Transporter av kväve och fosfor i vattendrag - inverkan av metodik vid vattenprovtagning

Katarina Kyllmar Transporter av kväve och fosfor i vattendrag - inverkan av metodik vid vattenprovtagning Jämförelse av vattenanalyser från manuell respektive flödesproportionell vattenprovtagning i åtta Intensivtypområden Typområde O1 i november. Foto: Katarina Kyllmar Teknisk rapport 131 Uppsala 9 Sveriges Lantbruksuniversitet Institutionen för Mark och miljö Enheten för Biogeofysik och Vattenvård

Sammanfattning Inom miljöövervakningsprogrammet Typområden på jordbruksmark undersöks ett antal små, jordbruksdominerade avrinningsområden för sambandet mellan odling och vattenkvalitet i ytvatten och grundvatten. I programmet ingår undersökningar i regionala typområden (15 st) och i nationella Intensivtypområden ( st). Vattenföringsmätningar i typområdenas bäckar mäts kontinuerligt och vattenprov har tagits varannan vecka sedan undersökningarna startade (mellan 19 och 199). Eftersom halterna av framförallt fosfor varierar stort speciellt vid högflöde, sker även automatisk flödesproportionell vattenprovtagning i Intensivtypområdena för att öka säkerheten i beräknade transporter av växtnäring. Utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning installerades i intensivtypområdena under och 5. Vid flödesproportionell provtagning tas små delprov automatiskt via en sugslang i bäcken. Delproven (i genomsnitt 15 st per tvåveckorsperiod) samlas till ett samlingsprov i en glasflaska som står i ett kylskåp i ett provtagningshus. Ett vattenprov tas ut varannan vecka och skickas till laboratorium för analys. Flaskan töms helt när vattenprovet har tagits ut. Parallellt har också manuella vattenprover (stickprov) tagits och analyserats. Syfte med detta arbete var sammanställa och jämföra resultat från manuell respektive flödesproportionell vattenprovtagning samt bedöma hur resultat från de olika metoderna kan redovisas och användas. Jämförelsen visar att transporterna av totalkväve blev något mindre för sju av åtta typområden när de beräknades med analysresultat från samlingsprov jämfört med om de var från stickprov. För ett typområde blev transporterna av totalkväve däremot större när de beräknades från samlingsprov. Orsaken till detta är oklar och bör närmare utredas. För totalfosfor var det generellt tvärtom jämfört med för totalkväve, transporterna blev större när de beräknades från samlingsprov. Störst var skillnaderna för typområden med styv lera eller mellanlera. I ett typområde med normalt små transporter fick ett analysvärde av fosfor från stickprovtagning i vårflod stor inverkan på hela tidsperiodens medeltransport vilket medförde att transporten baserad på samlingsprovet blev mindre. Vid utvärdering bör tidsserierna baserade på de olika provtagningsmetoderna analyseras separat och därefter relateras till varandra. Detta eftersom de två metoderna är helt olika och att enkla samband som tar hänsyn till alla de faktorer som inverkar på variationen av de olika ämnenas halter inte kan tas fram. Inledning Miljöövervakningsprogrammen Typområden på jordbruksmark och Observationsfält på åkermark utvärderades i slutet av 199-talet avseende bl a organisation och mätmetodik. Utvärderingen (Vagstad, ) föreslog bl a ett antal A-områden skulle väljas ut från de befintliga regionala typområdena och att undersökningarna där skulle utföras mer intensivt. I dessa områden skulle man också överväga att förändra metodik för provtagning av ytvatten för att därmed bättre kunna bestämma transporter av växtnäring i bäck. I motsvarande miljöövervakningsprogram i Norge och Baltikum utförs vattenprovtagningen flödesproportionellt medan den i Finland och Danmark utförs som en kombination av flödesproportionell och manuell provtagning. Utvärderingen föreslog att en metodtest skulle utföras i ett område där manuell provtagning varannan vecka jämfördes med metod med högre upplösning i provtagningen. En sådan jämförande test gjordes i typområde C under perioden november till februari 1. Härvid testades två metoder med flödesproportionell vattenprovtagning. I den ena metoden togs det ut ett antal vattenprov bestående av 1 delprov vardera i varje tvåveckorsperiod. Med högre flöde under tvåveckorsperioden blev också antalet delprov större. I den andra metoden samlades samtliga delprov under en tvåveckorsperiod till ett samlingsprov. Jämförelsen visade att transporten av fosfor och suspenderat material underskattades när vattenprovtagningen utfördes manuellt jämfört om den var flödesproportionell (Ulén, 1). Åtta regionala typområden överfördes år till nationell regi (Intensivtypområden) med SLU, Institutionen för Mark och miljö som utförare. Naturvårdsverket beslutade därefter att flödesproportionell vattenprovtagning skulle införas i intensivtypområdena. Flödesproportionell utrustning för vattenprovtagning installerades i fem områden och 5 i tre områden. När den flödesproportionella provtagningen startade fortsatte den manuella provtagningen parallellt. 3

