Examensarbete kandidatnivå, 10p Fördjupningsprojekt i Miljöteknik, 5p Sofia Frising och Charlotta Svensson Miljövetarprogrammet Institutionen för ekonomi och teknik Högskolan i Halmstad Maj 2006
vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 2
INNEHÅLLSFÖRTECKNING FÖRORD 4 ABSTRACT...5 SAMMANFATTNING..6 INLEDNING..7 SYFTE...7 BAKGRUND.7 Övergödningsproblemet i Sverige Övergödning - eutrofiering Fosforn och dess markkemi Fosforläckage från jordbruksmark Bakgrundsnivåer OMRÅDESBESKRIVNINGAR 9 Gullbrannabäckens avrinningsområde Nyrebäckens avrinningsområde MATERIAL OCH METODER 11 Provtagningsmetoder Kemiska analyser Statistiska metoder Dataunderlag Data för perioden 1997-2005 RESULTAT OCH DISKUSSION 12 Data för Gullbrannabäcken 1997-2005 Data för Nyrebäcken 1998-2004 Diskussion kring data för perioden 1997-2005 2006 års provtagning i Nyrebäcken och Gullbrannabäcken 2006 års ytvattenprovtagning Diskussion kring 2006 års provtagningar Diskussion kring metod SLUTSATSER..26 REFERENSER..28 BILAGA 1 vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 3
FÖRORD Denna rapport är det slutliga resultatet av ett examensarbete som utförts av Sofia Frising och Charlotta Svensson, två studenter på Miljövetarprogrammet vid Högskolan i Halmstad. Examensarbetet, som omfattar 15 poäng och som ingår som ett obligatoriskt moment i utbildningen, har pågått under perioden januari till maj 2006 i samarbete med Länsstyrelsen i Hallands län. Examensarbetet föregicks av ett projekt utfört av studenterna omfattande tre poäng inom kursen Miljöskyddsteknik vatten och mark, där fosforläckaget från jordbruksmark och skyddsåtgärder för att motverka detta studerades. Vi vill rikta ett stort tack till alla som hjälpt och stöttat oss under arbetets gång. Ett särskilt tack vill vi ge våra handledare, Marie Mattsson, studierektor på Miljövetarprogrammet vid Högskolan i Halmstad samt Arne Joelsson, agronom på Länsstyrelsen i Hallands län, för deras uppmuntran och tillförande av expertis inom området. Tack också till Per Magnus Ehde, forskningsingenjör på Våtmarkscentrum vid Högskolan i Halmstad, för all hjälp vi har fått i samband med våra kemiska analyser, Robert Carlsson för att vi fått ta del av klimatdata (nederbörd och lufttemperatur) från hans väderstation i Vilshärad samt Lars Stibe, Erika Tollebäck och Magnus Larsson på Länsstyrelsen i Hallands län. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 4
ABSTRACT Algal blooming, which is a result of eutrophication, has become a common sight along the Swedish coast. The cause of this is the discharge and leakage of plant nutrients, mainly nitrogen and phosphorus. Today, there is an ongoing discussion about whether it is phosphorus or nitrogen that plays the biggest part in the eutrophication of our seas and the question, which substance to restrict to avoid that the problem becomes more aggravated, is also discussed. A big part of the source of phosphorus is the agriculture. Phosphorus is an element that exists naturally in small amounts in the ground. This amount has gradually increased, mainly due to the development of agriculture and an increased fertilizing. Phosphorus cannot disappear or be broken down; it just circulates in the nature. The substance is either taken up by cultivated crops, stored in different forms in the ground or is going to leak out to ground water or nearby waters. Phosphorus is transported from agricultural soils with the water, both by surface run-off and infiltration to nearby waters. It is when the plant nutrients reaches our waters and gets in excess, that the growth of algae drastically increases and when the algae dies and are broken down, the dissolved oxygen in the water is consumed, which can lead to the death of fish and sea beds. This report is written by two students, studying Environmental Science 120 credit points on Halmstad University in cooperation with the County Administration of Halland. It is part of trying to show, how great of importance the amount of phosphorus has, which reaches the Gullbranna brook and the Nyrebäcken brook, two agricultural brooks in the south of Halland, via surface run-off from agriculture soils during high spring flows, to the total contribution of phosphorus in the brooks during one year. The study is also done to evaluate if the existing sampling method that is used by the County Administration of Halland is sufficient enough to measure this. Important conclusions that has been made is that: flow proportional sampling should be used first-hand to sampling water in the brooks and manual sampling should second-hand be done once a week in the two agricultural brooks and extra samples should be taken when the precipitation is expected to be >10mm/day turbidity is a good measure to decide if the concentration of particle tied phosphorus in waters are high or low transportation of phosphorus during periods of spring rain is of great importance for the yearly transportation of phosphorus to the two agricultural brooks the particle tied phosphorus is responsible for the rise of the concentration of total phosphorus in the brooks, and thereby the conclusion is, that it is the erosion of the soil that is a great factor that contributes to the rise of total phosphorus in the brooks samples on water from surface run-off from agricultural soils, should be taken on the same place and sampling should be done during at least a few years, when the same crop has been cultivated, the same type of fertilizer has been spread and when the fertilizing has been done in the same way, to be able to find a connection between the concentration of particle tied phosphorus and the type of crop that is cultivated on a field. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 5
