EXAMENSARBETE INOM KEMITEKNIK, GRUNDNIVÅ STOCKHOLM, 2018 En undersökning av Rönningesjöns miljötillstånd, särskilt när det gäller näringsämnen. Petra Bitar KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY KTH KEMI, BIOTEKNOLOGI OCH HÄLSA
EXAMENSARBETE Högskoleingenjörsexamen Kemiteknik Titel: Engelsk titel: Sökord: Arbetsplats: Handledare på arbetsplatsen: Handledare på KTH: En undersökning av Rönningesjöns miljötillstånd, särskilt när det gäller näringsämnen. An investigation of the environmental state of lake Rönningesjön, especially about the nutrients. Kemiska analyser, transport, fosfor och ICP-analys. Rönningesjön i Täby kommun, KTH Anton Mankesjö, miljöplanerare Täby kommun Nils Olof Wahlberg Student: Petra Bitar Datum: 2018-09-14 Examinator: Lars Kloo 2 (26)
Sammanfattning Rönningesjön är en sprickdalssjö, som ligger i Täby kommun ca 22 km norr om Stockholm. Den påverkas starkt av bebyggelse och vägar i Gribbylunds och Löttingelunds samhällen. Öster om sjön ligger ett stort naturområde med namnet Skavlöten. Målet med detta arbete är att undersöka hur näringsämnen påverkar sjön 2018. Fältarbetet gjordes i april 2018. Prover togs i tillflöden, i utflödet och i sjön. De analyserades på ett laboratorium på Kemiska institutionen på KTH. I den norra delen av sjön har flytande våtmarker installerats för att förbättra vattenkvaliteten i sjön. En ström av vatten rinner genom sjön och ut i Hägernässviken. Vattnet är skiktat i två delar och har ett språngskikt på 2,5 meters djup. Sjön är starkt eutrofierad och våtmarken läcker fosfor, som rinner ut i Hägernäsviken. Övriga tillflöden bidrar med en liten mängd näring till sjön. Sjöns sediment innehåller en stor mängd näring och kan läcka näring till sjön. Reningen av dagvatten bör förbättras. 3 (26)
Abstract Rönningesjön is a 4.5-meter-deep lake situated in a geological default, 25 km north of Stockholm in Täby municipality. It is strongly impacted by roads and the local societies Löttingelund and Gribbylund. To the east of Rönningesjön, a large forested recreation area is found, with the name Skavlöten. The goal of this work is to investigate the impact of nutrients on the lake in 2018. The field work was performed in april 2018. Samples were taken in creeks an in rivers running into the lake, the outlet and in the lake itself. The analyses of the samples were made in a laboratory at The department of Chemistry, KTH. In the northern part of the lake, floating wetlands have been installed to improve the water quality. A stream of water is running through the lake from north to south, and finally, out to Hägernäsviken, a part of the Baltic Sea. The water is divided into an upper part (the epilimnion) above 2.5 m depth and a lower part, below 2.5 m depth (hypolimnion). The lake is strongly eutrophiated and the constructed wetland leaks nutrients into the lake. The cleaning of the storm water should be improved. 4 (26)
Innehållsförteckning 1 Inledning... 6 1.1 Bakgrund... 6 1.2 Syfte och målbeskrivning... 6 1.3 Målgrupp... 6 1.4 Avgränsning... 6 2 Bakgrund... 7 2.1 Övergödning... 7 2.2 Fosfor... 8 3 Områdesbeskrivning... 9 4 Experiment... 10 4.1 Provtagning... 10 4.2 Mätmetoder... 13 4.2.1 Alkalinitet... 13 4.2.2 Klorinitet... 14 4.2.3 Konduktivitet... 15 4.2.4 COD (kemisk syreförbrukning)... 15 4.2.5 Sedimentprov... 15 4.2.6 Bestämning av fosfor i vattenprover med hjälp av ICP... 16 4.2.7 Förberedelse av proverna innan ICP apparaten körs... 16 4.2.8 Djupprofil... 16 4.2.9 Vattnet färg, klarhet och innehåll av partiklar... 17 4.2.10 Uppskattning av mätfel... 17 5 Resultat... 18 5.1 Fältmätningar... 18 5.2 Djupprofiler för Rönningesjön vid Skavlöten... 19 5.3 Djupprofiler för Rönningesjön vid Ängsholmen... 20 5.3 Vattnet färg, klarhet och innehåll av partiklar... 21 6 Diskussion... 22 7 Slutsatser... 23 8 Referenser... 24 Bilaga 1 beräkning av alkalinitet... 25 Bilaga 2 beräkning av klorinitet... 26 5 (26)
