Författare: Lennart Lindeström Mats Tröjbom Svensk MKB AB

Rapport 2006:07 2001:01 Kvicksilver i fisk Resultat från en inventering i Stockholms län 2004

Författare: Lennart Lindeström Mats Tröjbom Svensk MKB AB Rapport 2006:07 Kvicksilver i fisk Resultat från en inventering i Stockholms län 2004

Omslag: Abborre. Foto: Biopix Utgivningsår: 2006 Tryckeri: Intellecta Docusys ISBN: 91-7281-211-7 Denna rapport kan beställas från Miljö- och planeringsavdelningen, miljöinformationsenheten, Länsstyrelsen i Stockholms län, tel 08-785 52 94, inmi@ab.lst.se Besök vår webbplats www.ab.lst.se

Förord Höga halter av kvicksilver i fisk är ett både gammalt och välkänt miljöproblem. Många sjöar i Sverige har tidigare varit svartlistade av Livsmedelsverket, vilket bland annat innebar att fisk från dessa sjöar varken fick saluföras eller ges bort. Svartlistningen av sjöar upphörde dock 1991. Sverige har under senare år begränsat utsläpp och användning av kvicksilver. Trots det är nedfallet av kvicksilver fortfarande stort över Sverige på grund av långväga lufttransporter från Europa och andra delar av världen. Hur är då halterna i fisk idag? Är det tillrådligt att äta insjöfisken i Stockholms län? Denna rapport redovisar hur kvicksilverhalterna varierar i fisk från olika sjöar i Stockholms län. Som grund används resultaten från en undersökning av kvicksilverhalten i abborre i 25 insjöar i Stockholms läns som genomfördes under 2004. Dessutom redovisas en beräknad uppskattning av halterna i fisk från ytterligare 123 sjöar. Målsättningen har varit att identifiera de sjöar eller typer av sjöar där halterna överstiger EU:s riktvärden för konsumtion av fisk. Medins Sjö- och åbiologi, Sportfiskarna Stockholmsdistriktet och Sötvattenslaboratoriet har genomfört provfiskena efter abborre eller på annat sätt tillhandahållit fisk till undersökningen. MeAna-Konsult har utfört kvicksilveranalyserna. Joakim Pansar vid Länsstyrelsen har stått för planering och underlagsdata. Lennart Lindeström och Mats Tröjbom vid Svensk MKB AB står för utvärderingen och är även författare av rapporten. Stockholm, mars 2006 Lars Nyberg Miljö- och planeringsdirektör Länsstyrelsen i Stockholms län 3

4

Innehållsförteckning Sammanfattning...7 Summary...9 Kvicksilver som miljöproblem...11 Utredningens syfte...12 Sjöar som har undersökts...13 Kvicksilverhalter i abborre 2004...17 Omgivningsfaktorer som påverkar...21 Ingående variabler...21 Tolkning av principalkomponentanalysen...22 Sammanfattning PCA...27 Uppskattning av kvicksilverhalten i andra sjöar i länet...28 PLS-modellen...28 Validering av PLS-modellen...30 Uppskattad kvicksilverhalt i abborre i länets sjöar...33 Tidigare undersökningar trender...34 Stockholms läns sjöar 1991-92...34 Tio sjöar i Stockholms län 1996...34 Mälaren 2001...34 Trendanalys för sjöar i Tyresta 1994-2004...35 Jämförelser med övriga landet...38 Trolig kvicksilverhalt i gädda hälsoaspekter...41 Referenser...45 Bilagor... 47 Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Markanvändning inom Stockholms län Jordartsklasser inom Stockholms län Uppmätta och beräknade kvicksilverhalter i abborre och gädda i sjöar inom Stockholms län 5

6

Sammanfattning I augusti 2004 infångades 1-årig abborre från ett tjugotal sjöar i Stockholms län för analys av kvicksilver i fiskens muskulatur. Även andra liknande undersökningar pågår och har genomförts i länet. Baserat på dessa undersökningar och med hjälp av erfarenheter från andra delar av landet har Länsstyrelsen velat skapa sig en allmän bild av kvicksilverhalten i fisk i länets sjöar. Syftet har också varit att försöka identifiera i vilka typer av sjöar som kvicksilverhalten i fisk kan förväntas vara störst, om detta utgör ett hälsoproblem, och om förhållandena i Stockholmsområdet är bättre eller sämre än i övriga landet. Till hjälp i utvärderingen har utnyttjats tidigare framtagna samband mellan kvicksilverhalt och vikt hos fisk, en statistisk sambandsanalysmetod (PCA), en matematisk regressionsmodell (PLS) med flera hjälpmedel. Detta har gjorts för att i möjligaste mån överföra mätresultaten till att representera hela länet. Samtidigt innebär denna generalisering att det finns en större eller mindre grad av osäkerhet i de resultat som presenteras för enskilda sjöar. Men den övergripande bilden bedöms ändå vara korrekt. Med denna reservation i åtanke har utvärderingen visat: att fisk i högt belägna sjöar i länet med lågt ph och färgat vatten innehåller mer kvicksilver än fisk i slättsjöar med högt ph och ett stort innehåll av salter i vattnet, att kvicksilverhalten i sediment tenderar att vara högre i sjöar nära bebyggelse och industrier än i sjöar som avvattnar mer obebyggda områden, att inget samband för den skull framkommit mellan kvicksilverhalter i sediment och fisk, det vill säga att fisk nära bebyggelse inte innehåller mer kvicksilver än fisk i sjöar på landet, att denna bild i stort överensstämmer med tidigare undersökningar i länet och erfarenheter från andra vattenområden, att kvicksilverhalten i fisk i Stockholms läns sjöar generellt sett är relativt låg jämfört med andra delar av landet, att det för den skull finns exempel på sjöar där kvicksilverhalten i abborre och gädda kan befaras överskrida gällande gränsvärden, att exempelvis 1-kg gädda i cirka sju procent av länets sjöar beräknas innehålla mer kvicksilver än gränsvärdet 1 mg/kg. Livsmedelsverket rekommenderar havande och ammande kvinnor att avstå från att äta fisk som befaras innehålla höga kvicksilverhalter. Flertalet 7

övriga konsumenter kan enligt verkets kostrekommendationer äta all slags fisk. Men vissa arter, som gädda och abborre, bör man inte äta mer än en gång per vecka. Dessa undersöknings- och utredningsresultat visar också att man om möjligt hellre ska välja att äta fisk från slättsjöar än från högt belägna skogssjöar i länet, i synnerhet om det gäller storvuxen fisk. Gädda. Foto: Lars Kirchhoff. 8

Summary In August 2004, perch from some twenty lakes in Stockholm County was sampled for subsequent mercury analysis in muscle. These data, together with results from similar studies in other parts of Sweden, have been used to give a general illustration of the mercury concentrations in fish in the county, as requested by the Stockholm County Administrative Board. Another purpose of this study has been to identify in which type of lakes the highest concentrations of mercury can be expected, whether the mercury levels in fish exceed regulatory limits, and whether the conditions in the Stockholm area differs from those in the rest of the country. Published relationships between mercury concentration and body weight in fish were used in the evaluation as well as a statistical principal component analysis tool (PCA), a mathematical regression model (PLS) and other statistical tools. This was done in order to extrapolate the data to a number of lakes with different properties across the entire county. The generalizations result in some uncertainties in the estimated concentrations presented for individual lakes. However, the statistical results suggest that a relatively accurate overall picture can be given. Moreover, the findings in this study agree well with previous studies in the Stockholm area and in other parts of Sweden. The main conclusions of the evaluation are that fish from lakes at higher altitudes, with low ph-values and with coloured water has a higher body burden of mercury than fish from eutrophic lakes with a high a ph-value and high ionic concentration, that the mercury concentration in sediment is higher in lakes in proximity to settlements and industries than in lakes dewatering more pristine areas, however, no correlation between mercury concentration in sediment and mercury concentration in fish could be detected, i. e. fish in proximity to settlements does not contain more mercury than fish in rural areas, that the concentration of mercury in fish in the lakes of the Stockholm County generally is low compared to other parts of the country, however, there are lakes where exceeded regulatory limits for both perch and pike can be anticipated, for example, a 1-kg pike is estimated to contain more than the regulatory limit 1 mg/kg for approximately 7% of the lakes in the county. 9

