Vesikirje lokakuu 2021
Kivien pinnoilla kasvavien levien seurantaan on kokeiltu fluorometrimenetelmää
Rantojen rehevyyttä arvioidaan muun muassa kivien pinnoilla kasvavia leviä seuraamalla. Tämä vaatii yleensä työlästä levälajien määrittämistä mikroskoopilla laboratoriossa. Suomen ympäristökeskukseen (SYKE) hankittiin vuonna 2013 mittalaitteita, joilla levien runsautta kuvaavan a-klorofyllin mittaus kivien pinnoilta voidaan tehdä näppärästi maastossa. Tulosten luotettavuus on kuitenkin aiheuttanut haasteita.
Markkinoille tuli 2010-luvulla maastokäyttöinen mittauslaite, BenthoTorch-fluorometri, jolla voidaan mitata erilaisten pintojen päällä kasvavan päällyslevästön a-klorofylliä. Laitteen antamien mittaustulosten uskottavuudessa on kuitenkin ollut haasteita, ja myös laitteen käytössä on ilmennyt rajoitteita.
Leväbiomassasta saatiin vaihtelevia tuloksia
Laitevalmistaja bbe Moldaenken BenthoTorch-fluorometri perustuu a-klorofyllin fluoresenssiin, jota mitataan tietyillä aallonpituuksilla. Mittausten perusteella matemaattinen malli laskee eri leväryhmien (vihreät levät, sinilevät, piilevät) määrän pinta-alayksikköä kohti. Laitevalmistajan tutkimusten mukaan laitteen a-klorofyllimäärät vastaavat laboratoriossa määritettyjä a-klorofyllipitoisuuksia. SYKEn laboratoriossa tehdyt määritykset eri leväryhmien mittaustuloksista erosivat kuitenkin laitevalmistajan tuloksista.

SYKE hankki kaksi Benthotorch-fluorometriä, jotta maastossa voitaisiin tehdä mittauksia samaan aikaan eri paikoista. Kahden laitteen hankinta osoittautui erittäin järkeväksi, sillä tällöin pystyttiin myös testaamaan laitteiden antamia tuloksia rinnakkain. Eri laitteiden antamissa tuloksissa oli eroja.
Myös yksittäisen laitteen tulokset mittalaitteen näytöllä ja tietokoneelle vietynä erosivat toisistaan. Erot olivat kuitenkin pääsääntöisesti pieniä. Laitevalmistajan mukaan tietokoneelle viedyt tulokset ovat näytöllä näkyviä luotettavampia.
Tutkimuksessa kannattaa käyttää koko ajan samaa laitetta
Laitteiden välistä eroa tutkittiin SYKEn merikeskuksen laboratorion puhdasviljellyillä levälajeilla. Viljelmät sisälsivät joko vihreää levää, sinilevää tai piilevää. Kokonaisbiomassan mittaustuloksissa ei ollut eroa laitteiden välillä. Piileviä tai sinileviä sisältävissä näytteissä eroa kuitenkin ilmeni. Tämä viittaa siihen, että ero aiheutui laitteiden erilaisista tehdaskalibroinneista.
Laitteiden käytön luotettavuuden parantamiseksi ne tulisikin kalibroida yhteneväisesti ennen käyttöä. Laitteen mukana tulevassa käsikirjassa on perusteelliset kalibrointiohjeet. Kalibrointi edellyttää kuitenkin laboratoriossa työskentelyä, sillä siinä tarvitaan laboratoriotarvikkeita. Varminta on käyttää tutkimuksessa aina samaa laitetta. Jos tutkimuksissa on käytetty eri laitteita, tutkimusten tuloksia kannattaa vertailla vain harkiten.
Karheapintaisia laattoja käyttämällä saatu hyviä tuloksia
Luonnonkivillä leväbiomassa saattaa kasvaa häiriintymättömissä olosuhteissa paksuksi matoksi. Tällöin BenthoTorch-fluorometri mittaa vain päällimmäisten levien a-klorofyllin. Lisäksi maksimitulos on 15 mikrogrammaa neliösenttimetrillä. Maastomittausten ja laboratoriomääritysten välisen eron onkin tutkimuksissa huomattu kasvavan, kun leväbiomassan määrä kasvaa.
Tutkimusasetelmissa ovat toimineet hyvin tutkittavaan vesistöön määräajaksi viedyt karheapintaiset laatat: fluorometrimittauksilla havaittiin rehevöitymiskokeessa leväbiomassan kasvaneen ravinnelisäyksen myötä. Laatat eivät kuitenkaan saa olla vesistössä liian pitkään, ettei levästö kasva liian paksuksi massaksi.

Laite on maastossa näppärä
Maastossa BenthoTorch-laite on kätevänkokoinen. Laitetta kannattaa talven aikana aika ajoin käynnistää, muutoin sen lataaminen voi maastokauden alkaessa kestää pitkään. Yllättäen myös akku voi olla loppuun käytetty, vaikka akun kestolle luvattua käyttötuntimäärää ei ole ylitetty. Akun vaihtoa varten laite on lähetettävä Saksaan laitevalmistajalle. Laitteet ovat kalliita, noin 10 000 euroa. Lisäksi kustannuksia tulee akun vaihdosta muutaman vuoden välein ja laitteen huollosta.
Kirjoittaja:
Ryhmäpäällikkö Satu Maaria Karjalainen, etunimi.toinennimi.sukunimi@syke.fi
Lisätietoa:
Harris T.D., Graham J.L. 2015. Preliminary evaluation of an in vivo fluorometer to quantify algal periphyton biomass and community composition, Lake and Reservoir Management, 31:127–133.
Kahlert M., McKie B.G. 2014 Comparing new and conventional methods to estimate benthic algal biomass and composition in freshwaters. Enviromental Science: Processes & Impacts, 16:2627–2634.
Mykrä H., Sarremejane R., Laamanen T., Karjalainen S.M., Markkola A., Lehtinen S., Lehosmaa K. & Muotka T. 2019. Local geology determines responses of stream producers and fungal decomposers to nutrient enrichment: a field experiment. Ambio 48:100–110.
Vilmi, A. 2018. BenthoTorch-laitteiden vertailutesti. Suomen ympäristökeskus. 1–13.