Bara naturlig försurning
Underlagsrapport till fördjupad utvärdering
av
miljömålsarbetet
BESTÄLLNINGAR Ordertelefon: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se Postadress: CM-Gruppen Box 110 93 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln NATURVÅRDSVERKET Tel: 08-698 10 00 (växel) www: naturvardsverket.se
Postadress: Naturvårdsverket,106 48 Stockholm ISBN 91-620-5317-5
ISSN 0282-7298
© Naturvårdsverket 2003 Grafisk design: Johan Wihlke
Illustration omslag: Tobias Flygar
Tryck: CM Digitaltryck AB Kontaktperson: Ulla Bertills
Förord
I april 1999 fattade riksdagen beslut om femton övergripande nationella miljökvalitetsmål och en ny struktur i arbetet med miljömålen (Miljö- och jordbruksutskottets betänkande 1998/99:MJU06, Miljöpolitiken. Dessa ska utgöra basen för beskrivningen av tillståndet i vår miljö. Det övergripande syftet med miljökvalitetsmålen är att till nästa generation lämna över ett samhälle där de stora miljöproblemen i Sverige är lösta.
För att nå miljökvalitetsmålen beslutade riksdagen i november år 2001 om delmål, åtgärder och strategier (Miljö- och jordbruksutskottets betänkande 2001/02:MJU03 Svenska miljömål - delmål och åtgärdsstrategier). Delmålen anger inriktning och tidsperspektiv i det fortsatta konkreta miljöarbetet.
Denna rapport är en första fördjupad utvärdering och uppföljning av miljökvalitetsmå-let Bara naturlig försurning och utgör ett av underlagen för Miljömålsrådets och
regeringens vidare arbete med målövergripande bedömning och syntes. Rapporten har tagits fram i samarbete med Skogsstyrelsen, Sveriges Geologiska undersökning och Riksantikvarieämbetet.
Avgränsningar mot andra miljökvalitetsmål har skett genom att i miljökvalitetsmålet Frisk luft behandlas halter i luft av försurande luftföroreningar, korrosion på tekniska material och kulturföremål samt hälsoeffekter relaterade till direkta effekter av försur-ning. Frågor rörande åtgärder kopplade till ammoniak behandlas i miljökvalitetsmålet Ingen övergödning. Skogsbrukets effekter på försurning av skogsmark och ytvatten behandlas även i Levande skogar. Försurning av jordbruksmark behandlas främst inom Ett rikt odlingslandskap.
För miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning, där påverkan till största delen kom-mer från andra länder och där flera internationella avtal förhandlats fram, har vi valt att lägga mycket vikt vid att följa upp utvecklingen av miljötillståndet. Flera nya, ännu ej publicerade, utredningar som redovisar tillståndet och påverkan redovisas i denna rapport.
De viktigaste underlagen för denna rapport utgör nya resultat från miljöövervakningen, och från MISTRA-programmet ASTA (International and National Abatement Strategies for Transboundary Air Pollution) samt Naturvårdsverkets arbete med en strategi för Effektivare användning av energi och transporter, Naturvårdsverkets rapport 5315.
Projektledare och ansvarig för denna rapport är Ulla Bertills, Naturvårdsverket. Övriga som deltagit i arbetet:
Olle Westling, IVL
Hillevi Eriksson och Hans Wickström, Skogsstyrelsen
Johan Stendahl, Erik Karltun och Lars Lundin, Institutionen för skoglig marklära, Sveriges Lantbruksuniversitet
Stefan Löfgren, Anders Wilander, Lars Rapp och Jens Fölster, Institutionen för Miljöana-lys, Sveriges Lantbruksuniversitet
Lena Maxe, Sveriges Geologiska Undersökning
Anders Nord och Runo Löfvendahl, Riksantikvarieämbetet
Reino Abrahamsson, Lars Lindau, Torbjörn Svenson, Tea Aelophaeus Sandberg, Mattias Lundblad, Håkan Staaf, Klas Österberg och Helene Lager, Naturvårdsverket
Innehållsförteckning
Förord ...3
Sammanfattning...6
Summary...12
1. Bakgrund ...19
2. Samhällets drivkrafter och påverkan på miljön...22
2.1 Svenska utsläpp till luft 1990-2001...22
2.2 Utsläppsutvecklingen i Europa...23
2.3 Nedfall av försurande ämnen...24
2.4 Luftvårdskonventionen och EU-direktiv ...29
2.5 Lagkrav, avgifter och skatter har minskat utsläppen i Sverige ...30
2.6 Skogsbruket – drivkrafter och påverkan...32
2.7 Ytvattenkalkning idag jämfört med tidigare ...35
3. Försurningsutvecklingen – effekterna och dess konsekvenser...36
3.1 Effekter i sjöar och vattendrag ...36
3.2 Effekter på skog och skogsmark...54
3.3 Effekter på grundvattnet ...66
3.4 Effekter i jordbruksmark...67
3.5 Påverkan på arkeologiska föremål och hällristningar...69
3.6 Hälsoeffekter av försurning ...71
3.7 Uppföljning med hjälp av indikatorer ...72
4. Vilka åtgärder har vidtagits, hur fungerar åtgärdsarbetet? ...74
4.1 Åtgärder för att minska utsläpp av svavel- och kväveoxider...74
4.2 Åtgärder för att motverka försurning av skogsmark ...81
4.3 Kalkning av sjöar och vattendrag...91
4.5. Åtgärder internationellt ...97
5. Kommer målen att nås? ...100
5.1 Delmål 1 Färre försurningspåverkade ytvatten...100
5.2 Delmål 2 Bruten försurningstrend i skogsmark...104
5.3 Delmål 3 Minskade utsläpp av svaveldioxid...110
5.4 Delmål 4 Minskade utsläpp av kväveoxider ...111
5.5 Miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning...117
5.6 Sektorsmål...123
6. Finns behov av ytterligare åtgärder?...125
6.1 Utsläpp av kväveoxider...125
6.2 Skogsmark och skogsbruk...131
6.3 Sjöar och vattendrag...135
6.4 Internationellt ...138
6.5 Behov av nya eller reviderade delmål ...142
7. Samverkan och konflikter mellan miljömålen och med samhällsmål ...144
7.1 Samverkan med andra miljömål ...144
7.2 Konflikter med andra miljömål...144
Sammanfattning
Riksdagen har lagt fast ett miljökvalitetsmål för Bara naturlig försurning (Miljö- och jordbruksutskottets betänkande1998/99:MJU06 Miljöpolitiken):
De försurande effekterna av nedfall och markanvändning skall underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen skall heller inte öka korrosions-hastigheten i tekniskt material eller kulturföremål och byggnader
Fyra delmål har formulerats (Miljö- och jordbruksutskottets betänkande 2001/02:MJU03 Svenska miljömål - delmål och åtgärdsstrategier). Två berör försurningstillståndet, i sjöar och vattendrag respektive i skogsmark, och de två andra berör påverkan i form av utsläpp av försurande svaveldioxid och kväveoxider.
Detta är den första fördjupade utvärderingen kring miljömålet Bara naturlig försurning. Syftet är att ta fram en rapport som kan utgöra underlag för Miljömålsrådets och
regeringens vidare arbete med målövergripande bedömning och syntes med förslag till åtgärder, styrmedel och revidering av mål. Den fördjupade utvärderingen omfattar en beskrivning av drivkrafter och påverkan på miljön, miljötillståndet idag, vilka åtgärder som vidtagits och om de uppsatta delmålen nås. Vidare belyses målkonflikter samt behov av ytterligare åtgärder för att nå målen eller för att förbättra uppföljningen av målet. Drivkrafter i försurningsarbetet nationellt och internationellt
Nationellt har lagar, skatter och avgifter haft en tydlig påverkan på de utsläppsminskning-ar av försurande ämnen som skett. För skogsbruket är skogspolitiken och skattepolitiken två viktiga drivkrafter. För ytvattenkalkningsverksamheten var tidigare fiskeintressen drivkraften, idag är målet främst att värna om den biologiska mångfalden.
Luftvårdskonventionen (CLRTAP) och EU med Takdirektivet och andra direktiv kopplade till luftföroreningar är drivande för det åtgärdsrelaterade arbetet i Europa. Den politiska och industriella omdaningen i Öst- och Centraleuropa har också varit en viktig faktor för att minska utsläppen.
