Nedfall och avrinning av metaller, svavel och kväve i närheten av Rönnskärsverken från 1986/87 - 2021/22  Årsrapport 2023

På uppdrag av Boliden Mineral AB genomför IVL Svenska Miljöinstitutet AB sedan mitten av 1980-talet undersökningar av deposition och avrinning av bland annat svavel, kväve samt metaller i ett granskogsområde vid Holmsvattnet, ca 15 km SSV om Rönnskärsverken.

Inför det hydrologiska året 2013/14 flyttades mätningarna, på grund av avverkning, till en ny plats i närheten av den tidigare mätstationen. I denna rapport jämförs resultaten från mätningarna 2021/22 vid Holmsvattnet med tidigare mätningar i området samt med mätningar vid andra mätplatser inom Krondroppsnätet och med mätplatser inom den nationella miljöövervakningen rörande metaller.

I årets rapport jämförs även nedfallet med emissioner för svavel och vissa metaller från Rönnskärsverken, Sverige och EU27 + UK. Syftet med mätningarna är att kvantifiera det atmosfäriska nedfallet samt beskriva förändringar i kemin i det avrinnande vattnet. 

NEDFALL PÅ ÖPPET FÄLT OCH VIA KRONDROPPUnder 2021/22 uppvisade månadsvisa nederbörds- och krondroppsmängder liknande mängder och variationer. Från 2020/21 till 2021/22 minskade nederbörds- och krondroppsmängden. Nedfallet av metaller uppvisade liknande månadsvariationer för både öppet fält och krondropp. Generellt högre metallnedfall uppmättes i maj – oktober och lägst nedfall uppmättes under januari och april, vilket sammanföll väl med nederbörds- och krondroppsmängderna. För flera metaller, men särskilt för barium, uppmättes generellt högre nedfall i krondropp än i öppet fält, vilket kan bero på att torrdepositionen via krondropp, för till exempel barium, har en stor större betydelse. Aluminium har uppmätts ha högst nedfall av alla mätta metaller sedan starten på mätningarna.

Under 2021/22 uppmättes ett nedfall på 84 g/ha i krondropp och 64 g/ha vid öppet fält, en minskning sedan 2020/21, vilket kan bero på minskad nederbördsmängd. De flesta metaller visar på en minskad deposition från 2020/21 till 2021/22, förutom för kadmium som ökat från 0.16 g/ha i krondropp 2020/21 till 0.30 g/ha under 2021/22 och i öppet fält från 0,19 g/ha under 2020/21 till 0.37 g/ha under 2021/22, vilka är de högst uppmätta depositionerna av kadmium mätta på den nya mätplatsen.

Vad denna ökning beror på är inte utrett. Statistiska analyser har gjorts med Mann-Kendall för tre olika tidsperioder: 2000/01–2021/22, 1991/92-2021/22, 1986/87-2021/22. För perioden på 21 år är den metall som minskat mest zink med en minskning på 74 % i krondropp och 69 % i nederbörd. Krondroppsmängden har ökat med 85 %, och nedfallet av metaller via krondropp har samtliga minskat med minst 45 %. Sett över hela mätperioden (35 år) har bly minskat mest med 76 % i krondropp och 60 % i öppet fält. Samtliga metaller har minskat med minst 48 % i krondropp. Utöver bly är det endast kadmium som har en signifikant minskning med 36% sedan starten av mätningarna i öppet fält.  

Generellt har svavelnedfallet i norra Sverige under mätperioden varit relativt lågt, och liksom för övriga Sverige har det minskat genom åren. Vid Norrlands kustland har svavelnedfallet dock genom åren varit förhållandevis högt, i synnerhet vid Holmsvattnet. I början av 1990-talet uppmättes ett svavelnedfall vid Holmsvattnet, Bäcksjö och Lakamark, som alla ligger i Västerbottens och Västernorrlands kustområde, på cirka 5–6 kg per hektar, medan svavelnedfallet i Västerbottens fjällnära område under samma period var under 1,5 kg per hektar. Liksom i övriga Sverige har svavelbelastningen i området runt Holmsvattnet dock minskat kraftigt sedan slutet av 1980-talet. I norra Sverige finns en gradient vad gäller svavelnedfall från Norrlandskusten mot fjällområdena, vilket syns tydligt även under mätåret 2021/22. Under 2021/22 var svavelhalterna på en låg nivå och på flera platser det lägsta som hittills uppmätts vid de olika mätplatserna.

