Källfördelningsanalys på delavrinningsnivå i Östergötland

EXAMENSARBETE 2005:26 HIP Källfördelningsanalys på delavrinningsnivå i Östergötland MALIN NILSSON HÖGSKOLEINGENJÖRSPROGRAMMET Miljö- och kvalitetsmanagement Luleå tekniska universitet Institutionen för industriell ekonomi och samhällsvetenskap Avdelningen för kvalitetsteknik & miljöledning 2005:26 HIP ISSN: 1404-5494 ISRN: LTU - HIP - EX - - 05/26 - - SE

Förord Länsstyrelsen i Östergötlands län initierade via sin Miljövårdsenhet respektive avdelningen för miljöanalys utförandet av en källfördelningsanalys inom tre avrinningsområden i länet. Arbetet har utförts som ett examensarbete omfattande tio poäng mellan november 2004 och februari 2005. Examensarbetet är en del av utbildningen Miljö- och Kvalitetsmanagement vid Luleå Tekniska universitet. Uppgiften har varit att beskriva källor till fosfor- och kväveutsläpp i tre avrinningsområden i Östergötland samt att analysera deras bidrag till utsläppen. Till mitt förfogande har jag haft litteratur inom området samt den stora samlade kunskap om miljöfrågor som finns på miljövårdsenheten på Länsstyrelsen. Jag vill framföra ett speciellt tack till min kontaktperson på Länsstyrelsen, Niclas Bäckman, limnolog, samt till Erik Årnfeldt, biolog, för den hjälp de har bistått mig med under arbetets gång. Tack även till min handledare Thomas Olsson vid avdelningen för Kvalitets- och miljöledning vid Luleå Tekniska Universitet. Linköping 050331

Sammanfattning Övergödning är ett av de största miljöproblemen i Östergötlands län. Övergödningsproblemet bottnar i en ökad tillförsel av kväve och fosfor från mänskliga aktiviteter till sjöar och vattendrag, vilket ger många negativa konsekvenser för bland annat den biologiska mångfalden. Syftet med detta examensarbete var att utföra en källfördelningsanalys för tre områden som inom olika övervakningsprogram uppvisat mycket höga eller extremt höga näringshalter. De tre avrinningsområden som behandlas är Svinstadsjön, Skenaån och Lillån (se karta i bilaga 3). En källfördelninganalys är en förteckning över, och analys av, vilka källor som bidrar till ett visst problem och med hur mycket varje källa bidrar till problemet. I detta fall är problemet de utsläpp av kväve och fosfor som sker till sjöar och vattendrag i tre avrinningsområden i Östergötland. Källfördelningsanalysen har i denna rapport utförts för de olika källorna: Markläckage -Jordbruksmark -Skogsmark -Hyggen -Övrig öppen mark -Sankmark Deposition på sjöytor Utsläpp från stora punktkällor såsom industrier och avloppsreningsverk Utsläpp från små punktkällor-enskilda avlopp Datatyp och beräkningsmetod varierar. Markläckaget har beräknats med hjälp av olika så kallade typhalter som anger värden för hur mycket fosfor eller kväve som lakas ut från olika typer av marker. Depositionen beräknades för kväve utifrån nedfallsmätningar gjorda av Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Insitut, SMHI, och för fosfor med hjälp av en typhalt. Utsläpp från industrier och avloppsreningsverk beräknades med hjälp av verksamheternas egna miljödata och enskilda avlopp med hjälp av statistik från SCB. Resultatet visar att det totalt från de beräknade källorna tillförs ca 10,3 ton fosfor per år till Lillån, till Skenaån ca 5,0 ton per år och till Svinstadsjön ca 0,8 ton per år. Det totala bidraget av kväve från de olika källorna till Lillån är 223,1 ton/år, till Skenaån 208,2 ton/år och till Svinstadsjön 13,8 ton/år. Beräkningarna av arealförlusterna för delavrinningsområden visar ett tydligt samband mellan hög andel jordbruksmark och hög arealförlust. För fosfor är arealförlusten mer jämnt fördelad mellan delavrinningsområden, men även där ses samma mönster mellan skogsdominerade områden och jordbrukstäta områden. Jordbruksmarken är den enskilt största utsläppskällan av både kväve och fosfor. Näst största källan för fosfor är de enskilda avloppen. För fosfor är dessa två de helt dominerande källorna. För kväve är enskilda avlopp inte en lika stor källa procentuellt och som andra största källa kan till exempel i Svinstadsjön ses sjödepositionen. Det finns dock en variation mellan delavrinningsområden i vilken som är den största källan. ii

Abstract Cultural euthrophication is a major enivronmental issue in Östergötland. The source of the problem is the extensive input of nitrogen and phosphorus to lakes and rivers due to human activities, which causes serious negative effects on among other things the biodiversity. The objective of this report has been to make a source analysis for three catchment areas in the region of Östergötland, Sweden. The three catchment areas have shown very high or extremely high levels of nutrients in different monitoring programs. The three catchment areas concerned are Svinstadsjön, Skenaån and Lillån (shown on map in appendix 3). A source analysis is a summary, and the analysis, of the sources that contribute to a certain problem. In this case, the problem is the emission of nitrogen and phosphorous to lakes and rivers in three catchment areas in Östergötland. The source analysis in this report has been performed for the following sources: Soil leakage o Agricultural land o Forestland o Clear-cut areas o Other open land o Marshlands Deposition on lake surfaces Emissions from large point sources such as industries and wastewater treatment plants Emissions from smaller point sources- private wastewater outlets The data and method used to calculate the contribution from different sources vary. The soil leakage was calculated from so called type-values which are generalized values that give the concentration of phosphorus and nitrogen in runoff from different types of soil. The deposition of nitrogen on lake surfaces was calculated from deposition measurements, performed by the Swedish Meteorological and Hydrological Insitute, SMHI. For phosphorous deposition a type-value was used. The emission from large point sources was calculated from environmental reports, and private wastewater outlets from statistics from the Central Bureau of Statistics, SCB. The calculations show that, in total, the contribution from the various sources was approximately 10,3 tons of phosphorus per year to Lillån, 5,0 tons/year to Skenaån and about 0,8 tons/year to Svinstadsjön. For nitrogen the contribution is approximately 223,1 tons/year to Lillån, 208,2 tons/year to Skenaån and 13,8 tons/year to Svinstadsjön. The calculations of areal-loss for partial catchment areas, show a clear relation between large areas of agricultural land and high values of nitrogen areal-loss. The areal-loss for phosphorus is more evenly distributed between partial catchment areas but the same pattern can be observed there also between forested and agricultural areas. Agricultural land is the largest source of emission to both nitrogen and phosphorus. The second largest source for phosphorus is the private wastewater outlets. For phosphorus these two sources are clearly dominating. For nitrogen the private wastewater outlets are not as dominating and second largest source is for example waterdeposition in Svinstadssjön. There is however a variation between partial catchments in which is the largest source. iii

Begreppsförklaring SOIL/SOILN-modellen- matematisk modell som beräknar rotzonsutlakningen av kväve för olika kombinationer av grödor, gödsling, normskörd, jordbruksstrategier, jordart och klimatfaktorer (Johnsson & Mårtensson, 2002). SOILNBD- Simuleringsverktyg kopplat till SOIL/SOILN-modellen som möjliggör utförandet av beräkningar för många olika odlingssituationer (Johnsson & Mårtensson, 2002). MATCH- Mesoscale Atmospheric Transport and Chemistry Model- används för att skapa en bild över spridningen av luftföroreningar i en region, ett system för studier av luftföroreningar (SMHI, 2004). HBV- modell för beräkning av avrinning. Drivs av dygnsvärden på lufttemperatur och nederbörd. Tar hänsyn till avdunstning, markfuktighet, och fördröjningseffekter i magasin (Brandt & Ejhed, 2002). HBV-N- Kvävemodell kopplad till HBV. Simulerar tranformation och transport av kväve (Brandt & Ejhed, 2002). IAKS- Integrerat Administrativt Kontrollsystem- jordbruksverkets register för stödutbetalningar (Jordbruksverket, 2001). Retention- samlingsbegrepp för olika kvarhållande processer i mark och vatten (Arheimer, 1999). Deposition- process som avlägsnar ett ämne ur luften till mark eller vatten (Nationalencyklopedin, 2004a). Urlakning- process som innebär att växtnäringsämnen och lättlösliga ämnen frigörs och tvättas bort med avrinnande vatten (Nationalencyklopedin, 2004b). iv

Innehållsförteckning 1. INLEDNING... 1 1.1 BAKGRUND OCH PROBLEMBESKRIVNING... 1 1.2 SYFTE...2 1.3 AVGRÄNSNINGAR... 2 1.4 METODBESKRIVNING... 2 1.4.1 Vetenskapligt angreppssätt... 3 1.4.2 Forskningsmetod... 3 1.4.3 Reliabilitet och validitet... 3 2. BAKGRUNDSFAKTA... 5 2.1 ÖVERGÖDNING SÖTVATTEN... 5 2.1.1 Eutrofiering och naturlig igenväxning av sjöar... 5 2.1.2 Övergödning- antropogen påverkan... 6 2.2 NATIONELLA OCH REGIONALA MILJÖMÅL FÖR ÖVERGÖDNING... 6 2.3 TRANSPORT, RETENTION, KÄLLFÖRDELNING, TRK... 6 2.4 EU:S RAMDIREKTIV FÖR VATTEN... 7 2.5 GEOGRAFISKA INFORMATIONSSYSTEM, GIS... 7 3. OMRÅDESINFORMATION... 8 3.1 SKENAÅNS AVRINNINGSOMRÅDE... 8 3.2 LILLÅNS AVRINNINGSOMRÅDE... 8 3.3 SVINSTADSJÖNS AVRINNINGSOMRÅDE... 9 3.4 OMRÅDESINDELNING... 9 4. INDATA OCH BERÄKNINGSMETOD... 10 4.1 AVRINNING... 10 4.2 RETENTION... 11 4.3 MARKLÄCKAGE... 11 4.3.1 Kväveläckage från jordbruksmark... 12 4.3.2 Fosforläckage från jordbruksmark... 12 4.3.3 Fosforläckage från betesmark... 13 4.3.4 Övrigt markläckage... 13 4.4 DEPOSITION PÅ VATTENYTOR... 14 4.5 PUNKTKÄLLOR... 14 4.5.1 Enskilda avlopp... 14 4.5.2 Industrier och avloppsreningsverk... 16 4.6 AREALFÖRLUST KVÄVE OCH FOSFOR... 16 4.7 JÄMFÖRELSE MED UPPMÄTTA VÄRDEN... 16 5. RESULTAT KÄLLFÖRDELNING... 17 5.1 KVÄVE... 17 5.2 FOSFOR... 19 5.3 JÄMFÖRELSE MED UPPMÄTTA VÄRDEN... 20 6. DISKUSSION... 21 6.1 DISKUSSION AV INDATA OCH BERÄKNINGSMETOD... 21 6.1.1 Retention... 21 6.1.2 Enskilda avlopp... 21 6.1.3 Industrier och reningsverk... 22 v