1 Inledning 1.1 Bakgrund Rönningesjön ligger i Täby kommun vid Gribbylunds villasamhälle. Sjön har tidigare drabbats av kraftigt övergödning. [1] Eftersom sjön ligger i storstadsområdet Stockholm leder det till att dagvatten och tidigare även avlopp släppts ut i sjön. Rönninge by ligger i den södra änden av sjön. Under de senaste åren har Rönningesjön legat på en god status när det gäller näringsämnen, mycket på grund av en ny reningsteknik som har tillämpats för dagvattenrening (flytande våtmarker). Flytande våtmarker installerades i Rönningesjön år 2013 och var bland de första i sitt slag, som användes i Sverige. [2] Övergödningen av sjön har lett till att biologin i sjön har varit i obalans under flera år, vilket har påverkar både sjön och områdena runt sjön. Sjön är numera en omtyckt badsjö. 1.2 Syfte och målbeskrivning Syftet med arbetet är att genomföra en undersökning av Rönningesjöns miljötillstånd särskilt när det gäller näringsämnen. Målet är att med egna experiment utreda sjöns tillstånd 2018 och att ta reda på varifrån näringsämnena kommer, deras omfattning samt att föreslå åtgärder för att förbättra sjöns miljö. 1.3 Målgrupp Arbetet riktar sig till Täby och Vallentuna kommuner samt till allmänheten. Ytterligare en målgrupp är intresserade studenter. 1.4 Avgränsning Projektet avgränsas till två dagars fältarbete med mätningar av ledningsförmåga, temperatur, ph, COD samt fosfor. Prov tas i tillflöden, i utloppet och i sjön. Tre dagars laboratoriearbete görs, då totalfosfor, klorid, alkalinitet och CODMn bestäms. 6 (26)
2 Bakgrund Rönningesjöns östra sida har populära rekreationsområden med stigar och vandringsleder. Sjön är en naturligt näringsrik slättsjö i en sprickdal och med tiden har Rönningesjön fått stora miljöproblem. Enligt ett internationellt klassificeringssystem bedöms Rönningesjön uppnå måttlig ekologisk status. Runt sjön finns mycket rika lövskogsmarker. Bebyggelse, åkermark samt vägar omger sjön. Öster om sjön ligger naturreservatet Rönninge by-skavlöten. Rönningesjön bedöms som mycket näringsrik och därför uppnås inte god ekologisk status. Redan 1980 genomförde kommunen åtgärder för att minska koncentrationen av fosfor i sjön. Halten av fosfor var fortfarande för hög 2013. Ett reningsverk låg då i den norra änden av sjön. Dagvatten renades genom kemisk fällning. Nu har man infört en ny biologisk reningsteknik för att rena och minska övergödningen. Tekniken kallas flytande våtmarker. Idag har 28 flytande våtmarksöar installerats, dessa framställs av återvunna och nermalda läskedrycksflaskor. Då våtmarken infördes beräknades reningseffekten till 30 %. Rönningesjön är 4,7 m djup och sjöns area är 0,60 km 2. [1][3] Täby kommuns mål: Mänskliga aktiviteter ska anpassas för att minska belastningen av föroreningar och näringsämnen till kustvatten, sjöar och vattendrag. [1] Mänskliga aktiviteter som direkt tillför föroreningar till vattendrag, sjöar och kustvatten. får inte försämra vattenkvalitén. [1] Enligt EU:s vattendirektiv måste samtliga vattendrag