Utskrift
På denne siden har vi lagt ut noen råd om gjennomføring av overvåking av vannkjemi i elver og bekker, med fokus på eutrofiutfordringer i landbruksområder. Overvåkingen skal bl.a. bidra med å vurdere tilstanden i vannforekomsten, hvor næringsstoffene kommer fra, og om vannkvaliteten er blitt bedre etter at miljøtiltak er gjennomført. Overvåking er ressurskrevende, og det er derfor viktig at den blir mest mulig kostnadseffektiv.
Eva Skarbøvik
Seniorforsker
-
Divisjon for miljø og naturressurser
(+47) 416 28 622 eva.skarbovik@nibio.no Kontorsted: Ås - Bygg O43
Stikkprøver: Hentes manuelt fra vannforekomsten i egnede flasker, og sendes til laboratorier for analyse. Frekvensen av prøvene kan variere, for eksempel hver 14. dag eller månedlig. I noen program tas ekstraprøver under flomepisoder. Vannprøvene gir et øyeblikksbilde av vannkvaliteten i vannforekomsten. Metoden er enkel, og derfor antakelig den vanligste metoden i Norge.
Blandprøver: Benyttes bl.a. i JOVA-programmet. Prøver tas med automatisk prøvetaker i en oppsamlingsdunk som holdes avkjølt. Etter for eksempel 14 dager kan det hentes ut en representativ vannprøve fra dunken, som sendes til laboratorieanalyse. Hvis prøvetakeren settes til å ta prøver justert etter vannføringen, er metoden særlig egnet til å beregne tilførsler.
Sensorovervåking: Benyttes oftest i tillegg til stikk- eller blandprøver. Sensorer kan måle vannkvaliteten direkte i vannforekomsten, og kan måle hyppig til relativt lav kostnad. Se egen side om Sensorer.
Annen metodikk: Det finnes flere andre typer overvåkingsmetodikk. Eksempler er passive prøvetakere, som plasseres i elva over en tidsperiode og måler løste fraksjoner, gjerne av miljøfarlige stoffer med lav konsentrasjon. Det kan også benyttes sentrifuger for å samle opp suspendert sediment slik at små mengder av miljøgifter som fraktes sammen med partikler kan analyseres. Kjemiske undersøkelser kan også tas av biologisk materiale, for eksempel muslinger, som kan aggregere miljøgifter i vevet sitt.
I et jordbrukslandskap kan forurensning komme fra mange ulike kilder, for eksempel:
Vannportalen gir en oversikt over alle typer overvåking og kvalitetselement for de ulike overvåkingskravene knyttet til vannforskriften.
De fleste vannområder har allerede et stasjonsnett med innsjø-, bekke- og elvelokaliteter som ofte overvåkes i form av stikkprøver. Et spørsmål som bør stilles med jevne mellomrom er om programmet er optimalt, eller om det bør revideres. Slike avveininger kan f.eks. tas ved hver rapportering av data, og dette kan bidra til kostnadseffektiviteten av overvåkingen.
En revisjon kan for eksempel innebære å øke frekvensen av enkelte parametere og redusere frekvensen av andre; eller ved å måle enkelte stasjoner annethvert eller hvert tredje år hvis de har liten variasjon i vannkvalitet og det ikke er utført nye inngrep eller tiltak i nedbørfeltet. Samtidig kan det være behov for enkelte nye, eventuelt midlertidige stasjoner, for å lokalisere forurensningskilder. Ikke alle parametere reagerer likt på endringer i vannføring. For stoffer som lett bindes til partikler, som f.eks. totalfosfor, vil tidsvariasjonene ofte være større enn for stoffer som fraktes oppløst i vannmassene, som f.eks. nitrogen. Derfor tas det noen steder hyppigere prøver av totalfosfor og suspendert stoff enn av nitrogen.
Et grunnleggende prinsipp ved slike vurderinger er at stasjoner med lange tidsserier (nesten) alltid bør videreføres. Disse stasjonene er gull verdt for å vurdere effekter av for eksempel inngrep og miljøtiltak i nedbørfeltet, samt konsekvenser av klimaendringer.
