Analysis of trends and effects regarding nutrient leaching after implementation of best management practices : a study of nitrogen and phosphorous for the municipality of Västervik in Kalmar county

För att motverka övergödningen av Östersjön behöver belastningen av näringsämnen som kväve och fosfor från svenska avrinningsområden minska. Genom implementering av miljöskyddåtgärder som våtmarker, strukturkalkning eller skyddszoner, kan näringsbelastningen sänkas. Fem avrinningsområden i Västerviks kommun, Kalmar län, i sydöstra Sverige studerades. Avrinningsområdena varierar i storlek, från Baggetorpsån på 16 km2 till Loftaån på 166 km2. Störst andel av avrinningsområdena består av skog, följt av jordbruk. I studien genomfördes trendtester för perioder då åtgärder samt vattenprovtagning genomförts. Näringsbelastning och koncentration av kväve och fosfor korrelerades mot klimatvariabler, samt markanvändning. Signifikanta trender gällande koncentrationer samt belastning av fosfor observerades i Baggetorpsån samt Dynestadån. Baggetorpsån visade på tydligast minskande trender gällande näringsbelastningen, där storleken på avrinningsområdet och andelen jordbruksmark var en indikator på hur tidigt effekt uppkommit i ett avrinningsområde. En ökande koncentration samt belastning av kväve och fosfor observerades i Almviksån, där endast ett fåtal miljöskyddsåtgärder genomförts. Vattenföringens påverkan på näringsbelastningen visades tydligt de år med lägre vattenföring då även koncentrationerna och läckaget var lägre. Klimatet visade ökande medelårstemperaturer samt sjunkande medelårsnederbörd. Kvävehalterna visade sig mer känsliga för låga temperaturer med högre vattenföring, fosfor korrelerade positivt med nederbörd samt temperatur. För framtida studier i avrinningsområdena är vattenföringsmätningar viktiga för att bedöma effekten av de vattenfördröjande åtgärder som genomförts samt uppföljningar i fält av anlagda miljöskyddsåtgärder. Nyckelord: trendanalys, övergödning, näringsbelastning, kväve, fosfor, jordbruksdominerade avrinningsområden, klimatTo counteract the eutrophication of the Baltic Sea, the load of nutrients such as nitrogen and phosphorus from Swedish catchments needs to be reduced. By implementing environmental protection measures such as wetlands, structure liming or buffer zones, the nutrient load can be reduced. Five catchment areas in the municipality of Västervik, Kalmar County, in southeastern Sweden were studied. The catchment areas vary in size, from Baggetorp river at 16 km2 to Lofta river at 166 km2. The largest share of the catchment areas consists of forest, followed by agriculture. In the study, trend tests were carried out for periods when measures and water sampling were carried out. Nutrient load and concentration of nitrogen and phosphorus were correlated with climate variables, as well as land use. Significant trends regarding concentrations and load of phosphorus were observed in the Baggetorp and Dynestad rivers. The Baggetorp river showed the clearest decreasing trends in nutrient loading, where the size of the catchment area and the proportion of agricultural land was an indicator of how early the effect occurred in a catchment. An increasing concentration and load of nitrogen and phosphorus was observed in the Almvik river, where only a few environmental protection measures have been implemented. The effect of water discharge on nutrient load was clearly shown in years with lower water discharge when concentrations and leakage were also lower. The climate showed increasing average annual temperatures and decreasing average annual precipitation. Nitrogen concentrations were found to be more sensitive to low temperatures with higher water flow, phosphorus correlated positively with precipitation and temperature. For future studies in the catchment areas, water discharge measurements are important to assess the effect of the water retention measures that have been implemented, as well as follow-ups in the field of environmental protection measures. Keywords: trend analysis, eutrophication, nutrient load, nitrogen, phosphorus, agricultural catchments, climat

Kan turbiditetsmätningar användas för att uppskatta fosforkoncentrationer i vattendrag? En fallstudie från Ringsjöns avrinningsområde

