7. Resultat
7.2 Vattenkemi före och efter dikesrensning
Nedan visas ett urval tidsseriediagram över vattenkemin. Uppmätt pH, konduktivitet och halter av SO42-, NO3-, NH4+, N-Kjeldahl, K+, P-tot, Fe2+, Alt, suspenderat material, DOC, samt totHg och meHg finns i Figur 19 – Figur 23. Tiden under och efter dikesrensningen är markerad med grå bakgrund. Ytterligare ämnen (färg, Cl, Ca, Mg, Na och beräknat ANC) finns i Bilaga 4 medan alla vattenkemiska grunddata redovisas i Bilaga 3.
Dikena i Fagerheden är sura, med pH-värden som då och då går ner till 4,0 och aldrig före dikesrensningen kommer upp i 5,0 (Figur 19). I Unnaryd är pH mycket variabelt – mellan
4,0 och 6,5. Både i Fagerheden och i Unnaryd verkar pH stiga i samband med
normaldikesrensningen. I F_hän är pH ofta över 6,5 efter dikesrensningen, vilket det inte var innan, men det är också mycket lågt emellanåt. Konduktiviteten har en kortvarig topp kort efter dikesrensningen i Fagerheden, men den är allra högst i referensen och har troligen inget med dikesrensningen att göra. I Unnaryd finns ingen topp i konduktivitet efter dikesrensningen. Sulfathalterna är mer än dubbelt så höga i Unnaryd som i
Fagerheden, vilket är rimligt med tanke på att svaveldepositionen i Jönköpings län är drygt dubbelt så hög som svaveldepositionen i Norrbottens län. Svavelkoncentrationen i vattnet i de normalt dikesrensade dikena ser ut att öka efter rensningen.
Området i Unnaryd som valdes för normal dikesrensning läckte höga halter nitrat och ammonium redan innan rensningen, vilket sannolikt hänger ihop med att det finns ett hygge i avrinningsområdet (Figur 20). Dikesrensningen ökade utlakningen av både nitrat och ammonium ytterligare, men till synes kortvarigt – vintern andra året efter
dikesrensningen var utlakningen lägre än vintern innan dikesrensningen. Oorganiskt kväve (nitrat och ammonium) läcker företrädelsevis ut under vintern, när växternas upptag av kväve är lågt, men vintern drygt ett år efter dikesrensningen förekom ingen sådan
ytterligare förhöjning av halterna i det normaldikade området i Unnaryd, utan halterna var nedåtgående. I Fagerheden började det normalt dikesrensade diket också läcka nitrat och ammonium efter rensningen i vad som för norra Sverige var mycket höga koncentrationer, uppåt dem som förekommer efter avverkning. Tidsserien är för kort för att det ska gå att avgöra om diket har fått en långvarig förhöjning av kvävehalterna. Till skillnad från de normaldikesrensade läckte de hänsynsfullt dikesrensade dikena inte nitrat eller ammonium i förhöjda halter efter dikesrensningen. I Unnaryd minskade koncentrationerna av organiskt bundet kväve efter dikesrensningen.
Utlakningen av kalium (Figur 21) ökar däremot både i de hänsynsfullt och i de normalt dikesrensade dikena i både Fagerheden och Unnaryd. I Fagerheden var utlakningen innan dikesrensningen ganska låg och förhöjningen efter dikesrensningen kraftigare än i Unnaryd.
Fosforutlakningen är tämligen hög i både Unnaryd och Fagerheden. I Unnaryd minskar fosforkoncentrationen under några månader efter dikesrensningarna. Även
koncentrationerna av järn är i båda områdena tämligen höga och minskar i Unnaryd i några månader efter dikesrensningarna.
Halterna av totalaluminium (Figur 22) är låga i Unnaryd, särskilt i referensområdet.