Utsläpp och nedfall av försurande svavel och kväve
Under 1990-talet har utsläppen av svaveldioxid i Europa minskat med knappt 50 %. Kväveoxider har minskat med 25 % och ammoniak med 18 % under samma period. Utsläppsminskningarna i Sverige har varit av ungefär samma omfattning, med något lägre minskning för ammoniak (12 %). Detta har medfört att nedfallet av svavel över Sverige halverats under 1990-talet. Kvävehalterna i nederbörden har minskat, men nedfallet av kväve är trots det tämligen oförändrat på grund av en ökad nederbörd under 1990-talet. Miljötillståndet
Effekterna i naturen av minskad deposition kan ses genom att sjöar och vattendrag har börjat återhämta sig från försurningen, särskilt i södra Sverige. Resultat från 67 försur-ningskänsliga sjöar visar att pH-värdena i sjöarna ökat med cirka 0,2 enheter under
1990-talet. Likaså har den syraneutraliserande förmågan mätt som ANC ökat, medan alkalinite-ten uppvisar små förändringar.
Återhämtningen från försurning i skogsmark beräknas ta lång tid. Gjorda prognoser visar på en återhämtningstid i skogsmark om mer än 50 år. De förändringar i markkemi som kan ses idag i mineraljorden, som bäst speglar försurningspåverkan av surt nedfall, är små och något motstridiga; pH värdena ökar och till viss del även kalciumhalterna, medan magnesiumhalterna minskar och aluminiumhalterna ökar.
Försurningspåverkan på grundvattnet har minskat, men återhämtningstiden beräknas bli ungefär lika lång som för skogsmarken.
Nedbrytning av arkeologiskt material, som ligger kvar i marken, har accelererat under de sista 50-100 åren och situationen är särskilt allvarlig på västkusten. Markförsurning är en faktor som påverkar nedbrytningen. På hällristningar i urkalksten (marmor) kan vittringen ha ökat cirka tre gånger på grund av försurningspåverkan.
Vidtagna åtgärder
Införandet av svavelskatt, kväveoxidavgiften, minskad svavelhalt i eldningsolja, avgaskrav på nya bilar samt miljödifferentierade farledsavgifter är några av de åtgärder som haft stor betydelse för att minska utsläppen av svaveldioxid och kväveoxider i Sverige.
Skogsbrukets påverkan på försurningstillståndet i skogsmark sker främst via tillväxt och skörd. Skogsstyrelsens rekommendationer om askåterföring vid uttag av grenar och toppar (GROT-uttag) är en av de åtgärder som hittills vidtagits inom skogsbruket och som kan påverka försurningssituationen i skogsmark. Skogsstyrelsen bedriver också en
försöksverksamhet kring kombinerad kalk-och asktillförsel på skogsmark. Ett åtgärdspro-gram mot markförsurning och för ett uthålligt brukande av skogsmarken har också föreslagits. Beslut om detta förslag är ännu ej fattat.
Det statliga programmet för kalkning av sjöar och vattendrag har som syfte att upprätt-hålla biologiska värden i avvaktan på att arbetet med att minska belastningen av
försurande ämnen förbättrar miljötillståndet. Det är ett långsiktigt arbete som kontinuer-ligt ska anpassas till försurningens utveckling. Kalkning är alltså i sig inte en åtgärd för att uppnå miljökvalitetsmålet men är, i sin nuvarande omfattning, en av förutsättningarna för att delmålet om sjöar och vattendrag ska kunna uppnås.
Når vi målen eller finns behov av ytterligare åtgärder?
Miljökvalitetsmålet
För att nå miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning är vi beroende av att ytterligare åtgärder vidtas i Europa utöver redan ingångna internationella avtal. Prognoser visar att nedfallet av försurande ämnen kommer att överskrida vad naturen tål på 13 % av skogs-och sjöarealen år 2010. Vi kommer med stor sannolikhet ha kvar ett överskridande även år 2020. Återhämtningstiden beaktas inte i idag i de beräkningar av överskridande som görs, vilket innebär att även om de kritiska belastningsgränserna nås kommer inte miljön att uppvisa ett tillstånd opåverkat av försurning.
Utvecklingen av utsläppen i Europa är svårbedömd, särskilt utvecklingen efter år 2010. Försurningsfrågan är inte så stark drivande som tidigare utan ytterligare utsläppsbegräns-ningar kommer till stånd i första hand p.g.a. klimatfrågan och hälsoeffekter av partiklar.
Det internationella försurningsarbetet är fortsatt högprioriterat1 och ett fortsatt aktivt deltagande i framtagandet av nya åtgärdsstrategier inom CAFE -programmet (Clean Air for Europe) samt vid revidering av Göteborgsprotokollet och EU:s takdirektiv för utsläpp är nödvändigt. En av de mest prioriterade frågorna är att minska utsläppen från interna-tionell sjöfart. Den internainterna-tionella sjöfarten står idag för cirka 1/6 av nedfallet av
försurande ämnen över Sverige. En ökning av utsläppen från sjöfart på europeiskt vatten förväntas om inga ytterligare åtgärder vidtas av EU och IMO (Internationella sjöfartsor-ganisationen). Det är angeläget att minska svavelhalten i marina bränslen och införa miljörelaterade sjöfartsavgifter.
Delmål 1
År 2010 skall högst 5 % av antalet sjöar och högst 15 % av sträckan rinnande vatten i landet vara drabbade av försurning som orsakats av människan
Delmålet är baserat på försurningspåverkade, okalkade sjöar större är fyra hektar. Riksinventeringen av sjöar visar att antalet försurade sjöar över fyra hektar har minskat från 13 % till 10 % från 1995 till 2000. Modellberäkningar i försurade sjöar visar att återhämtningen kommer att fortsätta till år 2010 för att därefter avta under kommande decennier. Andelen försurade vattendrag kan inte uppskattas på ett tillförlitligt sätt idag eftersom en nationell miljöövervakning, som kan utnyttjas för detta saknas. Det är idag oklart om målet kommer att nås. Eventuellt behov av ytterligare åtgärder för att nå delmålet föreslås inte idag i avvaktan på nya bedömningsgrunder för försurning som på ett bättre sätt ska spegla naturlig surhet samt även på ett ur försurningssynpunkt mer representativt underlag från miljöövervakningen och ytvattenkalkningsverksamheten (se vidare nedan under Åtgärder för en förbättrad uppföljning av miljömålet).
Delmål 2
Före år 2010 skall trenden mot ökad försurning av skogsmarken vara bruten i områden som försurats av människan och en återhämtning skall ha påbörjats
Delmålet är sannolikt uppnått redan idag, d.v.s trenden mot ökad försurning i skogsmark har brutits. Många av de variabler som beskriver markens surhetstillstånd visar dock små eller inga förändringar och en del förändringar är motstridiga (se vidare ovan under Miljötillstånd). Totalt pekar dessa på ett oförändrat tillstånd eller möjligen en viss förbättring. Modellberäkningar visar på en bruten försurningstrend under 1990-talet.
Skogsbruket bidrar till försurningen av skogsmark. Ett ökat uttag av grenar och toppar (GROT), som inte kompenseras med askåterföring, kan bidra till ökad markförsurning. Följande åtgärder är några av de som föreslås med syfte att minska skogsbrukets försurningspåverkan:
• Genomförande av utvecklingsfasen av Skogsstyrelsens åtgärdsprogram mot markförsurning under perioden 2004-2006. Denna fokuseras på forskning och
1 Naturvårdsverket (2002): EU-prioriteringar för att nå miljömålen. Redovisning av ett regeringsuppdrag.
analys rörande kombinerad kalk- och asktillförsel, GROT-uttag och askåterföring samt skogsskötselåtgärders inverkan på försurningen (Skogsstyrelsen).
• Utveckling av rekommendationer för och rådgivning kring anpassad skogsskötsel i försurningsdrabbade områden, senast år 2006 (Skogsstyrelsen i samråd med Na-turvårdsverket).
• Översyn av Skogsstyrelsens rekommendationer vid uttag av skogsbränsle och kompensationsgödsling senast år 2006. Rekommendationerna går ut på att undvi-ka oönsundvi-kade effekter i skogsmark och på biologisk mångfald på land och i ytvat-ten (Skogsstyrelsen i samråd med Naturvårdsverket).
Delmål 3
År 2010 skall utsläppen i Sverige av svaveldioxid till luft ha minskat till 60 000 ton
Utsläppen av svaveldioxid beräknas till 60 300 ton år 2001. Målet för svavelutsläpp har därför nästan uppnåtts redan idag, men sjöfartens utsläpp av svaveldioxid kan dock vara underskattade. Prognosen för år 2010 pekar på en ytterligare minskning ned till 50 000 ton till år 2010. För att minska försurningens effekter på mark och ytvatten är ytterligare åtgärder för att minska utsläppen av svaveldioxid utanför Sverige av avgörande betydelse.
