Vintervägsaltets miljöpåverkan : resultat av jord- och grundvattenprovtagningar vid observationsområden i Skaraborgs län 1994-1996

Nr 25-1997 Titel: Författare: Verksamhetsgren: Projektnummer: Projektnamn: Uppdragsgivare: Distribution: Utgivningsår: 1997

Vintervägsaltets miljöpåverkan - Resultat av jord- och grundvattenprovtagningar vid observationsområden i Skaraborgs län 1994-1996 Lars Bäckman Underhåll/Drift 80063 Vintervägsaltets miljöpåverkan Vägverket Fri dv Väg- och transport-forskningsinstitutet ä

Vintervägsaltets miljöpåverkan - Resultat av jord- och

grundvattenprovtagningar

vid

observationsområden

i

Skaraborgs län 1994-1996

av Lars Bäckman

Förord

Föreliggande Notat utgör en delredovisning inom projektet Vintervägsaltets miljöpåverkan . Projektet har finansierats av Vägverket.

I Notatet redovisas resultat av förnyade provtagningar vid tidigare upprättade observationsområden i Skaraborgs län.

Linköping i mars 1997

Lars Bäckman

Innehållsförteckning

Förord

Bakgrund Syfte

Provtagning och analys Områdesbeskrivning Område R2

Område R4 Område R6

Resultat och kommentarer Område R2 Område R4 Område R6 Slutsatser Område R2 Område R4 Område R6 Referenser Tabell 1-6 VTI notat 25-1997 Sida \ O \ D \ D O O O O O O O O \ 1 \ 1

Bakgrund

Under slutet av 70-talet genomförde VTI på uppdrag av Vägverket en studie av vintervägsaltets miljöpåverkan. I samband med detta upprättades sammanlagt sju observationsområden i Skaraborgs län där provtagning på jord, grundvatten och vegetation utfördes. Områdena följdes från våren -78 till hösten -79 och av prov-tagningsresultaten framgick att i flera områden var salthalterna förhöjda till följd av vintervägsaltningen (Bäckman, 1980).

För att studera långtidseffekterna av vintervägsaltningen genomförde VTI våren 1988 med egna medel ytterligare en provtagningsomgång vid tre av obser-vationsområdena. Denna provtagningsomgång omfattade dock endast provtagning på jord och grundvatten. Av provtagningsresultaten framgick, att ett område liksom tidigare var i stort sett opåverkat av saltning, i ett annat hade de redan tidigare höga salthalterna ökat ytterligare och i det tredje var salthalterna oföränd-rat höga (Bäckman, 1989).

Under våren och försommaren 1994 observerades relativt omfattande

vegeta-tionsskador utmed högtrafikerade vägar i södra och mellersta Sverige, däribland även E20 genom Skaraborgs län. Eftersom dessa skador visade sig vara starkt bundna till området närmast vägen misstänktes i ett tidigt skede att vinterväg-saltningen förorsakat eller i varje fall starkt bidragit till dessa skador. För att klar-lägga skadeorsakerna upprättade Vägverket ett relativt omfattande undersöknings-program och som en del av detta fick VTI ett uppdrag från VVÄ (Vägverket, Region Väst) att företa nya provtagningar vid de tidigare upprättade observa-tionsområdena vid E20. Resultaten av provtagningarna visade att salthalterna i flera fall var mycket kraftigt förhöjda jämfört med de tidigare provtagningarna. Sannolikheten för att de höga salthalterna i marken bidragit till de omfattande vegetationsskadorna bedömdes också vara stor även om den primära skadeorsaken sannolikt var direktdeposition av luftburet salt på blad och barr. Det framkom också att de höga halterna i mark och vatten med stor sannolikhet var en följd av att saltförbrukningen varit mycket högunder denärmast föregående säsongerna och speciellt under säsongen 93/94 (Bäckman & Folkeson, 1995).

Hösten 1994 fick VTI ytterligare ett uppdrag från Vägverket att göra en allmän uppdatering av kunskapsläget avseende vintervägsalts miljöpåverkan. Inom ramen för detta projekt, som omfattade flera olika delprojekt, beslutades att förnyade provtagningar skulle utföras vid tidigare upprättade observationsområden. Före-liggande VTI Notat är en redovisning av resultat från dessa provtagningar.