6.1.4 Markläckage... 22 6.1.5 Deposition på sjöytor... 22 6.2 KÄNSLIGHET... 23 6.2.1 Enskilda avlopp... 23 6.2.2 Markläckage... 23 6.3 SLUTSATSER... 24 vi

1. Inledning 1.1 Bakgrund och problembeskrivning Övergödning är ett stort miljöproblem. De ämnen som främst orsakar övergödning är näringsämnena kväve och fosfor. I sötvatten är fosfor det ämne som oftast orsakar övergödning och i havet är det kväve (Brandt & Gröndal, 2000). För de tre avrinningsområden som avhandlas i denna rapport är således fosfor det viktigaste ämnet. Kväve beräknas dock också eftersom det transporteras via sjöar och vattendrag till havet och bidrar till övergödningen där. Alla sjöar blir mer och mer näringsrika med tiden. Utsläpp och läckage av fosfor från mänskliga verksamheter leder dock till näringshalter i sjöar och vattendrag mycket högre än de normala och skyndar därför på de naturliga förloppen. Det som händer när näringsämnen tillförs sjöar och vattendrag är att produktionen av alger ökar. Den höga algproduktionen kan negativt påverka en sjö på många sätt; de hindrar solljus att nå ner i sjön eller vattendraget vilket hämmar vattenväxternas levnadsmöjligheter. När de bryts ned förbrukas syre på botten, vilket kan leda till syrefria bottnar, vilket bottenfaunan har svårt att klara av. De ökar också sedimentationshastigheten vilket gör att sjöarna växer igen snabbare än de skulle ha gjort under naturliga förhållanden. Algerna kan också ge vattnet dålig smak och bilda stora flytande mattor som luktar illa och ser oestetiska ut. På detta sätt störs den biologiska mångfalden och rekreationsvärden minskar (Cornwell & Davis, 1998). För utförligare beskrivning se kapitel 2.1. I Östergötlands län är övergödning ett av de största miljöproblemen. De dominerande källorna till utsläpp av övergödande ämnen är jordbruk, enskilda avlopp och reningsverk (Länsstyrelsen, 2004). Länsstyrelsen i Östergötland har för att minska övergödningsproblemet i länet identifierat områden med speciellt höga näringshalter, så kallade hot spots. För dessa områden ska all befintlig bakgrundsinformation sammanställas och presenteras för de berörda kommunerna. Med hjälp av denna information ska berörda parter kunna ta fram och genomföra åtgärdsplaner. I dagsläget saknas en detaljerad källfördelning för näringsläckaget i många av hot spot områdena. En källfördelningsanalys är en förteckning över, och analys av, vilka källor som bidrar till ett visst problem och med hur mycket varje källa bidrar till problemet. I detta fall är problemet de utsläpp av kväve och fosfor som sker till sjöar och vattendrag i tre avrinningsområden i Östergötland. De tre avrinningsområden som behandlas här valdes av länsstyrelsen eftersom de har uppvisat mycket eller extremt höga halter näringsämnen och därför är ur åtgärdssynpunkt intressanta områden. För att göra en källfördelning kartläggs de potentiella utsläppskällor, både punktkällor och diffusa källor, som finns för kväve och fosfor i ett definierat område. På olika sätt beräknas hur mycket varje källa bidrar till fosfor- och kvävetillförseln i ett visst vattendrag, en sjö eller havet. Genom att skapa en bild av fördelningen över källorna kan åtgärder planeras. Vissa utsläppskällor är lättare att åtgärda än andra och andra ger större effekt för miljön. En prioriteringsordning kan sättas upp och de ansvariga parterna kan lägga upp sitt arbete så att de ger bäst effekt. 1

Den källfördelninganalys som utförs i denna rapport är ett steg i arbetet med att uppnå de regionala miljömålen för övergödning. De regionala miljömålen har tagits fram av Länsstyrelsen i Östergötland och anger bland annat hur mycket den vattenburna belastningen av fosfor och kväve skall minska fram till 2010. För mer information se kapitel 2.2. 1.2 Syfte Syftet är att utföra en källfördelningsanalys för tre områden som inom olika övervakningsprogram uppvisat mycket höga eller extremt höga näringshalter enligt Naturvårdsverkets bedömningsgrunder (se bilaga 1). Detta innebär 50-100 µg totalfosfor eller 1250-5000 µg totalkväve per liter, respektive >100 µg totalfosfor per liter eller >5000 µg totalkväve per liter. 1.3 Avgränsningar För att arbetet inte ska bli för omfattande och för att en mer djupgående analys ska vara möjlig har arbetet avgränsats till att omfatta tre avrinningsområden. Dessa är Svinstadsjöns-, Skenaåns-, och Lillåns avrinningsområden. Dessa områden valdes på grund av att uppvisat mycket höga eller extremt höga kväve och fosfor halter och därför är intressanta ur åtgärdssynpunkt. Källfördelningenanalysen har utförts enbart för följande källor: Markläckage -Jordbruksmark -Skogsmark -Hyggen -Övrig öppen mark -Sankmark Deposition på sjöytor Utsläpp från stora punktkällor såsom industrier och avloppsreningsverk Utsläpp från små punktkällor-enskilda avlopp Det finns även andra utsläppskällor, men bidrag från dessa anses försumbara i sammanhanget. För enskilda avlopp har inte anläggningens ålder tagits hänsyn till eftersom tillgång till pålitliga data saknas. Inte heller har avståndsberoende retention beräknats eftersom data angående avloppens avstånd till vatten inte varit tillgängliga. Endast för sjöytor beräknas depositionen som en separat källa eftersom depositionen på övrig mark ingår i typhalterna för de olika markläckagen. Markretention beräknas endast för kväve, då inga data finns för markretention av fosfor. 1.4 Metodbeskrivning För att denna studie ska uppfylla det uppsatta syftet, samt leda till användbara resultat är det viktigt att välja ett vetenskapligt angreppssätt och en metod som är lämplig för problemområdet ifråga. 2

1.4.1 Vetenskapligt angreppssätt Induktiv eller deduktiv metod Induktiv metod: att genom studier av fenomen i verkligheten dra slutsatser som kan ses som mer allmängiltiga och generella (Eriksson & Wiedersheim-Paul, 1989). Det vill säga att genom att studera ett antal enskilda fall se generella samband och dra slutsatser utifrån detta, att se det allmänna i det enskilda (Nationalencykopedin, 2004c). Deduktiv metod: Denna metod utgår ifrån att en vetenskaplig teori har formen av en hypotes. Teorin prövas genom observationssatser. Med detta menas att man genom observation kan avgöra om satsen stämmer eller inte. Om en observationssats visar sig inte stämma kan teorin förkastas. Däremot kan en teori aldrig slutgiltigt bekräftas eftersom någon observationssats kan ha översetts eller inte är känd (Nationalencykopedin, 2004d). I denna rapport kommer en induktiv metod att användas, därför att den anses som mest lämpad på grund av problemets natur. Kvalitativ eller kvantitativ metod En kvantitativ metod är en metod som bygger på och utmynnar i numeriska observationer (Backman, 1998). Empiriska och kvantifierbara data samlas in och sammanfattas i statistisk form som sedan analyseras (Nationalencyklopedin, 2004e). I en kvalitativ metod används inte siffror eller tal utan snarare åsikter värderingar och resultatet blir således verbala formuleringar (Backman, 1998). Undersökaren befinner sig själv i den sociala verklighet som analyseras, till exempel vid intervjuer och försöker att studera både individers handling och deras innebörder. Ofta omfattar kvalitativa studier mindre populationer än kvantitativa. Kvalitativa studier är vanligare inom samhällsvetenskapen (Nationalencyklopedin, 2004f). Denna rapport är en kvantitativ studie där grundmaterialet är siffror av olika typ på vilka resultaten kommer att baseras och analys kommer att utföras. 1.4.2 Forskningsmetod En undersökning kan göras på många olika sätt. Beroende av forskningsfrågans natur lämpar sig olika metoder mer eller mindre väl. För empiriska studier såsom denna finns tre stycken huvudmetoder (Bell, 2000): Surveyundersökningar, som tillexempel enkäter eller intervjuer där syftet är att få fram information som kan analyseras och jämföras för att eventuellt få fram ett mönster. Experimentella metoder, där resultatet är baserar på olika experiment. Fallstudier, där en avgränsad aspekt av ett problem studeras under begränsad tid. Den metod som används i detta examensarbete är svår att helt klassificera som någon av dessa tre. Den som kommer närmast är fallstudien. De tre avrinnigsområdenas är unika, men vissa slutsatser kan dras som är användbara även inom områden med liknande förutsättningnar, och den som ska göra en liknande studie i framtiden kan ha nytta av de slutsatser som dragits samt problem och osäkerheter som stötts på. 1.4.3 Reliabilitet och validitet Begreppet validitet har ingen klar definition, men Eriksson och Wiedersheim-Paul, (1989) har definierat det som ett mätinstruments förmåga att mäta det som man avser att det ska mäta. 3

Det talas om inre och yttre validitet, där den inre avser hur väl begrepp och de mätbara definitionerna av dem stämmer överens. Den inre validiteten kan alltså bedömas redan innan empiriska data samlats in. Den yttre avser överensstämmelsen mellan det mätvärde man får fram och verkligheten. Även om den inre validiteten är bra men data samlas in på fel sätt eller från ofullständiga källor kan resultatet bli oanvändbart (ibid). För att säkra validiteten i denna rapport kommer regelbundna återkopplingar med handledare på universitetet och med kontaktperson på Länsstyrelsen att genomföras. Många liknande studier har också genomförts tidigare och metoderna i dessa ger vägledning till ett lämpligt tillvägagångssätt. Reliabiliteten är ett ytterligare krav där ett mätinstruments eller ett tillvägagångssätts tillförlitlighet och stabilitet åsyftas (Eriksson & Wiedersheim-Paul, 1989). Den är ett mått på i vilken utsträckning ett mätinstrument eller ett tillvägagångssätt ger samma resultat vid olika tillfällen under i övrigt lika omständigheter (Bell, 2000). Om någon annan skulle vilja göra om denna studie, är det då sannolikt att denne skulle komma fram till samma resultat (Eriksson & Wiedersheim-Paul, 1989)? Genom att ge en detaljerad beskrivning av tillvägagångssätt och grunddata avser författaren av denna rapport att säkra reliabiliteten. Datainsamling De data som samlas in kan vara av två typer. Data som redan finns kallas sekundärdata och data som måste samlas in kallas primärdata. Det är vanligen enklare och billigare att använda sig av sekundärdata (Eriksson & Wiedersheim-Paul, 1989). I denna rapport kommer endast sekundärdata att användas, då insamlandet av primärdata skulle vara alltför tidskrävande. Databehandling Data behandlas med hjälp av programmet ArcView 3.2b och Microsoft Excel. 4