Delmål 4
År 2010 skall utsläppen i Sverige av kväveoxider till luft ha minskat till 148 000 ton
Idag är utsläppen av kväveoxider 251 000 ton. Med nu fattade beslut har utsläppen av kväveoxider prognostiserats till cirka 160 000 ton för år 2010. Målet om att minska utsläppen till 148 000 ton kväveoxider till luft år 2010 kan nås, men ytterligare åtgärder måste vidtas främst för att minska utsläppen från vägtrafik och arbetsmaskiner. En osäker faktor är vägtrafikens utveckling där särskilt lastbilarna står för en stor del av utsläppen. Under de senaste åren har godstransporter på väg haft en snabbare ökning än förväntat. Av de åtgärder som föreslogs i miljömålspropositionen (Svenska miljömål, prop 2000/01:130) föreslår Naturvårdsverket att följande prioriteras:
• Den årliga fordonsskatten för tunga bilar med låga utsläpp bör sänkas. • Kilometerbaserad vägskatt för tunga fordon bör införas.
• Sverige bör verka för ett snabbt beslut om skärpta avgaskrav för arbetsmaskiner inom EU, och incitament för förtida introduktion av dieselmotordrivna arbetsma-skiner som uppfyller EU-krav bör tillskapas.
• Miljökrav vid upphandling av arbetsmaskiner och entreprenadarbeten bör införas för statliga myndigheter.
Behov av nya eller reviderade delmål
I denna fördjupade utvärdering av Bara naturlig försurning föreslås inga nya delmål eller revidering av redan fastställda delmål. Inför nästa fördjupade utvärdering kan det däremot bli aktuellt med revidering av flera delmål. För delmålet för skogsmark föreslås inte en omformulering nu trots att delmålet sannolikt är uppnått eftersom trenderna för markför-surningsparametrarna inte entydigt visar på en förbättring. Det statistiska underlaget är något svagt för att bedöma små förändringar i det markkemiska tillståndet. Vid nästa
fördjupade utvärdering bör en säkrare bedömning kunna göras. Ett alternativ på sikt kan vara att ett mer preciserat mål sätts för sydvästra Sverige.
Betydelsen av skogbrukets påverkan på försurningssituationen bör tydligare klargöras och resultera i ett förslag till delmål. Ett delmål för skogsbrukets påverkan föreslås tas fram vid nästa fördjupade utvärdering med utgångspunkt från resultat från bland annat pågående forskning inom MISTRA-programmen ASTA och SUFOR.
Åtgärder för en förbättrad uppföljning av miljömålet
Inför nästa fördjupade utvärdering år 2007 finns behov av att förbättra såväl underlag som verktyg för att följa upp miljömålet Bara naturlig försurning.
Sjöar och vattendrag-kalkning och EU:s ramdirektiv
EU:s ramdirektiv för vatten kommer att medföra förändrad administration av svenskt arbete kring yt- och grundvattenfrågor. Ramdirektivet kommer därför att påverka uppföljningen av delmålet för försurningstillståndet i sjöar och vattendrag. Grundvatten ska enligt ramdirektivet och även enligt miljökvalitetsmålet, Grundvatten av god kvalitet, bidra till att god status uppnås i anslutande ytvattensystem. Bedömningsgrunder för försurning är ett verktyg som behövs såväl i arbetet med nationella miljömål, EU:s ramdirektiv för vatten som för ytvattenkalkningsverksamheten. Förslag till åtgärder:
• Nya bedömningsgrunder för försurning av sjöar och vattendrag bör vara framtag-na våren 2004. Eventuella förändringar i ytvattenkalkningsverksamhetens upp-följning på grund av detta ska vara genomförda till 2005.
• Inför nästa fördjupade utvärdering, 2007, ska ett underlag tas fram för utvärde-ring av tillståndet i kalkade ytvatten och likaså riktlinjer för anpassning av kalk-ningsinsatserna till aktuell försurningspåverkan. Detta kräver samverkan med miljöövervakning och den regionala kalkeffektuppföljningen.
• Det bör klargöras hur en samverkan ska ske i arbetet med EU:s ramdirektiv för vatten och de nationella miljömålen. Det är viktigt att se över hur delmålet för försurade sjöar och vattendrag förhåller sig till Vattendirektivet med sina bindan-de bestämmelser om miljökvalitet.
Miljöövervakning
En utvärdering bör göras av behov av förändring i miljöövervakningens upplägg och utvärdering för att bättre följa upp och avrapportera data till miljömålet Bara naturlig försurning. I denna rapport har flera problem belysts kring såväl riksinventering av sjöar och vattendrag, referens-sjöar och vattendrag, ståndortskarteringen i skogsmark samt kring depositionsdata. Några förslag till åtgärder:
• Undersök möjligheten till förändrat tidsintervall för provtagning i Riksinventer-ingen av sjöar och vattendrag.
• Se över miljöövervakningen av sjöar och vattendrag i syfte att kunna spegla försurningstillstånd och utveckling även i mindre vattendrag och sjöar i
storleks-klassen 1- 4 hektar. Standardmässig mätning av oorganiskt aluminium föreslås införas.
• Inför nästa fördjupade utvärdering ska miljödata analyseras, kvalitetssäkras och en utvärdering av försurningstillståndet ska vara framtagen senast oktober 2006. • Minska de osäkerheter i depositionsdata som finns, t.ex. behöver såväl mätningar
av våtdeposition som modellberäkningar av torrdeposition till skog förbättras. • Förbättra den skogliga statistiken om bl.a. uttag av GROT (grenar och toppar)
och askåterföring.
Målkonflikter
Ett ökat uttag av skogsbränsle är positivt ur klimatsynpunkt, men kan komma i konflikt med miljömålet Bara naturlig försurning. Våtmarkskalkning, som är en åtgärd för att minska försurningspåverkan i sjöar och vattendrag, kan dock även ge negativa effekter på våtmarkers vegetation och stå i konflikt med miljömålet Myllrande våtmarker.
Summary
The Swedish Parliament has adopted an environmental quality objective with the heading ‘Natural Acidification Only’ (Report of the Parliamentary Committee on Agriculture and the Environment 1998/99:MJU06, Environmental Policy):
The acidifying effects of deposition and land use must not exceed the limits that can be tolerated by soil and water. In addition, deposition of acidifying substances must not increase the rate of corrosion of technical materials or cultural artefacts and buildings.
Four interim targets relating to this objective have been formulated (Report of the Parliamentary Committee on Agriculture and the Environment 2001/02:MJU03, The Swedish Environmental Objectives: Interim Targets and Action Strategies). Two are concerned with the acidification status of lakes, rivers and streams and of forest soils, while the other two relate to pressures in the form of emissions of acidifying sulphur dioxide and nitrogen oxides.
This is the first in-depth evaluation of progress towards the environmental objective Natural Acidification Only. The resultant report is intended to form part of the material on which the Swedish Environmental Objectives Council and the Swedish Government will base their forthcoming assessment and synthesis of all fifteen environmental quality objectives, which will include proposals for measures, policy instruments and revisions of targets and objectives. The evaluation presented here describes driving forces and
pressures on the environment, the current state of the environment, what action has been taken, and whether the interim targets adopted will be met. It also draws attention to conflicts between goals and explains what additional action is needed to achieve the goals or to improve monitoring of progress towards the environmental quality objective. Driving forces for national and international efforts to combat acidification At the national level, legislation, taxes and charges have been significant factors behind the reductions in acidifying emissions that have been achieved. In the forestry sector, forest and fiscal policies are two key driving forces. The surface water liming programme used to be driven by fishery interests; now, the principal aim is to safeguard biodiversity. The Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution and the EU, with its National Emission Ceilings Directive and other directives with a bearing on air pollution, provide the main impetus for European action on acidification. Another important factor in reducing emissions has been the political and industrial transformation of eastern and central Europe.
Emissions and deposition of acidifying sulphur and nitrogen
During the 1990s, European emissions of sulphur dioxide fell by just under 50%. Nitrogen oxide emissions decreased by 25% and ammonia emissions by 18% over the same period. Sweden achieved roughly similar reductions, although the decrease for
ammonia was somewhat smaller (12%). As a result of the reductions achieved, deposition of sulphur in Sweden was halved in the course of the 1990s. Nitrogen concentrations in rain and snow have declined, but despite this deposition of nitrogen remains more or less unchanged, owing to an increase in precipitation since the beginning of the 1990s. State of the environment
In the natural environment, the effect of reduced deposition has been to allow lakes and running waters to begin to recover from acidification, especially in southern Sweden. Results from 67 lakes susceptible to acidification show that the pH of these lakes rose by around 0.2 units during the 1990s. Similarly, their acid neutralizing capacity (ANC) increased, while their alkalinity was little changed.
