Vattenkemi och transportberäkningar vid Hulta Golfklubb 2008

Transkript

1 Vattenkemi och transportberäkningar vid Hulta Golfklubb 2008 Utloppsbäcken från Hulta Golfklubb. Medins Biologi AB Mölnlycke Mats Medin

2 Innehållsförteckning Innehållsförteckning... 1 Inledning... 2 Undersökningens omfattning och metodik... 2 Provpunkter... 2 Metodik... 3 Utvärdering... 3 Resultat och diskussion... 3 Vattenkemi näringsämnen... 3 Övrig vattenkemi... 4 Transportberäkningar näringsämnen... 4 Slutsats... 5 Referenser... 6 Bilaga Vattenkemiska data... 7 Bilaga Vattenföring och transportberäkningar... 9 Bilaga Beskrivning och förklaring till de undersökta parametrarna

3 Inledning På uppdrag av Hulta Golfklubb har Medins Biologi AB utfört kemiska undersökningar och transportberäkningar från tillrinnande vattendrag samt i bäcken ut från området. Undersökningens syfte har varit att kartlägga hur mycket näringsämnen som kommer in i området och hur mycket som läcker ut, detta för att se hur stor andel av näringsämnesbelastningen till Nolån som Hulta Golfklubb står för. Undersökningens omfattning och metodik Provpunkter Provtagning skedde på fyra lokaler under perioden november 2007 till oktober 2008, vilkas läge framgår av Figur 1. I tabell 1 redovisas provtagningsfrekvensen. Pkt. 2 Pkt. 4 Pkt. 3 Pkt. 1 Figur 1. Provpunkternas läge vid undersökningen vid Hulta Golfklubb Utdrag ur Lantmäteriets Gröna karta på CD-rom. 2

4 Tabell 1. Provtagningsfrekvens vid de olika provpunkterna. Datum/provpunkt X X X X X X X X X X X X X X X Misslyckades Misslyckades Misslyckades Misslyckades X X X X Metodik Den vattenkemiska provtagningen har vid samtliga provpunkter omfattat, temperatur, färg, konduktivitet, ph, alkalinitet, TOC, ammoniumkväve, nitratkväve, totalfosfor och totalkväve. En kort förklaring vad de olika parametrarna betyder ges i bilaga 3. Provtagningen har utförts av Robert Andersson banchef på Hulta Golfklubb och har skett i enlighet med metoden BIN SR 11 (Naturvårdsverkets rapport 3108, 1986). Analyser har utförts enligt gällande SISnormer av ALcontrol AB i Linköping. I utloppsbäcken har vid kemiprovtagningen enkla flödesberäkningar utförts med flottörmetoden vilket korthet innebär att man mäter vattenhastigheten, bredden och vattendjupet. Utvärdering Vid bedömningarna har vi använt Naturvårdsverkets bedömningsgrunder för miljökvalitet, sjöar och vattendrag. Rapport 4913, Naturvårdsverket (Wiederholm, T (Ed.) 1999). Vid transportberäkningarna har vi multiplicerat halten vid provtagningstillfället med vattenföringen och antagit att den varit samma för hela månaden. För att räkna fram årstransporten har för de månader mätdata saknas använt oss av medelvärdet från samtliga provtillfällena. Resultat och diskussion Vattenkemi näringsämnen Resultatet visar att fosforhalterna var låga vid samtliga provpunkter och mättillfällen. När det gäller kväve var halterna generellt höga i utloppsbäcken (pkt 1) medan de var låga eller måttligt höga i tillringsbäckarna (bilaga 1). Halterna av ammoniumkväve och nitrat/nitritkväve var allmänt låga under hela undersökningsperioden. Man kan alltså utifrån kemiresultaten konstatera att halterna av kväve är högre i utloppsbäcken jämfört med de tillrinnande bäckarna vilket visar på ett läckage och tillskott från golfbanan. Man gödslar i dag banan med ca 815 kg kväve och år fördelat på 125 kg på greener, 420 kg på fairway samt 270 kg på tee och foregreener. Det naturliga nedfallet av 3