Syñe

Att genom förnyad provtagning vid tidigare upprättade observationsområden fast-ställa eventuell ackumulering av salt i grundvatten och jord.

Provtagning och analys

Provtagningar på jord och grundvatten utfördes vid fyra tillfällen; november -94, april -95, november -95 och april -96. Dessutom utfördes en extra provtagning på grundvatten mars -95.

Prov på grundvatten insamlades vid tre tidigare upprättade observations-områden benämnda R2, R4 och R6 (Bäckman, 1.980). Proven analyserades med avseende på natrium- och kloridinnehåll av SVELAB, Linköping.

Provtagning på jord utfördes vid två observationsområden benämnda R4 och R6. Prov togs därvid i ungefär samma omfattning som vid de tidigare provtag-ningarna. Smärre avvikelser kan dock förekomma eftersom det rent praktiskt inte är möjligt att ta prov i exakt samma punkt. Proven analyserades med avseende på natrium- och kloridinnehåll vid Institutionen för markvetenskap, Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala.

Områdesbeskrivning

För mera detaljerade beskrivningar av områdena hänvisas till VTI Rapport 197

(Bäckman, 1980).

Område R2

Området, som är beläget vid E20 ca 2 km sydväst om Lyrestad, ligger i en relativt brant sluttning nedanför vägen.

Området har varit utsatt för en mycket kraftig svallning. I sluttningen över-lagrar således ett 1-2 m mäktigt lager av svallgrus en siltig sandig morän. Tidvis, t.ex. i samband med snösmältning och perioder med mycket regn, uppträder en kraftig grundvattenström i svallgruset.

Våren 1978 installerades fem grundvattenrör i området. Rören installerades med perforeringen i nedre delen av svallgruset. I samband med den skogsavverk-ning som utfördes inom området (någon gång mellan 1988 och 1994) skadades rör nr 2 så att provtagning inte längre var möjlig.

Område R4

Området är beläget vid E20 ca 3,5 km sydväst om Lugnås. Vid området ligger vägen på en låg bank vilket gör att inga egentliga vägdiken finns. Däremot begränsas området i öster av en bäck.

I området överlagrar ett förhållandevis tunt ( l,0-1,5 m) lager av

finsand/mellansand lera. Grundvattenytan ligger mestadels högt men under torra perioder kan den sjunka under sandlagrets nivå. Grundvattnet rör sig långsamt mot nordost, dvs. i vägens längdriktning. Då även vägens profillinje lutar mot nordost, betyder det, att området tillförs vatten från en relativt lång vägsträcka belägen omedelbart sydväst om området.

Våren 1978 placerades i området sju rör förgrundvattenprovtagning. Rören installerades med perforeringen i sandlagret, dvs. O,5-1,5 m under markytan. Sent på hösten 1978 installerades ytterligare ett rör öster om bäcken (rör nr 8). Senare har ett av rören närmast vägen (rör nr 6) skadats så att provtagning inte längre är möjlig.

Område R6

Området är beläget vid E20 ca 5 km nordost om Götene. Området ligger i plan med vägen och avskiljs från denna av ett normalt vägdike.

Geologiskt sett liknar området område R4, dvs. ett relativt tunt lager av

finsand/mellansand överlagrar lera. Jämfört med område R4 innehåller dock sandlagret mera mellansand vilket gör att lagret bör vara något mera vattengenom-släppligt. Under vår och höst ligger grundvattenytan högt, ca 0,5 m under markytan. Vid torra perioder under sommaren kan dock grundvattenytan sjunka under sandlagrets nivå. Nivåmätningar visar att grundvattnet strömmar i västlig riktning från vägen.

Våren 1978 installerades fem rör för grundvattenprovtagning i området. Rören har perforeringen i sandlagrets nedre del, dvs. 0,5-1,5 m under markytan.

Resultat och kommentarer

I tabellerna [-2 redovisas natrium- och kloridhalter i samtliga grundvattenprov

från områdena R2, R4 och R6. I tabellerna 3-6 redovisas natrium- och

klorid-halter i samtliga jordprov tagna i områdena R4 och R6. Tabellerna återfinns i slutet av notatet.