Syftet med denna rapport (uppdrag NV 1) är att sammanställa och jämföra resultat från manuell respektive flödesproportionell vattenprovtagning samt bedöma hur resultat från de olika metoderna kan redovisas och användas. Material och metoder Typområden på jordbruksmark Inom miljöövervakningsprogrammet Typområden på jordbruksmark undersöks ett antal små, jordbruksdominerade avrinningsområden för sambandet mellan odling och vattenkvalitet i ytvatten och grundvatten. Programmet ingår i den svenska miljöövervakningen på jordbruksmark med Naturvårdsverket som ansvarig myndighet. 3 typområden ingår i programmet varav åtta inom en nationell del av programmet, s.k. Intensivtypområden (Tabell 1). I den nationella delen av programmet undersöks områdena mer intensivt med bl.a. årlig odlingsinventering och grundvattenundersökningar. Vattenföringsmätning Mätstationer för kontinuerlig vattenföringsmätning anlades i typområdenas bäckar i samband med att mätningarna startades (Tabell 1). I sex av åtta typområden utgörs de bestämmande sektionerna av triangulära överfall placerade i bäckfåra eller i kulvert (M och E1). För två typområden utgörs de bestämmande sektionerna av tröskel i bäckfåra (N3) respektive i brotrumma (I) (Figur x). Mätningar vid bestämmande sektioner förutsätter att det är en nivåskillnad i bäcken vid mätplatsen så att det inte blir dämning av vattnet nedströms sektionen. För mätningen av vattennivå installerades flottör och mekanisk pegelskrivare i pegelbrunn intill bäcken. Vattnet i pegelbrunnen har kontakt med vattenmassan i bäcken genom ett kommunikationsrör. I M finns inte pegelbrunn, mätningarna har sedan start istället skett med tryckgivare och datalogger. I samband med att utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning installerades behölls den mekaniska registreringen som komplement förutom i typområde N3 och F där den togs bort. Vattenföringen (l/s som medelvärde per dygn) har beräknats utifrån timvärden av vattennivå och med matematiska formler för de bestämmande sektionerna. Formeln har justerats för N3 efter flygelmätningar i bäck vid olika vattennivåer. Vattenföring har beräknats av SMHI för fyra områden (M3, O1, E1 och I) och för övriga fyra områden av SLU. Tabell 1. Karakteristik för Intensivtypområden Typområde sområde Produktionsområde 1 Area (ha) Åkermark (%) Jordart Period 3 M - Gss 9 moränlera 199- M3 Rönneå Gmb 791 79 styv lera 19- N3 Lagan Gss 1 9 sand, mo 199- F Lagan Gsk 175 77 sand 1993- O1 Lidan Gns 77 91 mellanlera 19- E1 Svartån Gns 11 9 lättlera 19- I Gothemsån Gmb 7 moränlättlera 199- C Örsundaån Ss 39 mellanlera 1993-1 Produktionsområden (PO): Gss: Götalands södra slättbygder; Gmb: Götalands mellanbygder; Gsk: Götalands skogsbygder; Gns: Götalands norra slättbygder; Ss: Svealands slättbygder Dominerande jordart på åkermark 3 Avser start och slut för agrohydrologiska år (1 juli 3 juni)

M M3 N3 F E1 O1 I C Figur 1. Mätsektioner för vattenföringsmätning i intensivtypområden. 5