Like many other lakes, Lake Ringsjön in Sweden has a long history of eutrophication problems. Eutrophication of lakes is mainly due to surplus of phosphorus. Most phosphorus reaches Lake Ringsjön from adjacent watercourses. In order to initiate action plans to reduce phosphorus concentrations in the lake, it is of great importance to know which watercourses have high phosphorus concentrations. Phosphorus analysis, however, is expensive and therefore a simple and cost efficient method of measurement is of great interest. In this study, the relationship between turbidity and total phosphorus concentration was investigated in Kvesarumsån and Hörbyån, two different watercourses in the catchment area of Lake Ringsjön. A positive relationship between turbidity and phosphorus concentration is expected, as phosphorus often is bound to particles in water. Water samples were collected at two occasions, at 5 respectively 10 sites in Kvesarumsån and Hörbyån. A significant positive relationship between turbidity and phosphorus concentration was found in both watercourses. However, it was found that the same value of turbidity corresponds to higher phosphorus concentrations in Hörbyån, as compared to Kvesarumsån. This is likely a result of the large proportion of agricultural land in the catchment of Hörbyån in comparison to that of Kvesarumsån, which is dominated by forest. Equations obtained from the positive relationships were used to estimate phosphorus concentrations from turbidity measurements in watercourses throughout entire catchment area. In total, turbidity was measured at 72 sites. GIS was useful to visualize and interpolate the results. The most turbid watercourses are located in agricultural areas and a significant relationship between turbidity and the proportion of agricultural land upstream each test point was found. Other factors, such as proportion of drained land, water flow and soil phosphorus concentrations, were also tested for relationship with turbidity. These variables, however, did not show any significant relationship with turbidity. Hörbyån and the small watercourses south of Ringsjön were estimated to have the highest phosphorus concentrations. It is therefore suggested that these watercourses should be prioritized in remediation efforts – especially Hörbyån, which has a considerable water flow and an estimated external phosphorus loading of about 50 % of the total external loading in the catchment

Våtmarker som fiskevårdsåtgärd vid kusten: Utvärdering av restaurerade våtmarkers effekt på fiskreproduktion och ekosystemet längs Östersjökusten

Många av Östersjöns kustfiskar är av sötvattenursprung och fortplantar sig i grunda vikar och kustnära våtmarker. Historiska utdikningar, kustexploatering och övergödning har lett till förluster av fiskens lek- och uppväxtområden, vilket tillsammans med fiske bidragit till minskande bestånd av exempelvis gädda och abborre. För att motverka nedgången har flera förvaltningsåtgärder initierats. Ungefär 100 våtmarker har restaurerats längs svenska ostkusten för att gynna reproduktionen av gädda och abborre. I samma syfte har fiskvandringshinder i kustmynnande vattendrag tagits bort på cirka 40 platser. Det fåtal uppföljningar som genomförts visar att sådana åtgärder har en god potential att bidra till stärkta kustbestånd av gädda och abborre. Mängden gäddyngel i kustvattnen utanför våtmarkerna tenderar att öka kraftigt efter åtgärderna, medan ingen tydlig förändring kan ses för mängden abborryngel. Det är dock stor variation i utfallet. En studie indikerar även en tydlig lokal ökning av gäddbestånden i kustvattnen utanför våtmarkerna. Sammanställningen visar även att borttagning av vandringshinder i kustmynnande vattendrag förbundna med olika sjösystem kan vara en effektivare metod än att restaurera våtmarker för attgynna abborre, vilket bör undersökas vidare. Det finns få studier som specifikt undersökt om åtgärderna kan ge så stark effekt på rovfiskbestånden att det indirekt påverkar resten av födoväven och ekosystemet. Det finns en potential för sådan påverkan. Men ökningen av rovfisk till följd av de åtgärdade våtmarkerna har i dagsläget inte varit tillräckligt kraftig för att leda till tydliga ekosystemeffekter, så som mindre mängd bytesfisk och påväxtalger. Även om våtmarker kan ge en lokal ökning av mängden fisk måste fler och kompletterande åtgärder till för att stärka kustens rovfiskbestånd. Åtgärderna bör utformas som en del av en tydligt samordnad och långsiktig förvaltning av kust och hav. Förutom en starkare reglering av kustfisket behövs exempelvis bättre skydd mot exploatering av fiskens lek- och uppväxtområden. Även lokal reduktion av mängden gråsäl och storskarv kan vara en möjlig åtgärd i områden där dessa rovdjur medför hög dödlighet på gädda och abborre. Utformningen av fiskeriförförvaltningen i öppet hav måste ha en mer rigid tillämpning av ekosystemansatsen och beakta konsekvenser för kustens ekosystem. Exempelvis tyder mycket på att förändringar i utsjöns fiskbestånd är en viktig bidragande orsak till att storspigg har ökat kraftigt de senaste decennierna. Storspiggen migrerar mellan utsjö och kust. Eftersom den äter gädd- och abborryngel minskar möjligheten att med lokala åtgärder stärka rovfiskbestånden vid kusten. Sammanställningen visar på en bristfällig koordinering och uppföljningav det senaste decenniets fiskevårdsåtgärder. För att skapa en bättre kunskapsbas för framtida förvaltningsbeslut finns därför ett behov av fler och samordnade mångåriga uppföljningar av åtgärder på såväl yngelproduktionoch lokala fiskbestånd som på kustekosystemet