Hensikten med overvåkingen bør i stor grad styre hvordan programmene legges opp, noen eksempler i elver og bekker er:
Uansett hva som er hensikten, bør vannmassene på det stedet hvor prøvene tas bør være turbulent, slik at stoffene er så jevnt fordelt i vannmassen som mulig. Dette gjelder særlig stoffer som fraktes med partikulært materiale, men også f.eks. organisk materiale.
Biologiske og kjemiske data brukes for å fastsette økologisk tilstand. Ved eutrofieringsproblemer benyttes kjemiske støtteparametere som fosfor og nitrogen, og da oftest i form av gjennomsnittlige konsentrasjoner. Det er da viktig å være klar over at konsentrasjoner av enkelte stoffer i bekker og -elver varierer kraftig over tid – ofte fra time til time. Grafen under viser f.eks. hvordan konsentrasjonen av totalfosfor og fosfat endret seg på få timer i en landbruksbekk. Totalfosfor økte fra ca. 100 til over 600 µg/l på tre timer.
Dette betyr at det kan bli store feil i beregninger av gjennomsnittskonsentrasjoner i elver og bekker. Siden en del biologiske parametere også kan gi usikre resultat i bekker og elver med bløt bunn (finkornet substrat), er det en reell fare for at tilstands-vurderingen ikke blir riktig. Det er derfor viktig å ta høyde for usikkerhet når man tolker data i forbindelse med klassifiseringen.
Innenfor et vannområde kan det være mange bekker, og det kan bli dyrt å tilstandsvurdere alle disse. Vanndirektivet åpner for at det velges ut representative vannforekomster, men slike er ikke alltid lette å identifisere. I et landbruksområde vil faktorer som topografi, andel av skog, utmark og jordbruk, andel areal under marin grense, og ikke minst forekomst av punktkilder og forskjellige driftsformer i jordbruket bidra til variasjoner som kan være utslagsgivende for tilstanden. Et annet poeng er at mange bekker egentlig er for små til å være egne vannforekomster (<10 km² nedbørfelt). Miljømålene er ikke nødvendigvis tilpasset små bekker, for eksempel er konsentrasjoner av fosfor og nitrogen ofte høyere i små enn i større elver.
En mulig løsning kan derfor være å fokusere på tilstandsvurdering av nedstrøms vannforekomster (innsjøer og/eller større elver), mens overvåking av bekker kan utføres for å finne ut hvor tilførslene kommer fra, og hvor omfattende de er.
Hvis for eksempel en innsjø klassifiseres som innenfor risiko pga. eutrofiproblemer, er det viktig å finne ut hvor mye næringsstoff som tilføres i dag, og hvor mye disse tilførslene bør reduseres for at innsjøen skal komme utenfor risikosonen (=avlastningsbehovet).
Tilførsler (også kalt transport og flux) = Konsentrasjon x Vannføring
Tilførsler oppgis som mengde per tidsenhet, f.eks. tonn fosfor per år. For å finne vannføring kan data fra en nærliggende hydrologisk stasjon benyttes. Vannføringen må da tilpasses til det aktuelle nedbørfeltets areal. Hvis det ikke finnes passende stasjoner i samme eller tilstøtende vassdrag kan vannføringen modelleres, men det kan også vurderes å opprette en hydrologisk stasjon.
Mens vannføringsdata som regel finnes kontinuerlig eller i hvert fall på døgnbasis, foreligger vannkvalitetsdata langt sjeldnere. Vannkvalitet på dager uten målinger kan beregnes med for eksempel lineær interpolasjon mellom de målte konsentrasjonene, og så beregnes tilførslene hver dag ved å gange den interpolerte konsentrasjonen med vannføringen. Et alternativ er stofftransportkurven (en log-transformert kurve over sammenhengen mellom vannføring og stofftransport). Sistnevnte krever at det er en sammenheng mellom vannføring og transport av stoffer, og det er her vesentlig å sørge for at det tas prøver under episoder med høy vannføring.
En enklere metode er å ta gjennomsnittet av alle målte konsentrasjoner i løpet av en periode og gange dette med vannføringen i samme periode. Denne metoden kan vi kalle ‘årsgjennomsnitt-metoden’.
Upresise tilførselsberegninger kan gi vesentlige feil ved utregning av avlastningsbehov.
For å sammenligne tilførsler fra ulike nedbørfelt kan det beregnes arealspesifikke tilførsler, enten fra hele nedbørfeltet eller fra andelen jordbruk i nedbørfeltene. Dette oppgis for eksempel i tonn/km2 og år.