In the case of forest soils, recovery from acidification is expected to take a long time: existing predictions point to a recovery timescale of over 50 years. The changes in soil chemistry that can currently be seen in mineral layers of such soils, which best reflect the acidifying effects of acid deposition, are small and somewhat conflicting: pH values are rising, as are calcium levels in some cases, but levels of magnesium are declining and aluminium concentrations are increasing.
The impact of acidification on groundwater has abated, but recovery is expected to take roughly as long as for forest soils.
Degradation of archaeological materials that remain in the ground has accelerated in the last 50–100 years, and the situation is particularly serious along the west coast of Sweden. Soil acidification is one of the factors that affects the deterioration of such materials. In the case of rock carvings on metamorphosed limestone (marble), weathering rates may have roughly trebled as a result of acidification.
Action taken
The introduction of a sulphur tax and a nitrogen oxides levy, lower sulphur levels in fuel oils, emission standards for new vehicles and environmentally differentiated shipping lane dues are among the measures that have played a major part in reducing sulphur dioxide and nitrogen oxide emissions in Sweden.
Forestry chiefly affects the acidification status of forest soils as a result of growth and harvesting. The National Board of Forestry’s recommendations on recycling of wood ash in conjunction with harvesting of branches and tops (‘lop and top’) are one of the
measures introduced in the forestry sector up to now that could affect the acidification situation in forest areas. The Board has also launched trials of combined applications of lime and ash to forest soils. In addition, an action programme to prevent soil acidification and promote sustainable use of forest land has been proposed, although a decision has yet to be taken on it.
The state liming programme for lakes and streams is intended to safeguard their biological features until such time as efforts to reduce inputs of acidifying pollutants have improved the state of the environment. It is a long-term undertaking that requires
continuous adjustment to take account of trends in acidification. Liming per se, in other words, is not a means of achieving the environmental quality objective, but – on its present scale – it does constitute one of the basic conditions for attaining the interim target relating to lakes and running waters.
Will the goals be achieved, or is additional action necessary?
The environmental quality objective
To achieve the environmental quality objective Natural Acidification Only, Sweden is dependent on more far-reaching action being taken in Europe, going beyond the
international agreements already entered into. Forecasts suggest that, in 2010, deposition of acidifying substances will exceed the levels which the natural environment can withstand over 13% of the total area of forests and lakes. In all probability, exceedances will still occur in 2020. Current estimates of critical load exceedance take no account of recovery times, which means that, even if deposition is reduced to critical load levels, an environmental state unaffected by acidification will still not be achieved.
It is difficult to assess how European emissions will develop, particularly beyond the year 2010. The acidification issue is not as powerful a driving force as it once was, and additional emission cuts are primarily being secured in response to concerns about climate change and the health effects of particulates.
International efforts to combat acidification remain a high priority2, and Sweden must continue to play an active part in developing new action strategies within the Clean Air For Europe (CAFE) programme, and in revising the Gothenburg Protocol and the EC National Emission Ceilings Directive. One of the highest priorities is to reduce emissions from international shipping, which is currently responsible for around one-sixth of acid deposition in Sweden. Emissions from ships in European waters are expected to rise if no further measures are introduced by the EU and the International Maritime Organization. There is an urgent need to reduce the sulphur content of marine fuels and to introduce shipping charges based on environmental performance.
Interim target 1
By 2010 not more than 5% of all lakes and 15% of the total length of running waters in the country will be affected by anthropogenic acidification.
This target refers to unlimed acidified lakes with an area of more than 4 hectares.
According to the National Survey of Lakes, the proportion of lakes larger than 4 hectares found to be acidified had fallen from 13% to 10% between 1995 and 2000. Model calculations for acidified lakes indicate that recovery will continue up to the year 2010 and then slow down over the following decades. Reliable estimates of the extent of acidification in streams and rivers are not possible at present, since there is no national environmental monitoring programme from which such information can be obtained. It is currently unclear whether this interim target will be met. No additional measures to achieve it are proposed at the present time, pending the introduction of new environ-mental quality criteria with regard to acidification which better reflect natural acidity, and also pending the availability of data from the environmental monitoring and surface water
2 Swedish Environmental Protection Agency (2002): EU-prioriteringar för att nå miljömålen. Redovisning av
ett regeringsuppdrag (‘EU priorities to achieve the environmental objectives. Report on a Government-commissioned study’). Naturvårdsverket rapport 5250.
liming programmes that are more representative from the point of view of acidification (see below, under ‘Action to improve monitoring of progress towards the objective’, for further discussion).
Interim target 2
By 2010 the trend towards increased acidification of forest soils will have been reversed in areas that have been acidified by human activities, and a recovery will be under way.
This interim target has probably already been achieved, i.e. the trend towards increased acidification of forest soils has been reversed. However, many of the variables which describe the acidity status of these soils show little or no change, and some of the changes are contradictory (see above, under ‘State of the environment’, for further details). Overall, these variables point to an unchanged state, or possibly to a slight improvement. Model estimates indicate that a break in the acidification trend occurred during the 1990s.
Forestry is a contributory factor behind the acidification of forest soils. Harvesting of larger quantities of ‘lop and top’, not compensated for by recycling of wood ash, could exacerbate soil acidification. The following are some of the actions proposed with the aim of reducing the acidifying effects of forestry:
• The development phase of the National Board of Forestry’s action programme on soil acidification should be implemented over the period 2004–6. This phase fo-cuses on research and analysis relating to combined applications of lime and wood ash, harvesting of branches and tops combined with ash recycling, and the impacts of silvicultural practices on acidification (National Board of Forestry). • Recommendations and advisory services relating to modified forestry practices in
areas affected by acidification should be developed no later than 2006 (National Board of Forestry in consultation with the Environmental Protection Agency). • The National Board of Forestry’s recommendations on harvesting of forest-based
fuels and compensatory fertilization should be reviewed no later than 2006. These recommendations are designed to avoid undesirable effects on forest soils and on the biodiversity of terrestrial and freshwater ecosystems (National Board of Forestry in consultation with the Environmental Protection Agency).
Interim target 3
By 2010 emissions of sulphur dioxide to air in Sweden will have been reduced to 60,000 tonnes.
In 2001, Swedish emissions of sulphur dioxide totalled an estimated 60,300 tonnes. The target for these emissions has thus almost been achieved already, although releases from shipping may be underestimated. The projection for 2010 points to a further reduction to 50,000 tonnes by that year. To reduce the effects of acidification on soils and surface waters, additional action to bring down emissions of sulphur dioxide outside Sweden is of crucial importance.
Interim target 4
By 2010 emissions of nitrogen oxides to air in Sweden will have been reduced to 148,000 tonnes.
Nitrogen oxide emissions currently stand at 251,000 tonnes. With the decisions now taken, they are predicted to fall to around 160,000 tonnes by 2010. The target figure of 148,000 tonnes set for that year can be achieved, but this will require additional action, primarily to reduce emissions from road transport and mobile machinery. One uncertain factor is how road traffic will develop, with heavy goods vehicles accounting for a particularly large share of emissions. In recent years, road freight has grown more rapidly than expected.
Of the measures proposed in the Environmental Objectives Bill (The Swedish Envi-ronmental Objectives, Government Bill 2000/01:130), the EnviEnvi-ronmental Protection Agency recommends that the following be given priority:
• The annual vehicle tax on heavy vehicles with low emissions should be reduced. • A kilometre-based road tax on heavy vehicles should be introduced.
• Sweden should seek to secure the earliest possible decision on more stringent emission standards for mobile machinery within the EU, and incentives should be created to encourage the early introduction of diesel-powered mobile machinery meeting EU standards.
• Environmental purchasing criteria for mobile machinery and construction con-tracts should be introduced for central government authorities.
New or revised interim targets
In this in-depth evaluation of Natural Acidification Only, no new interim targets or changes to existing targets are proposed. When the time comes for the next evaluation of this type, however, it may be necessary to revise several of the targets. A reframing of the interim target for forest soils is not suggested at this stage, despite the fact that this target has probably been achieved, as the trends in the various parameters of soil acidification do not provide unequivocal evidence of an improvement. The data available are
somewhat inadequate as a basis for assessing modest changes in soil chemistry. When the next in-depth evaluation is carried out, a more confident assessment should be possible. One alternative in the longer term could be to adopt a more precise target for south-west Sweden.
