En jämförelse av de två humussjöarna Käringsjön och Snuggan. Karolina E. M. Rundkvist

Transkript

1 EXAMENSARBETE INOM KEMITEKNIK, GRUNDNIVÅ STOCKHOLM, 2018 En jämförelse av de två humussjöarna Käringsjön och Snuggan Karolina E. M. Rundkvist Snuggan Käringsjön KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY KTH KEMIVETENSKAP

2 Examensarbete Högskoleingenjörsexamen Titel: En jämförelse av de två humussjöarna Käringsjön och Snuggan Engelsk titel: A comparison of the two humic lakes Käringsjön and Snuggan Sökord: Humussjöar, fysikaliska mätningar, kemiska mätningar, transport Institution: Institutionen för kemi, Tillämpad fysikalisk kemi, KTH Stockholm Arbetsplats: KTH, Snuggan, Käringsjön Handledare på KTH: Olle Wahlberg Kontaktperson: Kontaktperson: Björn Tengelin, projektledare, Norconsult AB Anton Mankesjö, miljöplanerare, Täby kommun Student: Karolina E. M. Rundkvist Datum: Examinator: Lars Kloo Sida 1 av 68

3 Sammanfattning Snuggan och Käringsjön är två små skogssjöar i norra Stockholm. De två sjöarna undersöktes i fält under hösten De mätningar som då gjordes i fält var temperatur, ph, ledningsförmåga och vattenflöde. På laboratorium mättes klorinitet, alkalinitet och totalfosfor för proverna tagna från respektive sjö. Resultatet tyder på att en större mängd salt transporteras genom sjöarna, i synnerhet Snuggan var utsatt genom sitt läge nära trafikerade vägar och bebyggelse. En viss mängd näringsämnen transporteras genom båda sjöarna. Snuggan förefaller vara i balans i fråga om näring, men i Käringsjön estimeras en ackumulation på ca 10 kg fosfor till sjön årligen. Det är en stor mängd att ta emot för en så liten sjö som är naturligt näringsfattig och leder till en ökad risk för problem med övergödning i sjön. Orsaker som kan ligga bakom är hur mark- och skogsbruk i tillrinningsområdena sköts men också i hur mark i området har exploaterats. En annan orsak kan ligga hos klimatförändringar som högre temperaturer och mer regn. Sida 2 av 68

4 Abstract Snuggan and Käringsjön are two small forest lakes in the northern Stockholm area. The two lakes were examined in the field in autumn The measurements in the field were temperature, ph, conductivity and water flow. In the laboratory, chlorinity, alkalinity and total phosphorus were measured from samples taken from the lakes respectively. The results indicate that large amounts of salt are transported through the lakes, where especially the environment in Snuggan is exposed by its location nearby roads and buildings. Certain amounts of nutrients are transported through both lakes. Snuggan appear to be in balance in terms of nutrients. However in Käringsjön about 10 kg of phosphorus is accumulated each year which is a lot to receive for such a small lake that is naturally low in nutrients and increases the risks for eutrophication in the lake. The management of the land and the forest in the catchment areas may have caused the serious changes of the state of Käringsjön noted comparatively recently. Another contributing factor to the changes could be a climate change (such as higher temperatures and more rain). Sida 3 av 68

5 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Syfte Mål Målgrupp Avgränsningar Introduktion Vanliga sjötyper i Mellansverige Slättsjö Sprickdalssjö Humussjö Humussjöarna Snuggan och Käringsjön Snuggan Käringsjön Sammanställning av data över nämnda typer av sjöar Metoder Exkursion och provtagning Beskrivning av provtagningsplatserna Experiment Fältmätningar Mätningar på laboratoriet Resultat Fältmätningar Laboratoriemätningar Sedimentegenskaper Vattenflöden och transport av klorid, fosfor och alkalinitet Uppskattade mängder av klorid och fosfor samt alkalinitet i sjöarna Diskussion Slutsatser Litteraturförteckning Bilagor Exkursionsprotokoll: Inhämtning av vattenprover från Snuggan och Käringsjön Sida 4 av 68

6 8.1.1 Snuggan, Sollentuna, den 7 november Käringsjön, Täby, den 8 november Laborationsprotokoll: Labbanalys av prover från Snuggan och Käringsjön Klorinitet och alkalinitet (måndag den 13 november 2017) Preparering av prover inför ICP-analys av totalfosfor (tisdag den 14 november 2017) Analyser av bottenprover Bestämning av torrsubstans och glödrest för sedimentprover Sedimentegenskaper hos bottenprov Beräkningar av vattenflöden och uppehållstider för sjöarna Beräkningar av utflödet från Snuggan Beräkningar av uppehållstider Resultat Beräkningar av flöden och mängd av klorid i Snuggan och Kärringsjön Uppskattade årsflöden av klorid Framtagna mängden klorid Beräkningar av flöden och mängd av fosfor i Snuggan och Käringsjön Uppskattade årsflöden av fosfor Framtagna mängder fosfor Beräkningar av flöden och mängd av alkalinitet i Snuggan och Käringsjön Uppskattat årligt flöde av alkalinitet Framtagna mängden av alkalinitet Bildgalleri Bilder från exkursioner Bilder från laboratoriet Sida 5 av 68

7 1 Inledning 1.1 Bakgrund Snuggan och Käringsjön är två små sjöar i Stockholmstrakten av typen brunvattensjö, även kallad humussjö. Snuggan är en sjö i Törnskogens naturreservat i Sollentuna och den domineras av närliggande myrar i ett näringsfattigt område och har ett lågt ph. Käringsjön är belägen i en skogstrakt i Täby kommun och påverkas av sankmarkerna norr om själva sjön, som är av typen rikkärr. Trots att båda sjöarna är av samma typ och snarlika i storlek och djup, så skiljer sig deras vattenkemi åt. Dessutom kan noteringar om en sjös status ge möjliga ledtrådar rörande förhållandena och eventuella föroreningar i det kringliggande området (Bydén, o.a., 2003). De ekologiska faktorerna för en sjö, och därigenom dess ekologiska status, kan påverkas av: Sjöns naturliga omgivningar, om den är belägen på en slätt, på en höjd, vid en sluttning, i en dal eller i en skog Berggrundens beskaffenhet, om den är svårvittrad eller mer lättvittrad Markernas egenskaper, uppbyggnad och beståndsdelar, till exempel grus, leror eller humus Atmosfäriskt nedfall, vad som kan ha förts med av vind och regn via luften Vägar, vägunderhåll och trafik Jordbruk, där jordbearbetning, gödsling och bevattning påverkar Industriell verksamhet 1.2 Syfte Syftet med detta projekt är att undersöka hur det kan komma sig att vattenkemin i de två sjöarna, Snuggan och Käringsjön, som är av samma sjötyp samt tämligen snarlika i storlek och djup, kan ha påtagligt mätbara skillnader. 1.3 Mål Målet för detta projekt är att undersöka vattenkvaliteten i Käringsjön och Snuggan. 1.4 Målgrupp Projektet är riktat till dem som arbetar med natur- och vattenfrågor i de kommuner där sjöarna är belägna (Sollentuna och Täby), men även till allmänheten, som kan ha ett intresse för sjöarna och hur de kan påverkas och påverka. 1.5 Avgränsningar Det här arbetet begränsades till provtagningar och mätningar på plats under två dagar (Snuggan den 7:e november och för Käringsjön den 8:e november). Man tog prover av respektive sjös ytvatten, inlopp och utlopp samt tog prov på bottenvatten och sediment. Grunden till begränsningarna av antalet analyser och vilka som valdes är ekonomi och tidsramar. Mätningar i fält begränsades till: Temperatur ph Elektrisk konduktivitet Sida 6 av 68

8 Vattenflöde Vattnets färg, lukt och suspension noterades Analyser i laboratoriet begränsades till: Klorinitet Alkalitet Totalfosfor Torrsubstans och glödrest 2 Introduktion Stockholm är inte bara en öarnas stad utan det finns även ett flertal sjöar, vattendrag samt havsvikar i varierande storlekar och typer, som på olika sätt och grad påverkas av kringliggande bebyggelser och aktiviteter och som i sin tur kan påverka området de är belägna i. Ett exempel på en havsvik är den långsmala Edsviken som med sin längd på 7 km sträcker sig genom Sollentuna, Danderyd, Solna och Stockholms kommuner. Edsviken är kopplat till Östersjön, även kallat Baltiska havet, via Stocksundet vilket lett till att Edsvikens vatten, likt Östersjöns, är bräckt och skapat en speciell miljö för dess djur- och växtliv (Pereira, 2018). För exempel på sjöar se 2.1. Edsviken, havsvik Yta 3,6*10 6 m 2 Max djup 20 m Tabell 1 Kortfattad sammanfattning av Edsviken i siffror (Pereira, 2018) 2.1 Vanliga sjötyper i Mellansverige Det finns flera typer av sjöar och de vanligaste i Stockholmstrakten och Mellansverige är slättsjö, sprickdalssjö, samt humussjö Slättsjö Slättsjöar eller lerslättsjöar är lokaliserade i slättlandsområden, som ofta är rika på lera, vilket leder till att de sjöarna har bottnar som till varierande hög grad består av leror. Den här typen av sjöar är vanligen relativt grunda och naturligt näringsrika (1993). Ett exempel på en slättsjö i stockholmstrakten är Fysingen som är grund med god syresättning även vid botten och har ett överraskande klart vatten för en lerslättsjö. Trots Fysingens läge till E4:an, placering under en inflygningsrutt till Arlanda samt närheten till ett stort jordbruksområde har sjön klarat sig bra och dess bottenfauna har kunnat noteras vara normal för den typen av sjö. Fysingen har klarat sig så pass bra att den betraktas som en strategisk reservvattentäkt av Norrvatten utifall Mälaren skulle bli otjänlig under en längre period. Fysingen har inte bara ett rikt fiskliv utan betraktas även som Stockholms läns främsta fågelsjö (Renman, 2011). Det kan tillägas att Fysingen även är en del av Oxundaåns avrinningsområde (Renman, 2011). Sida 7 av 68

9 Fysingen, slättsjö Volym 10,1*10 6 m 3 Yta 5,03*10 6 m 2 Medeldjup 2,0 m Max djup 4,5 m H ö h 2,3 m Tabell 2 Kortfattad sammanfattning av Fysingen i siffror (Renman, 2011) (SMHI, 2009) (SMHI, 2009) Sprickdalssjö Sprickdalssjöar är belägna i sprickdalar, vilka har uppkommit genom geologiska förkastningar och sedan sker erosion och vittring i de resulterande sprickzonerna i bergrunden. Dessa dalar är ofta relativt smala (1995). Ett exempel på en sprickdalssjö i Stockholmstrakten är Norrviken som är relativt djup med sina lite dryga 12 meter (Renman, 2011). Norrviken är ofta utnyttjad för olika aktiviteter både rekreativa som frilufts, till exempel strandpromenader, bad, kanotsporter, fiske och skridskoåkning på plogad bana. Sjön har dessutom ett rikt fågelliv och bra förutsättningar till att erbjuda ett givande fiske, vilket kan utnyttjas av både sportviskare som av amatörfiskare (Rathnayake Nilsson, 2017) (Lindberg, o.a., 2006). Norrviken är också en del av avrinningsområdet tillhörande Oxundaån (Renman, 2011). Norrviken, sprickdalssjö Volym 13,8*10 6 m 3 Yta 2,71*10 6 m 2 Medeldjup 5,5 m Max djup 12,2 m H ö h 3,5 m Tabell 3 Kortfattad sammanfattning av Norrviken i siffror (Rathnayake Nilsson, 2017) (Renman, 2011) (SMHI, 2009) (SMHI, 2009) Humussjö Ett annat namn på humussjöar, som kan vara både näringsfattiga och sura, är brunvattensjöar på grund av deras brunfärgade vatten. Färgen orsakas av att vattnet innehåller stora mängder lösta eller kolloidala humusämnen. Även komplex mellan humussyror och järn bidrar till den typiska bruna till rödbruna färgen (1992) (Bydén, o.a., 2003). Humusämnen uppstår vid ofullständig nedbrytning av döda växter och djur och kan sedan transporteras med vattnet till sjöar och vattendrag från de omgivande markerna. Dessutom kan humus även bildas i sjöarna (1992). En annan term som använts i samband med mindre humussjöar är dystrof sjö, där dystrof beskriver en miljö som har svårigheter att ta upp näring (1991). Termen kan betraktas som språkligt missvisande då sjöarnas humus knappt nämnvärt hämmar växtnäringsupptagningen genom att i viss utsträckning hålla metalljoner löst bundna till de kolloidalt lösta humusämnena. Den låga produktionen av växtplankton, som ofta förekommer i dessa sjöar, kan snarare härledas till att den bruna färgen hos vattnet gör att ljustillgången blir kraftigt nedsatt redan vid ett djup på runt en meter. Lägg därtill att många av dessa sjöar i allmänhet har en naturligt liten näringstillförsel för växtoch djurliv samt ett lägre ph (1991) (Bydén, o.a., 2003). Kombinerat leder detta till att sjöarna vanligen har en låg syreproduktion och syretillgång. Sedimenten i sjöarna är oftast torvslam eller dy. Sida 8 av 68

10 Sådana småsjöar och gölar förekommer vanligast i myrmarker men även i en del barrskogsområden och är ofta belägna på ett underlag fattigt på lera och kalk (1991). Vid försurning av humussjöar avfärgas vattnet genom att humusämnena fälls ut, vilket leder till ett klarare vatten i den drabbade sjön och kan användas som en möjlig indikator till sjöns tillstånd. 2.2 Humussjöarna Snuggan och Käringsjön De två sjöarna som studeras i det här projektet är Snuggan och Käringsjön, vilka båda befinner sig i norra Stockholmstrakten och är del av Oxundaåns avrinningsområde, vars system slutligen leder ut i Mälaren (Renman, 2011). Både Snuggan och Käringsjön är av sjötypen humussjö och har inte alltför stora skillnader mellan sig i fråga om storlek och djup. De har olika lägen och markområdena de ligger i är olika, vilket har påverkan på sjöarnas egenskaper. Dessutom påverkar deras lägen i förhållande till bland annat bebyggelse och vägar hur de influerats av människan Snuggan Snuggan, belägen i Törnskogens naturreservat i Sollentuna och är en del av Oxundaåns avrinningsområde, är med över 30 meter över havet Sollentunas högst belägna sjö (Renman, 2011). Denna, av naturen sura och näringsfattiga, humussjö är liten med sin area på 3 ha och med ett djup på 3 meter som mest. Snuggans norra sida är i anslutning till Törnskogsmossen, ett mossrikt våtmarksområde vilket också utgör vattentillflödet till sjön, medan marken på den östra och södra sidan är mer klippig och brant. Sjön ligger lite som i en gryta i urbergsterräng och är fylld med ett mycket mörkt myrvatten. Närområdet består av tät barrskog med gran och tall som endast bryts upp av enstaka bostadshus i området (Renman, 2011) (Arvidsson, 2010). Stora delar av Snuggans strandkanter, vilka till stor del är branta, omges av gungfly som flyter på dess vatten. I Snuggans övervattensvegetation kan växter som vattenklöver (Menyanthes trifoliata), sjöfräken (Equisetum fluviatile), starr (släktet Carex) och tranbär (Vaccinium oxycoccos) observeras. Vattnet i Snuggan är förutom surt också näringsfattigt och har sparsamt med vattenväxter trots att sjön inte är så djup. Det kan dels härröras till det näringsfattiga vattnet men även till att vattnets mörka färgning leder till att ljus får svårare att tränga djupare ner i vattnet vilket hindrar vattenlevande växters och algers fotosyntes om de inte är belägna närmare vattenytan, därtill gör vattnets låga ph det till en mer krävande miljö för många vattenväxter (Renman, 2011) (Arvidsson, 2010). Sjöns fauna av insekter är tämligen fattig då vattnets låga ph har en urlakande effekt på insekters kalkhaltiga skal (Renman, 2011). När det kommet till förekomsten av fisk i Snuggan så lär det finnas gädda (Esox lucius) och enligt uppgift så ska även karpfisk vid något tillfälle ha implanterats i sjön med en möjlighet att de senare även ska ha stödfodrats av sportfiskare (Renman, 2011) (Arvidsson, 2010). De karpfiskar som nu lär finnas i Snuggan är av arten ruda (Carassius carassius) vilka har fått sportfiskare att vissa ett visst intresse för sjön sedan det visat sig att det finns rekordstora individer av fisken i Snuggan (Ruda äntligen ett rekord, 2011). Rudan (Carassius carassius) är en karpfisk som påminner en del om den vanliga karpen men som saknar karpens karaktäriska skäggtömmar och har en högre byggd kropp, i synnerhet vid närvaro av gädda (Nilsson, o.a., 1994) (Ljunghager). Angående miljötolerans så är rudan en av landets mest härdiga fiskar och den kan uthärda syrehalter som är en tiondel av vad en öring behöver för att Sida 9 av 68

11 överleva. Dess tålighet för låga eller försämrade syrekoncentrationer har gett den en konkurrensmöjlighet i sådana miljöer gentemot andra arter som annars skulle kunna konkurrera ut rudan (Ljunghager). Rudan kan även klara av att övervintra i bottenfrusna vattendrag förutsatt att bottengyttjan den grävt ner sig i inte fryser (Nilsson, o.a., 1994). Till stor del består rudans föda av växtdelar, även ruttnande sådana, men de lever även på insektslarver, hinnkräftor, maskar och allehanda bottendjur. Rudor växer långsamt, det kan ta upp till 10 år för att uppnå en längd på cm, men de kan leva mycket länge, upp över 40 år. Rudan är ätlig, men är inte betraktad som en matfisk i Sverige (Nilsson, o.a., 1994). Snuggan, humussjö Volym m 3 Yta m 2 Medeldjup 2,1 m Max djup 3,0 m H ö h 44 m Tabell 4 Kortfattad sammanfattning av Snuggan i siffror (SMHI, 2009) (SMHI, 2009) (Renman, 2011) Käringsjön Käringsjön i Täby kommun är med sin yta på runt 1 hektar den minsta sjön i Oxundaåns avrinningsområde och är av naturen en relativt näringsfattig humös skogssjö omgiven av rikkärr vars omgivningar bland annat korsars av smala sprickdalar och en del moräner. Dessutom ligger Käringsjön i ett Natura 2000-område med planer på olika bevarandeåtgärder och bevarandemål och som föreslagits bli naturreservat. Med sitt djup på dryga 4 meter är den en överaskande djup sjö för sin typ och har ett mörkt vatten med en vattenspegel stort sett fri från vegetation omgiven av en bård med gungfly av mjukmattevegetation. Därtill har Käringsjöns vatten ett högre ph än vad som brukar vara vanligt för humösa sjöar som brukar vara förhållandevis sura. Tillika har Käringsjön också en jämförelsevis högre alkalinitet (Renman, 2011) (Lindqvist, 2015) (2017). Det kan även noteras att under sommartid kan vattenmassan i Käringsjön tidvis skikta sig vilket leder till att syrefria förhållanden kan uppstå i vattnet vid dess botten (Lindqvist, 2015). Käringsjön är, som tidigare nämnts, omgiven av rikkärr vilket är benämningen på en typ av kärr som kännetecknas av att ha högre koncentrationer av mineraler, såsom av kalciumkarbonat, vilka kan tillförts vattnet från kalkrika jordarter eller lättvitrade bergsmineraler. Tillskottet av bland annat kalciumkarbonat leder ofta till att rikkärr kan ha ett högre ph som då kan vara lätt surt eller neutralt medan vanliga kärr ofta har ett surt ph. Rikkärr kan delas upp i medelrikkärr eller extremrikkärr beroende på deras halter av lösta mineraler (1991) (1994). Käringsjön avvattnas till sjön Mörtsjön via en långsmal dalgång där delar av vattentransporten sker diffust genom myrmarken utan synligt vatten såsom en bäck (2017). I området runtomkring Käringsjön och Mörtsjön förekommer det utspritt ansenliga moränryggar av slaget de Geermoräner vilka har en påverkan på hur vattnet passerar genom området då dessa på en del ställen har en uppdämmande effekt av vatten vilket har medverkat till myrmarkernas uppkomst (2017). Naturområdena som omger Käringsjön och även Mörtsjön utgörs av fattig blandsumpskog och tallmossar, där tallmossarna belägna invid Käringsjön hade låg närvaro av död ved (2017). Bland lövträden i blandsumpskogen förekom både klibbal (Alnus glutinosa) och glasbjörk (Betula Sida 10 av 68