Manuell vattenprovtagning Vattenprover har tagits manuellt vid mätstationerna för vattenföringsmätning förutom i O1 där provtagningen har utförts uppströms mätstationen vid en vägtrumma. Provtagning utfördes varje vecka mellan januari och december. Därefter utfördes provtagning varannan vecka. Tätare provtagning har förekommit vid högflöde och glesare provtagning vid lågflöde eller då vattendraget varit fruset eller uttorkat. Flödesproportionell vattenprovtagning För styrning av flödesproportionell vattenprovtagning installerades elektronisk utrustning för vattenföringsmätning under våren i fem typområden (M3, N3, O1, E1 och C), under våren 5 i två områden (F och I) och i september 5 i ett område i (M). Provtagningshus uppfördes härmed i sex områden. I M fanns sedan tidigare ett provtagningshus för bekämpningsmedelprovtagning och i E1 gjordes en tillbyggnad till befintligt hus för vattenföringsmätning. Provtagningshusen placerades på samma platser som provtagningspunkter för manuell vattenprovtagning. Eftersom provtagningsutrustningen kräver strömförsörjning drogs el fram till provtagningsplatserna förutom i M, E1 och C, där el redan fanns. Flödesmätning för styrning av vattenprovtagningen sker i sju områden med lastcell och deplacementskropp i pegelbrunn samt Campbell datalogger. I M används ISCO tryckgivare i kulvertbotten och ISCO datalogger. I pegelbrunn för vattennivåmätning hänger en deplacementkropp i en lastcell via en vajer. Deplacementskroppen (en plaststav som är ca 9 cm i diameter) är något längre än avståndet mellan vattennivåns max- och minnivå och ändrar vikt vid förändring i vattennivå vilket registreras av lastcellen. I dataloggern beräknas flödet kontinuerligt från lastcellssignal eller tryckgivare (M). När en viss vattenvolym har passerat i bäcken ges signal till start av en vattenprovtagning. Från provtagningshuset går en sugslang ned till bäckens mitt, där den mynnar ca cm under bäckens nollflödesnivå och strax uppströms mätsektionen (Figur ). I provtagningshuset går slangen ned i en 1 liters glasflaska som står i ett kylskåp (Figur ). Provtagningen sker med en slangpump som först pumpar ut vatten som kan vara stående i slangen och därefter utförs provtagningen. Efter provtagningen töms slangen genom backpumpning. För att säkerställa vattenprovtagning vintertid är sugslangen försedd med värmekabel. Provvolymen vid varje s.k. delprov är ca ml och volymen ställs in genom att slangpumpens gångtid justeras. För att öka säkerheten i inställd provvolym installerats en flödesdetektor i C i juni. Vid högflöde sker den automatiska provtagningen med tätare tidsintervall än vid lågflöde. Därmed blir det mer vatten i glasflaskan när det rinner mycket vatten i bäcken. Utrustningen är programmerad så att volymen vatten i bäcken som skall passera mätstationen innan ett delprov tas är större under vinterhalvåret än sommartid. Glasflaskan för samlingsprovet skall inte bli helt fylld vid höga flöden men vid mycket höga flöden kan tätare tömning vara aktuellt. Detsamma gäller sommartid, flaskan skall rymma tillräckligt många delprov för att klara höga flöden vid åskregn. Normalt tas ett vattenprov från glasflaskan varannan vecka och skickas för analys. Därefter töms glasflaskan helt. Dataloggrarna är kopplade till GSM-modem och datahämtning utförs från kontor via dator som också är kopplad till GSM-modem. Datahämtning och kontroll via GSM görs ca en gång per månad. Utrustningens funktion på plats kontrolleras av provtagningspersonal vid varje provtagningstillfälle. Utöver dessa löpande kontroller görs regelbundna åtgärder som rensning i damm från vattenväxter, byte av slangar etc. Tekniska problem med mätningarna har ändå förekommit. Vattenprov kan ha uteblivit av olika orsaker: dataloggern som styr provtagningen kan ha stannat efter åsknedslag; slangpumpen kan ha gått sönder; pumpslang i slangpump kan ha varit sliten med läckage som följd; slangens tvärsnittsarea har ändrats över tiden som följd av slitage (i pumpslang) och beläggningar (i sugslang) varmed inställd pumptid inte ger inställd provvolym; sugslangens mynning i bäcken kan ha ändrats varmed dess läge blivit för djupt i vattnet eller ovan vattenytan. De tekniska problemen var mest förekommande under det först året och åtgärder har vidtagits för att de inte skall uppkomma. Dels genom tekniska förbättringar och dels genom ytterligare instruktion av provtagningspersonal i skötsel och kontroll av stationerna.