och sjöar i kommunen uppnå en god vattenstatus senast 2021 (med förlängningen från 2015). [1] 2.1 Övergödning Dagvatten har negativ inverkan på sjöar och vattendrag då vattnet innehåller kväve, fosfor, tungmetaller och organiska föroreningarna. En del organiska föreningar är giftiga för miljön. Utsläppen leder till övergödning och skadar de vattenlevande djuren. Miljön i sjön kan då förändras och leda till att vissa av land- och vattenlevande djur kan försvinna från området. Fosfor är ett livsnödvändigt näringsämne, vilket styr primärproduktionen. Eutrofiering är ett annat ord för övergödning. Den inträffar om koncentrationen av näringsämnen är för höga. Miljöproblemet övergödning, kan bedömas utifrån fosforbelastningen. Därför får ämnet fosfor mycket uppmärksamhet i åtgärdsprogrammen. Eutrofiering är vanlig både på land och i vatten. Ljusets förmåga att tränga igenom vattnet försämras. Då siktdjupet försämras vid övergödning kommer produktionen i sjön att begränsas och nedbrytningen av döda växter i sjöbotten ökar. 7 (26)
[3][4][5]. Särskilt sjöar som ligger i jordbruksområden och i tätorter har påverkats av eutrofieringen. Många badplatser har stängts på grund av övergödning. [6] 2.2 Fosfor Fosfor är ett viktigt näringsämne för både växter och djur. Fosfor är ofta begränsande för tillväxten och därför undersöks fosfor för bedömningen av en sjö status. [6] [10] 8 (26)
3 Områdesbeskrivning Kartan i figur 2 visar provtagningspunkterna i sjön. Till vänster på kartan (sydväst) syns Gribbylunds samhälle och till höger (nordväst) i kartbilden syns Skavlöten friluftsområde. Den flytande våtmarken i Löttingelund ligger upptill i bilden och utloppet i Hägernäsviken ligger nedtill i bilden. Figur 2. Kartan visar provtagningspunkter i Rönningesjön. [7] Tabell 1 Plats där mätningar togs. Prov Plats 1. Bäck vid Rönninge by 2. Utlopp till Hägernäsviken 3. Dagvattenrör vid Kjula udde 4. Kjula udde, prov i sjön 5. Skavlöten, prov i sjön 6. Flöde i våtmark 7. Bäck vid Löttingelund 8. Johanneskällan 9. Ängsholmen, prov i sjön 10. Bäck, söder om Ängsholmen 11. Sedimentprov vid Skavlöten 12. Sedimentprov vid Ängsholmen 9 (26)
4 Experiment Fältmätningarna genomfördes under två dagar. Parametrarna som mättes på plats var flöde, temperatur, ph och konduktivitet. Vattenproven, som togs förvarades i två 500 ml PET-flaskor. Arbetet på laboratorium tog tre arbetsdagar att genomföra (på KTH, Institution för kemi). Parametrarna som bestäms var alkalinitet, kloridhalt, lukt, färg, CODMn, totalfosfor och förekomst av suspension. Först beskrivs provtagning och provstagningsplatserna. Sedan beskrivs de olika analysmetoderna som ska användas. Djupprofilerna beskrivs i ett särskilt kapitel, liksom den okulära besiktningen av vattenproverna. 4.1 Provtagning Under den första dagen i fält togs 10 prover på olika ställen runt sjön. För flödet användes spotlog metoden. För en strömsekvens mättes djupet, längden, bredden och tiden flera gånger för att få ett noggrant värde. Vattnets hastighet bestämdes genom att en flottörs hastighet mättes mellan början och slutet av strömsekvensen. Ett medelvärde för varje parameter beräknades. Under den andra dagen i fält togs ett vattenprov och ett bottenprov i Skavlöten och Ängsholmsbadet med båt. Bottensedimentet undersöktes på ett laboratorium på KTH. Proven uppslöts (kokning i stark syra) och analyserades med ICP. Nedan beskrivs provplatserna. 1. Bäck vid Rönninge by 2. Utlopp till Hägernäsviken Figur 3. Botten består av lera. Området var skräpigt. Figur 4. Vattnet omges av ett alkärr och vattnet var klart. 10 (26)