The National Food Administration recommends pregnant and breast-feeding women to refrain from eating lake fish such as perch, pike and perch pike. The remaining population should limit the consumption of lake fish to once per week. The NFA also recommends that sport fishers should consider the local conditions. It is recommended that, when there is an option, fish from eutrophic lakes is to be preferred to fish from forest lakes at higher altitudes. This recommendation is relevant particularly for large specimens of fish. 10

Kvicksilver som miljöproblem Kvicksilver har ingen positiv biologisk funktion. De flesta föreningar där kvicksilver ingår är starka gifter för nästan alla levande varelser. En orsak till detta är att kvicksilver bildar mycket starka komplex med svavelhaltiga ämnen, vilket exempelvis hämmar många enzymreaktioner hos levande varelser. Kvicksilver tillhör de ganska få metaller som i naturen bildar organiska föreningar. Ett exempel är den extremt giftiga föreningen metylkvicksilver, som kan bildas naturligt av vissa lägre organismer ur oorganiska kvicksilverföreningar. Metylkvicksilver tränger lätt genom cellmembraner och har en låg nedbrytnings- och utsöndringshastighet. Det anrikas därför lätt i levande varelser och ökar i allmänhet i koncentration uppåt i näringskedjan. Hos fisk finner man de högsta kvicksilverhalterna hos stora rovlevande individer, till exempel större gäddor. I Sverige var utsläppen av kvicksilver till luft som störst kring 1960 (cirka 28 ton/år) och har därefter minskat kraftigt (mindre än 1 ton/år vid slutet av 1990-talet 1 ). I trakten av Stockholm (Mjölsta, Norrtälje) faller det årligen ner 4-6 µg kvicksilver per kvadratmeter enligt mätningar under 1990-talet 2. Mycket av detta kvicksilver härrör från utländska källor och en del är naturligt. I marken binds kvicksilvret till det organiska materialet. En del av denna humus med sitt bundna kvicksilver löses upp av det nederbördsvatten som passerar genom marken. På så sätt transporteras det via bäckar och åar vidare till sjöar, där en del omvandlas till organiskt kvicksilver för att slutligen hamna i fisken. Fastän utsläppen av kvicksilver minskat under senare år, utgör höga kvicksilverhalter i fisk alltjämt ett stort problem i delar av landet. 11

Utredningens syfte Genom Länsstyrelsen i Stockholms försorg insamlades under augusti 2004 ettårig abborre från ett tjugotal sjöar i Stockholms län. Kvicksilverhalten i abborrens kött analyserades. Parallella liknande undersökningar görs även i ytterligare fyra sjöar i länet, samt i Bällstaviken i Mälaren. Syftet med utredningen har varit: att med dessa undersökningar som underlag försöka ge en allmän beskrivning av kvicksilverhalten i fisk i länets sjöar, att identifiera vilka typer av sjöar som kan förväntas ha högst kvicksilverhalt i fisk och hur representativa dessa är för länet, att bedöma om kvicksilverhalterna i fisk utgör ett hälsoproblem, att jämföra med övriga Sverige, att bilda underlag för uppföljning av miljömål och kalkningsinsatser. För utredningen svarar Lennart Lindeström, Svensk MKB, och Mats Tröjbom, Mopelikan, där Mats i huvudsak svarat för statistiska och matematiska beräkningar och Lennart för sammanställning och projektledning. Utvärderingen har gjorts gemensamt. För översättning av sammanfattningen till engelska svarar Johan Axelman, Stockholm. Det är författarnas synpunkter och slutsatser som presenteras i rapporten. Rapporten har faktagranskats av Olof Regnell, Lunds universitet, Lars Sonesten, Lantbruksuniversitetet, och Kjell Johansson, Naturvårdsverket. 12

Sjöar som har undersökts I Tabell 1 namnges de sjöar som undersökts och i Figur 1 beskrivs deras geografiska lägen. I tabellen redovisas för respektive sjö även några viktiga bakgrundsuppgifter, som har betydelse för sjöns karaktär. I de fall kvicksilverhalten i de ytliga sedimentlagren analyserats, redovisas detta i Tabell 1. Figur 1. Sjöar i Stockholms län som undersöktes 2004 gällande kvicksilver i abborre. I utredningen ingår sjöar med mycket olika karaktär. Några ligger nära havets yta och andra ligger 50-60 meter över havet. Två av sjöarna har en yta på cirka 0,1 km 2 medan sjön Yngern täcker över 16 km 2. Sjön Trekantens avrinningsområde omfattar endast 1 km 2, medan Garnsviken tar emot vatten från en närmare 400 km 2 stor markyta. 13

Dessa olika förutsättningar innebär samtidigt att sjöarnas vattenkemi skiljer sig åt. Generellt sett innehåller sjöar på hög höjd och med ett litet tillrinningsområde färre salter och näringsämnen och är mer försurningskänsliga än sjöar nära havet som avvattnar stora arealer. Men i Stockholms län finns även en geografisk skillnad på så sätt att sjöar söder om Mälaren generellt sett är fattigare på salter och näringsämnen än de som ligger norr om Mälaren. Anledningen till detta är att jordarna har olika karaktär med lättvittrade och kalkhaltiga lerjordar norr om Mälaren och mer svårvittrade marker med ursprung från granitberggrund i söder. Uppgifter om sjöarnas vattenkemiska förhållanden redovisas i Tabell 2. Av tabellen framgår att skillnaden i vattenkemi mellan sjöarna i vissa fall är betydande. Här ingår både sura och närmast basiska sjöar, liksom näringsfattiga och näringsrika sjöar, klarvattensjöar med stort siktdjup och sjöar med litet siktdjup, såväl saltrika som saltfattiga sjöar etc. 14

