Nyttiga verktyg vid kalkning? ph okalk Alk okalk ph

Nyttiga verktyg vid kalkning? ph okalk Alk okalk ph

Nyttiga verktyg vid kalkning Till vad kan dom användas? Hur används dom? Kan man lita på dem? Kan dom göras säkrare?

Okalkat ph (ph okalk ) Bedöma om ph-målet uppnås utan kalk Bedöma om kalkeffekten är o.k Skatta försurningspåverkan ( ph)

Hur beräknas ph okalk? Excel-verktyg ANC okalk & TOC TOC = Organiskt kol http://www.naturvardsverket.se/upload/04_arbete_med_naturvard/ vattenforvaltning/handbok_2007_4/verktyg_phref.xls Analyseras på lab ANC okalk = Buffringsförmågan utan kalk ANC okalk = Ca okalk +Mg okalk +Na+K-SO 4 -NO 3 -Cl Na, K, SO 4, NO 3, Cl Analyseras på lab Ca okalk & Mg okalk beräknas m.h.a Ca*/Mg*

Ca*/Mg* Tillskott av kalcium från kalkning = Tillskott av ANC/alkalinitet Ca* 0,3 0,25 0,2 0,15 y = 2,4529x y = R2,4529x 2 = 0,9003 0,1 0,1 R 2 = 0,9003 0,05 0,05 0 0 0 0 0,02 0,02 0,04 0,04 0,06 0,06 0,08 0,08 0,1 0,1 0,12 0,12 0,14 0,14 Mg* Mg* Kalcium och magnesium samvarierar Om förhållandet mellan kalcium och magnesium (Ca*/Mg*) är känt kan kalciumhalten beräknas utifrån magnesiumhalten Om kalciumhalten höjs via kalkning, kan Ca okalk beräknas via Mg uppmätt

Ca*/Mg* Ca* okalk = Mg* uppmätt * Ca*/Mg* okalk Exempel: Mg * uppmätt = 0,02 mekv/l, Ca* /Mg * okalk = 2 Ca * okalk = 0,02 * 2 = 0,04 mekv/l ANC okalk = Ca okalk +Mg okalk +Na+K-SO 4 -NO 3 -Cl

Ca*/Mg* Dolomit från Sala? Magnesiumhalten bör korrigeras för använd kalksort Mg* okalk = Mg* uppmätt - (Ca* tillförd * Mg/Ca kalksort ) Ca* tillförd = Ca* uppmätt - Ca* okalk Exempel: Mg * uppmätt = 0,02 mekv/l, Ca* /Mg * okalk = 2 Ca * okalk = 0,02 * 2 = 0,04 mekv/l Ca* uppmätt = 0,10 mekv/l, Ca tillförd = 0,10-0,04 = 0,06 Mg* okalk = 0,02 - (0,06 * 0,125) = 0,0125 mekv/l

Ca*/Mg* Exempel: Mg * uppmätt = 0,02 mekv/l, Ca* /Mg * okalk = 2 Ca * okalk = 0,02 * 2 = 0,04 mekv/l Ca* uppmätt = 0,10 mekv/l, Ca tillförd = 0,10 0,04 = 0,06 Mg* okalk = 0,02 (0,06 * 0,125) = 0,0125 mekv/l Ca* okalk = 0,0125 * 2 = 0,025 mekv/l ANC okalk = Ca okalk +Mg okalk +Na+K-SO 4 -NO 3 -Cl + TOC Excel-verktyg ph okalk

Okalkat ph (ph okalk ) Bedöma om ph-målet uppnås utan kalk Lägsta ph okalk Provtagning när ph okalk bedöms vara som lägst = högflöde Minst 4 högflödesprov/år betydligt fler om ph okalk ligger strax över ph-målet

Okalkat ph (ph okalk ) Bedöma om kalkeffekten är o.k Lägsta ph okalk Jämföra använd kalkdos med riktvärden enligt Kalkningshandboken Använd volymdos > rekommenderad dos indikerar ineffektiv kalkning