Område R2

Vid de tidigare provtagningarna (1978/79 och 1988) var salthalterna i grundvattnet genomgående låga (tabell 1-2) och området bedömdes därför vara i strort sett opåverkat av vägsaltningen. Detta bekräftades också av att det inte fanns några synliga skador på vegetationen inom området.

Vid provtagningarna 1994-1996 var salthalterna i grundvattnet betydligt högre jämfört med de låga halter som uppmätts tidigare (figur 1). Noterbart är också att de högsta halterna uppmätts i prov från punkterna närmast vägen (punkt 1 och 4) liksom att halterna nästan genomgående är högre på våren jämfört med hösten. Detta ger en tydlig indikation på att salt tillförs området från vägen under

vinter-säsongerna.

Någon gång mellan 1988 och 1994 avverkades all skog inom området. Under den perioden har också salthalterna i grundvattnet ökat kraftigt. Det är svårt att se några direkta samband mellan ökningen av salthalterna och avverkningen men naturligtvis har avverkningen påverkat både vattenbalansen i området och sprid-ningen av det luftburna saltet. Det kan därför inte uteslutas att avverksprid-ningen på något sätt bidragit till ökningen av salthalterna i grundvattnet.

Klorid i grundvatten - Område R2

800 700 WW apr-78 I apr-79 mäü____ ; Dapr-88 500 apr-95 2 apr-96. E 400 300 200 100 0 s--- - _ äiêêåiiäüéfâåiê -13,3 39,1 Avstånd från bel.kant (m)

Figur 1 Kloridhalter i grundvattenprov från område R2 vid olika tidpunkter. Tre provtagningspunkter på ena sidan av vägen.

Område R4

Vid de tidigare provtagningarna (-78, -79 och -88) bedömdes detta område vara relativt kraftigt påverkat av vägsaltningen med förhöjda salthalter både i jord och grundvatten (tabell 1-2, 3-4). Dessutom förekom relativt omfattande vegetations-skador som med stor sannolikhet bedömdes vara förorsakade av saltspridningen på vägen.

Jämfört med de tidigare provtagningarna visade de prov som insamlades vid provtagningarna 1994-1995 att halterna i provpunkterna nära vägen (punkt 2, 3 och 6) ökat ytterligare medan halterna i övriga punkter i stort sett var oförändrade (figur 2-4). Noterbart är också, att frånsett de extremt höga halter som uppmättes sommaren 1994, kan ingen tydlig minskning eller ökning av halterna urskiljas under perioden juli -94 till april -96.

I området finns fortfarande en del vegetationsskador men dessa är inte lika iögonenfallande som tidigare, eftersom de mest skadade partierna närmast vägen avverkats i samband med att viltstängsel monterades vid området (strax före

1988).

Klorid i grundvatten - Område R4

800 700 ₂ Eapr-78 , 600 .apr-79 I Dapr-88 500 EJapr-95 »- apr-96 { E 400 300 200 -100 « O _ 0 18,1 29 Avstånd från bel.kant (m)

Figur 2 Kloridhalter i grundvattenprovfrån område R4 vid olika tidpunkter. Tre provtagningspunkter på ena sidan av vägen.

Natrium i jord - Område R4 Provtagningsdjup: 0-15 cm 700 600 7 500 Eapr-79 .apr-88 400 D apr-95 å ' Eaapr-96 3 __ 300 200 100 0 < * 5 -47,4 -28,4 -14,6 12.5 Avstånd från vägmitt (m)

Figur 3 Natriumhalter i jordprovfrån område R4 vid olika tidpunkter. Tre provpunkter på vardera sidan av vägen.

Klorid i jord - Område R4 Provtagningsdjup: 0-15 cm 600 500 apr-79 ' 400 _'apr-88 1 __,. EI apr-95 apr-96 (p pm ) 8 O

1

200 100 -47,4 -28,4 -14,6 12,5 24,6 35,5 Avstånd från vägmitt (m)

Figur 4 Kloridhalter ijordprovfrån område R4 vid olika tidpunkter. Tre provpunkter på vardera sidan av vägen.

Område R6

De första provtagningarna (-78, -79) visade att området var tydligt påverkat av vägsaltningen med kraftigt förhöjda salthalter både i grundvatten och jord fram-förallt i provpunkterna närmast vägen. De grundvattenprov som insamlades 1988 visade att halterna i prov från punkterna närmast vägen sjunkit något medan halterna i prov från Övriga punkter stigit (tabell [-2, 5-6).