Halterna av totalaluminium i Fagerheden är ungefär dubbelt så höga som i Unnaryd F_nor och F_hän, vilket ändå inte är några höga halter. Både färgtal (Bilaga 4) och DOC är höga både i Fagerheden och i Unnaryd, vilket är rimligt med tanke på att det är sådana områden som dikas. I Unnaryd är färgtal och DOC tydligt lägre månaderna efter dikesrensningen – även i referensen. Organiskt kväve, fosfor och järn är ämnen som är knutna till halten organiska ämnen i vattnet och har uppvisat samma mönster i Unnaryd, med ovanligt ihållande låga halter månaderna efter dikesrensningen. Tyvärr saknas ett mätvärde i den här perioden i referensen, vilket gör det svårare att se i vilken mån även referensen är påverkad.
Halterna suspenderat material (Figur 22) är oftast mycket låga till låga (Tabell 2), med kortvariga tillfällen av måttligt hög, hög och mycket hög slamhalt i alla områdena, dock mycket sällan i BD_ref och betydligt oftare i Unnaryd än i Fagerheden. Under
dikesrensningen är halterna suspenderat material långt över gränsen för mycket hög slamhalt.
Figur 19. pH, konduktivitet och sulfat i de normalt dikesrensade (orange), de hänsynsfullt dikesrensade (grönt) och referensavrinningsområdena, med Fagerheden till vänster och Unnaryd till höger.
Figur 20. Nitrat, ammonium och Kjeldahlkväve (organiskt bundet+ammonium) i de normalt dikesrensade (orange), de hänsynsfullt dikesrensade (grönt) och referensavrinningsområdena, med Fagerheden till vänster och Unnaryd till höger.
Figur 21. Kalium, totalfosfor och järn i de normalt dikesrensade (orange), de hänsynsfullt dikesrensade (grönt) och referensavrinningsområdena, med Fagerheden till vänster och Unnaryd till höger.
Figur 22. Totalaluminium (Alt), suspenderat material och DOC i de normalt dikesrensade (orange), de hänsynsfullt dikesrensade (grönt) och referensavrinningsområdena, med Fagerheden till vänster och Unnaryd till höger. Suspenderat material låg på 501 mg/l respektive 1875 mg/l i F_nor de två första dagarna efter dikesrensningen. Under en vårflod, den 26 april 2011 i BD_nor, var suspenderat material 95,7 mg/l. Även i F_ref var värdet mycket högt (182 mg/l) en mycket regnig novemberdag 2010.
Figur 23. Total- och metylkvicksilver (totHg och meHg) i de normalt dikesrensade (orange), de hänsynsfullt dikesrensade (grönt) och referensavrinningsområdena, med Fagerheden till vänster och Unnaryd till höger.
Två provtagningar direkt efter dikesrensningen i F_nor och en i F_hän är utanför skalan, med avseende på både totHg och på meHg i F_nor och med avseende på totHg i F_hän. Dagen efter dikesrensningen uppmättes totHg till 160 ng/l och meHg till 11 ng/l i F_nor och totHg till 33 ng/l i F_hän (meHg var då 1,8 ng/l). Dagen därpå var kvicksilvret på normala nivåer i F_hän, medan totHg låg på 118 ng/l och meHg på 18 ng/l i F_nor. Tredje dagen efter dikesrensningen var nivåerna normala även i F_nor.
I Unnaryds normalrensade område uppmättes höga halter av både totHg och meHg de två dagarna efter dikesrensningen och i det hänsynsfullt dikade mäts ett högt totHg värde dagen efter dikesrensningen (Figur 23). Därefter var halterna låga under den period som det organiska materialet var lågt och normala därefter. I Fagerhedens hänsynsfullt dikesrensade område var halterna höga, men inte extrema, en period innan
dikesrensningen. Detta var efter avverkningen kring diket i april 2010 och den smärre körskadan som uppkom i samband med den och kan ha haft ett samband med den. Innan dikesrensningen flyttades provtagningen uppströms körskadan. De högsta halterna i BD_hän sammanföll dock även med mycket lågt flöde, vilket även det ofta hänger ihop med högre halter av kvicksilver. I BD_nor, där avverkningarna skedde utan synliga körskador, och i BD_ref, där ingen avverkning gjordes, saknas flera mätningar av totHg och meHg från just denna period. De som finns är tämligen höga, men lägre än de i BD_hän.