5 kväve från regn på banan beräknas till ca 700 kg (10 kg/ha/år), alltså i samma storleksordning som gödslingen. Övrig vattenkemi Färgen visar generellt på måttligt till betydligt färgat vatten och TOC på låga till måttligt höga halter av organiska ämnen. Halterna beror till största delen på ett relativt högt inslag av humus i vattnet. När det gäller ph och alkalinitet kan man konstatera att tillrinningsbäckarna är mycket sura med ingen eller obetydlig buffertkapacitet. I utloppsbäcken är det något bättre med ett högre ph och en svag buffertkapacitet men troligtvis förekommer ändå surstötar i bäcken. De något bättre förhållandena bedöms som en positiv effekt av golfbanan. Transportberäkningar näringsämnen För att få en grov bild av hur belastningen från golfbanan vad gäller kväve och fosfor har ämnestransporterna i utloppsbäcken beräknats (bilaga 2). Resultatet visar att transporten ut från området av kväve är ca 550 kg/år och av fosfor ca 10 kg/år. In i området från tilloppsbäckarna kommer det ca 250 kg kväve/år och ca 5 kg fosfor/år och med nederbörden ca 700 kg kväve/år och 6 kg fosfor/år. Gödslingen av golfbanan är ca 815 kg kväve/år och 130 kg fosfor/år. Om man räknar med att det som kommer via tillförsbäckarna rinner rakt igen samt att nederbörd och gödsling bidrar med hälften var blir bidraget från golfbanan till Nolån ca 150 kg kväve/år och ca 5 kg fosfor/år (figur 2). Enligt denna modell skulle det alltså fastläggas ca 1200 kg kväve (huvudsak i biomassa). Fastläggningen är ca 68 % vilket verkar rimligt. Man räknar med att transporten i Nolån innan Bollebygd är kg kväve/år och 1087 kg fosfor/år (Rolfsån 2007 Lygnerns vattenvårdsförbund). Från nederbörd Kväve 700 kg Fosfor 6 kg Från tilloppsbäckar Kväve 250 kg Fosfor 5 kg Gödsling på golfbanan Kväve 815 kg Fosfor 130 kg Kväve 550 kg Fosfor 10 kg Nolån Kväve kg Fosfor 1087 kg 4

6 Figur 2. Schematisk bild över transporter av näringsämnen. Av det totala kväve (550 kg) som läcker ut beräknas 250 kg komma från tilloppsbäckarna, 150 kg från nederbörden och 150 kg från gödsling av golfbanan. Slutsats Slutsatsen av de vattenkemiska undersökningarna och transportberäkningarna är att Hultas Golfklubbs bidrag till näringsämnesämnesbelastningen på Nolan bedöms som försumbar. Beräkningarna visar att endast ca 150 kg kväve och 5 kg fosfor tillförs och detta motsvarar mindre än 1% av den totala transporten i Nolån vid Bollebygd. 5

7 Referenser Wiederholm, T (Ed.) Bedömningsgrunder för miljökvalitet, sjöar och vattendrag. Rapport 4913, Naturvårdsverket. Calluna & Eurifins Rolfsån Årsrapport till Lygnerns vattenvårdsförbund. 6