2. Bakgrundsfakta Nedanstående kapitel innehåller allmän fakta som är av betydelse för problemområdet i fråga. 2.1 Övergödning sötvatten Övergödning kallas ibland för eutrofiering men det finns en skillnad mellan begreppen. Skillnaden är att övergödningen är kopplad till den av människor ökade näringstillförseln som leder till allt näringsrikare sjöar, medan eutrofiering är en naturlig process som alla sjöar går igenom (Skoog, 2000). För att förstå problemet med övergödda sjöar behövs en förståelse om alger och faktorerna som leder till algtillväxt. Alger behöver makronäringsämnen som kol, kväve och fosfor och mikronäringsämnen som till exempel olika metaller. Så länge alla dessa essentiella (nödvändiga) ämnen finns kan algerna fortsätta växa, men om ett ämne tar slut upphör tillväxten oavsett hur mycket som finns av de andra ämnena. Det ämne som finns i minst kvantitet i förhållande till behovet och oftast tar slut kallas för tillväxtbegränsande ämne. I sötvatten är detta ämne oftast fosfor (Cornwell & Davis, 1998). När tillgången på fosfor blir större ökar algtillväxten. Stora mängder alger gör vattnet grumligt och solljus får svårt att tränga ner i vattnet (Cornwell & Davis, 1998). Eftersom alla växter är beroende av solljus för fotosyntesen försämrar detta deras tillväxtmöjligheter. Fotosyntesen är den process genom vilken växter omvandlar ljus till kemisk energi som används för cellens uppbyggnad. Fotosyntesen är den viktigaste av naturens uppbyggande processer. Med hjälp av denna länkar växterna samman energi från solen med material (primärt växtnäringsämnen). Växterna utgör basen i ett ekosystem; de är primärproducenter. De äts av växtätare som i sin tur äts av rovdjur. Om växternas tillväxt hämmas, hämmas alltså även hela det ekosystem som är beroende av dem (Skoog, 2000). När algerna dör sjunker de ner till sjöbotten och bryts ner av bottenlevande organismer. I nerbrytningsprocessen förbrukas syre och i en näringsrik sjö med hög produktion är denna process tillräckligt kraftig för att förbruka allt syre på botten. Detta tillstånd, syrefria bottnar, är något som många organismer i bottenfaunan inte klarar av. På detta sätt påverkar höga näringshalter i en sjö den biologiska mångfalden negativt. I näringsrika sjöar kan också bildas mattor av flytande alger som kan ge vattnet dålig smak och lukt. Ibland sker också kraftig blomning av giftbildande blågröna alger som gör vattnet mer eller mindre toxiskt. Detta minskar sjöns värde som rekreationsområde och dricksvattenkälla (Cornwell & Davis, 1998). 2.1.1 Eutrofiering och naturlig igenväxning av sjöar Den biologiska nedbrytningen, samt den tillförsel av material som sker via tillrinningen, gör att bottensedimentet i en sjö växer, vilket medför att sjön blir allt grundare med tiden. Detta är något som sker naturligt i alla sjöar och leder till att de växer igen förr eller senare. Hur snabbt det går beror av vilken berggrund, jordmån och klimat som finns i området. Dessa faktorer påverkar bland annat hur mycket näringsämnen som tillförs vattnet vilket i sin tur påverkar produktionen. I ett område med lättvittrade bergarter och näringsrika jordar växer sedimentlagret med en ungefärlig hastighet av 0,5-5 mm per år. I områden med magra jordarter och svårvittrad berggrund är hastigheten endast 0,1-0,2 mm per år (Brandt & Gröndal, 2000). 5

2.1.2 Övergödning- antropogen påverkan Genom människans bidrag av näringsämnen som i vissa fall ger näringshalter långt över de normala, ökar produktionstakten och de negativa effekternas framträdande. De naturliga processerna skyndas därvid på (Cornwell & Davis, 1998). Sedimentlagrets tillväxttakt ökar avsevärt och kan i vissa sjöar vara flera centimeter per år. Detta förkortar sjöarnas livslängd betydligt (Brandt & Gröndal, 2000). 2.2 Nationella och regionala miljömål för övergödning Riksdagen har fastställt femton nationella miljökvalitetsmål för att kunna lösa de stora miljöproblemen inom en generation. Det som berörs i denna rapport är miljömål 7, Ingen övergödning, som lyder: Halterna av gödande ämnen i mark och vatten ska inte ha någon negativ inverkan på människors hälsa, förutsättningarna för biologisk mångfald eller möjligheterna till allsidig användning av mark och vatten (Naturvårdsverket, 2004). Ett antal nationella delmål har också fastställts (se bilaga 2). Fyra av de fem nationella delmålen för övergödning har preciserats av länsstyrelsen i Östergötland till länsnivå i de regionala delmålen nedan. De regionala miljömål som främst berörs i detta projekt är de två första målen, men eftersom även luftburna utsläpp når vattendrag efter deposition på land och direkt på vattenytor är även delmål tre och fyra aktuella. 1. 2010 ska den vattenburna belastningen av fosforföreningar på sjöar, vattendrag och kustvatten orsakad av mänsklig påverkan ha minskat med minst 15 procent jämfört med 1995 års nivå, till 320 ton (Länsstyrelsen, 2004). 2. 2010 ska den vattenburna belastningen av kväve på länets kustvatten orsakad av mänsklig påverkan ha minskat med minst 30 procent från 1995 års nivå, till 3 600 ton (Länsstyrelsen, 2004). 3. 2010 ska utsläppen av ammoniak ha minskat med minst 15 procent från 1995 års nivå, till 2 800 ton (Länsstyrelsen, 2004). 4. 2010 ska utsläppen av kväveoxider till luft ha minskat med minst 45 procent jämfört med 1999 års nivå, till 4 400 ton eller mindre (Länsstyrelsen, 2004). 2.3 Transport, retention, källfördelning, TRK TRK är ett projekt utfört av Sveriges Meteorologiska och hydrologiska institut, SMHI och SLU (Sveriges lantbruksuniversitet) på uppdrag av Naturvårdsverket. Projektet var färdigt 2002 och utmynnade i en belastningsberäkning och källfördelning för kväve och fosfor från hela Sverige till de havsbassänger som omger Sverige. Avsikten med projektet var även att ta fram rutiner för användning i nationell och internationell rapportering samt för analyser inom EU:s ramdirektiv för vatten (Brandt & Ejhed, 2002). I detta arbete har rapporten från TRKprojektet (Brandt & Ejhed, 2002) samt underlagsrapporten (Johnsson & Mårtensson, 2002) använts som källa för viss indata, typhalter, antaganden och beräkningsmetoder. Den indelning av avrinningsområden som används kommer även den till stor del från TRKprojektet (se kap 3.4). Alla typhalter är inte framtagna inom eller speciellt för TRK-projektet, men i rapporterna ges samlad information om vilka som använts. 6

2.4 EU:s ramdirektiv för vatten Syftet med EU:s ramdirektiv för vatten, är att skapa en sammanhållen och övergripande lagstiftning för alla EU-länder och för alla typer av vattenanvändning. Ramdirektivet trädde i kraft 2002 och är i sig är ingen lag men ska som namnet antyder ange ramarna för EUländernas lagstifning. Detta syfte tillsammans med att organisationen ska utgå ifrån avrinningsområden, de naturliga vattengränserna, där vattenarbetet förr ofta utgick ifrån administrativa gränser som kommuner eller län, ska bidra till att komma till rätta med brister i vattenmiljön (Aniansson & Vidarve, 2003). Målet för vattendirektivet är god vattenstatus - bevarad och förbättrad vattenkvalitet och ingen försämring. Med god status menas god ekologisk och kemisk status för ytvatten, för grundvatten god kemisk och kvantitativ (i tillräcklig mängd) status samt god ekologisk potential för kraftigt modifierade och konstgjorda vatten. Ramdirektivet föreskriver att alla medlemsländer ska vidta åtgärder samt upprätta åtgärdsplaner i syfte att nå dessa mål, där åtgärdsplanerna är ett absolut krav. Det bör också påpekas att ramdirektivet anger minimikrav för vad medlemsländerna måste göra för att uppnå god vattenstatus. Medlemsländerna är fria att ha strängare miljökrav än direktivet anger (Ibid.). 2.5 Geografiska informationssystem, GIS GIS är ett verktyg för att hantera information som är lägesbunden, det vill säga kan knytas till en viss geografisk plats. Objekt presenteras ofta på någon typ av karta och med GIS kan även de egenskaper eller attribut som hör till objekten hanteras. Exempel på attribut kan vara befolkningsstatistik i ett visst område eller trafikflöden på en viss sträcka (Esri, 2004a). Programvara är det som oftast hamnar i fokus när GIS diskuteras men begreppet innefattar förutom det även data, hårdvara, och den administrativa organisation som behövs (Esri, 2004a). Det program som har använts för databehandling och framtagande av kartbilder m.m. i detta projekt är ArcView. ArcView är den mest använda GIS-programvaran i världen och används för att visualisera, hantera, skapa och analysera geografisk data (Esri, 2004b). Med ArcView kan olika sorters kartor kombineras med varandra. Arbetet sker med hjälp av digitala kartlager som kan läggas ovanpå varandra. För att till exempel få reda på hur många hus i ett visst område som ligger på en viss jordart kombineras en digital jordartskarta med en digital fastighetskarta. Om detta skulle göras på papperskartor skulle det innebära mycket arbete. Den ena kartan skulle till exempel behöva vara genomskinlig eller så skulle koordinater behöva jämföras mellan de båda. I detta examensarbete har GIS använts till att ta fram kartor, göra lägesbestämningar av källor, definiera områden och som underlag till beräkningar. 7