Tabell 1. Sjöar i Stockholms län som ingått i utredningen, samt centrala uppgifter om sjöarnas storlek, lägen m.m., så kallade sjömorfometriska parametrar. Sjönamn Förkortning Sjökoordinater Sjöhöjd Sjöarea Medeldjup Sjövolym Avrinningsområde Kvicksilver i sediment 1 Möh km 2 m Mm 3 km 2 mg/kg TS Albysjön ALB 656984-164254 14 0,7 4,0 32 251 0,17 Bornan BOR 665517-166624 16 2,8 2,0 5,6 32 Bornsjön BOS 657245-160890 11 6,3 8,3 56 49 Fysingen FYS 660749-161885 5,5 4,8 2,0 10 113 0,08 Garnsviken GAR 660018-163987 2,0 2,1 4,8 10 395 Getaren GET 656040-161753 32 0,7 3,1 2,6 31 Grindsjön GRI 655284-161919 32 1,4 9,0 12 6 Largen LAR 661084-165433 29 1,4 8,8 13 6 0,05 Lejondalssjön LEJ 660523-160785 19 2,7 7,1 20 16 Långsjön (ÅVA) LA1 656590-164240 41 0,1 4,1 0,4 2 Långsjön (Älvsjö) LA2 657450-162262 31 0,3 2,2 0,6 3 0,35 Mälaren, Bällstav. MAL 658080-162871 0,7 1153 13 14030 0,29 Norrviken NOR 659728-161988 4,2 2,5 5,4 14 96 0,13 Sparren SPA 661952-164005 13 2,9 6,6 23 49 Stensjön STE 656419-164404 36 0,3 8,4 3,7 7 Stora Envättern ENV 655587-158869 64 0,4 5,0 1,9 2 0,24 Storsjön STO 657464-165993 6,3 0,9 7,9 8,2 4 Trekanten TRE 657902-162594 1,1 0,1 4,4 0,6 1 2,50 Trönsjön TRO 655224-159182 57 0,4 5,5 1,9 3 Tullingesjön TUL 656939-161809 0,7 1,6 11 19 64 0,29 Turingen TUR 656875-159257 6,3 1,3 11 5,3 100 Tärnan TAR 660688-164478 41 1,1 4,3 5,1 14 0,28 Vällingen VAL 655738-159870 33 3,9 5,8 22 32 Yngern YNG 656206-159170 38 16 28 119 55 0,14 Årsjön ARS 656612-164132 55 0,2 3,8 0,8 2 Öran ORA 656007-162978 51 0,5 1,7 0,8 5 1 De angivna kvicksilverhalterna i sediment baseras på olika antal prov från olika tidsepoker. Sjönamn Från Till Hg-halt Antal datum datum mg/kg TS Albysjön 2002-09-23 2002-09-23 3 0,17 Fysingen 1998-09-14 2003-08-20 2 0,08 Largen 1976-04-01 1976-04-01 1 0,05 Långsjön (Älvsjö) 1997-03-15 1997-03-15 1 0,35 Mälaren 1987-09-14 1987-10-12 110 0,29 Norrviken 1999-10-05 2004-08-17 2 0,13 Stora Envättern 1998-09-14 1998-09-14 1 0,24 Trekanten 1997-03-15 1997-03-15 1 2,50 Tullingesjön 1997-10-20 2002-10-20 4 0,29 Tärnan 1998-09-15 1998-09-15 1 0,28 Yngern 1998-09-15 1998-09-15 1 0,14 15

Tabell 2. Vattenkemiska förhållanden i ytvattnet (0-2 meter). Medelvärden för samtliga observationer under perioden 1982-2004 med tyngdpunkt på perioden 1995-2004 för de flesta sjöarna. Mättillfällena är relativt jämnt fördelade över året och för en del sjöar ingår så många som 12 observationer per år under flera år. ph Alkalinitet mekv/l Konduktivitet ms/m Totalhårdhet mg Ca/l * Andel marint sulfat % ** Absorbans filtrerat 420/5 Färg mg/l Totalfosfor µg/l Fosfatfosfor µg/l Totalkväve µg/l Nitrat/nitrit-kväve µg/l Ammoniumkväve µg/l TOC mg/l Klorofyll A µg/l Siktdjup m Albysjön 8,0 1,03 29,3 36 18 0,053 38 35 5 767 38 26 8 17 1,9 Bornan 7,4 0,74 12,6 24 4 0,201 95 20 1 649 32 13 16 2,2 Bornsjön 7,9 1,27 24,5 36 12 0,023 12 24 4 397 11 12 6 3 Fysingen 7,7 1,87 53,0 81 5 0,039 20 28 8 1606 853 100 9 7 1,7 Garnsviken 7,7 1,78 31,6 53 6 0,127 63 60 24 787 126 38 18 48 1,5 Getaren 7,2 0,42 11,2 15 9 0,138 69 40 14 807 143 39 11 0,8 Grindsjön 7,5 0,37 10,6 14 8 0,024 13 14 5 369 37 43 6 4 4,3 Largen 7,6 0,71 12,7 21 6 0,024 8 10 2 534 20 28 6 6,5 Lejondalssjön 7,6 1,61 23,8 40 11 0,037 19 30 5 583 46 19 8 8 4,0 Långsjön (ÅVA) 6,6 0,15 4,6 7 6 53 6 369 26 12 4 2,8 Långsjön (Älvsjö) 8,3 1,54 38 72 Norrviken 8,0 2,29 43,0 54 14 0,043 22 94 41 1154 190 76 10 25 1,8 Sparren 7,8 1,54 21,2 41 6 0,071 44 40 21 752 177 32 12 Stensjön 6,8 0,14 5,0 7 6 0,083 41 7 2 411 55 13 9 4 4,1 Stora envättern 6,5 0,05 4,1 5 6 0,074 37 9 2 432 22 16 9 3 4,1 Storsjön 7,5 0,79 14,7 21 17 0,020 7 15 10 550 20 11 7 3,5 Trekanten 8,0 2,10 45,9 66 23 0,025 12 49 15 848 79 87 5 Trönsjön 6,4 0,17 5,1 7 8 0,132 62 6 1 446 62 19 10 2,8 Tullingesjön 7,8 1,18 33,8 38 19 0,042 21 37 6 953 207 31 9 7 2,9 Turingen 7,2 0,57 17,0 25 9 0,067 33 26 10 706 112 106 9 Tärnan 7,1 0,32 6,8 11 6 0,081 40 12 2 549 48 11 10 4 3,3 Vällingen 7,4 0,66 16,4 25 9 0,066 16 19 5 519 28 36 8 Yngern 7,2 0,25 7,5 10 5 0,031 15 12 2 493 27 10 6 4 4,5 Årsjön 5,6 0,01 2,7 2 7 27 5 310 29 7 2 3,5 Öran 6,3 0,14 4,9 7 7 0,147 69 7 2 494 70 51 11 1,9 * Totalhårdheten beräknades som mekv/l cirka + mekv/l Mg uttryckt i mg Ca/l. ** Andel marint sulfat beräknades som mekv/l SO 4 /(SO 4-0,103*Cl) uttryckt i %. 16

Kvicksilverhalter i abborre 2004 Abborren i de tjugotalet sjöar som undersöktes av länsstyrelsen infångades i augusti 2004. Undersökningen gjordes på fisk med en medellängd kring 10 cm. Av 10 abborrar per sjö bildades ett samlingsprov av ryggmuskulaturen, som senare analyserades på kvicksilver 1. Resultaten presenteras i tabellen nedan (Tabell 3), i kartform (figur 2) och som stapeldiagram (Figur 3). I nationell regi driver Naturvårdsverket ett projekt för att följa effekter av kalkning i sjöar och vattendrag, IKEU-programmet. Tre sjöar i Tyrestaområdet ingår i dessa uppföljningar, som bland annat innefattar årliga analyser av kvicksilver i abborre av samma storleksklass (medellängd cirka 10 cm). I sammanställningarna ingår dessa resultat för 2004 i form av medelvärden av 20 enskilda analyser. Tabell 3. Kvicksilverhalt i abborre (ryggmuskulatur) från sjöar i Stockholms län 2004. Kvicksilverhalterna representerar samlingsprov av 10 fiskar fångade i augusti 2004, frånsett de som angivits med asterisk vilka istället representerar medelvärdet av cirka 20 enskilda analyser alternativt 3 samlingsprov. Sjönamn Kvicksilver i abborre Medellängd, abborre Torrsubstans Sjönamn Kvicksilver i abborre Medellängd, abborre Torrsubstans mg/kg VV mm % mg/kg VV mm % Albysjön 0,021 105 21 Sparren 0,055 99 21 Bornan 0,116 90 21 Stensjön 0,120* 97 - Bornsjön 0,039 102 20 Stora Envättern 0,127 104 19 Fysingen 0,022 93 21 Storsjön 0,065 90 20 Garnsviken 0,048 99 20 Trekanten 0,047 106 20 Getaren 0,043 102 20 Trönsjön 0,089 97 20 Grindsjön 0,048 107 21 Tullingesjön 0,034 99 21 Largen 0,038 102 21 Turingen (N)** 0,240 75 - Lejondalssjön 0,027 94 21 Tärnan 0,093 98 20 Långsjön (Åva) 0,154* 100 - Vällingen 0,029 98 21 Långsjön (Älvsjö) 0,005*** 105 19 Yngern 0,037 105 21 Mälaren**** 0,052 103 20 Årsjön 0,257* 106 - Norrviken 0,030 90 20 Öran 0,179 104 21 *Prov från augusti 2004, medelvärde av 20 fiskar. ** Prov från september 2004 i norra sjön, medelvärde av tre samlingsprov bestående av vardera 6-7 fiskar. ***Värdet under detektionsgränsen (<0,01) i beräkningarna antogs ett värde motsvarande halva detektionsgränsen, det vill säga 0,005 mg/kg. **** Bällstaviken, medelvärde av tre samlingsprov bestående av vardera 6-7 fiskar. 1 AFS, reduktion med SnCl 2, uppslutning i bomb 160 C, 3 ml H 2 SO 4 /HNO 3 i 2 tim. Referensmaterial DORM-2. 17