3. Dagvattenrör vid Kjula udde 4. Kjula udde, prov i sjön Figur 5. Ett prov togs i röret.. Figur 6. Ett vattenprov togs i sjön. 5. Skavlöten, prov i sjön 6. Flöde i våtmark Figur 7. Det fanns många kanadagäss som förorenade vattnet. Figur 8. Ett utlopp? från de flytande våtmarkerna! Vattnet var grått och ingen lukt märktes. 11 (26)
7. Bäck vid Löttingelund 8. Johanneskällan Figur 9. Inlopp från norr. Vid Löttingelund finns en hästgård och ett villaområde. Figur 10. Källbäcken från Johanneskällan sprutar vatten ur en sten! Fint iordningställt. 9. Ängsholmen, prov i sjön 10. Bäck, söder om Ängsholmen Figur 11. Vid Ängsholmen finns en badplats med hopptorn och brygga. Figur 12. Inlopp från ett villaområde nära Ängsholmsbadet. 12 (26)
4.2 Mätmetoder Den laborativa delen har genomförts på KTH, Institutionen för kemi. De parametrar, som undersöks är alkalinitet, kloridhalt, lukt, färg, CODMn, fosfor och förekomst av suspension. 4.2.1 Alkalinitet Alkaliniten är ett mått på hur mycket tillskott av oxoniumjoner (H3O + ) vattnet tål utan att ph påverkas, det vill säga vattnets buffertkapacitet. Den är också ett mått på vittringen i avrinningsområdet. Vid vittringen bildas vätekarbonat från bergmineraler i naturen. [8] Alkaliniteten i vattenproverna från Rönningesjön undersöktes med hjälp av en titrering med 10.43 mm saltsyra. Vid analysen togs 10.0 ml av varje vattenprov. Vid titreringen användes en indikator, en blandning av bromkresolgrönt och metylrött. I en E-kolv med vattenprov droppades två droppar indikator och titrerades sedan med saltsyra tills färgomslag från rött till grönt. Se bilaga 1 för alkalinitet värdena. Reaktionsformel: H + + HCO3 H2O + CO2 Med hjälp av ekvation 1 beräknas alkaliteten för de 10 olika vattenprover: C1 V1 = C2 V2. (Ekvation.1) C1=HCl [mm]. V1=HCl [ml]. V2=Vattenprov [ml]. C2=söks (vätekarbonatkoncentration) [mm]. 13 (26)
4.2.2 Klorinitet Genom titrering med silverjoner bestämdes kloridhalten i vattenproverna. Indikatorn som användes i titreringen var Mohrs indikator (kaliumkromat). Vattenproverna titrerades med 100.0 mm silvernitratlösning. 100,0 ml av ett vattenprov överfördes till en E-kolv där sedan två droppar av indikator tillsattes. Lösningen fick en gulaktig färg vid början av titreringen. Provet titrerades tills färgen ändrades till röd av Ag2CrO4(s). När kloridjonerna och silverjonerna reagerades med varandra bildades en fällning. Kloridkoncentrationen beräknas med ekvation 2. Se bilaga 2 för klorinitet värdena. Reaktionsformler 1. Ag + + Cl AgCl(S) 2. 2Ag + + CrO4 2 Ag2CrO4(s) Med hjälp av ekvation 2 beräknas kloriniteten för de 10 olika vattenprover: C1 V1 = C2 V2. (Ekvation.2) C1= Silverjon koncentration i byretten (AgNO3) [mm]. V1=Tillsatt volym från byretten (AgNO3)[ml]. V2=Volym av vattenprovet [ml]. C2=Kloridkoncentrationen i provet [mm]. 14 (26)
4.2.3 Konduktivitet Mängder joner i vattnet mäts med hjälp av konduktiviteten det vill säga ledningsförmågan. Enheten för ledningsförmåga är millisiemens per meter (ms/m). Då mätningar visar höga halter av konduktivitet betyder det att salthalten i vattnet är hög. Gränsvärdet för ledningsförmågan av dricksvatten är 80 ms/m medan 250 ms/m räknas som ett förorenat vatten. 4.2.4 COD (kemisk syreförbrukning) COD är förkortningen för kemisk syreförbrukning det vill säga att hur mycket syre som går åt för att organiskt material ska brytas ner. KMnO4 används som oxidationsmedel vid COD-analys. 