12 pubescens) och i fältskiktet kan man enkelt hitta växter som gräs, tuvbildande starrsorter (släktet Carex) och pors (Myrica gale) (2017). Vattenvegetationen, både rotväxande och växtplankton, i Käringsjön kan betraktas som relativt sparsam då dess mörka vatten begränsar hur djup solljuset kan penetrera, så möjlig vegetation är begränsad till ytvatten och grunt vatten dit solljuset når fram till botten. Dock så finns det tämligen lite grunt vatten i Käringsjön på grund av dess relativt stora medeldjup och att det löper ut gungfly runt hela sjön från dess stränder (2017) (Lindqvist, 2015). Men det förekommer vass (Phragmites australis) kring Käringsjöns och det har observerats växa, om än glest, både vita och gula näckrosor (båda ur familjen näckrosväxter, Nymphaeaceae) i vattnet. Fiskelivet i sjöarna i Oxundaåns avrinningsområde har undersökts i huvudsak genom att ett flertal sportfiskeföreningar har observerat och tagit noteringar rörande fiskfaunan i sjöar de fiskar i. När det kommer till Käringsjön ska det förekomma gädda (Esox lucius), abborre (Perca fluviatilis), mört (Rutilus rutilus) och gärs, kan även stavas gers, (Gymnocephalus cernuus) i dess vatten (Renman, 2011). Sjön ska även ha försätts med olovligt utplacerad karpfisk men dessa ska sedan av allt att döma ha dött ut (2017). Då Käringsjöns flöden är till största delen av diffus karaktär är det inte troligt att fisk kan vandra till eller från sjön. Därtill har intresset av sportfiske i käringsjön lett till uppkomsten av trampskador i sjöns omgivande gungfly (2017). Det har noterats att Käringsjön har en högre tendens att få opålitliga och svaga isar vintertid jämfört med andra sjöar i trakten vid samma tillfälle. Dess is kan då förefalla tunnare eller att sjön inte fryser över helt utan kan lämna öppna vakar i isarna. En möjlig orsak till detta är att det kan finnas en grundvattenkälla i botten på Käringsjön som bidrar med grundvatten direkt till sjön (Wahlberg, 2017). De instabila isarna kan då uppstå genom att källans vatten har en högre temperatur, eftersom grundvatten har en temperatur runt plus 6 8 C året runt, och stiger upp till ytan och tränger undan det nedkylda men ännu inte frysta vattnet och i sin tur måste kylas ner till 0 C innan det kan börja frysa till is. Där till kan det stigande vattnet med en högre temperatur och det sjunkande vattnet med en lägre temperatur leda till strömmar vilket ytterligare kan påverka hur isen byggs upp och därigenom dess kvalitet (Hultstrand, 2003) (Wahlberg, 2017). Käringsjön, humussjö Volym m 3 Yta m 2 Medeldjup 3,1 m Max djup 4,4 m H ö h 23 m Tabell 5 Kortfattad sammanfattning av Käringsjön i siffror (Renman, 2011) (SMHI, 2009) (SMHI, 2009) 2.3 Sammanställning av data över nämnda typer av sjöar Tabellen nedan redovisar värdena rörande volym, yta, medeldjup och max djup för de sjöar som gets som exempel tidigare i introduktionen. Grunddata för respektive nämnd sjö Sjö Volym [m 3 ] Yta [m 2 ] Medeldjup [m] Max djup [m] H ö h [m] Snuggan, humössjö ,1 3,0 44 Käringsjön, humössjö ,1 4,4 23 Fysingen, slättsjö 10,1*10 6 5,03*10 6 2,0 4,5 2,3 Sida 11 av 68

13 Norrviken, sprickdalssjö 13,8*10 6 2,71*10 6 5,5 12,2 3,5 Edsviken, havsvik - 3,6 km 2-20 m - Tabell 6 Grunddata över tidigare nämnda sjöar (Renman, 2011) (SMHI, 2009) (SMHI, 2009) (Rathnayake Nilsson, 2017) (Pereira, 2018) 3 Metoder 3.1 Exkursion och provtagning Exkursionerna till Snuggan och Käringsjön skedde under två dagar, den 7 november och den 8 november. Transporten till och från sjöarna skedde med bil. Ett ytligt prov av sjöbottnen och dess sediment togs med en Ruttnerhämtare från vardera sjön. Prov på ytvatten från respektive sjö och bottenprov från Kärinsjön togs från sjökanten, bottenprov från Snuggan togs från en 3 meter lång brygga, då vi inte hade tillgång till någon typ av båt. Dessutom kunde sjöarna betraktas som väl omblandade av vinden vid den årstiden och hade tvärdjupa stränder vilket gör att de proverna är representativa för hela ytvattnet. För mer detaljer kring exkursionerna se protokoll i bilaga 8.1. Provflaskorna som användes vid provtagningarna var rengjorda PET-flaskor för mineralvatten. Då de är godkända för användning i kontakt med födoämnen och dryck för förtäring, ska de vara kemiskt och biologiskt inerta vilket betyder att de inte påverkar proverna som förvarats i dem. Dessutom hade de stora flaskorna en snarlik diameter som Ruttnerhämtaren som användes och rymde precis ett helt prov vardera Beskrivning av provtagningsplatserna Nedan visas två kartor över sjöana där provtagningsplatserna är utmärkta och listade. Under de två följande rubrikerna, Snuggan respektive Käringsjön, visas en tabell med en kortfattad beskrivning över respektive provtagningsplats samt deras koordinater Provtagningsplatser Punkt 1: Södra sidan av Snuggan, ytvattenprov Punkt 2: Södra sidan av Snuggan, bottenprov Punkt 3: Östra sidan av Snuggan, vattenprov från utlopp Punkt 4: Östra sidan av Snuggan, mätning av flöde för utlopp Punkt 5: Norra sida av Snuggan, vattenprov från inloppområde Figur 1 Snuggan omges av skog och våtmark, där punkt 5 befinner sig i en större myr. På östra sidan finns ett berg med ett flertal hus (på kartan är hus markerade med svarta fyrkanter). Kartan är hämtad från hitta.se Sida 12 av 68

14 Provtagningsplatser Punkt 6: Östra sidan av Käringsjön, ytvattenprov Punkt 7: Östra sidan av Käringsjön, bottenprov Punkt 8: Norra sidan av Käringsjön, vattenprov från inloppsområde Punkt 9: Södra sidan av Käringsjön, vattenprov från utloppsområde Figur 2 Käringsjön omges av rikkärr med ett flertal alar uppblandade i de kringliggande skogsområdena där delar kunde ses som sumpskog. Kartan är hämtad från hitta.se Snuggan När exkursionen till Snuggan skedde, tisdagen den 7 november 2017, var vädret tämligen soligt, nästan vindstilla med en lufttemperatur på runt 7 C. Vid samtliga provtagningar noterades ingen påfallande lukt, varken dålig eller annan. Här nedan ges en kort beskrivning med observationer av provtagningsplatserna i Snuggan samt deras koordinater i den ordning som proverna därifrån hämtades. Sida 13 av 68

15 Bild 1 Provtagningsplats 1 Bild 2 Provtagningsplats 2 Punkt 1: Södra sidan av Snuggan, ytvatten RT90: , Prov på ytvatten hämtades med plasthink till provflaskorna då gungflyn vid provtagningsplatsen gav för vanskligt fotfäste för direkt provhämtning. Vattenprov togs med hink för att sedan föras över till provflaskorna. Vattnet var milt gulfärgat med antydan till suspension. Punkt 2: Södra sidan av Snuggan, bottenprov RT90: , Bottenprov togs från en intilliggande brygga för att möjliggöra tillräckligt fotfäste. Vattnet var starkt brunt med drag åt rött i färgen och bottensedimenten var påtagligt mörkt bruna, de lättare sedimenten hade rörts upp och suspenderats i vattnet vid provhämtningen. Punkt 3: Östra sidan av Snuggan, utlopp RT90: , Vattenprov togs i en bäck och mätningar gjordes nära en spång över den bäcken. Där var vattnet tämligen klart men lätt gulfärgat och utan synlig suspension. Bild 3 Provtagningsplats 3 Punkt 4: Östra sidan av Snuggan, flöde för utlopp RT90: , Bäcken från Snuggan var relativt grund med ett turbulent flöde vid mätningsplatsen en liten bit från spången och hade bottnen täckt med löv. Bild 4 Provtagningsplats 4 Bild 5 Provtagningsplats 5 Punkt 5: Norra sida av Snuggan, inlopp RT90: , Vattenprov togs och mätningar gjordes från en klipphäll intill en vattensamling intill sjön utan synbart flöde. Vattnet var något mörkare gult än ytvattnet och vattnet från utloppet, det fanns tendens till suspension Käringsjön När exkursionen till Käringsjön skedde, onsdagen den 8 november 2017, var vädret soligt, nästan vindstilla med en lufttemperatur runt 0 C och det var frost på marken. Vid ankomsten till sjön noterades ett tunt isskikt över en del av sjön som antagligen likt frosten smälte bort helt eller delvis vid en stigning av dagstemperaturen. För samtliga tagna prover noterades ingen påfallande lukt. Nedan ges en kort beskrivning med observationer av provtagningsplatserna från Käringsjön samt deras koordinater i den ordning som proverna därifrån hämtades. Sida 14 av 68

16 Bild 6 Provtagningsplats 6 Bild 7 Provtagningsplats 7 Bild 8 Provtagningsplats 8, foto N.O. Wahlberg Bild 9 Provtagningsplats 9, foto N.O. Wahlberg Punkt 6: Östra sidan av Käringsjön, ytvatten RT90: , Ett antal störar som låg i vattenkanten på bryggans vänstra sida erbjöd stadigt om än något halkigt fotfäste för hämtningen av ytvattenprov. Vattnet var svagt gult i färgen, i övrigt klart utan synlig mängd suspension. Punkt 7: Östra sidan av Käringsjön, bottenprov RT90: , För ökad stabilitet och fotfäste lades en stör ut för större viktspridning ovanpå gungflyn på platsen. Påtagligt mörkbrunt bottensediment med tydligt rödbrunt vatten, de lättare sedimenten i provet hade rörts upp och suspenderats i vattnet i vid provhämtningen. Punkt 8: Norra sidan av Käringsjön, inlopp RT90: , Vattenprov togs och mätningar gjordes från en grund vattensamling, utan synbart flöde, en bit från sjön i dess inloppsområde. Vattnet var gult med en ringa del suspension som eventuellt utgjordes av upprört bottenslam från provtagningen. Det fanns alträd i området. Punkt 9: Södra sidan av Käringsjön, utlopp RT90: , Vattenprov togs och mätningar gjordes från en mycket grund vattensamling en bit från Käringsjöns utlopps. Vattnet hade inget synbart flöde. Vattnet var gulbrunt med en mycket liten del suspension, som eventuellt utgjordes av upprört bottenslam från provtagningen. 3.2 Experiment Fältmätningar De parametrar som mättes på plats var temperatur, ph och konduktivitet. Dessutom gjordes mätningar för att kunna beräkna vattenflödet. Mer detaljer om tillvägagångsätt ges i exkursionsprotokollet i bilaga Temperatur Temperaturen i vattnet är av intresse eftersom det indirekt kan ge en indikation på möjlig biologisk aktivitet i en sjö då de flesta bakterier och organismer är temperaturberoende, så att de är mer aktiva vid en högre temperatur än vid en lägre temperatur. En tillräckligt låg temperatur kan få den biologiska aktiviteten att stanna av helt. Dessutom har vattentemperaturen en mer direkt påverkan på andra faktorer såsom ledningsförmåga och vattnets förmåga att lösa andra ämnen, där till Sida 15 av 68

17 exempel gaser löser sig bättre i kallt vatten än i varmare vatten medan fasta ämnen kan lösa sig lättare i varmt vatten (Bydén, o.a., 2003). Termometern som användes vid mätningarna i Snuggan och Käringsjön var från Svenska termometerfabriken Viking AB, Art. No. J83P, en digital termometer med felet på ± 0,5 grader vilket är godtagbart i det här fallet ph ph är ett mått på antalet vätejoner i vattnet. Det har ett högt intresse då onormalt hög vätejonkoncentration (lågt ph) kan ses som försurning och leda till att dess ekosystem skadas eller störs (Bydén, o.a., 2003). Ett sänkt ph kan medföra att kemin i sjöns vatten förändras. Ämnen, som legat mer eller mindre inerta i sjön och i den formen kunnat betraktas som mindre skadliga, kan lakas ut i vattnet vid ph-sänkningar. Exempelvis kan giftiga metaller som blivit bundna i våtmarker, och som då kan betraktas som mer inerta och därigenom mindre skadliga, kan komma ut i lösning vid snabba och intensiva tillskott av surgörande ämnen och leda till skador (Bydén, o.a., 2003). Mätningen av ph i Suggan och Käringsjön gjordes med en Hanna H ph meter, med en noggrannhet på ± 0,2 enheter Konduktivitet Konduktivitet är ett sätt att mäta hur mycket joner det finns i ett vattenprov. Jonerna leder strömmen genom vattnet varför konduktiviteten ger ett mått på hur mycket joner som finns närvarande i vattnet Det medför att konduktiviteten i havsvatten är högre än i insjövatten eftersom havsvattnet innehåller mer salter vilket bidrar med flera joner. Det leder också till att sjöar i skogs- och myrmarker med svårvittrade bergarter vanligen har lägre konduktivitet än sjöar i trakter med mer lättvittrade bergsmineraler eftersom vittringen bidrar med joner till sjöarna (Bydén, o.a., 2003). Statens livsmedelsverk har gränsvärdet för tjänligt som dricksvatten med anmärkning satt till 250 ms/m, där enheten uttrycks som millisiemens per meter (Bydén, o.a., 2003). Konduktometern som användes under exkursionerna var en COND6+ från EUTECH instruments, med ett mätfel på ±10 % Flöde Flöden till och från en sjö är av intresse då tillrinning och avrinning för en sjö kan påverka dess tillstånd, inte bara genom att påverka sjöns vattennivå, utan även med i vilken takt det som förts med flödena tillförs eller lämnar sjön. Det som studerades här var transport av klorid samt näring i form av fosfor. Flödena till eller från sjöar kan vara strömmande via bäckar, åar eller floder men i en del fall sker flödet till eller från sjön genom infiltration. Vid infiltration blir flödena svårmätta då de kan vara både små och diffusa men även sträcka sig längs med ett större område (Bydén, o.a., 2003). Vid fall med strömmande flöden finns det flera metoder för hur man kan mäta vattenflödet. Den metod som användes i det här projektet var att man använde sig av en ytflottör för att mäta ytströmmens hastighet genom tidtagning på en uppmätt sträcka vartefter hastigheten kunde beräknas. Därefter kunde flödeshastigheten beräknas hjälp av tvärsnittsarean av flödet. Den här metoden kallas ibland för apelsinmetoden då man använt en eller flera apelsiner som ytflottör vilket fungerar vid lite större och djupare flöden. Ett annat namn för metoden är spot-log-metoden Sida 16 av 68

18 där man som ytflottör använder sig av en eller flera pinnar vars storlek lättare kan anpassas efter flödets storlek eller djup Mätningar på laboratoriet De mätningar som genomfördes på laboratoriet var för klorinitet, alkalinitet, totalfosfor samt torrsubstans och glödrest. Dessutom gjordes en uppskattning av volymen sediment i respektive bottenprov. Analysen av COD Mn, ett mått på mängden syreförbrukande organiskt material, utelämnades då den höga närvaron av humus i proverna gjorde den analysen opålitlig. Mer detaljer om tillvägagångsätt ges i laborationsprotokollet i bilaga Klorinitet Förhöjda halter av klorid är skadliga för växter och även djur. Hos människan orsakar inte klorid förgiftningseffekter, men överdriven konsumtion, vanligen i form av salt, är ofta kopplad till en försämrad hälsa. I de svenska insjöarna domineras det naturliga bidraget till kloriniteten, kloridkoncentrationen, nästan helt av atmosfärtransporterat havssalt (Bydén, o.a., 2003). Men i en del sjöar nära bebyggelse och vägar kan ytterligare ett bidrag av klorid noteras på grund av de vägar som vinterunderhållits med vägsalt vilket sedan läckt ut i markerna. Dessutom kan ett visst bidrag av klorid härledas till gårdar med djurhållning från vilka djururin sedan har trängt ut i marken (Bydén, o.a., 2003). I det här projektet analyserades kloriniteten genom titrering med en lösning av en bestämd kocentration av silverjoner (Ag+) och med Mohrs indikator (CrO 4 2- i lösning) tillsatt i analysprovet, vilket då gulfärgades, som vid omslagspunkten gjorde provet rödfärgat genom utfällning av Ag 2 CrO 4. Dock hade samtliga vattenprover någon grad av missfärgningar vilket ledde till att titreringarna fick hållas under noggrannare uppsikt än omproverna var mer färglösa. Exempel på missfärgning i prover kan ses i bild 10 här nedan. Kemisk reaktion: Ag + (från byrett) + Cl- (prov) AgCl(s) Kemisk reaktion vid omslagspunkten: 2Ag + (överskott) +CrO 4 2- (indikator) Ag 2 CrO 4 (s, röd) Bild 10 vattenprover från Snuggans ytvatten, utlopp och inlopp vilka samtliga innehar en gulaktig missfärgning Alkalinitet Man har ett starkt intresse av en sjös alkalinitet, då det är ett mått för vattnets förmåga att neutralisera syror. Alltså vattnets förmåga ta emot ett tillskott av vätejoner utan att reaktionen leder till en sänkning av ph. Joner som främst påverkar vattnets alkaliniteten är joner som vätekarbonat, Sida 17 av 68

19 karbonatjoner och hydroxidjoner. Ju högre närvaro av sådana joner desto högre alkalinitet. Om alkaliniteten är tillräckligt hög (> 0,1 mmol HCO 3 /l) ändras inte ph nämnvärt vid en tillsats av surgörande ämnen men alkaliniteten minskar och om alkaliniteten är liten sjunker ph vid varje tillskott av försurande produkter. Så vätekarbonatet agerar som sjöns buffert mot försurning (Bydén, o.a., 2003). Alkaliniteten uttrycks som mmol HCO 3 /l eller som mekv/l, milliekvalenter per liter (Bydén, o.a., 2003). I det här fallet gjordes analysen av alkaliniteten genom en titrering med en lösning av känd koncentration HCl, där en blandindikator (metylrött och bromkresolgrönt) tillsats analysprovet. Den tillsatta blandindikatorn färgade provet grönt för att vid titreringens omslagspunkt gå över till en röd färg. Men då samtliga vattenprover hade någon grad av missfärgning fick titreringen ske under grundlig uppsikt, se exempel i bild 11. Kemisk reaktion: H + (från byrett)+ HCO 3 -(prov) H 2O + CO 2 Bild 11 Opreparerat vattenprov i högra bägaren och vattenprov prepparerat med blandindikator i vänstra Totalfosfor Med totalfosfor syftar man på summan av löst oorganiskt fosfor (som ortofosfat), polyfosfater (kan påträffas i bl.a. tvättmedel), löst organiskt fosfor samt partikulärt bunden oorganisk och organisk fosfor. Totalfosfor, Tot-P, mäts i enheten μg P/l, men μmol P/l kan förekomma, och ger ett mått på graden av övergödning. Den behöver hållas under uppsikt då förhöjda halter av fosfor ger ökad risk för övergödning i sjön, med alla de följder som det kan leda till direkt (exempelvis kraftiga algblomningar) eller indirekt (exempelvis att syrebrist uppstår i sjön) (Bydén, o.a., 2003). Totalfosforn i det här projektet analyserades med en ICP-OES, Inductively Coupled Plasma kopplat till Optical Emission Spectrum efter provberedning. Det går till så att en argonplasma på 8000 C exiterar elektronerna i det insprutade provet och varje grundämne har sin frekvens av strålning vilket kan detekteras av apparaten. Strålningens intensitet motsvarar koncentrationen av ämnet och koncentrationen tas fram genom att apparaten kalibreras mot en standard Torrsubstans och glödrest Torrsubstans syftar på den torra substans som återstår efter fullständig torkning av ett analysprov (därav namnet). Torrsubstansen bestämdes genom att provet först vägdes in och sedan torkats under definierade förhållanden tills vikten slutat minska (vattnet i provet har avdunstat helt) för att sedan avsvalnas i ett slutet utrymme i närvaro av torr kiselgel innan nästa invägning (1995). Efter att man bestämt torrsubstansen kunde man ta fram glödresten genom att hetta upp det nu torkade Sida 18 av 68