3. Områdesinformation Beskrivningar av Skenaåns-, Svinstadsjöns- och Lillåns avrinningsområden. 3.1 Skenaåns avrinningsområde Figur 1: Skenaåns avrinningsområde Området ligger till största delen i Motala och Mjölby kommuner men även till viss del i kommunerna Boxholm och Vadstena. Tätorter i området är Skänninge, Hogstad och delvis Mjölby och Fågelsta (figur 1). Området är sjöfattigt och består av två delavrinningsområden med en total area av cirka 16000 hektar eller 160 km 2. Området är beläget på Östgötaslätten och utgörs till största delen av jordbruksmark med inslag av barrskog (Metria, 2003). Skenaån rinner vidare ut i Svartån som mynnar i sjön Roxen. Vissa mindre biflöden har utelämnats i figur 1 för att öka tydligheten. 3.2 Lillåns avrinningsområde Figur 2: Lillåns avrinningsområde Det finns ett antal åar med namnet Lillån i Östergötland så för att tydliggöra vilken som avses här finns en översiktskarta i bilaga 3. Området ligger huvudsakligen i Linköpings samt Mjölby kommuner med en mindre del i Boxholms kommun. Tätorter i området är Sjögestad, Vikingstad, Skeda udde, Nykil och delvis Malmslätt och Slaka (figur 2). Arean är cirka 52000 hektar eller 52 km 2 (Metria, 2003). Lillån rinner ut i Svartån som mynnar i Roxen. Den norra delen av området domineras av jordbruksmark. Den södra delen ligger i Östergötlands södra skogsbälte och domineras av skogsmark. Området består av 12 delavrinningsområden enligt SMHI:s indelning, men eftersom två mindre delavrinningsområden i denna rapport slagits ihop med närliggande områden har det i denna version endast 10 stycken delavrinningsområden. 8

3.3 Svinstadsjöns avrinningsområde Området ligger i Linköpings och Åtvidabergs kommuner. Den enda tätorten i området är Bankekind, (figur 3). Arean är cirka 4000 hektar eller 40 km2. Området är skogsdominerat, men omfattar även en del jordbruksmark. Området har inga delavrinningsområden enligt SMHI:s indelning. Figur 3: Svinstadsjöns avrinningsområde 3.4 Områdesindelning Områdena Lillån och Skenaån är så kallade åtgärdsområden efter indelning för TRK-projektet som gjordes 1999. Svinstadsjön är endast en del i ett större sådant åtgärdsområde. Ett åtgärdsområde är i praktiken ett avrinningsområde. I denna rapport kommer hela områdena att hänvisas till som avrinningsområden (till exempel Lillån och Skenaån); de mindre avrinningsområden i vilka de är uppdelade kallas delavrinningsområden (till exempel Sk1 och Li2). Svinstadsjön som inte är indelat i några ytterligare delavrinningsområden kommer att hänvisas till som ett avrinningsområde. Indelningen i delavrinningsområden är gjord av SMHI och är från år 2003. Två mindre delavrinningsområden har slagits samman med närliggande områden till större enheter. Område Li1 och Li5 består egentligen av två områden vardera. Sammanslagningen gjordes på grund av den relativt ringa storlek som de två aktuella delavrinningsområdena har och att källfördelningsanalysen därför skulle ge litet utslag om de beräknades separat. Totalt i alla tre avrinningsområden behandlas tolv delavrinningsområden i denna studie (se figur 4). Figur 4: Avrinningsområden och delavrinningsområden 9

4. Indata och beräkningsmetod De data och beräkningsmetoder som anges i följande kapitel har använts för att utföra källfördelningsanalysen av kväve och fosfor. Figur 5 ger en översikt var de olika källorna bidrar och på vilket sätt de beräknats. I typhalterna för läckaget från all annan mark än jordbruksmark ingår retentionen. För åkerläckage samt enskilda avlopp har retentionen räknats ut med hjälp av värden från Brandt och Ejhed, (2002). Atmosfärsdeposition samt utsläpp från stora punktkällor beräknas som direktutsläpp till en sjö eller ett vattendrag, det vill säga utan retention. Figur5: Källornas bidrag och hur de beräknats, fritt efter Brandt och Ejhed, (2002) 4.1 Avrinning Avrinningen är beroende av flera olika faktorer som kan beskrivas i vattenbalansekvationen nedan. Avrinningen = nederbörden avdunstningen - magasinförändringen (snö, sjöar, mark, grundvatten) ekv. 1 Nederbörden är den faktor som främst styr avrinningens variation eftersom den varierar mer än avdunstningen över tiden (Jutman, 1995). Markläckaget är till stor del beroende av avrinningen och då också nederbörden. Under torra perioder lakas mindre kväve och fosfor ut än under mer nederbördsrika perioder (Laurin, Sundborg & Wittgren, 1995). Avrinningen som används i denna rapport kommer från TRKprojektet och är beräknad av SMHI med hjälp av en hydrologisk modell för beräkning av vattenföring, HBV-modellen (Brandt & Ejhed, 2002). Avrinningen som används är beräknad som ett långtidsmedelvärde för perioden 1985-1999 för de olika avrinningsområdena. Anledningen till att använda ett långtidsmedelvärde som detta är att normalisera avrinningen då resultatet från ett enskilt år kan bli missvisande (Brandt & Ejhed, 2002). Beroende av vilket åtgärdsområde som de aktuella områdena tillhör har de tilldelats ett avrinningsvärde (se tabell 1). Lillåns och Skenaåns avrinningsområden sammanfaller med de aktuella åtgärdsområdena medan Svinstadsjön är en del av ett större avrinningsområde. 10

Tabell 1: Avrinning för de olika avrinningsområdena (l/s km 2 ) (Brandt & Ejhed, 2002). Område (TRK Årsmedelavrinning Vinter Vår Sommar Höst område) Dec-Feb Mar-Maj Jun-Aug Sep-Nov Lillån (67-018) 5,1 6,0 7,7 3,6 3,2 Skenaån (67-016) 5,1 6,2 7,0 3,7 3,3 Svinstadsjön (67-026) 5,0 6,3 7,8 3,2 2,9 4.2 Retention Retention är ett samlingsbegrepp för olika kvarhållande processer i mark och vatten. De processer som främst styr det temporära eller permanenta borttagandet av kväve från vatten är biologiskt upptag (assimilation), sedimentation och denitrifikation 1 (Arheimer, 1999). Retentionsprocesser i mark är främst biologiskt upptag. Även fosfor har retention, framförallt i vatten, men retentionsdata för fosfor är finns ej tillgängliga i dagsläget. De värden (procentsatser) som används för retention kommer från TRK-projektet och är beräknade inom projektet med HBV-N modellen (se begreppsförklaring). I det här fallet används endast markretentionen. Det finns ett antal mindre sjöar i Lillåns avrinningsområde, där vattenretention sker. Det sker även en viss retention i vattendragen, men denna får antas vara försumbar. Hur mycket som hålls kvar i sjöarna är dock inte möjligt att veta utan att provtagningar görs. Eftersom sjöarna är små och ligger i skogslandet, med lägre belastning än jordbruksmark, antas retentionen i dessa vara av mindre betydelse. Skenaåns avrinningsområde är mycket sjöfattigt och i Svinstadssjöns avrinningsområde finns inga ytterligare sjöar enligt Fastighetskartan (Metria, 2003). Retentionen berör endast jordbruksläckaget samt utsläppen från enskilda avlopp. Typhalterna för det övriga markläckaget är beräknat som det som når vattnet, det vill säga efter markretention, (se figur 5). De retentionsfaktorer som använts är 23,7% för Lillån, 24,8% för Skenaån och 10,7% för Svinstadsjön (Brandt & Ejhed, 2002). 4.3 Markläckage Det mesta av den fosfor som inte tas upp av växter är bunden till jordpartiklar. Bunden fosfor transporteras till sjöar och vattendrag genom jorderosion och i sprickor i marken (Cornwell & Davis, 1998). Kväve kan också bilda komplex med lerpartiklar, men läcker till störst del ut som vattenlösligt nitrat. Det kan även följa med vattnet i form av dött organiskt material (Arheimer, 1999). Marken har delats in i typerna: jordbruksmark, övrig öppen mark, hyggen, sankmark, skogsmark. Markläckaget har räknats ut genom att multiplicera typhalter för olika markanvändning med avrinningen och arealen för markanvändningen inom varje delområde. Den procentuella fördelningen av marktyper i delavrinningsområden kan ses i bilaga 4. En typhalt är 1 bakteriell reduktion av nitrat till kvävgas och i viss mån dikväveoxid 11

närsalthalten i avrinnande vatten vid olika typer av markanvändning (Sonesten, Wallin & Kvarnäs, 2004). Typhalten anges i mg/l. 4.3.1 Kväveläckage från jordbruksmark Jordbruket är en stor källa till kväveläckage till sjöar och vattendrag. Storleken på kväveläckaget från jordbruksmark beror på vilken gröda som odlas på marken, hur den gödslas, vilken jordart som finns samt vilket klimat som råder och framförallt storleken på avrinningen. Beroende på avrinningen varierar kväveutlakningen stort från år till år. Det är inte bara vilken gröda som odlats den senaste säsongen som påverkar utlakningen utan även vad som odlats tidigare, den så kallade växtföljden (Johnsson & Mårtensson, 2002). För kväveläckage från jordbruksmark finns typhalter framtagna inom TRK-projektet. Dessa är framtagna med den så kallade SOIL/SOILN-modellen och simuleringsverktyget SOILNDB (se begreppsförklaring) vars resultat är en matris av olika typsituationer. I modellen kan olika sorters jordar kombineras med olika typer av grödor, gödslingsstrategier och klimat. Typhalterna visar kväveutlakning för olika grödor på olika sorters jordar (se bilaga 5). Inräknat i dessa är växtföljder och gödslingsstrategier (Johnsson & Mårtensson, 2002). I TRK-projektet delades Sverige in i 22 så kallade utlakningsregioner (se bilaga 6) för vilka förutsättningarna anses vara likartade vad gäller avrinning och klimat. Beräkningarna av typhalter för kväve från jordbruksmark utgår ifrån dessa regioner. Information om vilka grödor som odlas och på hur stora arealer har hämtats från jordbruksverkets register för stödutbetalningar, kallat IAKS (Integrerat administrativt kontrollsystem), (Jordbruksverket, 2001). Varje stödansökan i IAKS är kopplad till ett jordbruksblock. Ett jordbruksblock är ett sammanhängande område med ett relativt beständig indelning från år till år. Jordbruksblocket avgränsas av exempelvis vägar, vattendrag, skog, sjöar eller administrativa gränser såsom församlingsgränser. Varje block har ett unikt idnummer (Jordbruksverket, 2004). Indelningen i jordbruksblock samt IAKS-utdrag från 1999 har använts. De grödor och odlingsarealer som sökts stöd för i IAKS kopplades samman med SGU:s (Sveriges geologiska undersökning) lokala jordartskarta för de aktuella områdena för att få en fördelning av grödor över jordarter. Detta gjordes med GIS-programmet ArcView 3.2a 4.3.2 Fosforläckage från jordbruksmark Fosforläckaget beräknas utifrån områdets jordart, djurtäthet, markstruktur och förrådsfosforn i marken. Med jordbruksmark menas all odlad mark utom betesmark som beräknas separat (se nedan). Vilken gröda som odlas på marken är av underordnad betydelse när det gäller fosforutlakning (Brant & Ejhed, 2002). Regressionssambandet som ligger grund för beräkningarna är framtaget inom TRK-projektet (ibid.) och är: F P = (-0,0803+0,10* densitet, LD+0,003*SoilSpa+0,0025*P-HClss)*avrinning (mm/år) ekv. 2 Där: F P = Totalfosforförlusten i kg/km 2,år Typhalten = resultatet inom parantesen (mg/l) Densitet,LD = djurtätheten i förhållande till åkerarealen (djurenheter/ha) 12

