Sonarkartering och sedimentprovtagning i Grycken

Transkript

1 . Sedimentkonsult HB Sonarkartering och sedimentprovtagning i Grycken Mottagare: Åsa Hanaeus GVT AB Garvaregatan 3 C Falun Sollenkroka den 14 maj 2013 JP Sedimentkonsult Rapport 2013:4 Adress Telefon Postgiro Bankgiro Org.nr JP Sedimentkonsult HB Västernäsvägen Djurhamn per@jpsedimentkonsult.se

2 2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING 4 1 UPPDRAG OCH SYFTE 5 Beställare 5 Syfte 5 Arbetsmoment Uppstartmöte och utarbetande av karteringsplan 5 2 OMRÅDESBESKRIVNING Djupförhållanden 6 3 MATERIAL OCH METODER Fartyg Positionering Djupmätning Utrustning Sedimentprovtagare Geminihämtare Ponarhämtare Dokumentation av sedimentkärnor Side scan sonar Kartering av undersökningsområdet Sedimentprovtagning Datering Radiocesium Varvräkning Analyser Vattenhalt Glödgningsförlust Densitet Miljöföroreningar Bottentyper 14 4 RESULTAT OCH DISKUSSION Bottenförhållanden Kartering med side scan sonar Iakttagelser från side scan sonarunderlaget Bottendynamik Datering Karaktärisering av undersökningsområdets sediment Sedimentackumulation i Grycken Föroreningar i sediment Dioxiner/Furaner Halter i ytsediment Historiska halter Kvicksilver Halter i ytsediment Historiska halter Övriga spårämnesmetaller Historik Klassning av metallhalter Årlig deposition av föroreningar i Gryckens sediment 33 5 SAMMANFATTANDE SLUTSATSER 34 REFERENSER 34 BILAGA 1 Protokoll och fotografier från sedimentprovtagning BILAGA 2 Analysprotokoll och analysmetoder

3 3 SAMMANFATTNING Fältarbetena utfördes den 25-26/ från undersökningsbåten R/V Perca. Arbetet inleddes med en side scan sonarkartering inom navigeringsbara områden av Grycken längs transekter med ett transektavstånd av m. Utifrån karteringen med side scan sonar och befintlig djupkarta genomfördes sedimentprovtagning på 5 provtagningsstationer med Geminihämtare (kärnor) och 5 stationer med Ponarhämtare (ytsediment). Utifrån djupkartainformation har en bottendynamisk karta framställts med ledning av det insamlade side scan sonarunderlaget och genomförda verifierande sedimentprovtagningar. Gränsen mellan erosions- och transportbottnar å den ena sidan och ackumulationsbottnar å den andra går vid 3 ± 1 m. Detta innebär att ca 61 % av Gryckens bottnar utgörs av goda ackumulationsbottnar för finsediment. En sedimentkärna har daterats med 137 Cs-teknik. Ett vitt sedimentskikt med hög torrsubstanshalt (ts) har noterats på mellan 6 och 31 cm djup i Gryckens sediment. Den höga ts-halten i detta skikt förrycker såväl dateringsresultaten som haltfördelningen av föroreningar i sedimentkärnan. För att kringgå denna felkälla har torrsubstanshalten i Grycken 2 normerats till 13,6 % (en nivå som uppmätts längst ned i kärnan) och föroreningshalterna har i ovanförliggande skikt relaterats till ts = 13,6 %. Det visade sig att 137 Cs-piken från Tjernobylolyckan 1986 ligger mitt i det vita skiktet, vilket sålunda även i andra sedimentkärnor har kunnat användas som lednivå för Ytsedimentprover från G2, G6, G7 och G8 har analyserats med avseende på dioxiner/furaner och kvicksilver. I sedimentkärnan G2 har metaller analyserats i 15 prover ned till 30 cm under sedimentytan. Dioxiner/furaner har analyserats i G2 på fem nivåer ned till 28 cm under sedimentytan.. Tack vare den tydliga lednivån (vita skiktet) som kan noteras i alla ackumulationsbottnar i Grycken och som i genomsnitt ligger på 13 centimeters djup sedimenten har den totala sedimentackumulationen efter vissa antaganden kunnat beräknas med acceptabel noggrannhet till totalt 1440 ton/år. TEQ-halten av PCDD/Fs varierade mellan 80 och 340 pg/g ts med ett medelvärde på 250 pg/g ts. Den högsta TEQ-halten uppmättes vid station G2 som är centralt belägen i sjön. Detta är att betrakta som en förhållandevis hög halt i jämförelse med ett antal nyligen undersökta kustbaserade skogsindustrirecipienter. De PCCD/F- kongener som mest bidrar till det samlade TEQ-värdet i Gryckens sediment är generellt högklorerade (hexa- eller heptaklorerade) dioxiner. Oktaklorerad dioxin (OCDD) utgjorde ett stort bidrag till totalhalten i samtliga punkter, vilket är typiskt för sediment. Bidraget från 2,3,7,8-TeCDD relativt litet. I tidigare undersökta blekerirecipienter har bidraget från denna kongen varit stort, men alla dessa studier har genomförts utanför sulfatmassablekerier medan Grycksbo bruk tillverkade blekt sulfitmassa fram till I den daterade sedimentkärnan från station G2 uppmättes den högsta summahalten av PCDD/Fs i sedimentskiktet som avsattes i slutet av 1980-talet och uppgick då till ca 1700 pg TEQ/g ts. Därefter har halten minskat storleksordningen en faktor fyra och uppgick i ytsedimentet till nivån 350 pg TEQ/g ts. Liknade förlopp har konstaterats även i andra skogsindustrirecipienter

4 4 Kvicksilverhalterna i Gryckens ytsediment (fyra prov) uppgick till i medeltal 1,2 mg/kg ts, vilket innebär att kvicksilverhalterna idag befinner sig på samma nivå som i slutet av talet och 3-6 ggr högre än bakgrundsvärdet i mellansvenska skogssjöar. Kvicksilverhalten i en daterad sedimentkärna från station G2 var i mitten av 1950-talet ca 0,25 mg/kg ts och ökade påtagligt under talen till en toppnivå på drygt 4 mg/kg ts i slutet av 1980-talet och har därefter successivt klingat av till dagens nivå på cirka 1 mg/kg ts. Mycket tydliga tidstrender noterades i sedimentkärnan Grycken 2 med tydliga pikar för zink, koppar, arsenik, kvicksilver, zink, bly, barium och i viss mån kadmium under 1970-och talen, för att därefter klinga av till halter som är 4-6 gånger lägre än pik-värdena. En klassning av dessa halter i relation till Naturvårdsverkets bedömningsgrunder visar dock att koppar, zink och bly fortfarande ligger i klass 5 - mycket stor avvikelse. Kvicksilver är något bättre, men hamnar i klass 4 - stor avvikelse. Den totala sedimentackumulationen av spcdd/fs i Gryckens sediment har beräknats till 0,36 g TEQ/år och av kvicksilver till 1,73 kg/år. Dessa data har en godtagbar noggrannhet medan depositionen av övriga analyserade ämnen endast bygger på ett ytsedimentprov. De redovisade värdena av kadmium, koppar, bly och zink skall därför behandlas med stor reservation, men kan måhända ses som en indikation på storleksordningen av sedimentackumulationen av dessa ämnen. Föreliggande undersökning har givit en positiv bild av miljöutvecklingen i Grycken då vi kunnat konstatera att flertalet av de undersökta ämnena uppvisar en tidsmässig trend med avtagande halter i sedimenten.