20 analysprovet så pass mycket och så pass länge att de organiska föreningarna i provet bränns bort och efterlämnat en rest bestående av provets oorganiska föreningar som sedan kunde vägas efter avsvalning. Torrsubstansen anges som viktprocent. Torkningen av analysprovet skedde i en ugn vid 105 C under 12 timmar och vägdes efter avsvalning. Viktprocenten hos torrsubstansen togs fram genom att massan hos provet efter torkning dividerades med dess massa före torkningen. Glödresten anges som viktprocent. Glödgningen av det torkade analysprovet skedde i en ugn vid 800 C i 12 timmar och vägdes sedan efter avsvalning. Viktprocenten hos glödresten togs fram genom att massan hos provet efter glödgning dividerades med massan hos dess torrsubstans Uppskattning av sedimentvolym och tjocklek i bottenprov Man behövde en uppskattning av sedimentvolymen i respektive bottenprov för att sedan kunna beräkna en del av de uppskattningar som rörde hela sjöarna, såsom för tjocklek och volym av skiktet bottensediment man tog prov från. I bild 12 ses flaskorna med bottenprovet från Snuggan respektive Käringsjön tillsammans med två bottenprov tagna från Fysingen efter att proverna fått stå och sedimentera. Där kan man även se hur sediment och vatten vid bottnen kan skilja sig mellan olika sjötyper. Uppskattningen av sedimentvolymen i bottenprovet gjordes genom att en tom likadan flaska som provflaskan placerades bredvid provflaskan och fylldes med vatten tills dess vattenvolym motsvarade volymen sediment i provet. Därefter kunde den vattenvolymen hällas över i en mätbägare och man kunde läsa av den uppskattade sedimentvolymen. Uppskattningen av sedimenttjockleken gjordes genom att man beräknade höjden på en cylinder med samma volym som sedimentvolymen och samma diameter som bottenprovsflaskan, som även hade en snarlik diameter som Ruttnerhämtaren som tog provet. Den beräknade höjden på den cylindern motsvarade tjockleken av sedimenten. Bild 12 Från höger till vänster: Bottenprov från Käringsjön, bottenprov från Snuggan samt bottenprov 2 och 1 från Fysingen. Noterar att Snuggan och Käringsjön är humussjöar medan Fysingen är en lerslättsjö. Sida 19 av 68

21 4 Resultat 4.1 Fältmätningar Här nedan redovisas mätningarna som togs på plats under respektive exkursion, det vill säga temperatur, ph och konduktivitet. I tabell 7 ges sammanställningen för Snuggans mätvärden medan tabell 8 redovisar mätvärdena för Käringsjön. De mätvärdena är även sammanfattade i diagram med ph sammanfattad i diagram 1, temperatur i diagram 2 och konduktivitet i diagram 3. Därtill hade det gjorts mätningar vid Snuggans utflöde, som var det enda vattenflöde till eller från sjöarna i fråga som enkelt kunde mätas, vilket sedan beräknades till 3,9±0,3 l/s. Snuggan Provtagningsplats ph Temperatur Konduktivitet Inlopp till Snuggan 5,6±0,2 3,6±0,5 [ C] 6,3±0,7 [ms/m] Utlopp från Snuggan 5,0±0,2 4,4±0,5 [ C] 6,2±0,7 [ms/m] Ytvatten från Snuggan 4,4±0,2 4,3±0,5 [ C] 6,3±0,7 [ms/m] Bottenprov från Snuggan 4,6±0,2 3,8±0,5 [ C] 6,3±0,7 [ms/m] Tabell 7 Mätresultat för respektive provtagningsplatser vid Snuggan Käringsjön Provtagningsplats ph Temperatur Konduktivitet Inlopp till Käringsjön 6,3±0,2 3,9±0,5 [ C] 20,9±2 [ms/m] Utlopp från Käringsjön 5,8±0,2 3,4±0,5 [ C] 13,1±2 [ms/m] Ytvatten från Käringsjön 6,5±0,2 4,3±0,5 [ C] 12,9±2 [ms/m] Bottenprov från Käringsjön 6,5±0,2 4,2±0,5 [ C] 12,9±2 [ms/m] Tabell 8 Mätresultat för respektive provtagningsplatser vid Käringsjön Snuggan ph Käringsjön 5,6 6,3 5,8 5 6,5 6,5 4,4 4,6 Inlopp Utlopp Ytvatten Bottenprov Diagram 1 Redovisning av ph från provtagningsplatserna för Snuggan respektive Käringsjön 6 Temperatur 4 C 2 0 3,6 3,9 4,4 4,3 4,3 3,4 3,8 4,2 Inlopp Utlopp Ytvatten Bottenprov Snuggan Käringsjön Diagram 2 Temperaturen vid provtagningsplatserna för Snuggan respektive Käringsjön Sida 20 av 68

22 30 Konduktivitet 20 ms/m ,9 13,1 12,9 12,9 6,3 6,2 6,3 6,3 Inlopp Utlopp Ytvatten Bottenprov Diagram 3 Konduktiviteten vid provtagningsplatserna för Snuggan respektive Käringsjön 4.2 Laboratoriemätningar I tabellerna här nedan ses en översikt av resultaten av analyserna av klorid och alkalinitet samt analysen av totalfosfor för Snuggan och Käringsjön. Klorinitet och alkalinitet i Snuggan respektive Käringsjön kan ses sammanfattad i tabell 9 och sammanställningen av resultatet av totalfosforanalysen kan ses i tabell 10. Det kan vara värt att notera det gränsvärde Statens livsmedelsverk har satt för halten klorid till 100 mg Cl /l för tjänligt med anmärkning (Bydén, o.a., 2003). När det gäller alkaliniteten så kan den bedömas ge sjön en god buffertkapacitet om den är över 0,1 mmol HCO 3 /l medan en halt som är mindre än eller lika med 0,02 mmol HCO 3 /l ger ingen eller obetydlig buffertkapasitet (Bydén, o.a., 2003). Snuggan Käringsjön Klorinitet och alkalinitet i Snuggan och Käringsjön Snuggan Klorinitet (i mg Cl /l) Klorinitet (i mg NaCl/l) Alkalinitet Inlopp 70,2±2 [mg/l] 116±3 [mg/l] 0,03±0,02 [mmol HCO 3 /l] Utlopp 51,1±2 [mg/l] 84,2±3 [mg/l] 0,02±0,02 [mmol HCO 3 /l] Ytvatten 73,7±2 [mg/l] 122±3 [mg/l] 0,04±0,02 [mmol HCO 3 /l] Käringsjön Klorinitet (i mg Cl /l) Klorinitet (i mg NaCl/l) Alkalinitet Inlopp 28,4±2 [mg/l] 46,7±3 [mg/l] 0,98±0,05 [mmol HCO 3 /l] Utlopp 31,2±2 [mg/l] 51,4±3 [mg/l] 0,25±0,05 [mmol HCO 3 /l] Ytvatten 51,1±2 [mg/l] 84,2±3 [mg/l] 0,65±0,05 [mmol HCO 3 /l] Tabell 9 Framtagna analysresultat av klorinitet och alkalinitet i Snuggan och Käringsjön Fosfor i Snuggan och Käringsjön Provtagningsområde Snuggan Käringsjön Inlopp 91±6 [μg P tot /l] 172±11 [μg P tot /l] utlopp 79±8 [μg P tot /l] 92±4 [μg P tot /l] Ytvatten 79±12 [μg P tot /l] 92±10 [μg P tot /l] Bottenvatten 77±13 [μg P tot /l] 90±3 [μg P tot /l] Sediment 8,6 ±0,4 [mg P tot /l] 2,0±0,1 [mg P tot /l] Tabell 10 Framtagna analysresultatet av totalfosfor från analys med ICP-OES för Snuggan och Käringsjön 4.3 Sedimentegenskaper Vid exkursionerna togs ett bottenprov från Snuggan respektive Käringsjön. Detta prov bestod av en del bottenvatten och en del bottensediment och hade en totalvolym på ml. Av den volymen uppskattades 51 ml av provet från Snuggan och 60 ml av provet från Käringsjön bestå av sediment. Därifrån togs sedan 3,2 ml respektive 1,1 ml från Snuggan respektive Käringsjön av de sedimenten vilka sedan vägdes och torkades under 12 timmar i en ugn vid 105 C för att få fram torrsubstansen Sida 21 av 68

23 som sedan vägdes. Därefter hettades torrsubstansen upp till 800 C i en ugn under 12 timmar för att få fram en glödrest som utgörs av provets oorganiska föreningar. Det som torrsubstansen kan ange om bottensedimenten är hur mycket av sedimenten som utgörs av fast material, vilket kunde vägas efter torkning, och beräkna hur stor del som utgjordes av vatten som avdunstat under torkningen. Därtill så kan glödrest ange hur stor del av torrsubstansen som utgörs av organiska och oorganiska föreningar genom att de organiska föreningarna bränns bort medan de oorganiska blir kvar och sedan kan vägas. Torrsubstansen och glödresten för Snuggan och Käringsjön kan ses sammanfattade i tabell 11 samt i diagram 4 och 5. Som en jämförelse för hur det kan skilja sig mellan olika sjötyper kan man i diagram 6 och 7 se torrsubstans och glödrest från två sedimentprover från Fysingen, en lerslättsjö. Notera att diagram 4, 5 och 6 har en procentskala som inte börjar från noll. Torrsubstans och glödrest Snuggan Käringsjön Torrsubstans (TS), torkat vid 105 C 0,6±0,2 [vikt-%] 0,2±0,1 [vikt-%] Fukthalt (FH) 99,4±0,2 [vikt-%] 99,8±0,1 [vikt-%] Glödrest, oorganiskt material 6±2 [vikt-%] 32±6 [vikt-%] Andel organiskt material 94±6 [vikt-%] 68±6 [vikt-%] Tabell 11 framtagen torrsubstans och glödrest av sedimentprov från Snuggan och Käringsjön Torrsubstans i viktprocent 100,0% 0,2 99,8% 0,6 99,6% 99,4% 99,8 99,2% 99,4 99,0% Snuggan Käringsjön Torrsubstans (TS) Fukthalt (FH) Glödrest i viktprocent 100% 6 90% 32 80% 70% 94 60% 68 50% Snuggan Käringsjön Glödrest Andel organiskt material Diagram 4 Till vänster, torrsubstansen hos bottensedimenten från Snuggan respektive Käringsjön Diagram 5 Till höger, glödrest hos torrsubstansen från sedimentprov från Snuggan respektive Käringsjön Sida 22 av 68

24 Torrsubstans, Fysingen Glödrest, Fysingen 100% 99% 98% 97% 96% 95% 94% 3 97 Fysingen sed Fysingen sed. 2 Torrsubstans (TS) Fukthalt (FH) 100% 80% 60% 40% 20% 0% Fysingen sed. 1 Fysingen sed. 2 Glödrest Andel organiskt material Diagram 6 Till vänster, torrsubstansen hos två prover bottensediment hämtade från Fysingen Diagram 7 Till höger glödresten hos torrsubstansen från de två proverna bottensediment hämtade från Fysingen 4.4 Vattenflöden och transport av klorid, fosfor och alkalinitet Vattenflödet från Snuggans utlopp beräknades och då flödet från inloppet inte kunde mätas effektivt, då det utgjordes av ett diffust flöde genom infiltrering från intilliggande myrmark, gjordes antagandet att det var detsamma som sjöns uppmäta utflöde. Det flödet användes till flera beräkningar, däribland för uppskattningen av årsflödet av klorid och fosfor till och från Snuggan. Därtill gjordes även en uppskattning av årsflödena rörande alkaliniteten. Även Snuggans uppehållstid beräknades och kan ses i tabell 12 tillsammans med Snuggans vattenflöde. Då både inflöde och utflöde för Käringsjön utgjordes av infiltration och därför inte kunde effektivt mätas så lede det till att ett antagande fick göras för att få ett flöde till beräkningarna för uppskattningen av den sjöns årsflöden av klorid och fosfor samt alkalinitet. Det antagande som gjordes inför beräkningarna rörande uppskattningen av Käringsjöns årsflöden var att då det inte var allt för stora skillnader i djup, storlek och sjötyp mellan Käringsjön och Snuggan, så kunde Käringsjön vattenflöden betraktas som lika med Snuggans. Det flödet användes också till att göra en uppskattning av Käringsjöns uppehållstid vilken kan ses tillsammans med flödet i tabell 12. Genom beräkning av hur massflödet skiljer sig mellan inflöde och utflöde kan ge en uppskattning av hur mycket av det som tillförts sjöarna som sedan hålls kvar i sjöarna. Så uppskattningen av årsflödena av klorid, fosfor och alkalinitet i Snuggan respektive Käringsjön kan ses i tabell 13. En uppskattning av möjlig anrikning av klorid respektive totalfosfor i Snuggan och Käringsjön kan ses i tabell 14. Vattenflöde och uppehållstid Snuggan Käringsjön Vattenflöde 3,9±0,3 [l/s] 3,9±0,3 [l/s]* Uppehållstid 4±1 [månader] 3±1 [månader]* * Käringsjön har antagits ha samma flöden som Snuggan Tabell 12 Tabell över vattenflöde och vattnets uppehållstid i sjöarna Årsflöden av klorid och totalfosfor samt alkalinitet Snuggan, inlopp Snuggan, utlopp Käringsjön, inlopp Käringsjön, utlopp Klorid [ton Cl /år] 8,5±0,5 6,2±0,4 3,5±0,2 3,8±0,3 Sida 23 av 68

25 Klorid [ton NaCl/år] 14,1±0,9 10,2±0,4 5,7±0,4 6,3±0,4 Fosfor [kg P tot /år] 11±1 9,6±1 21±2 11±1 Alkalinitet [ton HCO 3 /år] 0,19±0,15 0,17±0,15 7,3 ± 0,4 1,8 ± 0,4 Alkalinitet [ton NaHCO 3 /år] 0,26±0,21 0,23±0,21 10,0± 0,6 2,5± 0,6 Tabell 13 Uppskattade årsflöden av klorid och totalfosfor samt alkalinitet för Snuggan respektive Käringsjön beräknat utifrån Snuggans uppmätta utgående vattenflöde av 3,9±0,3 l/s Ackumuleringar av klorid och fosfor i Snuggan och Käringsjön Klorid klorid in klorid ut Anmärkning Snuggan 2,3±0,5 ton Cl /år En anrikning av klorid i sjön Käringsjön 0,3±0,3 ton Cl /år Ingen anrikning av klorid i sjön Fosfor fosfor in fosfor ut Anmärkning Snuggan 1±1 kg P tot /år Ingen ökning av fosforn i sjön Käringsjön 10±2 kg P tot /år Anrikning av fosfor i sjön Tabell 14 Tabell över uppskattningen av möjlig anrikning av klorid respektive totalfosfor i Snuggan och Käringsjön 4.5 Uppskattade mängder av klorid och fosfor samt alkalinitet i sjöarna Det kan vara intressant att veta vilka mängder av både klorid och fosfor som finns i sjöarna och var i sjöarna de hålls. När det kommer till alkalinitet och räknar den som vätekarbonat, HCO 3, kan man göra en uppskattning av dess mängd vilket kan vara intressant att veta. Mängden klorid och alkalinitet beräknades genom att respektive koncentration från ytvattnet multiplicerades med respektive sjös volym. På samma sätt beräknades mängden fosfor i sjövattnet hos respektive sjö. Mängden fosfor i bottensedimenten beräknades genom att halten fosfor i sedimenten multiplicerades men den uppskattade volymen av sedimenten på sjöbottnen. Volymen bottensediment uppskattas genom att sjöns area multipliceras med den beräknade tjockleken hos dess sediment. Det beräknade resultaten kan ses i tabell 15. Mängden klorid och fosfor samt alkalinitet i sjöarna Snuggan Käringsjön Klorid, angett som salt, NaCl 6,1±0,2 [ton] 2,2±0,1 [ton] Total mängd fosfor i sjön 6,2±0,7 [kg] 2,6±0,3 [kg] Fosfor i sjövatten 4,0±0,6 [kg] 2,4±0,3 [kg] Fosfor i bottensediment 2,2±0,1 [kg] 0,17±0,01 [kg] Alkalinitet, som HCO 3 0,12±0,07 [ton] 1,0±0,1 [ton] Alkalinitet, som NaHCO 3 0,17±0,09 [ton] 1,4±0,1 [ton] Tabell 15 Uppskattade mängderna av klorid och fosfor samt alkalinitet 5 Diskussion Snuggan och Käringsjön är sjöar som ligger i olika naturområden i norra Stockholm. Snuggan är omgiven av en näringsfattig myr i väster och viss bebyggelse i öster därtill löper en biltunnel, Norrortsleden, under den höjd som Snuggan är belägen på. Käringsjön däremot ligger i ett skogsområde med rikkärr lite mer lantligt beläget. De tekniska mätningarna, som gjordes, visade lågt ph och liten alkalinitet, vilket är indikationer på att Snuggan ligger i ett näringsfattigt område med liten vittring. Området kring Käringsjön däremot har Sida 24 av 68

26 en mer märkbar vittring vilket mätningarna i sjön visade med ett ph kring 6,5 och en alkalinitet väl över 0,1 mmol HCO 3 /l, vilket är betydligt högre än Snuggans alkalinitet på runt 0,02 mmol HCO 3 /l. Det finns vissa observationer som tyder på att det finns en grundvattenkälla i Käringsjöns botten som tillför grundvatten till sjön, vilket kan påverka halterna av mineraler och närsalter samt sjöns buffrande karbonatsystem (alkaliniteten) (Wahlberg, 2017). Båda sjöarna påverkas starkt av sina omgivningar vilket ger upphov till sjöarnas olikheter i alkalinitet och ph. De påverkas på olika sätt av människans inverkan. Snuggan, som är belägen i ett mer trafikerat och bebyggt område, har betydligt högre halter av klorid i vattnet än Käringsjön, vilket kommer sig av att många vägar och gator vinterunderhålls genom att saltas vilket sedan tränger ner i marken och förs till sjön med vattnet. Markerna närmast Käringsjön utgörs av skog och lite öppnare landskap med slätter och bitvis med jordbruksmark. Då områdena närmast Käringsjön är av lantlig typ kan det vara en möjlig förklaring till varför Käringsjöns fosforshalter var högre än Snuggans eftersom det är mer fosfor i omlopp även om det inte blir några bidrag tillsjön via gödsling av precis intilliggande åkermarker. Skogs- och markbruk kan ha påverkan på sjön beroende på hur de sköts. Till exempel så är en avverkad skogsmark en sämre fosforsbindare än en skog och kan inte binda lika mycket vatten då det blir färre träd som kan ta upp förbipasserande vatten. De mer öppna delarna av landskapet kring Käringsjön skulle också kunna påverka fosforhalten i sjön beroende på hur de används och hålls öppna. Till exempel kan gräsmarker bidra till sjöns fosforhalt genom att de utnyttjas som betesmark och att slåtter inte bedrivs eller att jordbruksmarker bidrar genom att de gödslas och sedan lakas ur. Dessutom så kan de moränryggar (de Geermoräner) i området runtomkring Käringsjön och Mörtsjön ha viss inverkan på vattnets passage och uppehållstid genom området. Det sker en viss transport av både klorid och fosfor genom Snuggan och Käringsjön. Mängden fosfor som transporteras är relativt begränsad men större mängder salt, i förhållande till de sjöarnas storlek, transporteras genom dem. Ca 2 ton klorid kan ackumuleras i Snuggan varje år medan största delen av saltet till Käringsjön verkar passera sjön. Däremot är det ingen anmärkningsvärd anrikning av fosfor i Snuggan medan 10 kg av fosforn som passerar Käringsjön uppskattas bli kvar i sjön årligen. Det är stora mängder som den lilla sjön förväntas ta emot och det ger en överhängande risk att sjön drabbas av problem relaterat till övergödning. I de framtagna tabellerna syntes inga större mängder fosfor inlagrad i käringsjöns sediment trots att uppskattningsvis 10 kg fosfor tillförs Käringsjön årligen. Det skulle kunna förklaras med att fosfor fälls ut i botten på Käringsjön i mineraliserad form, det vill säga som apatit, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s). Sammanfattningsvis skulle det kunna sägas att människans påverkan lett till att Snuggan har ett begynnande problem med salt som kan störa en redan känslig miljö och Käringsjön ett problem med ett överskott av näringsämnen som i sin tur kan leda till övergödning. Det vore önskvärt att dessa problem utreddes ytterligare och åtgärdas. Därtill bör man ha i beaktande att exploatering av mark i sjöarnas tillrinningsområden kan leda till svåråtgärdade störningar i sjöarna och deras närområden. Sida 25 av 68