The significance of forestry’s effects on the acidification situation needs to be more clearly elucidated, as a basis for proposing an interim target in this area. It is suggested that an interim target for the effects of forestry should be developed in conjunction with the next in-depth evaluation, drawing on the results of, among other work, current research under the ASTA and SUFOR programmes3, funded by the Swedish Foundation for Strategic Environmental Research (MISTRA).
3 ASTA = International and National Abatement Strategies for Transboundary Air Pollution. SUFOR =
Action to improve monitoring of progress towards the objective
Prior to the next in-depth evaluation in 2007, it is necessary to improve both the basic data and the tools available for monitoring progress towards the environmental objective Natural Acidification Only.
Lakes and running waters – liming and the EC Water Framework Directive
The EC Water Framework Directive will lead to changes in the administration of surface- and groundwater issues in Sweden, and will therefore affect monitoring of progress towards the interim target relating to the acidification status of lakes and streams. Under the Directive, and also according to the environmental quality objective Good-Quality Groundwater, groundwaters are to contribute to the achievement of good status for associated surface water systems. Environmental quality criteria with respect to acidification are an essential tool both in working towards the national environmental objectives and in implementing the Framework Directive and the surface water liming programme. The following measures are proposed:
• New environmental quality criteria with respect to acidification of lakes and running waters should be developed by the spring of 2004. Any changes in the evaluation of the surface water liming programme made necessary by the new criteria should be implemented by 2005.
• Prior to the next in-depth evaluation, in 2007, data should be made available to provide a basis for evaluating the status of limed surface waters, and guidelines should be prepared that will enable liming to be adapted to the prevailing degree of acidification. This will require collaboration with the environmental monitor-ing and regional limmonitor-ing effects follow-up programmes.
• It should be clarified how implementation of the EC Water Framework Directive is to be integrated with efforts to achieve the national environmental objectives. It is important to examine how the interim target for acidified lakes and running waters relates to the Directive, with its binding provisions on environmental qual-ity.
Environmental monitoring
A study should be carried out to establish what changes need to be made to the environ-mental monitoring programme and to the way in which results from it are evaluated, to provide a better basis for following up and reporting data relevant to the environmental objective Natural Acidification Only. The present report highlights a number of problems, relating to the National Survey of Lakes, Rivers and Streams, reference lakes and
reference streams, the National Survey of Forest Soils and Vegetation, and deposition data. The following are among the measures proposed:
• Examine the possibility of changing the intervals at which sampling is carried out for the National Survey of Lakes, Rivers and Streams.
• Review existing environmental monitoring arrangements for lakes and running waters, to make it possible also to track acidification status and trends for smaller streams and for lakes in the size class 1–4 hectares. Regular measurements of in-organic aluminium should be introduced.
• Prior to the next in-depth evaluation, environmental data should be analysed and quality-assured and an evaluation of acidification status should be prepared no later than October 2006.
• Reduce the existing uncertainties surrounding deposition data: for example, measurements of wet deposition and model estimates of dry deposition to forests both need to be improved.
• Improve forestry statistics, e.g. relating to harvesting of branches and tops and recycling of wood ash.
Conflicting goals
Increased harvesting of forest-based fuels is beneficial from a climate point of view, but may come into conflict with the objective Natural Acidification Only. Liming of wetlands, on the other hand, which is a means of reducing the acidification of surface waters, may also have adverse effects on wetland vegetation and could thus conflict with the environmental quality objective Thriving Wetlands.
1. Bakgrund
Av riksdagen fastställda Miljökvalitets- och delmål
I april 1999 fattade riksdagen beslut om femton övergripande nationella miljökvalitetsmål och en ny struktur i arbetet med miljömålen4. Dessa skall utgöra basen för beskrivningen av tillståndet i vår miljö. Det övergripande syftet med miljökvalitetsmålen är att till nästa generation lämna över ett samhälle där de stora miljöproblemen i Sverige är lösta.
För att nå miljökvalitetsmålen beslutade riksdagen i november år 2001 om delmål, åtgärder och strategier 5. Delmålen anger inriktning och tidsperspektiv i det fortsatta konkreta miljöarbetet.
Av Riksdagen fastställt Miljökvalitetsmål
De försurande effekterna av nedfall och markanvändning skall underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen skall heller inte öka korrosions-hastigheten i tekniskt material eller kulturföremål och byggnader.
Miljökvalitetsmålet innebär enligt regeringens bedömningar bl.a.följande:
• Depositionen av försurande ämnen överskrider inte den kritiska belastningen för mark och vatten
• Onaturlig försurning av marken motverkas så att den naturgivna produktionsför-mågan, arkeologiska föremål och den biologiska mångfalden bevaras.
• Markanvändningens bidrag till försurning av mark och vatten motverkas genom att skogsbruket anpassas till växtplatsens försurningskänslighet
Delmål för uppföljning av miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning:
1. År 2010 skall högst 5 procent av antalet sjöar och högst 15 procent av sträckan rinnande vatten i landet vara drabbade av försurning som orsakats av människan. 2. Före år 2010 skall trenden mot ökad försurning av skogsmarken vara bruten i
områden som försurats av människan och en återhämtning skall ha påbörjats. 3. År 2010 skall utsläppen i Sverige av svaveldioxid till luft ha minskat till 60 000 ton. 4. År 2010 skall utsläppen i Sverige av kväveoxider till luft ha minskat till 148 000 ton
4 Miljö- och jordbruksutskottets betänkande 1998/99:MJU06 Miljöpolitiken, Regeringens proposition
1997/98:145 - Svenska miljömål, Miljöpolitik för ett hållbart Sverige
5 Miljö- och jordbruksutskottets betänkande 2001/02:MJU03 Svenska miljömål - delmål och
Uppdraget
Riktlinjerna för uppdraget kring de fördjupade utvärderingarna av miljökvalitetsmålen fastställdes av Miljömålsrådet i september 2002. Uppdraget har under år 2002 på olika sätt specificerats av Miljömålsrådets kansli6.
Syfte
Syftet med myndigheternas arbete med de fördjupade utvärderingarna är att ge regeringen ett underlag för en målövergripande bedömning och syntes med förslag till åtgärder, styrmedel och revidering av mål. För att kunna göra detta krävs underlag i form av uppföljningar, utvärderingar, utredningar inkl. konsekvensanalyser, prognoser samt förslag från respektive myndighet med huvudansvar eller övergripande målansvar.
Försurningsproblemet
Naturliga ekosystem i Sverige domineras av skogsmark, sjöar och vattendrag som i många fall är naturligt sura. Jordar med låg vittringshastighet och en upplagring av organiskt material i marken har medfört en långsam naturlig försurning sedan sista istiden. Den långsamma förändringen av miljön har medfört att organismerna haft tid för anpassning.
Under senare årtionden har den av människan orsakade försurningen accelererat. Nedfall av försurande luftföroreningar är den tydligaste orsaken till den accelererade försurningsutvecklingen. Markanvändning med odling och skörd är ytterligare en faktor som kan verka försurande på marker där inte tillförseln av syraneutraliserande ämnen förmår balansera utlakning av syraneutraliserande ämnen samt nettotillskottet av försurande ämnen.
Försurningsproblemet är komplext, bland annat beroende på att effekterna orsakas av tre olika typer av luftföroreningar - svaveldioxid, kväveoxider och ammoniak samt även påverkas av skogsbruk.
För att komma till rätta med försurningsproblemet krävs åtgärder såväl nationellt som internationellt med att minska utsläpp av svavel och kväve främst från transporter, energianläggningar, i industri samt att utveckla ett långsiktigt hållbart skogsbruk. Med utgångspunkt i dessa frågeställningar har underlag tagits fram för att sammanställa denna fördjupade utvärdering kring miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning. Åtgärder förknippade med ammoniak behandlas i miljömålet Ingen övergödning.
Tabellen nedan utgör en översikt av de problem och frågeställningar som förknippas med försurning, orsaker till dessa, vilka åtgärder som kan vidtas och inom vilket miljökvalitetsmål problemet tas upp.
6 Förslag till synopsis (2002-03-27): Underlag till fördjupad utvärdering 2004-målvis redovisning och
Tabell 1.1 Problemöversikt, Bara naturlig försurning
Problem Orsak Vad kan göras? Miljömål där
problemet behandlas
Minskad biologisk mångfald p.g.a. försurning av sjöar, vattendrag och skogslandskapet. Eventuella negativa effekter på skogsekosys-temet p.g.a. en förändrad näringsbalans.
• Nedfall av försurande luftföroreningar från källor inom och utom landet • Skogsbruk med skördeuttag som leder till att bortförsel av
baskatjoner inte kan kompenseras av tillförseln.