Sociala insatsgrupper: en rättssociologisk studie om att bryta ungdomskriminalitet genom samverkan.

The purpose of this thesis is to gain an understanding of society’s ability to prevent juvenile delinquency through community intervention teams [sociala insatsgrupper]. Community intervention teams is a structured collaboration between primarily social services, police and schools that aims to prevent youth from developing a criminal lifestyle. The study focuses on the collaboration between social services and the police, and the main aim is to examine how social workers and police officers perceive that community intervention teams work as a crime prevention method. In order to answer the purpose, a qualitative method has been used in which five semi-structured interviews have been conducted with social workers and police officers. The interviews were analysed using social control theory, the term collaboration [samverkan] and earlier research. The results show that the informants have a positive attitude towards collaboration and that community intervention teams are perceived to have effects, even though they can’t be expected to fight crime or prevent relapse in crime. Furthermore, in order for community intervention teams to be successful, social workers and police officers need to be able to cooperate well and have an understanding of each other's professional roles and responsibilities. The results also show that it is difficult to evaluate community intervention teams and measure the effects. This shows that the collaborative form is in need of evaluation and further research

The future of water management : a quantification of the internal load of phosphorus in Lake Vansjön and Lake Nordsjön in Northern Uppland

En kvantifiering av internbelastningen av fosfor gjordes i de eutrofierade sjöarna Vansjön och Nordsjön i Norduppland genom fysiokemisk mätning av vattnet och fraktionsanalys samt inkuberingsanalys av sediment. Mycket låga syrehalter mättes under vintern 2021 medan vattnet var övermättat på syre under våren detsamma året. Detta kan ha starka kopplingar till just övergödningsproblematiken som föreligger. Vid analys av sedimenten konstaterades det att Vansjön hade högst halter fosfor och att koncentrationerna var likvärdiga på de två provtagna platserna. I Vansjön var mängden löst fosfor mer än i Nordsjön. Nordsjön hade något lägre koncentration fosfor i sedimenten och saknade nästan helt löst fosfor. Sjön hade desto högre halter organiskt bunden fosfor, vilken blir lätt tillgänglig vid varma perioder under året i och med högre nedbrytningshastighet av det organiska materialet. För att förbättra sjöarnas status behöver åtgärder göras riktad mot både extern och intern belastning. Injektionsbehandling med aluminium i kombination med biomanipulation genom utfiskning av karpfiskar och eventuellt inplantering av gös rekommenderas här. Även mjukbottensmuddring och behandling med Phoslock är alternativa behandlingsmetoder men de rekommenderas inte i denna undersökning. För att gå vidare behövs en del kompletterande prover och uträkning av nettosedimentationshastigheten skulle kunna hjälpa för att räkna ut rekommenderad behandlingsstorlek.A quantification of the internal load of phosphorus was made in the eutrophied Lake Vansjön and Lake Nordsjön in Northern Uppland with physiochemical measurement of the water, fraction analysis and incubation analysis of the sediment. Very low oxygen levels were measured during the winter of 2021 and the water was oversaturated with oxygen during spring the same year. This can have strong connections to the eutrophication problem in the lakes. During analysis of the sediment, it was found that Lake Vansjön had the highest levels of phosphorus and the concentrations were equivalent at the two tested sites. In Lake Vansjön, the amount of dissolved phosphorus was bigger than in Lake Nordsjön. Lake Nordsjön had somewhat lower concentrations of phosphorus in the sediments and almost completely lacked dissolved phosphorus but had the higher content of organically bound phosphorus, which becomes easily available in warm seasons during the year due to more rapid breakdown of the organic material. It can be established that measurements in order to improve the lakes’ statuses need to be done, both for the external and internal load of phosphorus. Here, injection treatment with aluminum in combination with biomanipulation by targeted fishing in order to reduce cyprinids and maybe also introduction of pikeperch, are recommended. Also, soft-bottom dredging and treatment with Phoslock are alternative treatments but are not recommended here. Complementary testing and calculation of net sedimentation rate could help calculating recommended size of treatment

