”OECD:n ennusteiden mukaan vuonna 2050 noin puolella maapallon väestöstä on pulaa puhtaasta juomavedestä. Yhä useammin on todennäköisesti pulaa myös maatalouskäyttöön soveltuvasta vedestä.
Suomessa on totuttu ajattelemaan, että meillä ei tarvitse rajoittaa maatalouden vedenkäyttöä. Päinvastainen tilanne on useilla maapallon tehoviljellyillä alueilla, joilla puhtaan kasteluveden saatavuus ja sen käytön rajoitukset rajoittavat tehoviljelyn harjoittamista.
Joukkotiedotusvälineet ovat viime vuosien aikana esittäneet yhä suurempien levälauttojen kuvia meitä lähellä olevilta merialueilta. Järvi- ja murtovesialueiden levien massaesiintymistä aiheutuu monenlaista haittaa, joista ehkä vähiten on kuitenkin esille tullut saastuneiden vesien mahdolliset käyttöhaitat maatalouden kannalta katsoen.
Esteettistä ja toksista haittaa
Sinilevien eli cyanobakteerien muodostamia massaesiintymiä eli vedenkukintoja esiintyy rehevöityneissä vesistöissämme lähinnä loppukesällä, mutta myös alkukesän ja myöhäissyksyn aikaan.
Leväkukinnat alentavat veden virkistyskäyttöarvoa ja voivat aiheuttaa myös maku- ja hajuhaittoja juomaveteen ja iho-oireita herkkäihoisille. Yleisimmin ehkä törmätäänkin nykyisin kunnallisten terveysviranomaisten asettamiin uintikielto-opasteisiin yleisillä uimarannoilla, joiden valvonnasta he huolehtivat.
Syanobakteerien tuottamat toksiinit ovat kuitenkin ongelmista vakavin. Toksiinit voidaan luokitella kahteen ryhmään: maksatoksiset peptidit, jotka ovat hyvin pysyviä yhdisteitä ja hermotoksiset alkaloidit, jotka ovat suhteellisen helposti hajoavia. Maksatoksiinit eivät kuitenkaan ole ainoita toksiineja, joita esiintyy suomalaisissa sinileväkukinnoissa. On osoitettu, että lähes puolet Suomen makeissa vesissä esiintyvistä kukinnoista on toksisia, ja että näistä kukinnoista kaksi kolmasosaa on maksatoksisia ja loput hermotoksisia.
Syanobakteeritoksiinit voivat aiheuttaa eläinkuolemia mm. kalojen, lintujen, koirien ja nautakarjan myrkytystapauksia. Kuolemantapaukset ovat kuitenkin yleensä olleet seurausta suuren sinilevämäärän nauttimisesta. Subletaalien toksiiniannosten seurauksista ei sen sijaan ole tarkkaa tietoa. Hermotoksiinit eivät ilmeisesti aiheuta mitään pysyviä muutoksia eläviin organismeihin. Maksatoksiinit sen sijaan aiheuttavat muutoksia maksassa ja niiden on osoitettu olevan syövän syntyä edistäviä aineita.
Maksatoksiinit ovat rengasrakenteisia peptidejä, 7 aminohapon yhdisteitä, joissa tietyt aminohapot ja aminohappojen eräät kemialliset rakenneosat voivat vaihdella. Myös toksisuusaste vaihtelee eri toksiinien välillä, mutta myrkytysten aiheuttamat oireet ovat hyvin samankaltaisia. Nämä peptidit käyttäytyvät kemiallisesti hyvin samanlaisesti, joten yhden mallipeptidin käyttäytymistä voidaan pitää ainakin suuntaa-antavana.
Makeissa vesissä esiintyvien sinilevien tuottamia maksatoksiineja tunnetaan tällä hetkellä useita kymmeniä. Tutkimuksissa on myös selvinnyt, että sinileväkannat yleensä tuottavat samanaikaisesti useampia eri toksiineita.
Vain vähän tutkimustuloksia kasteluongelmista
Raakavesilähteissä esiintyvän sinilevänesiintymän aiheuttamia riskejä on tutkittu myös meillä Suomessa. Sen sijaan kastelun mukana kasveihin ja sitä kautta mahdollisesti ihmiseen siirtyviä toksiinijäämiä ei ole juurikaan ole selvitetty, sillä levätutkimukset ovat keskittyneet ennen kaikkea niiden ekologian selvittämiseen.