SAMMANFATTNING Algblomning, vilken följer av övergödning eller eutrofiering, har blivit en allt vanligare syn längs den svenska kusten. Orsaken är utsläpp och läckage av så kallade övergödande ämnen, av vilka de huvudsakliga är näringsämnena kväve och fosfor. Idag pågår en ständig diskussion om huruvida det är fosfor eller kväve som är den största bidragande orsaken till övergödningen i våra hav och därmed uppkommer frågan om vilket ämne som behövs begränsas för att undvika att problemet förvärras. En stor del av källan till fosfor är jordbruket. Fosfor är ett grundämne som finns naturligt i marken i små mängder. Mängden har ökat främst genom jordbrukets utveckling och ökad gödsling. Fosfor kan inte brytas ned eller försvinna utan befinner sig i ett ständigt kretslopp. Ämnet kommer antingen att tas upp odlade grödor, lagras i olika former i jorden eller läcka ut till grundvatten och närliggande vattendrag. Borttransporten av fosfor från åkermark till vattendrag sker med vattnets hjälp, både genom ytavrinning och via infiltration. Det är när näringsämnena når våra vattendrag och blir i överskott som algtillväxten drastiskt kommer att öka och när algerna sedan dör och bryts ned förbrukas syret i vattnet, vilket kan leda till bottendöd och fiskdöd. Denna rapport har utarbetats av två studenter på Miljövetarprogrammet vid Högskolan i Halmstad i samarbete med Länsstyrelsen i Hallands län. Den är en del i att försöka utröna hur stor betydelse den mängd fosfor har, som tillförs Gullbrannabäcken och Nyrebäcken, två jordbruksbäckar i södra Halmstad, via ytavrinning från åkermark under höga vårflöden för den totala fosforbelastningen i bäckarna under ett år. Studien är även gjord för att kunna konstatera om den ordinarie provtagningsmetoden som nu används av länsstyrelsen är tillräcklig för att bestämma detta. Viktiga slutsatser som kunnat dras är att: flödesproportionell provtagning bör, i första hand användas för provtagning av vatten i bäckarna och i andra hand bör manuell provtagning ske en gång i veckan i de båda jordbruksbäckarna och extraprov bör tas när nederbörden beräknas bli >10mm/dygn turbiditeten är ett bra mått på om koncentrationen av partikulärt fosfor i vattendrag är hög eller låg fosfortransporten under perioder med vårregn är av stor betydelse för den årliga transporten av fosfor till de båda jordbruksbäckarna det är den partikulära fosforn som står för höjningen av totalfosfor i bäckarna och därmed kan man konstatera att erosion av marken är en stor bidragande faktor för de förhöjda totalfosforhalterna i bäckarna prover på ytavrinnande vatten från åkermark bör tas på samma provpunkter under några på varandra följande år, då samma gröda odlats, samma typ av gödsel spridits och gödslingen skett på samma sätt, för att kunna avgöra om samband finns mellan koncentrationen av partikulär fosfor och den typ av gröda som odlas på ett fält vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 6
INLEDNING 1999 antog riksdagen 15 nationella miljömål (idag 16), däribland miljömålet Ingen övergödning. Miljömålet innebär att halterna av gödande ämnen i mark och vatten skall inte ha någon negativ inverkan på människors hälsa, förutsättningarna för biologisk mångfald eller möjligheterna till allsidig användning av mark och vatten. 2003 antogs fem regionala delmål i Halland där delmål två berör fosforföreningar. Det säger att fram till år 2010 ska de Halländska vattenburna utsläppen av fosforföreningar från mänsklig verksamhet till sjöar, vattendrag och kustvatten ha minskat kontinuerligt från 1995 års nivå (Miljömål Länsstyrelsen i Halland). Under arbetets gång har en havsaktionsplan utgiven av Naturvårdsverket redovisats som tar upp detta. Den ska hjälpa till att se till att de nationella miljömålen, och därmed även de regionala delmålen kan uppfyllas inom tidsramen för målet. Ett av miljömålen som den ska hjälpa till att uppfylla är just Ingen övergödning. I aktionsplanen presenteras bland annat förslag till åtgärder för att förbättra havsmiljön i Östersjön och Västerhavet. Ett av de viktigaste förslagen ansågs vara att minska utsläppen av övergödande ämnen i de mest läckagekänsliga områdena (Naturvårdsverket, 2006). I Nyrebäcken och Gullbrannabäcken norr respektive söder om Halmstad har det sedan mitten av 90-talet skett mätningar av kväve och fosfor i Länsstyrelsens regi. Det är dock oklart hur mycket av fosfor som tillförs via ytvattenavrinning från omgivande jordbruksmark och om denna mängd har betydelse för den totala fosforbelastningen i vattendragen. Det är dessa båda vattendrag som studerats i detta projekt. SYFTE Hur stor betydelse har den mängd fosfor som tillförs Nyrebäcken samt Gullbrannabäcken via ytavrinning under höga vårflöden för den totala fosforbelastningen i de båda bäckarna under ett år? Detta är den frågeställning som satts upp i inledningen av arbetet med detta projekt. En jämförelse har även gjorts med äldre provtagningsdata för att se om det finns en samband mellan flöde och fosforhalt i bäckarna och om höga fosforkoncentrationer under de höga vårflödena kan bestämmas med ordinarie provtagningsmetod. Analysresultaten ska också jämföras mellan Gullbrannabäcken och Nyrebäcken för att se om någon skillnad förekommer i andelen fosfor tillfört via ytavrinning från åkermark under den aktuella perioden (jan-april 2006). BAKGRUND Övergödningsproblemet i Sverige Övergödning med algblomning som följd har blivit en vanligare syn längs den svenska kusten. Länge har man ansett att det är kväve som är boven till detta och det har varit allmänt accepterat att fosfor är tillväxtsbegränsande i sötvatten och kväve i havet. Idag diskuteras det kraftigt om det är kväve eller fosfor som ska renas bort för att undvika fortsatt och förvärrad övergödning av våra hav. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 7