I M var dataloggern (ISCO) ur funktion under perioden augusti 7 till mars, Vattenprover togs under denna period istället tidsstyrt. En glasflaska på fem liter fylldes då med delprov om ca ml under varje tvåveckorsperiod. Flödet registrerades under denna tid med den flödesmätningsutrustning som används för bekämpningsmedelsprovtagning vid samma provplats. Det långa uppehållet orsakades av att leverantören hade problem med felsökning av utrustningen. Provtagningen i respektive område startades i samband med att utrustningen var installerad förutom i M där den startade i januari eftersom flödet var mycket lågt under hösten. I flertalet typområden var flödet lågt eller upphörde under sensommar och tidig höst varmed flödesproportionell vattenprovtagning uteblev under dessa perioder. I typområde M3 och N3 upphörde flödet mer sällan (Figur 3). I perioder med höga flöden förekom det att flödesproportionella vattenprover togs med större täthet. I genomsnitt togs vattenprover var fjortonde dag i M3, N3, F och E1. I M var det genomsnittliga intervallet 1 dagar, i O1 och C var det 1 dagar och i I 1 dagar. Eftersom genomsnitten baseras på,5 respektive 3,5 år (förutom M) med start i juli får sensommar och tidig höst när flödena är låga större inverkan på medelvärdet än om beräkningen hade gjorts för hela år. Det genomsnittliga antalet delprov per samlingsprov för samma perioder var 15 (M3), 1 (N3), 199 (F), 17 (O1), 19 (E1), 119 (I) och 131 (C). För M har antalet delprov inte registrerats i datafil från logger. Vattenanalyser Analyser av ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat+nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol har utförts enligt Handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, ) vid ackrediterat laboratorium på SLU (Institutionen för Mark och miljö). Figur. Provtagningshus med Campbell datalogger, slangpump samt kylskåp med glasflaska för samlingsprov (vänster). ISCO provtagningsutrustning och kylskåp i M (överst höger). Fixering av sugslang i bäck (nederst vänster). 7

M M3 N3 F O1 E1 I C 5 7 9 1 Figur 3. Flödesproportionell vattenprovtagning, tidpunkter för uttag av vattenprov för analys. Beräkningar För analysresultat från manuellt tagna vattenprov beräknades transporter av kväve, fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol (TOC) genom att linjärt interpolera ämneskoncentrationerna till dygnskoncentrationer och sedan multiplicera dem med dygnsmedelvärden av vattenföring. För analysvärden som ligger under respektive analysmetods detektionsgräns har halva värdet för detektionsgränsen använts vid interpoleringen. De beräknade dygnstransporterna har summerats till månads- och årstransporter. Arealspecifik transport (kg/km) har beräknats genom att dela total transport med total areal i avrinningsområdet för respektive provtagningspunkt. Arealspecifik avrinning (mm) har beräknats på motsvarande sätt utifrån vattenföring. Summerade årsvärden avser agrohydrologiska år (1 juli 3 juni). Från analysvärden för flödesproportionella samlingsprover beräknades dygnskoncentrationer på ett annat sätt än för manuellt tagna prover. Dygnskoncentrationer togs fram genom att analyserade värden extrapolerades bakåt till timmen efter föregående uttag av vattenprov. Ett analysvärde gäller då för hela perioden mellan två provtagningstillfällen. Dygnstransporter beräknades därefter på samma sätt som för manuellt tagna vattenprover. För perioder då flödet var för lågt för att ge tillräcklig mängd vatten att analysera eller vid tekniska fel användes istället analysresultat från manuellt tagna vattenprover. För jämförelse av ph, alkalinitet och konduktivitet med de två provtagningsmetoderna beräknades transporter även för dessa variabler. Transporterna delades sedan med vattenföring för att få flödesvägda värden. För att jämföra inverkan av provtagningstäthet för manuella prover (varje vecka eller varannan vecka) på storleken av beräknade transporter gjordes ytterligare beräkningar av transporter med reducerat antal analysvärden. Beräkningar gjordes då med analysvärden för jämna veckor respektive udda veckor. Beräkningar för totalkväve och totalfosfor och för kalenderåren 5 och visade att skillnaden är försumbar för kväve och för sex av åtta områden även för fosfor (Figur ). För två områden (F och O1) blev transporterna beräknade från analysvärden för varje vecka större (1 respektive 1 %) jämfört med om hälften så många analysvärden användes. Det är ändå acceptabelt att använda tidsserier av transportvärden som baseras på olika provtagningstäthet vid jämförelse med transporter beräknade från flödesproportionellt tagna vattenprover eftersom de senare i genomsnitt består av mer än 1 delprov per samlingsprov.

