Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017

Transkript

1 Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017

2 Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 Författare: Ulf Lindqvist måndag 12 mars 2018 Rapport 2018:17 Naturvatten i Roslagen AB Norr Malma Norrtälje Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 2!

3 Bakgrund... 4 Resultat... 6 Klimat och hydrologi... 6 Temperatur... 6 Nederbörd... 6 Vattenflöde... 7 Vattenkemi... 8 Sammanfattande resultat... 8 ph, alkalinitet och konduktivitet... 8 Grumlighet, absorbans och TOC (totalt organiskt kol)... 9 Näringsämnen Särskilt förorenande ämnen Kemisk status-prioriterade ämnen Delavrinningsområden Kättstabäcken Halmsjöbäcken Odensalabäcken Rosersbergsbäcken Märstaåns mynning Statistiska trender och samband Referenser Bilaga 1. Analysresultat Märstaån Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 3!

4 Bakgrund Märstaåns vattensamverkan, ett samarbete mellan Swedavia, Fortum Heat Scandinavia, Sigtuna Återvinning AB, Sigtuna kommun, Sigtuna Vatten & Renhållning AB, Beckers Industrial Coatings AB och Lantbrukarnas riksförbund (LRF), har sedan 2012 utfört provtagning av vatten och kiselalger i Märstaån och dess delavrinningsområden. Provtagningen omfattar månadsvis vattenprovtagning i Märtaåns mynning samt i Rosersbergsbäcken, Odensalabäcken, Kättstabäcken och Halmsjöbäcken, se figur 1. Kiselalgsprover ha tagits vid Märstaåns mynning (augusti 2017) och redovisas i rapporten Kiselalger i Stockholms län 2017 (Länsstyrelsen Stockholm 2017). Figur 1. Märstaåns avrinningsområde och provtagningstationer vid undersökningen 2017 Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 4!

5 Vattenprovtagningen har genomförts av Länsstyrelsen i Stockholms län och proverna har analyserats med avseende på temperatur, ph, alkalinitet, konduktivitet, absorbans, grumlighet, ammoniumkväve, nitrit+nitratkväve, totalkväve, fosfotfosfor, totalfosfor, TOC (totalt organiskt kol), klorid och sulfat samt metaller. Metaller har analyserats på filtrerade prover. Märstaåns avrinningsområde är ett naturligt mycket näringsrikt vattendrag beroende av avrinningsområdets dominans av lerjordar, se tabell 1. Vattenkvaliteten i vattendragen påverkas dock även av rättning och dikning, jordbruksmark och ett urbant samhälle med hårdgjorda ytor. I rätade och dikade vattendrag ökar erosionen och transporten av lerpartiklar är stor. Jordbruksmarken läcker näringsämnen och via det urbana samhällets hårdgjorda ytor transporteras både miljögifter och näringsämnen till vattendragen. Tabell 1. Beskrivning av markanvändning och jordarter i Märstaån avrinningsområde (SMHI 2018) Markanvändning Jordarter Jordbruksmark 25,84 % Torv 2,83 % Kalfjäll och tunna jordar Sjö och vattendrag 0,00 % Finjord/lera 34,24 % 0,48 % Grovjord 3,01 % Skogsmark 41,01 % Morän 29,38 % Semiurbant 11,37 % Tunn jord och kalt berg 7,97 % Hårdgjorda ytor 21,30 % Sjö och vattendrag 0,48 % Silt 0,00 % Isälvsmaterial 0,79 % Hårdgjorda ytor 21,30 % Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 5!

6 Resultat I följande avsnitt redovisas i första hand de parametrar som har ansetts viktigast för att kunna beskriva vattenkvaliteten i Märstaån och dess delavrinningsområden. Samtliga analysresultat finns att hämta i bilaga 1. Klimat och hydrologi Temperatur Månadsmedeltemperaturen i Stockholm (SMHI 2018) redovisas i figur 2. Som framgår av figuren var vintermånaderna januari, februari, mars och december jämförelsevis milda, endast i januari understeg månadsmedeltemperaturen 0 C. Under resterande del av året var månadsmedeltemperaturen jämförbar med månadsmedeltemperaturen Figur 2. Månadsmedeltemperaturen i Stockholm 2017 samt under perioden Nederbörd I figur 3 visas månadsnederbörden under 2017 samt månadsmedelnederbörden under perioden i Stockholm. Nederbörden under vintern 2017 var jämförelsevis låg och den största delen föll som regn. I maj föll nästan inget regn alls medan juni månad var mycket nederbördsrik. Juli var mycket nederbördsfattig medan nederbörden var normal i augusti och september. I oktober föll mycket regn, den 6-9/10 föll ca 30 mm. Under november och december var nederbörden normal eller något högre än normal, all nederbörd föll som regn. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 6!

7 Figur 3. Månadsnederbörden i Stockholm 2017 samt månadsmedelnederbörden vid perioden under Vattenflöde I figur 4 beskrivs vattenflödet (m 3 /s) vid Märstaåns mynning under 2017 och under perioden Under vinter, vår och sommar var flödena låga 2017 jämfört med med perioden I oktober föll stora mängder regn och flödena ökade. De höga flödena fortsatte sedan även under november och december då nederbörden till största delen föll som regn. Figur 4. Månadsmedelflödet vid Märstaåns mynning 2017 samt månadsmedelflödet under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 7!

