Coastal 42 238

Inland 26 114

Total 68 352

AGA vaja veel 152 548

� Vähendamine vajalik antropogeense hajureostuskoormuse alandamise näol

� Peamiselt põllumajanduskoormus (mis sisaldab ka muude maakattetüüpide koormust s.h. looduskoormus)

� Looduskoormuse alandamine ei ole eesmärk omaette

� Ka punktkoormust vaja alandada (>80% III astme puhastus)

32%

1%

4%

0% 3%3%

57%

Mets (sisaldab ka foonikoormustpõllumajanduslikelt maakattetüüpidelt)Lageraie

Märgalad

Põllumajanduslikud maakattetüübid

Sademete koormus siseveekogudele

Asulate kanaliseerimata sademevesi

Kaod sõnnikuhoidlaist

51%

1%5%

9%

1%

29%

4% Mets (sisaldab ka foonikoormustpõllumajanduslikelt maakattetüüpidelt)Lageraie

Märgalad

Põllumajanduslikud maakattetüübid

Sademete koormus siseveekogudele

Asulate kanaliseerimata sademevesi

Kaod sõnnikuhoidlaist

17

Põllumajanduskoormuse seire

Seire keeruline,� Valgla, põllu dreeni,

katselapi seire� suur sesoonne

varieeruvus mida vaja kirjeldada

� suur varieeruvus eri aastatel

� suur ruumiline varieeruvus - füüsilis-geograafilised tingimused, muld, maakate ja maakasutus

Automaatseire,

Q, N,P jt.

18

Veekvaliteedi automaatseire (nitraadid, hägusus)

� Äravoolu tipud seiratud

� Täpsem sisend mudelitesse, ka kalibreerimiseks

� Võimaldab toitainete transporti ja leostumisprotsesse täpsemalt kirjeldada

� Meetmete mõju hindamine

Foto: Helena Rosenlew.

Parimad praktikad ja meetmed – lämmastik1. Minimeerides potentsiaalselt keskkonda kaotsi mineva N

koguse (toitainete tasakaalustatud kasutamine) � maksimaalne tase sõnniku ja mineraalväetiste kogusele ning

loomühikute arvule, � väetiste ja silomahla hoiustamise nõuded, � viljavahelduse rakendamine, � üleujutuste mõju vähendamine jne.

2. N transpordi tõkestamine/piiramine� tundlike alade määratlemine, � kaitsevööndite kehtestamine,� piiranguid väetamiseks karstilehtrite, joogiveehaarete lähistel, � piiranguid väetamise ajale, � sõnniku mulda viimise aja määratlemine, � mahetootmise rakendamine jne.

3. N transformatsiooni soodustamine veekogus minimeerides sinna juba jõudnud lämmastiku mõju.

� Vee viibeaja pikendamine (nt.märgalad).

19

Vajalik rakendada (seni kas ebapiisav või olematu)

� N kadude potentsiaali (koormuse) minimeerimiseks:toitainete bilansid.

� N transpordi tõkestamine/piiramine: talvine taimkate, PVT vedelsõnniku laotamisel

� N transformatsiooni soodustamine: seadedrenaaž, märgalad.

Toitainete bilanss, lämmastik

Põllumajandusmaa

SisendMineraalväetis, sõnnik, bioloogiline sidumine, sadenemine

Väljund

Saagiga eemaldatud:

teravili, liha, piim,

munad jm

Sisend – väljund = ülejääk

20

Parimad praktikad ja meetmed - fosfor

1. P kadude (koormuse) potentsiaali minimeerimine� Maksimaalne tase kasutatavale sõnnikule ja mineraalväetistele

ning loomühikute arvule, � väetiste hoiustamise nõuded, � viljavahelduse rakendamine, � üleujutuste mõju vähendamine jm.

2. P ärakande tõkestamine/piiramine pinnaveekogumitesse� Tundlike alade määratlemine (erosiooniohtlikud), � piirangud väetamiseks pinnaveekogude lähistel, � kaitsevööndite kehtestamine, � sõnniku mulda viimise aja määratlemine, � mahetootmise rakendamine jne.

3. P keemilise, bioloogilise ja mehhanilise transformatsiooni soodustamine veekogus

� Meetmete loetelu lühike: settebasseinid, veeseiresüsteem.

Mida vaja teha?

� Tagada piisav hajukoormuse seire süsteemi toimimine

� Väikevalgla (

21

Seire olukorra kokkuvõtteks

� Andmestik hajukoormuse päritolu kohta sageli ebapiisav.

� Andmestik loodusliku taustakoormuse kohta ebapiisav mõnes Läänemere regiooni osas

� Hajukoormuse allikate defineerimine erinev. Ei ole alati üheselt mõistetavad.

� Seire sagedus varieerub – keeruline kirjeldada tegelikku seisu

� Nõrkus: vee äravoolu mõõtmine

Tänan Teid !