27 6 Slutsatser Käringsjön och Snuggan är två små humussjöar i Stockholm, som påverkats av människan på olika sätt. Snuggan har ett problem med ökande salthalt, vilket i sin tur leder till förändringar i sjöns redan känsliga och utsatta miljö. Andra alternativ och metoder av vinterunderhåll av vägar och gator bör undersökas som ett försök att minska mängderna utspritt vägsalt. Käringsjön har problem med ackumulerande näringsämnen. Orsaker till förändringarna i sjön, såsom ökande mängder näringsämnen, kan komma från hur skötsel och exploatering av mark i sjöns tillrinningsområden sköts eller från ändringar i skogshållning. Ett ändrat klimat med till exempel högre temperaturer eller mer nederbörd kan också påverka sjöarna. Sjöarnas tillstånd bör undersökas ytterligare och åtgärdas. 7 Litteraturförteckning Arvidsson, Mia Inventering av makrofyter Edssjön, Fjäturen, Gullsjön, Mörtsjön, Norrviken, Oxundasjön, Ravalen, Rösjön, Snuggan, Väsjön och Översjön. Norrtälje : Naturvatten i Roslagen AB, Rapport 2010:29. Björk, Lars-Eric, o.a Formler och Tabeller; från Natur och kultur. Första upplagans tionde tryckning. Stockholm : Natur och kultur, ISBN 13: ; ISBN 10: Bydén, Stefan, Larsson, Anne-Marie och Olsson, Mikael Mäta vatten; Undersökningar av sött och salt vatten. Göteborg : Institutionen för växt- och miljövetenskaper, ISBN Edsviken. Sollentuna kommun. [Online] [Citat: den 27 februari 2018.] Hultstrand, Patrik Inventering av källor i Upplands Väsby kommun. u.o. : Oxunda Vattensamverkan, Examensarbete Kärringsjön-Mörtsjön SE Bevarandeplan för Natura 2000-område. Enheten för naturvård, Länsstyrelsen Stockholm. Stockholm : Länsstyrelsen Stockholm, Lindberg, Patrik och Nöbelin, Fredrik Norrviken och Edssjön - Fiskeribiologiskundersökning Aquaresurs; Huskvarna Ekologi Lindqvist, Ulf Sjöar och vattendrag i Oxundaåns avrinningsområde Norrtälje : Naturvatten i Roslagen AB, Ljunghager, Fredrik. Ruda (Carassius carassius). Havs och Vatten myndigheten. [Online] [Citat: den 1 mars 2018.] Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s Vol. Trettonde bandet, Uppslagsord: medelrikkärr. ISBN Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s. 81. Vol. Sjätte bandet, Uppslagsord: extremrikkärr. ISBN Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s Vol. Artonde bandet, Uppslagsord: torrsubstans, torrvikt. ISBN Sida 26 av 68

28 1995. Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s Vol. Sjuttonde bandet, Uppslagsord: sprickdal. ISBN Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s Vol. Tolfte bandet, Uppslagsord: lerslättsjö. ISBN Nationalencyklopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, ss Vol. Nionde bandet, Uppslagsord: humus, humussjö. ISBN Nationalencykopedin. Höganäs : Bokförlaget Bra Böcker AB, s Vol. Femte bandet, Uppslagsord: dystrof. ISBN Nilsson, Olle W. och Smedman, Rolf Fiskar i våra vatten. Västerås : ICA Bokförlag, s. 61. ISBN Pereira, Camila Morais Edsvikens vattenkvalitet. Tillämpad fysikalisk kemi, Kungliga tekniska högskolan. Stockholm : Kungliga tekniska högskolan, Examensarbete. Rathnayake Nilsson, Lovisa Norrvikens miljöförhållanden och omgivningens påverkan. Tillämpad fysikalisk kemi, Kungliga tekniska Högskolan. Stockholm : Kungliga tekniska högskolan, Examensarbete. Renman, Eric Jordbruk och djurhållning; Inom Oxundas avrinningsområde - Beskrivning, bakgrund och förslag till åtgärder. Sollentuna : Oxunda Vattensamverkan, Ruda äntligen ett rekord. Fihn, Morgan Stenkullen : u.n., den 19 oktober 2011, Fiskejournalen. SMHI Sjöareal och sjöhöjd. [Dokument] Norrköping : SMHI, den 25 november Sjödjup och sjövolym. [Dokument] Norrköping : SMHI, den 25 november Wahlberg, Nils Olof Personlig kommunikation rörande Snuggan och Käringsjön. Stockholm, den 14 november Docent på Kungliga Tekniska Högskolan. Vattensamverkan, Edsviken. Om Edsviken. Edsviken Vattensamverkan. [Online] Edsviken Vattensamverkan. [Citat: den 30 maj 2018.] Sida 27 av 68

29 8 Bilagor 8.1 Exkursionsprotokoll: Inhämtning av vattenprover från Snuggan och Käringsjön Snuggan, Sollentuna, den 7 november 2017 Lufttemperatur: +6,5 C +8 C Väder: tämligen soligt, nästan vindstilla Närvarande: Karolina Rundkvist, Nils Olof Wahlberg, Emilia Panayotova-Björnbom Utrustning: Ruttnerhämtare ph-meter, Hanna H ph meter, noggrannheten ± 0,2 enheter Konduktometer, EUTECH instruments COND6+, fel ±10% Termometer, Art. No. J83P, Svenska termometerfabriken Viking AB, digital termometer, med felet ±0,5 grader vilket är godtagbart så som den användes i det här fallet Provflaskor i plast (50 cl samt 1,5 l) vilka utgjordes av rengjorda återanvända mineralvattenflaskor, sköljdes ur innan användning Hink (vit), för uppsamling av prov för överföring till provflaska, sköljdes ur innan användning Tratt, för att enklare föra över vattenprov till provflaska, sköljdes innan användning Kanna, avsedd att bistå överföring av vattenprov till provflaska, sköljdes innan användning Måttstock, för mätning av strömmande utlopps bredd och djup samt en bestämd längd för beräkning av flödeshastighet Uppskattad varaktighet: ca kl. 13:30 16: Tillvägagångssätt Exkursionen till Snuggan inleddes med att samtliga deltagare till exkursionen möttes upp vid Rotebro station för att sedan gemensamt med bil åka till sjön Snuggan. Sjön i fråga ligger i Sollentunatrakten på en höjd som där södra sidan endast kunde nås via en liten väg som slutade vid en privat vändplats med liten parkering. Efter hopsamling av utrustning och uppmärkning av provflaskor kunde man följa en stig ner för liten slänt ner till sjöns södra sida till första provtagningsplatsen. Då det fanns en del gungflyn vid provtagningsplatsen för provet på ytvattnet kunde fotfästet vara tämligen vanskligt så vattenprovet togs genom att man fyllde den medhavda hinken efter att man sköljt ur den med ytvatten och tog den till mer fast mark för att fylla på de tilltänkta provflaskorna. Från den hinken sköljdes och fylldes två små uppmärkta provflaskor med ytvattenprov så att de resulterande luftbubblorna i flaskorna blev så små som möjligt när de avsköljda korkarna skruvats på ordentligt. Därtill togs mätningar med ph-meter, konduktometer och termometer vid platsen där vattenprovet togs, se mätdata i tabell 16. Bland annat på grund av bristen på adekvat fotfäste precis vid första provtagningsplatsen bestämdes att bottenprovet, som skulle tas med en Ruttnerhämtare, hämtades från en intilliggande brygga, som räckte ca 3 meter ut från stranden. Efter att hinken tömts på ytvattenprov tömdes Ruttnerhämtaren i Sida 28 av 68

30 den. Sedan gjordes samma mätningar som man gjorde vid ytvattenprovtagningsplatsen på provet i hinken som förutom vatten till en del också bestod av bottensediment, se mätdata i tabell 16. Eftersom sammansättningen i ytvattnet och vattnet vid sjöbotten var att betraktas som så pass snarlika, då sjön är relativt grund, att man kunde bedöma det som osannolikt att det skulle kunna kontaminera bottenprovet om man sköljde ur den stora provflaskan till bottenprovet med ytvatten istället för vatten från bottenprovet. Man gjorde detta eftersom hela den provmängd som Ruttnerhämtaren kunde ta upp var precis så att det räckte till att fylla den stora provflaskan ända upp till flaskmynningen om man inte spillde. Då man eftersträvar att få en så liten luftbubbla i den sen slutna provflaskan som möjligt ville man inte i det läget avstå från den mängd vattenprov som skulle behövts för att kunna skölja ur provflaskan adekvat. Då Flaskorna med ytvattenprov och bottenprov var märkta, fyllda och hade ordenligt åtdragna korkar begav man sig längs med strandkanten öster ut till den andra provtagningsplatsen vid sjöns utlopp som var en liten bäck på dess östra sida. Med sig hade man behöriga provflaskor och mätutrustning för ph-mätning, ledningsförmåga och temperatur samt anteckningsmedel. Provtagningsplatsen var vid ett ställe där bäcken korsades av en spång, förutom mätningar med mätinstrumenten, se mätdata i tabell 16, så gjordes också mätningar för att beräkna vattenflödet. De mätningar man gjorde var brädden och sträckan på den del av bäcken där flödesmätningen skulle ske, samt djupet i början, i mitten och i slutet av den sträckan, se sammanfattningen i tabell 17. Därefter tog man en pinne och släppte i den i bäcken en bit uppströms om det uppmätta platsen och mätte sedan den tid det tog för den att passera genom den uppmätta sträckan, vilket sedan upprepades två gånger, sammanfattningen ses i tabell 17. Vid flödets mätplats var bäckens botten stenig och mestadels täckt med löv. De två uppmärkta provflaskorna fylldes med vattenprov efter att de först sköljts ur med vatten från provtagningsplatsen och sedan fylldes med prov genom att de sänktes ner i vattnet och sen skruvades igen under vattnet för att den resulterande luftbubblan i flaskorna skulle bli så liten som möjligt. Efter att man tagit mätningarna och proverna från sjöns utlopp och återvänt till den första provtagningsplatsen för att samla ihop de saker man inte tagit med sig till andra provtagningen och de tidigare proverna begav man sig tillbaka till bilen. Därefter körde man bilen och parkerade den norr om sjön. Därefter promenerade man, med behöriga provflaskor samt ph-meter, konduktometer och digital termometer, till den tredje provtagningsplatsen vid sjöns inloppsområde på dess norra sida, vilket uppskattningsvis tog ett tiotal minuter. Eftersom det är ett kärrområde som utgör sjöns inflöde genom infiltrering av vatten, blev därför marken blötare och sankare ju närmare provtagningsplatsen man kom. Vid sådana tillfällen var en gåstav eller någon annan typ käpp ett behjälpligt verktyg för att testa möjliga fotfästen och vattendjup i vattensamlingar framför sig. Den utvalda provtagningsplatsen var intill en flat klipphäll som erbjöd ett tämligen stadigt fotfäste. Mätningar med ph-metern, konduktometern och termometern togs vid platsen där vattenprovet sedan togs, med mätresultaten angivna i tabell 16. Proverna togs enligt proceduren att de två provflaskorna först sköljdes ur med vatten från provtagningsplatsen innan de sedan fylldes och förslöts nedsänkta under vattnet för att få så liten luftbubbla som möjligt i flaskorna. Då inloppet till sjön utgjordes huvudsakligen av en våtmark där vattnet kom till sjön genom infiltrering var det inte Sida 29 av 68

31 möjligt att tillförlitligt mäta inflödet till sjön med de medel man hade tillgängliga, men man kunde anta att det var samma flöde som för utloppet då vattennivån i sjön var oförändrad. Efter att ha avslutat provtagningen och samlat ihop utrustningen och provflaskor inleddes promenaden tillbaka till bilen. All använd utrustning och samtliga prover, som ställts iordning i en låda för just detta ändamål för transport och tillsvidare förvaring vid laboratoriet, packades sedan in i bilen. Därefter kördes bilen till stationen Mörby centrum varvid gruppen skingrades för att sedan individuellt ta sig vidare med vad de hade att göra på sina egna dagordningar Sammanställda mätvärden Snuggan Provtagning Plats ph Temperatur [ C] Konduktivitet [ms/m] 1: Ytvatten från Snuggan, 2 små flaskor 2: Bottenprov från Snuggan, 1 stor flaska 3: Utlopp från Snuggan, 2 små flaskor 4: Inlopp från Snuggan, 2 små flaskor Sjöns södra sida Sjöns södra sida Sjöns östra sida Sjöns norra sida 4,4± 0,2 4,3±0,5 6,3±0,63 4,6± 0,2 3,8±0,5 6,3±0,63 5,0± 0,2 4,4±0,5 6,2±0,62 5,6± 0,2 3,6±0,5 6,3±0,63 Tabell 16 Mätresultat för respektive provtagningsplatser vid Snuggan i den ordning de togs Provtagning 3: Utlopp från Snuggan, flöde Bredd [cm] 20 Längd [cm] 60 Djup [cm] 6,0 9,0 8,0 Tid [s] 2,54 2,26 2,37 Tabell 17 Mätdata för beräkning av flödet för utloppet från Snuggan Övriga noteringar En biltunnel, Norrortsleden, löper under den höjd som Snuggan är belägen på. Snuggan rinner så småningom ut i Väsjön. Kringliggande skog runt själva sjön dommineras av barrträd med inslag av björk Naturligt lågt ph på grund av humussyra Stora delar av sjön är omgiven av gungfly. Gungflyn har antagligen haft en hämmande effekt rörande igenväxning av sjön, då träd och buskar inte kunde få fäste så pass nära vattenkanterna kunde de inte fälla lika mycket löv och annat växtmaterial ner i vattnet som sen kunde lägga sig på botten och blida mer eller mindre nerbrutna avlagringar som med tiden kunde ha gjort sjön grundare där. Inlopp via kärrområde. Sida 30 av 68

32 I sjön finns fiskarten ruda (Carassius carassius) som klarar att leva i en relativt syrefattig miljö. Gillas att fiskas av sportfiskare, ju större fiskexemplar desto bättre. Det skulle delvis kunna förklara en del av de förhållandevis tydligt upptrampade stigarna som ledde rakt till sjöns norra sida som på sina håll annars var relativt otillgänglig och obebodd Käringsjön, Täby, den 8 november 2017 Lufttemperatur: 0 C +0,5 C Väder: Soligt, nästan vindstilla, frost Närvarande: Karolina Rundkvist, Nils Olof Wahlberg, Emilia Panayotova-Björnbom, Kjell Rundkvist Utrustning: Ruttnerhämtare ph-meter, Hanna H ph meter, noggrannheten är ± 0,2 enheter Konduktometer, EUTECH instruments, COND6+, felet är ±10% Termometer, Svenska termometerfabriken Viking AB, digital termometer, Art. No. J83P, med felet ±0,5 grader vilket är godtagbart så som den användes i det här fallet Provflaskor i plast (50 cl samt 1,5 l) vilka utgjordes av rengjorda återanvända mineralvattenflaskor, sköljdes ur innan användning Hink (vit), för uppsamling av prov för överföring till provflaska, sköljdes ur före användning Tratt, för att enklare föra över vattenprov till provflaska, sköljdes före användning Kanna, för upptagning eller överföring av vattenprov till provflaska, sköljdes före användning Varaktighet: ca kl 8:45 13: Tillvägagångssätt Exkursionen inleddes med att dess deltagare möttes upp utanför KTH-Hallen för att gemensamt med en bil åka till Käringsjön. Sjön i fråga låg i Täbytrakten och likt sjön Snuggan var belägen relativt höglänt. Då det inte fanns möjlighet att köra fram och parkera intill sjön fick man parkera utanför en hästgård/ridskola och därifrån vandra med utrustningen och de provflaskor som skulle behövas via vandringsleder, ridvägar och stigar för att komma fram till sjön vilket uppskattningsvis kunde ha tagit 45 minuter till en timme, innan man kom fram till första provtagningsplatsen intill en enkel rastplats. Man anlände vid runt klockan 10 till den första provtagningsplatsen och noterade att delar av sjön verkade vara täckta med ett tunt lager is. Själva provtagningsplatsen som var för sjöns ytvatten, var vid en brygga på Käringsjöns östra sida. Då bryggan var så skranglig och verkade sakna en del av det material den en gång byggts av bestämdes att av säkerhetsskäl så skulle prover och mätningar tas vid sidan om bryggan istället för att försöka gå ut på den. På bryggans vänstra sida låg ett antal störar vid vattenkanten vilka erbjöd stadigare fotfäste för hämtningen av ytvattenprov. Det var också därifrån som mätningen av ph, ledningsförmåga och temperatur för ytvattnet togs, se tabell 18 för mätresultat. Man kunde notera att ph-metern och konduktometer behövde en liten stund på sig innan deras värden kom att stabiliserats, vilket kunde bero på en låg närvaro av joner i vattnet. De två små uppmärkta provflaskorna sköljdes först ut med ytvatten innan de sedan fyllas och försslutas Sida 31 av 68

33 med sin kork nedsänkt under vattnet för att för att få så liten luftbubbla som möjligt i respektive flaska. Efteråt kunde korkarna dras åt för att förhindra läckage. Då störarna vid vattenbrynet på den vänstra sidan av bryggan skymde sikten i vattnet och stack ut så pass att de bland annat utgjorde en påtaglig risk för Ruttnerhämtaren att fastna i vid hämtningen av bottenprov togs provet på den högra sidan av bryggan. Då området närmast bryggan på den sidan utgjordes av gungfly testades dess bärighet, för säkerhets skull, med hjälp av en gåstav i det här fallet tills man hittade en väg fram till vattenkanten. Området stärktes också genom att man la ut en stör för ökad viktutspridning att stå på vilket gav mer stabilitet. Inför provtagningen sköljdes hink och den stora, uppmärkta provflaskan ur med ytvatten eftersom det kunde antas vara så pass snarlikt vattnet i bottenprovet, då sjön var relativt grund, att risken för kontaminering av bottenprovet från vattenresterna i den ursköljda flaskan kunde anses vara försumbara. Provtagningen var besvärligare än motsvarande provtagning för Snuggan då Ruttnerhämtaren vid ett tillfälle även fastnade. Man var även tvungen att ta upp ett andra prov efter att ha tömt det första i hinken i ett försök att få ett bättre prov. Därför hälldes det första provet ur hinken eftersom det visade sig att det andra provtagningsförsöket blev bättre och tappade det i hinken istället. Man mätte ph-värde, ledningsförmåga och temperatur på det provet i hinken, se tabell 18, dock behövde man vänta en stund tills ph-mätaren och konduktometern hade stabiliserat sig innan avläsning på grund av låg närvaro av joner i vattnet. Sedan överföras det provet i hinken försiktigt till den tilltänkta provflaskan, sediment och allt, så att så lite som möjligt gick till spillo så att luftbubblan som sen blev i flaskan när den korkades igen blev så liten som det var görligt med den mängd prov man fått från Ruttnerhämtaren. Efter att korkarna på flaskorna med de redan tagna proverna kontrollerats och dragits åt för att förhindra läckage, togs mätutrustning och två tomma, uppmärkta, små provflaskor och man gick norrut längsmed sjön till den andra provtagningsplatsen för sjöns inlopp på dess norra sida. Eftersom sjöns inlopp i det här fallet utgjordes utav infiltrering av vatten från ett kärrområde, gjorde att ju närmare provtagningsplatsen man kom desto blötare och sankare blev marken. Dessutom ledde det till att det inte var genomförbart att mäta vattenflödet in till sjön med de medel som fanns till hands. Att det sedan växte en hel del rejäla träd kring provtagningsplatsen, som utgjordes av en liten göl i inflödesområdet, var en tydlig indikator att marken var fast och inte utgjordes av gungfly hängande över vattnet vilket annars skulle ha riskerat att göra att provet blev mer om ytvattnet än själva inloppet till sjön. Först mättes inloppets ph, ledningsförmåga och temperatur, se tabell 18 för mätresultat, men den låga närvaron av joner i vattnet gjorde att ph-metern och konduktometern behövde en stund på sig för att deras värden skulle stabiliseras innan avläsning. Sedan togs vattenprovet och som tidigare sköljdes provflaskorna ur först med vatten från provtagningsplatsen innan de försiktigt fylldes med själva provet för att undvika att det följde med skräp. Det noterades att ett flertal av träden i inloppsområdet utgjordes av alar (släktet Alnus), vilket skulle kunna vara en indikation på förhållandevis näringsrik mark. De flesta träden vid första provtagningsplatsen verkade dock huvudsakligen utgöras av barrträd med inslag av björk. Efter att man lämnat de fyllda provflaskorna med de andra flaskorna vid första provtagningsplatsen och bytt ut dem mot två tomma små provflaskorna märkta för provet från sjöns utlopp gick man till Sida 32 av 68