Hajua ja makua tuottavat yhdisteet voivat olla kuitenkin havaittavissa erittäin pieninä pitoisuuksina. Eräät sinilevälajit tuottavat voimakkaanhajuisia yhdisteitä, mm. ”maan ja mudan hajua”. Raakavesilähteessä esiintyvä sinileväkukinta voi siten aiheuttaa pahaa hajua ja makua myös juomaveteen. Sinilevää sisältävän kasteluveden viljelykasveille aiheuttamista haju- ja maku- tai toksiinihaitoista ollaan tähän mennessä tehty muutamia pienimuotoisia kokeita, mutta laajempiin kenttätutkimushankkeisiin ei meillä ole vielä päästy käsiksi.
Åbo Akademin tutkimusten mukaan levävesien käytöstä on ollut haittaa myös siementen itämiselle ja taimien alkukehitykselle.
Alustavia kokeita tehty
Hämeen tutkimusasemalla Pälkäneellä on tehty sinilevävesien käyttöön vihannesten ja nurmen kastelussa alustavia kokeita vuonna 1992 ja kesällä 1999, kun leväesiintymät taas runsastuivat.
Salaatin kasvatus- ja kastelukokeet tehtiin MTT:n Hämeen tutkimusasemalla ja MTT:n entisellä Maantutkimusosastolla Jokioisilla. Kokeet suoritettiin pehmeälehtisellä keräsalaatilla katetussa astiakoehallissa. Sinilevien kasvatus ja toksiinianalytiikasta huolehti Helsingin Yliopiston Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos Viikissä.
Sinilevämateriaalina kokeissa käytettiin laboratoriossa kasvatettuja sinileväkantoja, jotka oli eristetty Helsingin Yliopiston soveltavan kemian ja mikrobiologian laitoksella. Myös niiden kastelukokeisiin tarvittava massakasvatus tapahtui siellä. Haju- ja makutesteihin käytettiin ei-toksista Oscillatoria agardhii 218 sinileväkantaa, joka on eristetty Bodom-järvessä esiintyneestä kukinnasta Espoossa v.1987. Toksiinien jäämäkokeisiin käytettiin Oscillatoria agardhii 223 sinileväkantaa, joka on eristetty Kotojärvestä Iitistä v.1987. Maksatoksisen Oscillatoria 223 -kannan tuottamat peptiditoksiinit oli selvitetty aikaisemmin. Kannan tuottamaa päätoksiinia, jota oli yli 95% kaikista toksiineista, pidettiin indikaattorina toksiinijäämätutkimuksissa.
Sinileväkantoja kasvatettiin 14 vuorokautta ravinneliuoksessa laboratorio-olosuhteissa ennen kastelua. Kastelua varten leväpitoinen ravinnevesi laimennettiin 1:1 tavallisella vedellä. Kontrollinäytteinä toksiinijäämä- sekä maku- ja hajukokeissa käytettiin salaatteja, joita oli kasteltu sinilevien kasvatukseen käytetyllä ravinneliuoksella.
Maku- ja hajukoe myrkyttömällä leväkannalla
Haju- ja makutesteihin käytettiin siis sinileväkantaa, joka ei muodosta toksisia yhdisteitä, mutta aiheuttaa ympäristössään epämiellyttävää hajua, jota voisi luonnehtia ummehtuneeksi tai ”mullan tai mudan” hajuksi.
Makukokeen perusteella voidaan todeta, että sinilevävedellä kastelu aiheutti selviä makuhaittoja salaatteihin. Maistokynnys on ilmeisesti hyvin alhainen. On kuitenkin huomattava myös se seikka, että tässä kokeessa käytettiin tunnetusti voimakkaalta tuoksuvaa sinileväkantaa. Kaikki sinilevälajit ja -kannat eivät ole yhtä voimakaita hajuntuottajia. Toiseksi käsittelykertojen lukumäärä oli alimmalla tasolla kaksi kertaa, mikä käytännössä edustaa jo ”pahinta mahdollista tapausta”.
Makukoe osoitti myös, että ainakaan runsaampia sinileväesiintymiä ei tule käyttää sellaisen lehtivihanneksen kuin keräsalaatin kasteluun makuhaittojen välttämiseksi.
Sinileviä on vesistöissä luonnostaan aina pieniä määriä. Kukinnoiksi sinileväesiintymiä kutsutaan silloin, kun sinilevä on hyvin silminnähtävää, joko vedenpinnalle noussutta puuromaista massaa tai tasaisemmin veteen jakaantunutta hiutaletta.