8 Vattenkemi I detta avsnitt redovisas analysresultaten från Märstaåns mynning och de olika delavrinningsområdenas provpunkter. Inledningsvis jämförs resultaten från de olika delarinningsområdena med resultaten vid Märstaåns mynning (Märstaåns utlopp). Vidare särredovisas de olika delavrinningsområdenas provpunkter där trender och årsvariation beskrivs. Sammanfattande resultat I detta avsnitt redovisas resultaten från samtliga provpunkter och ekologisk och kemisk status fastställs där så var möjligt. ph, alkalinitet och konduktivitet Märstaån och dess delgrenar kan karakteriseras som välbuffrade och jonrika vattendrag med neutralt ph. ph-värdet är ett mått på vattnets innehåll av vätejoner eller dess surhetsgrad. ph-värdet varierade mellan ca 7 och 8, det högsta ph-värdet uppmättes generellt i Rosersbergsbäcken. Alkaliniteten är ett mått på vattnets förmåga att neutralisera syror, det vill säga förmågan att tåla tillskott av vätejoner utan att reagera med en ph- sänkning. Högst alkalinitet uppmättes generellt i Kättstabäcken, se figur 5. Figur 5. Alkaliniteten vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 8!

9 Konduktivitet (vattnets ledningsförmåga) är ett mått på vattnets totala joninnehåll och kan till exempel användas för att spåra föroreningskällor i vattendrag. I Märstaåns avrinningsråde var konduktiviteten högst i Halmsjöbäcken vars tillrinningsområde omfattar bland annat Arlanda flygplats, se figur 6. Figur 6. Konduktiviteten vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Grumlighet, absorbans och TOC (totalt organiskt kol) Variabeln grumlighet kvantifierar mängden partiklar i vattnet genom att mäta ljusspridning. Grumlighet anges vanligen i enheten FNU (formazine nephelometric units). I Märstaåns avrinningsområde var variationen i grumlighet mycket stor, se figur 7. Störst påverkan bland delavrinningsområdena uppmättes i Odensalabäcken vars tillrinningsområde till stora delar består av dikad jordbruks- eller öppenmark där jorderosionen längst vattendraget är stor. Figur 7. Grumligheten vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 9!

10 Absorbansen mäts i fotospektrometer vid 420 nm och kan omvandlas till vattnets färgtal med en faktor 500. Vattnets färg beror i första hand på mängden lösta humusämnen. Den högsta absorbansen i Märstaåns avrinningsområde uppmättes i Kättstabäcken vars källflöden finns i ett skogsområde i delavrinningsområdets norra del, se figur 8. I övriga delar av Märstaåns avrinningsområde var absorbansen måttlig. Figur 8. Absorbansen vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Mängden total organiskt kol (TOC) följer väl absorbansens variation mellan de olika delavrinningsområdena i Märstaån. De högsta halterna uppmättes i Kättstabäcken, se figur 9. Figur 9. Halten TOC (totalt organiskt kol) vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 10!

11 Näringsämnen I sjöar och vattendrag reglerar näringsämnena fosfor och kväve växtsamhällenas utveckling. Som regel är fosfor det viktigaste näringsämnet för dessa processer. Dessa näringsämnen finns (förenklat) antingen lösta i vattnet som närsalter eller bundna till organiska (exempelvis alger och humusämnen) eller oorganiska partiklar (lerpartiklar). Löst fosfor och kväve Fosfatfosfor är en oorganisk form av fosfor som är tillgänglig för upptag i växter och alger. I figur 10 visas fosfatfosforhalterna under perioden i Märstaån och dess delavrinningsområden. De högsta halterna fosfatfosfor uppmättes i Odensalabäcken vars tillrinningsområde domineras av jordbruksmark och öppenmark. I denna typ av markanvändning förekommer tidvis stora läckage av lösta näringsämnen som fosfatfosfor. Figur 10. Fosfatfosforhalterna vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Löst kväve förekommer i tre olika former. Ammoniumkväve är en växttillgänglig jonform av kväve som bildas vid nedbrytning. Nitrit- och nitratkväve bildas bland annat genom oxidation av ammoniumkväve men frigörs även från kringliggande markområden i samband med höga flöden. Ammoniumkväve uppmättes oftast i låga halter men under åren 2012 och 2013 uppmättes mycket höga halter i Rosersbergsbäcken, se figur 11. Höga halter ammoniumkväve förknippas ofta med avloppsvatten. De höga halterna i Rosersbergsbäcken har dock inte förekommit under den senaste fyraårs perioden. Den största andelen löst kväve som uppmättes i Märstaån förelåg som nitrit- och nitratkväve. Högst var halterna i den jordbruksdominerade Odensalabäcken, se figur 12. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I! 11

12 Figur 11. Ammoniumkvävehalterna vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Figur 12. Nitrit-nitratkvävehalterna vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Totalfosfor och totalkväve Dessa variabler beskriver vattnets totala fosfor- och kväveinnehåll, det vill säga summan av löst fosfor respektive kväve samt den organiskt eller oorganiskt bundna delen. Totalfosforhalterna i Märstaån och dess delavrinningsområden redovisas i figur 13. Figuren visar att de högsta halterna totalfosfor uppmättes i de mest näringsrika delavrinningsområdena Odensalabäcken och Kättstabäcken. I figuren visas även gränsen mellan måttlig (gul) och god (grön) status för Märstaåns utlopp. För övriga provpunkter finns inga uppgifter om andelen jordbruksmark varvid referensvärden inte kunde beräknas. Gränsen mellan måttlig och god status (Havs- och Vattenmyndigheten 2013) kan dock även för övriga delavrinningsområden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 12!

