Ajankohtaista

Väitös: 12.8.2016 Jatkuvasta seurannasta lisätietoa järvitutkimukseen (Kuha)

Alkamisaika: perjantai 12. elokuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: perjantai 12. elokuuta 2016, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YAA 303

Jonna Kuha kuva: Hanna Arola
FM Jonna Kuhan akvaattisten tieteiden väitöskirjan "Automated water quality monitoring of humic lakes by using the optical properties of water" (Humusjärvien automaattinen seuranta veden optisten ominaisuuksien avulla) tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä toimii dosentti Anne-Mari Ventelä (Pyhäjärvi-instituutti/Turun yliopisto) ja kustoksena professori Juha Karjalainen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on suomenkielinen.

Vedenlaadun automaattinen mittaaminen tukee perinteistä vesinäytteenottoa tuottamalla jatkuvasti tietoa vesistöjemme tilasta. Mittausvälin tihenemisen myötä tuotetun tiedon määrä on kasvanut huomattavasti. Automaattinen mittaaminen asettaa tutkijoille kuitenkin uusia haasteita. Laboratoriomittauksia varten kehitetyt standardit ja kalibrointikäytännöt puuttuvat vielä lähes täysin automaattisesta vesistöseurannasta. Väitöskirjatyössä Kuha arvioi automaattisten mittalaitteiden käytettävyyttä humuspitoisten vesistöjen jatkuvatoimisessa seurannassa. Kuha käytti tutkimuksessaan suomalaisista järvistä avovesikauden aikana automaattisesti kerättyjä järviseuranta-aineistoja.

Humuksen määrän mittaaminen onnistuu jatkuvatoimisesti, leväseuranta haasteellista


Kuha selvitti humuksen laadun vaikutusta orgaanisen aineksen määrän mittaamiseen luonnonoloissa. Tulokset osoittivat, että orgaanisen aineksen määrää voitiin arvioida optisten mittausten avulla luotettavasti. Aineksen laatu vaihteli kuitenkin huomattavasti järvien välillä, mutta käytetyllä mittaustavalla ei tätä voitu havaita. Orgaanisen aineksen laadulla on usein määrää merkittävämpi rooli järviekosysteemeissä hiilen ja ravinteiden kierrossa.

Yksiaallonpituuksisella fluorometrillä pyrittiin mittaamaan myös levän määrää kuvaavan a-klorofyllin runsautta humuspitoisilla tutkimusjärvillä. Humus aiheutti virhettä jatkuvatoimisessa mittauksessa sammuttamalla vedessä sekä fluorometrin lähettämää että levien signaalivaloa. Kuha laati humuksen tausta-arvolle sekä levämäärälle yhteisen mallin, jota käyttämällä tulosten luotettavuutta voitiin parantaa. Näin levien määrää voidaan arvioida jatkuvatoimisesti myös humuspitoisissa vesistöissä.

Lyhyillä sekoittumisjaksoilla vaikutusta myös vahvasti kerrostuneissa järvissä

Kuha tutki myös lyhytaikaisten sääilmiöiden sekoitusvaikutuksia suomalaisissa järvissä. Työssä yhdistettiin järviseuranta-aineistoa ja meteorologista aineistoa. Suomalaiset järvet mielletään yleensä kesänaikaisen lämpötilakerrostuneisuutensa suhteen vakaiksi ympäristöiksi, joissa sekoittumisjaksoilla ei ole suurta vaikutusta kerrostuneisuuden vahvuuteen. Vaikka järvillä havaittiin vain muutamia voimakkaita sekoittumisjaksoja kesän aikana, myös tuulen ja ilman lämpötilan pienistä muutoksista johtuvilla sekoittumisjaksoilla oli vaikutusta järvien kerrostuneisuuteen. Kylmempään alusveteen siirtyi lämpöä ja happea ylemmistä vesikerroksista sekoittumisen seurauksena tutkimusjärvillä kesän aikana toistuvasti. Suurimmat leväpitoisuuden muutokset mitattiin järvillä voimakkaimpien sekoittumisjaksojen jälkeen. Jatkuvien mittausten avulla pystyttiin osoittamaan, että säällä on merkittävä vaikutus myös vahvasti kerrostuneiden järvien sisäiseen dynamiikkaan.