SoilSpa = åkermarkens specifika yta i matjorden (m 2 /m 3 *10 6 ) P-HClss = förrådsfosfor i matjorden Åkermarkens specifika yta, SoilSpa beräknas enligt: SoilSpa= (8,0*xler+2,2*xsilt+0,3*xsand)* Densitet, jord* 0,001 ekv. 3 Där: Xler = andelen lera i matjorden (kornstorlek <2 µm) Xsilt = andelen silt i matjorden (kornstorlek 2-60 µm) Xsand = andelen sand i matjorden (kornstorlek 60-200 µm) Densitet jord = jordens bulkdensitet (kg/m 3 ) Statistik över djurtätheten kommer från SCB och gäller för 2003. Statistiken levereras på kommunnivå och arealviktning har därför gjorts för att få djurtäthethen i de delavrinningsområden som ligger i flera kommuner. Arealviktning innebär ett antagande om att djurenheterna är jämnt fördelade över kommunerna och beroende av hur stor andel av kommunen som ligger i ett avrinningsområde antas att en lika stor andel av djurenheterna ligger i det aktuella avrinningsområdet. Uppgifter om förrådsfosfor i matjorden kommer från Naturvårdsverkets rapport Tillståndet i svensk åkermark och är ett medelvärde för Östergötland. Förrådsfosfor är fosfor som lagrats i marken till följd av gödsling. Även jordens bulkdensitet kommer från denna rapport och är satt till 1250 kg/m 3 i denna undersökning (Eriksson, Andersson & Andersson, 1997). Textursammanstättningen, det vill säga andelen av de olika jordarterna i SoilSpa-ekvationen, kommer från Naturvårdsverkets rapport Åkermarkens matjordstyper och är även den ett medelvärde för Östergötland (Eriksson, Andersson & Andersson, 1999) 4.3.3 Fosforläckage från betesmark Med betesmark menas ej utnyttjad slåtter och betesvall, vilken inte gödslas eller skördas (Johnsson & Mårtensson, 2002). Fosforläckaget från betesmark beräknas med typhalten 0,045 mg/l och kommer från TRK-projektet. Denna typhalt är baserad på mätningar i ett område i Jönköpings län under perioden 1993-1995 samt på ett område i Västra Götaland under perioden 1993-2000 (Brant & Ejhed, 2002). 4.3.4 Övrigt markläckage Markläckaget räknas ut genom att multiplicera typhalter för näringsläckaget hos de olika marktyperna med avrinningen i de olika områdena. Typhalterna är desamma som används i TRK-projektet och kan ses i bilaga 7. Arealerna för markanvändningen kommer från Fastighetskartan (Metria, 2003). Typhalterna är framtagna på följande sätt. Typhalterna för kväveläckage från skogsmark är baserade på mätningar i 23 små skogsdominerade avrinningsområden i södra Sverige (Löfgren & Westling, 2002). För fosforläckage från skogsmark är typhalterna baserade på mätningar i Västerdalälven och Klarälven (Löfgren & Olsson, 1990). Typhalterna för kväveläckage från hygge är skattade baserat på sambandet mellan kvävedeposition och halten oorganiskt kväve i markvattnet (Löfgren och Westling, 2002). 13

Typhalterna för fosforläckage från hygge är baserade på antagande gjort av Löfgren och Olsson, (1990) om att läckaget ökar till det dubbla jämfört med skogsmark vid hyggesbildning. Typhalterna för kväve och fosforläckage från öppen mark är baserade på antaganden om att öppen mark läcker lika mycket kväve och fosfor som skogsmark (Löfgren och Olsson, 1990). Typhalterna för kväve- och fosforläckage från sankmark är baserade på antaganden om att sankmark läcker dubbelt så mycket organiskt bundet kväve och fosfor, samt lika mycket oorganiskt kväve och fosfor som skogsmark (Löfgren och Olsson, 1990). 4.4 Deposition på vattenytor Luftdepositionen av kväve har tagits fram med hjälp av SMHI:s modell för beräkning av luftföroreningars spridning, den så kallade MATCH-modellen (Mesoscale Athmospheric Transport and Chemistry Model). Med denna modell beräknas bland annat våt- och torrdeposition av kväve (se begreppsförklaring). De värden som använts är ett årsmedel av depositionen för år 2002 då kvävedepositionen för Lillåns och Svinstadssjöns avrinningsområden var 10 kg/ha och för Skenaåns 8 kg/ha. Fosfordepositionen beräknas med typhalten 0,08 kg/ha och år och kommer ifrån underlagsrapporten till Hav-90 (Löfgren och Olsson,1990). Depositionen har multiplicerats med sjöarealen inom varje delavrinningsområde. Arealerna för vattenytor kommer från Fastighetskartan (Metria, 2003). 4.5 Punktkällor Punktkällorna har delats in i enskilda avlopp samt industrier och reningsverk. 4.5.1 Enskilda avlopp Utsläpp från enskilda avlopp som inte är anslutna till det kommunala avloppsnätet är en relativt stor källa till framförallt läckaget av fosfor till sjöar och vattendrag (Ekstrand et.al., 2003). De faktorer som påverkar hur mycket som släpps ut till sjöar och vattendrag ut från enskilda avlopp är: Antal personer/fastighet Nyttjandegrad (dygn) Reningsteknik (anläggningstyp) Anläggningens ålder Retention beroende på avstånd till vatten samt retention i diken och småbäckar Antal fritidshus respektive permanentbostäder Antalet fritidshus, permanentbostäder samt avlopp i området kommer från SCB:s statistik för avrinningsområden. Uppgifterna är från 1995. Uppgifterna omfattar antalet bebyggda fritidsfastigheter och glesbygdsfastigheter, vilket avrinningsområde fastigheten tillhör och om fastigheten har kommunalt-, enskilt- eller saknar avlopp. Dessutom anges posten uppgift saknas. Att uppgift saknas behöver inte betyda att det inte finns någon reningsanläggning. SCB:s uppgifter kommer från fastighetsregistret där det för alla fastigheter taxerade som småhus måste anges om den är ansluten till kommunalt reningsverk, har enskilt avlopp, eller saknar avlopp. Uppgift saknas kan därför betyda att den bebodda fastigheten är taxerad som något annat än småhus, till exempel industrifastighet eller vårdbyggnad (SCB, 1998). För fastigheter där uppgift saknas har i likhet med Sonesten et.al. 14

(2004) reningsgraden satts som ett enskilt avlopp med endast slamavskiljning. Slamavskiljning innebär en låg reningsgrad (se tabell 3). Information om antalet boende i varje hushåll (permanentbostad) kommer från SCBs befolkningsstatistik för 2002 och är ett medelvärde av antalet boende per fastighet i de olika områdena (tabell 2). Nyttjandegraden för permanentbostäder antas vara 95% jämnt fördelade över året på grund av bortavaro för semestrar och dylikt. Alla fastigheter inom tätorterna är kopplade till avloppsreningsverk, (Lönnbring, 2004). Baserat på detta har fastigheter som ligger inom tätortsområdena uteslutits från beräkningar av medelbefolkning. Tabell 2: Antalet personer per fastighet (SCB, 2002) Lillån Skenaån Svinstadsjön Personer/fastighet 3,2 3,1 3,1 Fritidshus För fritidshus finns inga befolkningsuppgifter. Ett antagande om nyttjandegrad och antal boende måste göras och här har antagits att fritidsbostaden nyttjas 60 dagar om året av tre personer eller 180 persondagar. Detta är ett antagande gjort av Sonesten et.al. (2004). Reduktion beroende på reningsteknik Beroende av vilken reningsteknik som används reduceras utsläppet av fosfor och kväve olika mycket. Uppgifter om vilken reningsteknik varje fastighet har ingår inte i SCB:s statistik, varför uppgifter om detta tagits från en inventering av 376 stycken avloppsanläggningar utförd av och i Linköpings kommun under 2003. Av de fastigheter som inte var anslutna till kommunalt avlopp var fördelningen såsom visas i tabell 3. Fördelningen har antagits gälla för alla avrinningsområden. Tabell 3: Reduktion av kväve och fosfor beroende av reningsteknik samt andelen fastigheter som antagits ha den aktuella lösningen. Reningstyp Reduktion N% Reduktion P% Källa Andel % Slamavskiljare 15 10 (Ekstrand et.al, 2003) 31 Markbädd 44 65 (Ekstrand et.al, 2003) 27 Infiltrationsanläggning 76 88 (Ekstrand et.al, 2003) 22 Sluten tank 100 100 (Sandsveden R, 2004) 2 Torrtoalett 100 100 (Sandsveden R, 2004) 17 Urinsortering 80 60 (Sandsveden R, 2004) 1 Schablonvärde för hur mycket en person släpper ut är för kväve 13,8g/dygn och för fosfor 2,0g/dygn (Ekstrand et.al., 2003). Fosfor- och kväveutsläppen beräknas med ekvation 4: Utsläpp kg/år=(g/person*personer/fastighet*nyttjandegrad)/1000g*(100-% reduktion) ekv. 4 Anläggningens ålder har ej tagits hänsyn till i denna rapport då sådana data ej varit tillgängliga. Inte heller har avståndsberoende retention tagits hänsyn till utan retentionen behandlas här i likhet med i TRK- rapporten som markretention från utsläppet vid rotzonen. 15

