Försurning. Johan Ahlström

Relevanta dokument
Tillståndet i skogsmiljön i Kronobergs län

Inga förändringar i alkaliniteten

Tillståndet i skogsmiljön i Blekinge län

Tillståndet i skogsmiljön i Värmland

Kan ökad vittring i ett förändrat klimat motverka försurning vid helträdsuttag?

Kommer klimatförändringen påverka återhämtning i sjöar och vattenddrag?

Det var en gång. Året var Fiskerikonsulenten Ulf Lundin i Uddevalla upptäckte att fisken dog i många västsvenska sjöar och vattendrag.

Beräkningsverktyg vid kalkning? Till vad kan vi använda vattenkemiska data från kalkeffektuppföljningen? Så enkelt är det!

Kalkning och försurning. Hur länge måste vi kalka?

Övervakning av luftföroreningar och dess effekter i skogsmiljön

Luft- halter Mättes vid 21 ytor i Krondroppsnätet under 2007/08

Kalkning och försurning. Var, när, hur och varför?

Försurning. Naturliga försurningsprocesser. Antropogen försurning. Så påverkar försurningen marken. Så påverkar försurningen sjöar

Resultat från Krondroppsnätet

Miljökvalitetsmålet: Bara naturlig försurning

Tillståndet i skogsmiljön i Värmlands län

Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S HYPE.

Övervakning av skogsmiljön i Kronobergs län

Kalkning och försurning i Jönköpings län

3. Bara naturlig försurning

Försurande effekter av skörd av stamved, grot och stubbar i Sverige

Bedömning av försurning - stora förändringar mot förra cykeln. Länsvattendagen

Effekter i skog, mark och vatten. Presenterat av Filip Moldan (IVL), Martin Rappe George (SLU) och Göran Lindström (SMHI)

Ammoniakavgång från jordbruket. Johan Malgeryd Jordbruksverket, Linköping

Markförsurning utveckling och status

Naturliga försurningsprocesser. Försurning. Antropogen försurning. Så påverkar försurningen marken. Så påverkar försurningen sjöar

Nedfall, markvattenkemi och lufthalter i Värmlands län Reslutat för det hydrologiska året 2009/10

Tillståndet i skogsmiljön i Värmlands län

Trender för vattenkvaliteten i länets vattendrag

Åtgärder mot miljöproblem Försurning

Försurning. Joel Langborger. Mentor: Olle och Pernilla 20/5-10

Ser du marken för skogen?

Sura sulfatjordar vad är det? En miljörisk i Norrlands kustland

Nyttiga verktyg vid kalkning? ph okalk Alk okalk ph

Synergier och konflikter vid ett intensifierat skogsbruk

Uppsala Ackrediteringsnummer Sektionen för geokemi och hydrologi A Ekmanhämtare Sötvatten Ja Ja. Sparkmetod Sötvatten Ja Ja

Askåterföring till skog några erfarenheter från Sverige

Vi kalkar för en levande miljö

Målvattendragsomdrevet. Jens Fölster

Försurning och kalkning av sjöar och vattendrag i Västerbottens län

Sura sulfatjordar vad är det?

Diskussion. Nedfall och effekter av luftföroreningar Program 2007 för regional övervakning. Uppdelningen resultatrapport plus Temarapporter

För Örebro läns Luftvårdsförbund

Är luftkvalitén i Lund bättre än i Teckomatorp?

MILJÖMÅL: BARA NATURLIG FÖRSURNING. Stiftelsen Håll Sverige Rent E-post: Telefon: Webbplats:

Vattenkemi och transportberäkningar vid Hulta Golfklubb 2008

Krondroppsnätet. Miljöövervakning, metodutveckling och forskning. Krondroppsnätet

Ett finskt perspektiv på näringsbalans

Varför askåterföring till skog? VÄRMEKS årsmöte 23 januari 2014 Stefan Anderson Skogsstyrelsen

Underlagsrapport. Bara naturlig försurning. Lunds Agenda 21

Vattenprover. Innehåll: Inledning. Inledning. Mätvärden Dalsjön lilla fiskebryggan Bron Nedre+övre Bjärlången Utloppet nedre Bjärlången

Nytt från Naturvårdsverket

Övervakning av luftföroreningar i Dalarna och Gävleborgs län

2.1 Miljöproblem Försurning

Dricksvatten & dess sammansättning

Hydrosfären. Miljöföreläsning 7: Hydrosfären. Försurning och övergödning

FÖRSURADE SJÖAR I VÄRMLANDS LÄN

Nedfall, markvattenkemi och lufthalter i Kronobergs län Reslutat för det hydrologiska året 2010/11

Ser du marken för träden?