4.2.5 Sedimentprov Två sedimentprover som innehåller det rörliga slammet och bottenvatten, togs med en Ruttnerhämtare vid Skavlöten och vid Ängsholmen. Se figur 13. Sediment och bottenvatten separerades genom sedimentering. Sedimentets innehåll av fosfor analyserades och dess mängd relaterades till sjön på samma sätt som i Ahmed Barres arbete med Fysingen. [9] Då de båda proven var lika inom försöksfelen beräknades ett medelvärde. Figur 13 Två sedimentsprover. 15 (26)
4.2.6 Bestämning av fosfor i vattenprover med hjälp av ICP För fosfor användes ICP-OES analys. Figur 14 visar hur ICP apparaten ser ut. ICP är en förkortning av Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry. Ett argonplasma i instrumentet värms upp till 8000 o C. [8] Ett emisionsspektrum bildas när strålning emitteras med specifika våglängder. Ett grundämne kan identifieras med dess spektrum och intensiteten ger koncertrationerna. (Kalibrering sker med standardlösning). Figur 14. ICP-apparat. 4.2.7 Förberedelse av proverna innan ICP apparaten körs Innan ICP analysen användes förberedes proverna. 13,0 ml av vattenprovet togs för att analyseras. Ett 13,0 ml vattenprov överfördes till en bägare därefter tillsattes 13 ml saltsyra. Bägaren värmdes på en värmeplatta till kokning. Därefter överfördes lösningen till en 50,0 ml mätkolv, och späddes med avjonat vatten. Provet filtrerades genom ett 0,45 µm filter med en spruta. Detta gjordes för samtliga prover innan de skickades för ICP-OES analys. Före analysen filtrerades proven sedan ytterligare en gång med ett 0,20 µm filter. 4.2.8 Djupprofil Två mätningar av djupprofiler gjordes för att se om vattnet är skiktat eller om vattnet är väl omblandat, det vill säga att vinden blandar vattnet med salt strömmen. Temperaturen och ledningsförmågan mäts för varje 0,5 meter från ytan till botten. 16 (26)
4.2.9 Vattnet färg, klarhet och innehåll av partiklar Vattnet okularen besiktades se figur 15. Vattnets färg som innehåll av partiklar ger information om vattnets sensoriska egenskaper. PET-flaskorna undersöktes med ljus. Med hjälp av ljus går det att se om vattnet innehåller partiklar och om det har bildats fällning i PET-flaskans botten. Genom att sortera flaskorna bredvid varandra går det att se om färgen på vattnet skiljer sig eller inte. Figur 15 PET-flaskorna som undersöktes. 4.2.10 Uppskattning av mätfel Felen uppskattas för varje parameter på olika sätt. Se nedan: 1. Felet för alkaniteten och kloriteten uppskattades till en droppe från byretten, det vill säga 0,05 ml. [10] 2. Felet i fosforanalyserna med ICP uppskattades ur spridningen av de mätta värdena. Fyra frekvenser användes för mätningarna. [10] 3. Felet i flödet uppskattades genom att upprepa mätningarna flera gånger. Flödet uppskattades ur spridningen. [10] 4. Felet i CODMn uppskattades av antalet tillsatta droppar av kaliumpermanganat KMnO4. Felet antas vara ± 1 droppe. Dvs felet är 1/7 (14 %). Sju droppar var den minsta åtgången (det största felet) [10] 5. Felet i temperaturen är 0,5 grader. [10] 6. Felet i ledningsförmågan är 10 % [10] 17 (26)