5 5 1 UPPDRAG OCH SYFTE JP Sedimentkonsult HB har av GVT AB, Åsa Hanaeus, fått i uppdrag att genomföra side scan sonarkartering av Grycken och utifrån karteringsunderlaget genomföra sedimentprovtagning i sjön. JP tackar för förtroendet och har glädjen att härmed redovisa slutrapporten för projektet. Beställare Åsa Hanaeus GVT AB Garvaregatan 3 C Falun Syfte Syftet med undersökningen är att: * Genomföra kartering med side scan sonar av Grycken * Genom sedimentprovtagning klarlägga mäktigheten av recenta sediment i området * Utifrån karteringsresultaten genomföra sedimentprovtagning på 10 stationer för att utröna föroreningssituationen i ytsediment och på olika nivåer ned i lagerföljden * Sammanställa data i en rapport där fördelningen av recenta sediment redovisas i relation till underliggande lager och där föroreningssituationen redovisas i tid och rum. I denna undersökning har vi använt ett klassificeringssystem av bottentyper enligt Håkanson and Jansson (1983). Bottnarna karaktäriseras enligt följande: - Ackumulationsbottnar (A-bottnar) är bottnar där finmaterial (medium silt, kornstorlek < 6 µm) deponeras kontinuerligt. - Transportbottnar (T-bottnar) är bottnar med diskontinuerlig deposition av finmaterial, dvs. där perioder med ackumulation omväxlar med resuspensions- och transportperioder. - Erosionsbottnar (E-bottnar) är bottnar där deposition av finmaterial ej sker. Arbetsmoment Arbetet har omfattat följande moment: - Djupkartering med ekolod - Kartering med side scan sonar - Genomgång och utvärdering av side scan sonar underlag för val av sedimentprovtagningsstationer - Fältprovtagning av sediment - Dokumentation av sedimentprover/kärnor och uttag av prover - Analys av sedimentprov - Bearbetning och utvärdering - Möten - Slutrapportering 1.1 Uppstartmöte och utarbetande av karterings- och sedimentprovtagningsplan Projektet inleddes med ett uppstartmöte med beställaren i Falun den 24 september Syftet med mötet var att gå igenom förutsättningarna för uppdraget och upprätta en detaljerad karteringsplan. Efter avslutad sonarkartering deltog Åsa Hanaeus vid sedimentprovtagningen

6 6 den 26 september och utifrån sonarunderlaget upprättades i samråd ett sedimentprovtagningsprogram. 2 OMRÅDESBESKRIVNING 2.1 Djupförhållanden Figur 1 Djupförhållanden i Grycken (Länsstyrelsen i Kopparbergs län, Falun). Djupen på kartans djupkurvor illustreras av vita ringar med djupsiffra i meter. 3 MATERIAL OCH METODER 3.1 Fartyg Fältarbetena utfördes den 25-26/ från undersökningsbåten R/V Perca (Fig. 2).

7 7 Figur 2 Undersökningsbåten R/V Perca Positionering Positionsbestämning av såväl transekter som provpunkter skedde med hjälp av en GPSmottagare av märket No: BU-353 som medger en positionsnoggrannhet av några få meter. Eftersom sonarfisken släpas efter båten måste positionen för denna bestämmas i förhållande till båten där GPS-en registrerar positionen. I denna studie gick sonarfisken endast på 1,5 meters djup. Sonarkabeln lades fast på ett knap styrbord akter. GPS-mottagaren sattes fast strax akter om knapet. Med den fart som användes, ca 4 knop, innebär detta att sonarfiskens position var 1-1,5 m akter om GPS-mottagaren Djupmätning Ett navigationsekolod av modell Garmin 400C användes kontinuerligt under provtagningen för att registrera bottendjupet och ge en uppfattning om bottendynamiken. 3.2 Utrustning Sedimentprovtagare Geminihämtare Geminihämtaren (Fig. 3), som användes i denna studie, utvecklades under början av talet av den finske sedimentologen Lauri Niemistö (Winterhalter 1998). Hämtaren består av ett metallskelett i vilken man fäster två plaströr som medger fri vattenpassage på nedvägen. Två utfällda armar fungerar som låsmekanismer och slår igen då provtagaren tas upp. Detta förhindrar att sedimenten rinner ur provtagaren. Den är lätt att använda, framförallt på mjukbottnar, men kan även nyttjas på något hårdare sediment då det går att hänga på extra vikter. Provtagningsrören är genomskinliga, vilket medger en första kontroll av sedimentkärnornas utseende på plats i fält. Rören är 80 cm långa och har en innerdiameter på 80 mm, vilket medger att relativt stora mängder prov kan tas ut för analys. Den stora fördelen med Geminihämtaren är att den tar två sedimentkärnor samtidigt. Därmed erhålles en dubbelt så stor mängd material från varje nivå, något som är viktigt när materialkrävande analyser skall utföras för att erhålla tidstrender.

8 8 Kärnorna förvarades svalt ombord och transporterades efter provtagningen till kylrum och förvarades i + 4º C i avvaktan på dokumentation, provuttag, analys av vattenhalt, glödgningsförlust och föroreningsparametrar. Figur 3 Gemini-hämtaren laddad och redo för hugg Ponarhämtare För ytsedimentprovtagning på E- och T-bottnar samt på grunt vatten användes den välbeprövade och för ytsedimentprovtagning ofta utnyttjade Ponarhämtaren (Fig. 4). Den har en enkel och funktionellt tillförlitlig konstruktion. Löstagbara vikter gör att den kan användas på såväl mjuka som hårda bottnar. Denna provtagare användes främst på de något hårdare bottnarna i anslutning till stränderna. Hämtaren medger fri vattenpassage under nedfirning. När den nått botten och draget i vajern upphör frisläpps låsmekanismen varvid hämtaren stänger när uppfirning påbörjas. Stor vikt lades vid att kontrollera att hämtaren inte var toppfylld, vilket kan medföra att delar av ytsedimentet gått förlorat. I förekommande fall gjordes provtagningen om. Från Ponarhämtaren uttogs prov som representerar de översta 0-2 cm av sedimentet och från 8-10 cm.