13 fungera som en indikator för statusläget vid de olika provpunkterna. Medianvärdet (det horisontella strecket i varje boxplot) för Märstaån visade på god status under hela perioden Med gränsen mellan måttlig och god status för Märstaåns utlopp som underlag uppnådde även Halmsjöbäcken och Rosersbergsbäcken god status. Odensalabäcken och Kättstabäcken uppnådde inte god status med undantag för 2017 då samtliga delavrinningsområden och Märstaåns utlopp uppnådde god status. Figur 13. Totalfosforhalterna vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden I figuren visas gränsen mellan måttlig (gul) och god (grön) status för totalfosfor vid Märstaåns utlopp. Totalkvävehalternas variation berodde till stora delar av den mängd löst kväve som uppmättes i de olika vattendragen. De högsta halterna totalkväve uppmättes i de mest näringsrika vattendragen Odensalabäcken och Kättstabäcken, se figur 14. Figur 14. Totalkvävehalterna vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 13!

14 Särskilt förorenande ämnen Särskilda förorenande ämnen är ämnen som släpps ut i betydande mängd, det vill säga i sådan mängd att påverkan från aktuellt ämne kan hindra att biologiska kvalitetsfaktorer uppnår/upprätthåller god status. I Sverige regleras särskilda förorenande ämnena av Havs- och vattenmyndighetens föreskrift HVMFS 2015:4. Föreskriften omfattar 25 särskilda förorenande ämnen som klassificeras under ekologisk status. Av dessa ämnen omfattar kontrollprogrammet statusklassning av arsenik, krom, koppar och zink. Klassningen görs mot fastställda gränsvärden som vanligen avser årsmedelhalter, men ibland även maximalt tillåten koncentration. Dessa gränsvärden avses spegla risknivåer för kronisk toxicitet (årsmedelvärden) och akut toxicitet (maximalt tillåten koncentration). Bedömning görs till klasserna god eller måttlig ekologisk status. För arsenik och krom avser gränsvärdena lösta halter medan gränsvärden för koppar och zink avser den biotillgängliga fraktionen av metallen. Biotillgängliga halter av koppar och zink beräknades i enlighet med Havsoch vattenmyndighetens vägledning (2016) med hjälp av modellverktyget Bio-Met (version 4.0). För att utföra denna beräkning används ph, kalcium och DOC (löst organiskt kol). Eftersom DOC saknas i Märstaåns kontrollprogram användes i stället TOC (totalt organiskt kol). Detta medförde att de halter som beräknats är något underskattade. De biotillgängliga halterna halterna koppar och zink uppnådde god status i samtliga delavrinningsområden och vid Märstaåns utlopp. Kopparhalterna var mycket låga medan zinkhalten vid ett antal till fällen överskred gränsvärdet i Odensalabäcken, se figur 15. Figur 15. Den biotillgänliga halten zink vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 14!

15 Den lösta halten krom var mycket låg och god status uppnåddes vid samtliga provstationer. Halten löst arsenik var hög och uppnådde inte god status. De högsta halterna uppmättes i Kättstabäcken och Halmsjöbäcken, lägst var halterna generellt i Odensalabäcken, se figur 16. Vid bedömningen av arsenik skall hänsyn tas till områdets bakgrundshalt. För kalkrika färgade vattendrag (Kättstsabäcken) är bakgrundshalten 0,60 µg/l och för kalkrika klara vattendrag (övriga) är bakgrundshalten 0,33 µg/l (Herbert m.fl. 2009). Med hänsyn tagen till bakgrundshalterna uppnår Odensalabäcken god status under hela den undersökta perioden , se figur 16. Figur 16. Den lösta halten arsenik vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Kemisk status-prioriterade ämnen Kemisk status klassas baserat på halter av så kallade prioriterade ämnen. Dessa är 45 ämnen som är utvalda för åtgärder inom EU då de utgör en risk för ytvattenmiljön och/eller finns uppmätta i ytvattnen inom EU. Prioriterade ämnen har EU-gemensamma gränsvärden som motsvarar miljökvalitetsnormen för kemisk status. Om miljökvalitetsnormen överskrids uppnås inte god kemisk status i vattenförekomsten och åtgärder måste vidtas. Fastställda gränsvärden framgår av gällande föreskrift (Havs- och Vattenmyndigheten 2015). Bedömning görs till klasserna god kemisk status eller uppnår ej god kemisk status. Miljökvalitetsnormer för prioriterade ämnen avser årsmedelvärde och i vissa fall även maximalt tillåten koncentration. Precis som för SFÄ avses dessa gränsvärden spegla risknivåer för kronisk toxicitet (årsmedelvärden) och akut toxicitet (maximalt tillåten koncentration). För kadmium avser gränsvärdena lösta halter. Gränsvärden för nickel och bly avser vidare den biotillgängliga fraktionen av metallen. Biotillgänglighet beräknades på samma sätt som för särskilda förorenande ämnen (se ovan). Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 15!