34 den tredje provtagningsplatsen som var för sjöns utlopp som var på dess södra sida. Likt sjöns inlopp utgjordes utloppet av ett kärrområde som sjövattnet infiltrerades till, vilket gjorde att provtagningsplatsen var mycket blöt och sank. Dessutom gjorde det att det inte var möjligt att mäta vattenflödet från sjön med de medel man hade till hands. Provtagningsplatsen var en bit bort från själva sjökanten för att man skulle undvika att provområdet skulle vara för infiltrerat med sjöns ytvatten för att kunna ge ett representativt prov. När man kom fram till en liten göl i provtagningsområdet som inte var allt för grund eller för liten, sköljdes provflaskorna först ur med vattenprov innan de försiktigt fylldes med själva vattenprovet så att eventuellt skräp inte skulle följa med. Därefter skruvades deras korkar åt så att den kvarvarande luftbubblan i respektive flaska blev så liten som det var utförbart. Man tog även mätningar på temperatur, ledningsförmåga och temperatur, se tabell 18. Dock tog de två sistnämnda mätningarna tid på sig innan de stabiliserade sig på grund av låg jonnärvaro i vattnet. Efter sista provtagningen gick man tillbaka till den enkla rastplatsen intill första provtagningsplatsen som tjänade som uppsamlingsplats mellan provtagningarna för den dagens exkursion för att packa ihop utrustning och provflaskor inför vandringen tillbaka till bilen. Man genomförde innan en sista kontroll och åtdragning av provflaskornas korkar för att försäkra att de var ordentligt stängda och inte kunde läcka. Vandringen tillbaka till bilen tog kanske något kortare tid än vandringen till Käringsjön men det kunde bero på att man då var säkrare på hur man skulle gå för att komma tillbaka till bilen. Då man kom fram till bilen packades utrustningen in i bilen och de fyllda provflaskorna placerades i en uppmärkt låda för att förenkla förvaringen av dem och placerades i bilen för vidare transport till laboratoriet. Därefter körde man till Kungliga tekniska högskolan där sedan gruppen skingrades för att sedan på egen hand gå vidare med vad de sedan hade på sina egna scheman Sammanställda mätvärden Käringsjön Provtagning Plats ph Temperatur [ C] Konduktivitet [ms/m] 1: Ytvatten från Käringsjön, 2 små flaskor 2: Bottenprov från Käringsjön, 1 stor flaska 3: Inlopp från Käringsjön, 2 små flaskor 4: Utlopp från Käringsjön, 2 små flaskor Sjöns östra sida Sjöns östra sida Sjöns norra sida Sjöns södra sida 6,5± 0,2 6,5± 0,2 6,3± 0,2 5,8± 0,2 4,3±0,5 12,9±1,29 4,2±0,5 12,9±1,29 3,9±0,5 20,9±2,09 3,4±0,5 13,1±1,31 Tabell 18 Mätresultat för respektive provtagningsplatser vid Käringsjön i den ordning de togs Övriga noteringar Käringsjön tenderar att vara delvis isfri under vintrar, antagligen orsakad av grundvattenkälla i sjöns botten vars vatten har annan (då högre) temperatur då. Källvattnet passerar antagligen genom någon typ av grusbädd eller innan den når sjön. Alar växte kring inloppsområdet, dock noterades inga eller mycket få alar precis vid själva sjön. Vid utlopp var några alar närvarande men mest björk, gran och tall. Sida 33 av 68

35 Al (släktet Alnus) är ett tecken på att marken är näringsrik. En stor andel av sjön är omgiven av gungfly. Gungflyn har antagligen hjälpt till att bromsa upp och förhindra igenväxning av sjön, då träd och buskar inte kunde få fäste så pass nära sjöstränderna kunde de inte fälla lika mycket löv och annat växtmaterial ner i vattnet som sen kunde lägga sig på botten och bli mer eller mindre nerbrutna. 8.2 Laborationsprotokoll: Labbanalys av prover från Snuggan och Käringsjön Klorinitet och alkalinitet (måndag den 13 november 2017) Klorinitet Kloriniteten i ett vattendrag kan i huvudsak påverkas av biltrafik (många vägar saltas vintertid för att motverka nedisning), men till viss del även av luft och vindar samt genom vittring om de kringliggande bergarterna innehåller klor. Exempelvis ska Mälaren ha en klorinitet på kring 0,3 mm Cl medan Vallentunasjön har en klorinitet på runt 2 4 mm Cl vilket skulle kunna härledas till att flera större vägar, vilka vinterunderhålls med salt, passerar förbi Vallentunasjön (Wahlberg, 2017). Under laborationen skulle kloriniteten i vattenproverna tas fram genom titrering med en lösning med bestämd kocentration av silverjoner (Ag+). Men då Snuggan och Käringsjön är humussjöar, så kunde den höga närvaron av humus ställa till problem då Ag + -joner även kan bli reducerade av humusämnen vilket kan leda till ett större fel Genomförande Titreringen skedde så att en lösning med känd koncentration av Ag+, 100,0 mm, placeras i en byrett som nollställdes och 50 ml av ett av vattenproven placerades i en bägare, stående på ett vitt papper, som lösningen med Ag+ titrerades ner i efter en tillsats av tre droppar av Mohrs indikator (CrO 4 2- i vattenlösning). Indikatorn skulle färga provet gult och slå om till rött då titreringen var färdig. Första titreringen av ett av vattenproverna (ytvatten, Snuggan) gav ingen noteringsbar färgväxling och det bestämdes att titreringen med Mohrs indikator fick vänta medan laborationen rörande alkaliteten genomfördes och möjliga åtgärder diskuterats. Då man kan anta att Ag+ reagerar långsammare med humus än med Cl, då respektive kinetik för reaktionerna skiljer sig åt, så skulle en titrering om den hölls i ett lite snabbare tempo än den första, som genomfördes i en något mer långsam takt, vara möjlig. Det högre tempot kombinerades med att mer indikator tillsattes löpande under titreringens gång, med två droppar åt gången tills färgomslag kunde noteras. För att undvika kontaminering av provet hälldes en del av vattenprovet som skulle analyseras över i en e-kolv som först sköljts ur med avjoniserat vatten och sedan med en skvätt av vattenprovet. Sedan sköljdes en mätpipett, 50 ml, först med avjoniserat vatten och sedan med en del av det första provet. Detta upprepades inte med de efterföljande proverna från samma sjö då dessa kunde betraktas som tillräckligt snarlika för att dess påverkan på resultaten kunde betraktas som försumbara i det här fallet. Sida 34 av 68

36 Inför varje titrering observerades och antecknades först lösningsnivån i byretten samt efter det observerade färgomslaget varvid åtgången titrator kunde beräknas, se tabell 19 nedan. När det kommer till möjliga mätfel kan det noteras att samtliga vattenprover hade någon grad av gul/brungul missfärgning på grund av hög närvaro av humus, vilket bitvis kunde komplicera observationen av ett tydligt färgomslag från gult till rött under titreringen och fick hållas under noggrann uppsikt för att reducera dess bidrag till osäkerheten. Men det huvudsakliga mätfelet utgicks från att ligga i avläsningen av byretten och hur den gjordes, där man uppskattade mätfelet till att vara ±0,05 ml det vill säga runt storleken av en droppe. Det leder till att det framtagna resultatet får ett spridningsintervall i storleksordningen ±0,05 mm. Klorinitet, titrering med Ag+-lösning Nr Prov från Snuggan Byrett efter titrering [ml] Byrett före titrering [ml] Åtgången titrator [ml] Spridningsintervall [ml] 1 Ytvatten, 14,15 13,11 1,04 ±0,05 2 Inlopp, 15,14 14,15 0,99 ±0,05 3 Utlopp, 15,86 15,14 0,72 ±0,05 Prov från Käringsjön 4 Ytvatten, 16,58 15,86 0,72 ±0,05 5 Inlopp, 16,98 16,58 0,40 ±0,05 6 Utlopp, 17,42 16,98 0,44 ±0,05 Tabell 19 Mätresultat av åtgången titrator från titrering med Ag + som titrator Beräkningar Lösningen med Ag+ hade beretts genom att en bestämd mängd AgNO 3 tillsätts vatten till en bestämd volym och sedan även kan spädas tills rätt koncentration erhålls, i det här fallet till en koncentration på 100 mm Ag+ som användes som titrator. I den kemiska formeln nedan kan man ta fram mängdförhållandet mellan Ag+ och Cl till 1:1 och utifrån detta kunde sedan kloriniteten beräknas då man viste vilken volym man hade av provet, 50 ml, och volymen av åtgången titrator. Därtill hade avläsningsfelet av byretten uppskattats till ±0,05 ml vilket gav den framtagna koncentrationen storleksordningen ±0,05 mm Formler och ekvationer Kemisk reaktion: Ag + (från byrett) + Cl- (prov) AgCl(s) Kemisk reaktion vid omslagspunkten: 2Ag + (överskott) +CrO 4 2- (indikator) Ag 2 CrO 4 (s, röd) Molförhållanden: n Cl -= n Ag + Koncentration: C 1 = n 1 V 1 C = koncentration [M][mol/l], n = substansmängd [mol], V = volym [l] Beräknad koncentration Cl - : C 1 *V 1 = C 2 *V 2 C 2 = C 1*V 1 V 2 För beräknad mängd Ag + : n 1 = C 1 *V Gemensamma mätvärden Koncentration Ag+: C Ag + = 100 mm = 100*10-3 M Sida 35 av 68

37 Volym av prov: V Cl -= 50 ml = 50*10-3 l = 0,050 l (1 l = 1000 ml, 1 ml = 0,001 l) Molmassa: M Cl -=35,453 [g mol] (Björk, o.a., 1998) M NaCl =35,453+22,989770=58,44277 [g mol] (Björk, o.a., 1998) (Omvandling: 1 mmol Cl /l = 35,453 mg Cl /l eller1 mmol Cl /l = 58,44277 mg NaCl/l) Beräkningar, Snuggan Ytvatten: C Cl -, ytvatten S= C Ag +*V Ag + C V Cl - Cl = 100*10-3 *1,04*10-3 = 2,08*10-3 M = 2,08 mm => 50*10-3 C Cl -, ytvatten S= 2,08±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: C Cl -, ytvatten S= 2,08 m[mol/l] =2,08 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 73,74224 m[g/l] 73,7 mg/l C NaCl, ytvatten S = 2,08 m[mol/l] =2,08 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 121, m[g/l] 122 mg/l Inlopp: C Cl -, inlopp S= C Ag +*V Ag + V Cl - C Cl = 100*10-3 *0,99* *10-3 = 1,93*10-3 M = 1,98 mm => C Cl -, inlopp S= 1,98±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: C Cl -, inlopp S= 1,98 m[mol/l] =1,98 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 70,19694 m[g/l] 70,2 mg/l C NaCl, inlopp S = 1,98 m[mol/l] =1,98 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 115, m[g/l] 116 mg/l Utlopp: C Cl -, utlopp S= C Ag + *V Ag + V Cl - C Cl = 100*10-3 *0,72* *10-3 = 1,44*10-3 M = 1,44 mm => C Cl -, utlopp S= 1,44±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: C Cl -, utlopp S= 1,44 m[mol/l] =1,44 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 51,05232 m[g/l] 51,1 mg/l C NaCl, utlopp S = 1,44 m[mol/l] =1,44 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 84, m[g/l] 84,2 mg/l Beräkningar, Käringsjön Ytvatten: C Cl -, ytvatten K= C Ag + *V Ag + C V Cl - Cl = 100*10-3 *0,72*10-3 = 1,44*10-3 M = 1,44 mm => 50*10-3 C Cl -, ytvatten K=1,44±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: Sida 36 av 68

38 C Cl -, ytvatten K= 1,44 m[mol/l] =1,44 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 51,05232 m[g/l] 51,1 mg/l C NaCl, ytvatten K = 1,44 m[mol/l] =1,44 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 84, m[g/l] 84,2 mg/l Inlopp: C Cl -, inlopp K= C Ag + *V Ag + V Cl - C Cl = 100*10-3 *0,40* *10-3 = 0,80*10-3 M = 0,80 mm => C Cl -, inlopp K= 0,80±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: C Cl -, inlopp K= 0,80 m[mol/l] =0,80 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 28,3624 m[g/l] 28,4 mg/l C NaCl, inlopp K = 0,80 m[mol/l] =0,80 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 46, m[g/l] 46,7 mg/l Utlopp: C Cl -, utlopp K= C Ag + *V Ag + V Cl - C Cl = 100*10-3 *0,44* *10-3 = 0,88*10-3 M = 0,88 mm => C Cl -, utlopp K= 0,88±0,05 mm Omvandling, [mol Cl /l] till [mg Cl /l]respektive [mol Cl /l] till [mg NaCl/l]: C Cl -, utlopp K= 0,88 m[mol/l] =0,88 m[mol/l]*35,453 [g/mol] = 31,19864 m[g/l] 31,2 mg/l C NaCl, utlopp K = 0,88 m[mol/l] =0,88 m[mol/l]*58,44277 [g/mol] = 51, m[g/l] 51,4 mg/l Beräkningar spridningsintervall C Cl -, sprid=±0,05 m[mol/l]=> C Cl -, sprid=0,05m[mol/l]*35,453[g/mol]=±1,77265 m[g/l] ±2 mg/l C NaCl, sprid =±0,05 m[mol/l]=> C NaCl, sprid =0,05m[mol/l]*58,44277[g/mol]=±2, m[g/l] ±3 mg/l Sammanställning av resultat I tabell 20 nedan kan man se samanställningen av det beräknade resultatet av kloriniteten, räknat både i mm och mg/l. Klorinitet C, Cl [mm] Snuggan C, Cl [mg/l] C, NaCl [mg/l] C, Cl [mm] Käringsjön C, Cl [mg/l] C, NaCl [mg/l] Inlopp 1,98±0,05 70,2±2 116±3 0,80±0,05 28,4±2 46,7±3 Ytvatten 2,08±0,05 73,7±2 122±3 1,44±0,05 51,1±2 84,2±3 Utlopp 1,44±0,05 51,1±2 84,2±3 0,88±0,05 31,2±2 51,4±3 Tabell 20 Sammanställningen av den beräknade kloriniteten Alkalinitet En sjös alkaliniteten, det vill säga närvaron av bland annat vätekarbonat, HCO 3, i sjön har en funktion i bedömningen av dess försurningskänslighet. En högre alkalinitet ger vattnet en bättre Sida 37 av 68

39 buffertförmåga att klara av tillskott av försurande ämnen utan att sjöns ph höjs. Alkaliniteten uttrycks som mmol HCO 3 /l eller som mekv/l, milliekvalenter per liter (Bydén, o.a., 2003). Bidraget till en sjös alkalinitet fås genom vittring av bergrunden i området där sjön finns. Flera av de bergarter som finns i Sveriges berggrund, som till stor del utgörs av urberg, är svårvittrade och därför ger mycket liten tillsats av HCO 3 till vattnet. Däremot kan de mer lättvittrade bergarterna och mineralerna ge högre tillskott av alkalinitet, vilket kan göra att grundvattnet och vattendragen i sådana områden inte blir lika försurningskänsliga som i områden med svårvittrade bergarter (Bydén, o.a., 2003). Under laborationen skulle alkaliteten tas fram genom titrering med en saltsyralösning av känd koncentration efter att vattenproverna tillsats en blandindikator av metylrött och bromkresolgrönt Genomförande Titreringen skedde så att en lösning med känd koncentration HCl, 10,42 mm, placeras i en byrett som nollställdes och 50 ml av ett av vattenproven sattes i en bägare, som ställdes på ett vitt papper under byretten, efter en tillsats av tre droppar från blandindikatorn, en blandning av metylrött och bromkresolgrönt, vilket färgade provlösningen grön. Titreringen var färdig då färgen slagit om från grönt till rosarött med ett möjligt mellansteg i blekgrått. För att undgå kontaminering av det ursprungliga provet hälldes en del av vattenprovet som skulle analyseras över i en e-kolv som först sköljts ur med avjoniserat vatten och sedan sköljdes ur med en liten skvätt av vattenprovet. Sedan sköljdes en mätpipett, 50 ml, först med avjoniserat vatten och sedan med en del från det första provet. Detta upprepades inte med de efterföljande proverna från samma sjö då dessa kunde betraktas som tillräckligt snarlika för att dess påverkan på resultaten kunde betraktas som försumbara i det här fallet. För att underlätta avläsningen av byretten omkalibrerades den mellan titreringen av vattenproverna från Snuggan och Käringsjön. Inför varje titrering observerades och antecknades först lösningsnivån i byretten samt efter det observerade färgomslaget varvid åtgången titrator sedan kunde beräknas, se tabell 21 nedan. Precis som vid analysen av kloriniteten ledde sjöarnas höga halter av humus till att samtliga vattenprover hade någon grad av gul/brungul missfärgning, vilket delvis kunde försvåra observationen av ett tydligt färgomslag från grönt till rött och fick därför hållas under noggrann uppsikt för att reducera dess bidrag till osäkerheten. När det kommer till möjligt mätfel så utgick man att det huvudsakligen låg i hur avläsningen av byretten gjordes och kunde då uppskattas till att vara ±0,05 ml, det vill säga runt storleken av en droppe. Det leder generellt till att beräknade resultatet får ett spridningsintervall i storleksordningen ±0,05 mm. Men då Snuggan hade så pass låga värden och analysen genomfördes under noggrann granskning på grund av missfärgning i proverna kunde man då tillåta att felet uppskattas till ±0,02 mm i just det fallet. Alkalinitet, titrering med HCl-lösning Nr Prov från Snuggan Byrett efter titrering [ml] Byrett före titrering [ml] Åtgången titrator [ml] Spridningsintervall [ml] 1 Ytvatten, 0,19 0,0 0,19 ±0,05 2 Inlopp, 0,31 0,19 0,12 ±0,05 3 Utlopp, 0,42 0,31 0,11 ±0,05 Sida 38 av 68

40 Prov från Käringsjön 4 Ytvatten, 3,12 0,0 3,12 ±0,05 5 Inlopp, 7,90 3,20 4,70 ±0,05 6 Utlopp, 9,08 7,90 1,18 ±0,05 Tabell 21 Resultatet av åtgången titrator vid titrering med HCl Beräkningar I det här fallet användes en lösning med en bestämd koncentration på 10,42 mm HCl som titrator. I den kemiska formeln nedan kan man se att mängdförhållandet mellan H + och HCO 3 - är 1:1 och utifrån detta kunde sedan alkaliteten, koncentrationen av HCO 3, beräknas då man viste vilken volym man tagit av provet, 50 ml, och årgången titrator. Därtill hade avläsningsfelet av byretten uppskattats till ±0,05 ml vilket gav de framtagna koncentrationerna storleksordningen ±0,02 mm för dem tagna från Snuggan och ±0,05 mm för dem tagna från Käringsjön Formler och ekvationer Kemisk reaktion: H + (från byrett)+ HCO 3 -(prov) H 2O + CO 2 Molförhållanden: n H += n HCO3 - Koncentration: C 1 = n 1 V 1 C = koncentration [M][mol/l], n = substansmängd [mol], V = volym [l] Beräknad koncentration HCO 3- : C 1 *V 1 = C 2 *V 2 C 2 = C 1*V 1 V Gemensamma mätvärden Koncentration HCl: C HCl = 10,42 mm = 10,42*10-3 M Volym av prov: V Cl -= 50 ml = 50*10-3 l = 0,050 l (1 l = 1000 ml, 1 ml = 0,001 l) Beräkningar, Snuggan Ytvatten: C HCO3 -, ytvatten S= C H +*V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *0,19* = 0,039596*10-3 M 0,04 mm C HCO3 -, ytvatten S= 0,04±0,02 mm Inlopp: C HCO3 -, inlopp S= C H +*V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *0,12* *10-3 = 0,025008*10-3 M 0,03 mm C HCO3 -, inlopp S= 0,03±0,02 mm Utlopp: C HCO3 -, utlopp S= C H +*V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *0,11* *10-3 = 0,022924*10-3 M 0,02 mm C HCO3 -, utlopp S= 0,02±0,02 mm Sida 39 av 68