9 9 Figur 4 Ponarhämtaren laddad och redo för hugg Dokumentation av sedimentkärnor För att undvika att löst sediment rann ut i samband med utskjutningen placerades sedimentkärnorna avsedda för dokumentation i frysbox i ca 2 timmar så att de yttersta 3-4 mm frös till. Efter en snabb spolning med varmt vatten pressades sedimentkärnan ut ur röret med en utskjutare. Ett tunt isskikt både på ytsedimentet och på sidorna hindrade härigenom utflytning av löst sediment. Efter utskjutning av kärnan klövs den på mitten och de båda kärnhalvorna placerades i två rännor. De två halvorna fotograferades med digitalkamera. Bilderna överfördes sedan till dator för vidare bildanalys. I datorn analyserades kärnorna noggrant med avseende på bland annat laminering, varvantal, varvtjocklek, färg och struktur Side scan sonar I denna studie användes en Side scan sonar av typ DeepVision (340 KHz) med towfish DeepEye 340 SS (DeepVision, 2009; Fig. 5). Svepvidden går att variera mellan meter åt varje håll beroende på bottentopografi och områdets djupförhållanden. Man kan även välja att bara scanna antingen åt styrbord eller babord. I detta arbete användes varierande svepvidder vilka framgår av fältanteckningarna i Bilaga 1

10 10 Figur 5 Portabel side scan sonar av typ DeepVision (340 KHz). En sidtittande sonar använder ljudvågor för att registrera olika bottentyper. Ordet sonar är en förkortning av "sound navigation and ranging". I en torpedliknande "fisk" som bogseras efter båten sitter två uppsättningar sändare/mottagare, som läser av babords respektive styrbords sida (vinkelrätt mot instrumentets färdriktning). Ljudvågor utsändes från sändaren i fisken och reflekteras mot bottnen. I fisken omvandlas dessa till elektriska impulser, som går till datorn ombord på båten, varvid en horisontell skalriktig bild av bottnen erhålles. Starka reflektioner (hårda bottnar och hårda föremål) avbildas som ljusa partier i sonarplottet och svaga reflektioner (mjuka bottnar) avbildas mörkare. Sonarkarteringen ger en ytriktig "flygbild" över bottnen. Mitt emellan höger och vänster kanal finns en blind sektor. Denna avbildas som ett band mellan de två kanalerna. Är vattendjupet stort är den blinda sektorn bredare och minskar i bred när vattendjupet under sonaren minskas.

11 Kartering av undersökningsområdet Kartering av genomfördes den 25 september 2012 inom navigeringsbara områden längs transekter med ett transektavstånd av m (Fig. 6). Figur 6 Transekter för side scan sonar-kartering och provtagningsstationer i sjön Grycken. Röda stationer markerar provtagning av sedimentkärnor med Geminihämtare. Gula stationer markerar provtagning av ytsediment (0-2 cm) med Ponarhämtare. 3.4 Sedimentprovtagning Sedimentprovtagningen genomfördes den 26 september 2012 från forskningsfartyget R/V Perca på 10 provtagningsstationer i Grycken (Fig. 6). På fem stationer togs kärnor med Geminihämtare och på fem stationer med Ponarhämtare. 3.5 Datering Datering av de insamlade sedimentkärnorna genomfördes efter en kombination av datering med hjälp av radiocesium och genom varvräkning Radiocesium Ett användbart hjälpmedel för att datera sediment är att analysera 137 Cs-aktiviteten i de olika varven. 137 Cs började uppträda först efter atombombstesterna i atomsfären i början av talet (med toppar runt ). Det största nedfallet av radiocesium skedde dock i slutet av april 1986 när en reaktor i atomkraftverket Tjernobyl i Ukraina exploderade. Nedfallet av 137 Cs blev tämligen ojämnt fördelat över Sverige, men delar av Kopparbergs län fick en förhållandevis stor dos (Fig. 7).

12 12 I sediment från sjöar och kustområden brukar dessutom Tjernobylolyckan 1986 avspegla sig tydligt som en markant topp (Meili et al., 2000). När nivån i sedimentet med maximal 137 Cs aktivitet identifierats beräknas den genomsnittliga sedimentationshastigheten under antagandet att den maximala 137 Cs-aktiviteten representerar år Figur 7 Nedfall av 137 Cesium över Sverige efter Tjernobylolyckan i april Varvräkning När syrehalterna vid bottnarna är så höga att bottendjur kan leva där, får bottensedimenten en speciell karaktär. Sedimenten avspeglar de miljöförhållanden som rådde då de bildades. Finns det bottendjur så gräver och bökar de i det lösa ytsedimentet och blandar om det (s.k. bioturbation) så att sedimentet från denna tid är en i stort sett homogen lera, utan synliga varv eller andra strukturer (Jonsson et al., 2003). Om däremot syreförhållandena varit så dåliga att bottendjuren inte kan leva där (<2-3 mg syrgas/l), finner man oftast varviga (laminerade) sediment. Detta kommer sig av att det material som uppifrån vattenmassan regnar ner till bottnen varierar i sammansättning från årstid till årstid. Eftersom inga djur funnits på bottnarna, har inte heller materialet blandats och då kvarstår skillnaderna. Ett årsvarv bildas. Lamineringen behöver inte innebära att djur saknas helt. Ofta finner man diffusa varvstrukturer som indikerar ett djurfattigt bottensamhälle som inte förmår blanda om sedimentet helt. Åldersbestämningen av sedimenten genom varvräkning bygger på att varje lamina (varv) antas representera ett års deposition (Jonsson et al., 1990; Persson and Jonsson, 2000; Jonsson et al., 2003).

13 Analyser Vattenhalt En känd mängd sediment torkades i 105 C i drygt 12 timmar. Proverna fick sedan svalna till rumstemperatur i exsickator och vägdes därefter på analysvåg. Vattenhalten beräknades sedan enligt: W = total våtvikt - torrvikt * 100 (%) total våtvikt Glödgningsförlust Glödgningsförlusten (LOI; Loss On Ignition) kan anses motsvara den organiska substansen om man bortser från oorganiska förluster som kan orsakas av spjälkning av karbonater och avgång av kristallvatten. I Östersjösediment med hög vattenhalt är dessa faktorer försumbara. De torkade proven som vägts för vattenhaltsbestämningen glödgades vid 550 C i två timmar varvid det organiska materialet förbrändes. Proverna fick sedan svalna till rumstemperatur i exsickator och vägdes därefter på analysvåg. Glödgningsförlusten beräknades enligt: Densitet LOI = torrvikt - oorganisk vikt * 100 (%) torrvikt Bulkdensiteten är ett mått på densiteten hos det våta provet och kallas ibland också för våtdensitet. Formeln för denna är, enligt Håkanson and Jansson (1983) : r = 100 * rm / ( ( W + LOI ) ( rm - 1 )) där r = bulkdensitet (g/cm3 ws), rm = densiteten av oorganiska partiklar (g/cm3) W = vattenhalt (% ws), LOI = glödgningsförlust (% ds). För ovanstående formel krävs att rm-värdet är känt. Sedimenten är till största delen uppbyggda av ler och silt med densitet mellan 2,6-2,85 g/cm3 (Håkanson and Jansson, 1983). Då rm-värdet inte antas påverka r-värdet nämnbart i okonsoliderade (lösa) sediment med mer än 75 % vattenhalt, sätts rm-värdet som regel till 2,6 g/cm3. Med hjälp av detta kan en enklare formel användas: r = 260 / ( ( W + LOI )) Miljöföroreningar Ytsedimentprover från G2, G6, G7 och G8 har analyserats med avseende på dioxiner/furaner och kvicksilver. I sedimentkärnan G2 har metaller analyserats i 15 prover ned till 30 cm under sedimentytan. Dioxiner/furaner har analyserats i G2 på fem nivåer ned till 28 cm under sedimentytan. Resultat och analysmetoder framgår av Bilaga 2.