Övergödning - eutrofiering Övergödning eller eutrofiering är ett fenomen som uppkommer till följd av att ett överskott av näringsämnen så som kväve och fosfor tillförs vattendrag. Algerna i vattnet behöver dessa näringsämnen för sin tillväxt. Om de tillförs i överskott kommer algtillväxten drastiskt att öka, vilket kallas algblomning. Detta leder till en ökad mängd biomassa i vattendragen, att vattnet smakar illa, blir grönt och slemmigt. När algerna dör och biomassan bryts ned genom förbrukas syret i vattnet. Om syreförbrukningen är stor kan detta leda till bottendöd med fiskdöd och att andra marina arter försvinner från vattendraget som följd (Baird & Cann, 2005). Fosforn och dess markkemi Fosfor finns i naturen som fosfatmineral, av vilka de vanligaste är apatit, kalciumfosfat och fosforit. Det är ett näringsämne som är av avgörande betydelse för ämnesomsättningen hos växter (Lundin, 2005) och tillförs därför jordbruksjordar för att skördarna ska bli så stora som möjligt. Ett grundämne som fosfor kan inte brytas ned eller försvinna det vill säga den mängd som tillförs jordarna kommer antingen att tas upp av de odlade grödorna, lagras i olika former i jorden eller läcka ut till grundvatten och vattendrag. Fosforn som finns i de svenska jordarna kan genom både biologiska och kemiska processer omvandlas från framför allt mineralet apatit till andra former som är mer lättillgängliga för upptag av växter. Den lättillgängliga form som förekommer löst i markvätskan benämns fosfatfosfor (PO 4 -P). Denna kan inte bara tas upp av växter och mikroorganismer utan även bindas till kalcium, aluminium och järn och därmed lagras i jorden som så kallad mineralbunden fosfor. Partikulär fosfor (PP) är fosforföreningar som adsorberats till markpartiklar och fosforn i levande och dött organiskt material benämns organiskt bunden fosfor. (Sjökvist, 2001). På grund av fosforns låga löslighet och tack vare att fosfatfosforn i markvätskan snabbt tas upp av växter och mikroorgansimer förekommer den största mängden fosfor i jord i den fasta fasen (Ulén, 2005), det vill säga den är mineral-, partikulär- eller organsikt bunden. Fosforn i den fasta fasen kan frigöras till markvätskan genom att mikroorganismer i jorden bryter ned organiskt material, genom frigörande av mineralbunden fosfor samt genom att fosfatfosfor tillförs jorden i form av stallgödsel och oorganiska gödselmedel (Sjökvist, 2001). Fosforläckage från jordbruksmark När det gäller läckage från jordbruksmark så finns lättlöslig fosfor naturligt i marken i små mängder, men genom jordbrukets utveckling och ökad gödsling har fosformängden i marken ökat. Detta beror till stor del på att mängden fosfor som har tillsatts ofta varit större än den mängd fosfor som växterna har möjlighet att ta upp. Ökad mängd fosfor i jorden kan öka risken för läckage. Människans förändring av landskapet samt avvattning genom dikning, dränering och kulvertering bidrar till att läckaget i större utsträckning når vattendragen, vilket i sin tur bidrar till övergödningen. Fosfortransporten från ett jordbruksfält sker med hjälp av vattnet, antingen genom naturlig infiltration genom marken mellan markpartiklarna, genom transport via så kallade makroporer vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 8
(maskhål, rotkanaler eller sprickor) till dräneringsrör eller grundvattnet, vilket också är en typ av infiltration eller genom avrinning på markytan. (Ulén, 2005) Ytvattenavrinning sker vid kraftiga regn när markens infiltrationskapacitet samtidigt är nedsatt, exempelvis vid tjäle, hårt packad jord eller när marken är mättad av vatten efter långvarit regn eller snösmältning (Ulén, 2005). I det ytavrinnande vattnet finns fosfor både i löst och i partikulär form. Andelen partikelfosfor ökar när jorderosionen ökar. Detta sker vid kraftiga regn som mekaniskt sätter igång erosionen av jordpartiklar på markytan eller i markprofilen. Om marken är täckt av snö eller is förhindrar detta att regnet har möjlighet att erodera jorden på ytan, men när snön smälter försvinner skyddet (Ulén, 2005). Hur mycket fosfor som transporteras via ytavrinnande vatten från åkermark beror bland annat på jordart, sluttningsgrad, avstånd till recipienten, djurtäthet, jordbearbetningsmetoder samt förekomst av växtlighet på åkern och eventuella skyddszoner. Hur stor andelen löst fosfor (fosfatfosfor) är i det ytavrinnande vattnet beror på fosforkoncentrationen i marken, kontaktytan mellan jord och vatten samt kontakttiden, det vill säga hur mycket fosfor som har möjlighet att lösa sig i vattnet. Givetvis ökar denna möjlighet vid nygödslad åkermark (Ulén, 2005). Stillastående vatten tenderar alltså att få en högre koncentration av fosfat med tiden, så om ytvattenavrinningen sker med ett lågt flöde borde detta medföra att andelen löst fosfor är större än när transporten har ett högt flöde då istället andelen partikelfosfor ökar på grund av ökad jorderosion. Mo- och mjälajordar är särskilt känsliga för erosion. (www.w.lst.se) Undersökningar har visat att ytvattenförluster av fosfor minskar vid vårplöjd mark eller vid sådd av fånggröda eller vall (Andersson 2003). Det är också viktigt att tillföra organiskt material för att förbättra jordstrukturen och på så sätt minska benägenheten för erosion (Andersson 2003). Bakgrundsnivåer Det finns en del bakgrundsnivåer att ta hänsyn till. Eftersom fosfor finns naturligt i marken i små mängder, kan man räkna med ett bakgrundsläckage på 0,1-0,2kg/ha år (Hushållningssällskapet 2004). Fosfor tillförs via nederbörden, med en atmosfärdeposition på 0,04-0,07kg/ha år i Skandinavien (Persson & Broberg, 1985 (Ulén)). OMRÅDESBESKRIVNINGAR Gullbrannabäckens avrinningsområde Gullbrannabäcken flyter söder om Halmstad och mynnar i Genevadsån som i sin tur mynnar i Laholmsbukten. Bäcken får sitt vatten huvudsakligen från dränering som avleds via kulvertar. Idag är 85 % av den naturliga bäcken kulverterad, jämfört med i början av 1900-talet. Gullbrannabäckens beräknade avrinningsområde utgörs av 650ha mark, av vilken 93 % det vill säga 604,5ha utgörs av jordbruksmark. På 90 % av jordbruksmarken odlas huvudsakligen spannmål (Frising, Svensson 2005). De dominerande jordarterna är lera och mo samt sand närmast kusten (Jordartskarta från Länsstyrelsen i Hallands Län). vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 9
Figur 1. Gullbrannabäckens avrinningsområde. Nyrebäckens avrinningsområde Nyrebäcken flyter strax norr om Halmstad och mynnar i Tylösand, vid Tylöbäck. Avrinningsområdet är 4400ha (räknat uppströms provpunkten) och består till största delen av jordbruksmark. På marken odlas i huvudsak vall. Den dominerande jordarten är lera med inslag av grus och morän (Jordartskarta från Länsstyrelsen i Hallands Län). Den till ytan största markägaren i området är Wapnö AB, om idag har 900 kor för mjölkproduktion. Wapnö odlar till största delen vall för ensilage till korna, hälften av denna odling är ekologisk. Gödsling sker med flytgödsel som även innehåller diskvatten från mjölkproduktionen. I avrinningsområdet finns även ett militärt skjutfält. Figur 2. Nyrebäckens avrinningsområde. Vid beräkningar har en area motsvarande avrinningsområdet uppströms provpunkten använts. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 10