I Tabell 4 visas medelvärden för alla parametrar före och efter rensningen i Fagerheden respektive Unnaryd. Det är alltså inte förändringen mellan före och efter i sig som är signifikant, utan bara i jämförelse med något annat område, exempelvis referensen. Att skillnaden mellan föremedelvärdet och eftermedelvärdet är stor innebär alltså inte att resultatet är signifikant, för dels kan variationen i parametern mellan olika tidpunkter vara så stor att skillnaden bara beror på slumpen, och dels kan även referensen ha en lika stor skillnad och då beror troligen skillnaden på något annat än på behandlingen –
årstidsvariation (om före- och efterperioden innehåller olika delar av året) eller
mellanårsvariation exempelvis. Se exempelvis suspenderat material (Tabell 4), som har stor skillnad mellan föremedelvärden och eftermedelvärden för alla områden inklusive
referensområden, men som inte har några signifikanta skillnader på grund av
behandlingarna. Samtidigt finns det flera förhållandevis små skillnader mellan före och efter som är associerade med signifikanta skillnader jämfört med referensområdet, exempelvis järn i det hänsynsfullt dikesrensade området i Unnaryd jämfört med referensen.
Tabell 4 Medelvärden av vattenkemiska parametrar under hela perioden före respektive efter dikesrensningarna. De medelvärden som är associerade med en två- eller trestjärnig signifikans vid RIA-analysen vid jämförelse med referensområdet är markerad med fet stil och mörkare bakgrundsfärg, mörkare för trestjärnig signifikans än för tvåstjärnig.
Statistisk RIA analys
Resultaten från RIA-analyserna visas nedan (Tabell 5, Tabell 6 och Tabell 7).
För Fagerheden, som hade mindre data än Unnaryd efter dikesrensningen, gjordes tre analyser – jämförelse av alla data innan dikesrensningen med alla data efter
dikesrensningen, jämförelse av alla data ett år innan dikesrensningen med alla data ett år efter dikesrensningen, samt jämförelse av månadsvärden innan och efter dikesrensningen. I Unnaryd, som hade längre tidsserier, gjordes dessa tre analyser och dessutom jämförelse av månadsvärden två år före med två år efter dikesrensningen, samt jämförelse av
månadsvärden innan dikesrensningen med månadsvärden andra året efter dikesrensningen (oktober 2010 till oktober 2011). Alla signifikanser visas i samma tabell (Tabell 5), med snedstreck mellan de olika analyserna.
BD_hän BD_hän BD_nor BD_nor BD_ref BD_ref F_hän F_hän F_nor F_nor F_ref F_ref
före efter före efter före efter före efter före efter före efter
pH 4,39 4,49 4,47 4,70 4,36 4,32 5,39 5,80 4,41 5,14 4,85 4,84
kond_(mS/m) 3,18 3,16 2,91 2,68 3,14 3,41 4,88 5,51 5,62 4,97 4,99 5,13
SO4-S_(mg/l) 0,32 0,36 0,44 0,51 0,29 0,28 1,29 1,50 1,12 1,60 1,31 1,21
NO3-N_(mg/l) 0,004 0,006 0,011 0,059 0,002 0,001 0,020 0,015 0,130 0,210 0,026 0,020
NH4-N_(mg/l) 0,015 0,024 0,016 0,034 0,015 0,015 0,021 0,022 0,038 0,045 0,027 0,019
Kjeldahl-N_(mg/l) 0,62 0,67 0,51 0,56 0,54 0,57 0,56 0,44 0,73 0,51 0,55 0,60
K_(mg/l) 0,13 0,52 0,15 0,32 0,08 0,08 0,46 0,63 0,58 0,71 0,42 0,42
Ptotal_(mg/l) 0,019 0,026 0,013 0,018 0,011 0,013 0,010 0,008 0,023 0,013 0,015 0,014
Fe_(mg/l) 2,35 2,10 1,50 1,79 1,43 1,66 1,46 1,32 1,79 0,90 1,21 1,57