Uppdatering av M AGICbiblioteket:

Sura sulfatjordar vad är det? En miljörisk längs Bottniska vikens kust. vatten och människan i landskapet. vesi ja ihminen maisemassa

Grundvattenkvaliteten i Örebro län

CLEO -Klimatförändringen och miljömålen Sammanfattning och slutsatser. John Munthe IVL

Övervakning av luftföroreningar i Västra Götalands län

Hållbar utveckling. Ana s Khan 9C. Dör toffeldjuren i försurade sjöar? Handledare: Olle och Pernilla

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Kronobergs län mätningar och modellering. För Kronobergs läns luftvårdsförbund

Tillståndet i skogsmiljön i Blekinge län

Dnr KK18/456. Taxa för provtagning av vatten- och avloppsprover på Vattenlaboratoriet. Antagen av Kommunfullmäktige

PRISLISTA VA Kvalitetskontroll

Jonbyte vid normal drift

Vad finns att berätta om denna rapport?

RAPPORT OM TILLSTÅNDET I JÄRLASJÖN. sammanställning av data från provtagningar Foto: Hasse Saxinger

Övervakning av luftföroreningar i

Laboratorieundersökning och bedömning Enskild brunn

2.1 Miljöproblem Försurning

För Jönköpings läns Luftvårdsförbund

Förändring av vattenkemi, bottendjur och fisk i Västerbottens vattendrag från 1993 till 2010

Ekosystemets kretslopp och energiflöde

Ätrans recipientkontroll 2012

Kväve, människa och vatten i en hållbar framtid

FÖRSURNING. Svavel, Svaveldioxid, Sulfat, Kväve, Kväveoxider, Nitrat Deposition, Vegetation, Mark, Vatten, Sjöar Kadmium, Bly, Kvicksilver

Atmosfär. Cirkulär ekonomi. Delningsekonomi. Albedo. Corporate Social Responsibility (CSR)

Statusklassning Bohuskusten. Anna Dimming Ragnar Lagergren

Miljöföreläsning 4: Marken

Bilaga 1. Provtagningsplatsernas lägeskoordinater

Sura sulfatjordar strategier och åtgärder för bättre vattenkvalitet i små kustmynnande vattendrag

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i norra Sverige och Dalarna mätningar och modellering

Verksamhetsberättelse för kalkning av sjöar och vattendrag i Jämtlands län 2017

Regional kalkåtgärdsplan Kalkningsverksamheten i Kalmar län

Tyresåns vattenkvalitet

Atmosfär. Ekosystem. Extremväder. Fossil energi. Fotosyntes

DIAGRAM 1 - Nedfallsmätningar (krondropp) i Klintaskogen i Höörs kommun av svavel och kväve. Källa: IVL.

ESKILSTUNA ENERGI & MILJÖ VATTEN & AVLOPP LABORATORIUM

Växthuseffekt. Vad innebär det? Vilka ämnen påverkar växthuseffekten? Vilka är källorna till dessa ämnen?

Manual för uppföljning och bedömning av miljökvalitetsmålet BARA NATURLIG FÖRSURNING

Vision: Kretsloppsanpassad produktion

JORD & SKOG Åker 8.2 Skog 8.3 Övergödning 8.4 Försurning

BIOLOGI = Läran om det levande

Mätningar av försurande ämnen och tungmetaller i Malmö

Lyckat naturvårdsprojekt - eller slöseri med skattemedel?