MATERIAL OCH METODER Provtagningsmetoder Prov togs på vatten i två jordbruksbäckar, Nyrebäcken och Gullbrannabäcken, en gång varje vecka under perioden januari/februari till och med april/maj 2006. För att kunna säkerställa ett statistiskt material fastställdes att en provtagningsomgång motsvaras av tre prover, alla tagna på samma provpunkt vid samma provtagningstillfälle. Samtliga analysresultat som redovisas i rapporten är det beräknade medelvärdet från de tre proven. Vattenflödet i bäckarna registrerades kontinuerligt. I Gullbrannabäcken användes en automatisk provtagare där flödet registrerades som dygnsmedelvärde. Manuell avläsning av en pegel och uträkning av flödet gjordes genom formeln 8 α y = μ tan 15 2 2,5 2g h, där y är flödet i m 3 /s, µ är råhetskoefficienten (här 0,6), α är vinkeln i grader (120), g är gravitationen (9,82) och h är avläst pegelhöjd i m. Pegeln är stationerad vid Gullbrannabäckens inflöde till våtmarken i Lilla Böslid, där även provtagning på bäckvattnet gjordes. I Nyrebäcken användes en flottörpegel för registrering av vattenståndet och för vidare uträkning av vattenflödet användes formeln y = 0,206 + 2,187h + 2,169h 2, där y är flödet i m 3 /s och h är pegelhöjden i m. Vid pegeln togs även bäckvattenproven. Under höga flöden så som vid regn ( 10mm) och/eller snösmältning togs flera extraprov i de båda bäckarna men även på ytavrinnande vatten från omgivande jordbruksfält. Provtagningspunkterna för det ytavrinnande vattnet bestämdes vid provtagningstillfället genom att på plats se hur och var ytvattnet på jordbruksfälten avrann. Ytvattenprovpunkternas geografiska position bestämdes med hjälp av en GPS, vilken redovisas i tabell 11. Vattenproverna tagna i bäckarna och på ytavrinnande vatten insamlades med hjälp av en provtagningsflaska i plast som tejpats fast på ett förlängsningsskaft. Proverna överfördes till rena provtagningsflaskor och förvarades kallt tills de senare på provtagningsdagen analyserades med avseende på parametrarna ph, konduktivitet, turbiditet, fosfatfosfor (PO 4 - P), totalfosfor (Tot-P) och partikelbundet fosfor (PP). Det partikelbundna fosfort beräknades som skillnaden mellan koncentrationerna av Tot-P och PO 4 -P. Kemiska analyser Samtliga kemiska analyser utfördes inom projektet på det kemiska laboratoriet på Högskolan i Halmstad under handledning av forskningsingenjören Per-Magnus Ehde. För fosforanalyserna (PO4-P och Tot-P) användes en Flow Injector Analyzer (FIA) och analyserna utfördes i enlighet med tillhörande manualer för Bestämning av ortofosfat i vatten samt Bestämning av totalfosfor i vatten. Bestämning av fosfatfosfor (ortofosfat) gjordes på filtrerat prov (microfilter 25mm i diameter/45µm porstorlek) medan totalfosforkoncentrationen bestämdes på ofiltrerat prov. För konduktivitets-, turbiditets- och ph-mätningar användes konduktivitetsmätare, turbiditetsmätare respektive ph-meter. Mätningarna gjordes i enlighet med instruktionerna i tillhörande manualer. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 11
Statistiska metoder I ett antal provtagningsomgångar, där en provtagningsomgång motsvaras av tre prover, alla tagna på samma provpunkt vid samma provtagningstillfälle, upptäcktes avvikande analysresultat. För att avgöra om analysresultatet avvek på ett signifikant sätt, det vill säga var en outlier och därmed skulle uteslutas ur resultatet, användes Dixons Q-test och dess formel för beräkning enligt Q = x n x n-1 x n x 1 där x n är det högsta (eller lägsta) värdet beroende på om den misstänkta outliern är det högsta eller lägsta värdet i provserien, x n-1 är det näst högsta (eller näst lägsta) värdet och x 1 är det lägsta värdet i provserien. Q är den framräknade kvoten, vilken jämförs med en kritisk kvot (Q crit ) i tabell för signifiskansnivå 0,05. Om Q>Q crit, är det misstänka värdet en outlier och bör uteslutas ur provserien (Magnusson B., Renman L., 2005 s.30f). Dataunderlag Klimatdata (nederbörd och lufttemperatur) har mottagits från SMHI s väderstation i Snöstorp samt från Robert Carlssons väderstation i Vilshärad. GIS-kartor för topografi och jordarter samt analysresultat från provtagning i Gullbrannabäcken mellan januari 1997 och april 2005 samt i Nyrebäcken mellan januari 1998 och april 2004 erhölls från Länsstyrelsen i Hallands län. Data för perioden 1997-2005 I länsstyrelsen regi har provtagningar gjorts i Nyrebäcken och Gullbranna bäcken sedan mitten av 90-talet. Dessa prover har tagits med jämna mellanrum, undefär var 14:e dag enstaka extraprov har tagits vid höga flöden. Efter analys av data från provtagningsstationerna i Gullbrannabäcken och Nyrebäcken med avseende på fosforbelastning och flöde har jämförelse gjorts med väderdata (nederbörd och temperatur). RESULTAT OCH DISKUSSION Perioden jan-april valdes ut som den period som skulle studeras i detta arbete på grund av att syftet med arbetet är att studera hur stor betydelse den mängd fosfor, som tillförs de båda studerade bäckarna via ytavrinning har under höga vårflöden, vilket normalt inträffar någon eller några få gånger under jan-april. Data för Gullbrannabäcken 1997-2005 Medelvärdet av de under perioden jan-april 1997-2005 uppmätta parametrarna var för totalfosforkoncentrationen 154µg/l, flödet 0,13 m 3 /s samt totalfosforbelastningen 2,8 kgp/dygn Hög belastning innebär här att totalfosforbelastningen som uppmättes vid ett provtagningstillfälle är dubbelt så högt som medelvärdet (2,8kgP/dygn) för totalfosforbelastning under ovan nämnda period. Tabell 1 och 2 visar avrinningen respektive totalfosforbelastningen under januari till april 1997-2005. I texten som följer görs hänvisningar till olika provtagningstillfällen markerade med en siffra i respektive tabell. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 12