8 Bilaga 1 Vattenkemiska data 7

9 Axelrubrik Medins Biologi AB Utloppsbäcken Datum Temp. Färgtal TOC Kond. ph Alk. NO2/3 N N tot P tot NH4 N ( C) (mg/l) (ms/m) (mekv/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ,1 60 9,0 5,8 6,4 0,074 0,280 0,600 0,008 0, ,0 35 5,6 5,7 6,1 0,056 0,470 0,750 0,006 0, ,0 35 4,8 5,3 6,3 0,044 0,340 0,560 0,005 0, ,2 11,8 7,4 0,054 0,520 0,780 0,012 0, , ,0 5,6 6,1 0,038 0,180 0,520 0,010 0,022 Medel 48 7,1 6,8 6,5 0,053 0,358 0,642 0,008 0, Norra Bäcken Datum Temp. Färgtal TOC Kond. ph Alk. NO2/3 N N tot P tot NH4 N ( C) (mg/l) (ms/m) (mekv/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ,1 40 6,7 4,9 4,9 0,00 0,030 0,230 0,003 0, ,0 30 5,5 5,2 4,7 0,00 0,050 0,150 0,005 0, ,0 35 5,7 4,9 4,6 0,00 0,080 0,240 0,005 0, ,3 11,6 4,7 0,00 0,015 0,470 0,007 0, ,0 50 9,9 5,7 4,5 0,00 0,010 0,220 0,005 0,010 Medel 34 6,6 6,5 4,7 0,000 0,037 0,262 0,005 0, Södra Bäcken Datum Temp. Färgtal TOC Kond. ph Alk. NO2/3 N N tot P tot NH4 N ( C) (mg/l) (ms/m) (mekv/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) , ,0 5,2 5,1 0,00 0,080 0,400 0,009 0, ,0 40 6,6 5,7 4,7 0,00 0,210 0,370 0,005 0, ,0 30 4,8 5,0 4,7 0,00 0,170 0,280 0,005 0, ,2 5,4 5,3 0,00 0,140 0,290 0,005 0, , ,0 5,3 4,8 0,00 0,049 0,340 0,005 0,025 Medel 47 7,1 5,3 4,9 0,000 0,130 0,336 0,006 0, Mellan Bäcken Datum Temp. Färgtal TOC Kond. ph Alk. NO2/3 N N tot P tot NH4 N ( C) (mg/l) (ms/m) (mekv/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Togs inga prover ,0 50 7,7 5,3 4,6 0,00 0,088 0,270 0,005 0, ,0 70 8,3 4,2 4,5 0,00 0,089 0,280 0,005 0, ,7 7,4 4,7 0,00 0,059 0,330 0,007 0, , ,0 5,4 4,5 0,00 0,010 0,290 0,005 0,010 Medel 75 9,2 5,6 4,6 0,000 0,062 0,293 0,006 0,018 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 8

10 Bilaga 2 Vattenföring och transportberäkningar 9

11 Vattenföringsberäkningar vid utloppsbäcken Datum Bredd (m) Max djup (m) Stäcka (m) Tid (sek) Medeldjup (m) Arean (m) Vmax K värde Flöde (m3/sek Flöde (l/sek) , ,091 0,091 0,833 0,5 0, , , ,077 0,077 0,714 0,5 0, , , ,070 0,07 0,714 0,5 0, , , ,063 0,063 0,556 0,5 0, , , ,070 0,07 0,667 0,5 0, ,3 Transportberäkningar Utloppsbäcken År Månad Q NO2/3 N N tot P tot NH4 N NO2/3 N N tot P tot NH4 N m3/sek (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (kg/mån) (kg/mån) (kg/mån) (kg/mån) ,0379 0,280 0,600 0,008 0,048 27, ,0600 0,8008 4, ,0275 0,470 0,750 0,006 0,042 33, ,4500 0,4356 3, ,0250 0,340 0,560 0,005 0,045 22, ,9600 0,3300 2, ,0175 0,520 0,780 0,012 0,012 23, ,0360 0,5544 0, ,0233 0,180 0,520 0,010 0,022 11, ,0320 0,6160 1,3552 Medel 0,0263 0,358 0,642 0,008 0,034 24, ,4906 0,5683 2,3423 År Tilloppsbäckarna (om medelhalter från tillloppsbäckar) År Månad Q NO2/3 N N tot P tot NH4 N NO2/3 N N tot P tot NH4 N m3/sek (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (kg/mån) (kg/mån) (kg/mån) (kg/mån) Medel 0,0263 0,0761 0,2968 0,0055 0,0202 5, ,5706 0,3784 1,3976 År