Transkript:

Försurning Johan Ahlström

Innehåll Vad menas med försurning? Varför har vi försurning? Försurningsteori och modeller Återhämtning och nuläge

Vad menas med försurning? Naturlig försurning Surt vatten Antropogen försurning

Djup (cm) Naturlig försurning 0 ph 5.5 6 6.5 7 1 2 Rekonstruering av ph med hjälp av kiselalger i sjösediment 50 100 År 0 1) Kalkning ph stiger till följd av kalkning 2) Antropogen försurning ph sjunker snabbt till följd av surt nedfall 3) Naturlig försurning ph sjunker sakta till följd av naturliga processer 150 200 250 300 3 350 Exempel: Källsjön

Djup (cm) Naturlig försurning kan leda till surt vatten 0 ph 5.5 6 6.5 7 1 2 Surt vatten behöver således inte vara orsakat av antropogen försurning! 50 100 År 0 Låg buffringsförmåga Organiska syror Högt koldioxidtryck Geologiskt sulfat 150 200 250 3 300 350 Exempel: Källsjön

Surt vatten låg buffringsförmåga Buffringsförmågan (ofta mätt som alkalinitet) genereras vid vittringen av markmineral Baskatjoner (BC*) frigörs vid vittring i samma mängd som alkalinitet och är ett mått på den alkalinitet som vattnet skulle ha om inga syror tillkommer Låg baskatjonhalt indikerar liten förmåga att neutralisera syror, dvs ett försurningskänsligt vatten Baskatjoner = kalcium, magnesium, natrium och kalium

Känsliga Sverige Svårvittrad berggrund Kallt klimat

Surt vatten organiska syror Organiska syror förbrukar alkalinitet och sänker ph

Surt vatten organiska syror Organiska syror = humussyror Dött organiskt material från produktionen av biomassa på land Svaga syror som förbrukar alkalinitet Fungerar som buffert i sura vatten (därför åtgår mer kalk för att höja ph i ett brunt vatten)

Surt vatten organiska syror Mängden organiska syror analyseras indirekt i form av TOC (Total Organic Carbon), Absorbans eller färgtal Färgtal 100 mg/l motsvarar ungefär en förbrukning av alkalinitet på 0,05 mekv/l Färgtal 200 mg/l: 0,10 mekv/l Färgtal 300 mg/l: 0,15 mekv/l

Surt vatten - koldioxidtryck Förhöjt partialtryck av koldioxid sänker ph, men inte alkaliniteten Alkalinitet ph Alkalinitet (mekv/l) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 ph 7,5 7 6,5 6 5,5 5 0,1 0 980319 980401 980415 980429 980526 980612 4,5 980319 980401 980415 980429 980526 980612 Sjömitt, 0,5m Sjömitt, 2m Sjömitt, botten Sjömitt, 0,5m Sjömitt, 2m Sjömitt, botten

Surt vatten - koldioxidtryck Luftat ph visar effekten av förhöjt partialtryck av koldioxid på ph Även under högflöden i vattendrag ses en viss effekt av koldioxid Om hanteringen på lab innebär att proven luftas, så höjs ph 8 7,5 7 ph 6,5 6 5,5 5 990308 990329 990404 990406 990415 990419 990422 990426 990429 990504 990511 990517 990526 990614 ph ph_luftat

Surt vatten geologiskt sulfat Geologiskt sulfat kan finnas i berggrunden eller i sediment frigörs vid oxidation Störst problem i marker som tidigare legat under havsytan (svartmocka)

Naturligt sura sjöar

Naturlig försurning En långsam process sedan förra istiden. Naturlig försurning kan leda till sura vatten Surt vatten Sura vatten behöver inte vara försurade. Däremot är de ofta känsliga för antropogen försurning Antropogen* försurning Minskat ph orsakat av människan *Antropogen = Av människan skapat (från grekiskans anthropos och genese )

Varför har vi antropogen försurning? Svaveldioxid och kväveoxider: Utsläpp, trender och nedfall Avgång av ammoniak Skörd av skogsråvara: Teori, trender och effekter

Svaveldioxid 90 % från utlandet

Svaveldioxid elproduktion med fossila bränslen Inom EU närmare hälften

Svaveldioxid elproduktion med fossila bränslen Globalt drygt 2/3-delar

Svaveldioxid - svenska utsläpp Tusen ton

Svaveldioxid utsläppen minskar

Svaveldioxid utsläppen minskar EU:s Takdirektiv Göteborgsprotokollet LCPdirektivet Svaveldirektivet Differentierade farledsavgifter