Tabell 1. Avrinningen (mm/dygn) i Gullbrannabäckens avrinningsområde under perioden januari till april under 1997-2005. Avrinning (mm/dygn) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1997-01-02 1997-02-26 1997-04-30 1998-02-05 1998-03-05 1 2 Avrinning i Gullbrannabäckens avrinningsområde under jan-april 1997-2005 3 4 1999-03-02 1999-04-29 2000-02-02 2000-03-30 2000-04-28 2001-01-25 5 2001-03-05 2001-04-24 2002-01-23 Datum 6 2002-03-14 7 2003-02-18 2003-04-15 2004-02-03 2004-04-05 2005-01-18 8 9 2005-03-15 Tabell 2. Totalfosforbelastningen (kg/dygn) i Gullbrannabäcken s under perioden januari till april under 1997-2005. Totalfosforbelastning i Gullbrannabäcken under jan-april 1997-2005 Tot-P belastning (kg/dygn) 30 25 20 15 10 5 0 1997-01-02 1997-02-26 1 2 1997-04-30 1998-02-05 1998-03-05 3 4 5 1999-03-02 1999-04-29 2000-02-02 2000-03-30 2000-04-28 2001-01-25 6 2001-03-05 2001-04-24 Datum 7 8 2002-01-23 2002-03-14 9 2003-02-18 2003-04-15 2004-02-03 2004-04-05 2005-01-18 2005-03-15 10 11 1997 uppmättes en totalfosforbelastning på låga 1,0kgP/dygn i januari (tabell 2, punkt 1). Denna är intressant eftersom en mycket hög totalfosforkoncentration uppmättes (1100µg/l). På grund av ett mycket lågt flöde (0,01m 3 /s) blev dock inte den totala belastningen av någon betydelse. Värdet ligger till och med under medelvärdet för perioden jan-april 1997-2005. Totalfosforkoncentrationen uppmättes däremot vid ett provtagningstillfälle i februari till endast 200µg/l, men på grund av ett högre flöde (0,25 m 3 /s) blev totalfosforbelastningen 4,3kgP/dygn (tabell 2, punkt 2). Under våren 1998 uppmättes hög totalfosforbelastning vid två provtagningstillfällen. Ett under februari på 26kgP/dygn (tabell 2, punkt 3) och ett i början av mars på 8,8kgP/dygn (tabell 2, punkt 3). Totalfosforkoncentrationen var vid samtliga tillfällen hög (380, 310 och vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 13
250µg/l). Det högsta belastningsvärdet (26kgP/dygn) förklaras av ett dygn med hög nederbörd (>30mm) som resulterade i mycket hög avrinning i området (tabell 1, punkt 1). Under perioden jan-april 1999 var flöde och totalfosforkoncentrationen relativt jämn och aldrig speciellt hög jämfört med andra år. Totalfosforbelastningen överstiger inte vid något provtagningstillfälle medelvärdet för totalfosforbelastningen under perioden jan-april 1997-2005. Vid fyra tillfällen under denna vår föll nederbörd i form av regn som översteg 10mm/dygn, vilket borde ha resulterat i högre totalfosforbelastning, om det ska följa samma mönster som andra år under denna period. En förklaring till detta kan vara att en belastningstopp har missats på grund av utebliven provtagning. De högsta belastningarna (13 och 11kgP/dygn) under våren 2000 uppmättes vid två olika provtagningstillfällen, ett i februari (tabell 2, punkt 5) och ett i mitten av april (tabell 2, punkt 6). Fyra dygns ihållande nederbörd (>10mm/dygn) gav hög avrinning vid provtagningstillfället i februari (tabell 1, punkt 3), vilket förklarar den höga totalfosforbelastningen. Vid provtagningstillfället i april var avrinningen lägre (tabell 1, punkt 4). Därför förklaras den höga totalfosforbelastningen av den höga koncentrationen av totalfosfor (550µg/l). Den högsta belastningen av totalfosfor under våren 2001 uppmättes i mitten av februari (tabell 2, punkt 7). Belastningen vid denna mätning var mycket hög, ca 26kgP/dygn. Belastningen förklaras med ett dygn med mycket regn (>30mm) som bidrog till en hög avrinning i området (tabell 1, punkt 5) samtidigt som totalfosforkoncentration också var hög (360µg/l). En totalfosfor på 27kgP/dygn uppmättes under våren 2002 (tabell 2, punkt 8). Denna kan förklaras hög avrinning (tabell 1, punkt 6) i kombination med höga totalfosforkoncentrationer (300 och 130µg/l). Provtagningstillfället föregicks av ett dygn med mycket nederbörd i form av regn (>30mm) vilket kan ha fått ytavrinning som följd. Den högsta belastningen (10kgP/dygn) under våren 2003 uppmättes vid ett provtagningstillfälle i mitten av januari (tabell 2, punkt 9). Det höga värdet beror på en mycket hög totalfosforkoncentration (640µg/l) och hög avrinning (tabell 1, punkt 7). Dessa höga värden borde ha resulterat i en ännu högre belastning med tanke på hur det har sett ut under föregående år. Förklaringen kan vara att det höga flödet kommit av flera dygns nederbörd. Denna nederbörd har dock aldrig överstigit 10mm/dygn och har därför inte resulterat i ytavrinning som skulle gett högre totalfosforbelastning. Under våren 2004 uppmättes vid ett provtagningstillfälle en mycket hög totalfosforbelastning på 28kgP/dygn i början av februari (tabell 2, punkt 10). Detta beror på en kombination av en hög totalfosforkoncentration (480µg/l) och en hög avrinning (tabell 1, punkt 8) till följd av ett dygn med mycket hög nederbörd (>19mm). I början av januari 2005 uppmättes vid ett provtagningstillfälle hög totalfosforbelastning på 20kgP/dygn (tabell 2, punkt 11). En hög totalfosforkoncentration (490µg/l) och en hög avrinning (tabell 1, punkt 9) var orsaken till det höga värdet. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 14
Data för Nyrebäcken 1998-2004 Medelvärdet av de under perioden jan-april 1998-2004 uppmätta parametrarna var för totalfosforkoncentrationen 108µg/l, flödet 0,78 m 3 /s samt totalfosforbelastningen 8,7 kgp/dygn. Hög belastning innebär här att totalfosforbelastningen som uppmättes vid ett provtagningstillfälle är dubbelt så högt som medelvärdet (8,7kgP/dygn) för totalfosforbelastning under ovan nämnda period. I texten som följer görs hänvisningar till olika provtagningstillfällen markerade med en siffra i tabell 3 och 4. Tabell 3. Avrinningen i Nyrebäckens avrinningsområde under perioden januari till april 1998-2004. 8 Avrinning i Nyrebäckens avrinningsområde under jan-april 1998-2004 Avrinning (mm/dygn) 7 6 5 4 3 2 1 0 1 1998-01-08 1998-02-17 1998-03-31 2 3 1999-02-16 1999-03-31 2000-02-14 2000-03-30 4 5 Datum 2001-01-31 2001-03-15 2001-04-30 2002-01-29 2002-03-18 2002-04-29 2003-01-27 2003-03-10 2003-04-22 2004-01-27 2004-03-08 Tabell 4. Totalfosforbelastningen i Nyrebäcken under perioden januari till april 1998-2004. 6 7 8 10 2004-04-19 70 60 Totalfosforbelastning i Nyrebäcken under jan-april 1998-2004 2 Tot-P belastning (kg/dygn) 50 40 30 20 10 0 98-01-08 98-02-17 1 98-03-31 99-02-16 99-03-31 3 4 00-02-14 00-03-30 5 6 01-01-31 01-03-15 Datum 7 8 01-04-30 02-01-29 02-03-18 02-04-29 03-01-27 03-03-10 03-04-22 9 04-01-27 04-03-08 04-04-19 11 vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 15