4.5.2 Industrier och avloppsreningsverk Uppgifter om utsläpp från industrier och avloppsreningverk kommer från miljörapporter. Områdena saknar stora industrier med utsläpp av kväve och fosfor. De två som finns är Malmens flygplats som ligger i avrinningsområde Li4 och Nykils Avloppsreningsverk i område Li9. Uppgifter från 2003 har använts för utsläppsberäkningar för Nykils avloppsreningsverk och för Malmens flygplats ett medelvärde för 2002 och 2003. Storleken på kväveutsläppen från Malmen är beräknat ur mängden urea 2 för avisning. Detta utsläpp sker endast under vintersäsongen och beroende av väderlek används olika mängder urea varje år. Värdet för 2003, som använts i denna beräkning är nästan dubbelt så högt som för 2002. Därför användes ett medelvärde av de två för att ge en rättvisare bild. 4.6 Arealförlust kväve och fosfor Arealförlusten är den totala förlusten från delavrinningsområdet dividerat med den totala arealen för respektive delavrinningsområde. Arealförlusten beräknas för att få en bättre jämförelsegrund, de görs om till nyckeltal, då det blir lättare att jämföra områdena då storleksfaktorn hos avrinningsområdena försvinner. 4.7 Jämförelse med uppmätta värden Motala Ströms Vattenvårdsförbund, MSV startade sin verksamhet 1955. Förbundets medlemmar är industrier, jordbruk, och kommuner som bedriver tillståndspliktig miljöfarlig verksamhet inom Motala Ströms avrinningsområde. Förbundet har bedrivit recipientkontroll av vatten i Östergötland i mer än fyra decennier (Motala Ströms Vattenvårdsförbund, 2005). För att jämföra de resultat som beräknats i denna rapport med uppmätta värden används tio års medelvärde (1993-2003) av de mätningar som utförts av MSV i Lillån. Skenaån har haft ett uppehåll i mätningar mellan 1988 och 1999 och ett medelvärde från 1999-2003 används. Mätningar sker en gång i månaden. Avrinningen som används är densamma som i källfördelningen (se kap 4.1). Tabell 4 visar haltmedelvärden per säsong för Lillån och Skenaån. Svinstadsjön ingår inte i MSV:s recipientkontroll och utelämnas på grund av detta. Tabell 4: Säsongsmedelvärden för Lillån och Skenaån µg/l Lillån P-tot Lillån N-tot Skenaån P-tot Skenaån N-tot Vinter 92 3341 66 3370 Sommar 74 2212 80 3226 Vår 83 1162 67 1831 Höst 81 2041 43 3281 2 Syntetiskt framställt urinämne som innehåller stora mängder kväve (Nationalencyklopedin, 2004e) 16

5. Resultat källfördelning Nedan visas utsläppskällor till fosfor och kväve i Skenaåns-, Lillåns- och Svinstadsjöns avrinningsområden samt fördelningen över avrinningsområden. Jordbruk och enskilda avlopp är utan tvekan de två största källorna till kväve och fosforutsläpp i alla tre avrinningsområden totalt. Vid närmare anblick ses dock en variation mellan delavrinningsområden. Källbidraget är också mer diversifierat vad gäller kväve än fosfor, det vill säga fler källor ger signifikanta bidrag. För fosfor är det i stort sett bara jordbruk och enskilda avlopp som bidrar. Ett tydligt samband mellan hög andel jordbruksmark och hög arealförlust kan observeras. 5.1 Kväve Beräkningarna visar att det totala läckaget av kväve från de olika källorna till Lillån uppgår till 223,1 ton/år, till Skenaån 208,2 ton/år och till Svinstadsjön 13,8 ton/år. Tabell 5 visar hur mycket kväve i ton som kommer från de olika källorna i delavrinningsområdena, mest kommer från källorna i Sk2, totalt 134 ton, och minst från källorna i Li8, totalt 9 ton. Tabell 5: Kväveutsläpp i ton/år från delavrinningsområden, avrundat till närmsta hundratal Jordbruks Skogs- Öppen Sankmark Sjö- Stora Enskilda Område -mark mark Hygge mark dep. punktkällor avlopp Totalt Sk1 67,8 1,0 0,1 0,5 0,1 0,1 0,0 4,2 74 Sk2 126,8 1,1 0,1 0,8 0,0 0,1 0,0 5,5 134 Li1 37,1 3,2 0,5 1,1 0,2 0,8 0,0 7,1 50 Li2 13,0 0,5 0,1 0,2 0,0 0,1 0,0 1,2 15 Li3 15,4 1,2 0,2 0,7 0,0 0,2 0,0 3,3 21 Li4 25,7 2,3 0,3 0,9 0,1 0,0 28,0 5,7 53 Li5 5,6 2,1 0,5 0,3 0,3 1,7 0,0 1,6 12 Li6 2,0 3,9 0,8 0,3 0,7 1,0 0,0 0,8 10 Li7 10,4 4,2 0,9 0,5 0,6 2,4 0,0 2,6 22 Li8 2,1 2,6 0,7 0,2 0,3 1,9 0,0 1,2 9 Li9 13,1 1,6 0,3 0,7 0,0 0,1 1,3 4,5 22 Sv1 6,5 1,2 0,4 0,3 0,2 3,5 0,0 1,7 14 Framför allt i Skenaåns avrinningsområde, som ligger på östgötaslätten, utgör jordbruksmarken en procentuellt stor källa, 93% (se figur 6 och tabell 6 ). Från jordbruksmarken i Skenaåns två delavrinningsområden läcker nästan lika mycket kväve ut som från jordbruksmarken i hela Lillåns avrinningsområde, som är betydligt mycket större. Detta syns också i arealförlustberäkningarna (figur 8) där arealförlusten av kväve är nästan dubbelt så stor för vardera Skenaåns delavrinningsområden som för det delavrinningsområde i Lillån som ger störst bidrag per hektar (Li 2). Även i Svinstadsjön kommer den största andelen kväve från jordbruksmark, men en betydande del av kvävet kommer också från atmosfäriskt nedfall eftersom sjön utgör så stor andel av den totala ytan. Lillån är det avrinningsområde med störst variation i markanvändning och därmed också störst variation i utsläpp av kväve. 17

Nedanstående figur 6 visar de olika källornas bidrag i procent. Figur 6: Procentuell fördelning för kväveutsläpp från de olika källorna. För att förtydliga figur 7 visas även procenstatserna i siffror i nedanstående tabell 6. Tabell 6: Procentuell fördelning av utsläppen från de olika källorna Källa Lillån Skenaån Svinstadsjön Jordbruksmark 55 93 45 Skogsmark 10 1 8 Hygge 2 0 8 Öppen mark 2 1 2 Sankmark 1 0 1 Sjödeposition 4 0 24 Stora punktkällor 13 0 0 Enskilda avlopp 13 5 12 I nedanstående figur 8 samt tabell 7 som visar arealförlusten av kväve syns den tydliga skillnaden mellan den norra och södra delen av Lillån där den norra är jorbruksdominerad och den södra skogsdominerad. Skenaån har klart störst beräknad arealförlust. Svinstadsjön har relativt låg arealförlust. Tabell 7: Arealförlust kväve Figur 7: Arealförlust kväve N kg/ha Sk1 11,2 Sk2 14 Li1 4,9 Li2 7,4 Li3 4,3 Li4 7,3 Li5 3 Li6 1,5 Li7 2,7 Li8 2 Li9 4,4 Sv1 3,2 18

5.2 Fosfor Beräkningarna visar att det totala bidraget av fosfor från de olika källorna till Lillån är ca 10,3 ton/år, till Skenaån ca 5,0 ton/år och till Svinstadsjön 0,8 ton/år. (Observera att enheten för tabell 8 är kg och inte ton som i tabell 5). Tabell 8: Fosforutsläpp i kg/år från delavrinningsområden avrundat till närmsta hundratal. Område Jordbruks Skogs Hygge Öppen Sank Sjö- Stora Enskilda Totalt -mark -mark mark -mark dep. punktkällor avlopp Sk1 1530 20 0 10 0 0 0 730 2290 Sk2 1750 30 0 20 0 0 0 956 2756 Li1 1410 80 0 30 0 10 0 1209 2739 Li2 350 10 0 0 0 0 0 216 575 Li3 790 30 0 20 0 0 0 547 1387 Li4 950 60 0 20 0 0 0 979 2009 Li5 170 50 0 0 0 20 0 297 537 Li6 80 100 10 0 10 10 0 150 360 Li7 370 100 10 10 10 20 0 458 978 Li8 60 70 8 0 0 20 0 231 389 Li9 600 40 0 20 0 0 20 790 1470 Sv1 464 40 0 0 0 30 0 267 801 Skenaåns avrinningsområde släpper ut störst kvantitet fosfor, men arealförlusten ligger inte högre än andra jordbruksdominerade delavrinningsområden. I Svinstadsjön är jordbruket den klart största källan trots att området är skogsdominerat. Lillån kan delas i två typområden, där ett utgörs av den del som ligger på Östgötaslätten och det andra av den del som ligger i Östergötlands södra skogsbälte. I delen som ligger på östgötaslätten är den mest bidragande källan tydligt jordbruksmarken, medan de enskilda avloppen utgör den största källan i de områden som ligger helt eller till stor del i skogslandet. Detta gäller Li5, Li6, Li7 och Li8. De skogsdominerade delavrinningsområdena har också klart mindre arealförlust än de övriga. Figur 8 visar de olika källornas bidrag som procentuell fördelning. Figur 8: Procentuell fördelning av utsläppen från de olika källorna. För att förtydliga figur 8 visas även procenstatserna i siffror i nedanstående tabell 9. Tabell 9: Procentuell fördelning av utsläppen från de olika källorna Källa Lillån Skenaån Svinstadsjön Jordbruksmark 46 65 57 Skogsmark 5 1 5 Hygge 0 0 0 Öppen mark 1 0 0 19

Sankmark 0 0 0 Sjödeposition 1 0 4 Stora punktkällor 0 0 0 Enskilda avlopp 47 34 34 I figur 9 som visar den beräknade arealförlusten syns skillnaden mellan skogsdominerade och jordbruksdominerade mark. Skenaån och norra delarna av Lillån har högre arealförluster än de södra delarna av Lillån. Figur 9: Arealförlust fosfor Tabell 10: Arealförlust fosfor P kg/ha Sk1 0,3 Sk2 0,3 Li1 0,3 Li2 0,3 Li3 0,3 Li4 0,3 Li5 0,1 Li6 0,1 Li7 0,1 Li8 0,1 Li9 0,3 Sv1 0,2 5.3 Jämförelse med uppmätta värden I alla fall överstiger det beräknade värdet det uppmätta. Störst är skillnaden för fosfor i Skenaån där det uppmätta värdet för fosfor är endast 30 % av det beräknade, se tabell 11. Tabell 11: Skillnad i ton mellan uppmätta värden och beräknade Ton P Lillån N Lillån P Skenaån N Skenaån Uppmätt 7,7 199,4 1,3 124,0 Beräknat 10,4 223,1 5,0 208,2 Skillnad 3 24 4 84 De värden som uppmätts i de olika områdena motsvarar en arealförlust enligt tabell 12. Tabell 12: Skillnad i arealförlust mellan uppmätta värden och beräknade kg/ha P Lillån N Lillån P Skenaån N Skenaån Uppmätt 0,1 3,8 0,1 7,7 Beräknat 0,2 4,3 0,3 12,9 Skillnad 0,1 0,5 0,2 5,2 20