14 Bottentyper Vid denna undersökning har följande definition av bottentyper använts (Håkanson & Jansson, 1983): Ackumulationsbottnar (A-bottnar) är bottnar där finmaterial kontinuerligt deponeras. Transportbottnar (T-bottnar) är bottnar med oregelbunden deposition och borttransport av finmaterial och blandade sediment. Erosionsbottnar (E-bottnar) är bottnar där grövre material (> 0,006 mm) dominerar. För att på ett tillfredsställande sätt genomföra sedimentundersökningar i ett kustområde eller sjö fordras kännedom om vilka bottendynamiska förhållanden som råder på platsen. Den viktigaste drivande kraften som avgör vid vilka djup olika bottentyper uppträder är vinden. Den sträcka som vinden fritt kan påverka vågbildningen kallas för "fetch". Ju längre fetch, desto högre blir vågorna och desto djupare ligger vågbasen. Vågbasen är det djup till vilket vattenvågor på ytan ger upphov till turbulens djupare ned i vattenmassan. Den är av avgörande betydelse för var ackumulationsbottnar för finsediment kan uppträda. Generellt kan säjas att ovanför vågbasen uppträder erosions- och transportbottnar och under den finner man ackumulationsbottnarna. Undantag finns där den lokala strömsituationen kan ha stor betydelse för sedimentdynamiken. Erfarenheten visar att A-bottnar kan uppträda i skyddade vikar och fjärdar på endast någon eller några få meters djup. I öppna havsexponerade lägen finner man dock ofta A-bottnar först på djup överstigande m (Jonsson et al., 1990). Detta leder också till att gränsen mellan A-bottnar och E/T-bottnar självfallet varierar beroende på var i fjärden man befinner sig. Orsaken till detta är att den effektiva fetchen (den sträcka som vinden fritt kan påverka vågbildningen) varierar i rummet. Ju större fetch desto djupare vågbas som i sin tur leder till att gränsen för uppträdande av A-bottnar återfinns djupare ned. Om man mer i detalj önskar kartera detta bör en tätare sonarkartering genomföras kompletterad med verifierande insamling av sedimentkärnor från ett antal lokaler runt fjärden. Man kan även teoretiskt (vid skrivbordet) beräkna såväl den effektiva fetchen, som vågbasen och gränsen mellan A-bottnar och E/T-bottnar (Håkanson and Jansson, 1983). Erosionsbottnar utgörs av sten, grus och sand, ofta överlagrande en glacial eller postglacial lera, och har låga vattenhalter och organiska halter. Eftersom det hela tiden sker en borttransport av material från erosionsbottnar är halterna av näringsämnen och föroreningar normalt låga. Transportbottnar kännetecknas av mycket varierande halter av näringsämnen och föroreningar, vilket beror på att dessa bottnar periodvis fungerar som ackumulationsbottnar. Vid ett stormtillfälle kan dock det tidigare ackumulerade materialet resuspenderas och förflyttas nedåt mot de oftast djupare belägna ackumulationsbottnarna. Ackumulationsbottnarna består av finmaterial som gyttjelera och lergyttja och har höga vattenhalter. Ibland kan t.o.m. gränsen mellan sediment och vatten vara svår att avgöra p.g.a. den höga vattenhalten i ytsedimentet. Vanligen finner man de högsta halterna av de flesta föroreningar i ackumulationsbottnarna. Dessa bottnar innehåller även naturligt hög halt organiskt material.

15 15 Figur 8 Principskiss över en recent lagerföljd från djupområde till strandzon. Oftast återfinns E-/T-bottnarna på mindre vattendjup än A-bottnarna. En vanlig lagerföljd kan se ut som i Figur 8 där de olika sedimenttyperna börjar uppträda på olika vattendjup. I en opåverkad sjö eller skärgårdsfjärd domineras vanligen A-bottnarna av bioturberade lergyttjesediment. Om syrehalten vid bottnen längre eller kortare perioder underskridit 2-3 mg O 2 /l har ofta bottenfaunan slagits ut mer eller mindre. Då finner man ofta laminerade, årsvarviga sediment (Persson and Jonsson, 2000; Jonsson et al., 2003). Om den organiska belastningen varit mycket hög kan man finna gasrika sediment som innehåller metangas och svavelväte. 4 RESULTAT OCH DISKUSSION 4.1 Bottenförhållanden Kartering med side scan sonar I det följande visas undersökningens sonarplott inlagda i Google Earth. Man kan med fördel förstora bilderna i Word för att studera detaljer. Emellertid begränsas upplösningen i denna typ av fil. Vill man komma längre i detaljupplösning kan man studera separata kmz-filer som har samma geografiska utbredning som de fem bilderna nedan. Behövs ännu högre detaljrikedom kan man studera de enskilda sonarfilerna som har en avsevärt bättre upplösning. För att kunna göra detta måste man dock få tillgång till programvaran DeepView SE via I avsnitt görs en genomgång av speciella iakttagelser som gjorts från sonarplotten. Dessa har även bl.a. använts som underlag för att ta fram en bottendynamisk karta (Avsnitt 4.1.3).

16 Iakttagelser från side scan sonarunderlaget Fiberbank I den nordvästra delen av Grycken finns en fiberbank som tydligt syns på sonarbilden (Fig. 9). De "bulliga" ytformerna nära den västra stranden är karaktäristiska för en fiberbank. Om man noga granskar Google Earth-bilden nordväst och väst om det sonarkarterade området kan man svagt urskilja fiberbankens vidare utsträckning. Figur 9 Fiberbank i den nordvästra delen av Grycken Sjösättningsplats

17 17 Figur 10 Stenig vik som sjösättningsplats för provtagningsbåt. Sjösättning av provtagningsbåten skedde i längst in i den västra viken på Grycken. Viken är mycket svårnavigerad med en så pass stor båt som R/V Perca med ett djupgående på 0,8 m och det finns många stora stenar. Stenarna identifieras som hårda (ljusa) ekon med långa mörka skuggor bakom (Fig. 10 och 11). Det mörka vattnet gjorde att det inte fanns någon chans att se stenarna från båtens för vilket resulterade i att vi gick på grund på en av stenarna mitt i Fig. 11. Figur 11 Mer sten i sjösättningsviken Grundklack