Et viktig formål med tiltaksovervåkingen er å måle om tiltakene virker, og her er trendanalyser et nyttig verktøy. Det er mange komplekse prosesser i et nedbørfelt, og variasjoner i nedbør og vannføring fra år til år kan gi store utslag i vannkvaliteten. Ved vurderinger av endringer over tid i bekker og elver er det derfor nødvendig å ta hensyn til dette.
Tilførsler av stoffer som samvarierer med vannføring kan justeres i forhold til et hydrologisk normalår; det vil gjøre trendanalysene mer etterrettelige og bidra til at man lettere kan vurdere om tiltakene har effekt - eller om trendene skyldes trender i værforhold. På den annen side – om man ønsker å undersøke tilførselstrender til en nedstrøms vannforekomst for å vurdere responsen i denne, er det bedre å ikke bruke vannføringsnormalisering. En slik trendanalyse vil inkludere endringer i stofftransport tilført vannforekomsten, og dermed bedre forklare utviklingen i innsjø eller kystområde. Med andre ord:
Andre tips når det gjelder trendanalyser er bl.a.:
I motsetning til i fag som meteorologi og hydrologi, må vi som arbeider med vannkvalitet oftest forholde oss til relativt korte tidsserier. En tommelfingerregel kan være at det bør være minst 10 år med konsistente data før det gjennomføres en analyse av trender, men det er mulig å vurdere trender også av kortere tidsserier, hvis vi tar hensyn til vannføring og værforhold, samt sesongmessige inngrep i nedbørfeltet (for eksempel jordbruk).
Rapporten gir en oversikt over resultater fra overvåking av bekker, elver og innsjøer i Vannområde Morsa i perioden 1. november 2021 – 31. oktober 2022. Resultatene inkluderer oversikt over konsentrasjoner av næringsstoffer og suspendert sediment i alle stasjoner, samt tarmbakterier i elver og bekker, og klorofyll og algetellinger i innsjøer. I 2022 ble alle innsjøene i nedbørfeltet undersøkt. Årsperioden var svært tørr, og tilførslene av næringsstoff var derfor lave. Et faktaark oppsummerer resultatene (Vedlegg 7).
Trender i næringsstoff, partikler, klorofyll a og organisk materiale er undersøkt i elvene Hæra og Rakkestadelva, og innsjøene Isesjø, Lundebyvannet, Tunevannet, Lyseren, Ertevatnet og Skinnerflo. Det ble ikke funnet statistisk signifikante trender i elvene. I innsjøene ble det funnet nedgang i totalfosfor og klorofyll a i Lundebyvannet (2000-2021) og klorofyll a i Isesjø (2000-2021). I Lyseren økte konsentrasjonen av totalfosfor (1983 -2021), og i Skinnerflo økte konsentrasjonen av klorofyll a (2011-2021). Det var høye konsentrasjoner av tarmbakterien E. coli særlig i Hæra, og kilder til forurensingen bør identifiseres. Det anbefales en fortsatt høy innsats for miljøtiltak i disse vannforekomstene i Vannområde Glomma Sør.
Rapporten dokumenterer endringer i jordbruksdrift og tiltaksgjennomføring i fem delområder i Vannområde Morsa. Studien viser at det er gjennomført omfattende avløpstiltak, både oppgradering av private avløpsanlegg og renovering av kommunalt avløp. I jordbruket har det vært registrert en økning i areal med gras som delvis skyldes økt gjennomføring av grastiltak, bl.a. grasdekte kantsoner og vannveier samt gras på flomutsatt areal. Areal med overvintring i stubb har økt fra tidlig 1990-tall til 2012, men fra 2013 er det registrert en reduksjon i areal med overvintring i stubb. Det har vært størst andel overvintring i stubb i nedbørfeltene til vestre Vansjø og Vansjø-Hobølvassdraget. Areal med direktesådd høstkorn og fangvekstarealet har økt mye de siste 2-3 årene. Siden 1994 er det etablert totalt 110 fangdammer i de fem delnedbørfeltene. Jordas fosforstatus er redusert i nedbørfeltet til vestre Vansjø. Tiltakene har ført til flere nedadgående trender i konsentrasjon og transport av partikler og fosfor i de fem delområdene i Vannområde Morsa.