Vattenkvalitet i förändrat klimat

Nederbörd och temperatur har stor påverkan på vattnets kvalitet. Eftersom beräkningar pekar på att klimatet kommer att förändras kan vi också förvänta oss förändringar i utbredningen av övergödning, i dricksvattenkvalitet och i ekosystem.
 

Vatten är grunden för biologisk mångfald samt nödvändigt för odling och för människans överlevnad.  Dessutom är vattenmiljöer en viktig del av friluftsliv och rekreation. För att vi ska kunna tillgodoräkna oss dessa ekosystemtjänster räcker det inte med tillräcklig mängd vatten. Det krävs också att vattnet har god kvalitet.

Sjöar, vattendrag och hav påverkas av de utsläpp vi gör genom avloppsreningsverk och industrier. Bland annat påverkar utsläpp av näringsämnena kväve och fosfor. Vi brukar också marken vilket ofta leder till ett ökat läckage av näringsämnen.

Även klimatet har betydelse för kvaliteten på vattnet. Temperaturen reglerar många av de processer som pågår i vattnet och mängden nederbörd påverkar avrinningen och därmed utlakningen av näringsämnen från marken. I ett förändrat klimat med nya nederbördsmönster och högre temperaturer kan vattenkvaliteten förväntas bli påverkad. Det finns en ökad risk för övergödning av sjöar, vattendrag och hav.

Klimatet förändras

Klimatförändring innebär att flera faktorer förändras som har stor påverkan på vattnets kretslopp. Särskilt viktiga är temperatur och nederbörd.

En jämförelse mellan perioderna 1961-1990 och 1991-2011 visar att temperatur och nederbörd har ökat, sett till hela Sverige. För större delen av landet har temperaturen stigit med ungefär 1ºC. I nästan hela landet har också nederbörden ökat, med omkring 10 %.

Beräkningar över framtidens klimat visar fortsatt ökning av årsmedeltemperatur och årsmedelnederbörd för hela Sverige. Medeltillrinningen väntas öka i hela landet utom i sydöstra Sverige, där det sker en minskning. Störst ökning sker i landets norra delar. De mer extrema vattenflödena beräknas öka i vattendragen i södra Sverige mot slutet av seklet. I de nordliga älvarna är förändringen mindre tydlig och kan till och med medföra en minskning av de extrema flödena.

Varmare vatten förändrar kvaliteten

Till följd av högre temperaturer och mer avrinning kommer förstärkning av en del processer som styr övergödning och havsförsurning att öka problemen. Förändringar av andra processer motverkar problemen.

  • Varmt vatten kan inte hålla lika mycket syre som kallt vatten. Därmed ökar risken för syrefattiga miljöer med ökande temperaturer.  
  • Varmt vatten kan inte hålla lika mycket koldioxid som kallt vatten. Uppvärmningen leder till att en ökad del av koldioxiden avgår i gasform och försurningen motverkas därmed delvis.
  • Varmare vatten bidrar till ökad algtillväxt och snabbare nedbrytning av organiskt material.

Övergödning

Näringsämnen, och då i synnerhet kväve och fosfor, är nödvändiga för att fotosyntetiserande organismer ska kunna växa. För mycket näring kan dock leda till extremt stor tillväxt i sjöar och hav. Problemet kallas ofta övergödning eller eutrofiering. Det förekommer även naturligt näringsrika sjöar, ofta i områden med lermark eller näringsrik berggrund. En förändring av näringsförhållanden på grund av övergödning leder dock alltid till allvarliga konsekvenser för miljön.

Algblomningar gör det otrevligt att vistas vid övergödda sjöar, vattendrag och i skärgården. De kan också vara hälsoskadliga. Den ökade produktionen av organiskt material, till följd av algblomningar, är syrekrävande. Ökad utbredning av syrefria bottnar leder till att bottenlevande djur dör.

Förändrade nederbördsmönster tillsammans med temperaturökning förväntas leda till att mer näringsämnen sköljs ur marken och hamnar i sjöar och vattendrag. Tidigare islossningar, till följd av högre temperaturer, gör att växtsäsongen för växtplankton blir längre och perioden för omblandning och därmed syresättning kan antas bli kortare.

  • Det är alltså troligt att ett varmare och blötare klimat bidrar till ökade problem med eutrofiering samt försämrade syreförhållanden i sjöar och vattendrag.

Retention av näringsämnen

Avskiljning av näringsämnen, så kallad retention, bidrar till att mängden kväve och fosfor minskar i vattensystemet. Retention sker genom flera naturliga biokemiska processer. De bidrar till att permanent minska mängden kväve och fosfor i vattnet genom att växter tar upp ämnena samt att de lagras i sjöars och vattendrags bottensediment. Kväve avgår även till luften via denitrifikation.

Denitrifikation utnyttjas bland annat av reningsverken för att avlägsna kväve från avloppsvatten. Processen är temperaturberoende och därför ger en temperaturhöjning bättre förutsättningar för att mer kväve ska kunna avgå till atmosfären. Samtidigt leder en ökad nederbörd till snabbare vattenomsättning, vilket minskar retentionen.

I studier med näringsämnesmodeller har forskare på SMHI sett en ökad retention till följd av högre temperaturer och en större tillgång på näringsämnen. I andra försök har minskade kvävekoncentrationer, till följd av en ökad denitrifikation, och minskade vattenflöden kunnat ses för delar av landet.