I de grundvattenprov som insamlades 1994-1996 var salthalterna, jämfört med provtagningarna 1988, betydligt högre och låg återigen på ungefär samma höga nivåer som uppmättes 1978-1979 (tabell [-2, figur 5). Vid provtagningarna 1994-1995 låg salthalterna i insamlade jordprov i stort sett kvar på de höga nivåer som uppmätts vid de tidigare provtagningarna (tabell 5-6, figur 6-7).

Liksom i område R4 har viltstängsel monterats vid området och i samband med detta har det mesta av den skadade vegetationen närmast vägen avverkats.

Klorid i grundvatten - Område R6

: . .gr- ,. 700 apr-78 i 600 H .apr-79 ? Clapr-88 500 - Dapr-95 r_ - l

'5

M

E 400 4 300 - V 200 100 *

0 J

:

» 4,8 21,6 42,4 Avstånd från bel.kant (m)

Figur 5 Kloridhalter i grundvattenprov från område R6 vid olika tidpunkter. Tre provtagningspunkter på ena sidan av vägen.

Natrium i jord - Område R6 Provtagningsdjup: 0-15 cm 300 250 - Nam-79' .apr-88 200 _ Elapr-95 apr-96 g. 150 < 3 100 -50 - __ 0 4 28.1 Avstånd från vägmitt (m)

Figur 6 Natriumhalter i jardprovfrån område R6 vid olika tidpunkter. Tre provpunkter på ena sidan av vägen

Klorid ijord - Område R6 Provtagningsdjup: 0-15 cm

250 m -79 3 200 1! ap' 5 s 'apr-88 ' : Dam-95 150 _ Elapr-96 E_Q. 9,-100 _ 50 <

0_

I

_28,1

7

u

_48,9 Avstånd från vägmitt (m)

Figur 7 Kloria'halter ijordprov/rån område R6 vid olika tidpunkter. Tre provpunkter på ena sidan av vägen.

Slutsatser

I alla observationsområdena finns en tydlig påverkan av vintervägsaltningen i form av förhöjda salthalter både i grundvatten och jord. De högsta halterna har uppmätts i prov från de provpunkter som ligger närmast vägen, vilket indikerar att föroreningskällan finns vid vägen. I ett område, där salthalterna tidigare var mycket låga, uppmättes vid de senaste provtagningarna relativt kraftigt förhöjda salthalter. I de två andra områdena låg, frånsett de i vissa fall extremt höga halter som uppmättes sommaren -94, salthalterna på ungefär samma, relativt höga nivåer som tidigare.

En starkt bidragande orsak till de höga och i vissa fall ökande salthalterna i jord och grundvatten är med stor sannolikhet den stora mängd vintervägsalt som spreds vintersäsongerna 92/93 och 93/94 (Bäckman & Folkeson, 1995).

Läget vid de tre observationsområdena kan sammanfattas enligt följande:

Område R2

Salthalterna i grundvattnet har de senaste åren ökat relativt kraftigt. Vad detta beror på är svårt att med säkerhet fastställa men naturligtvis har de stora salt-givorna varit en starkt bidragande orsak. Det kan inte heller uteslutas att den skogsavverkning som gjorts inom området på något sätt bidragit till ökningen.

Område R4

I provpunkter nära vägen har salthalterna ökat ytterligare något från de redan tidigare höga nivåerna. I övriga punkter är halterna i stort sett oförändrade.

Område R6

Salthalterna i både jord och grundvatten ligger i stort sett kvar på de höga nivåer som uppmätts tidigare.

Referenser

Bäckman, L.: Vintervägsaltets miljöpåverkan. VTI Rapport 197. 1980.

Bäckman, L.: Vintervägsaltets miljöpåverkan - Uppföljning av miljöunder-sökningar i Skaraborgs län. VTI Notat V 102. 1989.

Bäckman, L. & Folkeson, L.: Saltpåverkan på vegetation, grundvatten och mark utmed E20 och Rv 48 i Skaraborgs län. VTI Meddelande 775. 1995.

16 VT I no ta t 25 -1 99 7

Tabell 1. Natriuminnehåll i grundvattenprovfrånförsöksområden i Skaraborgs län.