41 Beräkningar, Käringsjön Ytvatten: C HCO3 -, ytvatten K= C H +*V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *3,12* *10-3 = 0,650208*10-3 M 0,65 mm C HCO3 -, ytvatten K= 0,65±0,05 mm Inlopp: C HCO3 -, inlopp K= C H +*V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *4,70* *10-3 = 0,97948*10-3 M 0,98 mm C HCO3 -, inlopp K= 0,98±0,05 mm Utlopp: C HCO3 -, utlopp K= C H + *V H + V HCO 3 - C Cl = 10,42*10-3 *1,18* *10-3 = 0,245912*10-3 M 0,25 mm C HCO3 -, utlopp K= 0,25±0,05 mm Sammanställning av resultat I tabell 22 nedan kan man se samanställningen av det beräknade resultatet av alkaliniteten, det vill säga koncentrationen av HCO 3. Alkalinitet Snuggan Käringsjön Ytvatten 0,04±0,02 [mmol HCO 3 /l] 0,65±0,05 [mmol HCO 3 /l] Inlopp 0,03±0,02 [mmol HCO 3 /l] 0,98±0,05 [mmol HCO 3 /l] Utlopp 0,02±0,02 [mmol HCO 3 /l] 0,25±0,05 [mmol HCO 3 /l] Tabell 22 Sammanställning av det beräknade resultatet av alkaliniteten Preparering av prover inför ICP-analys av totalfosfor (tisdag den 14 november 2017) Att inspektera halten fosfor i diverse vattendrag är av betydelse då förhöjda halter av ämnen med fosfor och kväve kan leda till övergödning som i sin tur kan leda till syrebrist i de drabbade vattendragen. En koncentration av totalfosfor i de tagna proverna kunde tas fram genom en analys med ICP-OES, Inductively Coupled Plasma kopplat till Optical Emission Spectrum. Men innan den analysen kunde genomföras så måste proverna först beredas innan de kunde lämnas över för analys med ICP:n. Då laboratoriets ICP-apparat visade tecken på att vara krasslig vid labborationstillfället (14/ ) så senarelades själva ICP-analysen till ett senare tillfälle efter att ICP-apparaten erhållit tillsyn och underhåll, och genomfördes då av annan behörig laborant. Sida 40 av 68

42 Samtidigt som prover från respektive bottenprovs sedimentlager togs för beredning till ICP-analys, togs även prover för att vägas, torkas och upphettas för att ta reda på torrsubstans och glödrest hos sedimentlagret i bottenproverna Genomförande För att samtliga prover skulle beredas så effektivt och ordnat som möjligt delades proverna som skulle beredas i tre grupper. I den första gruppen beredes proverna med sediment tagna från bottenproverna från Snuggan och Käringsjön, i den andra omgången beredes vattenproverna från Snuggan och i tredje gruppen beredes vattenproverna från Käringsjön. Notera att två bottenprover från sjön Fysingen tagna av annan laborant också behandlades under denna laboration å deras vägnar. Inledningsvis för provberedningen blev att först märkta upp de rengjorda provburkar som skulle inhysa de behandlade proverna med sjöns namn och var provet togs eller innehöll (inlopp, utlopp, ytvatten, bottenvatten respektive sediment). Under tiden hade flaskorna med sjöarnas bottenprover förvarats stående utan att flyttas en längre period så att sedimenten lagt sig på botten, men också placerats så att flaskorna inte behövde flyttas mer än ett par decimeterför att man skulle kunna ta ur sedimentproverna. Proverna togs med en pipett med stort hål och som rymde upp till 13 ml som mest. Då man ville ha ett så konsekvent och homogent prov av sedimenten från sjövattenbottenproverna som möjligt så kunde man inte dra upp prov till de eftertraktade 13 ml. Detta var för att man bara kunde dra upp en begränsad mängd av sedimenten från provflaskans botten utan att pelaren av uppdraget sediment i pipetten bröts upp av vattenbubblor eller virvlar av sediment vid sedimentpelarens överdel, som kunde försvåra en tydlig avläsning av skalan på pipetten. Värt att notera var att skala inte utgick från 0 10 från pipettens spets utan tvärt om, så fick man subtrahera 10 ml med avläst värde på pipetten för att få mängden taget prov, se tabell 23 nedan för avläst värde och beräknat faktiskt volym. Från respektive bottenprov togs två sedimentprover där det ena placerades i individuella små bägare (på mellan ml) med en noterad massa och individuella kännetecken som antecknats och det andra provet i lite större bägare. Sedimenten i de små invägda bägarna ställdes sedan åt sidan för att senare analyseras för torrsubstans och glödrest. Sedimentproverna i de lite större bägarna tog man till beredning för att de skulle kunna analyseras med ICP. Den resulterande klarfasen från de urlakade sedimenten separerades genom dekantering innan den sedan späddes medan de nu urlakade sedimenten kasserades. Tillvägagångssättet av procesen är summerat i tabell 24. Då vattenproverna från Snuggan respektive Käringsjön inte innehöll några sediment, men kunde möjligtvis innehålla en liten del suspension, behövde dessa inte dekanteras vid överföringen till mätkolvar men annars genomfördes deras preparering på samma sätt som sedimentproverna. Bearbetningen av vattenproverna från Snuggan, samt vattenprovet från Fysingens första bottenprov, sammanfattas i tabell 25. Medan summeringen av bearbetningen av Käringsjöns vattenprover, samt vattenprovet från Fysingens andra bottenprov, kan ses i tabell 26. Sida 41 av 68

43 Mängd upptaget sedimentprov Beteckning på bägare prov A Fysingen (1), Sediment B Fysingen (2), C D Sediment Snuggan, Sediment Käringsjön, Sediment Till beredning för ICP-analys Stor bägare, avläst från byrett [ml] Stor bägare, beräknad (10-x) [ml] Taget till indunstning Liten bägare, avläst från byrett [ml] 5,3 4,7 6,2 3,8 6,7 3,3 4,8 5,2 5,5 4,5 6,8 3,2 9,0 1,0 8,9 1,1 Liten bägare, beräknad (10-x) [ml] Tabell 23 Avläsning och beräknad upptagning av prov med sediment till beredning inför ICP-analys respektive indunstning Genomförande av preparering av prov inför ICP, sedimentprover från Snuggan och Käringsjön samt Fysingen steg A B C D Fysingen (1), Sediment 1 4,7 ml sedimentprov till bägare 2 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren 3 Placerade bägare på värmeplatta 4 kokades upp och fick sjuda i ca 3 min 5 Efter avsvalning dekanterades klarfasen till mätkolv, 50 ml, med hjälp av en liten tratt 6 En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren 7 Dekantering upprepades första gången Fysingen (2), Sediment Snuggan, Sediment Käringsjön, Sediment 3,3 ml sedimentprov till bägare 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Efter avsvalning dekanterades klarfasen till mätkolv, 50 ml, med hjälp av en liten tratt En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades första gången 4,5 ml sedimentprov till bägare 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Efter avsvalning dekanterades klarfasen till mätkolv, 50 ml, med hjälp av en liten tratt En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades första gången 1,1 ml sedimentprov till bägare 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Efter avsvalning dekanterades klarfasen till mätkolv, 50 ml, med hjälp av en liten tratt En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades första gången Sida 42 av 68

44 8 En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren 9 Dekantering upprepades andra gången 10 En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren 11 Dekantering upprepades tredje gången 12 Tratten sköljdes med liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven 13 Späddes till 50 ml med avjonat vatten 14 Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk 15 Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm 16 Paketeras för transport och inväntan av analys En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades andra gången En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades tredje gången Tratten sköljdes med liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades andra gången En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades tredje gången Tratten sköljdes med liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys Tabell 24 Tillvägagångssätt för preparering av sedimentprover från Snuggan och Käringsjön samt Fysingen En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades andra gången En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Dekantering upprepades tredje gången Tratten sköljdes med liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys Genomförande av preparering av prov inför ICP, vattenprover från Snuggan samt bottenvattenprov ur första bottenprovet från Fysingen steg A B C D E Fysingen (1), bottenvatten 1 13 ml vatten med pipett ur vattenpelaren ovanför sedimentlagret Smuggan, bottenvatten 13 ml vatten med pipett ur vattenpelaren ovanför sedimentlagret Snuggan, utlopp 13 ml vatten med pipett Snuggan, inlopp 13 ml vatten med pipett Snuggan, ytvatten 13 ml vatten med pipett Sida 43 av 68

45 2 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren 3 Placerade bägare på värmeplatta 4 kokades upp och fick sjuda i ca 3 min 5 Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning 6 En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren 7 Därefter det tillsates mätkolven 8 Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven 9 Späddes till 50 ml med avjonat vatten 10 Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk 11 Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm 12 Paketeras för transport och inväntan av analys 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys Tabell 25 Tillvägagångssätt för preparering av vattenprover från Snuggan samt vattenprov från Fysingens första bottenprov Sida 44 av 68

46 Genomförande av preparering av prov inför ICP, vattenprover från Käringsjön samt bottenvattenprov ur andra bottenprovet från Fysingen A B C D E steg Fysingen (2), bottenvatten 1 13 ml vatten med pipett ur vattenpelaren ovanför sedimentlagret 2 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren 3 Placerade bägare på värmeplatta 4 kokades upp och fick sjuda i ca 3 min 5 Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning 6 En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren 7 Därefter det tillsates mätkolven 8 Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven 9 Späddes till 50 ml med avjonat vatten 10 Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk 11 Burkens lock skruvades på Käringsjön, bottenvatten 13 ml vatten med pipett ur vattenpelaren ovanför sedimentlagret 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på Käringsjön, utlopp 13 ml vatten med pipett 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på Käringsjön, inlopp 13 ml vatten med pipett 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på Käringsjön, ytvatten 13 ml vatten med pipett 13 ml 2 M HCl med pipetten till bägaren Placerade bägare på värmeplatta kokades upp och fick sjuda i ca 3 min Överfördes till mätkolv, 50 ml, efter avsvalning En liten mängd avjonat vatten tillsattes bägaren Därefter det tillsates mätkolven Tratten sköljdes med en liten skvätt avjonat vatten ner i mätkolven Späddes till 50 ml med avjonat vatten Filtreras genom mikrofilter, 0.45μm, till märkt provburk Burkens lock skruvades på och Sida 45 av 68

47 och förslöts med parafilm 12 Paketeras för transport och inväntan av analys och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys och förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys förslöts med parafilm Paketeras för transport och inväntan av analys Tabell 26 Tillvägagångssätt för preparering av vattenprover från Käringsjön samt vattenprov från Fysingens andra bottenprov Resultat från analys med ICP-OES Då laboratoriets ICP visade tecken på krasslighet vid labborationstillfället (14/ ) bestämdes det att senarelägga analysen av totalfosfor med ICP-OES tills efter ICP-apparaten i fråga hade erhållit tillsyn och underhåll. Den senarelagda analysen med ICP-OES samt efterföljande bearbetning av analysresultaten genomfördes sedan av annan laborant. Den 30 november, 2017 fick man tillgång till ICP-analysens summerade analysresultat, vilket kan ses i tabell 27. Varje prov hade analyserats tre till fyra gånger vartefter man räknat ut medelvärdet av de resulterande analysresultaten som var godkända. Värdet för mätosäkerheten i form av spridningsintervall för varje prov fick man genom att subtrahera provresultatets maxvärde med dess minimivärde och dividera med två. Analysresultat av koncentrationen totalfosfor, P tot, i sjöarna Provtagningsområde Snuggan Käringsjön Inlopp 91±6 [μg P tot /l] 172±11 [μg Ptot/l] utlopp 79±8 [μg Ptot/l] 92±4 [μg Ptot/l] Ytvatten 79±12 [μg Ptot/l] 92±10 [μg Ptot/l] Bottenvatten 77±13 [μg Ptot/l] 90±3 [μg Ptot/l] Sediment 8,6 ±0,4 [mg Ptot/l] 2,0±0,1 [mg P tot /l] Tabell 27 Framtagna analysresultatet från analys av totalfosfor med ICP för Snuggan och Käringsjön 8.3 Analyser av bottenprover Bestämning av torrsubstans och glödrest för sedimentprover Då tillgången till laboratorium och dess utrustning var begränsad fick man lov att överlämna de upptagna sedimentproverna, vilka togs samtidig som de som skulle analyseras med ICP-OES för totalfosfor, till en annan laborant efter provtagningen för att genomföra experiment och analys för torrsubstans och glödrest. Det sammanfattade resultatet fick man tillgång till den 12 december 2017, vilket innefattade tabeller med det summerade resultatet av torrsubstansen och glödresten hos sedimentproverna från Snuggan, Käringsjön och Fysingen samt även från Edsviken. En viss volym av sedimentproverna placerades i var sin liten bägare, vilka var i förväg vägda och märkta, vilka efter invägning placerades i en ugn på 105 C under natten (12 timmar) så att vattnet skulle avdunsta. Därefter vägdes proverna igen efter att ha fått svalna i ett slutet kärl med torr kiselgel närvarande efter torkningen. Skillnaden i vikt mellan första och andra invägningen av bägarens innehåll utgjordes av massan av det avdunstade vattnet, vilket utgjorde fukthalten (FH), medan de nu torkade sedimenten i provet blev kvar. Därefter kunde mängden torrsubstans i Sida 46 av 68

48 proverna beräknas, se tabell 28 för resultat och tagen sedimentvolym från Snuggan, Käringsjön samt Fysingen och se tabell 29 för resultat av torrsubstansen från Edsvikens sedimentprover. Sedan de vägts in kunde man överföra de torkade sedimentproverna till små porslinsdeglar som senare placerades i en ugn under natten (12 timmar) på 800 C för glödning, vilket förbrände de brännbara organiska föreningarna i respektive prov. Det efterlämnade en glödrest, som utgjordes av de oorganiska föreningarna närvarande i provet, vilken kunde vägas. De oorganiska föreningar, som återfanns i respektive sedimentprovs glödrest, kunde bland annat utgöras av de olika leror som finns i sjöarna, vilka är en produkt av vittringen och eroderingen av sten och berg. Se tabell 28 för framtaget och beräknat resultat av glödrest ur respektive sedimentprov från Snuggan och Käringsjön samt Fysingen. I tabell 29 kan man se resultatet för glödresten från Edsvikens sedimentprover för ytterligare jämförelse. Resultat för torrsubstans och glödrest hos sedimentprover från Snuggan, Käringsjön och Fysingen Sjö Snuggan Käringsjön Fysingen sed. 1 Fysingen sed. 2 Volym taget sedimentprov, blött [ml] 3,2 1,1 3,8 5,2 Torrsubstans (TS), 105 C, [vikt-%] 0,6±0,2 0,2±0,1 3±1 4±1 (g torrt sediment/g vått sediment) Fukthalt (FH) [vikt-%] 99,4±0,2 99,8±0,1 97±1 96±1 (g vatten/g vått sediment) Glödrest, oorganiskt material, ej 6±2 32±6 20±2 25±2 bortbränt vid 800 C [vikt-%] Andel organiskt material, bortbränt vid 800 C [vikt-%] 94±6 68±6 80±2 75±2 Tabell 28 Resultat av torrsubstans och glödrest hos sedimentprover från Snuggan, Käringsjön samt Fysingen Resultat för torrsubstans och glödrest från Edsvikens sedimentprover Från Edsviken Sed 1 Sed 2 Sed 3 Sed 4 Sed 5 Torrsubstans (TS), 105 C, [vikt-%] 9±5 17±5 7±3 2±1 16±5 Fukthalt (FH) [vikt-%] 91±5 83±5 93±3 98±1 84±5 Glödrest, oorganiskt material, ej 20±2 26±2 22±2 23±2 18±2 bortbränt vid 800 C [vikt-%] Andel organiskt material, bortbränt vid 800 C [vikt-%] 80 74±2 78±2 76±2 82±2 Tabell 29 Resultat över torrsubstans och glödrest hos sediment från Edsviken Sedimentegenskaper hos bottenprov Volymerna sediment och bottenvatten i bottenprover från Snuggan och Käringsjön Då det är av intresse att ta fram och beräkna volymen sediment närvarande i bottenproverna tagna från Snuggan respektive Käringsjön, vilka förvarades i flaskor som rymmer 1,500 liter. Detta behövde Sida 47 av 68

49 göras för att kvantifiera sedimenten i proverna och därefter kunna uppskatta mängderna sediment som fanns i respektive sjö. En uppskattning av volymen sedimenten i bottenproverna gjordes genom en jämförelse med vatten i en likadan tomflaska som provflaskan varvid motsvarande volym vatten sedan mättes med mätbägare. Resultatet kunde sedan användas till beräkningarna för uppskattningen av tjocklek och volym sediment i respektive sjö. Man kunde till exempel även ta fram hur stor andel av bottenprovets volym som utgjordes av sediment. Volymen samt andelen sediment i respektive bottenprov kan ses i tabell 30. Volym och andel sediment i bottenprover Snuggan Käringsjön Uppskattad volym sediment 51 ml 60 ml Angiven totalvolym 1500 ml 1500 ml 51 Andel sediment i prov, mätt i volym-% Notering av färg i vattnet i bottenprov Mörkt brunt Mörkt brun Övriga noteringar: Båda bottnarna var starkt brunfärgade. Båda sjöarnas vatten lika brunfärgade av humus. Tabell 30 Volymen sediment bottenprover samt övriga noteringar Bestämning av sedimenttjocklek När man mätt volymen av sedimentet och mätt upp provflaskornas radie, som var snarlik den hos Ruttnerhämtaren som tog proverna, kan man göra en uppskattning av tjockleken av sedimenten på sjöbottnen och därigenom även kunna göra en uppskattning av den mängd sediment som finns i Snuggan respektive Käringsjön. Om man gör antagandet att de tagna bottenproverna är representativa för respektive sjöbotten, kan man föreställa sig provet i en imaginär cylindrisk pelare med samma diameter som provflaskan och med samma fördelning och volym som bottenprovet, placerad på sjöbottnen. På det viset kan man göra en uppskattning av tjockleken av sedimentlagret genom att beräkna tjockleken på den skiva i pelaren som skulle utgöras av motsvarande volym sediment i provet Beräkningar Formler och ekvationer Den formel man använder för att göra den här uppskattningen av sedimenttjockleken är formeln för volymen av en cylinder. Vilken man sen löser ut variabeln för höjden från formeln för volymen av en cylinder då volym och radie är kända. Volym för rak cirkulär cylinder: V= πr 2 h => bryt ut h => h = V = volym, h = höjd, tjocklek, r = radie V πr 2 [ ml (cm) 2] = [cm3 2] = [cm] cm Sida 48 av 68

50 Mätvärden Då provflaskornas radie är känd, 4,35 cm, och den uppskattade volymen sediment kan ses i tabell 30 samt att pi (π) är ett känt tal så har man tillgång till de värden som behövs för beräkningen av uppskattad tjocklek av sediment på respektive sjöbotten. Radien hos provflaskorna: r = 4,35 cm Sedimentvolym: V Snuggan = 51 ml (0,051 l) V Käringsjön = 60 ml (0,060 l) [1 ml = 1 cm 3, 1 l =1 dm 3 ] π 3, ,142 (Bydén, o.a., 2003) Beräkningar Snuggan: h sed, Snuggan = V sed, Snuggan πr 2 = Käringsjön: h sed, Käringsjön = V sed, Käringsjön πr 2 = 51 3, *4,35 2 =0, cm 0,86 cm 60 3, *4,35 2 =1, cm 1,0 cm Beräkningsresultat Efter beräkningar och avrundning till två värdesiffror uppskattades tjockleken av sedimenten på bottnarna av Snuggan och Käringsjön till 0,86 cm respektive 1,0 cm. 8.4 Beräkningar av vattenflöden och uppehållstider för sjöarna Det enda vattenflöde som gick att mäta var Snuggans utflöde vilket var en bäck. Inflödet till sjön skedde huvudsakligen genom infiltrering från ett myrområde. Då vattennivån i Snuggan kan betraktas som konstant och man utgick från att det väsentligaste utflödet från sjön var bäcken, samt betraktade avdunstningen från vattenytan och tillförseln via grundvattnet som försumbara, kunde man anse att inflödet via infiltration till sjön var det samma som det uppmätta flödet från sjön. När det kommer till Käringsjön så utgjordes både in och utflöde utav vatteninfiltrering via våtmarker, vilket gjorde att det inte fanns något in- eller utflöde som med enkla medel kunde mätas. Men då Snuggan och Käringsjön inte är alltför olika i typ, djup och storlek gjordes antagandet att flödet till och från Käringsjön kunde approximeras till att vara detsamma som för Snuggan. Då man hade ett mätbart flöde i form av en bäck, vilket var det dominerade utflödet från Snuggan, kunde man göra beräkningar för att få fram en flödeshastighet för flödet i bäcken och därefter kunde göra de övriga antagandena för de andra flödena. Därefter kunde beräkningar för att uppskatta vattnets uppehållstid i respektive sjö göras Beräkningar av utflödet från Snuggan Flödeshastigheten, det vill säga vattenflödet, från eller till en sjö kan beräknas genom att man multiplicerar ythastigheten med tvärsnittsarean av flödet i vattendraget. Beräkningen av tvärsnittsarean sker genom att man multiplicerar vattendragets bredd med dess djup, i det här fallet kan man utgå från ett medelvärde av de uppmätta djupen. Hastigheten beräknas genom att den uppmätta sträckan i vattendraget divideras med tiden som det tar en flottör, som i det här fallet var Sida 49 av 68