Okalkat ph (ph okalk ) Skatta försurningspåverkan ( ph) Årsmedel-pH okalk

Okalkad alkalinitet (Alk okalk ) Ca/Mg Ca*/Mg* Förenklad skattning av ph okalk Behövs alkalinitet, kalcium & magnesium Alk okalk = Alk uppmätt Ca tillförd Ca tillförd = Ca uppmätt (Mg uppmätt *Ca/Mg okalk ) Exempel: Alk uppmätt = 0,10 mekv/l, Ca uppmätt = 0,20 mekv/l, Mg uppmätt = 0,04 mekv/l, Ca/Mg okalk = 2 Ca tillförsel = 0,20 (0,04* 2) = 0,12 mekv/l Alk okalk = 0,10 0,12 = -0,02

Okalkad alkalinitet (Alk okalk ) 7,5 7 TOC=10 TOC=20 6,5 6 5,5 5 4,5 4-0,07-0,06-0,05-0,04-0,03-0,02 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 ph Alkalinitet (mekv/l) Alk okalk = -0,02, ger ungefär ph okalk = 5

Försurningspåverkan ( ph) Bedöma om kalkningen kan avbrytas (Även om ph-målet inte uppnås)

www.ivl.se Hur skattas ph? Excel-fil för att testa många vatten Kalkpåverkade vatten kan inte försurningsbedömas Kalkeffekten räknas bort från de parametrar som påverkas av kalkning Kalcium Magnesium ph ph okalk Flödesviktade årsmedelvärden OBS, sorterna Ca okalk Mg okalk

Så fungerar matchningen X-koor Y-koor Area ph Sulfat Klorid Kalcium Magnesium TOC Avrinning Magnesium Avrinning TOC Area ph X-koord Y-koord Sulfat Klorid Kalcium Filter 1 Max avvikelse: ph: ± 0,2 Ca: -0,02 - +0,03 mekv/l Filter 1 Filter 2 Filter 3

Resultat från matchning

Hur används ph? ph < 0,2. Kalkningen läggs vilande även om ph-målet underskrids ph > 0,4. Kalkningen fortsätter om ph okalk < ph-mål ph 0,2-0,4. Gör som Ni vill!

Nyttiga verktyg vid kalkning Till vad kan dom användas? Hur används dom? Kan man lita på dem? Kan dom göras säkrare?

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas Korrigeringen för Mg i kalkningsmedlet ph-modellen tar inte hänsyn till förhöjt kolsyratryck och aluminium Likheten med matchad sjö i MAGIC-biblioteket Modellering av försurningsstatus för sjöarna i MAGIC-biblioteket

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas

Betydelsen av Ca*/Mg* Sjö 1: ph: 6,75, Alk 0,145 mekv/l, Mg: 0,03 mekv/l Sjö 2: ph: 6,80, Alk 0,155 mekv/l, Mg: 0,04 mekv/l Sjö 3: ph: 6,85, Alk 0,165 mekv/l, Mg: 0,05 mekv/l phokalk 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 Sjö 1 Sjö 2 Sjö 3 4,0 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 Ca*/Mg* En skillnad på 0,5 mellan Ca*/Mg* okalk och Ca*/Mg* ref kan ge felskattning av ph okalk på upp till 0,4 ph-enhet.

Skillnad i Ca*/Mg* mellan referens 1 och 2 från Målsjöinventeringen 6 5 Skillnad Ca*Mg* 4 3 2 1 0 0 5 00 1 000 1500 2000 250 0 30 00 3 500 Sjöpar, nr Median: 0,6 75 % kvartil: 1,3

Betydelsen av Ca*/Mg* Sjö 1: ph: 6,75, Alk 0,145 mekv/l, Mg: 0,03 mekv/l Sjö 2: ph: 6,80, Alk 0,155 mekv/l, Mg: 0,04 mekv/l Sjö 3: ph: 6,85, Alk 0,165 mekv/l, Mg: 0,05 mekv/l phokalk 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 Sjö 1 Sjö 2 Sjö 3 4,0 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 Ca*/Mg* En skillnad på 1,3 mellan Ca*/Mg* okalk och Ca*/Mg* ref kan ge felskattning av ph okalk på upp till 0,9 ph-enhet.