5 Resultat Nedan redovisas resultatet från mätningarna. Felen har uppskattats på olika sätt. Flera mätningar har gjorts och spridningen har mätts. Instrumentens noggrannhet har utvärderats. Uppskattningen av felen redovisas i 4.2.10. 5.1 Fältmätningar Mätningarna av prover i fält genomfördes den 16-04-2018. Lufttemperaturen var 6,0 ± 0,5 o C. Tabell 2 Fältmätningar. Prov Plats T vatten ( o C) Kond. (ms/m) ph Flöde (l/s) 1. Bäck vid Rönninge by 6,5±0,5 43±3 7,1±0,2 1,9±0,3 2. Utlopp till Hägernäsviken 5,8±0,5 49±5 7,4±0,2 182±32 3. Dagvattenrör vid Kjula udde 5,8±0,5 62±7 7,5±0,2 0,4±0,2 4. Kjula udde, prov i sjön 3,8±0,5 27±3 7,7±0,2-5. Skavlöten, prov i sjön 7,8±0,5 41±4 7,1±0,2-6. Flöde i våtmark 6,6±0,5 50±5 7,0±0,2 10±2 7. Bäck vid Löttingelund 7,1±0,5 46±5 7,1±0,2 15±3 8. Johanneskällan 6,8±0,5 60±6 6,8±0,2 0,07±0,02 9. Ängsholmen, prov i sjön 9,4±0,5 37±4 7,4±0,2-10. Bäck, söder om Ängsholmen 5,3±0,5 91±10 7,4±0,2 17±3 Tabell 3 Mätningar på laboratoriet. Prov Plats Alkanitet l/s CODMn Klorinitet Ptot 1. Bäck vid Rönninge by 1,15±0,05 7,3 3,50±0,05 97±11 2. Utlopp till Hägernäsviken 1,92±0,05 9,1 2,50±0,05 110±4 3. Dagvattenrör vid Kjula udde 1,61±0,05 3,0 3,55±0,05 319±25 4. Kjula udde, prov i sjön 1,15±0,05 2,6 1,15±0,05 52±6 5. Skavlöten, prov i sjön 1,88±0,05 3,0 2,05±0,05 62±16 6. Flöde i våtmark 1,88±0,05 6,9 1,60±0,05 380±34 7. Bäck vid Löttingelund 2,29±0,05 6,9 1,30±0,05 75±13 8. Johanneskällan 1,56±0,05 2,6 3,30±0,05 84±15 9. Ängsholmen, prov i sjön 1,56±0,05 3,9 1,65±0,05 82±21 10. Bäck, söder om Ängsholmen 4,27±0,05 8,7 3,45±0,05 57±2 18 (26)
Tabell 4 Transport av fosfor in i och ut i Rönningesjön. Prov Plats Ptot Vattenflöde l/s Flöde av fosfor (kg/år) 1. Bäck vid Rönninge by 97±11 1,9±0,3 6±2 2. Utlopp till Hägernäsviken 110±4 182±32 650±137 3. Dagvattenrör vid Kjula udde 319±25 0,5±0,2 5±3 4. Kjula udde, prov i sjön 52±6 - - 5. Skavlöten, prov i sjön - - - 6. Flöde i våtmark 380±34 10±2 120±35 7. Bäck vid Löttingelund 75±13 15±3 35±15 8. Johanneskällan 84±13 0,05±0,02 0,13±0,08 9. Ängsholmen, prov i sjön 82±21 - - 10. Bäck, söder om Ängsholmen 57±2 17±3 31±7 Tabell 5 Fosfor i sediment. Ptot i sedimentet koncentration (mg/l) 40±4 Total mängd fosfor i sedimentet (ton) 0,7±0,2 5.2 Djupprofiler för Rönningesjön vid Skavlöten Vid Skavlöten är vattnet skiktat i två delar som figur 16 visar. Spångskiktet ligger vid -2,5 meter. Över -2,5 meter är vattentemperaturen högre än vattnet under -2,5 meter. Sjön är 4,5 m djup. Ledningsförmågan (ledn) påverkas av vägsaltningen. Det översta skiktet är varmast vid vattenytan samt saltare ju högre upp man kommer. Det understa skiktet är varmare och mindre salt vid botten. Figur 16 Djupprofiler för Rönningesjön vid Skavlöten. 19 (26)
5.3 Djupprofiler för Rönningesjön vid Ängsholmen Sjön vid Ängsholmen är 4,7 meter djup. Vattnet vid Ängsholmen är skiktat i tre delar som man ser nedan i figur 17. Det översta skiktet ligger över -2,5 meter och det är ytvatten. Under -2,5 meter finns ett vattenskikt där både temperaturen och salthalten sjunker nedåt. Längst ner mot botten under -3,7 meter, finns ett kallt och salt bottenvatten. Figur 17 Djupprofiler för Rönningesjön vid Ängsholmen. Ledningsförmågan i ytvattnet visar att en ström passerar förbi Ängsholmen. Strömmens centrum ligger -1,5 meter och strömmen har saltare vatten än omgivningen. Det dominerande tillflödet ligger i Löttingelund. Detta renas av de flytande våtmarkerna. Flödet passerar Ängsholmen, vilket syns i figur 17. Enligt mätningarna i tabell 4 är flödet från våtmarken 10 l/s medan utloppet i Hägernäsviken är 182 l/s. De övriga tillflödena är sammanlagt 35 l/s det vill säga att 137 l/s fattas. Troligen har våtmarken flera utlopp, eller också finns dolda dagvattenrör från Löttingelunds eller Gribbylunds samhällen. 20 (26)