51 en pinne, att passera från början till slutet på den sträckan. Detta upprepades tre gånger och samtliga mätdata kan ses summerad i tabell 31. I det här fallet utgörs osäkerheten i mätningarna av tidtagningen medan osäkerheten i mätningarna med en tumstock kan betraktas som försumbara i jämförelse. I det här fallet antas vattnets hastighet vara oberoende av vattendjupet, och av bottenbeskafenheten, då flödet är att betraktas som mycket turbulent Formler och ekvationer Medelvärde: x medel = x = x 1+ x 2 + x x n n x = en observation och n = antalet observationer Hastighet: v= s t v = hastighet [cm/s], s = sträcka [cm], t = tid [s] Tvärsnittsarea: A tvärsnitt =b*d Flödeshastighet: Q=A*v max A = area [cm 2 ], b = bredd [cm], d = djup [cm] [dm 3 /s] = [l/s] Q = flödeshastighet [cm 3 /s], A = flödets tvärsnittsarea [cm 2 ], v max = ytströmshastighet [cm/s] Spridningsintervall: Mätosäkerheten i form av spridningsintervall för varje hastighet fick man genom att subtrahera hastighetsresultatets maxvärde med dess minimivärde och dividera med två Mätvärden Mätvärdena som användes till beräkningarna av flödet anges i följande tabell. Mätvärden för utloppets flöde från Snuggan Bredd [cm] 20 Längd [cm] 60 Djup [cm] 6,0 9,0 8,0 Tid [s] 2,54 2,26 2,37 Tabell 31 Mätvärden för utloppets flöde från Snuggan, hämtat från bilagan Exkursionsprotokoll Beräkningar Medeldjup: d medel = d 1+ d 2 + d 3 3 Flödets tvärsnittsarea: = 6,0+9,0+8,0 3 = 23 =7, ,7 cm 3 A tvärsnitt =b*d medel = 20*7, = 153, cm 2 153,3 cm 2 Ythastighet: v max1 = s t 1 = 60 2,54 = 23, ,6 cm/s v max2 = s t 2 = 60 2,26 = 26, ,5 cm/s v max3 = s t 3 = 60 2,37 = 25, ,3 cm/s Flödeshastighet: Sida 50 av 68

52 Q 1 =A*v max1 = 153,333333*23, = 3622, cm 3 s = 3, dm 3 s 3,6 dm 3 s Q 2 =A*v max2 = 153,333333*26, = 4070,79646 cm 3 s = 4, dm 3 s 4,1 dm 3 s Q 3 =A*v max3 = 153,333333*25, = 3881,85654 cm 3 s = 3, dm 3 s 3,9 dm 3 s Q medel = Q 1+ Q 2 + Q 3 3 = 3, , , =3, dm 3 s 3,9 dm 3 s 3 Spridningsintervall: Q max- Q min 4, , = = 0, dm 3 s 0,3 dm 3 s Beräkningar av uppehållstider Uppehållstiden är den tid som det uppskattas ta för vattnet att passera genom sjön. Det kan vara intressant att veta sjöns uppehållstid då det ger en bild av hur länge ämnen som förts till sjön kan uppehållas där. Uppehållstiden beräknas genom att dividera sjöns volym med dess utflöde Formler och ekvationer Uppehållstid: t = V/Q t = tid [år], Q = flödeshastighet [m 3 /s], V = volym [m 3 ] 1 år = 60*60*24*365 s = s 1 s = 1/ år = 3, *10-8 år 1 dm 3 = 0,001 m 3 1 m 3 = 1000 dm Mätvärden Mätvärdena som användes till beräkningarna kan ses i följande tabeller. Flödet har antagits vara detsamma för båda sjöarna. Vattenflödet för Snuggan och Käringsjön Volymflöde, Q 3, [dm 3 l/s] ,249 [m 3 /år] spridningsintervall ±0, [dm 3 /s] ±7075, [m 3 /år] Tabell 32 Tabell med volymflöde med spridningsintervall i enheten [dm 3 l/s] och omvandlad till enheten [m 3 /år] Sjö Volym Snuggan m 3 (SMHI, 2009) Käringsjön m 3 (SMHI, 2009) Tabell 33 Tabell över Snuggans respektive Käringsjöns volym Beräkningar Hur stor andel av mätvärdet utgjorde spridningsintervallet: Q sprid Q = 0, = 0, =>5, % 5,82 % 3, Snuggan: t Snuggan = V Snuggan = Q Snuggan , = 0, år 0,41 år Uppskattat spridningsinterval: t sprid,s = 0, *0, = ±0, år ±0,03 år t Snuggan = 0, *12= 4, månader 5 månader Sida 51 av 68

53 t sprid,s = 0, *12 = ±0, månader ±1 månader Käringsjön: t Käringsjön = V Käringsjön = Q Käringsjön , = 0, år 0,21 år Uppskattat spridningsinterval: t sprid,k = 0, *0, = ±0, år ±0,02 år t Käringsjön = 0, *12 = 2, månader 3 månader t sprid,k = 0, *12 = ±0, månader ±1 månader Resultat Den framtagna flödeshastigheten till och från Snuggan och som uppskattades för Käringsjön blev 3,9±0,3 l/s. Den uppskattade uppehållstiden blev 5±1 månader i Snuggan och 3±1 månader i Käringsjön. 8.5 Beräkningar av flöden och mängd av klorid i Snuggan och Kärringsjön Beräkningar för uppskattning av flöden och mängder klorid i sjöarna Snuggan och Käringsjön. Då kloriden huvudsakligen kommer i form av saltet natriumklorid, eftersom det används vi vägsaltning och är det dominerande saltet i havsvatten, så kommer resultatet av mängden klorid även att anges som massan av natriumklorid Uppskattade årsflöden av klorid För att få en uppskattning av hur mycket klorid som förts till och från sjöarna beräknades ett massflöde som sedan omvandlades till vad det flödet skulle motsvara per år. För att beräkna flödet av klorid som passerat in- och utflöde hos sjöarna multipliceras koncentrationen klorid med volymflödet för respektive inlopp och utlopp för respektive sjö. Därtill behövs en omvandlingsfaktor då de värden man har är i enheterna mg/l och l/s vilket ger mängdflödet enheten mg/l och man vill ha resultatet i enheten kg/år. Vid beräkningen av spridningsintervallet till mängdflödet så utgick man från vattenflödets mätfel vilket dominerade över mätfelet från framtagningen av koncentrationen klorid som i det här läget kan anses som försumbart i jämförelse Beräkningar Formler och ekvationer Koncentration: C=n/V [mol/l] alt. C= m/v [g/l] Volymflöde: Q=V/t [ l/s] Mängdflöde: F=C*Q [mg/l]*[ l/s] = [ mg/s] Omvandlingsfaktor från [mg/s] till [kg/år]: 1 [ mg/s] = 1*(1*10-6 /3, *10-8 ) [kg/år] = 31,536 [kg/år] 1 år = 60*60*24*365 s = s 1 s = 1/ år = 3, *10-8 år Sida 52 av 68

54 1 mg = 1*10-3 g = 1*10-6 kg Mätvärden De mätvärden som användes till beräkningarna kan ses i tabellen här nedan med undantaget av flödet som har antagits vara detsamma för båda sjöarna. Flödet var Q= 3, [l/s] med ett spridningsintervall på ±0, [l/s] vilket ansågs var det dominerande mätfelet. Klorinitet, Cl -, inlopp och utlopp C i mg Cl /l spridningsintervall Snuggan, inlopp 70,19694 mg/l ±1,77265 [mg/l] Snuggan, utlopp 51,05232 mg/l ±1,77265 [mg/l] Käringsjön, inlopp 28,3624 mg/l ±1,77265 [mg/l] Käringsjön, utlopp 31,19864 mg/l ±1,77265 [mg/l] Tabell 34 Tabell över koncentrationen klorid i inlopp och utlopp hos Snuggan och Käringsjön Klorinitet, NaCl, inlopp och utlopp C i mg NaCl/l spridningsintervall Snuggan, inlopp 115, mg/l ±2, [mg/l] Snuggan, utlopp 84, mg/l ±2, [mg/l] Käringsjön, inlopp 46, mg/l ±2, [mg/l] Käringsjön, utlopp 51, mg/l ±2, [mg/l] Tabell 35 Tabell över koncentrationen natriumklorid i inlopp och utlopp hos Snuggan och Käringsjön Beräkningar Beräkningarna kan ses sammanställda i följande tabeller. Beräkningar av årligt flöde av klorid, i kg Cl - /år Koncentration [mg Cl /l] Ekvation, F Cl = C Cl *Q* faktor Resultat, [kg Cl /år] Resultat, [kg Cl /år] Inlopp, 70, ,19694*3, *31, , ±497 Snuggan 70,19694*0, *31,536 ±496,7050 Utlopp, 51, ,05232*3, *31, , ±362 Snuggan 51,05232*0, *31,536 ±361,2400 Inlopp, 28, ,3624*3, *31, , ±200 Käringsjön 28,3624*0, *31,536 ±200,6889 Utlopp, Käringsjön 31, ,19864*3, *31,536 31,19864*0, *31, ,04 ±220, ±221 Tabell 36 Tabell över beräkningar för uppskattade årsflödet av klorid till och från Snuggan och Käringsjön som kg Cl - /år, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av kloridkoncentrationens mätfel Beräkningar av årligt flöde av klorid, i kg NaCl/år Koncentration [mg NaCl/l] Ekvation, F Cl = C NaCl *Q* faktor Inlopp, 115, , *3, *31,536 Snuggan 115, *0, *31,536 Utlopp, 84, , *3, *31,536 Snuggan 84, *0, *31,536 Inlopp, 46, ,754216*3, *31,536 Käringsjön 46,754216*0, *31,536 Resultat, [kg NaCl/år] ,62 ±818, ,73 ±595, ,737 ±330,8271 Resultat, [kg NaCl/år] ± ± ±331 Sida 53 av 68

55 Utlopp, Käringsjön 51, , *3, *31,536 51, *0, *31, ,6111 ±363, ±369 Tabell 37 Tabell över beräkningar för uppskattade årsflödet av klorid till och från Snuggan och Käringsjön som kg NaCl/år, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av kloridkoncentrationens mätfel Resultat Det framräknade resultatet av årsflödet av klorid kan ses summerat i tabellen här nedan. Årsflöde av klorid Cl NaCl Snuggan [kg Cl /år] [ton Cl /år] [kg NaCl/år] [ton NaCl/år] Inlopp 8 541±497 8,5±0, ±819 14,1±0,9 Utlopp 6 212±362 6,2±0, ±356 10,2±0,4 Käringsjön [kg Cl /år] [ton Cl /år] [kg NaCl/år] [ton NaCl/år] Inlopp 3 451±200 3,5±0, ±331 5,7±0,4 Utlopp 3 796±221 3,8±0, ±369 6,3±0,4 Tabell 38 Den framtagna uppskattningen av årsflödet av klorid till och från Snuggan och Käringsjön Ackumulering av klorid vid klorid in > klorid ut: Snuggan: = kg Cl /år anrikning av mängden klorid i sjön per år Käringsjön: = 345 kg Cl /år ingen anrikning av mängden klorid i sjön per år Vid subtrahering av flödet in med flödet ut från sjön framgår det att det sker en ackumulering av klorid i Snuggan. Medan i Käringsjön så verkar ingen anrikning ske i sjön Framtagna mängden klorid Mängden klorid närvarande i sjön kan visa hur mycket klorid som kan ha ackumulerats i Snuggan och Käringsjön, det vill säga hur mycket av kloriden som förts till respektive sjös vatten och som hållits kvar där Beräkningar Mängden klorid närvarande i respektive sjö uppskattades genom multiplicering av värdet på koncentrationen av kloriden i ytvattnet med volymen av vattenmassan i respektive sjö. Att man använde just koncentrationen klorid i ytvattnet var för att sjöarna var tillräckligt grunda att omblandningen av vattnet orsakad av vinden och efterföljande strömmar gjort att koncentration kunde betraktas som likvärdig ända ner till bottnen. Dock så hade de vindinducerade strömmarna inte förmått att blanda in ett tunt skikt vid bottnen och sedimenten, men det var att betraktas som så pass tunt att dess bidrag kunde betraktas som försumbart i förhållande till den övriga vattenmassan Formler Mängd klorid i sjö: m= C Cl -, ytvatten*v sjö [kg] Mätvärden Mätvärdena som användes till beräkningarna är sammanfattade i tabellerna här nedan. Klorinitet, ytvatten Snuggan 73,74224 mg Cl /l 73,74224*10-6 kg Cl /l 0, kg Cl /m 3 Sida 54 av 68

56 121, mg NaCl/l 121, *10-6 kg NaCl/l 0, kg NaCl/m 3 Käringsjön 51,05232 mg Cl /l 51,05232*10-6 kg Cl /l 0, kg Cl /m 3 84, mg NaCl/l 84, *10-6 kg NaCl/l 0, kg NaCl/m 3 spridningsintervall ±1,77265 [mg Cl /l] ±0, [kg Cl /m 3 ] ±2, [mg NaCl/l] ±0, [kg NaCl/m 3 ] Tabell 39 Tabell över koncentrationen klorid i ytvattnet hos Snuggan och Käringsjön Sjö Volym Snuggan, humös sjö m 3 (SMHI, 2009) Käringsjön, humös sjö m 3 (SMHI, 2009) Tabell 40 Tabell över volymen för Snuggan och Käringsjön Beräkningar Beräkningarna kan ses sammanställda i följande tabell. Mängd klorid i sjöarna Klorinitet [kg Cl /m 3 ] Ekvation, m Cl = C Cl, ytvatten *V sjö Resultat [kg Cl ] Resultat [ton Cl ] Snuggan 0, , * , ,7±0,1 ±0, , * ±88,6325 Käringsjön 0, , * , ,3±0,1 ±0, , * ±46,0889 Klorinitet [kg NaCl/m 3 ] Ekvation, M NaCl = C NaCl, ytvatten *V sjö Resultat [kg NaCl] Resultat [ton NaCl] Snuggan 0, , * , ,1±0,2 ±0, , * ±146, Käringsjön 0, ±0, , * , * , ±75, ,2±0,1 Tabell 41 Tabell över beräkningar för uppskattade mängden klorid i Snuggan och Käringsjön, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av mätfelet hos kloriniteten Resultat Den mängd klorid som uppskattas vara närvarande i sjöarnas vatten uttryckt i ton blev 3,7±0,1 ton klorid i Snuggan respektive 1,3±0,1 ton klorid i Käringsjön. Om man beräknar kloriditeten i sjöarna i form av NaCl blev det 6,1±0,2 ton salt för Snuggan respektive 2,2±0,1 ton salt för Käringsjön. Sida 55 av 68

57 8.6 Beräkningar av flöden och mängd av fosfor i Snuggan och Käringsjön Att undersöka halten fosfor i diverse vattendrag är av betydelse då förhöjda halter av ämnen med fosfor och även kväve kan leda till övergödning som i sin tur bland annat kan leda till syrebrist i de drabbade vattendragen vilket kan slå ut hela eller delar av deras ekosystem Uppskattade årsflöden av fosfor För att få en uppskattning av hur mycket fosfor som förts till och från sjöarna beräknades ett massflöde som sedan omvandlades till vad det flödet skulle bli per år. För att beräkna flödet av totalfosforn som passerat in- och utflöde hos sjöarna multipliceras koncentrationen av respektive totalfosfor med volymflödet för respektive inlopp och utlopp för respektive sjö. Därtill används en omvandlingsfaktor då de värden man räknar på är i enheterna μg/l och l/s vilket ger mängdflödet för totalfosfor enheten μg/l men den eftertraktade enheten för resultatet är i kg/år. Vid beräkningen av spridningsintervallet till mängdflödet så utgick man från vattenflödets mätfel vilket dominerade över mätfelet från framtagningen av koncentrationen fosfor som i det här läget kan anses som försumbart i jämförelse Beräkningar Formler och ekvationer Koncentration: C=n/V alt. C= m/v [mol/l alt. g/l] Volymflöde: Q=V/t [ l/s] Mängdflöde: F=C*Q [μg/l]*[ l/s] = [μg/s] 1 år = 60*60*24*365 s = s 1 s = 1/ år = 3, *10-8 år 1 μg = 1*10-6 g = 1*10-9 kg Omvandlingskonstant från[μg/s] till [kg/år]: 1 [ μg/s] = 1*(10-9 /3, *10-8 ) [kg/år] = 0, [kg/år] Angivna mätvärden Mätvärden från sjöarna som användes till beräkningarna kan ses sammanfattade i tabellen nedan. flödet, som antogs vara detsamma för båda sjöarna, var Q= 3, [l/s], med spridningsintervallet ±0, [l/s], vilket utgjorde 5,82 % av flödets mätvärde. Vid beräkningen av årsflödets spridningsintervall utgick man från det som bidrog med det största felet. Totalfosfor, P tot, för inlopp och utlopp Spridningsintervallet Snuggan, inlopp 91±6 μg/l 91±6 *10-9 kg/l 6,59 % av mätvärdet Snuggan, utlopp 79±8 μg/l 79±8 *10-9 kg/l 10,1 % av mätvärdet Käringsjön, inlopp 172±11 μg/l 172±11 *10-9 kg/l 6,40 % av mätvärdet Käringsjön, utlopp 92±4 μg/l 92±4 *10-9 kg/l 4,35 % av mätvärdet Tabell 42 Tabell över koncentrationen totalfosfor i Snuggans och Käringsjöns in- och utlopp Beräkningar Beräkningarna kan ses sammanställda i tabellen här nedan. Årligt flöde av totalfosfor, P tot Sida 56 av 68

58 Koncentratio n [μg P tot /l] Ekvation, F Ptot = C Ptot *Q* faktor Resultat [kg P tot /år] Resultat, avrundat [kg P tot /år] Inlopp, 91±6 91*3, *0, , ±1 Snuggan 6*3, *0, ±0, Utlopp, 79±8 79*3, *0, , ,6±1 Snuggan 8*3, *0, ±0, Inlopp, 172±11 172*3, *0, , ±2 Käringsjö n 6 11*3, *0, ±1, Utlopp, Käringsjö n 92±4 92*3, *0, *3, *0, , ±0, ±1 Tabell 43 Tabell över beräkningar för uppskattade årsflödet av fosfor till och från Snuggan och Käringsjön, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av fosforskoncentrationens mätfel Resultat Resultatet kan ses sammanställt i tabellen här nedan. Årligt flöde av totalfosfor, P tot Snuggan, inlopp 91±6 μg P tot /l 11±1 kg P tot /år Snuggan, utlopp 79±8 μg P tot /l 9,6±1 kg P tot /år Käringsjön, inlopp 172±11 μg P tot /l 21±2 kg P tot /år Käringsjön, utlopp 92±4 μg P tot /l 11±1 kg P tot /år Tabell 44 den framtagna uppskattningen av årsflödet av totalfosfor till och från Snuggan och Käringssjön Ackumulering av totalfosfor vid P tot, in > P tot, ut : Snuggan: 11 9,6 = 1,4±1 1±1 kg P tot /år Käringsjön: = 10±2 kg P tot /år Ingen nämnvärd ökning av totalfosfor i Snuggan Anrikning av totalfosfor i Käringsjön Vid subtrahering av flödet in med flödet ut från sjön framgår det att det sker en anrikning av fosfor i Käringsjön. Medan i Snuggan så verkar det inte ske någon nämnvärd förändring av fosfor i sjön Framtagna mängder fosfor Uppskattningar av mängderna fosfor, här mätt i form av totalfosfor, närvarande i sjön kan visa hur mycket fosfor som ackumulerats i Snuggan respektive Käringsjön och var det har samlats Beräkningar Mängden fosfor närvarande i respektive sjö uppskattades genom multiplicering av värdet på koncentrationen av totalfosforn i ytvattnet med volymen av vattenmassan i respektive sjö. Att man använde just koncentrationen av totalfosforn i ytvattnet var för att sjöarna var så pass grunda att omblandningen av vattnet orsakad av vinden lett till en likvärdig koncentration ända ner till bottnen. Dock så har de vindinducerade strömmarna inte förmått att blanda in ett tunt vattenskikt vid bottnen och sedimenten, men det är så pass tunt att dess bidrag kan betraktas som försumbart i förhållande till den övriga vattenmassan. Sida 57 av 68