12 Bilaga 3 Beskrivning och förklaring till de undersökta parametrarna 11

13 Inledning Från och med undersökningsåret 1999 tillämpas Naturvårdsverkets nya bedömningsgrunder för miljökvalitet vid bedömning av vattenkemiska parametrar (Rapport Sjöar och vattendrag). Bedömningsgrunderna är mycket detaljerade och i många fall inte möjliga att följa exakt eftersom de flesta kontrollprogram inte är helt anpassade, t.ex. med avseende på provtagningsfrekvens. Ofta måste därför tolkningar göras. Vissa parametrar saknas också i bedömningsgrunderna och därför kan andra källor ibland användas för tolkning av resultaten. Huvuddragen av de bedömningar vi brukar göra och de gränsvärden som vi då använder anges nedan. Det är också viktigt att påpeka att bedömningar för samtliga parametrar ofta görs på medelvärden, medianvärden eller minvärden från de tre senaste åren. Nedanstående gränsvärden är huvudsakligen hämtade ur rapport Vissa avvikelser från rapporten görs, dessa är då kommenterade i efterföljande text. Parametrar Vattentemperatur ( C) mäts alltid i fält. Den påverkar bl a den biologiska omsätt ningshastigheten och syrets löslighet i vatten. Eftersom densitetsskillnaden per grad ökar med ökad temperatur kan ett språngskikt bildas i sjöar under sommaren. Detta innebär att vatten massan delas i två vattenvolymer som kan få helt olika fysikalisk-kemiska egenskaper. Förekomst av temperatursprångskikt försvårar ämnesutbytet mellan yt- och bottenvatten, vilket medför att syrebrist kan uppstå i bottenvattnet där syreförbrukande processer dominerar. Under vintern medför isläggningen att syresättningen av vattnet i stort sett upphör. Under senvintern kan därför också syrebrist uppstå i bottenvattnet. Totalfosfor (µg/l) anger den totala mängden fosfor som finns i vattnet. Fosfor föreligger huvudsakligen i vatten antingen organiskt bundet eller som fosfat. Fosfor är i allmänhet det tillväxtbegränsande näringsämnet i sötvatten och alltför stor tillförsel kan medföra att vattendrag växer igen och att syrebrist uppstår. Fosfatfosfor, PO4-P, är den oorganiska fraktionen av fosfor, som direkt kan tas upp av växterna. Partikulär fosfor, P, är den fosfor som är bunden till partiklar i vattnet (t.ex. alger, lerpartiklar) och därmed kan filtreras bort. Enligt Naturvårdsverket, Rapport 4913, bedöms tillståndet i sjöar (maj-okt) med avseende på totalfosforhalt (µg/l) enligt följande : 12,5 Låga halter 12,5-25 Måttligt höga halter Höga halter Mycket höga halter >100 Extremt höga halter Avvikelse från bedömningsnormer: Dessa gränser tillämpas oftast även för halter uppmätta under övriga året, samt årsmedelvärden. Tillståndsbedömning i rinnande vatten görs ofta också enligt samma normer. 12

14 I rinnande vatten bedöms även tillståndet utifrån den arealspecifika förlusten (kg P/ha, år): 0,04 Mycket låga förluster 0,04-0,08 Låga förluster 0,08-0,16 Måttligt höga förluster 0,16-0,32 Höga förluster >0,32 Mycket höga förluster (>0,64 Extremt höga förluster) Låga förluster har man från vanlig skogsmark, måttligt höga förluster från hyggen och mindre erosionsbenägen åkermark (vall). Höga förluster motsvaras av läckage från åker i öppet bruk och mycket höga förluster finner man vid läckage från erosionsbenägen åkermark. Punktutsläpp kan dock ge höga värden som ej beror på markläckage. Totalkväve (µg/l) anger det totala kväveinnehållet i ett vatten och kan föreligga dels som organiskt bundet och dels som lösta salter. De senare utgörs av nitrat, nitrit och ammonium. Kväve är ett viktigt näringsämne för levande organismer. Tillförsel av kväve anses utgöra den främsta orsaken till eutrofieringen (övergödningen) av våra kustvatten. Kväve tillförs sjöar och vattendrag genom nedfall av luftföroreningar, genom läckage från jord- och skogs bruksmarker samt genom utsläpp av avloppsvatten. Nitratkväve, NO3-N, är en viktig närsaltkomponent som direkt kan tas upp av växtplankton och högre växter. Nitrat är lättrörligt i marken och tillförs sjöar och vattendrag genom s. k. markläckage. Ammoniumkväve, NH4-N, är den oorganiska fraktion av kväve som bildas vid nedbrytning av organiska kväveföreningar. Ammonium omvandlas i sin tur till nitrat, en process som förbrukar stora mängder syre. Enligt Naturvårdsverket, Rapport 4913, bedöms tillståndet i sjöar (maj-okt) med avseende på totalkvävehalt (µg/l) enligt följande : <300 Låga halter Måttligt höga halter Höga halter Mycket höga halter >5000 Extremt höga halter Avvikelse från bedömningsnormer: Dessa gränser tillämpas ofta även för halter uppmätta under övriga året, samt årsmedelvärden. Tillståndsbedömning i rinnande vatten görs också enligt samma normer. I rinnande vatten bedöms även tillståndet utifrån den arealspecifika förlusten (kg N/ha, år): 1,0 Mycket låga förluster 1,0-2,0 Låga förluster 2,0-4,0 Måttligt höga förluster 4,0-16,0 Höga förluster >16,0 Mycket höga förluster (>32 Extremt höga förluster) 13