Högst svavelnedfall uppmättes vid Holmsvattnet på 1,3 kg per hektar följt av Lakamark (Västernorrland), Grankölen (Norrbotten) och Bäcksjö (Västerbotten) med 0,7, 0,6 respektive 0,6 kg per hektar. Allra lägst svavelnedfall uppmättes vid Fulufjället (Dalarna) och Hundshögen (Jämtland), båda med strax över 0,1 kg per hektar. Svavelnedfallet i krondroppet under 2021/22 vid Holmsvattnet var det lägsta som uppmätts sedan mätstarten. Det högsta svavelnedfallet som uppmättes i Sverige under 2021/22 var vid Stenshult, beläget på Romeleåsen i Skåne, där nedfallet var 2,5 kg per hektar. Det beräknade totala nedfallet av oorganiskt kväve till barrskog i Sverige under det hydrologiska året 2021/22 varierade mellan 1 och 2,5 kg per hektar i norra Sverige och över 12 kg per hektar vid två platser i sydvästra Sverige.

Den kritiska belast¬ningen för övergödande kväve till gran- och tallskog i Sverige, 5 kg per hektar och år, överskreds inte i något av länen i norra Sverige under 2021/22 då kvävenedfallet var lågt. Det beräknade totala kvävenedfallet till barrskogen i Holmsvattnet beräknades till 1,7 kg per hektar under 2021/22, vilket är högre än det uppmätta nedfallet av oorganiskt kväve med nederbörden över öppet fält (utan torrdeposition) som var 1,4 kg per hektar. 

Under de senaste 35 åren har svavelnedfallet och det totala nedfallet av försurande ämnen, räknat som vätejoner, såväl som nedfallet av oorganiskt kväve vid Holmsvattnet minskat kraftigt både i krondroppet och via nederbörden över öppet fält. Däremot finns ingen statistiskt signifikant förändring av nederbörds-/krondroppsmängden eller kloridnedfallet, sedan mätstarten, vare sig i nederbörden eller via krondropp under de senaste 35 åren. Om man istället ser på de senaste 21 åren så har det totala nedfallet av försurande ämnen, räknat som vätejoner, minskat statistiskt signifikant i nederbörden men inte i krondroppet.

Svavelnedfallet, utan bidrag från havssalt, har minskat signifikant i både nederbörden över öppet fält och i krondroppet. Nedfallet av oorganiskt kväve och klorid vid Holmsvattnet har inte minskat under de senaste 21 åren vare sig i nederbörden över öppet fält eller i krondroppet. Inga statistiskt signifikanta förändringar har skett under de senaste 21 åren vad gäller nederbördsmängden, däremot har krondroppsmängden ökat.En jämförelse av trendanalyser mellan andra mätplatser i området kring Holmsvattnet visade att svavelnedfallet utan havssalt, via krondropp, minskade statistiskt signifikant vid samtliga fem jämförbara mätplatser, Holmsvattnet, Lakamark, Bäcksjö, Nymyran och Storulvsjön under de senaste 25 åren. Minskningen har varit lägst vid Holmsvattnet och störst vid Nymyran och Storulvsjön. 

När det gäller nedfallet av oorganiskt kväve med nederbörden har det, under de senaste 25 åren, minskat statistiskt signifikant vid endast en, Storulvsjön, av de tre jämförbara mätplatser. Inga förändringar av det oorganiska kvävenedfallet med nederbörden har noterats vid vare sig Holmsvattnet eller Högbränna.AVRINNINGAvrinningen för Holmsvattnet, som uppskattats från vattenföringsdata från Kågeälven, minskade från 2020/21 till 2021/22. Även färgtalet minskade något. Högst halter och transporter uppmättes, liksom tidigare år, för aluminium, zink, barium och krom.

För flera metaller (arsenik, bly, kadmium, koppar och zink) uppmättes generellt högre halter och transporter i den nya mätbäcken som det började mätas i under 2013/14. Halterna och transporten av samtliga metaller minskade från 2020/21 till 2021/22, troligtvis till följd av den minskade avrinningen och minskade depositionen av flertalet metaller. Färgtal och metallhalter uppvisar liknande mönster för metallerna arsenik, koppar och bly, vilket kan bero på att de binds starkare till humus i vattnet än övriga mätta metaller. 

MARKVATTENUnder 2022 varierade pH i markvattnet vid Holmsvattnet mellan 5,3 och 5,5, vilket innebär måttlig surhet. Halten toxiskt oorganiskt aluminium var kraftigt förhöjt, 0,5 mg/l, under hösten 2022. Sedan 2020 har förhöjda halter av oorganiskt aluminium förekommit vid mätplatsen men orsakerna till dessa höga halter är ännu oklara. Den syraneutraliserande förmågan (ANC, ”Acid Neutralizing Capacity”) var positiv i markvattnet vid Holmsvattnet, vilket indikerar att markvattnet har en buffrande förmåga.

Under 2022 uppmättes inte några halter av nitrat eller ammonium i markvattnet som var över detektionsgränsen. Att det inte finns något kväveläckage till markvattnet tyder på att både träd och vegetation i området tar upp det kväve som finns i marken. Ingen signifikant förändring av varken pH, halterna av sulfatsvavel, ANC, oorganiska aluminium eller ammonium skedde i markvattnet vid den gamla mätstationen för Holmsvattnet under perioden 1998–2010. Däremot ökade nitrathalterna i markvattnet under den perioden. En statistisk analys har även genomförts på markvattnet vid den nya mätplatsen för perioden 2013–2022, och ingen signifikant förändring kunde påvisas för vare sig pH, sulfat, ANC, nitrat eller ammonium.

