Förbättring av Östersjöns miljötillstånd genom kvävegödsling

Transkript

1 Förbättring av Östersjöns miljötillstånd genom kvävegödsling Anders Stigebrandt & Bo Gustafsson Oceanografiska avdelningen Inst. för geovetenskaper Göteborgs universitet

2 Östersjöns miljötillstånd Winter content in Baltic proper 5 years moving average Fosfor (P)- innehållet i egentliga Östersjöns ytvatten har tredubblats sedan konstgödsel började användas i stor skala efter andra världskriget. (en faktor 2 de senaste 40 åren) Den biologiska produktionen och syrgasförbrukningen har ökat proportionerligt Anoxic bottom area (km 2 ) Phosphorus (kton) DIN (kton) PO4 TP DIN TN TN (kton)

3 Östersjöns miljötillstånd (forts.) Ökningen av P-innehållet har också gett dramatiska ekologiska effekter. Mest uppseendeväckande är under sommaren uppträdande massförekomst av cyanobakterier.

4 Varför råder obalans mellan N och P? Kväve och fosfor har delvis olikartad omsättning och olikartade källor/sänkor. Kvävegödsel överföres effektivt av bakterier till kvävgas (sänka) samtidigt som cyanobakterier kan assimilera kvävgas (källa). System med kvävefixerande organismer har tillgång till obegränsade mängder kväve från atmosfären. Sådana systems produktion begränsas av fosfortillgången. Kattegatt N/P kvoter i Östersjön Land & atmosfär Oorganiskt 2.5 Organiskt 23.4 Någon motsvarande reservkälla finns ej för mineralet fosfor. Efter Wulff et al Sediment

5 Östersjöns miljötillstånd (forts.) Cyanobakterier uppträder pga. brist på kvävegödning i förhållande till fosforgödning. PO4-P Grön fyrkant 2003 Blå triangel 2004 Röd punkt 2005 Efter årets vårblomning (2005) var mer än hälften av tillgänglig P oförbrukad. NO3+NO2 Vårblomningen Källa: Finska Havsforskningsinst.

6 Miljöförhållandena inomskärs Miljöförhållandena i inomskärsområden bestäms i stort av förhållandena i öppna Östersjön men om ett område har låg vattenomsättning och stora lokala utsläpp av näringsämnen kan miljöförhållandena vara sämre än i havet utanför.

7 Rangordning av miljöproblem orsakade av övergödning Hur skall följande miljöproblem rangordnas? Ökad förekomst av cyanobakterier Reducerat siktdjup Ökad beväxning av fastsittande alger De starka reaktioner på sommarens massiva blomning av cyanobakterier som rapporterades i massmedia visar att detta är ett gigantiskt miljöproblem. Problemet förstärks av osäkerheten gällande möjliga effekter av de nervgifter som cyanobakterierna producerar.

8 Hur kan vi förhindra massförekomst av cyanobakterier i Östersjön? Långsiktigt måste tillförseln av P reduceras. Det kan dock ta lång tid att åstadkomma en kraftig minskning ty det finns enorma mängder P upplagrade i avrinningsområdet pga. omfattande konstgödsling under 60 år. I väntan på att reningsåtgärder ger lägre halter av P i Östersjön bör man överväga att införa åtgärder som leder till högre NPkvot. Konstgödselkonsumtion (kton/år) 2200 Konstgödsling Belastning Flodtillförsel till Östersjön (kton/år)

9 Förslag: Gödsla vintertid med N så att NP-kvoten blir 16 Konsekvenser All tillgänglig fosfor utnyttjas av vårblomningen låga P-koncentrationer under hela sommaren inga cyanobakterieblomningar mindre nervgifter i miljön PO4-P NO3+N O2 Vårblomningen Bättre vattenkvalité i kustvattnet Siktdjupet ökar sommartid då planktonproduktionen blir mindre Brunalgerna kan återta förlorad terräng (havsbotten) Det bör bli bättre vattenkvalité även i Västerhavet pga. minskad P-export från Östersjön under vår och sommar.

10 Negativa effekter? Tillförseln av organiskt material till djupvatten och bottnar kan öka. Konstgjord tillförsel av syrgas till djupvattnet kan kompensera för detta och dessutom medverka till ökad fastläggning av P i bottensedimenten. Hur mycket kväve skulle det gå åt? För att åstadkomma NP=16 i egentliga Östersjön ytvatten behövs ca 1,000,000 ton N. Priset på kvävegödsel i stora partier är ca. 4 Kr/kg exklusive skatter. Kostnaden att sprida ut gödseln är i detta sammanhang liten. Kostnaden uppskattas således till ca. 4 miljarder kronor/år. Medel täckande nära hälften av denna kostnad skulle kunna frigöras genom att kvävereningen i svenska reningsverk upphör! Detta skulle också marginellt reducera behovet av kvävegödsel.

11 Summering av förslag till åtgärder A)Reducera utsläppen av fosfor till Östersjön, ju förr och mer dess bättre! Vid behov: B) Kvävegödsla Östersjön vintertid om N/P<16 C) Tillför eventuellt syre till djupvattnet om O 2 <2 ml/l OBS! Miljökonsekvenserna av vintertida gödsling med N och syresättning av djupvattnet i Östersjön måste noga utredas innan åtgärderna genomföres.