Figur 2. Observerade kvicksilverhalter i 1-årig abborre 2004 (cirka 10 cm i längd). De redovisade klassgränserna motsvarar Naturvårdsverkets bedömningsgrunder för kvicksilver i 1kg-gädda dividerat med omräkningsfaktorn 5, vilket ger motsvarande approximativa värden för 1-årig abborre (som väger cirka 10 g). Kartan är publicerad enligt medgivande M2003/4913, Lantmäteriverket Gävle. 18

Även sjön Turingen i Nykvarns kommun är föremål för årliga mätningar av kvicksilver i 1-somrig abborre. Undersökningarna görs för att följa upp effekterna av en genomförd sanering av sjöns kvicksilverbemängda bottnar 3. Jämförande undersökningar görs samtidigt i Bällstaviken i Mälaren. Medelvärden bildas av tre samlingsprov från vardera området, vilka i sin tur bildats av 6-7 fiskar. Högst kvicksilverhalt uppmättes 2004 i abborre från Årsjön i Tyrestaområdet (0,26 mg/kg) och lägst i Långsjön, Älvsjö (<0,01 mg/kg). Skillnaden mellan dessa sjöar är således större än 25 gånger! Årsjön är en näringsfattig, okalkad sjö med lågt ph och ett ganska humusrikt vatten. Långsjön å sin sida är rik på näringsämnen och har ett i det närmaste basiskt vatten. Efter tusentals mätningar av fiskars storlek och kvicksilverinnehåll i bland annat svenska vatten har det framkommit att kvicksilverhalten i fisk normalt sett ökar med fiskens storlek och ålder. För att kunna göra meningsfulla jämförelser mellan olika områden och även mellan olika mättillfällen i ett och samma område, har man försökt att finna formler som beskriver dessa samband. Med ledning av dessa formler kan uppmätta kvicksilverhalter normeras till att representera en bestämd storleksklass. För gädda är exempelvis 1-kilos gädda en vedertagen jämförelsenorm. Abborre har i denna studie normerats till storleksklassen 10 g (se faktaruta). Baserat på uppgifter som tagits fram av Markus Meili m.fl. 10 har de enskilda kvicksilverhalterna i abborre från Tyrestasjöarna viktnormerats med hjälp av sambandet: Hg refw = (a b W b + c) d där a = 1,5 (lutningsfaktorn), b = 2/3 (viktpotensen), c = 0,13 (baslinjen; halten i fiskyngel) resp. d = 0,21 (skalningsfaktorn). För abborre har standardstorleken 10 gram valts. Eftersom fisken i undersökningarna i Stockholms län normalt sett inte vägts, har vikten först beräknats utifrån uppgifter om längd. Denna transformering, som baseras på samband mellan längd och vikt som tagits fram för fisk i ett antal skånska sjöar, förutsätter att den så kallade konditionsfaktorn är ett (1) för de undersökta fiskarna. W = 6,3*10-6 * L 3,1 Där W är vikten i g, L är längden i mm. I Tabell 4 och Figur 3 redovisas både normerade och onormerade halter i abborre för de undersökta sjöarna. I regel har normeringen liten inverkan eftersom medelvikterna mestadels ligger nära 10 g. 19

Tabell 4. Kvicksilverhalter i abborre 2004. Observerade halter (Hg) samt viktnormerade halter (10 g-abborre) enligt sambanden i faktarutan (Hg_norm). Sjö Hg Hg_norm Sjö Hg Hg_norm Albysjön 0,021 0,019 Sparren 0,055 0,056 Bornan 0,116 0,145 Stensjön 0,120 0,197 Bornsjön 0,039 0,037 Stora Envättern 0,127 0,116 Fysingen 0,022 0,026 Storsjön 0,065 0,080 Garnsviken 0,048 0,049 Trekanten 0,047 0,042 Getaren 0,043 0,041 Trönsjön 0,089 0,094 Grindsjön 0,048 0,042 Tullingesjön 0,034 0,035 Largen 0,038 0,037 Turingen (N) 0,240 0,425 Lejondalssjön 0,027 0,031 Tärnan 0,093 0,098 Långsjön (ÅVA) 0,154 0,181 Vällingen 0,029 0,030 Långsjön (Älvsjö) 0,005 0,005 Yngern 0,037 0,034 Mälaren Bällstaviken 0,052 0,049 Årsjön 0,257 0,388 Norrviken 0,030 0,037 Öran 0,179 0,164 mg Hg / kg VS 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Albysjön Bornan Okorrigerade samlingsprov Viktnormerade (10g) samlingsprov Kvicksilverhalt i abborre (2004) Bornsjön Fysingen Garnsviken Getaren Grindsjön Largen Lejondalssjön Långsjön (ÅVA) Långsjön (Älvsjö) Mälaren Bällstaviken Norrviken Sparren Stensjön Stora envättern Storsjön Trekanten Trönsjön Tullingesjön Turingen (stst N) Tärnan Vällingen Yngern Årsjön Öran Figur 3. Kvicksilverhalter i abborre 2004 jämförelse mellan observerade halter och viktnormerade halter. I följande avsnitt har vi försökt att ta reda på om man kan se några samband mellan kvicksilverhalterna i abborre och ett antal omgivningsfaktorer som karaktäriserar sjöarna. Detta kan förhoppningsvis ge en förklaring till de stora skillnaderna i kvicksilverhalt mellan sjöarna. 20

Omgivningsfaktorer som påverkar För att utreda vilka faktorer som kan vara styrande för kvicksilverhalten i fisk respektive sediment genomfördes en så kallad principalkomponentanalys (se faktarutor nedan). Principen bakom en principalkomponentanalys En principalkomponentanalys (PCA) är en metod som i korthet går ut på att försöka finna mönster i en vanlig korrelationsmatris där parvisa korrelationskoefficienter redovisas för ett antal variabler. Med hjälp av en PCA kan kopplingarna mellan ett stort antal variabler/faktorer effektivt undersökas, exempelvis abborrens kvicksilverhalt, jordarter, höjd över havet, vattnets innehåll av salter m.m. Analysen ger alltså en bild av vilka variabler som samvarierar i förhållande till en eller flera så kallade principalkomponenter (och därmed till varandra), respektive vilka som inte gör det. Principalkomponenterna är underliggande gemensamma faktorer för variablerna, som kan ha konkreta innebörder och till exempel spegla geografiska eller kemiska gradienter. I analysen ingår att försöka förstå vad dessa komponenter kan tänkas representera och hur de olika variablerna och observationerna relaterar till dessa. Vi har gjort en PCA över samtliga variabler vi haft tillgång till, för att försöka belysa vilka faktorer som kan ha betydelse för fiskens kvicksilverhalt i länets sjöar. Två kraftigt avvikande sjöar uteslöts vid analysen. Mälaren (Bällstaviken) på grund av att den representerar en hel region och därmed inte är direkt jämförbar med övriga data, samt Turingen på grund av att den är kvicksilverkontaminerad och nyligen restaurerad. Ingående variabler Följande variabler och faktorer har ingått i PCA:n: Kvicksilverhalt i abborre och (i förekommande fall) sjösediment. Sjömorfometriska parametrar (djup, yta, volym etc). Vattenkemiska variabler. Markanvändning inom respektive avrinningsområde. Jordartssammansättning inom respektive avrinningsområde. Uppgifter om kvicksilverhalt i abborre och sediment har hämtats från Tabell 3 och de sjömorfometriska parametrarna från Tabell 1, samt fakta om sjöarnas vattenkemi från Tabell 2. 21