5.3 Vattnet färg, klarhet och innehåll av partiklar Vattnet färg, klarhet och innehåll av partiklar i tabell 6 beskriver vattnets egenskaper (jämför figur 15 med tabellen). Ingen speciell lukt kunde märkas inte ens på det grå vattnet från flytande våtmarkerna. Däremot var en del vatten grumliga och i några provflaskor hade grova partiklar sedimenterats. De flesta innehöll små kolloidala partiklar. En stor del av fosfaten är bundna till organiska partiklar. Tabell 6 identifiering av klarhet, färg, fällning och lukt. Prov Plats Klarhet Färg Fällning Lukt 1. Bäck vid Rönninge by Grå kolloid Svagt brun Fällning - 2. Utlopp till Hägernäsviken Klar - - + 3. Dagvattenrör vid Kjula udde Klar - - - 4. Kjula udde, prov i sjön Klar - - - 5. Skavlöten, prov i sjön Grå kolloid - - + 6. Flöde i våtmark Grå kolloid Svagt brunt Brun fällning - 7. Bäck vid Löttingelund Grå kolloid Svagt brunt - - 8. Johanneskällan Klar Mycket svagt brunt - - 9. Ängsholmen, prov i sjön Klar - Lite brun + 10. Bäck, söder om Ängsholmen Grå kolloid Svagt brunt Lite brun - 21 (26)
6 Diskussion Alkanitet, klorinitet, ph, ledningsförmåga och totalfosfor mättes på tre ställen i sjön samt i inloppen och i utloppet till Hägernäsviken. Alla ph-värden ligger runt 7 vilket är normalt för en lerslättsjö. Alkaniteterna är normala, utom värdet för nummer 10 (bäcken söder om Ängsholmen), vilket är mycket högt. Alla kloridvärdena är förhöjda på grund av vägsaltningen. Den totala koncentrationen av fosfor mäts med ICP. Fosfor förekommer som ortofosfat det vill säga oorganisk form till en liten del. Den största delen är bunden till organiska partiklar. För ICP analyserna kokas prover i en 1 M salpetersyra för att frigöra fosforn från partiklarna. Okulär besiktningen (jämför figur 15) och tabell 6 visar att det finns partiklar i vattnet. För närvarande används flytande våtmarken för att avlägsna föroreningarna tidigare användes fällning med aluminiumsalter, detta är inte effektivt när fosforn finns som partikelbundna. Sedimenteringsdammar är en bättre metod för att avlägsna fosforn. Våtmarker är också är också användbar metod. [2] Fosforvärdena i sjön är 52, 62 och 82 µg P/l, vilka är höga värden och detta visar att sjön fortfarande är övergödd. Näringen kommer från inloppen till våtmarken vid Löttingelund, som tillför extremt mycket fosfor. Högt värde har också tilloppet vid Kjula, men det flödet är litet. Tabell 4 ger fosforflöderna. I tabellen ser man att 650 kg fosfor transporteras ut från Rönningesjön till Hägernäsviken, vilket är mycket. Det finns transport av fosfor in i sjön som inte kommit med i tabell 4 (dvs 453 kg/år). Källorna är troligen dagvattenutsläpp, som inte kunde mättas i detta arbete. En stor mängd fosfor finns lagrad i sedimenten: (0,7±0,2) ton fosfor. Resultatet i detta arbete har jämförts med Naturvattens rapporter. [2], [3] Med hjälp av en fosforbudget och noggranna mätningar av vattenflöden i fält konstateras i detta arbete ett stort flöde av fosfor från våtmarken, genom hela sjön och ut i Hägernäsviken. Koncentrationerna av totalfosfor i sjön är betydligt högre i detta arbete än i Naturvattens rapporter. Naturvatten har gjort mätningar vid flera olika tidpunkter. 22 (26)