Under våren 1998 uppmättes totalfosforbelastningen till 25kgP/dygn vid ett provtagningstillfälle i mitten av februari (tabell 4, punkt 1). Eftersom totalfosforkoncentrationen (122µg/l) inte var så mycket högre än medelkoncentrationen under perioden jan-april 1998-2004 var det ett högt flöde (2,4m 3 /s) som är förklaringen till den höga belastningen. Det höga flödet kom efter ett dygn med mycket hög nederbörd (>30mm) som gav hög avrinning (tabell1, punkt 1). I februari 1999 uppmättes vid tre provtagningstillfällen höga totalfosforbelastningar på hela 64, 45 samt 23kgP/dygn (tabell4, punkt 2, 3 och 4). Flödet var vid dessa tillfällen var 3,6, 2,9 samt 0,65m 3 /s. Vid de två första tillfällena är det höga flöden till följd av hög avrinning (tabell 3, punkt 2 och 3) som orsakat den höga belastningen. I det tredje fallet beror belastningen istället på en hög totalfosforkoncentration (407µg/l). Under våren 2000 uppmättes en totalfosforbelastning på 19kgP/dygn vid ett provtagningstillfälle i mars (tabell 4, punkt 5). Belastningen kan förklaras av en kombination av hög avrinning (tabell1, punkt 4) samt en något högre totalfosforkoncentration (163µg/l). I februari 2001 uppmättes vid ett provtagningstillfälle en totalfosforbelastning på 12kgP/dygn (tabell 4, punkt 6). Denna kan enbart förklaras av ett högt flöde (1,4m 3 /s) till följd av hög avrinning (tabell3, punkt 5), eftersom totalfosforkoncentrationen (95µg/l) vid detta tillfälle låg lägre än medelvärdet för perioden jan-april 1998-2004. Vid två provtagningstillfällen under våren 2002 i slutet av januari respektive början av mars uppmättes hög totalfosforbelastning på 38 respektive 27kgP/dygn (tabell 4, punkt 7 och 8). Avrinningen vid dessa båda tillfällen var ungefär lika stor (tabell 3, punkt 6 och 7), vilket gör att skillnaden i belastning beror på olika koncentrationer av totalfosfor (255 respektive 176µg/l). Vid det första tillfället föregicks provtagningen av ett dygn med mycket hög nederbörd (>20mm) vilket kan ha resulterat i ytavrinning. Vid det andra tillfället var det istället flera dygns ihållande regn som gav upphov till högre avrinning, medan koncentrationen till följd av utebliven ytavrinning däremot inte höjdes i samma proportion. Under våren 2003 uppmättes hög totalfosforbelastning på 37kgP/dygn vid ett provtagningstillfälle i mitten av januari (tabell 4, punkt 9). Flödet var vid tillfället 1,1m 3 /s eftersom avrinningen inte var så stor (tabell 3, punkt 8). Totalfosforkoncentrationen var 407µg/l. Belastningen vid tillfället beror således till största delen på en hög totalfosforkoncentration. En totalfosforbelastning på 22kgP/dygn uppmättes vid ett provtagningstillfälle i slutet av mars 2004 (tabell 4, punkt 11). Vid detta tillfälle var flödet 1,8m 3 /s och totalfosforkoncentrationen 143µg/l. Det är alltså det höga flödet till följd av hög avrinning (tabell 3, punkt 10) som till största delen bidrar till den höga belastningen. Diskussion kring data för perioden 1997-2005 Antingen är det en hög koncentration av totalfosfor eller ett högt flöde till följd av hög avrinning som bidrar till en belastningstopp. Nyrebäcken har överlag högre flöden, vilket också bidrar till en högre totalfosforbelastning. Detta kan förklaras genom att Nyrebäckens avrinningsområde är nästan fyra gånger större än Gullbrannabäckens. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 16
Efter att ha analyserat data för perioden 1997-2005 avseende flöde, fosforbelastning och nederbörd kan ett mönster ses i att mycket hög nederbörd under ett dygn, alternativt nederbörd under flera på varandra följande dygn, resulterar i mycket hög totalfosforbelastning i de båda bäckarna, 25-28kgP/dygn i Gullbrannabäcken och 25-64kgP/dygn i Nyrebäcken. Samtliga höga värden för totalfosforbelastning förutom vid ett provtagningstillfälle föregås av intensivt regn. Flera nederbördstoppar missats p.g.a. utebliven provtagning. Vid de provtagningar (1998-2005) där belastningen av totalfosfor överstigit 20kgP/dygn överväger i 92 % av fallen den partikulära fosforn (partikulär fosfor >60 % av totalfosforn). Om man tittar på samtliga provtagningar är denna andel 38 % i Nyrebäcken och endast 20 % i Gullbrannabäcken. Detta visar tydligt att vid hög nederbörd förs stora mängder partikulärt fosfor till vattendragen. Det kommer från erosion av jorden eller sediment i samband med nederbörd, som medför ökad avrinning och ökade flöden. Hur stor del av denna erosion som sker på markytan och hur stor del som sker i markprofilen eller i diken och själva vattendraget är svårt att veta utifrån de befintliga data, eftersom uppgifter om exempelvis snö- och tjäldjup saknas. Tabell 5. Årstransport av totalfosfor i Gullbrannabäcken under 1998/1999 till 2003/2004 (agrohydrologiskt åt juli-juni)(carlsson et. al. 2000-2005). Agrohydrologiskt Årstransport år av Tot-P 1998/1999 1200 1999/2000 530 2000/2001 350 2001/2002 650 2002/2003 470 2003/2004 490 Medel för perioden 615 Tabell 6. Nedan visas data från de provtagningstillfällen i Gullbrannabäcken respektive Nyrebäcken då belastningen av totalfosfor (Tot-P) översteg 20kgP/dygn. Tabellen innehåller uppgifter om koncentrationen av partikulärt fosfor (PP), fosfatfosfor (PO4-P) samt hur stor andel av totala årstransporten som ett dygns belastning står för vid de olika provtagningstillfällena. Gullbrannabäcken Tot-P koncentration (µg/l) PP koncentration (µg/l) PO 4 -P koncentration (µg/l) Tot-P belastning (kgp/dygn) Andel av totala årstransporten (%) (tabell 3) 1998-02-12 310 210 62 26-2001-02-12 360 210 110 26 7,56 2002-01-31 300 210 81 27 4,11 2004-02-03 480 310 170 28 5,73 2005-01-04 490 370 88 20 Nyrebäcken 1998-02-17 122 85 7 25-1999-02-16 208 156 10 64-1999-03-01 176 61 22 45-1999-03-15 407 389 17 23-2002-01-29 255 215 15 38-2002-03-04 176 116 7 27-2003-01-13 407 182 204 37-2004-03-22 143 84 30 22 - vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 17