Kväveoxider svenska utsläpp Tusen ton

Kväveoxider utsläppen minskar

Kväveoxider Kväveoxider neutraliseras i samband med upptag i vegetationen och försurar enbart vid kvävemättnad (dvs när vegetationen inte förmår att ta upp mera kväve). Kvävemättnad syns i form av uppmätt nitrat (NO 3 ) i sjöar och vattendrag

Ammoniak Kommer från djurhållning och naturgödsel Är ett alkaliskt ämne som omvandlas till ammonium i atmosfären och därmed höjer ph I samband med bioupptag eller nitrifikation kan ammonium bidra till försurning

Allting kommer tillbaka! Torrdeposition Våtdeposition Svaveldioxid Svavelsyra Surt regn

ph i nederbörden

Nedfall av svavel, uppmätt Krondroppsnätet

Nedfall av svavel

Nedfall av svavel, modellerat

Skörd av skogsråvara Skogen försurar genom näringsupptag av positiva joner (baskatjoner) i utbyte mot vätejoner (H + ) Träden lånar dessa joner från marken De betalas tillbaka när träden dör och förmultnar Vid skörd blir förlusten permanent

Skörd av skogsråvara Ökad tillväxt ger ökad försurning Ökat uttag ger ökad försurning

Skörd av skogsråvara Uttag av GROT dubblerar effekten Störst effekt i granskog

Skörd av skogsråvara - GROT GROT-uttaget har stagnerat

Skörd av skogsråvara - GROT Länsvis GROT-uttag 2011-2013

Skörd av skogsråvara - GROT Askåterföring motverkar försurningseffekten

Utsläpp av svavel Främst från koleldad elkraft i utlandet. Omvandlas till syra och ger surt regn över Sverige Utsläppen av svavel har minskat I Europa har utsläppen minskat med ca 70 %. Nedfallet av syra över Sverige har minskat i samma grad Skogsbruk försurar marken Tillväxten försurar och skörd gör att effekten består Ökad tillväxt och större skörd ger mera försurning

Försurningsteori och försurningsmodeller? ph, alkalinitet och ANC Markens betydelse för försurningseffekten i sjöar och vattendrag Hydrologi och surstötar Försurningsmodeller och MAGIC

ph och buffringsförmåga ph anger surhet Logaritmiskt mått på mängden vätejoner ph 5 är 100 gånger surare än ph 7 Alkalinitet anger förmågan att neutralisera vätejoner - buffringsförmågan Titreras till 5,4 ~ vätekarbonat ANC (Acid Neutralizing Capacity) är ett mått på buffringsförmågan som även innefattar organiska syror Beräknas som: Ca+Mg+Na+K-SO 4 -NO 3 -Cl = Ca*+Mg*+Na*+K*-SO 4 *-NO 3 = BC* - SO 4 *-(NO 3 )

ph och buffringsförmåga ph 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 8 4 7,5-0,5-0,3-0,1 0,1 0,3 0,5 Alkalinitet (mekv/l) 7 ANC är enkel att modellera, men har svag koppling till biologiska effekter i humösa vatten ph och ANC ph och alkalinitet ph 6,5 6 5,5 5 4,5 4-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ANC (mekv/l)

ph och buffringsförmåga 0,5 0,4 Alkalinitet (mekv/l) 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ANC (mekv/l) ANC Alkalinitet + (0,0063 * TOC) Alkalinitet och ANC

Mark och hydrologi Bara en liten del av nederbörden (1-2 %) hamnar direkt på vattenytor Därför Avrinningsområdets karaktär och vattnets transportvägar och uppehållstid avgör vattenkvalitén Surt regn behöver inte leda till sura sjöar och vattendrag

Mark och hydrologi Högt ph Lättvittrade mineral Ex. kalkspat (kalk) Finkorniga jordar Lång uppehållstid för vattnet i marken Låg tillförsel av organiskt material Lågt ph Svårvittrade mineral Ex. kvarts Grovkorniga jordar Kort uppehållstid för vattnet i marken Hög tillförsel av organiskt material

Mark och hydrologi Stora variationer i tid och rum Avrinningsområdet en mosaik av olika egenskaper Variationen i nederbörd

Avrinningsområdet en mosaik av olika egenskaper Bergarter/mineral Jordarter Markdjup Markanvändning Trädslag Beståndsålder