16 Kadmium, nickel och bly uppnådde god status vid Märtaåns utlopp och vid samtliga delavrinningsområden under perioden Den biotillgängliga halten nickel uppmättes i förhöjda halter vid ett fåtal tillfällen i Odensalabäcken, se figur 17. Då de biotillgängliga halterna generellt är något underskattade (se sid 14) så bör halterna i speciellt Odensalabäcken följas under kommande års undersökningar. För att på ett säkrare sätt beräkna den biotillgängliga halten bör även DOC mätas vid de fem provpunkterna i Märstaåns avrinningsområde. Figur 17. Den biotillgänliga halten nickel vid de fem provpunkterna i Märstaån under perioden Delavrinningsområden I detta avsnitt beskrivs förhållandena i respektive delavrinningsområde och i Märstaån utlopp. Signifikanta statistiska förändringar belyses och variationer under 2017 beskrivs. En trendanalys av samtliga parametrar som analyserats i Märstaån utlopp sammanfattas i tabell 2 (se sid 32). Kättstabäcken Provpunkten är belägen strax innan sammanflödet med Märstaån vid Broby. Kättstabäcken kan karakteriseras som ett mycket välbuffrat och starkt färgat vatten med höga halter TOC, höga halter organiskt kväve samt höga halter fosfor. Jämte Odensalabäcken det mest näringsrika delavrinningsområdet i Märstaåns avrinningsområde. En statistiskt signifikant ökning i ph, alkalinitet och konduktivitet uppmättes i Kättstabäcken under perioden , se figur 18. Den högsta alkaliniteten och konduktiviteten uppmättes under första halvåret ph-värdet var högst under sommaren i samband med hög produktion i Kättstabäckens växtsamhällen. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 16!

17 Figur 18. Konduktiviteten i Kättstabäcken under perioden samt variationen under I Kättstabäcken uppmättes en signifikant minskning av absorbans och grumlighet under perioden , se figur 19. Den högsta grumligheten, absorbansen och halten TOC under 2017 uppmättes i samband med höga flöden januari- mars och oktober-december. Figur 19. Grumligheten i Kättstabäcken under perioden samt variationen under I den näringsrika Kättstabäcken uppmättes en statistiskt signifikant trend mot minskade halter fosfatfosfor under perioden , se figur 20. Den partikulärt bundna fosforn minskade dock inte på samma vis under samma period, se figur 21. Årsvariationen under 2017 mellan de båda fosforfraktionerna var också mycket olika. De högsta fosfatfosforhalterna uppmättes i samband med låga flöden under sommaren då påverkan från mindre föroreningar som tex enskilda avlopp var störst. De högsta halterna partikulärt bunden fosfor uppmättes i samband med högre flöden och grumligt vatten under vinter, vår och höst. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 17!

18 Figur 20. Fosfatfosforhalten i Kättstabäcken under perioden samt variationen under Figur 21. Halten partikulärt bunden fosfor i Kättstabäcken under perioden samt variationen under Bland de tungmetaller som analyserats i Kättstabäcken uppmättes en statistiskt signifikant minskning av kadmium, krom, nickel och bly under perioden Dock minskade inte halten arsenik. Bland de flesta tungmetaller finns ett tydligt samband mellan höga flöden och förhöjda halter. I figur 22 visas zinkhalten under perioden samt årsvariationen under Figur 22. Zinkhalten (filtrerade prover) i Kättstabäcken under perioden samt årsvariationen under Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 18!

19 Figuren visar tydligt att mängden zink ökar i samband med högre flöden vinter, vår och höst I figur 23 visas arsenikhalten under samma perioder som för zink ovan. Här råder motsatta förhållanden då de lägsta halterna uppmättes i samband med höga flöden. Detta visar att arsenikhalten troligen är hög beroende av höga bakgrundshalter i detta område. Vid analys av övriga metaller ökar halterna i samband med höga flöden vilket indikerar en extern påverkan från Kättstabäckens avrinningsområde. Figur 23. Arsenikhalten (filtrerade prover) i Kättstabäcken under perioden samt årsvariationen under Halmsjöbäcken Provpunkten är belägen strax innan sammanflödet med Kättstabäcken nedströms den meandrande sträckan vid Måby. Halmsjöbäckens delavrinningsområde är det minst grumliga i Märstaån avrinningsområde och det delavrinningsområde som påverkas mest av hårdgjorda ytor (Arlanda flygplats). I Halmsjöbäcken uppmättes en statistiskt signifikant ökning i alkalinitet och konduktivitet under perioden , se figur 24. ph, alkalinitet och konduktivitet varierade endast lite under 2017 med undantag för provtagningen i juni då en extremt hög alkalinitet uppmättes, troligen i samband med låga flöden och någon typ av förorening. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 19!

20 Figur 24. Alkaliniteten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under En statistiskt signifikant trend mot minskad absorbans och grumlighet uppmättes i Halmsjöbäcken under perioden , se figur 25. Den högsta absorbansen och grumligheten 2017 uppmättes i samband med höga flöden under vinter, vår och höst. Under sommaren var påverkan av erosion och utläckage från kringliggande marker mindre. Figur 25. Grumligheten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under I Halmsjöbäcken uppmättes en signifikant trend mot minskade halter löst kväve, både ammonium- och nitritnitratkväve. I figur 26 visas summan av det lösta kvävet (DIN) under perioden samt årsvariationen under Den största andelen av det lösta kvävet förelåg som nitritnitratkväve med undantag för sommarmånaderna juli och augusti då den största andelen löst kväve föreslår som ammoniumkväve, troligen i samband med hög vattentemperatur och nedbrytningsprocesser i vattendraget eller mindre utsläpp av förorenat vatten. Mängden nitritnitratkväve ökade under hösten i samband med höga flöden och utläckage från kringliggande marker. Förvånansvärt nog var halterna löst kväve mycket låga under vintermånaderna januari-mars, troligen beroende av den jämförelsevis låga nederbörden då endast ett litet utläckande ägde rum. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 20!

