SVU-rapport 2012-12: Kväveavskiljningens effekt på Ekoln

Information om ny rapport från Svenskt Vatten Utveckling!

Nr: 2012-12
Titel: Kväveavskiljningens effekt på Ekoln
Författare: Irina Persson, Jenny Pirard, Anders Larsson, Caroline Holm, Alexandra Lousa-Alvin
Område: Miljö & Avlopp
Sammandrag: Effekten av kväveavskiljningen vid Kungsängsverket på fosforbalansen i Ekoln har studerats via modellering samt statistisk analys av data.

Sammanfattning: Vattenkvaliteten i Ekoln måste förbättras för att uppnå kraven inom Vattendirektivet. Då sjön klassificeras som övergödd är det framförallt tillförsel av fosfor och kväve som måste minskas.

Åtgärder har redan genomförts i Ekolns avrinningsområde. Bland annat införde avloppsreningsverket i Uppsala stad, Kungsängsverket, ett kväverenande steg år 1999. Efter det har provtagningar påvisat minskade halter av kväve och då framförallt ammonium i utgående vatten från reningsverket samt i Fyrisån som utgör mottagande recipient. Dock är dess effekter på Ekoln, till vilken Fyrisån avrinner, inte utredda.

Syftet med denna studie är därför att undersöka om kväveavskiljningen i Kungsängsverket har haft någon påverkan på Ekoln. Hypotesen är att minskad ammoniumtillförsel leder till mindre syrgastäring i Ekoln då mindre syrgas går åt till att omvandla ammonium till nitrat. Den minskade syrgastäringen förväntas leda till mindre risk för syrebrist i bottenvattnet. Detta leder i sin tur till att den interna fosforbelastningen minskar och således fås lägre fosforhalter i vattenmassan.

I syfte att undersöka om denna hypotes stämmer har dels en modellering av Ekoln gjorts i den biogeokemiska modellen SCOBI, dels en statistisk analys av uppmätta data. Fördelen med modellering är att isolera eventuella effekter av kväveavskiljning på sjön, medan den statistiska analysen avser utreda förändringar i halter i Ekoln efter kväveavskiljningens införande.

Modelleringen av Ekoln indikerar att hypotesen inte stämmer för denna recipient. När inkommande ammoniumhalt till Ekoln minskas i modellen är det endast ammoniumhalterna i sjön som påverkas. Påverkan syns varken på syrgas eller fosforhalterna. För att få minskad syrgastäring och minskade fosforhalter i sjön bör enligt modellen istället fosfattillförseln till sjön minska. Modellerat resultat visar att minskad tillförsel av fosfat leder till minskade fosfathalter i Ekoln vilket i sin tur minskar planktonproduktionen och ger ökade syrgashalter. De högre syrgashalterna är troligen en följd av minskad nedbrytning. Resultatet indikerar att det är fosfor som begränsar växtplanktonproduktionen i Ekoln och inte kväve.

Den statistiska analysen visar inte heller på några statistiskt säkerställda trender, varken minskade fosfathalter eller ökade syrgashalter. Istället indikerar uppmätta data att syrgashalterna i bottenvattnet snarare har minskat. Detta kan vara en effekt av att TOC -halterna i tillrinnande vattendrag och i Ekoln har ökat.

Om de effekter som hypotesen angav ska uppnås, det vill säga att minskade ammoniumhalter leder till ökade syrgashalter och minskad internbelastning av fosfor, krävs antagligen att de initiala halterna av ammonium i sjön är högre än de var år 1990.

För att god ekologisk status ska uppnås i Ekoln krävs att tillförseln av fosfor minskar. Istället indikerar uppmätta data att fosfathalterna i framförallt Örsundaån och Fyrisån ökar. Därför bör åtgärder sättas in för att bland annat åtgärda enskilda avlopp med dåligt fungerande rening. Dessutom bör dagvattenhanteringen från tätort och jordbruk i tillrinningsområdet ses över och åtgärder koncentreras till de områden som bidrar med höga fosforhalter. En god dagvattenhantering kan även leda till att minskad mängd av totalt organiskt material når Ekoln.

Sökord: Kväveavskiljning, reningsverk, ammonium, internbelastning av fosfor, Mälaren, modellering av näringsämnen

Keywords: Nitrogen removal, wastewater treatment plant, ammonium, internal phosphorus load, Lake Mälaren, lake modeling of nutrients