• Internationellt arbete inom EU och luftkonventionen (CLRTAP) för att minska utsläppen av svavel, kväveoxider och ammoniak • Minskade utsläpp från industri och energianvänd-ning.
• Minskade utsläpp från vägtrafik, sjöfart, arbetsmaskiner, och flyg • Minskade utsläpp av ammoniak från jordbruket • Skogsbruksåtgärder som kvarlämnande av träd m.m. vid slutavverkning, kantzoner, ståndortsan-passning, askåterföring mm • Kalkning av sjöar och vattendrag, samt ev. skogsmark
Bara naturlig försurning. Till viss del även i Levande sjöar och vattendrag och Levande skogar
Skador på byggnader, material och kulturmonu-ment genom försurande luftföroreningar
• Halter i luft och nedfall av försurande
luftföroreningar från källor inom och utom landet
• Som de 4 första punkterna ovan.
• Restaurering av värdefulla kulturella arv
Frisk luft. Arkeologiska föremål i Bara naturlig försurning
Försurat grundvatten ger korrosionsskador och ökad risk för hälsoeffekter p.g.a utlösta metaller
• Nedfall av försurande luftföroreningar från källor inom och utom landet • Skogsbruk • Jordbruk
• Som de 4 första punkterna ovan • Åtgärder för att neutralisera surt dricksvatten Grundvatten av god kvalitet Ökad försurning av jordbruksmark • Jordbruk • Nedfall av försurande luftföroreningar från källor inom och utom landet
• Som de 4 första punkterna ovan
• Kalkning av jordbruksmark
2. Samhällets drivkrafter och
påverkan på miljön
I Europa har utsläppen av försurande ämnen minskat kraftigt under 1990-talet. År 2000 hade 93 % av svavelnedfallet, 92 % av nedfallet av kväveoxider och 79 % av ammoniaknedfallet över Sverige sitt ursprung från utländska källor. Under 1990-talet har nedfallet av svavel minskat med ca 50 % medan nedfallet av kväve i stort sett är oförändrat.
De samhällsbeslut som haft störst betydelse för att minska utsläppen av försurande ämnen är nya lagkrav. Avgaskraven för bilar och arbetsmaskiner har haft en dominerande betydelse för minskade kväveoxidutsläpp. För svavelutsläppen är det framförallt lagkrav på begränsat svavelinnehåll i eldningsolja, i motorbränslen och rökgasavsvavling i stora processanläggningar som bidragit till utsläppsminskningar.
Drivkraften för kalkning av sjöar och vattendrag har förskjutits mot naturvård från att tidigare främst styrts av fiskeintressen. Skogsbruket påverkas främst av skogspolitiken och skattepolitiken.
Några av de viktigaste drivkrafterna för att få till stånd utsläppsminskningar i Europa har varit det arbete som bedrivits inom ramen för Luftvårdskonventionen, inom EU genom försurningsstrategin och olika direktiv samt de strukturella förändringarna som genomdrivits i Europa.
2.1 Svenska utsläpp till luft 1990-2001
De årliga svenska utsläppen av svaveldioxid, exklusive bunkring av internationell sjöfart och flyg, minskade med ca 43 % mellan år 1990 och år 2001. De kvarvarande utsläppen år 2001 uppgick till drygt 60 000 ton (Figur 2.1). Utsläppen av kväveoxider (NOx) under samma tid har minskat med 25 %, från 334 000 ton till 251 000 ton, genom åtgärder i flera sektorer främst genom skärpta avgaskrav på fordon, miljöanpassade hamnavgifter, fjärrvärmeutbyggnad och kväveoxidavgiften.
Figur 2.1 Utsläpp av svaveldioxid, kväveoxider och ammoniak till luft 1990-2001. Källa: Naturvårdsverket
De årliga utsläppen av ammoniak har minskat med ca 12 %, från 60 800 ton år 1995 till 53 800 ton år 2001. Utsläppsdata före 1995 är inte jämförbara med de därefter på grund av att beräkningsmetodiken för jordbruk har förändrats. Minskningarna efter 1995 faller helt inom jordbruket, och beror på minskat djurantal samt på åtgärder för att reducera förlusterna av ammoniak vid lagring och spridning av stallgödsel. Jordbruket står idag för ca 85 % av utsläppen, men uppgifterna från andra sektorer är osäkra och beräkningarna för dessa är under revision.
2.2 Utsläppsutvecklingen i Europa
Utsläppen av svavel och kväve ökade kraftigt i Europa under 1900-talet, framför allt efter andra världskriget. Svavelutsläppen nådde sannolikt sin kulmen i slutet av 1970-talet, därefter har utsläppen minskat som följd av internationella avtal. Kväveutsläppen var som högst något senare än svavel och minskningen från 1990 är liten, jämfört med svavel.
Utsläppen av svaveldioxid i Europa (EMEP:s beräkningsområde)7 har minskat med knappt 50 % under perioden 1990 – 2000. Motsvarande värden för kväveoxider och ammoniak är 25 % respektive 18 %. De största relativa minskningarna av svaveldioxidut-släppen under denna period noteras för Armenien, Tyskland, Tjeckien, Lettland, Litauen och Danmark. I absoluta tal är Tysklands minskning av utsläppen med 4, 5 miljoner ton svaveldioxid under 1990-talet anmärkningsvärd. För svensk del är också Storbritanniens minskning med 2,5 miljoner ton betydelsefull. Även Polen och Tjeckien har minskat sina svaveldioxidutsläpp med 1, 5 miljon ton under 1990-talet
Relativt sett har stora minskningar av kväveoxidutsläppen skett i Estland, Lettland och Litauen, samt i Slovakien, Vitryssland och Bulgarien. I Tyskland och Storbritannien har utsläppen av minskat med över 1 miljon ton under 1990-talet. I tabell 2.1 anges utsläpp för några länder i Sveriges närområde med betydande påverkan på nedfallet i Sverige.
Tabell 2.1 Utsläpp av svaveldioxid och kväveoxider till luft från några länder i Sveriges närområde.
Svaveldioxidutsläpp (SO2) i kton Kväveoxidutsläpp (NOx) i kton
1990 2000 Förändring 1990-2000 1990 2000 Förändring 1990-2000 Danmark 181 28 - 85 % 277 208 - 25 % Tyskland 5 321 831 - 86 % 2 706 1 637 - 40 % Polen 3 210 1 511 - 53 % 1 280 838 - 35 % Finland 260 74 - 72 % 300 236 - 21 % Tjeckien 1 876 265 - 86 % 742 398 - 46 % Estl/Lettl/Litauen 593 156 - 74 % 318 123 - 61 % Storbritannien 3 721 1 165 - 69 % 2 763 1 512 - 45 % Källa: EMEP/MCC-W Note 1/2002. Status Report 2002.
2.3 Nedfall av försurande ämnen
Försurande nedfall orsakas av utsläpp till luft av svavel- och kväveföreningar från främst förbränningsprocesser samt av ammoniakavgång från jordbrukssektorn. Efter omvandling och spridning i atmosfären deponeras sura luftföroreningar som innehåller sulfatsvavel, nitratkväve och ammoniumkväve. Den sammanlagda försurningsbelastningen av depositionen beror även på omfattningen av andra deponerade ämnen som t.ex. baskatjoner (främst kalcium, magnesium och kalium).
Nedfallet delas vanligen in i våtdeposition (nederbördens bidrag) och torrdeposition (gaser, partiklar och aerosoler). Den våta och torra depositionen brukar summeras till totaldeposition. Torrdepositionen varierar med marktypen, ex fångar stora träd som äldre hög granskog mer torrdeposition än tall- och lövskog som i sin tur fångar mer än
gräsbevuxen mark. Exponeringen i landskapet, till exempel på höjder och i beståndskan-ter, kan öka torrdepositionen väsentligt. Det gör att den lokala variationen kan vara stor i ett skogslandskap.
Dimma, rimfrost, dagg och andra typer av processer kan också medverka till att föra luftburna föroreningar ner till mark, vegetation och sjöytor, men våtdeposition och torrdeposition dominerar den totala depositionen i de flesta områden.
Mätningarna av deposition sker vanligtvis i form av att samla in nederbörd på öppet fält vilket sker på ca 50 platser i Sverige. Det representerar närmast våtdeposition, men en viss mängd torrdeposition kan falla ner i de ständigt öppna insamlarna. På ett fåtal platser mäts våtdepositionen i insamlare som öppnar endast vid nederbörd. Totaldeposition över skog av ämnen som inte påverkas av processer i trädkronan (svavel och havssalter) mäts som krondropp i ca 120 skogsytor i landet (se vidare www.ivl.se).