21 Figur 26. Summan av ammonium- och nitritnitratkväve (DIN) i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under Totalfosforhalten i Halmsjöbäcken under perioden och årsvariationen under 2017 visas i figur 27. Under sommaren 2017 uppmättes förhöjda halter totalfosfor i Halmsjöbäcken. Vid dessa provtagningstillfällen förelåg den största andelen av totaltfosforinnehållet som löst fosfor vilket indikerar mindre påverkan från förorenat vatten, möjligen avloppsvatten eller annan förorening. Förhöjda halter ammoniumkväve vid samma tidpunkt indikerar även denna typ av påverkan. Figur 27. Totalfosforhalten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under En statistiskt signifikant trend mot minskande halter kadmium, krom, koppar och zink uppmättes i Halmsjöbäcken under perioden , se figur 28. I likhet med Kättstabäcken minskade inte halten arsenik i samma omfattning. I figur 29 visas arsenikhalten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under Det framgår tydligt av de båda figurerna att omvända förhållanden gäller vad gäller sambandet mellan flödet i vattendraget och koncentrationer av de båda ämnena. Den högsta halten zink uppmättes i samband med höga flöden i november, vid samma Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 21!

22 provtagningstillfälle uppmättes den lägsta halten arsenik. I juni uppmättes mycket höga halter arsenik i samband med någon typ av förorening, se även fosfor och kväve mfl ovan. Figur 28. Zinkhalten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under Figur 29. Arsenikhalten i Halmsjöbäcken under perioden samt årsvariationen under Odensalabäcken Provpunkten är belägen strax innan sammanflödet med Märstaån, ca 20 m norr om Brobyvägen. Odensalabäckens delavrinningsområdet är det mest grumliga och näringsrika i Märstaån avrinningsområde. Här uppmättes dock de lägsta halterna arsenik. I Odensalabäcken uppmättes inga tydliga trender vad gäller ph, alkalinitet och konduktivitet under perioden Odensalabäcken är ett jonrikt och mycket välbuffrat vattendrag med högt ph. Under 2017 varierade ph-värdet mellan 7,1 och 8,4, de högsta ph-värdena uppmättes under Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 22!

23 sommarmånaderna juli och augusti i samband hög produktion i vattendragets växtsamhällen, se figur 30. Figur 30. ph-värdet i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Under perioden har grumligheten i Odensalabäcken varit mycket hög och under åren uppmättes en extremt hög grumlighet vid ett flertal tillfällen, se figur 31. Under den senaste tre-års perioden uppmättes en statistiskt signifikant minskning av grumligheten i Odensalabäcken. Figur 31. ph-värdet i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Odensalabäcken är ett mycket näringsrikt vattendrag starkt påverkat av delavrinningsområdets dominans av jordbruksmark. I figur 32 visas totalfosforhalten under perioden samt årsvariationen under Halterna har minskat under de senaste tre åren men inga signifikanta trender fanns i datamaterialet. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 23!

24 Figur 32. Totalfosforhalten i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Under perioden uppmättes dock en statistiskt signifikant trend mot minskade halter löst fosfor och kväve (ammonium) i Odernsalabäcken, se figur 33 och 34. Figur 33. Fosfatfosforhalten i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Figur 34. Ammoniumkvävehalten i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 24!

25 Bland de tungmetaller som analyserats i Odensalabäcken uppmättes en statistiskt signifikant trend mot minskade halter krom och koppar under perioden Under 2017 uppmättes höga halter nickel i samband med högre flöden vinter och höst i Odensalabäcken, se figur 35. Omräknat till biotillgänglig halt så uppnåddes inte god kemisk status för nickel 2017 om årsmedelvärdet beräknades från perioderna januari-april och oktoberdecember. Figur 35. Nickelhalten (filtrerade prover) i Odensalabäcken under perioden samt årsvariationen under Rosersbergsbäcken Provpunkten i Rosersbergsbäcken finns belägen ca 200 m uppströms dammsystemet som ansluter till Märstaån öster om koloniområdet. Rosersbergsbäcken är ett mycket välbuffrat och näringsrikt vattendrag med måttlig vattenfärg. Parametrarna ph, alkalinitet och konduktivitet uppvisade generellt en liten variation under åren. I figur 36 visas konduktiviten i Rosersbergsbäcken under perioden och årsvariationen under Figur 36. Konduktiviteten i Rosersbergsbäcken under perioden samt årsvariationen under Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 25!

26 En statistiskt signifikant trend mot lägre absorbans och TOC-halt uppmättes under perioden , se figur 37. Under större delen av 2017 var absorbansen låg. Endast i samband med de höga flödena under oktoberdecember uppmättes en måttlig absorbans i Rosersbergsbäcken. Grumligheten i Rosersbergsbäcken var oftast hög. Under de två senaste åren var variation jämförelsevis liten. Figur 37. Absorbansen i Rosersbergsbäcken under perioden samt årsvariationen under En statistiskt signifikant minskning av mängden löst fosfor och kväve uppmättes i Rosersbergsbäcken under perioden , se figur 38 och 39. Den organiskt bundna fosforn och det organiskt bundna kvävet minskade inte under samma period. Den minskade mängden lösta näringsämnen tyder på mindre påverkan av externa föroreningar som exempelvis enskilda avlopp eller dylikt. Figur 38. Fosfatfosforhalten i Rosersbergsbäcken under perioden samt årsvariationen under Under perioden förelåg det lösta kvävet till största delen som nitratkväve med undantag för 2012 då höga halter ammoniumkväve uppmättes i Rosersbergsbäcken. Under 2017 var halterna löst kväve låga under hela sommaren i samband med upptag från bäckens växtsamhällen, se figur 39. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 26!