Alt (mg/l) 0,73 0,60 0,55 0,55 0,56 0,63 0,30 0,23 0,36 0,38 0,16 0,15
Färg_(mg_Pt/l) 247 261 198 199 211 219 192 167 280 167 223 249
DOC_(mg/l) 33,4 36,5 28,1 28,7 30,8 33,2 25,2 24,0 33,8 23,7 27,9 33,8
totHg (ng/l) 7,35 7,15 6,62 6,10 7,90 5,77 7,34 7,50 9,14 15,01 6,58 7,40
meHg (ng/l) 0,31 0,35 0,24 0,30 0,23 0,23 0,68 0,62 0,71 1,19 0,41 0,46
susp_(mg/l) 2,08 3,24 1,38 5,93 0,77 1,75 1,82 12,14 1,23 77,97 1,77 8,56
Cl_(mg/l) 0,55 0,79 0,46 0,66 0,48 0,78 5,30 5,18 4,38 4,08 4,83 4,76
Ca_(mg/l) 1,26 1,24 1,08 1,20 0,98 0,94 3,14 3,71 1,39 1,84 1,61 2,01
Mg_(mg/l) 0,36 0,39 0,36 0,42 0,31 0,31 1,02 1,23 0,76 0,94 1,06 1,09
Na_(mg/l) 1,32 1,42 1,26 1,48 1,22 1,29 3,93 3,85 3,44 3,32 3,87 3,68
ANC (µekv/l) 118 125 102 115 99 92 194 230 97 105 128 151
Mn_(mg/l) 0,06 0,05 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,11 0,07 0,09 0,08 0,09
RIA-analyser ger förhållandevis många falskt positiva resultat (Carpenter m.fl., 1989), så de enstjärnigt signifikanta är inte så säkra. I Tabell 6 visas med pilar om de signifikanta
resultaten har inneburit en ökning eller en minskning i det behandlade området jämfört med referensen eller i det normaldikesrensade jämfört med det hänsynsfullt dikesrensade, och i Tabell 7 visas hur stor denna förändring var enligt den första RIA-analysen.
Tabell 5. Signifikanser för alla RIA-analyser. I varje ruta i tabellen visas vilka signifikanta resultat som erhölls för alla RIA-analyser som gjordes i följande ordning: alla mätningar/alla mätningar året före respektive efter behandling/månadsmätningar året före respektive behandling/månadsmätningar två år före respektive behandling/månadsmätningar året före respektive andra året efter behandling. I Fagerheden har bara de tre förstnämnda RIA-analyserna gjorts. *** står för p<0,001, d.v.s. stark signifikans, ** för 0,001<p<0,01, d.v.s.
rätt svag signifikans, * för 0,01<p<0,05, dvs ännu svagare signifikans och – eller en tom ruta står för p>0,05, dvs inte någon signifikant förändring alls.
De parametrar som tydligast ändrades i och med dikesrensningen var pH och kalium. pH ökade signifikant i alla rensade områden och mer i de normaldikesrensade än i de
hänsynsfullt dikesrensade. I Fagerheden ökade pH som medel med drygt 0,1 respektive drygt 0,2 enheter jämfört med referensområdet. I Unnaryd ökade pH som medel 0,4 respektive 0,7 enheter jämfört med referensområdet (Tabell 4). Ökningen i pH var borta andra året efter dikesrensningen.
Kalium ökade efter dikesrensningen, mer i de hänsynsfullt dikesrensade områdena än i de normalt dikesrensad områdena. Ökningen var i medel 0,1 – 0,4 mg/l, vilket i Fagerheden innebar mer än en fördubbling i BD_nor och en tredubbling i BD_hän och i Unnaryd en ökning med cirka 30 %.
**/*/-/*/-I det normaldikade området i Unnaryd fanns också många signifikanta förändringar,
jämfört med både referensområdet och det hänsynsfullt dikesrensade området, kopplade till organiska ämnen – Kjeldahlkväve, fosfor, järn, färg och DOC. De var borta andra året efter dikesrensningen, utom för järn, och hänger troligen ihop med månaderna efter rensningen när halterna organiska ämnen var så konsistent låga – även, men tydligen inte lika mycket, i referensområdet.
