Swedish Agency for Marine and Water Management

Naturvårdsverket har uppdragit åt SMED att beräkna den vattenburna belastningen av kväve och fosfor till Sveriges omgivande havsbassänger som underlag till HELCOM-rapporteringen PLC5 (the Fifth Pollution Load Compilation).

Beräkningarna skall även kunna utnyttjas av Vattenmyndigheterna, för miljömålsuppföljning m.m. En liknande beräkning utfördes av SMHI och SLU till PLC4 inom projektet TRK, Transport – Retention – Källfördelning (Brandt och Ejhed, 2002). Beräkningsmetodiken är densamma, men framtagningen av indata har utvecklats och förbättrats. För fosfor har jordbruksläckaget beräknats med en ny metod för PLC5. Beräkningarna avser år 2006, men har flödesnormaliserats för perioden 1985–2004 för att enskilda års vädersituationer, t.ex. våta år med mycket avrinning, inte skall slå igenom. Flödesnormaliseringen innebär att långtidsmedelvärden för avrinningen används.

Metodiken innebär att belastningen av kväve och fosfor på beräkningsområdet från olika källor såsom diffus belastning och punktkällor beräknas, s.k. bruttobelastning. Därefter modellberäknas (simuleras) retention (avskiljning), transformering och erosion längs vattendragen med hjälp av beräknad bruttobelastning och mätdata och slutligen beräknas vad som når havet, s.k. nettobelastning. Metodiken innebär att både brutto- och nettobelastningen kan källfördelas. I TRK-projektet redovisades brutto- och nettobelastning för kväve men enbart bruttobelastning för fosfor. I denna beräkning har retentionsberäkning utförts för fosfor så att nettobelastning även kan redovisas för fosfor.

Markläckaget beräknas genom att markareal (km2) för en viss markanvändning multipliceras med en typhalt/läckagekoefficient (mg/l) för samma markanvändning och med avrinningen i l/s km2. Det totala bruttomarkläckaget erhålls sedan genom summering av alla olika markanvändningars bidrag.

I detta projekt har beräkningarna baserats på delavrinningsområden på land och på öar belägna i havsområden (ca 13 500 st), som sedan summerats till PLC5-områden, vidare till huvudavrinningsområden och tillrinningsområden till HELCOM:s havsbassänger. EU:s vattenförekomster i Sverige fanns inte digitaliserade vid beräkningens start och därför valdes delavrinningsområden som finaste geografiska nivå i beräkningarna. Markanvändningen har sammanställts med hjälp av GIS från Lantmäteriets översiktskarta, från Jordbruksverkets blockkartor och EU-stöddatabasen IAKS samt från Skogsstyrelsens uppgifter om hyggesarealer. Avrinningen har beräknats för PLC5-områden med hjälp av HBV-modellen på daglig basis 1985–2004 och summerats till års- och månadsmedelvärden. Läckagekoefficienter för jordbrukets kväveläckage har beräknats med hjälp av simuleringsverktyget SOILNDB och jordbrukets fosforläckage med simuleringsverktyget ICECREAMDB. Övriga typhalter har baserats på sammanställningar av mätdata i små, mer eller mindre homogena avrinningsområden. Atmosfärsdepositionen på vatten (sjöar) av kväve har hämtats från MATCH-modellen och depositionen av fosfor från mätningar. Beräkningen av belastning från hårdgjorda ytor i tätorter (benämnt dagvatten i rapporten) har tagits fram med förbättrad metodik jämfört med i TRK-projektet.

Punktutsläppen från större reningsverk och industrier har hämtats från länsstyrelsernas databas EMIR. Belastningen från de mindre reningsverken har schablonberäknats baserat på personekvivalenter, reningsgrad och emissionsfaktorer. Beräkningen av enskilda avlopp har baserats på antal persondagar/år, kommunala uppgifter om reningsgrad och emissionsschabloner.

Den totala bruttobelastningen har beräknats genom summering av markläckage, atmosfärsdeposition på vatten och punktkällor per delavrinningsområde. Med hjälp av HBV-NP-modellen och recipientdata har de biogeokemiska förändringarna (retentionen) av kväve och fosfor simulerats under transport från delavrinningsområdet i fråga och fram till havet. Nettobelastningen har beräknats genom att subtrahera retentionen från bruttobelastningen. I belastningssiffrorna ingår bidrag för avrinningsområden som är belägna i Norge och Finland, men som avvattnas via Sverige (i huvudsak Klarälven och Torneälven).