27 Figur 39. Summan av halterna ammonium- och nitritnitratkväve (DIN) i Rosersbergsbäcken under perioden samt årsvariationen under Bland de metaller som analyserats uppmättes en statistiskt signifikant minskning av mängden kadmium, krom, koppar, nickel och zink i Rosersbergsbäcken under perioden Likt övriga vattendrag i Märstaån avrinningsområde var halterna arsenik höga och inga statistiskt signifikanta trender kunde uppmättas under perioden De högsta arsenikhalterna 2017 uppmättes i samband med låga flöden under sommaren, se figur 40. För koppar, zink, kadmium och bly rådde motsatta förhållanden, de högsta halterna uppmättes under perioder med höga flöden (novemberdecember). Figur 40. Arsenikhalten i Rosersbergsbäcken under perioden samt årsvariationen under Märstaåns mynning Provpunkten är belägen ca 650 m från utloppet i Steningeviken, se figur 1 En statistiskt signifikant trend mot ökat ph-värde och ökad alkalinitet har uppmätts i Märstaån mynning under perioden , se figur 41. Under perioden var förändringen av ph och alkalinitet inte statistiskt signifikant. Under 2017 uppmättes den högsta alkaliniteten under sommaren då flödet i vattendraget var lågt. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 27!

28 Figur 41. Alkaliniteten i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Under perioden uppmättes en statistiskt signifikant ökning av halten totalt organiskt kol (TOC), se figur 42. Under den senaste sexårs perioden hade dock halten TOC minskat, även denna minskning var statistiskt signifikant. Vad gäller absorbans uppmättes inga tydliga trender under perioden Under den senaste sexårs perioden ( ) uppmättes dock en statistiskt signifikant minskning av både absorbans och grumlighet (endast mätt ). Årsvariationen under 2017 av parametrarna TOC, absorbans och grumlighet visade att de högsta halterna uppmättes i samband med högre flöden under vinter, vår och höst. Figur 42. Halten TOC (totalt organiskt kol) i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Under de båda perioderna och uppmättes en statistiskt signifikanta minskning av det lösta kvävet, både ammonium- och nitritnitratkväve, se figur 43. Cirka 90% av det lösta kvävet förelåg som nitritnitratkväve under större delen av den undersökta perioden Vid ett fåtal tillfällen uppmättes förhöjda halter ammoniumkväve, oftast i Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 28!

29 samband med låga flöden. De lägsta halterna löst kväve 2017 uppmättes under tillväxtsäsongen april-september i samband med upptag av vattendragets växtsamhällen. Vad gäller fraktionen partikulärt bundet kväve påvisades inga tydliga trender under någon av perioderna och Figur 43. Halten löst kväve, DIN (summan av ammonium- och niyritnitratkväve)) i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Fosfatfosfor- och totalfosforhalterna i Märstaån uppvisade inga tydliga trender, varken för perioden eller I figur 44 visas totalfosforhalten under perioden samt årsvariationen under Under perioden har variationen i totalfosforhalt vid Märstaån mynning varit likartad. Vid ett flertal tillfällen har dock mycket höga halter totalfosfor uppmätts, oftast i samband med höga flöden. Korrelationen mellan totalfosforhalt och grumlighet var mycket hög (Spearman ρ och Kendall τ p=<0,0001). Figur 44. Totalfosforhalten i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Under perioden uppmättes statistiskt signifikanta trender mot minskade halter kalium, krom, koppar och bly vid Märstaåns mynning. Inga signifikanta trender kunde påvisas för arsenik, nickel och zink. Sambandet mellan de olika ämnenas koncentration och flödet i vattendraget Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 29!

30 yttrar sig mycket olika. När det gäller arsenik uppmättes de högsta halterna under 2017 vid provtagningstillfällen då flödet i vattendraget var lågt, se figur 45. Figur 45. Arsenikhalten i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Ett omvänt samband uppmättes för zink där höga halter under 2017 var kopplat till högre flöden och hög partikeltransport under januari-mars och oktober-december, se figur 46. Figur 46. Zinkhalten i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 30!

31 När det gäller blyhalten vid Märstaåns mynning var årsvariationen under 2017 jämförelsevis liten och inget tydligt samband mellan halt och flöde kunde konstateras, se figur 47. Figur 47. Zinkhalten i Märstaåns mynning under perioden samt årsvariationen under I tabell 2 visas korrelationen mellan grumlighet, arsenik, zink och bly under De statistiska metoder som använts för att påvisa sambandet mellan variablerna är Kendall s Tau och Spearman s Rank Correlation Coefficient. Resultaten visar en tydlig signifikans (signifikansnivå ***) mellan minskad grumlighet och ökad arsenikhalt i Märstaåns mynning Även sambandet ökad grumlighet och ökad zinkhalt var statistiskt signifikant (signifikansnivå*) under Det fanns dock inget statistiskt signifikant samband mellan grumlighet och halten bly i Märstaån mynning Tabell 2. Korrelationen mellan grumlighet och arsenik, bly och zink under Variable by Variable Spearman ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Grumlighet (FNU) Grumlighet (FNU) Grumlighet (FNU) As filtr. (µg/l) 0,8445 0,0005*** 0,6774 0,0028*** Pb filtr. (µg/l) 0,0746 0,8178 0,0681 0,7737 Zn filtr. (µg/l) 0,662 0,0190* 0,5038 0,0233* Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 31!