År 2000 bidrog utländska källor till 93 procent av svavelnedfallet, 92 procent av nedfallet av kväveoxider och 79 % av ammoniaknedfallet över Sverige. En stor del av utsläppen härrör från Tyskland (svavel och kväve), Storbritannien (svavel och kväve), Polen (främst svavel), samt från internationell sjöfart8.
2.3.1 Svaveldepositionen minskar kraftigt men kvävedepositionen är relativt oförändrad
Svavel
Totaldepositionen av svavel till skog minskade kraftigt i framförallt södra Sverige i slutet av 1980-talet9 (fig. 2.2). Mätningar på västkusten visar en likartad utveckling. Det innebär att den genomsnittliga depositionen i granskog i slutet av 1990-talet är nere under 5 kg per ha och år. Även i Svealand, och norra Sverige har depositionen minskat till nivåer mellan 2 och 5 kg svavel per ha och år, men minskningen sker från en lägre nivå än i Götaland. Figur 2.2 visar utvecklingen på cirka 20 lokaler med långa mätserier i de fyra länen. Åren 1994 och 2001 har tillfälligt högre deposition på grund av speciella
väderleksförhållanden. Under 2001 hade flera lokaler i främst Blekinge och Örebro län
8 EMEP (2003): Transboundary Acidification, Eutrophication and Ground Level ozone in Europe. EMEP
report 1/2003.
högre nederbörd, och högre deposition än andra närliggande år, vilket avvek från generella observationer.
Figur 2.2 Genomsnittlig deposition av sulfatsvavel (utan havssalt) i granskog. Resultat från krondroppsmätningar i fyra län i Sverige. Data från IVL:s krondroppsnät. Kväve
Den totala kvävedepositionen till skog är svår att mäta eftersom kväve tas upp och omvandlas i trädkronan. Mätningarna på öppet fält visar dock att depositionen minskade i flera län fram till början eller mitten av 1990-talet (figur 2.3).
Figur 2.3 Genomsnittlig deposition av kväve (nitrat- och ammoniumkväve) på öppet fält. Resultat från nederbördskemiska mätningar i fyra län i Sverige. Data från IVL:s krondroppsnät. 0 5 10 15 20 25 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 År kg per ha oc h år Blekinge V. Götaland Örebro Norra Sv.
Framför allt 1996 hade en lägre nederbörd än andra år på 1990-talet vid de mätplatser som redovisas i figuren, vilket sannolikt bidrog till den minskade depositionen. Därefter har halterna av kväve i nederbörden fortsatt minska något, men samtidigt har nederbörden ökat kraftigt i större delen av landet, framför allt under perioden 1998 till 2000. Det gör att depositionen år 2000 är relativt oförändrad eller till och med högre än 1990. Ett undantag är Örebro län där nederbörden (och kvävedepositionen) var högre 1990 än år 2000 vid mätplatserna Kvävedepositionen består till lika delar av nitrat- respektive ammoniumkväve i hela landet och under alla de undersökta åren. Den totala kvävedeposi-tionen är betydligt lägre i norra Sverige, ca 3 kg per ha och år, jämfört med resten av landet som ligger i intervallet 5 till 13 kg per ha och år på öppet fält i de fyra länen. 2.3.2 Mätningar och modellberäkningar ger olika resultat Specialstudie
Vid beskrivning av trender i deposition har det visat sig att resultaten blir något olika om man använder modellerade data eller mätdata. Båda sätten att beskriva depositionen har osäkerheter, vilket gör att det är svårt att bedöma det ”sanna” värdet. Jämförelser mellan de olika metoderna kan dock visa om det finns stora och systematiska skillnader som kan bidra till att det är svårt att ange depositionens storlek med tillräcklig precision. Om den minskade depositionen av svavel under 1990 talet bedöms med hjälp av mätdata från skog och från öppet fält visar dessa på en minskning med ca 50 % som genomsnitt i landet, medan beräkningar med MATCH- modellen, visar på en mindre nedgång. En specialstudie kring depositionsmätningar har gjorts inför den fördjupade utvärderingen av miljömålet Bara naturlig försurning10.
Jämförelse mellan mätdata och beräknade data med MATCH modellen
Under 1990-talet utvecklades en svensk modell, MATCH11; för yttäckande deposi-tionsberäkningar i rutor om 20*20 km Även resultat på länsnivå med 5x5 km upplösning finns tillgänglig. Beräkningar med den nuvarande modellen uppdelad på olika markan-vändningsklasser har skett sedan 1997.
Deposition till hela Sverige för åren 1997 till 2001 har beräknats baserat på MATCH, respektive mätningar av krondropp och nederbörd på öppet fält.
Resultaten i tabell 2.2 visar att MATCH–modellen, som tar hänsyn till olika markan-vändningsslag, ger högre total depositionen av svavel, trots att uppmätt krondropp, visar depositionen som om hela Sverige vore täckt av barrskog och därför borde uppvisa högre värden. Mätvärdena grundar sig på undersökningar av 73-90 lokaler de olika åren.
Tabell 2.2 Totaldeposition av svavel (tusental ton), exkl. havssalt, till Sverige.
1997 1998 1999 2000 2001
MATCH 149 178 170 172 154
Krondropp 134 139 128 124 113
Skillnaden i totaldeposition av svavel återfinns främst i beräkningen av torrdeposition till skog, där MATCH-modellen ger klart högre värden än fältmätningar. Detta speglas i 10 Uggla, E., Hallgren Larsson , E. Knulst, J. & Westling, O. 2003. Jämförelse mellan uppmätt och
modellberäknad deposition av svavel och kväve i Sverige. IVL Rapport B 1530.
figur 2.4 där jämförelser gjorts i barrskog, d.v.s där depositionen med de två metoderna bedöms utifrån samma typ av markanvändning. MATCH-modellen visar även här på en större totaldeposition av svavel, våtdepositionen är något lägre medan torrdepositionen är klart högre. Skillnaderna är störst i södra Sverige.
Figur 2.4 Genomsnittlig totaldeposition av antropogent svavel till barrskog beräknad med Sverigemodellen, MATCH, och uppmätt i skogsytor i krondroppsnätet under 1998-2000. Vänstra stapeln representerar uppmätta värden och högra modellberäknade värden. Staplarna är uppdelade i våt- och torrdeposition. Krondroppets våta andel är mätningar på öppet fält i anslutning till skogsytorna som på några lokaler är högre än motsvarande värde i krondropp. I dessa fall har torrdepositionen satts till noll.
Deposition till skog av kväve kan inte mätas direkt med krondroppsmetoden, utan mätningarna här är gjorda på öppet fält som interpolerats till hela Sverige, och i princip bara visar våtdeposition. Jämförelsen med modellberäknad våtdeposition visas i tabell 2.3. En jämförelse av våtdeposition av kväve, nitrat och ammoniumkväve, visar på relativt god överensstämmelse, med vissa skillnader mellan beräknad och uppmätt deposition av ammoniumkväve under år 2001. Modellberäknad våtdeposition med Sverigemodellen (MATCH) stämmer i regel relativt väl med mätningarna av deposition på öppet fält (bulk-mätningar som innebär ständigt öppna insamlare).
Tabell 2.3 Våtdeposition av nitratkväve,NO3-N och ammoniumkväve, NH4-N, (tusental
ton) till Sverige.
1998 1999 2000 2001
NO3-N NH4-N NO3-N NH4-N NO3-N NH4-N NO3-N NH4-N
MATCH 89 80 100 95 111 112 93 104
Bulk* 96 80 103 93 116 104 92 77
Osäkerheter vid mätning och modellberäkning av våtdeposition
• Svenska mätningar på öppet fält inom nationella och regionala nederbördskemis-ka nät har hittills (baserat på äldre studier) tolnederbördskemis-kats som våtdeposition. Detta har skett vid såväl direkt utnyttjande av mätdata, t.ex. inom Krondroppsnätet, som vid dataassimilation i MATCH modellen. Pågående mätningar inom det nationel-la miljöövervakningsprogrammet för krondropp12 visar emellertid att andelen torrdeposition kan vara betydande i insamlare på öppet fält. Att även en del torr-deposition räknas in i våttorr-depositionsmätningarna innebär en systematisk över-skattning av halterna i nederbörd och av såväl den redovisade uppmätta våtdepo-sitionen som den i MATCH-Sverige modellen redovisade våtdepovåtdepo-sitionen, efter-som MATCH delvis bygger på dataassimilerade uppmätta halter i nederbörd. Baserat på nyligen utförda studier vid IVL bedöms att denna överskattning av uppmätta halter i nederbörd kan vara upp till ca 10 %. Skillnader kan finnas mel-lan olika komponenter och för olika delar av mel-landet. Den beräknade våtdepositio-nen blir därmed i motsvarande grad överskattad. Det gäller såväl direkta beräk-ningar baserade på mätdata som våtdepositionsresultat från MATCH-modellen. • Nederbördsprovtagarna vid samtliga nederbördskemiska nät uppvisar en
bety-dande spridning i uppmätta nederbördsmängder jämfört med meteorologiskt nog-grant kartlagda. Om uppsamlingseffektiviteten hos provtagarna varierar i tiden leder detta till fel i såväl uppmätt våtdeposition som uppmätt halt i nederbörden. Dessa fel kan vara betydande och i vissa fall systematiska.