Område _ningspunkt

Provtag-AvStånd

från

beLkant

(m)

Natrium (mg/l) V

apr-78 okt-78 aph79 0kb79 app88 nov-94 mar-95 apFQS nov-95 apr-96

R2 12,8 42,1 71,9 13,3 39,1 13 13 11 55 34 28 31 16 19 22 10 21 18 24 12 13 8 10 11 8 9 78 120 150 120 310 81 320 120 220 110 160 200 98 57 67 59 500 58 370 68 R4 21,9 8,1 6,0 18, 29,0 6,1 6,2 41,9 130 190 100 1 10 90 200 400 170 75 150 78 75 158 153 41 138 141 67 94 225 247 13 180 88 156

146

84

140 260 120 130 130 450 18 430 410 390 240 120 190 17 130 290 290 180 69 600 14 250 430 370 1 30 72 470 30 300 270 210 200 220 110 94 260 210 260 150 710 R6 F N C O V L D F N M V W C D N C D T -va l n

4,5

24,8

4,8

21,6

42,4

250

28

340

44

125 21 143 103 354 26 185 16 23 114 11 130 77 140 170

34

370 86 420 270 34 220 88 420 100 32 240 110 390 110 32 310 98 380 250 26 290 46 280 220 250

V T I no ta t 25 -1 99 7 17

Tabell 2. Kloridinnehåll i grundvattenprovfrån försöksområden i Skaraborgs län.

Område _ningspunkt

Provtag-Avstånd från beLkant

(m)

Klorid (mg/I)

apr-78 okt-78 apr-79 okt-79 apr-88 nov-94 mar-95 apr-95 nov-95 apr-96

R2 12,8 42,1 71,9 13,3 39,1 21 1 19 19 23 1 1 110 630 31 110 23 26 15 23 94 30 24 18 280 160 15 11 11 1 1 280 620 16 83 11 14 v 13 230 230

440

220 270 440 120

85

81

74

940 120 720 120 R4 21,9 8,1 6,0 18, 29,0 6,1 6,2 41,9 290 464 64 370 240 860 280 340 124 198 123 490 770 490 260 324 224 112 170 760 560 210 178 97 230 440 400 180 190 152 230 190 100 380 372 396 334 810 720 284 388 66 330 1000 20 29 32 27 500 800 71 0 240 1 00 870 85 470 350 330 31 0 420 130 260 430 360 520 280 1200 R6 r -va ' m v-N C O ? I D C D I \ C O F N C O # L O

4,5

24,8

4,8

21,6

42,4

660 336 680 220 i 770 450 87 60 50 44 1 30 1 70 21 0 500 .v 280 268 200 870 820 83 252 28 238 280 540 1 70 10 1 1 9 1 1 . 43 70 72

490 280 790 21 0 72 520 200 700 440 40 590 1 10 51 0 420 50

18 VT I no ta t 25 -1 99 7

Tabell 3. Natriuminnehåll i jordprovfrån område R4.

Provtag-ningspunkt Avstånd från bel.kant

(m)

Provtag-nlngsdjup

(Cm)

chrium (ppm)

Jul-78 nov-78 apr-79 Jul-79 0kT-79 apr-88 Jul-94 nov-94 apr-95 nov-95 apr-96

21,90 015 5065 4061 49 31 8977 3971 62 135178 140 156113 168161 8,10 015 5065 100-115 186 67 68 1 55 23 42 1 89 76 83 112 61 49 66 56 58 230 128 115 1140 193 133 308 105 122 634 405 1 88 272 145 176 533 97 1 27 6.00 015 50-65 80 8855 9668 1 3967 8952 14168 8651 47 17167 337115 194 414133 18,10 0-15 5065 100115 67 32 41 49 37 30 79 52 6735 47 35 39 96 66 67 202 72 52 83 155 94 34 49 1 00 87 29.00 015 5065 100115 135 31 33 52 21 36 126 57 31 32 3144 36 131 67 65

B

S

E

R

G

38 3158 38 46 355 61 23 6,10 015 5065 100115 45 42 73 79 57 63 73 38 46 56 6,20 015 5065 100115 300 1 53 23098 77 216 167 123 151 110 98 231 89 41 410 310 137 1010 383 203 384 246 121 536 431 363 17016 N v

41.90 015 5065

35 42 3213 213 1715 21 2119 . 1920 10614

VT I no ta t 25 -1 99 7

Tabell 4. Kloridinnehåll ijordprov från område R4.