6. Diskussion Resultaten från källfördelningen stämmer överens med liknande studier. Jordbruket är den klart största källan till både fosfor och kväve. Faktorer som gödsling och att marken står utan gröda och därmed växtupptag en del av året bidrar till att jordbruksmark är en stor källa till fosfor och kväve som läcker ut till sjöar och vattendrag. Förbättringar har skett gradvis under de senaste decennierna för att minska denna påverkan, men ytterligare insatser bör göras. De enskilda avloppen är även de en stor källa. Även om de inte är lika dominerande när det gäller kväve så är de ändå den källa som enligt författaren av denna rapport bör prioriteras efter jordbruksmarken både för fosfor och kväve. Att komma fram till vilka insatser som bör göras är nästa steg i processen för att uppnå miljömålen. Detta görs bland annat med hjälp av scenarioberäkningar för att se hur mycket olika åtgärder skulle minska tranporten till sjöar och vattendrag. Vid jämförelse med uppmätta värden kan ses att de är lägre än de som beräknats i denna rapport. Detta kan ha många orsaker. En faktor som inte kommer fram när årsvärden används är den eventuella inomårsvariation som finns. Detta har betydelse för hur mycket som hålls kvar genom biologiskt upptag (mindre på vintern) samt hur mycket som följer med avrinnande vatten, då avrinningen är större på vintern i södra Sverige. Ett utsläpp på vintern kan ge större effekter än ett på sommaren. Retentionen är en faktor som kan ha underskattats. Naturen är väldigt komplex och att ta hänsyn till alla processer är en omöjlighet. Det är också skiftande noggrannhet i de värden som använts som beräkningsunderlag. Till exempel är typhalterna inte framtagna för just de här områdena utan till för att ge en generell bild av hur mycket som läcker ut från en viss typ av mark. Depositionen däremot är resultaten av dygnsmätningar just i de aktuella områdena. Generellt kan också sägas att typhalter för fosfor oftast är mindre utförligt underlag än kväve. Skillnaden mellan uppmätt och beräknat är också störst för fosfor. Detta på grund av att fosforns kretslopp är mer komplicerat än kvävets och därför svårare att kartlägga och dra generaliserade slutsatser om. En källfördelninganalys av detta slag är inte menat att vara en exakt överrensstämmande bild av verkligheten. Det finns alltid avvikelser jämfört med schablonvärden och typhalter och när man arbetar med kartor måste man inse begränsningarna i dessa. Vissa förenklingar måste göras för att materialet ska bli möjligt att arbeta med. Resultatet av denna källfördelningsanalys ska ses som en översiktlig bild av hur det ser ut i verkligheten. De slutsatser som kan dras är att vissa källor bidrar mer eller mindre och en ungefärlig storleksordning på skillnaderna. Källfördelningsanalysen är dock så pass nära verkligheten att den är ett lämpligt underlag för åtgärdsplaner. 6.1 Diskussion av indata och beräkningsmetod 6.1.1 Retention Retentionen som använts är endast markretention. En viss retention sker dock i vattendrag och småsjöar. Därför är det möjligt att retentionen är underskattad. Retentionen av fosfor har inte alls kunnat räknas med, vilket vore önskvärt. 6.1.2 Enskilda avlopp Statistiken gällande enskilda avlopp för avrinningsområden kommer från 1995. Samma statistik finns för år 2000, men på grund av den korta tidsperiod under vilket examensarbetet 21

utförts hann inte denna beställas. En del kommuner i området, bland annat Linköping, har lagt fokus på att inventera och försöka få fastighetsägare att förbättra sina avloppslösningar, så det är möjligt att vissa förändringar har skett. Åldern på reningsanläggningarna har inte kunnat räknas med i denna rapport. Åldern är dock en faktor som är viktig med hänsyn till anläggningarnas reningsförmåga (reduktionsfaktor). Markbäddar, till exempel, mättas efter några år och reduktionsfaktorn sjunker avsevärt (Sandsveden, 2004). Försök har gjorts att uppskatta åldern, till exempel av Swedenviro Consulting Group (2001), där fastighetens byggnads- och ombyggnadsår användes som antagande om reningsanläggningens ålder. SCB tillhandahåller dock inga sådana uppgifter i sin statistik. 6.1.3 Industrier och reningsverk Malmens flygplats har även ett visst utsläpp av fosfor, men eftersom inga flödesberäkningar görs för dagvattnet har det inte kunnat beräknas hur mycket. Författaren har genom överslagsberäkningar kommit fram till att detta antagligen är ett litet bidrag. 6.1.4 Markläckage Typhalterna för de olika markläckagen kommer från olika källor och är framtagna på olika sätt och med olika noggrannhet. Vissa är mer baserade på antaganden än andra även om typhalter per definition är generaliserade. För kväve från jordbruksmark används data från 1999. Vissa förändringar kan ha skett sedan dess i till exempel gödslingsstrategier. För att få fram antalen djurenheter per hektar gjordes en arealviktning. Detta kan ge en felaktig bild eftersom djurenheterna inte är jämnt fördelade över kommunerna. Önskvärt vore statistik över djurenheter åtminstone på åtgärdesområdesnivå, men sådan finns inte i dagsläget. Skenaån ligger väldigt högt i arealförlust av kväve, men i fosfor är skillnaden inte lika kraftig jämfört med andra områden. En orsak kan vara att förhållanden på platsen gynnar kväveläckage mer än fosforläckage, men det kan också vara på grund av att medelvärden för hela Östergötland användes för förrådsfosfor och markstruktur. Detta jämnar ut de eventuella skillnader som finns mellan dessa faktorer. Högre upplösning vore önskvärt i en studie som sker på så pass småskalig nivå som denna. 6.1.5 Deposition på sjöytor Depositionen kommer från år 2002. Depositionen är beroende av vädret och framförallt vind och nederbörd (torr resp. våtdeposition). Nederbördsmängderna för 2002 var i södra Sverige normala eller något över det normala (Klein, Persson, Ressner, 2004). Depositionen av fosfor är baserat på en uppskattning Löfgren och Olsson, (1990). Eftersom depositionen varierar från år till år hade ett medelvärde över längre tid, exempelvis 10 år, varit bra att använda för att förhindra att ett enskilt år ger för stort utslag. Då endast värden från 2002 och 2001 visas i MATCH digitala karttjänst varifrån värdet kommer valdes i stället 2002 eftersom det ansågs som ett normalår vad gäller nederbörd. 22

6.2 Känslighet I en uppgift som denna där en del är baserat på antaganden och schablonvärden torde det vara intressant att se hur mycket som skiljer sig mellan olika antaganden, det vill säga känsligheten hos resultaten. Den känslighetsberäkning som följer är väldigt översiktlig, men dess syfte är endast att visa på vilka olika resultat som kan fås. 6.2.1 Enskilda avlopp Den medelbefolkning som räknats med här och som inverkar på permanentbostäder, är högre än i en del andra undersökningar. Detta kan bero på att fastigheter i tätorterna uteslutits från beräkningarna. Det är möjligt att fastigheterna är större på landsbygden och en fastighet därför har fler byggnader. I denna undersökning har statistik där det faktiska antalet boende i varje fastighet visas varit tillgänglig medan man i andra undersökningar har fått utgå ifrån antaganden. Nyttjandegraden för permanentbostäder räknas också många gånger som 100- procentig. En 95-procentig nyttjandegrad borde ligga närmare verkligheten eftersom många åker bort någon gång under året och många glesbygdsboende arbetar eller går i skola i en tätort och belastar därmed inte sitt eget avlopp dygnet runt 365 dagar om året. Ett exempel på ett ännu lägre antagande är Swedenviro Consulting Group (2001) som antar en 90-procentig nyttjandegrad. Nyttjandegraden för fritidsfastigheter är en faktor som skiljer stort mellan olika undersökningar. Från TRKs låga antagande om 60 persondagar till Ekstrand et. al som antog 270 persondagar. Antagandet i denna rapport var 180 persondagar. Genom att byta ut det antagande som används i denna rapport mot följande två antaganden ses hur mycket detta inverkar på resultatet: Antagande 1: 270 persondagar för fritidshus och 100% nyttjandegrad för permanentbostäder med samma antal personer. Antagande 2: 60 persondagar för fritidshus och 90 % nyttjandegrad för med på 2,6 personer/fastighet. Lillåns avrinningsområde får utgöra exempel. I den ursprungliga beräkningen är kvävebidraget från enskilda avlopp till Lillån 37 ton. Med antagande 1. blir bidraget 38,4 ton och med antagande 2. 28,3 ton. Det skiljer nästan 10 ton mellan de olika antagandena, vilket är en anmärkningsvärd skillnad. För fosfor är det ursprungligt beräknade värdet 4,9 ton och med antagande 1. 5,3 ton. Med antagande 2. blir bidraget 3,6 ton. Mellan de två ytterligheterna skiljer 1,6 ton. Även detta är en stor skillnad. Detta är två ytterligheter, men resultatet visar ändå att det gör en viss skillnad vilket antagande som görs. 6.2.2 Markläckage Den faktor som varierar markläckaget är till stor del avrinningen. I denna rapport är den använda avrinningen ett långtidsmedelvärde, för att undvika att enskilda torra eller regniga år ges för stor betydelse. Men det kan ändå vara av intresse att se hur mycket läckaget varierar med avrinningen. Två olika antaganden har gjorts: Antagande 1: 10% högre avrinning Antagande 2: 10% lägre avrinning Kväveurlakning från skogsmark i Lillåns avrinningsområde utgör exempel. Det ursprungligen beräknade värdet för kväveurlakning var 21,6 ton. Med antagande 1 hade urlakningen varit 23

23,7 ton och med antagande 2 19.4 ton. Mellan antagande 1 och 2 skiljer det alltså 4,3 ton. Detta från skogsmark som inte har en extremt hög urlakning. Om detta hade gjorts på jordbruksmark skulle skillnaden varit än högre. Detta visar på vikten av att räkna med ett långtidsmedelvärde för avrinningen, då resultatet hade kunnat bli väldigt missvisande om avrinningen för ett enskilt år använts. 6.3 Slutsatser De slutsatser som dras är därmed att ytterligare insatser bör göras för att minska fosfor och kväveutlakningen från jordbruksmark. Åtgärder för att minska utsläppen från enskilda avlopp bör också göras även om dessa inte alltid är den näst största källan, eftersom dessa torde vara mindre svåra att åtgärda än till exempel luftdeposition. Även för den flygplats som diskuterats tidigare borde möjligheter till minskning av kväveutsläpp undersökas. 24