Jyväsjärvi toipunut hyvin

Kuha yhdisti automaattisen vesistöseurannan perinteiseen seurantaan hapetuskierrätyksen pitkäaikaisvaikutusten tutkimiseksi Jyväsjärvessä. Hapetuksen vaikutuksia tutkittiin vertailemalla järven lämpötila- ja happiolosuhteita sekä ravinteita ja levien määrää hapetuskierrätyksen aikana ja sen pysäyttämisen jälkeen. Hapetuskierrätys lyhensi kerrostuneen jakson pituutta alusveden lämmetessä huomattavasti hapetuskierrätyksen vaikutuksesta. Ravinteiden, kokonaisfosforin ja -typen, sekä klorofyllipitoisuuden pitkäaikaissarjoissa ainoastaan kokonaistypen pitoisuudessa havaittiin merkittävä nousu hapetuskierrätyksen pysäyttämisen jälkeen. Tutkimus osoitti, että Jyväsjärvi on toipunut järveen kohdistuneesta kuormituksesta hyvin ja sama kehityssuunta jatkuu hapetuskierrätyksen lopettamisesta huolimatta.

Lisätietoja:
Jonna Kuha, puh. 040 805 3887, jonna.kuha@jyu.fi
Viestintäharjoittelija Petra Toivanen, puh. 040 805 3638

Jonna Kuha kirjoitti ylioppilaaksi Pihtiputaan lukiosta vuonna 2004. Hän valmistui filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopistosta 2011 pääaineenaan akvaattiset tieteet ja aloitti 2012 tohtoriopinnot bio- ja ympäristötieteiden laitoksella.

Teos julkaistaan sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science, 319. ISSN 1456-9701; ISBN 978-951-39-6712-3 (nid.); ISBN 978-951-39-6713-0 (PDF). Saatavilla Jyväskylän yliopiston kirjaston julkaisuyksiköstä, puh. (014) 260 3487, myynti@library.jyu.fi. Luettavissa JYX-arkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-6713-0

 

 

Abstract

Automated water quality monitoring (AWQM) is becoming increasingly common in lakes worldwide. The history of AWQM is relatively short and standard calibration procedures for the measured variables are largely yet to be established. The use of optical AWQM sensors, developed in oceanic environments, raises new questions on the diverse effects which humic compounds may have on the automated optical measurements in inlands waters. The focus of this thesis was to characterize the effects of coloured dissolved organic matter (CDOM) on optical in situ measurements of organic matter (OM) and chlorophyll (Chl) in lakes with varying humic content, and to use AWQM data as a part of traditional monitoring and independently to study current topics in limnology; weather-related episodic events on lake mixing and the effect of hypolimnetic oxygenation (HLO) on the nutrient conditions in a humic lake. The data were collected from AWQM stations on lakes in Finland and Ireland and involved both AWQM and discrete data from open water season. The study on the quality of CDOM revealed that OM fluorometers represented the humic content in water column reliably. However, OM fluorometers did not detect changes in the quality of OM. In situ Chl fluorometer was affected by background OM. The effect was less important when OM remained at constant level. Effects of weather-related episodic events on lake mixing and on Chl-patterns studied with AWQM showed Finnish lakes to face multiple short-lived mixing events during stratified period. The Chl-a content in the lakes varied accordingly. A case study conducted on Jyväsjärvi showed that HLO had a significant effect on the temperature structure of the lake but had little long-term effect on its trophic status.

Keywords: Automated monitoring; chlorophyll a; coloured dissolved organic matter; dissolved oxygen; episodic events; fluorescence; temperature.

Lisätietoja

Jonna Kuha
jonna.kuha@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,