Genetic diversity and microcystin production by Anabaena in the Gulf of Finland, Baltic Sea

Syanobakteerit (sinilevät) ovat olleet Itämeressä koko nykymuotoisen Itämeren ajan, sillä paleolimnologiset todisteet niiden olemassaolosta Itämeren alueella ovat noin 7000 vuoden takaa. Syanobakteerien massaesiintymät eli kukinnat ovat kuitenkin sekä levinneet laajemmille alueille että tulleet voimakkaimmiksi viimeisten vuosikymmenien aikana. Tähän on osasyynä ihmisten aiheuttama kuormitus, joka rehevöittää Itämerta. Suomenlahti, jota tämä tutkimus käsittelee, on kärsinyt tästä rehevöitymiskehityksestä muita Itämeren altaita enemmän. Syanobakteerit muodostavat jokakesäisiä kukintoja Suomenlahdella - niin sen avomerialueilla kuin rannoillakin. Yleisimmät kukintoja muodostavat syanobakteerisuvut ovat Nodularia, Anabaena ja Aphanizomenon. Kukinnat aiheuttavat paitsi esteettistä haittaa myös terveydellisen riskitekijän. Niiden myrkyllisyys liitetään usein Nodularia-suvun tuottamaan nodulariini-maksamyrkkyyn. Itämeren Aphanizomenon-suvun on todettu olevan myrkytön. Vaikka Itämeren kukintoja aiheuttavista Nodularia- ja Aphanizomenon-syanobakteereista tiedetään varsin paljon, on molekyylimenetelmiin pohjautuva syanobakteeritutkimus ohittanut Itämeren Anabaena-suvun monelta osin. Tämän työn tarkoituksena oli syventää käsitystämme Itämeren Anabaena-syanobakteerista, sen mahdollisesta myrkyllisyydestä, geneettisestä monimuotoisuudesta ja fylogeneettisista sukulaisuussuhteista. Tässä työssä eristettiin 49 planktista Anabaena-kantaa, joista viisi tuottivat mikrokystiinejä. Tämä oli ensimmäinen yksiselitteinen todiste, että Itämeren Anabaena tuottaa maksamyrkyllisiä mikrokystiini-yhdisteitä. Jokainen eristetty myrkyllinen Anabaena-kanta tuotti useita mikrokystiini-variantteja. Lisäksi mikrokystiinejä löydettiin kukintanäytteistä, joissa oli myrkkyä syntetisoivia geenejä sisältäneitä Anabaena-syanobakteereita. Myrkkyjä löydettiin molempina tutkimusvuosina 2003 ja 2004. Myrkkyjen esiintyminen ei siten ollut vain yksittäinen ilmiö. Tässä työssä saimme viitteitä siitä, että maksamyrkyllinen Anabaena-syanobakteeri esiintyisi vähäsuolaisissa vesissä. Tämä riippuvuussuhde jää kuitenkin tulevien tutkimuksien selvitettäväksi. Tässä työssä havaittiin mikrokystiinisyntetaasi-geenien inaktivoituminen Itämeren Anabaena-kannassa ja kukintanäytteissä. Kuvasimme Anabaena-kannan mikrokystiinisyntetaasigeenien sisältä insertioita, jotka hyvin todennäköisesti inaktivoivat myrkyntuoton. Insertion sisältäneeltä kannalta löysimme kuitenkin kaikki mikrokystiinisyntetaasigeenit osoittaen, että geenien olemassaolo ei välttämättä varmista kannan mikrokystiinintuottoa. Mielenkiintoista oli se, että inaktivaation aiheuttavia insertioita löytyi kukintanäytteistä molemmilta tutkimusvuosilta. Vastaavia insertioita ei kuitenkaan löydetty makean veden Anabaena-kannoista tai järvinäytteistä. On yleistä, että syanobakteerikukinnoista löytyy usean syanobakteerisuvun edustajia. Myrkyllisiä sukuja tai lajeja ei voida kuitenkaan erottaa mikroskooppisesti myrkyttömistä. Käsillä olevassa tutkimuksessa kehitettiin molekyylimenetelmä, jolla on mahdollista määrittää kukinnan mahdollisesti maksamyrkylliset syanobakteerisuvut. Tätä menetelmää sovellettiin Itämeren kukintojen tutkimiseen. Itämeren pintavesistä ja ranta-alueiden pohjasta eristetyt Anabaena-kannat osoittautuivat geneettisesti monimuotoisiksi. Tämä Anabaena-syanobakteerien geneettinen monimuotoisuus vahvistettiin monistamalla geenejä suoraan kukintanäytteistä ilman kantojen eristystä. Makeiden vesien ja Itämeren Anabaena-kannat ovat geneettisesti hyvin samankaltaisia. Geneettisissä vertailuissa kävi kuitenkin ilmi, että pohjassa elävien Anabaena-kantojen geneettinen monimuotoisuus oli suurempaa kuin pintavesistä eristettyjen kantojen. Itämeren Anabaena-kantojen sekvenssit muodostivat omia ryhmiä sukupuun sisällä, jolloin on mahdollista, että nämä edustavat Itämeren omia Anabaena-ekotyyppejä. Tämä tutkimus oli ensimmäinen, jossa uusin molekyylimenetelmin systemaattisesti selvitettiin Itämeren Anabaena-syanobakteerin geneettistä populaatiorakennetta, fylogeniaa ja myrkyntuottoa. Tulevaisuudessa monitorointitutkimuksissa on otettava huomioon myös Itämeren Anabaena-syanobakteerin mahdollinen maksamyrkyntuotto – erityisesti vähäsuolaisemmilla rannikkovesillä.