Hur viktig är ph okalk vid försurningsbedömningen? MAGIC modellerar försurning i form av ANC ANC beror till stor del på uppmätt sulfathalt ph uppvisar ett svagt samband med ANC 0,8 0,7 0,6 y = 1,3045x - 0,0164 R 2 = 0,7756 2,5 2,0 y = 0,7129x + 0,2429 R 2 = 0,022 ANC (mekv/l) 0,5 0,4 0,3 ph 1,5 1,0 0,2 0,1 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 SO 4 (mekv/l) 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ANC (mekv/l) Figurerna visar samtliga sjöar i MACIG-biblioteket

Hur viktig är ph okalk vid försurningsbedömningen? MAGIC modellerar försurning i form av ANC ANC beror till stor del på uppmätt sulfathalt ph uppvisar ett svagt samband med ANC ph uppvisar ett starkt samband med ph (ph okalk ) 2,5 2,0 y = 0,7129x + 0,2429 R 2 = 0,022 2,5 2,0 1,5 1,5 ph ph 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ANC (mekv/l) 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 ph_2010

Hur viktig är ph okalk vid försurningsbedömningen? ph har stor betydelse för ph För att försura en sjö med ph mellan 5 och 5,6 behövs det en väldigt liten minskning av ANC (ca 0,015 mekv/l) Ungefär 80 % av sjöarna i MACIG-biblioteket är försurade inom ph-intervall 5-5,6 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8 ph: 4,4 ph: 5,50 ph: 6,60 100 90 80 70 60 50 40 30 0,4 0,0 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 ph 20 10 0 3,8-4,0 4,0-4,2 4,2-4,4 4,4-4,6 4,6-4,8 4,8-5,0 5,0-5,2 5,2-5,4 5,4-5,6 5,6-5,8 5,8-6,0 6,0-6,2 6,2-6,4 6,4-6,6 6,6-6,8 6,8-7,0 7,0-7,2 7,2-7,4 7,4-7,6 7,6-7,8 Andel försurade (%) 7,8-8,0 8,0-8,2 8,2-8,4 ANC (mekv/l) ph_2010

Rekommendationer, Ca*/Mg* Systemet med 2 referenser ska inte användas för bedömning av enskilda objekt Använd många referenser, komplettera från andra undersökningar, ex Riksinventeringar Titta på storskaliga variationer och närliggande variationer Skatta ph okalk och ph i form av intervall Exempel: Jag bedömer att Ca*/Mg* okalk ligger inom intervallet 1,8 till 3,2. Detta ger ph okalk 4,8-5,6 och ph 0,4-0,8

Rekommendationer, Ca*/Mg* Morän/sediment Skog/odlad mark Mg kalk Mg ref Ca*/Mg* ref Ca*/Mg* kalk 1755000 X X 1755000 1750000 1750000 Y-koordinat Y-koordinat 1745000 X X 1745000 X 1740000 7140000 7145000 7150000 7155000 X-koordinat 1740000 7140000 7145000 7150000 7155000 X-koordinat Ca*/Mg*1,5-2 Ca*/Mg* 2-2,5 Ca*/Mg* 2,5-3 Kalkad sjö Ca*/Mg*1,5-2 Ca*/Mg* 2-2,5 Ca*/Mg* 2,5-3 Kalkad sjö Ca*/Mg*: 1,5-3 Ca*/Mg*: 1,5-2,5 Ca*/Mg*: 2-2,5

Rekommendationer, Ca*/Mg* Ca*/Mg* okalk varierar även inom samma vatten 2,5 2 1,5 1 0,5 Ca*/Mg* Ca/Mg 1983 1988 1989 1989 1990 1991 1992 1993 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 1999 2002 2004 2007 2009 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Ca*/Mg* Ca/Mg 0 0 1998 1998 1998 1999 2000 2000 2001 2002 2003 2004 2004 2004 2005 2005 2006 2007 2007 2008 2008 2009 2009 2010 Stridbäcken, Västerbotten Stora Skärsjön, Halland

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas Korrigeringen för Mg i kalkningsmedlet

Korrigering för magnesium i kalk 0,03 0,025 0,02 Mg* 0,015 0,01 0,005 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Sjö, nr Kalkade sjöar Kalkade sjöar, korrigerade värden Okalkade referenser