Produktionsvåtmarker och deras förutsättningar för näringsretention och biologisk mångfald - effekter av vegetationssammansättning och svämplanskonstruktion

Modern agricultural practices give rise to environmental issues such as the eutrophication of waters (e.g. rivers and oceans). Increased knowledge and understanding of the negative consequences of nutritional leakage have led to comprehensive mitigation measures, one of which is the construction of wetlands. In order to achieve successful, cost-effective and sustainable measures it is essential to facilitate the creation of wetlands but also to optimize the functions and services they provide. This study analyses the effects of specific wetland design with respect to nitrogen (Tot-N), ammonium (NH4-N), nitrate-nitrite (NO3,2-N), phosphorus (Tot-P) and phosphate (PO4-P) retention and biodiversity of benthic invertebrates. Wetland design (with and without temporarily flooded shallow plateaus) and different macrophyte assemblages (exclusively Phragmites australis and together with Characeae sp.) were conducted on twelve, small constructed wetlands in southern Sweden. This study shows that there were no significant differences between the different wetland designs during the 10 month study period. The results show that nutrient loading varies significantly over time (Tot-N; 6,9-15,0 mg∙L-1, Tot-P; 16,0-186,7 μg∙L-1, ) and that benthic invertebrate communities relatively quickly (4 months) may colonize small constructed wetlands provided connectivity to source habitats. Nitrogen retention was to a greater extent positive than negative relative to phosphorus retention, suggesting differences in wetland retention capacity between the two fractions. The results of this study show that wetlands represent dynamic ecosystems in which functions are highly affected by various aspects not completely covered in this experimental design. Further and more long-term studies with adequate wetland water residence times are most likely a requirement in order to answer the hypotheses of this study. The study highlights the need to take a multidisciplinary approach in order to achieve optimization of wetland functions and services.Produktionsvåtmarker – lika bra för alla syften? Produktionsvåtmarker kan vara ett bra verktyg för att motverka övergödningen av våra hav och vattendrag. Detta eftersom produktionsvåtmarker genom till exempel växtupptag kan fånga in näring samtidigt som växter och djur får ett bättre och mer varierat landskap. Växtbiomassan kan sedan skördas och användas som resurs för biogasproduktion. Hur väl våtmarkerna förmår bidra med dessa funktioner beror däremot på en rad olika saker som man måste ta hänsyn till om man vill uppnå ett effektivt åtgärdsarbete. Övergödning är ett stort problem som hotar ekosystem i hav och vattendrag. Den största orsaken till problemet är att stora mängder näringsämnen som kväve (N) och fosfor (P) läcker ut från jordbruksmarker. Att anlägga produktionsvåtmarker kan vara en bra lösning som ger flera fördelar utöver att tillvarata näring. Frågan är om och hur man kan optimera våtmarkerna för att de ska ha en så fördelaktig verkan som möjligt. För att besvara denna fråga har tolv våtmarker anlagts och behandlats olika för att ta reda på om en viss behandling kan förbättra våtmarkens förmåga att fånga näring och bidra med en högre biologisk mångfald för bottenlevande djur. Våtmarkerna planterades med antingen enbart övervattensvegetation eller tillsammans med undervattensvegetation. Våtmarkerna hade ett grundare parti som översvämmades med jämna mellanrum i hälften av våtmarkerna för att efterlikna naturliga flödestillstånd. Resultaten visar att våtmarkernas verkan inte påverkades av behandlingarna i detta experiment. Förmodligen beror detta på att det finns ännu viktigare aspekter som inte kontrollerades i försöket. En sådan aspekt är troligtvis den tiden vattnet uppehåller sig i våtmarkerna. Då denna var generellt kort och våtmarkerna var nyanlagda har förmodligen effekten av behandlingarna inte hunnit visa sig. Däremot visade resultaten att de våtmarker med undervattensvegetation hade betydligt fler individer av tre arter bottenlevande djur. Detta indikerar att undervattensvegetation har en betydelse för dessa organismer. Resultaten visar att ett tvärvetenskapligt angreppssätt är ett måste för att kunna uppnå optimering av våtmarker. Tiden vattnet uppehåller sig i våtmarken verkar vara av yttersta vikt. En mer långvarig studie med längre uppehållstider krävs för att påvisa skillnader mellan behandlingar, likt de i denna studie