Water quality assessment in water protection planning

Yhteenveto: Veden laadun arviointi vesiensuojelun suunnittelussa

Eutrophication of the Finnish coastal waters : origin, fate and effects of riverine nutrient fluxes

Suomen rannikkovesien rehevöityminen: jokivesien tuomien ravinteiden alkuperä, käyttäytyminen ja vaikutukset.

Suomen rannikon läheisten merialueiden tila vuosina 1966-1970

Engl. summary: The quality of Finnish coastal waters during 1966-1970

Jokien ainevirtaamista Suomen rannikolla

Engl. summary: Amounts of substances discharged by rivers off the coast of Finland

Seasonal fluctuations in blue-green algae, especially in heterocystous species in polluted coastal waters off Helsinki city, in the northern part of the Gulf of Finland

Tiivistelmä

Helsingin ja Espoon rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016 - 2021

Suomen vesistöjen varsilla ja merenrannikolla on 21 tunnistettua merkittävää tulvariskialuetta. Kullekin merkittävälle alueelle on laadittu tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä Helsingin ja Espoon rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma sisältää tavoitteet ja toimenpiteet pääkaupunkiseudun ranta-alueiden sekä lähisaariston tulvariskien minimoimiseksi. Suunnitelman laatimista varten nimetyssä ryhmässä ovat olleet edustettuna Uudenmaan liitto, Helsingin ja Espoon kaupungit, Helsingin ja Länsi-Uudenmaan pelastuslaitokset sekä Uudenmaan ELY-keskus. Lisäksi työssä on ollut mukana asiantuntijaroolissa Helsingin Seudun Ympäristöpalvelut –kuntayhtymä HSY. Keskeisiä sidosryhmiä on kuultu tarpeen mukaan. Helsingin ja Espoon ranta-alueet ovat monimuotoisia vaihdellen jyrkistä kalliorannoista aina ruovikkoisiin ja mataliin merenlahtiin. Osa alavista mereen laskevista puroista ulottuu pitkälle sisämaahan laajentaen meritulvan vaikutusaluetta jopa useita kilometrejä rannikosta. Pääkaupunkiseudulle tyypillisesti ranta-alueita peittää yhä tihenevä asutus. Rannikon läheisyydessä sijaitsee asutuksen lisäksi mm. useita teollisuuden ja yhdyskuntatekniikan kohteita, alavia teitä sekä satamia. Helsingin erityispiirteenä ovat lisäksi maanalaiset tilat ja tunnelit. Tulvariskien hallinnan tavoitteena on mm. asuinrakennusten, vaikeasti evakuoitavien kohteiden, yhdyskuntatekniikan rakenteiden, merkittävien liikenneyhteyksien, satamien, ympäristölle vahingollisten kohteiden, kulttuuriperintökohteiden sekä muun rakennuskannan turvaaminen merenpinnan noustessa. Lisäksi tavoitteena ovat mm. omaisuusvahinkojen minimoiminen sekä ilmastonmuutoksen huomioon ottaminen tulvaturvallisessa rakentamisessa. Tavoitteisiin pyritään varautumisen lisäksi sekä tulvan aikana että tulvan jälkeen tehtävillä toimenpiteillä. Toimenpiteet eivät ole ristiriidassa vesienhoidon tavoitteiden kanssa. Helsingin ja Espoon rannikkoalueella eräs keskeisimmistä tulvariskiä vähentävistä toimenpiteistä on tulva-alueiden ja ilmastonmuutoksen huomioiminen maankäytön suunnittelussa. Tulvavaara-alueille rakentamista tulee lähtökohtaisesti välttää, ja toimintojen sijoittamisessa tulee ottaa huomioon suositukset alimmista rakentamiskorkeuksista. Olemassa olevien riskikohteiden osalta tulee varmistua ajantasaisista ja toimivista varautumissuunnitelmista. Asukkaiden omatoimisen varautumisen edellytyksiä tulee parantaa mm. tulvatietoisuutta lisäämällä. Suunnitelmassa on tunnistettu myös useita alueellisia ja paikallisia suojaustarpeita.