18 18 Figur 12 Grundområde i nordväst. Notera även trolig utblåsningsslang för luftare. I sjöns nordvästra del finns en kraftig utgrundning som sträcker sig nordost ut från den lilla runda halvön (Fig. 1) vid inloppet till "bruksviken". Vi undgick med nöd och näppe att gå på grund på denna grundklack där djupet endast är en meter eller ännu mindre (Fig. 12). Att det är mycket grunt illustreras av att den blinda sektorn under sonaren blir mycket smalt vid passage av grundet. Grundklacken har redovisats i den bottendynamiska kartan som beskrivs i avsnitt Tvärs över grundklacken i ost/västlig riktning går en linje som sannolikt är en luftslang till de helixorer som var i drift på talen. Nära det nordostliga sonarspåret finns ett runt eko som sannolikt är en sådan luftare Grundområde i östra delen

19 19 Figur 13 Grundområde i öster Även i den sydöstra delen av Grycken finns ett grundområde med hårda bottnar som sträcker sig ca 300 m ut från stranden i söder (Fig. 13). Grundklacken har markerats i den bottendynamiska kartan i avsnitt Grund strand i söder Figur 14 Grund strand i söder Den södra stranden av centrala Grycken är grund med många hårda områden ut till m från stranden (Fig. 14) Bottendynamik Utifrån djupkartainformation har en bottendynamisk karta (Fig. 15) framställts med ledning av det insamlade side scan sonarunderlaget och genomförda verifierande sedimentprovtagningar Provtagningsprotokollen och i förekommande fall bilder på sediment redovisas i Bilaga 1. Ett genomgående mönster är att gränsen mellan ackumulationsbottnar (A-bottnar) å den ena sidan och erosions-/transportbottnar (E/T-bottnar) å den andra går vid ungefär 3 m. I den centrala delen av Grycken har en transekt provtagits med 2 provtagningsstationer på 5,3 och 3,0 m. Goda ackumulationsförhållanden noteras på båda stationerna. I den östra delen däremot noterades tydlig E/T-botten på 2,5 m. I skyddade områden kan dock ackumulation ske på mindre djup än 3, 0 m. Gränsen mellan ackumulation och transport/erosion kan sålunda i olika delar av fjärden ligga både djupare och grundare än 3 m beroende på vågexponeringen. Inga stora skillnader har

20 20 dock konstaterats i olika delar av fjärden utan gränsen för A-bottnar kan antas ligga på 3 ± 1 m. Djupkartan över Grycken har använts för att översiktligt lägga in gränsen mellan A- och E/Tbottnar. På en del ställen i Grycken stämmer dock inte den använda kartan särskilt väl och där har A-bottengränsen dragits utifrån sonarunderlaget. Figur 15 Bottendynamisk karta för Grycken. Svart linje representerar gräns mellan å ena sidan A-bottnar och å andra sidan E- och T-bottnar. Streckad linje indikerar uppskattad gräns inom icke sonarkarterat område. En förhållandevis stor andel, 61 %, av Gryckens yta utgörs av ackumulationsbottnar för finsediment. Detta leder i sin tur till en tämligen låg sedimentfokuseringsfaktor. Tabell 1 Total area, A-bottenarea och sedimentfokuseringsfaktor i Grycken. Total area A-bottenarea Fokuseringsfaktor (km 2 ) (km 2 ) (%) 2,6 1,6 61 1, Datering Sedimenten i Grycken har en mycket speciell lagerföljd som karaktäriseras av ett mycket markant ljust skikt vars översta delar börjar på mellan 11 och 29 centimeters djup i kärnorna. I avsikt att utröna föroreningshistoriken i Grycken har sedimentkärnan från Grycken 1 daterats med 137 Cs-teknik. Om aktiviteten rakt av relateras till ts-halten erhålles en aktivitetsprofil som successivt ökar från 20 cm:s djup och når ett max-värde på 9 cm (Fig. 16).

21 Sedimentdjup Sedimentdjup (cm) 21 Grycken 1 137Cesiumaktivitet (CPM/g ts) Figur Cesium-aktivitet i sedimentkärnan Grycken 1 relaterat till uppmätt ts-halt. Det ljusa skiktet har kraftigt förhöjd torrsubstanshalt som sannolikt härrör från pappersbestrykning i Grycksbo bruk. En betydande del av lermineralet som använts vid bestrykningen har således släppts ut till Grycken och resulterat i mycket förhöjd ts-halt på cm sedimenten i kärnan Grycken 2 (Fig. 17). Grycken 2 - ts-halt 0 ts (% vs) Figur 17 Torrsubstanshalt i kärnan Grycken 2 Den extra tillförda torrsubstansmängden via lermineralutsläppet från pappersbruket är så omfattande att det resulterar i kraftigt förändrade värden på såväl cesiumaktivitet som föroreningshalter. För att kringgå denna felkälla har torrsubstanshalten i Grycken 2 normerats till 13,6 % (en nivå som uppmätts längst ned i kärnan) och föroreningshalterna har i ovanförliggande skikt relaterats till ts=13,6 %. I de översta skikten där ts-halten sjunker mot ytan har ingen omräkning gjorts. Sedimentkärnan från Grycken 1 som daterades med 137 Cs-teknik hade något högre ts-halt (15 %) längst ned i kärnan och radiocesiumaktiviteten har sålunda relaterats till denna ts-halt i de ovanförliggande skikt som har högre ts-halt än 15 % (Fig. 18). En markerad aktivitetspik

22 Sedimentdjup (cm) 22 motsvarande Tjernobyl-olyckan 1986 erhålles på 13 cm med denna metodik. Det vita skiktet finns på olika nivåer i sedimenten i olika delar av Grycken (Jfr Bilaga 1). Emellertid är skiktet med största sannolikhet avsatt samtidigt i alla delar av Grycken. Utifrån detta har vi fått en utmärkt lednivå i Gryckens sediment representerande 1986 mitt i det vita skiktet i samtliga sedimentkärnor. I bildmaterialet stöder också de varvstrukturer som noterats i kärnorna G1, G2 och G4; 3-6 mm mäktiga ovanför det vita skiktet. Grycken 1 - Normerad 137Cesiumaktivitet (CPM/g normerad till 15 % ts ) Figur Cesium-aktivitet i sedimentkärnan Grycken 1 normerat till en ts-halt på 15 % i de djupare sedimentskikten. För att även med annan metodik söka utröna åldern på det vita skiktet har bestrykningshistoriken i Grycksbo bruk sammanställts på uppgifter från ÅSA REF REF REF. År 1895 tas en konsttryckbestryknings-maskin i drift och 1910 installeras en ny bestrykningsmaskin. I slutet av 50-talet togs "den stora pappersmaskinen" i bruk, PM10, och från 1966 är två bestrykningsmaskiner i drift försågs den stora maskinen med bestrykningsaggregat (Billblade) och man började göra "G-print". Omfattningen på bestrykningen blev då mycket större än tidigare. Konsttryckpappret som bestrukits tidigare gjorde man bara små volymer av. Prov som tagits ut på det vita skiktet i kärnan från Grycken 2 har mycket hög halt av barium. Enligt uppgift (Haglund pers. medd.) har bariumsulfat använts vid bestrykning i Grycksbo. Överensstämmelsen är sålunda god mellan dateringen med radiocesium, noterade varvstrukturer i sedimenten ovanför det vita skiktet och bestrykningshistoriken i bruket Karaktärisering av undersökningsområdets sediment Vattenhalt och glödgningsförlust är två grundläggande sedimentparametrar som ofta används för att separera ut ackumulationsbottnar (A-bottnar) från erosions- och transportbottnar (E/Tbottnar). En tumregel är att vattenhalten (W) i ytsediment bör vara > 75 % (Tab. 1) för att sedimentet skall kunna karaktäriseras som en A-botten (Håkanson and Jansson, 1983). På motsvarande sätt bör glödgningsförlusten (LOI) överstiga 10 % för att det med säkerhet skall röra sig om A-bottensediment. Empiriska undersökningar i kustområden och insjöar (Jonsson