Fokus på Mälaren 2021 : sammanfattande resultat från miljöövervakning och forskningsprojekt knutna till samarbetet mellan SLU och Mälarens vattenvårdsförbund

Mälarens vattenvårdsförbund och Sveriges lantbruksuniversitet fortsätter att samarbeta med fokus på Mälaren. Under 2021 påverkade pandemin möjligheten att ses under årsstämman på våren men Mälarseminariet på hösten kunde hållas som hybridmöte med ungefär 40 deltagare på plats på SLU i Uppsala och lika många deltog via videolänk. Digitala Mälarinarier hölls vid fyra tillfällen och var även de välbesökta. Faruk Djodjic är ny kontaktperson tillsammans med Stina Drakare från SLU. Vid vinterprovtagningen hade alla stationer is vilket är första gången sedan detta samarbete startade 2017. Nederbördsrika månader blev maj och augusti och sommarmånaderna juli och augusti var varma. Statusbedömningen visar att stationer med måttlig status dominerar och att det finns flera stationer med otillfredsställande (7) och dålig status (5). Bara två stationer hade god status och ingen hade hög status. Antalet stationer med bra status växlar mellan två och fyra stycken mellan åren vilket beror på vilka stationer ingår just det året. Dessa statusbedömningar kopplar främst till övergödningsproblematik vilket provtagningsprogrammet är designat för att följa. Tre doktorander med ämnen som berör Mälaren har försvarat sina avhandlingar under perioden. Två av dem berör just övergödningsproblematik och behandlade ämnen som bra verktyg för att minska transport av näringsämnen som fosfor från land till Mälaren och för att inaktivera fosfor på sjöbottnar för att minska internbelastning från bottensediment. Den tredje avhandlingen gav verktyg för att förbättra dricksvattenrening när man har problem med organiska miljöföroreningar. Andra vetenskapliga publikationer av intresse för Mälaren som presenteras kortfattat är t.ex. ett verktyg för att identifiera potentiella högrisksubstanser i akvatisk miljö kopplat till påverkan från avloppsreningsverk, att förbruningen av våra vatten verkar ha avstannat där det finns en tydlig brytpunkt år 2010. Ytterligare en publikation visar med en första studie att antibiotikaresistensgener är vanliga och täcker in flera typer av antibiotika i vatten runt Västerås, Uppsala, Eskilstuna och Stockholm. Årets kandidatarbeten gjordes i våtmarker med fokus på sådana som används som fosforfällor och i hästhagar för att ta reda på om näringsläckage från dessa kan minskas genom att mocka i hagen. På masternivå handlade det om att ta reda på vid vilka förhållanden kvävefixerande cyanobakterier trivs och att mäta algblomningar med sensorer för högre tids- och djupupplösning