Information om jordarter och vad markerna används till inom respektive sjö s avrinningsområde, som tillhandahållits av länsstyrelsen i Stockholm, är baserade på fastighetskartan och jordartskartan. Det stora antalet ursprungliga klasser av markslag och jordarter har slagits samman till ett mer hanterbart och översiktligt antal. Markanvändning har vi indelat i klasserna sjö, skogsmark, hygge, sankmark, öppen mark, åker-, industri- och bebyggd mark. Jordarter har indelats i berg, fyllning, sorterade jordarter, lera, morän, isälvsavlagringar och organiska jordarter. I bilaga 1 och 2 finns detaljerade uppgifter om klassindelningen av markanvändning och jordart. Ur samma bilagor kan även utläsas hur jordarter och markanvändning fördelas inom respektive sjö s delavrinningsområde. Skillnaden mellan sjöarna är i vissa fall stor. Inom exempelvis Stensjöns avrinningsområde är 80 procent skogsmark, 10 procent sankmark och 10 procent sjö. Här finns ingen åkermark eller bebyggd mark. Avrinningsområdet till Långsjön, Älvsjö, är däremot bebyggd till 66 procent och är till endast 17 procent bevuxen med skog. Jordarna inom Fysingens avrinningsområde består till nästan hälften av lera och endast 18 procent berg, medan ingen lera förekommer inom Långsjön, Åva s, avrinningsområde samtidigt som inslaget av berg uppgår till 65 procent. Dessa stora skillnader visar sig ha betydelse för kvicksilverhalten i fisk. Tolkning av principalkomponentanalysen Fyra principalkomponenter (faktorer) beskriver sammanlagt 70 procent av variationen i materialet. I Tabell 5 sammanfattas hur stor del av variationen totalt, respektive för några utvalda variabler, som fångas upp av respektive principalkomponent. Variablerna är centrerade, variansviktade och ej transformerade, vilket innebär att alla variabler givits samma vikt i analysen. Tabell 5. Sammanfattning av PCA:n. I tabellen framgår hur stor del av variationen totalt, respektive för några utvalda variabler, som beskrivs av respektive principalkomponent (PC). Alla HgA HgS Shjd ph ABS_F PC1 36 50 8 68 66 11 PC2 14 19 1 1 7 67 PC3 11 6 40 4 2 6 PC4 7 2 5 4 0 5 Summa 69 76 54 75 75 88 22

Tabell 6. Förklaring till de variabelförkortningar som används i PCA:n. Se Tabell 1 för förklaring till förkortningarna av sjönamnen. ABS_diff ABS_F-ABS_OF Mind Markanvändning - industrimark ABS_F Absorbans, filtrerat Mlöv Markanvändning - lövskog ABS_OF Absorbans, ofiltrerat Msank Markanvändning - sankmark Alk Alkalinitet Msjö Markanvändning - sjöyta Ca Kalcium Mskog Markanvändning - barr och blandskog ChlA Klorofyll A Måker Markanvändning - åker Cl Klorid Möpp Markanvändning - övrig öppen mark färg Färgtal Na Natrium HgA Kvicksilver i abborre NH4N Ammoniumkväve HgS Kvicksilver i sediment NO23N Nitrat/nitrit-kväve Jberg Jordart - berg nord Nordlig koordinat Jfyll Jordart - fyllnadsjord Ntot Totalkväve Jgrus Jordart - grus ost Ostlig koordinat Jisä Jordart - isälvsavlagring ph ph-värde Jlera Jordart - lera PO4P Fosfatfosfor Jmor Jordart - morän Ptot Totalfosfor Jorg Jordart - organisk jordart Sarea Sjö - area Jsand Jordart - sand Shjd Sjö - höjd Jsilt Jordart - silt Sikt Siktdjup K Kalium Smdj Sjö - medeldjup Kond Konduktivitet SO4 Sulfat Mbeb Markanvändning - bebyggd mark Svol Sjö - volym MedL Medellängd abborre TOC Total organsikt kol Mg Magnesium TS Torrsubstans abborre 0.3 0.2 0.1 Mskog Msjo Sikt Smdj Lgd Jsilt Svol Sarea Jisa Mlov ph p2 (14%) 0.0-0.1-0.2 Shjd Jberg HgA Jorg Msank TS Jgrus Mhygg Jmor ost HgS Jsand Jfyll nord Mind Jlera Cl Mopp NaMg K Mbeb Alk Kond Maker NO23NABS_diff NH4N SO4 Ca Aarea PO4P Ptot Ntot ChlA ABS_OF -0.3 ABS_F farg TOC -0.2-0.1 0.0 0.1 0.2 p1 (36%) 23

YNG 6 t2 (14%) 4 2 0-2 -4 ENV STE ARS TRO LA1 ORA GRI LAR VAL STO TAR GET BOR BOS LEJ SPA TUL ALB LA2 GAR TRE NOR FYS -6-4 -2 0 2 4 6 8 t1 (36%) Figur 4. Variablernas fördelning (loadingplottar, överst) respektive sjöarnas fördelning (scoreplottar, nederst) för faktorerna PC1 och PC2. Principalkomponent 1 (horisontell i Figur 4) beskriver gradienten från lågt liggande slättsjö till högt liggande skogssjö. Man kan ana två grupper av variabler som är omvänt korrelerade till varandra (se tolkningshjälp i faktarutan nedan): Den första gruppen utgörs av sjöhöjd, jordartsklassen berg, organisk jordart, samt skogsmark och sankmark. Sjöarna som är starkast kopplade till denna grupp är Långsjön (Åva), Stensjön, Stora Envättern, Årsjön, Öran och Trönsjön, det vill säga högt liggande skogssjöar. Den andra variabelgruppen (som är omvänt korrelerad till den första) utgörs av jordarten lera, öppen mark, åkermark, samt ph konduktivitet och flertalet andra joner. De sjöar som är starkast kopplade till denna grupp är slättsjöarna Fysingen, Norrviken, Trehörningen och Garnsviken. Till PC1 är också kvicksilverhalten i abborre starkt korrelerad (inringad med rött). Detta innebär att högst kvicksilverhalter uppmätts i högt liggande skogssjöar och lägst i slättsjöarna med mycket lera i avrinningsområdet. 24