32 Statistiska trender och samband I detta avsnitt sammanfattas de statiska beräkningarna av trender under perioderna och i Märstaåns mynning, se tabell 3. Tabell 3. Trendanalys av vattenkemiska parametrar i Märstaåns mynning. De metoder som användes vid trendanalysen var Spearemans rangkorrelation och Kendalls Tau. Båda metoder uppskattar hur väl sambandet mellan två variabeler kan beskrivas i en växande eller avtagande funktion. Vid en perfekt korrelation (Speareman eller Kendall) är värdet antingen +1 om den är växande eller -1 om den är avtagande. P-värdet (i tabellen beskrivet som Prob>) beskriver sannolikheten i den växande eller avtagande funktionen. Signifikantsnivån beräknas från p-värdet och visas som p=5% (*), p=1% (**) och p=0,1% (***). För exempelvis p=5% visar med 95% säkerhet att resultaten i den beräknade funktionen stämmer. Period Period Variable Spear man ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signif ikans nivå Spearm an ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signifi kansni vå Tot-N (µg/l) 0,3818 <,0001* 0,2619 <,0001* *** 0,2672 0,0233* 0,1906 0,0179* * DIN (µg/l) 0,3464 <,0001* 0,2380 <,0001* *** 0,2500 0,0342* 0,1753 0,0294* * NO2+NO3-N (µg/l) 0,3122 <,0001* 0,2102 <,0001* *** 0,2189 0,0647 0,1581 0,0495* NH4-N (µg/l) 0,2887 <,0001* 0,1935 <,0001* *** 0,3100 0,0080* 0,2139 0,0081* ** Cl (mekv/l) 0,2145 0,0006* 0,1393 0,0010* *** 0,169 0,1559 0,1032 0,201 Slamhalt (mg/l) 0,1462 0,0436* 0,0992 0,0419* * 0,0614 0,7221 0,0365 0,754 Alkalinitet (mekv/l) 0,1896 0,0026* 0,1299 0,0022* *** 0,1676 0,1595 0,1217 0,1306 ph 0,2592 <,0001* 0,1738 <,0001* *** 0,1875 0,1147 0,1188 0,1454 TOC (mg/l) 0,1915 0,0023* 0,1204 0,0047* ** 0,2698 0,0219* 0,1872 0,0206* * SO4 (mekv/l) 0,3230 0,1911 0,1895 0,272 0,1049 0,7456 0,0303 0,8909 Grumlighet (FNU) 0,1725 0,0928 0,1237 0,0757 0,2407 0,0417* 0,1781 0,0276* * Part.-P 0,0925 0,1447 0,0594 0,1642 0,1782 0,1343 0,1161 0,1501 Konduktivitet (ms/m) 0,0878 0,1653 0,0561 0,1863 0,2553 0,0304* 0,1767 0,0283* * Tot-P (µg/l) 0,0003 0,9968 0,0016 0,9704 0,0319 0,79 0,0129 0,8725 Part.-N 0,0206 0,7457 0,0227 0,5923 0,0048 0,9682 0,0024 0,9767 Abs. filtr. (420nm 5 cm) 0,0552 0,3836 0,0321 0,451 0,3491 0,0026* 0,2379 0,0032* *** PO4-P (µg/l) 0,0711 0,262 0,049 0,2509 0,1465 0,2195 0,1056 0,1924 V filtr. (µg/l) 0,6705 <,0001* 0,4484 <,0001* *** 0,6705 <,0001* 0,4484 <,0001* *** Cu filtr. (µg/l) 0,4645 <,0001* 0,3405 <,0001* *** 0,4645 <,0001* 0,3405 <,0001* *** Fe filtr. (µg/l) 0,4261 0,0096* 0,2716 0,0205* ** 0,4261 0,0096* 0,2716 0,0205* * Cr filtr. (µg/l) 0,3956 0,0008* 0,2894 0,0006* *** 0,3956 0,0008* 0,2894 0,0006* *** Pb filtr. (µg/l) 0,3312 0,0058* 0,2263 0,0086* ** 0,3312 0,0058* 0,2263 0,0086* ** Cd filtr. (µg/l) 0,3175 0,0083* 0,2471 0,0036* ** 0,3175 0,0083* 0,2471 0,0036* ** Ca (mekv/l) 0,2315 0,0002* 0,1555 0,0002* *** 0,0120 0,9203 0,0142 0,861 Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 32!