Totalkväve (kg/1/km) 3 1 N_1v N_v_udda N_v_jämn Totalfosfor (kg/1/km) 1..9..3 P_1v P_v_udda P_v_jämn. M M3 N3 F O1 E1 I C M M3 N3 F O1 E1 I C Figur. Årstransporter (kg/1/km) av totalkväve och totalfosfor som medel för två år (5 och ) beräknade från analysvärden från manuell provtagning varje vecka samt för analysvärden från samma analysserie men endast med värden från udda respektive jämna veckor. Resultat Kväve Transporterna av totalkväve som flerårsmedelvärden var för sex typområden (M, N3, F, E1, I och C) mellan och 5 % mindre för transporter beräknade från analysresultat från flödesproportionella vattenprover jämfört med de från manuell provtagning (Tabell ). För typområde M3 var på motsvarande sätt transporterna 15 % mindre. Störst var skillnaderna vid hög avrinning och stora transporter (Figur 5 och samt Appendix, Figur 1:). För typområde O1 var det tvärtom, transporterna av totalkväve baserade på flödesproportionella vattenprover var större (närmare 3 %) jämfört med de från manuell provtagning. Generellt var de större under både normalflöde och högflöde. Transporterna av nitratkväve skilde på samma sätt som för totalkväve för de olika områdena och för de två provtagningsmetoderna (Tabell och Figur 7 till 1). Nitratkväve utgör också den största delen av totalkvävet, mellan och 9 % för sex av typområdena. För ammoniumkväve var skillnaden i transporter med de två metoderna betydligt större. Transporterna var mindre (med mellan 5 och % för sju områden) med analysvärden från flödesproportionella prover. För transporterade mängder av totalkväve har det däremot marginell betydelse då andelen ammoniumkväve är liten (mindre än 1 % av totalkvävet för sju av åtta typområden). Fosfor och suspenderat material För typområden med mellanlera eller styv lera på åkermarken (M3, O1 och C) var flerårsmedelvärden av transporter av totalfosfor betydligt större (mellan 1 och 71 %) beräknade från analysvärden från för flödesproportionella prover jämfört med från manuella prover (Tabell ). För tre områden med lättare jordarter var de mellan 7 och 19 % större, för ett typområde (M) var de lika och för ytterligare ett typområde (E1) var de mindre (37 %) jämfört med transporter beräknade från manuella prover. Vid hög avrinning var skillnaderna störst (Figur 5 och ), speciellt för områden med lerjordar. 9

Transporterna av fosfatfosfor blev för lerjordsområdena (M3, O1 och C) mellan 9 och 3 % större med den flödesproportionella metoden. Samtidigt blev transporterna av partikulärt bunden fosfor betydligt större (mellan 35 och %) för dessa tre områden. Sammantaget blev transporterna av partikulärt bunden fosfor större för alla typområden utom E1. Transporterna av suspenderat material blev större i de flesta områden med analysvärden från den flödesproportionella provtagningen. Månadstransporterna samvarierade också ofta med transporterna av partikulärt fosfor (Figur 7 till 1). ph, alkalinitet och konduktivitet Flödesvägda flerårsmedelvärden av ph blev något högre (1- %) för analysvärden från flödesproportionella prover (Tabell 3 och Appendix, Figur 1:1 till 1:). Konduktivitet blev på motsvarande sätt mindre (mellan och %) liksom alkalinitet som också blev mindre (mellan 3 och 17 %). Diskussion Något mindre transporterade mängder av kväve för sju av åtta typområden med flödesproportionell provtagningsmetodik jämfört med vid manuell vattenprovtagning kan förklaras av urtvättning av markprofilen vid höga flöden och därmed utspädning av det vattenlösliga nitratkvävet vilket utgör den största delen av totalkvävet i typområdena. Eftersom den manuella provtagningen är schemastyrd och de höga flödena ofta är kortvariga sker provtagningen sällan i de riktigt höga flödena då transporterna blir som störst som följd av de stora vattenvolymerna. Betydligt mindre transporter av ammoniumkväve när de beräknades från analysvärden från flödesproportionell provtagning jämfört med de från manuell provtagning är sannolikt ett resultat av att vattnet i samlingsprovet lagras i upp till två veckor innan det provtas och skickas för analys. Ammoniumkvävet i vattnet kan ha omvandlats till ammoniak och avgått till luften eller möjligen omvandlats till nitratkväve. Effekten på mängden totalkväve är däremot försumbar då andelen ammoniumkväve är liten. I vatten från manuellt tagna vattenprover var andelen mindre än 1 % i sju typområden och 3 % i ett typområde. Större transporter av totalkväve för typområde O1 vid flödesproportionell provtagningsteknik indikerar att det inte är samma typ av vatten som provtas som vid manuell provtagning trots att platsen är densamma. Provtagningen görs i en bäckfåra och inte i damm före mätsektioner som i de flesta andra typområden. För att provtagning skall kunna ske vid låga flöden är därmed sugslangen placerad nära bäckbotten. Skiktning av vattnet vid höga flöden kan möjligen förklara skillnaderna. En samtidig provtagning på flera provtagningsdjup bör göras under några högflödessituationer för att undersöka detta. Om resultatet visar på skillnader bör det övervägas att flytta provtagningspunkten till annan plats i bäcken eller utforma provtagningen på ett annat sätt på befintlig plats. Att transporterna av totalfosfor beräknade från analysvärden från flödesproportionella vattenprover var större än de från motsvarande manuella prover, visar att halterna av totalfosfor generellt är högre vid höga flöden, speciellt i typområden med lerjordar. För de typområden som hade störst skillnader i transporter av totalfosfor var också skillnaderna i både partikulärt bunden fosfor och fosfatfosfor störst. En möjlig förklaring kan vara att lerjorden med stort innehåll av fosfor bunden till lerpartiklar jämfört med i en lättare jord, också har mer fosfor bundet i organiskt material och löst som fosfatfosfor i markvattnet. Vid erosion av jorden i samband med höga flöden förs alla former av fosforn ut i vattendraget. En annan förklaring till förhöjda värden av fosfatfosfor vid höga flöden kan vara att ph i vattnet är lägre vid högflöde och att fosfatfosfor därmed skulle kunna frigöras i högre grad. För typområde E1 där transporterna av fosfor var mindre med analysvärden från flödesproportionell provtagningsmetodik har inverkan av ett enskilt provtagningstillfälle haft stor betydelse. Transporterna från typområdet är normalt mycket små. Vid vårfloden efter en vinter med rejält snötäcke togs ett manuellt vattenprov en eftermiddag när halterna av fosfor och suspenderat material var höga. 1