Principalkomponent 2 (vertikal i Figur 4) beskriver det faktum att sjöar med färgat vatten i regel är små, medan klarvattensjöar i regel är stora med större sjöyta, volym och medeldjup: Variablerna absorbans, färg och TOC (totalt organiskt kol) bildar en samvarierande grupp (de beskriver alla i första hand och på olika sätt förekomsten av humus i vattnet). De sjöar som är starkast kopplade till denna grupp är Bornan, Garnsviken och Öran. I motsats till denna grupp står den sjömorfometriska parametergruppen sjöarea, sjövolym och medeldjup. Även parametern som beskriver andelen sjöyta inom avrinningsområdet (Msjö) är kopplad hit. De sjöar som är starkast kopplade till denna grupp är Yngern, Grindsjön och Bornsjön. Till PC2 är också kvicksilverhalten i abborre svagt negativt kopplad, vilket innebär att relativt sätt högre halter uppmäts i små sjöar med färgat vatten jämfört med stora klarvattensjöar. Tolking av PCA-plottar I PCA-plottarna redovisas principalkomponenterna parvis 1 mot 2 respektive 3 mot 4. I loading-plottarna kan man utläsa hur de olika variablerna förhåller sig till varandra. Variabler som grupperar sig nära varandra samvarierar, de som ligger på motstående sida om origo (brytpunkten mellan x- och y-axeln) är omvänt korrelerade. De variabler som grupperar sig nära origo uppvisar svag koppling med de aktuella principalkomponenterna och därmed också de underliggande faktorer som kanske identifierats. Scoreplottarna visar å sin sida hur observationerna (sjöarna) förhåller sig till varandra och till principalkomponenterna. Observationer som grupperar sig i samma område (till exempel övre vänstra hörnet) som en variabelgrupp i loadingplotten uppvisar höga värden för dessa variabler. Grupperar de sig på motstående sida om origo uppvisar de istället låga värden för dessa variabler. Principalkomponent 3 (horisontell i Figur 5) kan tolkas som motsatsförhållandet mellan stad och land: Till vänster i figuren återfinns variablerna som beskriver förekomsten av bebyggd mark, industrimark och jordarten berg. Starkast kopplade till denna grupp är sjöarna Trehörningen, Långsjön (Älvsjö) och Årsjön. I motsats till denna grupp (till höger i figuren) återfinns variabler som beskriver förekomsten av hyggesmark, åker, skog samt moränmark. Starkast kopplade till denna grupp är Sparren, Bornan, Garnsviken och Yngern. Till den första gruppen är också kvicksilverhalten i sediment kopplad (inringad med rött), vilket innebär att högst halter i sedimenten företrädesvis återfinns i anslutning till bebyggelse. 25

0.3 Jisa Jsilt Jsand Jfyll 0.2 Lgd Mlov ChlA p4 (7%) 0.1 0.0-0.1-0.2 Mbeb Cl Mind Na Jberg HgS Ptot farg Shjd Jorg PO4P ABS_F Aarea NH4N Msank Mopp TOC Ntot ABS_OF Svol Smdj Mskog Jgrus ABS_diff Sarea NO23N ph Kond K SO4 Mg Jlera Maker HgA TS CaAlk Msjo ost Sikt Mhygg Jmor -0.3 nord -0.2-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 p3 (11%) 6 GET 4 t4 (7%) 2 0-2 TRE LA2 ARS GRI ALB TUL VAL NOR ENV ORA TRO LA1 STE BOS TAR FYS LEJ STO LAR GAR YNG SPA BOR -6-4 -2 0 2 4 t3 (11%) Figur 5. Variablernas fördelning (loadingplottar, överst) respektive sjöarnas fördelning (scoreplottar, nederst) för faktorerna PC3 och PC4. Principalkomponent 4 (vertikal i Figur 5) är mer svårtolkad. Man kan ana en variabelgrupp som beskriver förekomsten av sorterade jordarter som står i motsats till nord- och ostkoordinaterna. Detta kan tolkas som att dessa jordarter företrädesvis återfinns i den södra (sydvästra) delen av länet. 26

Sammanfattning PCA Tolkningarna av principalkomponentanalysen skall göras med en viss försiktighet. Urvalet sjöar har stor betydelse för de samband som hittas. Kvicksilverhalterna i abborre verkar framför allt styras av var sjön befinner sig på skalan mellan skogssjö och slättsjö. De högsta halterna uppmäts i högt belägna skogssjöar med lågt ph och färgat vatten (hög absorbans). Halterna i sedimenten verkar vara relativt oberoende denna gradient. Högst halter i sedimenten uppmäts istället i de sjöar där bebyggelse och industrimark utgör en, relativt sett, stor andel av avrinningsområdet. Sammanfattningsvis tyder PCA-analysen på att kopplingen mellan kvicksilverhalt i abborre och kvicksilverhalt i sediment är relativt svag i detta urval av sjöar. För att ge en uppfattning om sambandens styrka i materialet redovisas i Figur 6 några av de starkaste sambanden i form av xy-plottar. Det framgår klart av figurerna att de tendenser som fångats upp i principalkomponentanalysen i flera fall bygger på relativt svaga samband. Samband mellan kvicksilverhalt och sjöhöjd Samband mellan kvicksilverhalt och ph 0,3 0,3 Kvicksilver i abborre (mg/kg ww) 0,25 ARS TUR 0,2 ORA 0,15 LA1 ENV BOR STE 0,1 TAR TRO STO 0,05 MAL SPA TRE GAR TUL BOS LAR GRI GET YNG NOR LEJ VAL FYS ALB 0 LA2 0 10 20 30 40 50 60 70 Sjöhöjd Kvicksilver i abborre (mg/kg ww) 0,25 TUR 0,2 ORA 0,15 LA1 ENV STE BOR 0,1 TRO TAR STO 0,05 SPA TRE YNG GET GRI GAR LAR BOS VAL TUL LEJ NOR FYS ALB 0 LA2 6 6,5 7 7,5 8 8,5 ph Kvicksilver i abborre (mg/kg ww) 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 Samband mellan kvicksilverhalt och vattenfärg TUR ENV STE TAR STO 0,05 SPA GRI TRE GAR LAR BOS YNG GET TUL LEJNOR VAL FYS ALB 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 TRO ORA Absorbans (filtrerat) BOR KLvicksilver i sediment (mg/kg TS) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 TAR ENV YNG FYS LAR Samband mellan kvicksilver i sediment och bebyggelse TUR (20%; 2,5 mg/kg TS) NOR TUL ALB 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Andel exploaterad mark % (bebyggelse och industri) LA2 Figur 6. Plottar av några av sambanden som identifierats i principalkomponentanalysen. Kvicksilver i abborre är avsatt mot höjd över havet, ph respektive vattenfärg (absorbans), samt kvicksilver i sediment mot andel exploaterad mark (bebyggelse och industrimark). Den kvicksilverkontaminerade sjön Turingen har lagts med som referens i plottarna. 27

Uppskattning av kvicksilverhalten i andra sjöar i länet Med utgångspunkt i principalkomponentanalysen gjordes en så kallad PLSmodell (partial least squares) med syfte att försöka överföra (extrapolera) resultaten från abborrundersökningarna 2004 till andra sjöar i länet. PLS-modellen baseras på ett urval av variablerna. Den kalibrerades med hjälp av underlaget till PC-analysen. Därefter validerades modellen mot abborr- och gäddata från en undersökning som gjordes 1991-1992 5. Slutligen uppskattades kvicksilverhalterna i abborre (och gädda) för de sjöar som ingick i en rikstäckande inventering av sjöars vattenkemi år 2000, sammanlagt 123 stycken sjöar i Stockholms län. PLS-modellen PLS-modellen är en så kallad multivariat regressionsmodell som beskriver den empiriska kopplingen mellan kvicksilverhalten i fisk och några omgivningsvariabler. Eftersom det är fråga om en empirisk modell är det inte säkert att det finns någon direkt koppling mellan det termerna i det empiriska uttrycker och eventuella bakomliggande processer kopplade till dessa variabler. Antalet möjliga variabler i modellen begränsades av den information som fanns tillgänglig i riksinventeringens databas samt SMHI:s sjöregister. Av dessa variabler befanns sjöarnas höjd över havet, ph och absorbans (vattenfärg) bäst beskriva kopplingen mellan vattenkemi/omgivning och kvicksilverhalten i abborre. Modellen som beskrivs av nedanstående samband förklarar enligt analysen 76 procent av variationen i HgA (kvicksilver i abborre) med hjälp av dessa tre variabler (Figur 7). HgA = 0,0097*Shjd+0,0041*pH+0,33*ABS_F-0,0012*Shjd*pH-0,012 Där Shjd är sjöhöjden uttryckt i meter över havet, ABS_F absorbansen uttryckt i enheten mg/l och ph uttryckt i ph-enheter. 28