59 Därtill beräknades mängden fosfor inlagrad i sedimenten genom att multiplicera koncentrationen totalfosfor i sedimenten med den uppskattade volymen av sediment som finns på respektive sjöbotten. Den uppskattade volymen sediment fick man genom att multiplicera sjöytan med tjockleken av sediment som beräknades från bottenprovet Formler Mängd totalfosfor i sjövatten:m Ptot, sjö= C Ptot, ytvatten*v sjö [kg] Mängd totalfosfor i bottensediment: m Ptot, sediment= C Ptot, sediment*v sed [kg] Total mängd totalfosfor: m Ptot, total= m Ptot, sjö + m Ptot, sediment [kg] Volym sediment i sjö: V sed = A sjö *h sed [m 3 ] Mätvärden Mätvärdena som användes till beräkningarna är sammanfattade i tabellerna här nedan. Snuggan Sjövolym m 3 (SMHI, 2009) Sjöyta m 2 (SMHI, 2009) Tjocklek sediment (prov) 0, cm 0, m P tot i sediment 8,6 ±0,4 mg/l 8,6 ±0,4*10-6 kg/l 8,6 ±0,4*10-3 kg/m 3 P tot i ytvatten 79±12 μg/l 79±12*10-9 kg/l 79±12*10-6 kg/m 3 Tabell 45 Tabell med volymen och ytan hos snuggan samt koncentrationen totalfosfor i dess ytvatten och sediment Käringsjön Sjövolym m 3 (SMHI, 2009) Sjöyta m 2 (SMHI, 2009) Tjocklek sediment (prov) 1, cm 0, m P tot i sediment 2,0±0,1 mg/l 2,0±0,1*10-6 kg/l 2,0±0,1*10^-3 kg/m 3 P tot i ytvatten 92±10 μg/l 92±10*10-9 kg/l 92±10*10^-6 kg/m 3 Tabell 46 tabell med volymen och ytan hos Käringsjön samt koncentrationen totalfosfor i dess ytvatten och sediment Beräkningar, Snuggan Sjövatten: m sjö, S = C Ptot,yta, S*V sjö, S = 79*10-6 * = 3,95 kg 4,0 kg Spridningsintervall; m sjö, sprid, S = C Ptot,yta,S,sprid*V sjö, S = 12*10-6 * = ±0,6 kg Sediment: V sed, S = h sed, S *A Snuggan =0, *30 000= 257, m m 3 m sed, S = C Ptot,sed, S*V sed, S = 8,6*10-3 *257, = 2, kg 2,2 kg Sida 58 av 68

60 Spridningsintervall; m sed,sprid,s = C Ptot,sed,S,sprid*V sed, S = 0,4*10-3 *257, = 0, kg ±0,1 kg Total mängd: m Ptot, total, S= m Ptot, sjö, S+m Ptot, sed, S= 3,95+ 2, = 6, kg 6,2 kg m Ptot, total, S= 6,2±0,7 kg Beräkningar, Käringsjön Sjövatten: m sjö, K = C Ptot,yta, K*V sjö, K = 92*10-6 * = 2,392 kg 2,4 kg Spridningsintervall; m sjö,k,sprid = C Ptot,yta,K,sprid*V sjö, K = 10*10-6 * = ±0,26 kg ±0,3 kg Sediment: V sed, K = h sed, K *A Käringsjö =0, *8 600= 86, m 3 86,8 m 3 m sed, K = C Ptot,sed, K*V sed, K = 2,0*10-3 *86, = 0, kg 0,17 kg Spridningsintervall; m sed, K = C Ptot,sed, K*V sed, K = 0,1*10-3 *86, = ±0, kg ±0,01 kg Total mängd: m Ptot, total, K= m Ptot, sjö, K+m Ptot, sed, K= 2, , = 2, kg 2,6 kg m Ptot, total, K= 2,6±0,3 kg Resultat De framtagna värdena över uppskattade mängder totalfosfor kan ses i tabellen här nedan Snuggan Käringsjön Mängd totalfosfor i sjövatten 4,0±0,6 kg 2,4±0,3 kg Mängd totalfosfor i sediment 2,2±0,1 kg 0,17±0,01 kg Total mängd totalfosfor i sjön 6,2±0,7 kg 2,6±0,3 kg Tabell 47 Tabell över värdena av de uppskattade mängderna totalfosfor i Snuggan och Käringsjön Noteringar av resultat I de framtagna beräkningarna och efterföljande tabell syntes inga större mängder fosfor inlagrad i käringsjöns sediment trots att uppskattningsvis 10 kg fosfor tillförs Käringsjön årligen. En möjlig förklaring är att Käringsjön ligger i ett område med rikkärr vilket kan kännetecknas av högre bidrag av mineraler och joner till vattnet, såsom kalcium. Det skulle vara fullt möjligt att om koncentrationen av löst kalcium i bottenskikten på Käringsjön är tillräckligt hög så kan fosfor fälls ut i bottnen på Käringsjön i mineraliserad form, det vill säga som apatit, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s), se diagram 8. Ytterligare prover och analyser skulle kunna styrka denna teori. Sida 59 av 68

61 Diagram 8 Exempel rörande speciering av fosfor i Käringsjöns botten. Notera att om en högre halt av kalcium än vad som visas i detta diagram användes skulle det leda till att kurvan för Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) förskjuts till att infalla inom det ph som mättes i Käringsjön och leda till utfällning av fosfor som apatit, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) 8.7 Beräkningar av flöden och mängd av alkalinitet i Snuggan och Käringsjön En sjös alkaliniteten, det vill säga närvaron av bland annat vätekarbonat, HCO 3, i sjön har en viktig funktion för sjöns buffertförmåga. Denna buffertförmåga möjliggör att sjön kan tåla tillskott av vätejoner utan att reaktionen blir en sänkning i sjöns ph. Därför kan det vara intressant att se hur alkaliniteten kan ändras och förflyttas i en sjö Uppskattat årligt flöde av alkalinitet För att få en möjlig överblick av de mängder av vätekarbonater, som är en del av en sjös karbonatsystem och som bidrar till en sjös alkalinitet, som förts till eller från sjöarna kan ett massflöde uppskattas och omvandlas till vad det flödet skulle motsvara per år. För att beräkna flödet av vätekarbonat som passerat in- och utflöde hos sjöarna multipliceras alkaliniteten med volymflödet för respektive inlopp och utlopp för respektive sjö. Därtill behövs en omvandlingsfaktor då de värden man kan ha är i enheterna mmol/l vilket kan räknas om till mg/l och l/s vilket ger mängdflödet enheten mg/l och man vill ha resultatet i enheten kg/år. Vid omräkningen av mmol/l till mg/l togs som utgångspunkt molmassan för vätekarbonat, HCO 3. Man beräknade även motsvarande massflöde av natriumvätekarbonat, NaHCO 3, (används bland annat till bakpulver) för att ge ett annat perspektiv på storleken av mängden. För beräkningen av spridningsintervallet till massflödet så utgick man från mätfelet från framtagningen av alkaliniteten vilket dominerade över vattenflödets mätfel som i jämförelse kan betraktas som mer försumbart Beräkningar Formler och ekvationer Koncentration: C=n/V [mol/l] alt. C= m/v [g/l] Mängdflöde: F=C*Q [mg/l]*[ l/s] = [ mg/s] Volymflöde: Q=V/t [ l/s] F=C*Q [mmol/l]*[ l/s] = [ mmol/s] Sida 60 av 68

62 Omvandlingsfaktor från [mmol/s] till [mol/år]: 1 [ mmol/s] = 1*(1*10-3 /3, *10-8 ) [kg/år] = [mol/år] Omvandlingsfaktor från [mg/s] till [kg/år]: 1 [ mg/s] = 1*(1*10-6 /3, *10-8 ) [kg/år] = 31,536 [kg/år] 1 år = 60*60*24*365 s = s 1 s = 1/ år = 3, *10-8 år 1 mmol = 1*10-3 mol 1 mg = 1*10-3 g = 1*10-6 kg Molmassa: M HCO3 - =1, ,011+3*15,9994 = 61,0171 g/mol (Björk, o.a., 1998) M NaHCO3 =22, , ,011+3*15,9994 = 84,00687 g/mol (Björk, o.a., 1998) Mätvärden De mätvärden som användes till beräkningarna kan ses i följande tabeller med undantaget av flödet som hade antagits vara detsamma för båda sjöarna. Flödet var Q= 3, [l/s] med ett spridningsintervall på ±0, [l/s], vilket utgjorde 5,82 % av mätvärdet. Snuggan, alkalinitet [mmol HCO 3 /l] [mg HCO 3 /l] Spridningsintervallet Inlopp 0,025008±0,02 1,525916±1, ,0 % av mätvärdet Utlopp 0,022924±0,02 1,398756±1, ,2 % av mätvärdet Käringsjön, alkalinitet [mmol HCO 3 /l] [mg HCO 3 /l] Spridningsintervallet Inlopp 0,97948±0,05 59,76503±3, ,10 % av mätvärdet Utlopp 0,245912±0,05 15,00484±3, ,3 % av mätvärdet Tabell 48 Sammanställning av den framtagna alkaliniteten, angiven i både mmol HCO 3 /l och mg HCO 3 /l Snuggan, alkalinitet [mmol HCO 3 /l] [mg NaHCO 3 /l] Spridningsintervallet Inlopp 0,025008±0,02 2,100844±1, ,0 % av mätvärdet Utlopp 0,022924±0,02 1,925773±1, ,2 % av mätvärdet Käringsjön, alkalinitet [mmol HCO 3 /l] [mg NaHCO 3 /l] Spridningsintervallet Inlopp 0,97948±0,05 82,28305±4, ,10 % av mätvärdet Utlopp 0,245912±0,05 20,65830±4, ,3 % av mätvärdet Sida 61 av 68

63 Tabell 49 Sammanställning av den framtagna alkaliniteten, angiven i både mmol HCO 3 /l och mg NaHCO 3 /l Beräkningar Beräkningarna kan ses sammanställda i tabellerna här nedan. Beräkningar av årligt flöde av alkalinitet, i kg HCO 3 /år Koncentration [mg HCO 3 /l] Ekvation, F HCO3 = C HCO3 *Q* faktor Resultat, [kg /år] Resultat, [ton /år] Inlopp, 1, ,525916*3, *31, , ,19±0,15 Snuggan ±1, ,220342*3, *31,536 ±148, Utlopp, 1, ,398756*3, *31, , ,17±0,15 Snuggan ±1, ,220342*3, *31,536 ±148, Inlopp, 59, ,76503*3, *31, , ,3 ± 0,4 Käringsjön ±3, ,050855*3, *31,536 ±371,20744 Utlopp, Käringsjön 15,00484 ±3, ,00484*3, *31,536 3,050855*3, *31, ,68728 ±371, ,8 ± 0,4 Tabell 50 Tabell över beräkningar för uppskattade årsflödet av alkalinitet till och från Snuggan och Käringsjön räknat med halten i mg HCO 3 /l, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av mätfelet i alkaliniteten Beräkningar av årligt flöde av alkalinitet, i kg NaHCO 3 /år Koncentration [mg NaHCO 3 /l] Ekvation, F HCO3 = C HCO3 *Q* faktor Resultat, [kg/år] Resultat, [ton/år] Inlopp, 2, ,100844*3, *31, , ,26±0,21 Snuggan ±1, ,680137*3, *31,536 ±204,4278 Utlopp, 1, ,925773*3, *31, , ,23±0,21 Snuggan ±1, ,680137*3, *31,536 ±204,4278 Inlopp, 82, ,28305*3, *31, , ,0± 0,6 Käringsjön ±4, ,200344*3, *31,536 ±511,06944 Utlopp, Käringsjön 20,65830 ±4, ,65830*3, *31,536 4,200344*3, *31, , ±511, ,5± 0,6 Tabell 51 Tabell över beräkningar för uppskattade årsflödet av alkalinitet till och från Snuggan och Käringsjön räknat med halten i mg NaHCO 3 /l, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av mätfelet i alkaliniteten Resultat Det framräknade resultatet av årsflödena av alkaliniteten, beräknat som vätekarbonat, HCO 3, samt som natriumvätekarbonat, NaHCO 3, kan ses summerat i efterföljande tabell. Årsflöde av alkalinitet räknat som HCO 3 Snuggan Käringsjön Inlopp 0,19±0,15 [ton HCO 3 /år] 7,3 ± 0,4 [ton HCO3 /år] Utlopp 0,17±0,15 [ton HCO3 /år] 1,8 ± 0,4 [ton HCO3 /år] Årsflöde av alkalinitet räknat som NaHCO 3 Snuggan Käringsjön Inlopp 0,26±0,21 [ton NaHCO 3 /år] 10,0± 0,6 [ton NaHCO3/år] Utlopp 0,23±0,21 [ton NaHCO3/år] 2,5± 0,6 [ton NaHCO3/år] Sida 62 av 68

64 Tabell 52 Tabell över uppskattade årsflödet av alkalinitet till och från Snuggan och Käringsjön Framtagna mängden av alkalinitet De mängder av karbonater, såsom vätekarbonat, HCO 3, kan visa hur mycket som ackumulerats och finns närvarande i Snuggan och Käringsjön, det vill säga hur mycket som är närvarande att fungera som buffert och utgöra sjöarnas respektive alkalinitet. Man beräknade även vad motsvarande mängd natriumvätekarbonat, NaHCO 3, skulle bli för att ge ett annat perspektiv på storleken av mängden då det ämnet används i bakpulver Beräkningar Mjöliga mängden vätekarbonat närvarande i respektive sjö uppskattades genom multiplicering av värdet på alkaliniteten i ytvattnet, efter att den räknats om från enheten mmol HCO 3 /l till mg HCO3 /l, med volymen av vattenmassan i respektive sjö. Motsvarande omvandling gjordes även med NaHCO 3 till mg NaHCO 3 /l och beräknades på samma sätt. Att just alkaliniteten i ytvattnet användes var för att sjöarna var så pass grunda att omblandningen av vattnet orsakad av vinden och efterföljande strömmar gjort att koncentration kunde betraktas som likvärdig så gott som ända ner till bottnen. Dock så hade de vindinducerade strömmarna inte förmått att blanda in ett tunt skikt vid bottnen och sedimenten, men det var att betraktas som så pass tunt att dess bidrag kunde betraktas som försumbart i förhållande till den övriga vattenmassan Formler Mängd vätekarbonat i sjö: m= C HCO3 -, ytvatten*v sjö [kg/l]*[l]=[kg] [mg/l]= C[mmol/l]*M[g/mol] 1 m 3 = 1000 dm 3 = 10 3 l Molmassa: M HCO3 - =1, ,011+3*15,9994 = 61,0171 g/mol (Björk, o.a., 1998) M NaHCO3 =22, , ,011+3*15,9994 = 84,00687 g/mol (Björk, o.a., 1998) Mätvärden Mätvärdena som användes till beräkningarna kan ses sammanfattade i efterföljande tabeller. Alkalinitet Snuggan, ytvatten Käringsjön, Ytvatten [mmol HCO 3 /l] [kg HCO 3 /m 3 ] Spridningsintervallet 0,039596±0,02 2,416033*10-3 ±1,220342* ,5 % av mätvärdet [mmol HCO 3 /l] [kg HCO 3 / m 3 ] Spridningsintervallet 0,650208±0,05 39,67381*10-3 ±3,050855*10-3 7,69 % av mätvärdet Tabell 53 Sammanställning av den framtagna alkaliniteten, angiven i både mmol HCO 3 /l och kg HCO 3 /m 3 Sida 63 av 68

65 Alkalinitet Snuggan, ytvatten Käringsjön, Ytvatten [mmol HCO 3 /l] [kg NaHCO 3 /m 3 ] Spridningsintervallet 0,039596±0,02 3,326336*10-3 ±1,680137* ,5 % av mätvärdet [mmol HCO 3 /l] [kg NaHCO 3 / m 3 ] Spridningsintervallet 0,650208±0,05 54,62194*10-3 ±4,200344*10-3 7,69 % av mätvärdet Tabell 54 Sammanställning av den framtagna alkaliniteten, angiven i både mmol HCO 3 /l och kg NaHCO 3 /m 3 Sjö Volym Snuggan, humös sjö [m 3 ] (SMHI, 2009) 50,0*10 6 [dm 3 ] Käringsjön, humös sjö [m 3 ] (SMHI, 2009) 26,0*10 6 [dm 3 ] Tabell 55 Tabell över volymen för Snuggan och Käringsjön Beräkningar Beräkningarna kan ses sammanställda i tabellen här nedan. Beräkningar av mängd alkalinitet i sjöarna, i HCO 3 Koncentration [mg HCO 3 /l] Ekvation, m HCO3 = C ytvatten *V sjö Resultat, [kg HCO 3 ] Resultat, [ton HCO 3 ] Snuggan 2,416033±1, ,416033*10-3 * , ,12±0,07 1,220342*10-3 * ±61,0171 Käringsjön 39,67381±3, ,67381*10-3 * ,050855*10-3 * ,51897 ±79, ,0±0,1 Beräkningar av mängd alkalinitet i sjöarna, i NaHCO 3 Koncentration [mg NaHCO 3 /l] Ekvation, m HCO3 = C ytvatten *V sjö Resultat, [kg NaHCO 3 ] Resultat, [ton NaHCO 3 ] Snuggan 3,326336±1, ,326336*10-3 * , ,17±0,09 1,680137*10-3 * ±84,00687 Käringsjön 54,62194±4, ,62194*10-3 * ,200344*10-3 * , ±109, ,4±0,1 Tabell 56 Tabell över beräkningar för uppskattade mängden alkalinitet i Snuggan och Käringsjön, med det beräknade spridningsintervallet dominerat av mätfelet hos alkaliniteten Resultat Den massa av vätekarbonat som uppskattades vara närvarande i sjöarnas vatten blev 0,12±0,07 ton HCO 3 i Snuggan respektive 1,0±0,1 ton HCO 3 i Käringsjön. Den motsvarande massan av natriumvätekarbonat uppskattades till 0,17±0,09 ton NaHCO 3 i snugga respektive 1,4±0,1 ton NaHCO 3 i Käringsjön. Sida 64 av 68

66 8.8 Bildgalleri Samtliga bilder tagna av Karolina Rundkvist om inget annat namn anges Bilder från exkursioner Snuggan, Sollentuna, 7 november Bild 13 Första anblicken över Snuggan från krönet på slänten vid dess södra sida Bild 14 Bild tagen från första provtagningsplatsen vid Snuggan åt sydost, foto av Emilia Panayotova-Björnbom A B Bild 15 A) Obeskurna bilden över bäcken vid Snuggans östra sida som utgjorde dess utlopp B) Vy över del av inflödesområdet till Snuggan Sida 65 av 68

67 A Bild 16 A) Runsten rest vid forntida vandringsled, Passerad på vägen till Snuggans inlopp B) Informationsskylt till runstenen Käringsjön, Täby, 8 novemder B A Bild 17 A) Första anblicken över Käringsjön från intilliggande rastplats på sjöns östra sida B) Bryggan på Käringsjöns östra sida, det som var kvar av den, vid första provtagningsplatsen (ytvatten- och bottenprov) B A Bild 18 A) Vy åt vänster (söder) om bryggan i Kärringsjön B) Vyn åt höger (norr) om samma brygga, där man kan skönja ett tunt islager som täckte delar av sjön åt nordväst B Sida 66 av 68

68 8.8.2 Bilder från laboratoriet Bild 19 Från höger till vänster: Bottenprov från Käringsjön, bottenprov från Snuggan samt bottenprov 2 respektive 1 från Fysingen. Noterar att Snuggan och Käringsjön är humussjöar medan Fysingen är en lerslättsjö. A B Bild 20 A) Från vänster till höger provflaskor med vatten från Snuggans ytvatten, utlopp respektive inlopp B) Från vänster till höger provflaskor med vatten från Käringsjöns ytvatten, inlopp respektive inlopp med Käringsjöns bottenprov i stora flaskan A B Bild 21 A) Kolvar med sedimentprover som bereds inför analys med ICP efter deras dekantering men innan spädning och filtrering B) Kolvar med beredda vattenprover från Käringsjön efter spädning innan filtrering Sida 67 av 68

69 A Bild 22 A) och B) Exempel på opreparerat prov i högra bägaren, samma prov vid färgomslag med indikator efter tittrering i vänstra bägaren B Sida 68 av 68