Osäkerheter i beräkning av torrdeposition
De största skillnaderna mellan modellerade och uppmätta värden har noterats för torrdeposition av svavel till skog. Det är sannolikt att det även finns motsvarande osäkerhet i beräkningen av torrdeposition av kväve. Orsaken till att beräkningen av torrdeposition är osäker beror bl.a. på:
• Den ovan diskuterade överskattningen i uppmätt halt i nederbörd leder till att beräknad torrdepostion från krondroppsdata blir avsevärt underskattad, medan torrdepositionen i MATCH-Sverige, som beräknas helt oberoende, är opåverkad. • Metodiken för modellberäkning av torrdeposition är fortfarande osäker. Bättre
parametriseringar av de processer som styr torrdepositionen behöver göras. • En viktig faktor är kvalitén på mätdata i form av halter av gaser och partiklar i
luft som assimileras i modellberäkningarna. Omkörningar för år 2001 har helt ny-ligen gjorts med MATCH där några av de (trony-ligen) mest felaktiga mätstationerna inom och utanför Sverige uteslutits från dataassimilationen. Dessa omkörningar ger en mindre torr plus våt deposition till norra Sverige, framför allt för ammoni-um, av storleksordningen 5-15%, vilket visar att enstaka felaktiga mätdata som assimileras kan ha stor betydelse.
• En annan viktig faktor är att de nuvarande modellberäkningarna inte har tillgång till direkta mätningar av torrdeposition på samma sätt som beräkningarna av våt-deposition använder uppmätta halter i nederbörd.
Forskning och utvecklingsbehov
Skillnaderna, och osäkerheterna, i modellberäkningar och mätning av torrdeposition motiverar ett utvecklingsarbete för att korrekt kunna bedöma belastning och tidsutveck-ling av depositionen av försurande luftföroreningar i Sverige. Utvecktidsutveck-lingsbehovet rör främst:
• Förbättrad metod för nederbördskemiska mätningar så att uppsamlingen av nederbörd görs med samma noggrannhet som med SMHI: s insamlare. Det skulle avsevärt reducera de fel som sammanhänger med felaktiga nederbördsmängder och i tiden varierande uppsamlingseffektivitet.
• Förbättrad metod för nederbördskemiska mätningar som gör det möjligt att kvantifie-ra mängden torrdeposition i insamlare på öppet fält.
• Utvärdering av representativiteten av de mätstationer (EMEP och mätstationer på hög höjd inom den nationella miljöövervakningen) som ger data på halter i luft. Dessa ingår som del i modellberäkningarna.
• Utredning av möjligheten att inkorporera krondroppsdata i modellberäkningarna samt andra sätt att minska osäkerheten i både mätningar och modellberäkningar av torrdeposition till skog.
2.4 Luftvårdskonventionen och EU-direktiv
Några av de viktigaste påverkande faktorerna för det internationella arbetet har varit det arbete som bedrivits inom ramen för luftvårdskonventionen, EU:s försurningsstrategi och olika direktiv samt politiska och strukturella förändringar i Europa.
Arbetet inom FN: s Luftvårdskonvention (CLRTAP), har varit en viktig drivkraft för att minska utsläppen av luftföroreningar i Europa sedan 1980-talet. Ett antal protokoll har tagits fram sedan 1990, bl.a. Osloprotokollet och Göteborgsprotokollet.
Göteborgsproto-kollet undertecknades 1999 av 29 länder i Europa samt USA och Kanada. ProtoGöteborgsproto-kollet,
som ratificerades av Sverige under 2002 och förväntas träda i kraft under 2004, syftar till att minska problemen med försurning, övergödning och marknära ozon. Protokollet innehåller bl.a. nationella utsläppstak för svaveldioxid, kväveoxider och ammoniak Sedan Sveriges inträde i EU 1995 påverkas den svenska miljöpolitiken av EU: s lagstiftning. Viktiga instrument med tanke på åtgärder mot försurningen är de EU-direktiv som direkt eller indirekt reglerar utsläpp från industrier, fordon m.m., se vidare kap 4.5.
Efter svenskt initiativ beslutade EU-kommissionen 1995 att ta fram en samlad strategi mot försurningen13 (CEC, 1997). Den viktigaste utsläppsbegränsande lagstiftningen från EU: s försurnings- och ozonstrategier är direktivet om nationella utsläppstak som antogs i december 2001. Takdirektivet14 innehåller utsläppstak för år 2010 för svaveldioxider, kväveoxider, flyktiga organiska kolväten (VOC) och ammoniak. Av direktivet framgår att medlemsstaterna skall utarbeta program för att stegvis minska de nationella utsläppen och
13 CEC (1997). Meddelande till rådet och parlamentet om en gemensam strategi för att motverka försurning.
KOM(97)88 slutlig. Europeiska gemenskapernas kommission, Bryssel, Belgien.
att senast år 2010 uppnå specificerade utsläppstak. De nationella programmen skall innehålla information om antagna och planerade strategier och åtgärder samt kvantitativa uppskattningar av utsläppen av föroreningarna år 2010. Enligt direktivet skall Sveriges utsläpp av försurande utsläpp år 2010 vara desamma som i Göteborgsprotokollet.
FN: s klimatkonvention från 1992 och åtagandena i Kyotoprotokollet från 1997 är en ytterligare drivkraft som kan komma att påverka utsläppen av försurande ämnen eftersom målet är att minska utsläppen av växthusgaser, främst koldioxid, och därmed även användningen av fossila bränslen (kol, olja, naturgas). Kyotoprotokollet godkändes 1997 av det 6: e partsmötet inom ramen för FN: s Klimatkonvention (UNF-CCC). Det
innehåller åtaganden för industriländerna om begränsning av växthusgasutsläpp från år 1990 till den första åtagandeperioden år 2008 - 2012. Nya förhandlingar om efterföljande åtagandeperioder planeras senast 2005. Protokollet har ännu inte trätt i kraft men är ändå en drivkraft för åtgärder inom främst energi- och trafiksektorerna. Insatser mot växthus-gasutsläpp i Europa, och speciellt inom EU, kommer att vara pådrivande även för att minska utsläpp av svaveldioxid och kväveoxider samt eventuellt också för ammoniak från jordbruk.
Den politiska och industriella omdaningen i Öst- och Centraleuropa har också varit en viktig faktor för att minska utsläppen, utöver åtaganden inom LRTAP. Sammanslagning-en av Öst- och Västtyskland har lett till stora minskningar av speciellt utsläppSammanslagning-en av svaveldioxid. Nedläggning av tung industri, upprustning av ineffektiv energiproduktion samt övergång till naturgas har bidragit till att svaveldioxidutsläppen i det återförenade Tyskland minskat med över 85 % under 1990-talet.
2.5 Lagkrav, avgifter och skatter har minskat utsläppen i
Sverige
Sveriges bruttonationalprodukt har ökat med ca 30 % (realt pris) de senaste 10 åren. Den ökade ekonomiska tillväxten har resulterat i ett ökat resursutnyttjande och ökad
konsumtion av energi och transporter. En stor del av vår ökade välfärd lägger vi också på ökat resande. Under de senaste åren med stark ekonomisk tillväxt har priset på motor-bränslen legat på en förhållandevis hög nivå och troligen begränsat persontransporterna men sedan mitten av år 2001 har dock priset sjunkit och både person- och godstranspor-terna ökar nu snabbare än tidigare.
Den totala energitillförseln i Sverige ökade med ca 25 % mellan 1970 och 2000. Under samma period har fördelningen mellan olika energislag förändrats mycket (figur 2.5), t.ex. har oljans andel minskat från närmare 80 % år 1970 till en tredjedel. Oljan har ersatts av kärnkraft och biobränslen. Produktionen av vattenkraft har ökat och bidrar också till förändringen.