Avstånd Provtag- från nlngspunkt bel.k0nt

(m)

Provtag-ningsdjup (om)

Klorid (ppm)

Jul-78 nov-78 apr-79 Jul-79 okt-79 apr-88 Jul-94 nov-94 apr-95 nov-95 apr-96

19 21.90 0-15 50-65 7511 48 3662 2072 43 47 576248 316 3201 48 1 2759 111149 8,10 015 50-65 100-115 176 70 61 1 37 23 10881 42 62 13 20 46 231 147 141 920 240 1 84 284 95 1 06 412 1 7659 275 89 97 6,00 0-15 50-65 5151 2461 45 3959 4646 8325 946226 21095 312162 42 3321 38 18,10 0-15 50-65 100-115 51 39 49 42 27 39 45 32 55 24 36 2033 33 55 43 49 182 56 60 81 130 96 1 5 70 98 48 130 201 29,00 015 50-65 100-115 161 27 45 42 21 39 45 29 39 13 30 16 1 3 34 26 103 45 37 86 15 34 38 15 221 4 62 1 9 48 42 21 6.10 0-15 50-65 100-115 45 65 72 34 81 2326 59 23 49 49 6,20 0-15 50-65 100-115 165 172 14461 40 110 94 126 32 88 105 16 16 281 343 165 720 342 322 410 350 380 374284 41,90 0-15 50-65

10 10 0 3

16 14

20 12

11 11

20 VT I no ta t 25 -1 99 7

Tabell 5. Natriuminnehåll ijordprov från område R6.

Provtag-nlngspunkT Avstånd från *beLkant

(m)

Provtag-nlngsdjup

(Cm)

Notrium (ppm).

jul-78

nov-78 apr-79 ;Juk79 okT-79 apr-88 Jul-94 nov-94 apr-95 nov-95 apr-96

4.5 0-15 50-65 100-115 181 81 220 1 60 74 1 86 223 327382 102 570 410 69 160 220 145 177 196 78 205 208 87 192 181 160 134 189 105 520 358 1 15 24,8 0-15 50-65 100-115 2767 1 6 24 20 112 58 80 34 1 6 23 49 81 56 173 84 39 11945 189 5838 39970 4,8 015 50-65 100-115 150-165 129 147 108 153 41 53 41 192 129 91 74 261 280 80 49 266 98 143 58 260 230 48 170 190 66 118 110 306 110 1 60 340 228 118 107 551 243 305 81 100 21,6 0-15 50-65 100-115 13 11 33 3311 33 62 47 3244 6 27 29 32 74 50 101 59 49 76 83 75 91 121 52 116 1 2624

42,4

0-15 50-65 18 12 4931 2712 2617 4174 19134 11546 14236 3834 2277

VT I no ta t 25 -1 99 7 21

Tabell 6. _{Kloridinnehåll ijordprovfrån område R6.}

Provtag-nlngspunkt Avstånd från bel.kont

(m)

Provtag-nlngsdjup

(Cm)

Klorid (ppm)

Jul-78 nov-78 apr-79

Jul-79

okt-79 apr-88

Jul-94

nov-94 apr-95 nov-95 apr-96

4,5

50-65015 100-115 243 469 1 27 287 160 103 100 252 110 352 468 1 10 707 565 72 113 95 65 102 212 64 30 119 192181 160 36 109 254281 117 24.8 50-650-15 100-115 43 21 341 3 40 1319 10 10 10 7 39 34 37 96 36 7639 189 5133 15777 4,8 50-65015 100-115 150-165 19 16 35 92 47 1 9 63 63 81 87 68 45 168 324 75 39 1 74 98 95 26 159 85 33 56 520 1 00 220 28 256 340131 228 18 139 224205 39 21,6 506501,5 100-115 3516 1 8 36 63 10 10 30 36 7 23 20 26 103 31 88 98 78 31 70 82 83 75 91 108 145 25 39 116

42,4

0-15 50-65 10 2127 16 f\ ₇ 16 297 1 8026 18 1 4236 1211' 3111