Kalibreringsresultat 0,3 Observerad halt (mg Hg/kg ww) Årsjön 0,25 Turingen 0,2 Öran 0,15 Långsjön (Åva) Stora Envättern Stensjön Bornan 0,1 Tärnan Trönsjön Storsjön 0,05 Sparren Trekanten Tullingesjön Yngern Norrviken Largen Grindsjön Garnsviken Bornsjön Getaren Lejondalssjön Vällingen Fysingen Albysjön 0 Långsjön (Älvsjö) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 Modellberäknad halt (mg Hg/kg ww) Figur 7. Kalibreringsresultat. Diagrammet beskriver kopplingen mellan modellerade och observerade kvicksilverhalter i abborre. Är överrensstämmelsen mellan modell och verklighet perfekt radar punkterna upp sig längs den gröna linjen. I praktiken är aldrig alla påverkande faktorer kända, vilket medför att punkterna avviker mer eller mindre från den ideala linjen. I figuren har även den kvicksilverkontaminerade sjön Turingen lagts med, trots att den inte ingick i kalibreringsunderlaget. r 2 exklusive Turingen är 0,76. Modellens egenskaper sammanfattas i de fyra responskurvorna i Figur 8. Ur diagrammen kan man utläsa den modellberäknade kvicksilverhalten för olika kombinationer av de styrande variablerna sjöhöjd, ph och absorbans (färg). Följande fyra fall redovisas grafiskt: Överst till vänster: Absorbansen är konstant 0,020 vilket motsvarar gränsen mellan obetydligt och svagt färgat vatten enligt bedömningsgrunder för miljökvalitet 4. Sjöhöjd (m) på x-axeln och ph på y-axeln. Högst är kvicksilverhalten då sjön ligger högt över havet och har ett lågt ph-värde. Överst till höger: Absorbansen är konstant 0,150, vilket motsvarar betydligt färgat vatten enligt bedömningsgrunderna. I övrigt som ovan. Nederst till vänster: ph är konstant 6,0 vilket motsvarar surt vatten. Sjöhöjd (m) på x-axeln och absorbans y-axeln. Kvicksilverhalten är högst vid stor sjöhöjd och färgat vatten (stor absorbans). Nederst till höger: ph är konstant 7,5 vilket motsvarar neutralt vatten. I övrigt som punkten ovan. 29

Av figuren kan man utläsa att de högsta kvicksilverhalterna i abborre uppgår till runt 0,2 mg Hg/kg vv (våtvikt) när absorbansen är runt 0,15, ph understiger 6,0 och sjöhöjden överstiger 50 meter över havet. Kvicksilver i abborre ABS_F = 0.020 Kvicksilver i abborre ABS_F = 0.150 0.0075 8.0 8.0 0.065 0.035 7.5 7.5 ph 7.0 0.063 ph 7.0 0.115 6.5 6.0 0.090 0.117 0.145 0.172 6.5 6.0 0.090 0.140 0.165 0.190 0.215 Absorbans (filtrerat) 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 Sjöhöjd (m) Sjöhöjd (m) Kvicksilver i abborre ph = 6.0 0.20 0.212 0.185 0.15 0.157 0.130 0.10 0.102 0.075 0.05 0.047 Absorbans (filtrerat) Kvicksilver i abborre ph = 7.5 0.20 0.107 0.095 0.15 0.082 0.070 0.10 0.057 0.045 0.05 0.032 10 20 30 40 50 60 Sjöhöjd (m) 10 20 30 40 50 60 Sjöhöjd (m) Figur 8. Responskurvor som beskriver kvicksilverhalten i abborre (mg Hg/kg ww) som funktion av sjöhöjd (x-axeln i alla diagram), ph (överst) och absorbans (underst). Validering av PLS-modellen För att få en uppfattning om hur bra modellen beskriver kvicksilverhalterna i abborre, validerades modellen mot två oberoende datamaterial. Observerade kvicksilverhalter i abborre 1991-1992 De modellberäknade kvicksilverhalterna i abborre för ett urval av riksinventeringens sjöar (som inte ingick i kalibreringsunderlaget ovan), jämfördes med observerade kvicksilverhalter i ett antal sjöar från en undersökning 1991-1992 5. Eftersom abborrarna i denna tidigare undersökning ofta låg i viktintervallet 200-300 gram gjordes först en 30

individuell viktnormering 2 av kvicksilverhalterna till värden motsvarande ettårig abborre (10g). Därefter beräknades de medelvärden per sjö som ligger till grund för jämförelsen i Figur 9. 0,15 Validering - halter i abborre Oberoende sjöar: Modellberäknat 2004 mot observerat 1991 Samma sjöar: Observerat 2004 mot observerat 1991 Observerat 1991-92 0,10 0,05 Linjär (Oberoende sjöar: Modellberäknat 2004 mot observerat 1991) y = 0,52x - 0,01 R 2 = 0,59 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 Modellberäknat 2004 Figur 9. Validering av PLS-modellen mot observerade kvicksilverhalter i abborre 1991-92. Se text. De röda markeringarna i Figur 9 representerar en samling sjöar som är helt oberoende av det urval som ligger till grund för kalibreringen. Jämförbarheten är dock inte helt perfekt eftersom de modellberäknade halterna avser situationen 2004 och de observerade halterna åren 1991-92. Enligt figuren finns det ett samband mellan observerad och modellerad halt eftersom de röda punkterna följer den gröna regressionslinjen relativt väl. Jämförs denna linje med 1:1-linjen kan man konstatera att modellen systematiskt överskattar halterna med ungefär en faktor 2, jämfört med valideringsunderlaget från 1991/92. De blåmarkerade punkterna representerar observerade halter 2004 (istället för modellberäknade) och observerade halter 1991-92, alltså samma sjöar vid två olika provtagningstillfällen. Med förebehåll för eventuella skillnader i metodik och systematiska förändringar över tiden, bör dessa punkter rada upp sig längs 1:1-linjen. Även här är halterna 2004 systematiskt högre än vid provtagningen 1991-92. Orsaken till att halterna tycks vara systematiskt högre 2004, både för modellberäknade och observerade halter, är troligen inte att halterna faktiskt 2 I rapporten Kvicksilver i gädda och abborre från sjöar i Stockholms län 1991-1992, Länsstyrelsen i Stockholms län rapport 1993:19, redovisades halterna i abborre normerade till 200g. För att få så god jämförbarhet som möjligt gjordes här nya individuella vikts-normeringar till 10g-abborre utifrån underlagsmaterialet till rapporten i dess bilaga B:3-4. 31