Analysresultat från det provet har fått stor inverkan på beräknad transport för vårfloden och därmed för hela undersökningsperioden (transporten av totalfosfor i mars blev 7 % av totala transporten i jämförelseperioden om 5 månader). Normalt består vårfloden av olika typer av vatten både under dygnet och under hela vårflodsperioden. I den begynnande snösmältningen dominerar klart smältvatten. Därefter kommer ytavrinning på fortfarande frusen mark för att senare i snösmältningen följas av markvatten via dräneringssystem. Om det finns skog i området sker snösmältningen oftast något senare där, speciellt om snösmältningen mestadels sker dagtid vid soligt väder. Vid mycket milt väder och regn går snösmältningen fortare och vårfloden blir häftigare. De flödesproportionella samlingsproven verkar påverkas något av lagringen innan de provtas och skickas till laboratorium för analys, trots att de förvaras i kylskåp. Förutom att ammoniumkväve sannolikt har påverkats, kan ett något högre ph för flödesproportionella prov vara en lagringseffekt eftersom skillnaden verkar vara lika för alla månader. Alkalinitet och konduktivitet var på motsvarande sätt något lägre med analysresultat från de flödesproportionella proverna. Sannolikt sker en omsättning av karbonatjoner och vätejoner i vattnet. Vid utvärdering av tidsserier för typområdenas hela undersökningsperioder innebär byte av provtagningsmetodik att tidsserier med analysvärden från stickprov varannan vecka inte kan jämföras de från flödesproportionella samlingsprov som består av i genomsnitt mer än 1 delprov. Att hitta samband mellan analysvärden från flödesproportionell respektive manuell vattenprovtagning för de enskilda analysvariablerna (11 st) är inte heller praktisk möjligt. Halter och därmed transporter av de olika ämnena varierar på olika sätt under olika perioder under året som följd av olika kombinationer av temperatur, flöde, flödesintensitet, förhållanden i marken före provtagningstillfället etc. Exempelvis varierar halterna av fosfor, som nämnts ovan, kraftigt under vårfloden. Vid åskregn sommartid när marken är torr är förutsättningarna för växtnäringsförluster hela annorlunda jämfört med under senare delen av hösten när markfuktigheten är hög. Genom att för tidsperioden med parallella analysresultat från de båda metoderna sätta upp en avancerad modell skulle sambanden mellan olika yttre faktorer och inverkan på halter av olika ämnen kunna beskrivas men de gäller då bara för den jämförda perioden. Att sedan applicera modellen på tidsserier av stickprovsanalyser och förvänta ett trovärdigt resultat som kan användas i exempelvis trendanalyser är inte sannolikt. Istället bör man se de båda tidsserierna som olika sätt att mäta och relatera dem till varandra istället. Vi trendanalys kan trendtest göras på de båda tidsserierna och en eventuell skillnad i lutning mellan de båda tidsserierna kan då vara ett sätt att tolka förändringar över tiden. Referenser Naturvårdsverket,. Handbok för miljöövervakning. Programområde Jordbruksmark. Undersökningstyper för Typområden. www.naturvardsverket.se Ulén, B. 1. Provtagningsstategier för vattendragen i intesivtypområdena. PM. SLU, Avdelningen för Vattenvårdslära. Vagstad, N.. Miljöovervakning i typeområder og observationsfelter. Evaluering av Naturvårdsverkets overvåkingsprogram i jordbruket. Jordforsk rapport nr 3/. Bioforsk, Norge. 11