7. Referenser Aniansson, H. B. & Vidarve, M. (2003) En basbok om Ramdirektivet för vatten. Naturvårdsverket rapport 5307, ISBN 91-620-5307-8.pdf Arheimer, B. (1999) Riverine Nitrogen, analysis and modelling under Nordic conditions ISBN 91-7219-408-1 Backman, J. (1998) Rapporter och uppsatser. ISBN 91-44-00417-6 Bell, J. (2000) Introduktion till forskningsmetodik. ISBN 91-44-01395-7 Brandt, M & Ejhed, H. (2002) TRK Transport-Retention-Källfördelning, belastning på havet. Naturvårdsverket rapport 5257, ISBN 91-620-5247-0.pdf ISSN 0282-7298 Brandt, N. & Gröndal, F. (2000) Miljöeffekter, kompendium i miljöskydd del 4. ISBN 91-630- 9297-2 Cornwell, D.A. & Davis, M.A. (1998) Introduction to environmental engineering, third edition. ISBN 0-07-115234-2 Ekstrand, S. et. al. (2003) Beräkningsmetodik för mindre punktkällor. SMED/SLU slutrapport.. Eriksson, J., Andersson, A. & Andersson, R. (1997) Tillståndet i svensk åkermark. Naturvårdsverket rapport 4778. ISBN 91-620-4778-7 Eriksson, J., Andersson, A. & Andersson, R. (1999) Åkermarkens matjordstyper. Naturvårdsverket rapport 4955. ISBN 91-620-4955-0 Eriksson, L. T. & Wiedersheim-Paul, F. (1989) Att utreda och rapportera. ISBN 91-40- 30919-3 Esri. (2004a). Vad är GIS? URL:http://www.esri.se/index.htm Sökväg: 12 frågor och svar>1.vad är GIS? [2004-11-22] Esri. (2004b). Program URL:http://www.esri.se/index.htm Sökväg: Produktöversikt>Desktop GIS>ArcView Johnsson, H. & Mårtensson, K. (2002) Kväveläckage från svensk åkermark. Naturvårdsverket rapport 5248. ISBN 91-620-5248-9.pdf ISSN 0282-7298 Jordbruksverket. (2001). Jordbruksstatistisk årsbok 2001, bilaga 1. pdf.-format. URL: http://www.sjv.se/startsida/amnesomraden/statistikfakta/ja/ja2001/innehallpdf2001.4.7502f61 001ea08a0c7fff104241.html Jordbruksverket. (2004) Blockkartor. URL: http://www.sjv.se/startsida/amnesomraden/stodbidragmjolkkvoter/blockkartor.4.7502f61001e a08a0c7fff27371.html [2004 januari 3] 25

Jutman, T. (1995) Avrinning: Klimat, sjöar och vattendrag: Sveriges Nationalatlas. ISBN 91-87760-31-2 Klein, T. Persson, C. Ressner, E. (2004) Nationell miljöövervakning- MATCH-Sverige modellen, Meteorologi Nr 113, 2004 Laurin, S.Sundborg, Å. & Wittgren, H-B. (1995) Luft och vatten som ämnestransportörer: Klimat, sjöar och vattendrag: Sveriges Nationatlas. ISBN 91-87760-31-2 Länsstyrelsen. (2004) Mål i sikte, miljömål för östergötland. ISBN 91-7488-095-0 Löfgren, S. & Olsson, H.(1990) Tillförsel av kväve och fosfor till vattendrag i Sveriges inland. Naturvårdsverket rapport 3692. Löfgren, S. & Westling, O. (2002) Modell för att beräkna kväveförluster från växande skog och hyggen i sydsverige. ISSN 1403-977X Lönnbring Jörgen. (2004) Nätchef, Tekniska Verken AB, muntlig källa Metria, (2003) Fastighetskartan Motala Ströms Vattenvårdsförbund, (2005) URL http://www.motalastrom.org/ [2005-02-28] Nationalencykopedin, (2004a) URL: Deposition URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=152368 Nationalencykopedin, (2004b) Urlakning URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=336646 Nationalencykopedin, (2004c) Induktion URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=211234 Nationalencykopedin, (2004d) Hypotetisk-deduktiv metod URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=207450 Nationalencykopedin, (2004e) Kvantitativ metod URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=234260 Nationalencykopedin, (2004f) Kvalitativ metod URL:http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=234209 Nationalencyklopedin, (2004g) Urea URL: http://80- www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/jsp/search/article.jsp?i_art_id=336516 Naturvårdsverket. (1999) Bedömningsgrunder för miljökvalitet. Sjöar och vattendrag. Naturvårdsverket rapport 4913. ISBN 91-620-4913-5 Naturvårdsverket. (2004) Miljökvalitetsmål Ingen övergödning. www.naturvardsverket.se Sökväg: Samhälle och miljömål>miljömålen>ingen övergödning [2004-11-17] 26

Sandsveden Robert. (2004) Norrköpings kommun, muntlig källa SCB. (1998) Statistik för avrinningsområden 1995. Statistikt meddelande http://www.scb.se/statistik/mi/mi0206/2003m00/na11sm9701.pdf URL: Sonesten, L. et.al. (2004) Kväve och fosfor till Vänern och Västerhavet. ISSN 1403-6134 Skoog, P. (2000) Ekologi, kompendium i miljöskydd del 1. ISBN 91-7170-710-7 SMHI. (2004) MATCH URL http://www.smhi.se/sgn0104/miljo/match/match.htm Sonesten, L., Wallin, M., & Kvarnäs, H. (2004) Kväve och fosfor till Vänern och Västerhavet. ISSN 1403-6134 Swedenviro Consulting Group (2001) Åtgärder och kostnader för införandet av miljökvalitetsnorm för fosfor i sjön Glan. Bakgrundsrapport 27

Bilaga 1 Naturvårdverkets bedömningsgrunder för miljökvalitet Bedömningsgrunder för miljökvalitet är riktlinjer med syfte att göra det enkelt att tolka och utvärdera miljödata. Med hjälp av olika indikatorer kan tillståndet i miljön bedömas. Bedömningsgrunderna finns för sex olika naturtyper: 1. Skogslandskapet 2. Odlingslandskapet 3. Grundvatten 4. Sjöar och vattendrag 5. Kust och hav 6. Förorenade områden I denna rapport har bedömningsgrunderna för sjöar och vattendrag använts och de aktuella indikatorerna är totalkväve- och totalfosforhalt i vattnet. Halterna klassificeras enligt: 1. Låga halter 2. Måttligt höga halter 3. Höga halter 4. Mycket höga halter 50-100 µg P-tot/l 1250-5000 µg N-tot/l 5. Extremt höga halter >100 µg P-tot/l >5000 µg N-tot/l (Naturvårdsverket, 1999) 28

Bilaga 2 Nationella delmål- övergödning 1. Åtgärdsprogram för God ekologisk status (2009) Senast år 2009 ska det finnas åtgärdsprogram enligt EG:s ramdirektiv för vatten som anger hur god ekologisk status ska nås för sjöar och vattendrag samt för kustvatten (Naturvårdsverket, 2004). 2. Minskade utsläpp av fosfor (2010) Fram till år 2010 ska de svenska vattenburna utsläppen av fosforföreningar från mänsklig verksamhet till sjöar, vattendrag och kustvatten ha minskat kontinuerligt från 1995 års nivå (Naturvårdsverket, 2004). 3. Minskade utsläpp av kväve (2010) Senast år 2010 ska de svenska vattenburna utsläppen av kväve från mänsklig verksamhet till haven söder om Ålands hav ha minskat med minst 30 procent från 1995 års nivå till 38 500 ton(naturvårdsverket, 2004). 4. Minskade utsläpp av ammoniak (2010) Senast år 2010 ska utsläppen av ammoniak i Sverige ha minskat med minst 15 procent från 1995 års nivå till 51 700 ton (Naturvårdsverket, 2004). 5. Minskade utsläpp av kväveoxider(2010) Senast år 2010 ska utsläppen i Sverige av kväveoxider till luft ha minskat till 148 000 ton (Naturvårdsverket, 2004). 29

Bilaga 3 Figur10: Översiktskarta Östergötlands län med de tre aktuella avrinningsområdena. 30

Bilaga 4 Tabell 11: Fördelning av olika marktyper inom delavrinningsområden. Jordbruksmark Betesmark Skog Hygge Öppen mark Sankmark Sjö Totalt Sk1 72% 0% 18% 1% 9% 1% 0% 100% Sk2 68% 0% 18% 0% 13% 0% 0% 100% Li1 42% 0% 41% 1% 13% 1% 1% 100% Li2 53% 0% 29% 1% 16% 0% 1% 100% Li3 48% 1% 32% 1% 17% 0% 0% 100% Li4 39% 1% 41% 2% 17% 1% 0% 100% Li5 12% 0% 65% 4% 9% 5% 4% 100% Li6 3% 0% 78% 4% 6% 7% 2% 100% Li7 13% 0% 66% 4% 8% 5% 3% 100% Li8 4% 0% 77% 5% 5% 5% 4% 100% Li9 36% 1% 41% 2% 19% 1% 0% 100% Sv1 23% 1% 52% 3% 9% 3% 8% 100% 31

Bilaga 5 Utlakningskoeffecienter (typhalt *avrinning) använda för att räkna ut jordbruksläckaget (kg/ha, år). Tabell12 : Utlakningskoeffecienter region 72 (Johnsson & Mårtensson, 2002) Gröda Loamy sand Sandy loam Loam Silt loam Clay loam Silty clay loam Clay Medel Spring barley 48 43 35 34 26 23 17 40 Winter wheat 37 34 29 29 21 19 13 32 Ley 17 8 5 4 3 2 2 7 Sugar beets Winter rape Green fallow 23 13 9 9 6 5 3 12 Oats 44 40 33 33 25 22 16 38 Spring wheat Winter rye Winter barley 43 41 35 35 26 23 16 39 Spring rape Potatoes Pasture 6 3 2 2 1 1 1 3 Undefined arable land 18 12 9 8 6 5 4 11 Minor crops 45 41 34 33 25 22 16 38 Tabell13 : Utlakningskoeffecienter region 40 (Johnsson & Mårtensson, 2002) Gröda Sandy loam Loam Sandy clay loam Clay loam Silty clay loam Clay Medel Spring barley 32 24 23 17 14 9 15 Winter wheat 27 21 18 13 11 7 12 Ley 8 5 5 3 2 2 3 Sugar beets Winter rape 34 25 22 15 13 8 14 Green fallow 18 13 12 8 7 4 8 Oats 35 27 26 19 16 11 17 Spring wheat 31 23 22 16 14 9 15 Winter rye 34 27 24 18 16 10 17 Winter barley 35 29 26 20 17 11 18 Spring rape 32 25 23 17 15 10 16 Potatoes 41 30 29 20 17 11 19 Pasture 2 2 2 2 1 1 1 Undefined arable land 22 17 15 11 10 6 10 Minor crops 31 25 23 18 15 10 16 32

Bilaga 6 Figur 11: Utlakningsregioner enligt Brandt och Ejhed, (2002). De färgade regionerna 40 och 72 är de som berörs i detta projekt. 33