15 Låga förluster har man från icke kvävemättad skogsmark, måttligt höga förluster från påverkad skogsmark och ogödslad vall. Höga förluster motsvaras av läckage från åker i slättbygd och mycket höga förluster finner man vid läckage från sandjordar. Punktutsläpp kan dock ge höga värden som ej beror på markläckage. Bedömning av halten ammoniumkväve kan göras i relation till biologiska effekter i enlighet med SNV 1969:1, Bedömningsgrunder för svenska ytvatten (effekter på fisk): <50 Mycket låga halter Låga halter Måttligt höga halter Höga halter >1500 Mycket höga halter TOC, (mg/l), totalt organiskt kol, ger information om halten av organiska ämnen. TOC-halten ligger i intervallen 2-5 mg/l för näringsfattiga klarvattensjöar, 5-15 mg/l för humösa och näringsrika sjöar. Vatten som är kraftigt förorenade med organiskt material kan ha värden överstigande 15 mg/l. Ett högt värde inne bär risk för en syretäring, varvid vattnets syrehalt kan förbrukas. En klassindelning med avseende på TOC (mg/l) görs enligt nedan: 4 Mycket låg halt 4-8 Låg halt 8-12 Måttligt hög halt Hög halt >16 Mycket hög halt Konduktivitet (ms/m) mätt vid 25 C är ett mått på den totala halten lösta salter i vattnet. De ämnen som vanligen bidrar mest till konduktiviteten i sötvatten är kalcium, magnesium, nat rium, kalium, klorid, sulfat och vätekarbonat. Konduktiviteten ger infor mation om markoch berggrundsförhållanden i tillrinningsområdet. Den kan i en del fall också användas som indikation på utsläpp. Färgtal mäts genom att vattnets färg jämförs med en brungul färgskala. Färgtalet är främst ett mått på vattnets innehåll av humus och järn. En klassindelning med avseende på färgtal görs enligt nedan: 10 Ej eller obetydligt färgat vatten Svagt färgat vatten Måttligt färgat vatten Betydligt färgat vatten >100 Starkt färgat vatten 14

16 Vattnets surhetsgrad anges som ph-värde. Skalan för ph är logaritmisk vilket innebär att ph 6 är tio gånger surare och ph 5 är 100 gånger surare än ph 7. Normala ph-värden i sjöar och vattendrag är oftast 6-8, regnvatten har ofta ett ph-värde mellan 4,0 och 4,5. Låga värden uppmäts som regel i sjöar och vatten drag i samband med snösmältning eller hög vattenföring. Höga ph-värden kan under sommaren uppträda vid kraftig algtillväxt som en konsekvens av koldioxidupptaget vid fotosyntesen. Vid ph-värden under ca 5,5 uppstår biologiska störningar som nedsatt fortplantningsförmåga hos vissa fiskarter, utslagning av känsliga bottenfaunaarter mm. Vid värden under ca 5 sker drastiska förändringar och en kraftig utarmning av organismsamhällen. Låga ph-värden ökar dessutom många metallers löslighet och därmed giftighet. Vattnets surhetsgrad (medianvärde) indelas enligt följande: >6,8 Nära neutralt 6,5 6,8 Svagt surt 6,2 6,5 Måttligt surt 5,6 6,2 Surt 5,6 Mycket surt Tillägg: 8-9 Högt ph >9 Mycket högt ph Alkalinitet (mekv/l) är ett mått på vattnets innehåll av syraneutraliserande ämnen, vilka främst utgörs av karbonat och vätekarbonat. Alkaliniteten ger information om vattnets buff rande kapacitet, d.v.s. förmågan att motstå försurning. Vattnets buffertkapacitet med avseende på alkalinitet (mekv/l, medianvärde) indelas enligt följande: >0,20 Mycket god buffertkapacitet 0,10-0,20 God buffertkapacitet 0,05-0,10 Svag buffertkapacitet 0,02-0,05 Mycket svag buffertkapacitet 0,02 Ingen el obetydlig buffertkapacitet 15