Dock har halten oorganiskt aluminium ökat statistiskt säkerställt sedan mätstarten vid den nya mätplatsen. Markvattnets försurningsstatus i norra Sverige, angivet som median för åren 2020–2022, visar att markvattenkemin i norra Sverige generellt är relativt lite försurningspåverkad om man jämför med övriga Sverige, speciellt om man undantar de kustnära mätplatserna i Västerbotten (Holmsvattnet och Bäcksjö). Dessa platser har under lång tid utmärkt sig som ytor med lägre pH, vilket kan förklaras av en kombination av högre svavelnedfall längs norrlandskusten jämfört med längre inåt landet, och jordar med låg motståndskraft mot försurning. Att kustområdet är mer påverkat jämfört med inlandet, på samma breddgrad eller norröver, syns även på andra parametrar, till exempel ANC. EMISSIONER OCH JÄMFÖRELSER MELLAN OLIKA MÄTPLATER  Nedfall av arsenik, kadmium, koppar, bly, zink samt svavel över öppet fält och i krondropp vid Holmsvattnet har jämförts med utsläpp av respektive metall från Rönnskärsverken, Sverige och de totala utsläppen från 27 EU-länder plus Storbritannien.

Metallnedfallen har också jämförts med mätningar av metalldeposition vid bakgrundsstationer inom den svenska miljöövervakningen. Från 1992 till 2020 har emissionerna av arsenik minskat från alla tre nivåer (Rönnskärsverken, Sverige och EU27 + UK), men endast i krondropp ses en signifikant minskning i nedfall på 56 %. Kadmium har under samma period minskat från Rönnskär med 85 %, med 67 % på EU-nivå och med 33 % nationellt. Ingen signifikant skillnad observerades för nedfallet av kadmium i krondropp eller över öppet fält för samma tidsperiod. Koppardepositionen över öppet fält har från 1992 ökat med 63 %, trots att emissionerna från Rönnskär och Sverige minskat med respektive 77 % och 33 %. I krondropp har det dock observerats en signifikant minskning på 41 %. Bly- och zinkdepositionen har ingen signifikant minskning i öppet fält vid Holmsvattnet för samma tidsperiod. Endast bly har haft en minskning, 68 %, i krondropp.

Detta trots att emissionerna på samtliga tre nivåer har minskat med minst 42 % för både bly och zink. Nedfallet av metaller vid Holmsvattnet har också jämförts med metalldepositionen vid fyra bakgrundsstationer i Sverige och en i norra Finland. Arsenik, bly och zink visar generellt något högre deposition vid Holmsvattnet än vid bakgrundsstationerna. Kadmiumnedfallet vid Holmsvattnet, däremot, ligger på liknande nivåer som vid bakgrundsstationerna. Vid bakgrundsstationerna har en kraftig ökning av nedfallet av koppar uppmätts mellan 2019 och 2021. Detta trots att emissionerna av koppar har minskat nationellt och inom EU. Denna ökning har inte uppvisats vid Holmsvattnet och anledningen till ökningen vid bakgrundsstationer har inte kunnat förklarats. Om man jämför svavelemissionerna till luft från Rönnskärsverken med de från EU27 + UK samt med de från Sverige så framgår det relativt tydligt att svavelemissionerna från Rönnskärsverken minskade snabbt under slutet av 1980-talet fram till början av 1990-talet. Efter 1995 verkar ingen större förändring av svavelemissionerna från Rönnskärsverken ha skett. Om man istället ser till EU27+UK och till Sverige som helhet syns att svavelemissionerna från dessa områden har minskat kontinuerligt i en stadig långsam takt. 

Nedfallet vid Holmsvattnet påverkas av både långdistanstransporterade luftföroreningar och lokala utsläpp. Sedan 1991/92 fram till 2019/20 har svavelnedfallet utan bidrag från havssalt både via nederbörden och via krondropp vid Holmsvattnet minskat statistiskt signifikant med 69 %. Som jämförelse har svavelemissionerna under perioden 1992-2020 från Sverige minskat med 83 %, från EU27+UK med 101 % medan emissionerna från Rönnskärsverken inte förändrats statistiskt signifikant under samma period. Om man endast ser vad som hänt under 2000-talet så har svavelnedfallet utan havssalt via nederbörden vid Holmsvattnet minskat statistiskt signifikant med 60 % medan svavelnedfallet via krondropp vid Holmsvattnet minskat med 65 % under samma period. Som jämförelse har svavelemissionerna under perioden 2000-2020 från Sverige minskat med 71 %, från EU27+UK med 93 % och från Rönnskärsverken med 19 %.