23 Sedimentdjup (cm) Sedimentdjup 23 et al., 2003), där sedimenttillväxten till stor del är beroende av hög erosion av gamla glacialoch postglacialleror, visar att A-bottnar uppträder med LOI-halter ända ned mot 5 %. Tabell 1 Samband mellan vattenhalt (W) och glödgningsförlust (LOI) i ytsediment och bottentyp (från Håkanson and Jansson, 1983). Bottentyp W (% WS) LOI (% TS) Erosionsbotten 0-50 <4 Transportbotten Ackumulationsbotten >10 Data på vattenhalt, torrsubstanshalt, glödgningsförlust och densitet i sedimenten har sammanställts i Tabell 2. Torrsubstanshalten i ytsedimenten varierar i mellan 8,4 och 17,8 % med ett medelvärde på 11,4 %. Glödgningsförlusten (LOI) är hög och varierar mellan 28,0 och 34,4 % med ett medelvärde på 30,3. En jämförelse med Tabell 1 visar att samtliga stationer som redovisas i Tabell 2 är att klassificera som goda ackumulationsbottnar Tabell 2 Vattenhalt, torrsubstanshalt, glödgningsförlust och densitet i Gryckens ytsediment (0-2) Densiteten har beräknats enligt formel i Håkanson & Jansson (1983). Station G1 G2 G6 G7 G8 Medel Antal prov Sedimentdjup 0-2 cm 0-2 cm 0-2 cm 0-2 cm 0-2 cm ts (% vs) 17,8 8,4 13,1 8,7 9,2 11,4 n=5 LOI (% ts) 30,8 34,4 28, ,3 n= Sedimentackumulation i Grycken Tack vare den tydliga lednivån (vita skiktet) som kan noteras i alla ackumulationsbottnar i Grycken (Jfr Bilaga 1) kan den totala sedimentackumulationen beräknas med acceptabel noggrannhet. En brist är dock att vi inte har data på ts och LOI från alla sedimentkärnor som Grycken 1 - ts-halt Grycken 2 - ts-halt 0 ts (% vs) ts (% vs) Figur 19 Torrsubstansprofiler i sedimentkärnorna G1 och G2 från Grycken.

24 24 insamlades. Emellertid har vi ts-data från 2 kärnor (Fig. 19) som visar likartade mönster. Detta karaktäriseras av ts-halter på % i kärnornas djupare delar, en hög ts-halt (> 30 %) i det vita skiktet och därefter avtagande ts-halter mot sedimentytan. Vi har också detaljerade data på kärnan från station G2. Utifrån analyser av torrsubstanshalt och glödgningsförlust kan torrsubstansdepositionen, efter beräkning av densiteten, fastställas i enlighet med formel i Håkanson & Jansson (1983). r = 260 / ( ( W + LOI 0 )) där Tabell 3 r = bulkdensitet (g/cm 3 ws), W = vattenhalt (% ws), LOI 0 = glödgningsförlust LOI (% ws). Tillvägagångssätt för beräkning av olika nivåers ålder exemplifierad i sedimentkärnan Grycken 2. Sedimentdjup ts LOI LOI-noll Densitet ts Ack ts Ack ts Ålder Årtal (cm) (% vs) (% ts) (% vs) (g/cm3) (g/cm3) (g/cm2) (g/m2) (År) ,4 30,8 2,6 1,04 0,087 0, , ,0 30,7 2,8 1,04 0,094 0, , ,6 30,5 2,9 1,04 0,100 0, , ,0 29,9 3,0 1,05 0,105 0, , ,4 29,2 3,0 1,05 0,109 0, , ,7 37,6 4,8 1,05 0,134 0, , ,0 46,0 6,9 1,05 0,158 0, , ,8 42,1 6,2 1,06 0,156 0, , ,5 38,2 5,5 1,06 0,154 1, , ,2 41,2 6,6 1,06 0,172 1, , ,8 44,1 7,8 1,07 0,189 1, , ,2 40,6 7,0 1,07 0,184 1, , ,6 37,1 6,2 1,07 0,177 1, , ,3 34,8 8,1 1,10 0,257 2, , ,0 32,5 9,7 1,14 0,342 2, , ,0 29,7 10,1 1,17 0,399 2, , Tjernobyl 17 38,0 26,8 10,2 1,21 0,459 3, , ,6 35,8 12,0 1,15 0,387 3, , ,2 44,8 13,1 1,11 0,325 3, , ,4 40,4 9,4 1,09 0,255 4, , ,5 36,0 6,3 1,07 0,188 4, , ,9 30,4 5,1 1,08 0,182 4, , ,3 24,7 4,0 1,08 0,176 4, , ,7 38,4 7,9 1,09 0,225 5, , ,1 52,1 13,1 1,08 0,271 5, , ,8 47,6 10,4 1,08 0,234 5, , ,5 43,1 8,0 1,07 0,198 5, , ,2 50,3 10,2 1,07 0,215 5, , ,9 57,5 12,6 1,06 0,232 6, , Medel ,07 0,180