7 Slutsatser Alkaniteter och ph värden är normala för Rönningesjön och det visar på en god miljö. Kloridvärdena och ledningsförmågevärdena är mycket höga på grund av vägsaltningen. En ström går genom hela sjön, vilket avspeglas i djupprofilerna. Sjön är övergödd. Den stora mängden näring, som transporteras genom sjön är huvudproblemet se fosfor värdena i tabell 4. Fosfortransporten från norra änden av sjön (Löttninge) till utloppet i södra till Hägernäsviken (en del av Östersjön) sedimenten innehåller mycket fosfor. Reningen av dagvatten behöver förbättras. En möjlighet är kombinationer av sedimenteringsbassänger och flytande våtmarker. 23 (26)
8 Referenser [1] Täby Kommun Vattenplan, 2013. Fakta om Rönningesjön. Täby. https://www.taby.se/globalassets/3.-dokument-per-dokumenttyp/information/trafik-- stadsplanering/fakta-om-ronningesjon.pdf Hämtad: [02-06-2018]. [2] Anton Mankesjö, Miljöplanerare. Täby kommun. 27-06-2018. Personlig kontakt. [3] Mia Arvidsson & Anna Gustafsson. 2018. Ullnasjön, Rönningesjön och Hägernäsviken Uppsala 2017. Rapport: 2018:02. Norrtälje: Naturvatten i Roslagen AB. https://www.taby.se/globalassets/3.-dokument-per-dokumenttyp/information/trafik-- stadsplanering/ullnasjon2c-ronningesjon-och-hagernasviken-2017.pdf Hämtad: [02-06-2018]. [4] Veronica Duner och Therese Myhrberg. 2014. Flytande våtmark för dagvattenhantering i Rönningesjön, Täby kommun - Reningseffekt och framtidsutsikter. Examensarbete i Energi och miljö, KTH. Stockholm. http://www.diva-portal.se/smash/get/diva2:743508/fulltext01.pdf Hämtad: [05-06-2018]. [5] Joakim Pansar. 2004. Hur mår sjöarna & vattendragen?, Undersökningar av vattenkami i sjöar och vattendrag i Stockholm län år 2000. Länsstyrelsen i Stockholms län. Rapport 2004:12. ISBN: 91-7281-138-2. [6] Kaj Török. 1995. Hur mår sjöarna i länet?. Länsstyrelsen i Stockholms län. Rapport: 1999:15. [7] Googelmaps.se https://www.google.se/maps/@59.4631345,18.1146216,3380m/data=!3m1!1e3 Hämtad: [01-06-2018]. [8] YN Nilab AB. 2005. Analysmetoder. Ynm.se. http://www.ynm.se/nilabavesta/analysmetoder.html#analysmetoder Hämtad: [10-06-2018]. [9] Ahmed Barre. 2017. Varför har Fysingen en mycket hög ekologisk status, trots att dess näringsrika omgivning?. Examensarbete inom kemiteknik, KTH. Stockholm. [10] Olle Wahlberg. Handledare. 2018. Tillämpad fysikalisk kemi, KTH, personlig kontakt. 24 (26)
Bilaga 1 beräkning av alkalinitet Med hjälp av formeln nedan beräknades alkaliniteten: C1 V1 = C2 V2 C1= Koncentrationen för HCl [mm] V1= Volymen för HCl [ml] C2= Söks vätekarbonatkoncentrationen [mm] V2= Volymen för vattenprov [ml] C Vätekarbonatkoncentrationen beräknades med hjälp av formeln: c 1 V 1 2 = V 2 Vattenprov nr 10 undersöktes två gånger för att få ett säkrare värden. Från vattenprovet togs det 10.0 ml. Se tabell 7 för alkalinitet värdena. Tabell 7 alkalinitet värdena. Vattenprov nr Titrerande volym HCl (ml) 1 3,50 3,50 Beräknade [HCO3 - ] (mm) 2 2,50 2,50 3 3,55 3,55 4 1,15 1,15 5 2,05 2,05 6 1,60 1,60 7 1,30 1,30 8 3,30 3,30 9 1,65 1,65 10 3,45 3,45 25 (26)
Bilaga 2 beräkning av klorinitet Med hjälp av formeln nedan beräknades klorinitet: C1 V1 = C2 V2 C1= Silverjon koncentration i byretten (AgNO3) [mm]. V1=Tillsatt volym från byretten (AgNO3) [ml]. V2=Volym av vattenprovet [ml]. C2=Kloridkoncentrationen i provet [mm]. Kloridkoncentration beräknades med hjälp av formeln: C c 1 V 1 2 = V 2 Vattenprov nr 10 undersöktes två gånger för att få ett säkrare värden. Från vattenprovet togs det 10.0 ml. Se tabell 8 för klorinitet värdena. Tabell 8 klorinitet värden. Vattenprov nr Titrerande volym AgNO3 (ml) Beräknade [Cl - ] (mm) 1 1,10 1,10 2 1,85 1,85 3 1,55 1,55 4 1,10 1,10 5 1,80 1,80 6 1,80 1,80 7 2,20 2,20 8 1,50 1,50 9 1,50 1,50 10 4,10 4,10 10 * 4,10 4,10 26 (26)