Utan spaning ingen aning

Sedan 1990-talet har svenska staten gett medel för olika åtgärder som ska minska övergödningen av våra vatten. Trots 30 års åtgärdsarbete är kunskaperna bristfälliga om vissa åtgärders effekt, särskilt på lång sikt och under varierande förhållanden, då tillförlitliga mätningar endast skett på några fåtal platser under kort tid. Om åtgärderna utformas och placeras fel blir de ineffektiva och likaså användningen av stödmedlen

Vattenskyddsåtgärder och vattenmätningar i Svärtaåns avrinningsområde

Inom Svärtaåprojektet (2009 - 2012) genomfördes ett mätprogram med vattenkemi- och flödesanalyser för att utvärdera effekten av jordbruksrelaterade vattenskyddsåtgärder som utfördes inom ramen för projektet. Mätprogrammet omfattar synoptiska mätningar i vattendrag och sjöar och täta mätningar i tre s.k. fokusområden: Kattgalgebäcken, Husbybäcken och Ånstabäcken. Data från mätprogrammet har analyserats och jämförts med andra data från Svärtaåns avrinningsområde som fanns tillgänglig via Jordbruksverket, SLU, SMHI och Nyköpingsåarnas vattenvårdsförbund. De synoptiska mätningarna i vattendrag visade en positiv korrelation mellan andelen åkermark uppströms mätpunkten och uppmätt halt kväve (N) och fosfor (P). Sambandet var tydligast för P. För de två år som mätningar pågick i fokusområdena syntes en högre årsmedelkoncentration av P, högre avrinning och därmed också en större transport av P år 2012 jämfört med år 2011. Samma mönster var det i provpunkter i området som ingår i den samordnade recipientkontrollen (SRK) men jämfört med tidigare år var åren 2011 och 2012 nära de normala. Hittills går det inte att, med hjälp av data från mätprogrammet i fokusområden, uttala sig om huruvida åtgärderna för att minska näringsläckaget från åkermarken har haft effekt på vattenkvaliteten. Detta då mätningarna av vattenkemi och avrinning pågick samtidigt som implementeringen av åtgärder. För att ändå försöka uppskatta de implementerade åtgärdernas samlade effekt på sikt gjordes en scenariomodellering med källfördelningsmodellen FyrisNP. Scenariomodelleringen visade på en reduktion av P-läckaget från jordbruksmark med mellan 9 % och knappt 25 % i fokusområdena, efter införande av samtliga åtgärder. Motsvarande modellresultat för den totala belastningen från all mark i hela Svärtaåns avrinningsområde skattades till knappt 2 % P-reduktionseffekt. Att effekten blev så liten beror på att jordbruksmarken utgör en relativt liten del av avrinningsområdet (drygt 20 %). Det underlag som finns, för att göra bedömningar om effekten av många av de åtgärder som utförts inom projektet, var dessutom litet vilket påverkar tillförlitligheten i modellresultaten. Åtgärder kan också ha utförts utan att vetskap om detta funnits inom projektet. En källfördelningsmodellering visade också att jordbruksmarken bidrar med drygt 60% av nettobelastningen av fosfor i Svärtaåns avrinningsområde och att mer än hälften av denna belastning är antropogen. För fortsatt åtgärdsarbete i området föreslås att mätningarna i fokusområdena fortgår för att möjliggöra detektion av förändringar i vattenkvalitet av de redan genomförda åtgärderna. Dessutom bör ett antal synoptiska provpunkter som representerar likartad markanvändning som i fokusområdena behållas som referensområden. Vid införande av ytterligare åtgärder eller mer areal med samma åtgärd föreslås ett nytt angreppssätt där endast en åtgärd per delavrinningsområde genomförs för att möjliggöra uppföljning av effekterna av enskilda åtgärder