Hydrologi

Hydrologi

Hydrologi

Hydrologi Surstöt Ett naturligt fenomen som förstärks av sur nederbörd

Försurning av sjöar och vattendrag Marken i avrinningsområdet har en avgörande betydelse för kopplingen mellan surt nedfall och försurade sjöar och vattendrag Variationerna i tid och rum medför en komplexitet som är närmast oändlig

Markens respons på sur nederbörd H + H + SO 2-4 H + H + H + H + SO 2-4 SO 2-4 Från luften Till vattnet Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Mg 2+ H + H + Ca 2+ Ca 2+ H + H + SO 4 2- SO 2-4 SO 2-4 Mg 2+ Mg 2+ Mg 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ HCO - 3 HCO - 3 HCO - HCO - HCO - 3 HCO - 3 3 3 HCO - HCO - 3 3 X X

Markens respons på sur nederbörd Det är bara i områden med känslig mark som vi hittar försurade sjöar

Grundläggande frågeställning vid försurningsmodellering Hur stor är markens förmåga att neutralisera syra med jonbyte? Hur påverkar detta marken över tiden = hur mycket sjunker basmättnadsgraden? Hur snabb är markens återhämtning = vittringshastigheten

Försurningsmodeller Varför behövs modeller? Till följd av att naturligt ph varierar kraftigt i tid och rum kan försurning inte mätas Vi saknar tillförlitliga mätningar av ph från tiden innan försurning Alternativ? Biologiska förändringar Äldre dokumentation (muntlig/skriftlig) Rester i sediment Avsaknad av reproduktion för långlivade arter

Försurningsmodeller MAGIC (Model of Acidification of Groundwaters in Catchments) En budget för baskatjoner ph ANC Alkalinitet Baskatjoner sulfat = ANC

Försurningsmodeller MAGIC (Model of Acidification of Groundwaters in Catchments) Naturligt Hög belastning Återhämtning Vittring

Försurningsmodeller MAGIC

Svavel nedfall, kg/ha/yr, havssalt borträknat Försurningsmodeller Dåtid (naturlig) Nuläge Framtid 35 30 25 20 15 10 5 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Marken bestämmer Svårvittrade markmineral och grovkorniga jordar ger dåligt skydd mot försurning ph sjunker vid höga flöden Ytlig och snabb vattentransport genom marken medför sänkt ph Försurningsmodeller är osäkra men nödvändiga

Återhämtning och nuläge Uppmätta och modellerade trender i sjöar Nuläge i sjöar Uppmätta trender i vattendrag

Försurade sjöar uppmätta trender

Försurade sjöar modellerade trender ph 1860 ph 1990 ph 2010 ph 2100

Kemisk återhämtning, modellerad återhämtning Återhämtning av försurade sjöar (sjöar som klassades som försurade 1990)

Nuvarande försurningsläge Omdrevsprogrammet: 5 084 sjöar Försurningsbedömning med MAGIC-biblioteket Ungefär 10 % försurade sjöar Försurad: Minskning i ph > 0,4 enhet jfr 1860

Nuvarande försurningsläge Omdrevsprogrammet: 5 084 sjöar Försurningsbedömning med MAGIC-biblioteket Ungefär 9 700 försurade sjöar

Försurade sjöar MAGIC vs verkligheten

Återhämtning i vattendrag Men vattendragen då? Ungefär lika stor (liten) återhämtning som sjöarna avseende årsmedelvärde Men den biologiska effekten beror främst på förhållandena under surstötarna Försurningens betydelse vid surstötar har minskat Det saknas nationell övervakning av vattenkemi under surstötar MAGIC modellerar årsmedelvärden, inte extremvärden

Lägsta ph under vårflod 12 vattendrag i Västerbotten, lägsta ph under vårflod 4-5 lägsta ph-värden under vårflod 1993-2014 4-5 högsta ph-värden under vårflod 1993-2014

Biologisk återhämtning, exempel Kemisk gräns för försurning: DpH < 0,4 ph 5,5 motsvarar MISA: Måttligt surt ph 5,1 motsvarar MISA: Surt

Ungefär 40 % av de försurade sjöarna klassas inte längre som kemiskt försurade Ungefär 10 % av landets sjöar klassas fortfarande som kemiskt försurade Kemisk återhämtning innebär inte att biologin är opåverkad av försurning

Dags för en styrketår!