33 Period Period Variable Spear man ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signif ikans nivå Spearm an ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signifi kansni vå Na (mekv/l) 0,2027 0,0012* 0,1295 0,0023* ** 0,1796 0,1311 0,1252 0,1219 Mg (mekv/l) 0,1637 0,0094* 0,1106 0,0091* *** 0,0008 0,9949 0,0035 0,9651 K (mekv/l) 0,6029 <,0001* 0,427 <,0001* *** 0,3605 0,0019* 0,251 0,0019* *** Mn filtr. (µg/l) 0,2797 0,0985 0,1966 0,0935 0,2797 0,0985 0,1966 0,0935 Co filtr. (µg/l) 0,1749 0,1537 0,1384 0,0964 0,1749 0,1537 0,1384 0,0964 Zn filtr. (µg/l) 0,1579 0,1983 0,1238 0,1381 0,1579 0,1983 0,1238 0,1381 Ni filtr. (µg/l) 0,1083 0,3796 0,1122 0,1786 0,1083 0,3796 0,1122 0,1786 As filtr. (µg/l) 0,0006 0,9964 0,0023 0,9788 0,0006 0,9964 0,0023 0,9788 Al filtr. (µg/l) 0,2305 0,1763 0,1404 0,2304 0,2305 0,1763 0,1404 0,2304 Si (mg/l) 0,0695 0,2833 0,0346 0,4254 0,2384 0,0437* 0,1613 0,0457* * Sambandet mellan grumlighet och de parametrar som undersökts under perioden i Märstaån mynning visas i tabell 4. Koncentrationen av ett flertal ämnen ökade i samband med hög grumlighet och höga flöden. När det gäller alkalinitet och konduktivitet påverkades koncentrationen dessa parametrar negativt av ett ökat flöde. För dessa ämnen sker en utspädningseffekt av regn- och smältvatten med låg alkalinitet och konduktivitet. Tabell 4. Sambandet mellan grumlighet och de parametrar som undersökts under perioden i Märstaån mynning. Period by Variable Typ Spearman ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signifikan snivå Alkalinitet (mekv/l) Ämne 0,4437 <,0001* 0,3335 <,0001* *** Konduktivitet (ms/m) Ämne 0,3177 0,0065* 0,2291 0,0046* ** SO4 (mekv/l) Ämne 0,5664 0,0548 0,4545 0,0397* Si (mg/l) Ämne 0,0695 0,2833 0,0346 0,4254 ph Ämne 0,0793 0,5081 0,0503 0,5394 Part.-N Ämne 0,1536 0,1976 0,1067 0,1875 PO4-P (µg/l) Ämne 0,5597 <,0001* 0,4276 <,0001* *** Part.-P Ämne 0,5693 <,0001* 0,4166 <,0001* *** TOC (mg/l) Ämne 0,6062 <,0001* 0,4375 <,0001* *** Tot-P (µg/l) Ämne 0,6854 <,0001* 0,5528 <,0001* *** Abs. filtr. (420nm 5 cm) Ämne 0,7388 <,0001* 0,5524 <,0001* *** NO2+NO3-N (µg/l) Ämne 0,7749 <,0001* 0,6022 <,0001* *** Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 33!

34 Period by Variable Typ Spearman ρ Prob> ρ Kendall τ Prob> τ Signifikan snivå DIN (µg/l) Ämne 0,7837 <,0001* 0,6114 <,0001* *** Slamhalt (mg/l) Ämne 0,869 <,0001* 0,7241 <,0001* *** Tot-N (µg/l) Ämne 0,8818 <,0001* 0,7101 <,0001* *** As filtr. (µg/l) Metaller 0,4977 <,0001* 0,3685 <,0001* *** K (mekv/l) Metaller 0,4069 0,0004* 0,2774 0,0006* *** Na (mekv/l) Metaller 0,4016 0,0005* 0,2743 0,0007* *** Cl (mekv/l) Metaller 0,3411 0,0034* 0,2327 0,0041* ** NH4-N (µg/l) Ämne 0,2425 0,0401* 0,1562 0,0541 * Al filtr. (µg/l) Metaller 0,2305 0,1763 0,1404 0,2304 Co filtr. (µg/l) Metaller 0,5008 <,0001* 0,3412 <,0001* *** Ni filtr. (µg/l) Metaller 0,6143 <,0001* 0,4423 <,0001* *** Al filtr. (µg/l) Metaller 0,6203 <,0001* 0,4804 <,0001* *** Cr filtr. (µg/l) Metaller 0,6448 <,0001* 0,4614 <,0001* *** Cd filtr. (µg/l) Metaller 0,7428 <,0001* 0,5563 <,0001* *** Si (mg/l) Metaller 0,8343 <,0001* 0,6485 <,0001* *** Cu filtr. (µg/l) Metaller 0,8359 <,0001* 0,6528 <,0001* *** Pb filtr. (µg/l) Metaller 0,2521 0,0381* 0,186 0,0316* * Ca (mekv/l) Metaller 0,1737 0,1446 0,1309 0,1073 Mn filtr. (µg/l) Metaller 0,0402 0,8159 0,0514 0,6625 Fe filtr. (µg/l) Metaller 0,0232 0,8932 0,0241 0,8379 As filtr. (µg/l) Metaller 0,0006 0,9964 0,0023 0,9788 Mg (mekv/l) Metaller 0,107 0,3708 0,0568 0,4836 Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 34!

35 Referenser Havs och vattenmyndigheten Havs- och vattenmyndighetens föreskrifter om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten. HVMFS 2013:19 Havs och vattenmyndigheten Havs- och vattenmyndighetens föreskrifter om ändring i Havs- och vattenmyndighetens föreskrifter (HVMFS 2013:19) om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten. HVMFS 2015:4. Herbert, R., L. Björkvald, T. Wällstedt & K. Johansson Bakgrundshalter av metaller i Svenska inlands- och kustvatten. Institutionen för vatten och miljö, Sveriges lantbruksuniversitet. Rapport 2009:12. Länsstyrelsen i Stockholm Kiselalger i Stockholms län Fakta 2017:17 SMHI Hemsida, SMHI Vattenweb. Vattenwebb tillgängliggör information om sötvatten och kustvatten i Sverige. Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 35!

36 Bilaga 1. Analysresultat Märstaån Samtliga analysresultat finns sammanställda i excel-filen Märstaån xlsx Vattenkemiska undersökningar i Märstaån 2017 I 36!