Tabell. Årstransporter (kg/1/km) av kväve och fosfor beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover Omr År N-tot N-NO 3 N-NH P-tot P-PO P-part man Qprop man Qprop man Qprop man Qprop man Qprop man Qprop M /7 35.1 3. 3.1 9.3.1.1.57.5..1.17.3 7/ 1. 17.7 15.3 1..19.9.5....15.1 Medel.7 5.9.7..1.9.5.5.7.1.1.5 M3 /5.5 17.5 17.5 1..1..5..19.1.5.33 5/ 13.3 1.3 1.9 1.3.1.9....1.13.1 /7 3. 5. 5.5 1.3.7..3.7.1.1.3. 7/ 19.5 15. 1. 1..5.1..3.15.17.3.5 Medel. 17.7 17.5 1.7.17..5.1.15.1.7.3 N3 /5..9 3. 35..3.1.9.39.7.9.1.3 5/ 3.3 9.5 5. 5.3..9.33.....1 /7.1 3. 37. 37..1.3.3.1.... 7/ 35.5 3. 3.3 3.1.11..5.7.11.11.3. Medel 3. 37.1 3.5 31.9.17..39...9.3.7 F 5/ 1.5 1..9 9. 1.1.7.39..9.11.1.5 /7 3. 3. 17. 17.3.55.9.5.7.17.1.1.1 7/ 19. 1.5 13. 1..1.3.9.5.17.1.1. Medel 19.3 1. 13.1 13..5.33..55.1.1.1.9 O1 /5 19.3. 1.1 17..1..95 1...35.. 5/ 15. 19. 11.9 15.3.1.13.51.5.1.11.9.3 /7.1.9 17.3 1.5.7..1 3.3..31 1..91 7/ 13. 1.7 1.5 11..3. 1.11.9.1.3.5.5 Medel 17.. 1. 1..11.11 1.19.3..5.9 1.7 E1 /5 1. 11. 11. 1.3..3..7.3..3.1 5/ 7. 7.7.5..1.19..11..3.11. /7.. 1.3 1.3..1.13...3.5. 7/ 7. 7.7 7.1 7......5..1. Medel 1.1 11.9 1. 1....1...3.5. I 5/ 1. 11. 1. 9.9.3.5.1.11....3 /7.3 19. 17.9 17.1...1.1.7.7.3. 7/ 1.5 1.1 1.7 1.5.1.1.1.15..7.3. Medel 1.9 1.1 13.1 1.5...13.15..7.3. C /5... 3.5.3.1..19...1.1 5/ 5. 5.7 3.5 3.3..1.35.9.7.11.1.3 /7 9.5 9. 7...3...93.11.1.5.7 7/ 5. 5.7...1..33.37....9 Medel.....3..39.9.7..7.3 1

Tabell 3. Årsavrinning (mm) samt årstransporter av suspenderat material och TOC (kg/1/km) och flödesvägda årsvärden av ph, alkalinitet (mmol/l) och konduktivitet (ms/m) beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover Omr År Avr (mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) Susp (kg/1/km ) TOC (kg/1/km ) man Qprop man Qprop man Qprop man Qprop man Qprop M /7 3 7.5.1 5.3 5. 3 191 1 5 7/ 35 7.... 5 7 37 3 Medel 39 7..1 5. 5.5 7 3 55 11 39 M3 /5 333 7. 7.7.3. 3 3 1 5 5/ 7. 7.7.3 1.9 39 33 75 93 3 /7 3 7. 7.5 1. 1. 37 31 3 9 5 7/ 37 7.5 7..3. 39 31 3 7 5 Medel 3 7.5 7.. 1.9 3 33 195 3 N3 /5 7 7.1 7.3 1. 1. 3 31 9 117 53 5/ 371 7. 7.5 1.1 1.1 3 9 1 3 3 /7 5 7.1 7. 1..9 3 31 11 11 9 7/ 9 7.1 7. 1.1 1.1 9 1 153 5 Medel 51 7.1 7. 1.1 1.1 31 3 139 113 5 F 5/ 17.5 7..5.5 15 1 7 71 1 9 /7 37.3.9..5 1 1 73 17 17 177 7/ 57. 7..5.5 13 1 1 13 17 Medel 57. 7..5.5 1 13 9 19 15 153 O1 /5 1 7. 7. 3.5.9 3 37 533 17 1 5/ 7. 7.9..7 3 3 3 33 33 /7 1 7.7 7. 3.1. 31 15 35 7 1 7/ 7 7. 7. 3.9. 33 9 3571 3 5 Medel 397 7.7 7. 3.3. 35 7 13 7 E1 /5 153 7. 7.9 5. 5. 7 15 1 1 1 5/ 111.. 3.7 3. 5 99 15 /7 17 7.9. 5..7 77 7 17 1 9 7/ 11....9 79 11 Medel 13 7.9. 5.3.5 7 3 1 9 9 I 5/ 15 7...1 3. 5 5 1 11 1 13 /7 19 7. 7.9.3 3. 3 5 13 15 7/ 17 7..3 5. 5.1 71 5 9 11 Medel 1 7..1.. 3 57 1 1 11 13 C /5 15 7.5 7.9.9.9 1 1 13 99 1 1 5/ 95 7. 7.9.. 3 3 35 9 /7 313 7.5 7..5. 37 3 55 1 5 5 7/ 17 7.7 7.9..5 3 39 9 37 1 Medel 35 7. 7.9.7. 3 35 3 37 3 3 13

M Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 M3 Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 N3 Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 F Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 Figur 5. Månadsavrinning (mm)och månadstransporter (kg/km ) av totalkväve och totalfosfor beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde M, M3, N3 och F. 1

O1 Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 1 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 E1 Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 I Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 C Totalkväve (kg/km) 1 9 3 N tot man N tot Qprop Totalfosfor (kg/km) 3 1 P tot man P tot Qprop 1 1 1 1 Figur. Månadsavrinning (mm)och månadstransporter (kg/km ) av totalkväve och totalfosfor beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde O1, E1, I och C. 15

Typområde M TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 7 9 5 7 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 1 9 3 5 7 9 1 9 3 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 7. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde M 1

Typområde M3 TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 7 9 5 7 9 31 5 7 9 3 1 5 7 9 1 9 3 5 7 9 15 1 5 5 7 9 1 1 5 7 9 1 1 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde M3 17

Typområde N3 TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 1 9 3 5 7 9 1 9 3 5 7 9 5 7 9 1 1 5 7 9 3 1 5 7 9 1 1 5 7 9 1 9 3 5 7 9 15 1 5 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 9. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde N3 1

Typområde F TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 3 15 5 7 9 5 3 15 5 7 9 3 7 1 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 5 7 9 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 1. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde F 19

Typområde O1 TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 7 9 5 7 9 5 7 9 1 9 1 3 5 7 9 1 9 3 5 7 9 1 9 137 3 5 7 9 15 1 5 5 7 9 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 11. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde O1

Typområde E1 TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 7 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 15 1 5 5 7 9 3 1 5 7 9 15 1 5 5 7 9 1 9 3 5 7 9 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 1. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde E1 1

Typområde I TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 5 7 9 5 7 9 3 1 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 15 1 5 5 7 9 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 13. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde I

Typområde C TOC (kg/km) Susp (kg/km) P part (kg/km) P PO (kg/km) P tot (kg/km) N NH (kg/km) N NO3 (kg/km) N tot (kg/km) 3 1 5 7 9 3 1 5 7 9 3 1 5 7 9 3 1 5 7 9 5 7 9 3 1 5 7 9 1 1 5 7 9 1 1 5 7 9 N tot man N tot Qprop N NO3 man N NO3 Qprop N NH man N NH Qprop P tot man P tot Qprop P PO man P PO Qprop P part man P part Qprop Susp man Susp Qprop TOC man TOC Qprop Figur 1. Månadstransporter (kg/km ) av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover i typområde C 3

Appendix Figur 1:1 till 1:. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover 5

(mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 9 3 1 9 3 Typområde M 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:1. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde M ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop (mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 1 1 9 3 Typområde M3 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde M3 ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop 7

(mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 1 1 9 3 Typområde N3 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:3. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde N3 ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop (mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 1 1 9 3 Typområde F 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde F ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop

(mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 1 1 9 3 1 75 5 5 Typområde O1 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:5. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde O1 ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop (mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 9 3 1 9 3 1 75 5 5 Typområde E1 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde E1 ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop 9

(mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 9 3 1 9 3 1 75 5 5 Typområde I 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:7. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde I ph man ph Qprop Alk man Alk Qprop Kond man Kond Qprop (mm) ph Alk (mmol/l) Kond (ms/m) 1 9 3 1 9 3 Typområde C 5 7 9 5 7 9 5 7 9 5 7 9 Figur 1:. Månadsavrinning (mm) samt flödesvägda månadsvärden av ph, alkalinitet och konduktivitet beräknade från analysresultat från manuellt (man) respektive flödesproportionellt (Qprop) tagna vattenprover typområde C ph man Alk man Kond man 3

31

3