Toksiinit vapautuvat levien kuollessa
Sinilevätoksiinit vapauttavat toksiinit ulos soluista kuollessaan. Vapautuneet toksiinimolekyylit eivät tiettävästi pysty tunkeutumaan salaatin lehtisoluihin asti, vaan adsorboituvat lehden huokosiin ja pinnalle niin, että ne eivät irtoa helposti vesipesun yhteydessäkään. Myös sinileväsolut voivat kiinnittyä kuivuessaan voimakkaasti salaatin lehtien pintaan, josta niitä on vaikea saada irtoamaan vesipesulla.
Keräsalaatti valittiin koekasviksi sen vuoksi, että sen kastelu tapahtuu yleensä lehdille ja koko kasvi, lehdet mukaan lukien käytetään ravinnoksi. Salaatin lehdet ovat ohuet ja pinta-ala, johon veden mukana tulevat sinilevärihmat voivat tarttua, on hyvin suuri. Lisäksi salaatin keränmuodostus lisää sinilevän pidättymistä lehdille ja estää sen huuhtoutumista. Salaattien sadonkorjuun jälkeen ne pestiin, kuten kuluttajakin normaalisti tekee.
Tässä tutkimuksessa ei perehdytty neurotoksiinijäämiin salaateissa, koska hepatotoksiinit ovat subletaaleina annoksina haitallisia terveydelle, kun taas hermotoksiinit nykytietämyksen mukaan eivät sitä ole. Vielä ei kuitenkaan ole pystytty antamaan minkäänlaisia toksiinimäärien raja-arvoja, vaikka varsinkin Aasiassa ja läntisellä pallonpuoliskolla on voimassa käyttökieltoja sinilevien saastuttaman veden käytölle kastelutarkoituksiin.
Toksiinikoe
Toksiinijäämäkokeessa oli salaatilla kaksi eri tasoa: viisi kertaa ja kaksi kertaa sinilevällä kastellut salaatit. Muina päivinä salaatteja kasteltiin tarpeen mukaisesti vesijohtovedellä. Vertailuryhmänä olivat vesijohtovedellä kastellut salaatit, joita oli kasteltu sinilevänkasvatus- alustaliuoksella niinä päivinä, joina muille koejäsenille annettiin sinilevää sisältävää vettä.
Kastelukokeissa käytety 223- syanobakteerikannan toksiinipitoisuudeksi määritettiin 1,85 mg/g kuivapainoa. Lisäksi HPLC-analyysissä havaittiin kaikkien salaattien, joita oli kasteltu sinilevää sisältävällä vedellä, sisältävän toksiinia UV-spektrin ja retentioajan perusteella.
Jos tulokset esitetään tuorepainokiloa kohden olettaen, että salaatin kuiva-ainepitoisuus on 5%, vaihteli salaatin toksiinipitoisuus 13-16ug. Toksiinijäämäkokeissa löytyi siis kaikista toksisella sinilevävedellä kastelluista salaattinäytteistä toksiinia. Vaihtelu näytteiden välillä oli kuitenkin melko suuri. Kastelukertojen määrien välillä ei ollut suurta eroa, mikä viittaa siihen, että sinilevä huuhtoutuu lehdiltä jossain määrin vesipesun yhteydessä tai sitten toksiinit hajoavat vähitellen.
Se onko jo hyvin laimeankin ”sinileväveden” käyttämisestä kasteluvetenä olemassa riski saada makuvirheitä tuotteeseen, on epäselvää. Myöskään mahdollisen varoajan käytön merkitystä viimeisestä kastelusta sadonkorjuuseen ei tällä tutkimuksella selvitetty.
Kaikki ”epämääräinen” ei ole sinilevää
Alkukesän ongelma varsinkin merten rannoilla on ruskolevien irtoaminen pohjakerroksista, joista kuolleet levät ajautuvat rannoille ja mätänevät haisevina lauttoina. Ruskolevät eivät ole myrkyllisiä, vaan niiden haitta on lähinnä esteettinen.
Rakkolevien lisääntyminen on taas pikemminkin merkki vesien tilan paranemisesta, sillä kyseiset levät eivät kasva rehevöityneissä vesistöissä. Alkukesän siitepölylautat voivat olla hyvinkin epäilyttävän näköisiä, mutta ne aiheuttavat ongelmia lähinnä allergikoille.
Huomionarvoinen asia on myös se, että valtamerien sinilevät sitovat enemmän ilmakehän hiilidioksidia kuin maapallon metsät ja ovat näin ollen maapallolle tärkeitä ”hiilinieluja”.”