Metodiken innebär att typhalter/läckagekoefficienter från ett antal markklasser får representera markläckaget. Relativt små avvikelser i dessa får stor betydelse för belastningen om de gäller för stora arealer och kan även påverka källfördelningen.

Resultatet av kväveberäkningarna för 2006 (flödesnormaliserat för åren 1985–2004) kan sammanfattas enligt följande:

• Nettobelastningen av kväve via vattendragen till omgivande hav beräknades till 109 100 ton/år. Direkta utsläpp från reningsverk och industrier till havet uppgick till 11 600 ton/år. Bidraget från de diffusa källorna uppgick till 97 900 ton/år, vilket motsvarar 81 % av nettobelastningen via vattendrag och direkta punktkällor. Av den diffusa belastningen som nådde havet stod läckaget från jordbruksmark för 35 % och skogsmark inklusive skogsbruk för 40 % i genomsnitt för hela landet, men det är stora regionala variationer. I tillrinningsområdet till Öresund uppgick t.ex. jordbruksmarksläckaget till hela 93 % av den diffusa belastningen och 73 % av den totala nettobelastningen.

• Nettobelastningen av kväve orsakad av mänsklig aktivitet (antropogen belastning), som nådde havet via vattendrag och som direktutsläpp, uppgick till 60 900 ton/år. Det motsvarar 50 % av den totala nettobelastningen. I genomsnitt för landet utgjorde det antropogena jordbruksläckaget 40 %, läckaget från hyggen 4 %, atmosfärsdeposition på vatten 18 % och bidraget från dagvatten mindre än 1 % av den antropogena nettobelastningen. Av punktkällor svarade enskilda avlopp för 2 %, reningsverk för 28 % och industrier för 8 % av den totala antropogena nettobelastningen. Av bidraget från reningsverk kom 47 % via vattendrag och 53 % direkt till havet. Den antropogena andelen av jordbruksmarksläckaget (brutto) utgjorde 72 % och den antropogena delen av läckaget från skogmark 7 %.

• Markretentionen, dvs. avskiljningen av kväve i marken och i grundvattnet under rotzonen, varierade för jordbruksläckaget i snitt mellan 19 och 23 % för de södra havsbassängernas tillrinningsområden (Egentliga Östersjön, Öresund och Kattegatt).

• Sjö- och vattendragsretentionen, dvs. avskiljningen av kväve i sjöar och vattendrag till havet, varierade mellan 0 och 93 % för enskilda avrinningsområden. Den är främst beroende av belastningen, väder/klimat, sjöandel och sjöarnas belägenhet.

Resultat av fosforberäkningar för 2006 (flödesnormaliserat 1985–2004):

• Nettobelastningen av fosfor via vattendragen till omgivande hav beräknades till 3 030 ton/år. Direkta utsläpp från reningsverk och industrier till havet uppgick till 520 ton/år. Bidraget från diffusa källor uppgick till 2 710 ton/år, vilket motsvarar 76 % av nettobelastningen via vattendrag och direkta punktkällor. Av den diffusa belastningen som nådda havet stod läckaget från jordbruksmark för 37 % och för skogmark inklusive skogsbruk för 35 % i genomsnitt för hela landet, men det finns stora regionala variationer. I tillrinningsområdet till Öresund uppgick t.ex. jordbruksläckaget till hela 83 % av den diffusa belastningen och 45 % av den totala nettobelastningen.

• Nettobelastningen av fosfor orsakad av mänsklig aktivitet (antropogen belastning), som nådde havet via vattendrag och som direktutsläpp, uppgick till 1 540 ton/år. Det motsvarar 44 % av den totala nettobelastningen. I genomsnitt för landet utgjorde det antropogena jordbruksläckaget 40 %, bidraget från hyggen 1 % och bidraget från dagvatten 5 % av den antropogena nettobelastningen. Av punktkällorna svarade enskilda avlopp för 11 %, reningsverk för 23 % och industrier för 21 % av den totala antropogena nettobelastningen. Av bidraget från reningsverk kom 31 % via vattendrag och 69 % direkt till havet. Den antropogena andelen av jordbruksmarksläckaget (brutto) utgjorde 59 % och den antropogena delen av läckaget från skogsmark 2 %.

• Fosforretentionen i sjöar och vattendrag, som varierade mellan 0 och 99 % för enskilda delområden, liknar mycket den för kväve, men är högre för områden uppströms de stora sjöarna. I simuleringsarbetet har vi noterat ett antal sjöar med liten eller ingen retention och för några sjöar även med en tillförsel av fosfor från bottnar.