Loviisan rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016 - 2021

Suomen vesistöjen varsilla ja merenrannikolla on 21 tunnistettua merkittävää tulvariskialuetta. Kullekin merkittävälle alueelle on laadittu tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä Loviisan rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma sisältää tavoitteet ja toimenpiteet Loviisan keskustan, Loviisanlahden ranta-alueiden sekä lähisaarten tulvariskien minimoimiseksi. Suunnitelman laatimista varten nimetyssä ryhmässä ovat olleet edustettuna Uudenmaan liitto, Loviisan kaupunki, Itä-Uudenmaan pelastuslaitos sekä Uudenmaan ELY-keskus. Lisäksi työssä ovat olleet mukana asiantuntijaroolissa Fortum Power and Heat Oy:n Loviisan voimalaitos ja Säteilyturvakeskus STUK. Keskeisiä sidosryhmiä on kuultu tarpeen mukaan. Loviisa on Uudenmaan alueen itäisin kunta ja eräs alueen keskeisimmistä asutuskeskuksista. Keskusta-alue sijoittuu Loviisanlahden pohjukkaan ja sen länsireunalle. Lisäksi tiivistä rakentamista on Valkon ja Vårdön alueella keskustan eteläpuolella. Loviisanlahden itäpuolisko on pääasiassa kallioista ja metsäistä, ja alueen rakennuskanta muodostuu pääasiassa harvassa sijaitsevista vapaa-ajan asunnoista. Hästholmenin saarella sijaitsee Loviisan ydinvoimalaitos. Tulvariskien hallinnan tavoitteena on mm. asuinrakennusten, vaikeasti evakuoitavien kohteiden, ydinvoimalaitoksen, yhdyskuntatekniikan rakenteiden, merkittävien liikenneyhteyksien, sataman, ympäristölle vahingollisten kohteiden, kulttuuriperintökohteiden sekä muun rakennuskannan turvaaminen merenpinnan noustessa. Lisäksi tavoitteena ovat mm. omaisuusvahinkojen minimoiminen sekä ilmastonmuutoksen huomioon ottaminen tulvaturvallisessa rakentamisessa. Tavoitteisiin pyritään varautumisen lisäksi sekä tulvan aikana että tulvan jälkeen tehtävillä toimenpiteillä. Toimenpiteet eivät ole ristiriidassa vesienhoidon tavoitteiden kanssa. Loviisan rannikkoalueella eräs keskeisimmistä tulvariskiä vähentävistä toimenpiteistä on asukkaiden tietoisuuden lisääminen mm. talouksiin jaettavan tulvaohjeen avulla. Loviisan keskustan tulvapenkereen tausta-alueen tulvariskien pienentämiseksi pengertä on tarpeen korottaa nykyisestä. Tulva-alueet ja ilmastonmuutos tulee ottaa huomioon maankäytön suunnittelussa. Tulvavaara-alueille rakentamista tulee lähtökohtaisesti välttää, ja toimintojen sijoittamisessa tulee huomioida suositukset alimmista rakentamiskorkeuksista. Olemassa olevien riskikohteiden osalta tulee varmistua ajantasaisista ja toimivista varautumissuunnitelmista. Svartholman ja Loviisan maalinnoituksen tulvaherkkyydet tulee selvittää. Loviisan ydinvoimalaitoksella varaudutaan jo nykyisellään tässä suunnitelmassa esitettyjä tulvia huomattavasti harvinaisempiin tulvatilanteisiin. Mahdolliset harvinaisista tulvista voimalaitokselle aiheutuvat häiriötilanteet voivat johtaa lähinnä sähköntuotannon leikkaantumiseen.