25 25 I tabell 3 visas tillvägagångssättet utifrån kärnan från Grycken 2. Som framgår av tabellen har vi kunnat beräkna den ackumulerade torrsubstansmängden ned till nivån för där dateringen fastställt 1986, nämligen g/m 2 på 16 cm. Genom att dividera denna mängd med 26, vilket är antalet år från 1986 när Tjernobylolyckan inträffade till 2012 när provtagningen genomfördes, har vi kunnat fastställa den genomsnittliga årliga torrsubstansdepositionen till 1087 g/m 2 /år i kärnan från Grycken 2. Utifrån denna har vi sedan kunnat uppskatta åldern på alla nivåer i sedimentkärnan. Djupet till mitten av det vita skiktet (som motsvarar 1986) har noterats på 9 A-bottenstationer i Grycken (Tab. 3). Djupet varierar mellan 6 och 31 cm med ett medianvärde på 13 cm. Tabell 3 Djup till det vita skiktet i 9 A-bottenstationer i Grycken. (sammanställt från data i Bilaga 1). Station G1 G2 G3 G4 G5 G7 G8 Trans. 1 Kompl. Prov Median (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) vita skiktet Genom att använda en genomsnittlig ts-halt på 18 % och ett mediandjup till mitten av det vita skiktet på 13 cm som representerar 1986 kan den totala sedimentackumulationen för tiden beräknas Deposition per kvadratmeter för tiden : 0,18*13* g/m 2 = g/m 2 Deposition per kvadratmeter och år: /26 g/m 2 /år = 900 g/m 2 /år Den totala årliga sedimentackumulationen i Gryckens ackumulationsbottnar (1,6 km 2 ) kan sedan beräknas enligt nedan. Total årlig deposition i Grycken: 900* g/år = 1440 ton/år 4.2 Föroreningar i sediment Dioxiner och furaner Halter i ytsediment I Figur 19 redovisas uppmätta halter (WHO-TEQ respektive totalhalter) av PCDD/Fs i ytsediment (0-4 cm) i analyserade provtagningspunkter från A-bottnar. TEQ-halten av PCDD/Fs varierade mellan 80 och 340 pg/g ts med ett medelvärde på 250 pg/g ts. Den högsta TEQ-halten uppmättes vid station G2 som är centralt belägen i sjön (Fig. 6). Detta är att betrakta som en förhållandevis hög halt i jämförelse med ett antal nyligen undersökta kustbaserade skogsindustrirecipienter (Malmaeus et al. 2012). De uppmätta PCDD/F-halterna är emellertid inte av en storleksordning där man bör förvänta sig att halter av motsvarande ämnen i mager konsumtionsfisk (t.ex. gädda och abborre) överskrider Livsmedelsverkets kostrekommendationer baserat på det relativt tydliga samband mellan PCDD/F halter i ytsediment och abborre (15-20 cm) som påvisats i kustområden (Malmaeus et al., 2012). PCDD/F-halterna i fisk bör utifrån detta samband vara ungefärligen dubbelt så höga (ca 0.4 pg/g fv) som i bakgrundslokaler i insjöar (ca 0,2 pg/g fv, Sternbeck et al., 2004). Halter i abborre överstigande Livsmedelsverkets riktvärde för konsumtion (4 pg/g fv) har påträffats i Bengtsbrohöljen (Arnér, 2002) en sjö som ligger i anslutning till en nedlagd klor-alkalifabrik

26 26 (fabrik som tillverkar processkemikalier t.ex. lut och klorgas för massatillverkning). Halterna av PCDD/Fs i sediment i den i jämförelse med Grycken betydligt mindre Bengtsbrohöljen har emellertid uppmätts till storleksordningen en faktor tio högre (Elert & Fanger, 2001) jämfört med föreliggande studie. De PCCD/F- kongener som mest bidrar till det samlade TEQ-värdet i Gryckens sediment är generellt högklorerade (hexa- eller heptaklorerade) dioxiner (Fig. 20). Oktaklorerad dioxin (OCDD) utgjorde ett stort bidrag till totalhalten i samtliga punkter, vilket är typiskt för sediment. Dess TEF-värde är dock lågt. Däremot var bidraget från 2,3,7,8-TeCDD relativt litet. Detta är annars den kongen ofta bidragit till förhöjda TEQ-värden utanför massaindustrier där elementärt klor använts som blekningskemikalie (Södergren, 1993). Huvuddelen av de nordiska och nordamerikanska dioxinstudier som genomförts utanför skogsindustrier har emellertid förlagts till fabriker med tillverkning av blekt sulfatmassa (van den Heuvel et al., 1994; Servos et al., 1994; van den Heuvel et al., 1995; Pryke et al., 1996, Pryke & Barden, 2006; Hatfield, 2007). Vid Grycksbo bruk har massatillverkningen under årens lopp huvudsakligen inriktas mot framställning av blekt sulfitmassa. Massaproduktionen vid Grycksbo bruk upphörde En annan möjlig förklaring är att dioxin- och furanförekomsten har sitt ursprung i en helt annan verksamhet. Uppströms Grycken har det till exempel bedrivits textilindustri i Sågmyra. Figur 19. Halter av PCDD/Fs (pg/g ts) i ytsediment från Grycken. Avståndet till Grycksbo bruk ökar från vänster till höger längs x-axeln. Figur 20. Olika kongeners bidrag till det samlade TEQ-värdet, respektive totalhalten av PCDD/Fs (pg/g ts) i ytsediment från Grycken Historiska halter I Figur 21 redovisas uppmätta summahalter (pg TEQ/g ts) på olika nivåer i en sedimentkärna från station G2. Nivåerna är tidbestämda utifrån den datering som redovisats i kapitel Det kan konstateras att den högsta summahalten uppmättes i sedimentskiktet som avsattes i

27 27 slutet av 1980-talet och uppgick då till ca 1700 pg TEQ/g ts (kompenserat för ts-halt enligt kapitel 4.2.5). Därefter har halten minskat storleksordningen en faktor fyra och uppgick i ytsedimentet till nivån 350 pg TEQ/g ts. Ett liknande förlopp med avtagande halter efter en toppnivå under talet har konstaterats föreligga i andra skogsindustrirecipienter exempelvis utanför Iggesunds bruk, Korsnäsverken och Östrands massafabrik (Karlsson & Malmaeus, 2012). Samma mönster med tidsmässigt avklingande halter i biota (levande biologiskt material) har även noterats utanför Värö bruk (krabba) och Norrsundets bruk (abborre) Malmaeus et al. (2012). Minskningen hänger generellt samman med övergången från elementärt klor till andra blekningskemikalier. I Grycken har avklingningsförloppet sannolikt snarare en koppling till att massaproduktionen helt upphörde Figur 21. Summahalt av PCDD/Fs (pg TEQ/g ts) på olika nivåer i daterad sedimentkärna från station G Kvicksilver Vid Grycksbo bruk användes under 1960-talet fenylkvicksilver som slembekämpningsmedel (Lst, 2000). Därutöver följer kvicksilver med vedråvaran in i massaprocessen och fram till att massaproduktion upphörde 1978 pågick därför ett restutsläpp med utgående avloppsvatten (se kapitel ) Ahlbom & Sonesten (1988) har karterat Gryckens sediment med avseende på dess innehåll av kvicksilver. De beräknade att den samlade kvicksilvermängden i Grycken vid undersökningstillfället uppgick till 35 kg varav ca 80 % var upplagrat i fiberbanken i sjöns nordvästra del. Medelhalten av kvicksilver i ytsedimenten från stationer jämnt fördelade över sjöytan uppgick till 0.76 mg/kg ts. Det kan jämföras med ett bakgrundsvärde i mellansvenska skogssjöar på 0,2-0,4 mg/kg ts (Bernes, 1987) och halter i preindustriella sediment på typiskt 0,02-0,12 mg/kg ts (Lindqvist et al., 1984) Halter i ytsediment Uppmätta kvicksilverhalter i Gryckens ytsediment i föreliggande undersökning framgår av Figur 22. Medelvärdet av de fyra proven uppgick till 1,2 mg/kg ts. Detta bör inte tolkas som att halterna ökat jämfört med situationen i slutet av 1980-talet (se ovan) utan snarare att