Tabell 7. Medelkoncentrationer(µg/l) av totalfosfor (Tot-P), partikulärt fosfor (PP) och fosfatfosfor (PO4-P) vid de tillfällen då belastningen av totalfosfor (Tot-P) översteg 20kgP/dygn i Nyrebäcken 1997-2004 och Gullbrannabäcken 1997-2005 (beräknat utifrån tabell 1). Tot-P PP PO 4 -P Provplats koncentration koncentration koncentration Nyrebäcken 237 161 39 Gullbrannabäcken 388 262 102 För Gullbrannabäcken finns värden för totala årstransporten av totalfosfor under åren 1999-2004 (gäller agrohydrologiska året, juli-juni). Vid de tillfällen då totalfosforbelastningen var som högst stod ett dygns fosfortransport för mellan 4,11-7,56% av den totala årstransporten (tabell 6). I tabell 7 redovisas medelkoncentrationerna av totalfosfor, partikulärt fosfor och fosfatfosfor under de tillfällen då totalfosforbelastningen översteg 20kgdygn. Här ser man att koncentrationerna över lag är högre i Gullbrannabäcken än i Nyrebäcken. Tabell. 8 Antal provtagningar i Nyrebäcken 1997-2005 och i Gullbrannabäcken 1998-2004 samt andelen provtagningstillfällen då den partikulära fosforn (PP) eller fosfatfosforn (PO 4 -P) översteg 60% av totalfosforn respektive då andelen partikulärfosfor eller fosfatfosfor låg mellan 40-60% av totalfosforn. Antal prov då PP koncentration > 60 % Antal prov då PO 4 -P koncentration >60 % Antal prov då PP/PO 4 -P koncentration 40-60 % totalt antal provtagningar Provplats Nyrebäcken 25 19 22 66 Gullbrannabäcken 17 36 30 83 Medelkoncentrationerna av totalfosfor, partikulärt fosfor och fosfatfosfor vid samtliga provtagningstillfällen i Nyrebäcken (1997-2004) respektive Gullbrannabäcken (1997-2005) åskådliggörs i tabell 7. De visar att koncentrationen av partikulärt fosfor är ungefär lika stor i båda bäckarna medan däremot fosfatfosforkoncentrationen är mycket högre i Gullbrannabäcken. Tabell 9. Medelkoncentrationer(µg/l) av totalfosfor (Tot-P), partikulärt fosfor (PP) och fosfatfosfor (PO4-P) i Nyrebäcken 1997-2004 och Gullbrannabäcken 1997-2005. Tot-P PP PO 4 -P Provplats koncentration koncentration koncentration Nyrebäcken 139 72 43 Gullbrannabäcken 237 75 140 En jämförelse av tabell 7 och 9 visar att det är den partikulära fosforn som ökar när totalfosforbelastningen är som högst (>20kg/dygn). Fosfatfosforkoncentrationen ligger däremot på ungefär samma nivå under hela året som under de tillfällen då totalfosforbelastningen översteg 20kg/dygn. Detta visar tydligt att erosion är den största bidragande orsaken till den höga totalfosforbelastningen vid höga flöden. Huruvida denna erosion kommer av ytavrinningen är svårt att säga utifrån de historiska data som finns, eftersom uppgifter om snö- och tjäldjup saknas. 2006 års provtagning i Nyrebäcken och Gullbrannabäcken Några samband har kunnat påvisas i resultaten från 2006 års provtagningar. Bland annat ökad koncentration av partikulärt fosfor vid ökat flöde (tabell 11 och 12) samt förhöjd koncentration av partikulärt fosfor vid högre turbiditet (tabell 13 och 14). vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 18
Totalfosforbelastningen i Gullbrannabäcken under 2006 års kraftiga vårregn 060327-28 var 74kgP/dygn respektive 44kgP/dygn. För agrohydrologiska året 2005/2006 saknas uppgift om den totala årstransporten. Vid en jämförelse med medelvärdet för perioden 1998-2004 som var 615kgP/dygn (se tabell 5) så står dessa två dagar för 12 % respektive 7 % av totala årstransporten (se tabell 10). Tabell 10. Dygnsbelastning av totalfosfor i Gullbrannabäcken under två dygn med kraftigt vårregn samt andelen av totala årstransporten (som räknats ut som medelvärdet av åren 1998-2004, tabell 5) Tot-P belastning % av årstransporten Datum kgp/dygn 2006-03-27 74 12 2006-03-28 44 7 Vid årets kraftiga vårregn 060327-28 kan erosionen till stor del förklaras med ytavrinning, eftersom det varit kallt under en föregående period, vilket medför att marken hade tjäle vid nederbördstillfället. Däremot kan den snö som låg kvar under den första regndagen (060327) ha motverkat yterosionen till viss del. Vid föregående år så kan man, som sagt, inte avgöra om erosionen berodde på ytavrinning vid kraftigt vårregn. Tabell 11. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) i µg/l vid olika flöden (m 3 /s) i Nyrebäcken under provtagningsperioden jan-april 2006. PP-koncentration vid olika flöden i Nyrebäcken jan-april 2006 12,0000 10,0000 Flöde (m3/s) 8,0000 6,0000 4,0000 2,0000 0,0000 0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 PP-koncentration (µg/l) Tabell 12. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) i µg/) vid olika flöden (m 3 /s) i Gullbrannabäcken under provtagningsperioden jan-april 2006. PP-koncentration vid olika flöden i Gullbrannabäcken jan-april 2006 1,2000 1,0000 Flöde (m3/s) 0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 0,0000 0,000 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000 800,000 PP-koncentration (µg/l) vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 19
Tabell 13. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) i µg/) och turbiditeten (NBU) i Nyrebäcken under provtagningsperioden jan-april 2006. 300,000 Koncentration av partikulärt fosfor i förhållande till turbiditeten i Nyrebäcken jan-april 2006 250,000 Turbiditet (NTU) 200,000 150,000 100,000 50,000 0,000 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 PP-koncentration (µg/l) Tabell 14. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) i µg/) och turbiditeten (NBU) i Gullbrannabäcken under provtagningsperioden jan-april 2006. 800,000 700,000 Koncentration av partikulärt fosfor i förhållande till turbiditeten i Gullbrannabäcken jan-april 2006 PP-koncentration (µg/l) 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0,000 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 Datum 2006 års ytvattenprovtagning Resultaten från provtagningarna på ytavrinnande vatten uppvisade en stor variation i totalfosforkoncentration och i hur fosforfraktionerna är fördelade. Det skulle vara önskvärt att veta hur stor inverkan grödan (eller saknad av gröda) på fälten har för hur stor partikulär fosforkoncentration det är i det ytavrinnande vattnet. De ytvattenprover som tagits för detta projekt visar inte på någon skillnad mellan olika markanvändningar. Detta kan också bero på att ett för litet antal prover samlats in. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 20