har ökat, utan istället att viktnormeringen medfört en systematisk underskattning av kvicksilverhalterna i valideringsunderlaget. De genomsnittliga fiskvikterna var 1991 20-30 gånger högre än genomsnittsvikterna 2004, vilket medfört stora viktnormeringar på i storleksordningen 10 gånger. I ljuset av detta är inte den systematiska överskattningen med upp till en faktor 2 jämfört med det ganska osäkra valideringsunderlaget särskilt uppseendeväckande, utan det intressanta är att modellerade och observerade halter följer varandra. Observerade halter i gädda 1991-92 För att möjliggöra jämförelser med observerade kvicksilverhalter i 1-kg gädda från 1991-92, räknades de modellberäknade abborrhalterna om till motsvarande halter för 1-kg gädda genom multiplikation med faktorn 4,8 (samband från Meili mfl 10 ). I Figur 10 har observerade halter i gädda 1991-92 avsatts mot dessa modellberäknade halter i gädda 2004. Den gröna 1:1-linjen markerar perfekt matchning av observerade och modellerade halter. Av figuren kan man utläsa att många punkter radar upp sig längs 1:1-linjen, samt att det finns ett antal sjöar där modellen framför allt underskattar halterna. Det tydligaste exemplet är den kvicksilverkontaminerade sjön Turingen där modellen som väntat kraftigt underskattar halterna. Man kan dock konstatera att modellen sällan överskattar kvicksilverhalterna i gädda eftersom få punkter hamnar under den gröna 1:1-linjen. Detta innebär i sin tur att modellen uppträder relativt konservativt och att den snarare underskattar än överskattar kvicksilverhalterna i gädda. Kvicksilverhalt i 1kg-gädda 2 Turingen (Stst N) Observerat 1991-1992 1,5 1 Storsjön Långsjön Bornsjön GrindsjönYngern Bornan Muskan 0,5 Erken Sottern Uttran FjättersjönGetaren Tullingesjön Lejondalssjön Orlången Lillsjön Garnsviken Ältasjön Oxundasjön Magelungen Aspen Norrviken Malmsjön Långsjön (Älvsjö) Drevviken Måsnaren Vallentunasjön 0 0 0,25 0,5 0,75 1 Modellberäknat 2004 Figur 10. Validering av modellen mot uppmätta kvicksilverhalter i gädda 1991-92. 32

Sammanvägd bedömning av valideringen Sammantaget visar valideringen mot oberoende observationer av halter i abborre och gädda att modellen faktiskt med viss säkerhet kan uppskatta kvicksilverhalterna utifrån uppgifter om sjöhöjd, ph och absorbans. Att valideringen mot halter i abborre gav ett sämre resultat än valideringen mot gädda beror sannolikt på den kraftiga viktnormeringen i abborrfallet. För gädda var avvikelserna från 1 kg i regel mycket små i referensmaterialet. Uppskattad kvicksilverhalt i abborre i länets sjöar Med hjälp av PLS-modellen har kvicksilverhalten i 1-årig abborre beräknats även för ytterligare ett stort antal sjöar i länet. Detta har gjorts med hjälp av de framkomna sambanden och på basis av den inventering av vattenkvalitén i de drygt 120 sjöar i länet som genomfördes år 2000. Resultaten redovisas i bilaga 3. 33

Tidigare undersökningar trender Stockholms läns sjöar 1991-92 Som redan nämnts genomförde Länsstyrelsen i Stockholms län med hjälp av Uppsala universitet i början av 1990-talet en undersökning av kvicksilverhalten i fisk i ett sextiotal av länets sjöar 5. Undersökningen visade bland annat: att vattnets innehåll av lösta joner (konduktivitet) visade starkast samband med kvicksilverhalten i fisk bland de studerade vattenkemiska och sjömorfometriska faktorerna och därför verkade ha störst betydelse för att minska kvicksilverhalten (ju mer joner desto lägre kvicksilverhalt), att dessa sjöar ofta är näringsrika och högproduktiva, vilket innebär att de innehåller stora mängder organiskt material som genom biologisk utspädning kan minska kvicksilverhalten i fisk, att kvicksilverhalten generellt sett var högre i fisk från sjöar söder om Mälaren jämfört med sjöar i de norra delarna av Stockholms län, att några tydliga tendenser till förändringar av kvicksilverhalten i gädda i de undersökta sjöarna jämfört med tidigare mätningar inte kunde urskiljas. Stora skillnader i kvicksilverhalt registrerades i abborre, från 0,05 mg/kg till över 1 mg/kg färskvikt. Undersökningen omfattade även sjöar med dokumenterade kvicksilverproblem, såsom Turingen i Södertälje. De abborrar som ingick i undersökningen 1991-92 låg inom viktsintervallet 100-600 gram, och var således större än de fiskar som undersöktes 2004. Tio sjöar i Stockholms län 1996 I syfte att studera eventuella samband mellan metallhalter i fisk (bland annat abborrlever) och en rad omgivningsfaktorer, genomförde forskare vid Uppsala universitet 1996 en undersökning av tio mindre sjöar i Stockholms län 6. Undersökningen ingick i Naturvårdsverkets projekt Metaller i stad och land. Med hjälp av statistiska analyser erhölls bland annat ett positivt samband mellan kvicksilverhalt i abborre och inslaget av våtmark i sjöarnas avrinningsområden. Det är tidigare känt att kvicksilver i hög grad transporteras till sjöar med humus, som i sin tur är relaterat till förekomsten av våtmark 7. Det erhållna sambandet styrker således tidigare gjorda iakttagelser. Mälaren 2001 Från sex delområden av Mälaren, däribland Norra Björkfjärden i västra delen av Stockholms län, insamlades 2001 ett sort fiskmaterial för undersökning av bland annat kvicksilver 8. De fiskarter som undersöktes var gös 34

och gädda samt i vissa områden även abborre, däribland i Björkfjärden. För undersökningen svarade Mälarens Vattenvårdsförbund med hjälp av Miljöforskargruppen. Även i den studien undersöktes större abborrar än i Stockholms län 2004. Medelvikten hos abborre från N. Björkfjärden uppgick till 85 gram (20 cm). Kvicksilverhalten i dessa abborrar låg i genomsnitt på 0,15 mg/kg färskvikt. Med samma normeringsförfarande som ovan innebär detta en kvicksilverhalt i 10g-abborre på cirka 0,04 mg Hg/kg våtvikt. En jämförelse mellan dessa tidigare undersökningsresultat och de från 2004 visar på en god överensstämmelse. De konstaterade sambanden mellan olika omgivningsfaktorer och kvicksilverhalten i fisk från länets sjöar överensstämmer även väl med de generella samband som presenteras i Naturvårdsverkets nyligen utkomna sammanställning om kvicksilver i miljön 9. Trendanalys för sjöar i Tyresta 1994-2004 I de tre sjöarna Stensjön, Långsjön och Årsjön i Tyresta nationalpark har kvicksilverhalten bestämts årligen under en längre tidsperiod. Här har det därmed varit möjligt att undersöka utvecklingen över tiden. Eftersom kvicksilverhalten, som tidigare nämnts, varierar systematiskt med fiskens storlek (ålder, vikt, längd) blir de enskilda observationerna mer jämförbara om de normeras mot fiskens storlek, i detta fall vikten (se tidigare faktaruta). I Figur 11 kan medelhalterna under perioden jämföras för både viktnormerade och onormerade kvicksilverhalter i Tyrestasjöarna. Man kan skönja en trend i undersökningsmaterialet mot ökande kvicksilverhalter i abborre under senare år, framför allt i Årsjön och möjligen även i Långsjön. Viktnormeringen tenderar att förstärka denna trend. En statistisk analys av årsmedelvärdena visar dock att ingen av trenderna är statistiskt signifikant (spearman rang icke-parametriskt test). Den längre serien från Stensjön visar också att halterna 1994-1995 var i nivå med de höga halter som uppmätts på senare år. Under perioden 1998-2004 följer de tre sjöarna ungefär samma mönster, oberoende av om halterna är viktnormerade eller inte. Den till synes ökande kvicksilverhalten under perioden 2000-2003 kan ha samband med den extrema klimatserie under denna period som inleddes med två blöta år (2000-2001) följt av två torra år (2002-2003). Den ökande serien bröts 2004 då halterna var lägre i alla tre sjöarna, jämfört med föregående år. Av Figur 11 kan man också se att medelvikten tenderar att minska under perioden. Detta är en förklaring till att haltökningen verkar förstärkas något genom viktnormeringen. 35