Tabell 6. I varje ruta i tabellen visas, för signifikanta resultat med p<0,01, om den visade förändringen är en ökning eller en minskning i samband med dikesrensningen. Alla RIA-analyser visas i följande ordning: alla mätningar/alla mätningar året före respektive efter behandling/månadsmätningar året före respektive behandling/månadsmätningar två år före respektive behandling/månadsmätningar året före respektive andra året efter behandling. Pil uppåt betyder att parametern ökade i samband med dikesrensningen jämfört med i referensen respektive att parametern ökade i den normaldikesrensade jämfört med i den hänsynsfullt dikesrensade.
Nitratutlakningen ökade i båda de normalt dikesrensade områdena. I Unnaryd höll ökningen inte i sig så länge (eller så motverkades den av att utlakningen från hygget rimligen minskade under samma tidsperiod), den fanns inte om man tittar på alla data och inte heller om man tittar på andra året efter dikesrensningen eller två år före respektive efter dikesrensningen. I Fagerheden däremot syntes ingen ökning av nitrat i RIA-analys två, som lägger större vikt vid perioden kort efter dikesrensningen, men i de två analyser som lägger större vikt vid perioden senare.
I en RIA-analys jämförs den första månaden efter dikesrensningen med året innan (Tabell 8).
Flera signifikanta värden från RIA-analyserna ovan fanns även första månaden. Dessutom var värdena på suspenderat material signifikant annorlunda efter dikesrensningen, men inte kvicksilverhalterna, trots att de är så förhöjda precis i början av dikesrensningen i Unnaryd.
BD F
↑/*/-/*/-Tabell 7. Medelförändring (∆∆𝑝𝐻������exempelvis) på grund av behandlingen enligt RIA-analysen baserad på alla mätningar. De två- eller trestjärnigt signifikanta förändringarna visas. Ett positivt värde betyder att
parametern har ökat efter dikesrensningen i det rensade området jämfört med referensen eller i det normalt rensade jämfört med det hänsynsfullt rensade.
Tabell 8. RIA-analys på månaden efter dikesrensningen jämfört med året innan dikesrensningen, signifikanser till vänster och ändringar till höger.
BD F
hän - ref nor - ref nor - hän hän - ref nor - ref nor - hän
pH 0,144 0,228 0,12 0,43 0,7 0,29
kond (mS/m) -0,47 -0,73 -1,17
SO4-S (mg/l) 0,08 0,313 0,53 0,254
NO3-N (mg/l) 0,0428 0,0489
NH4-N (mg/l) 0,0124 0,01016
Kjeldahl-N (mg/l) -0,16 -0,206
K (mg/l) 0,371 0,168 -0,235 0,168 0,12
totP (mg/l) -0,00711 -0,0059
Koncentrationerna av totHg brukar hänga väl ihop med koncentrationerna av organiskt material, särskilt med absorbansen (Grigal, 2002; Dittman m.fl., 2009; Eklöf m.fl., 2012). I Fagerheden gjorde de inte det (Figur 24), men i Unnaryd gjorde de det väldigt väl - om man tar bort de tre extrema värdena under dikesrensningens första två dagar (Figur 25). Med de två extrema värdena i F_nor sjunker R2 till låga 0,05 och med det mycket höga värdet i F_hän sjunker R2 till 0,5. Enligt de få mätningar av absorbans som gjorts inom DiVa verkar fraktionen av DOC som absorberar våglängden 420 nm vara lägre i Fagerheden än i
Unnaryd, vilket kan vara förklaringen till att överensstämmelsen mellan totHg och DOC är sämre i Fagerheden.
Figur 24. Sambandet mellan totHg och DOC i Fagerheden.
Figur 25. Sambandet mellan totHg och DOC i Unnaryd. De tre högsta värdena under dikesrensningens två första dagar har tagits bort.