Rekommendationer, korrigering för magnesium i kalk? Var uppmärksam på orimligt låga magnesiumvärden efter korrigering

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas Korrigeringen för Mg i kalkningsmedlet ph-modellen tar inte hänsyn till förhöjt kolsyratryck och aluminium

ph-modellen tar inte hänsyn till buffring via aluminium 6,5 6,0 Modellerat-pH 5,5 5,0 4,5 4,0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Uppmätt-pH

ph-modellen baseras på ett fast kolsyratryck (4 ggr luftens) ph 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Alkalinitet (mekv/l)

Rekommendationer, ph-modellen Vid högt kolsyratryck överskattar phmodellen ph okalk. Detta gäller främst i humösa sjöar under isläggningsperioden ph-modellen ger orealistiskt låga värden på ph okalk i vatten med oorganiskt aluminium Var försiktig med att validera ph okalk med uppmätta ph-värden

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas Korrigeringen för Mg i kalkningsmedlet ph-modellen tar inte hänsyn till förhöjt kolsyratryck och aluminium Likheten med matchad sjö i MAGIC-biblioteket

Hur fungerar matchningen mot MAGIC-biblioteket? 100 90 Andel rätt bedömda sjöar (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4-4, 5 4,5-5 5-5,5 5, 5-6 6-6, 5 6, 5-7 7-7, 5 Rätt av bedöm t förs urade Rätt av bedöm t oförs urade En sjö som bedöms oförsurad i ph-intervall 5-6, kan lika gärna vara försurad En sjö som bedöms försurad i ph-intervall 6,5-7, kan lika gärna vara oförsurad

Hur fungerar matchningen mot MAGICbiblioteket? 50 45 44 40 35 30 25 20 15 10 5 0 29 15 13 11 6 7 5 5 2 0 0 0 0 <0,05 0,05-0,15 0,15-0,25 0,25-0,35 0,35-0,45 0,45-0,55 0,55-0,65 0,65-0,75 0,75-0,85 0,85-0,95 0,95-1,05 1,05-1,15 1,15-1,25 >1,25 Andel felbedömda sjöar (%) Matchat ph Vid ph 0,35-0,45 bedöms nästan hälften av sjöarna fel

Rekommendationer, försurningsbedömning med MAGIC-biblioteket Sjöar med ph okalk 5-6 som bedöms oförsurade bör hanteras med försiktighet Värden på ph mellan 0,35-0,45 bör hanteras med försiktighet, men felbedömning av försurade sjöar förekommer ned till ph 0,2

Felkällor Ca*/Mg* okalk är nästan aldrig känd och måste därför skattas Korrigeringen för Mg i kalkningsmedlet ph-modellen tar inte hänsyn till förhöjt kolsyratryck och aluminium Likheten med matchad sjö i MAGIC-biblioteket Modellering av försurningsstatus för sjöarna i MAGIC-biblioteket

Sammanfattning

Okalkat ph (ph okalk ) Används för att bedöma om ph-målet uppnås utan kalkning, om kalkeffekten är ok samt för att skatta ph Beräkningen görs via ANC okalk och TOC. ANC okalk beräknas via Ca*/Mg* okalk Använd många okalkade referenser för att skatta Ca*/Mg* okalk. Beräkna ph okalk som ett intervall. ph-modellen överskattar ph vid högt kolsyratryck (islagda & bruna sjöar) ph-modellen ger orealistiskt låga ph-värden vid höga halter av oorganiskt aluminium

Okalkad alkalinitet (Alk okalk ) Förenklad skattning av ph okalk Beräknas via alkalinitet, kalcium & magnesium samt Ca/Mg okalk

ph Används för att bedöma om kalkningen kan avbrytas trots att ph-målet underskrids Skattas via MAGIC-biblioteket efter att kalkeffekten räknats bort med Ca*/Mg* Använd många referenser för att skatta Ca*/Mg* okalk. Skatta ph för ett intervall på Ca*/Mg* okalk I ph-intervall 5-6 är det stor risk (50 %) att sjöar som bedöms oförsurade är försurade Vid ph 0,35-0,45 är försurningsbedömningen osäker.