  • Hur retentionen påverkas i ett framtida klimat kommer att variera i landet, beroende på förhållandet mellan temperatur och nederbörd samt lokala förhållanden.

Sveriges näringsämnesläckage

SMED (Svenska MiljöEmissionsData) sammanställer svensk kväve- och fosforbelastning på vatten och hav. Belastningen beräknas från diffusa källor och punktutsläpp. Diffusa källor är läckage från marken samt atmosfärsnedfall på sjöar och dagvatten. Punktkällor inkluderar utsläpp från industrier och reningsverk.

Kartorna nedan, som avser 2006, visar var de diffusa utsläppen är som störst för kväve (N) och fosfor (P). Tillsammans står skogsmark och jordbruksmark för ca 60 % av den diffusa belastningen.

En utvärdering av hur bland annat hydrologiska faktorer påverkas i ett framtida klimat visar en tydlig temperatur- och nederbördsökning i större delarna av landet.

  • Näringsämnesbelastningen blir troligen större i framtiden, till följd av att temperatur och nederbörd ökar. I södra Sverige där läckagen är som störst förväntas dock inte det framtida klimatet förändras lika mycket som i norra Sverige, sett till nederbörd och temperatur. Klimatförändringarna kan dock leda till förändringar i produktionen, vilket i sin tur kan påverka näringsläckaget.
  • Klimatförändringarna kan göra det svårare att uppnå de mål för utsläppsreduktioner som Östersjöländerna tillsammans kommer överens om  i ”Baltic Sea Action Plan”

Diffus belastning av kväve (N) i kg/km2 totalyta och år. Flödesnormaliserat för perioden 1985-2004.
Illustration Naturvårdsverket Rapport 5815. Förstora Bild
Diffus belastning av fosfor (P) i kg/km2 totalyta och år. Flödesnormaliserat för perioden 1985-2004.
Illustration Naturvårdsverket Rapport 5815. Förstora Bild

 

Ekosystemen påverkas

Temperaturhöjning och ökad nederbörd har direkt påverkan på våra ekosystem. Indirekta effekter som övergödning, ökad sedimenttransport, skiktning av vattenmassor, och förändrade vattennivåer kan också resultera i komplicerade förändringar av artsammansättningar.

När klimatet förändras blir förutsättningarna för fiskbestånden ändrade. Vissa arter gynnas av varmare vatten och andra missgynnas. Nya arter kan föra med sig smittor och högre vattentemperaturer påverkar fiskarnas hälsa.

  • Ett varmare klimat kommer att innebära stora förändringar för ekosystem och fiske.
  • Påverkan kommer att se olika ut i olika delar av Sverige, vilket innebär att frågan måste ses utifrån ett regionalt perspektiv.

Ökade risker för dricksvattenkällor

Råvattenkällor för dricksvatten är ytvatten i sjöar och vattendrag, eller grundvatten i marken. Ytvattentäkter är utsatta för större risker än grundvattentäkter, vars vatten är mer skyddat i marken. Redan idag finns vattentäkter som påverkas negativt av skyfall eller översvämningar.

Konkurrensen om vattnet förväntas öka, inte minst beroende på att tillrinningen under sommaren minskar i princip hela landet. För södra Sverige ses även en minskning under våren. Detta enligt de framtidsberäkningar som gjorts av SMHI för Sverige.

Sveriges Geologiska Undersökning har studerat aspekter av förändrat klimat med betydelse för dricksvattentäkterna. En faktor är att odlingsperioderna blir längre och då ökar behovet av bekämpningsmedel och gödsel. Det kan leda till ökat läckage och därmed utgöra hot mot dricksvattentäkter.

I ett framtida klimat då skyfallen förväntas öka, blir också risken för påverkan på tekniska system och avloppsanläggningar större. Det kan leda till föroreningar och spridning av smittor. Ändrade flödesförhållanden kan leda till att markföroreningar blir rörliga och läcker ut. Risken för att saltvatten tränger in i brunnar och vattentäkter ökar då grundvattennivån eller flödesriktningar i marken ändras.

  • Risken för att råvattnet förorenas på något sätt ökar alltså i ett framtida klimat.

Källor

Andersson, L., Bohman, A., van Well, L., Persson, G. och Farelius, J. 2015.  Underlag till kontrollstation 2015 för anpassning till ett förändrat klimat.  SMHI Rapport Klimatologi Nr 12.

Arheimer, B., Dahné J., and Donnelly, C. 2012. Climate change impact on riverine nutrient load and land-based remedial measures of the Baltic Sea Action Plan. Ambio 41 (6):600-612.

Ekelund, N. 2012. Hur påverkar klimatförändringar sjöar och hav? Tidskriften Vatten 68:155-160.

Länsstyrelsen i Värmlands län, 2011. Riskbedömning drickvattentäkter i ett förändrat klimat, Värmlands län.

Ottersen, G., Kim, S., Hused, G., Polovinae, J.J. and Stenseth, N.C. 2010. Major pathways by which climate may force marine fish populations. J Mar Syst 79(3-4):343–360.

Persson, G. och Rummukainen, M. 2010. Klimatförändringarnas effekter på svenskt miljömålsarbete KLIMATOLOGI Nr 2/2010, SMHI.

Rosberg, J. and Arheimer, B. 2007. Modelling climate change impact on phosphorus load in Swedish rivers. In: Water Quality and Sediment Behaviour of the Future: Predictions for the 21st Century, IAHS Publ.314:90-97.