28 mg /kg ts 28 kvicksilverhalterna befinner sig på samma nivå som tidigare eftersom undersökningen på 1980-talet inkluderade ett antal grunt belägna provtagningsstationer där depositionen av kohesivt finmaterial är lägre. En intressant fråga är givetvis om de relativt höga kvicksilverhalterna i sedimenten också speglar kvicksilverinnehållet i fisk från Grycken. Till skillnad från PCDD/Fs (se kapitel 4.3.1) där det synes föreligga ett kausalt samband mellan halter i sediment och stationär fisk så är situationen betydligt mer komplicerad när det gäller kvicksilver då faktorer som redoxförhållanden som påverkar förutsättningen för metylering, ph och förekomsten av konkurrerande metalljoner styr upptaget i fisken. I exempelvis de till Grycken närbelägna sjöarna Ösjön och Vikasjön konstaterades extremt låga kvicksilverhalter i fisken under ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Hg i ytsediment G6 G7 G2 G8 Station Figur 22. Halter av kvicksilver (mg/kg ts) i ytsediment från Grycken. Avståndet till Grycksbo bruk ökar från vänster till höger längs x-axeln. talet (Håkanson, 1983), vilket förklarades av god tillgång på zink. Även i Grycken är zinkhalterna i sedimenten relativt höga (se vidare kapitel 4.3.3). I Grycken har kvicksilverinnehållet i 1-kg gädda under senare år varierat mellan 0,6 och 0,8 mg/kg fv (DVVF, 2011). Gränsvärdet för saluföring av gädda inom EU ligger på 1,0 mg/kg fv Historiska halter Kvicksilverhaltens variation på olika nivåer i en daterad sedimentkärna från station G2 redovisas i Figur 23. Observera att haltfördelningen är normerad på samma sätt som vid dateringen (se avsnitt 4.2.5) för att undvika influens av de höga ts-halterna under och början av 1990-talet. I mitten av 1950-talet var kvicksilverhalten ca 0,25 mg/kg ts och ökade påtagligt under talen. Kvicksilverhalten nådde en toppnivå på drygt 4 mg/kg ts i slutet av 1980-talet och har därefter successivt klingat av till dagens nivå på cirka 1 mg/kg ts.

29 29 Figur 23. Hg-halt (mg/kg ts) på olika nivåer i daterad sedimentkärna från stn G2. Hur stämmer denna haltutveckling med uppmätta halter under 1980-talet (Ahlbom och Sonesten 1988)? Hg-halten på stn 29, vilken geografiskt bäst motsvarar vår station G2, var 0,9 mg/kg. Den okompenserade Hg-halten i de prover som motsvarar 1980-talet är 1,5-1,7, vilket är i knappt en faktor 2 högre än vad Ahlbom och Sonesten (1988) fann. Våra uppmätta halter i ytsedimenten från stationerna i de centrala delarna av Grycken stn G2, G7 och G8 (Fig. 22) varierar mycket lite; 1,02, 1,02 och 1,07 mg/kg ts för dessa stationer. Motsvarande stationer 27, 29 och 37 från 1988 uppvisar halterna 1,05, 0,95 och 1,0 mg/kg ts. Utifrån denna jämförelse har inte halterna förändrats överhuvudtaget sedan Olika analysmetoder har använts vid de olika tillfällena vilket kan vara en orsak till att proven som representerar talet skiljer sig åt. Emellertid är skillnaden förhållandevis marginell och slutsatsen är att ingen tydlig minskning av ytsedimenthalterna har skett sedan 1988.

30 Övriga spårämnesmetaller Metaller i massaindustriutsläpp har sitt huvudsakliga ursprung i vedråvaran. Jordmånen och den atmosfäriska depositionen vid trädens växtplats avgör vilka metaller som inlagras i veden. Undersökningar av ett stort antal skogsindustriella avloppsvatten har visat att metaller i allmänhet förekommer i låga halter i avloppsvatten från processen. Hantering av stora mängder ved ger dock signifikanta utsläpp av metaller. Skogsindustriella reningsanläggningar är i allmänhet inte effektiva när det gäller att reducera metallhalter i utgående processavloppsvatten. I Sverige är utsläppen av metaller från skogsindustrin normalt heller inte reglerade av villkor. Omfattande studier av metallutsläpp från svensk skogsindustri (Lindeström & Sangfors, 1992) har bland annat konstaterat att dessa utsläpp inte medför någon allmän förhöjning av metallhalter i organismer i mottagande recipient, även om utsläppen ofta kan påvisas i sediment. Det har visat sig att metallerna i de skogsindustriella avloppsvattnen är hårt bundna till organiskt material och därmed har en relativt låg biotillgänglighet. Ett exempel på detta kan hämtas från recipienten till sulfatmassafabriken i Frövi (Karlsson, 2002). Fabriken har en långtgående biologisk rening av sitt avloppsvatten i en långtidsluftad aktivslamanläggning kompletterat med ett kemiskt polersteg. Avskiljningen av metaller är dock begränsad. Primärrecipient är vattendraget Arbogaån med en medelvattenföring på ca 15 m 3 /s. Således är utspädningsförhållandena begränsade och en förhöjning av metallhalterna i vattenmassan nedströms utsläppspunkten kan registreras. Fortlöpande undersökningar av bl.a. vattenmossa och bottenlevande djur har emellertid inte visat på något accentuerat metallupptag i organismer nedströms fabriken. Det faktum att metallhalterna i vattenmossa nedströms fabriken var lägre jämfört med uppströms tyder snarare på att massabruksavloppet i sig minskar metallers biotillgänglighet genom att organiskt material från utsläppet komplexbinder en del av metallerna och/eller att salterna i utsläppet konkurrerar med metalljonerna om att tas upp i mossan. Ett annat exempel kan hämtas från Iggesunds bruk som tillverkar blekt sulfatmassa som används till egen kartongproduktion. Primärrecipient är Gårdsfjärden en avsnörd kustvik i södra Bottenhavet undersöktes halter av metaller i stationär fisk (abborre) från recipienten och ett referensområde (Grotell, 2010). Metallhalterna var inte förhöjda i fisken som fångats utanför bruket. Vid tidpunkten för undersökningen renades utsläppet från Iggesunds bruk i en luftad damm utan någon nämnvärd avskiljning av metaller Historik Mycket tydliga tidstrender noterades i sedimentkärnan Grycken 2 med tydliga pikar för zink, koppar, arsenik, kvicksilver, zink, bly, barium och i viss mån kadmium (Figur 22). Vanadin har förhållandevis låga halter och ett fördelningsmönster som avviker från övriga ämnen. Bariumhalterna är mycket höga med pikvärden på att jämföras med mg/kg ts som mest i Västeråsfjärdens sediment (Jonsson 2013).