Tabell 15. Resultaten från ytvattenprovtagningarna i Gullbranna- och Nyrebäcken under vårregnet 2006-03-27 till 2006-03-31. Numret hänvisar till kartorna (bild 1 och 2). Provnr Område Datum Gröda PO 4 -P koncentration P-tot koncentration PP koncentration Andel PP 1 Nyrebäcken 2006-03-27 höstsäd 97,115 706,076 608,961 86% 2 Nyrebäcken 2006-03-27 höstsäd 41,119 343,057 301,938 88% 3 Nyrebäcken 2006-03-27 höstsäd/fånggröda 50,662 2790,472 2739,810 98% 4 Nyrebäcken 2006-03-27 vall/stubb 193,933 507,281 313,347 62% 5 Nyrebäcken 2006-03-28 höstsäd 285,161 436,206 151,046 35% 6 Nyrebäcken 2006-03-28 vall 112,222 307,616 195,394 64% 7 Nyrebäcken 2006-03-28 oljeväxter 158,570 204,329 45,759 22% 8 Nyrebäcken 2006-03-28 höstvete 267,015 380,267 113,252 30% 9 Nyrebäcken 2006-03-28 höstvete 96,473 226,194 129,721 57% 10 Nyrebäcken 2006-03-28 höstvete 173,798 391,129 217,331 56% 11 Nyrebäcken 2006-03-28 oljeväxter 200,752 360,870 160,118 44% 12 Nyrebäcken 2006-03-28 oljeväxter 215,236 491,069 275,833 56% 13 Nyrebäcken 2006-03-28 höstplöjd 264,963 517,061 252,098 49% 14 Nyrebäcken 2006-03-31 höstoljeväxter 77,834 411,471 333,637 81% 15 Gullbrannabäcken 2006-03-27 stubb 76,186 224,415 148,229 64% 16 Gullbrannabäcken 2006-03-27 vall 2369,076 3590,450 1221,375 34% 17 Gullbrannabäcken 2006-03-27 höstsäd 170,742 712,808 542,066 76% 18 Gullbrannabäcken 2006-03-31 vall 216,465 817,331 600,866 74% 19 Gullbrannabäcken 2006-03-31 höstsäd 22,199 222,661 200,463 90% 2006 års provtagningar på ytavrinnande vatten i de båda avrinningsområdena är visar att i det ytavrinnande vattnet i Nyrebäckens avrinningsområde överväger koncentrationen av partikulärt fosfor vid 9 av 14 provtagningar, det vill säga i 62% av fallen, under perioden för ytavrinning. I ytavrinnande vatten i Gullbrannabäckens avrinningsområde överväger koncentrationen av partikulärt fosfor vid 4 av 5 provtagningar, det vill säga i 80% av fallen under perioden för ytavrinning. Anledningen till den höga koncentrationen av fosfatfosfor (2369μg/l) vid tillfället då denna övervägde (27/3) var att åkern var nygödslad med svinflytgödsel, som innehåller mycket fosfatfosfor (nr. 16 och 18 på kartan, figur 2). Eftersom gödseln spreds på vall, i kombination med att gödseln inte plöjts ned och att gödslingen skedde precis innan det kraftiga vårregnet kom, ledde detta till att det ytavrinnande vattnet förde med sig stora mängder fosfor bort från åkern. Prov togs åter efter 4 dagar (31/3) på samma provpunkt och då övervägde istället koncentrationen av partikulär fosfor. vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 21
Figur 3. Nyrebäckens avrinningsområde med provpunkterna för ytvattenprovtagning markerade och numrerade. Numren hänvisar till tabell. 15. (Ortofoto från Länsstyrelsen i Halland) vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 22
Figur 4. Gullbrannabäckens avrinningsområde med provpunkterna för ytvattenprovtagning markerade och numrerade. Numren hänvisar till tabell. 15. Diskussion kring 2006 års provtagningar Ulén anger i sin rapport att fosfatfosforkoncentrationen är 56 % av totalfosforn i ett antal undersökta jordbruksbäckar i Sverige (Ulén, 2005). I ytvatten var 30 % och i dräneringsvatten 50 % av den totala fosforkoncentrationen fosfatfosfor. Resultatet från provtagningar utförda av Länsstyrelsen i Halland under 1997-2005 visar att fosfatkoncentrationen är 23 % av totalfosforn i Nyrebäcken, 43 % av totalfosforn i Gullbrannabäcken. Resultatet från årets provtagning av ytvatten visar att i Gullbrannabäcken är 51 % fosfatfosfor, medan andelen fosfatfosfor i ytvattenproverna från Nyrebäcken består av 28 % fosfatfosfor. Den höga siffran i Gullbrannabäcken förklaras med hjälp av det prov som togs på en nygödslad åker (nr. 16 och 18 på kartan, figur 4). Utan detta prov är denna siffra istället endast 11%. (Se analysresultat i bilaga 1 och 2). Diskussion kring metod Eftersom fosforkoncentrationen varierar så stort under ett år är det viktigt att ta regelbundna prover samt även ta prov vid hög nederbörd (förslagsvis >10mm/dygn). Under 2006 togs prov varje vecka, med extraprov vid nederbörd >10mm/dygn. Ordinarie provtagning innefattade endast prov var 14:e dag och det var inte alltid man tog extraprov när nederbörden översteg 10mm/dygn. Detta resulterar i att flera perioder av förhöjda fosforhalter i Nyrebäcken samt Gullbrannabäcken missats. Som jämförelse illustreras detta i tabell 15 och 16 respektive tabell vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 23
17 och 18. Diagrammen visar koncentrationen av partikulärt fosfor vid de olika provtagningstillfällena under januari till april år 2000 respektive år 2006 samt nederbörden som föll i södra Halland under samma period. Tabell 16. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) vid provtagningstillfällena i Nyrebäcken under januari till april 2000 samt dygnsnederbörden i södra Halland under samma period. Koncentration av partikulärt fosfor i Nyrebäcken samt nederbörd i södra Halland under jan-april 2000 160 25 PP-koncentration (µg/l) 140 120 100 80 60 40 20 0 2000-01-01 2000-01-06 2000-01-11 2000-01-16 2000-01-21 2000-01-26 2000-01-31 2000-02-05 2000-02-10 2000-02-15 2000-02-20 Nederbörd 2000-02-25 2000-03-01 2000-03-06 Datum PP-koncentration 2000-03-11 2000-03-16 2000-03-21 2000-03-26 2000-03-31 2000-04-05 2000-04-10 2000-04-15 2000-04-20 2000-04-25 2000-04-30 20 15 10 5 0 Nederbörd (mm/dygm) Tabell 17. Koncentrationen av partikulärt fosfor (PP) vid provtagningstillfällena i Nyrebäcken under januari till april 2006 samt dygnsnederbörden i södra Halland under samma period. Koncentration av partikulärt fosfor i Nyrebäcken samt nederbörd i södra Halland under jan-april 2006 300 18 PP-koncentration (µg/l) 250 200 150 100 50 0 2006-01-04 2006-01-08 2006-01-12 2006-01-16 2006-01-20 2006-01-24 2006-01-28 2006-02-01 2006-02-05 2006-02-09 2006-02-13 2006-02-25 2006-02-17 2006-02-21 Nederbörd Datum PP-koncentration 2006-03-01 2006-03-05 2006-03-09 2006-03-13 2006-03-17 2006-03-21 2006-03-25 2006-03-29 2006-04-02 2006-04-06 2006-04-10 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd (mm/dygn) vårflöden i Nyrebäckens och Gullbrannabäckens avrinningsområden. Högskolan i Halmstad, maj 2006. 24