Övergödning

Övergödning i Potomac River i USA.

Övergödning eller eutrofiering, är ett förhållande i miljön som uppstår när för stora mängder växtnäringsämnen - vanligen kväve och fosfor - sprids i vattendrag och i marken, för att slutligen hamna i havet. Övergödning anses utgöra ett betydande miljöproblem på grund av att det försämrar vattenkvalitet och i flera fall orsakar syrebrist i hav och vattendrag.

När kväve och fosfor släpps ut i vatten ökar mängden växtplankton och fintrådiga alger. Särskilt sommartid kan övergödningen orsaka en massiv ökning av alger, algblomning. Orsaker till övergödningen är bland annat utsläpp från jordbruk, avlopp, reningsverk, industrier, trafik, samt läckande ämnen från kalhyggen.

Naturvårdsverket klassar övergödning som det absolut största hotet mot havsmiljön. Att begränsa övergödningen ingår också i svenska statens miljömål för en bättre miljö.

Definition

I vanliga fall likställs övergödning och eutrofiering, även om det senare i själva verket betyder "berikning med näring". Eutrofiering utgör i många fall ett problem för den omgivande miljön, men inte alltid. Det finns exempel på "eutrofa ekosystem", dvs. näringsrika ekosystem som är i balans utan att de anses vara övergödda. Eutrofieringen övergår till övergödning när tillförseln av näringsämnen stör vissa arter, men gynnar andra. I haven kan man till exempel se att mikroorganismer och snabbväxande alger gynnas på bekostnad av andra arter.

Process

En övergripande illustration över hur övergödning resulterar i bottendöd.

Tillförsel av näringsämnen

Övergödning uppstår som en följd av att stora mängder näringsämnen, framför allt kväve och fosfor, sköljs ned i närliggande vatten. Tillförseln av näringsämnen i sig är naturligt och inget problem, problem uppstår när ämnena tillförs haven i en sådan utsträckning att ekosystemen på ett ogynnsamt sätt förändras i karaktär eller funktion.

Näringsämnen som kväve och fosfor är grundläggande för att arter som använder fotosyntes ska kunna utvecklas och leva normalt. Kväve (N) och fosfor (P) tas vanligen upp i kemiska föreningar med väte (H) och syre (O). Fosforföreningar som tas upp av organismer i havet är fosfat (PO4), medan kväve tas upp antingen som nitrat (NO3), nitrit (NO2) eller ammonium (NH4).

Syrenivåer

Syre är en väsentlig gas i havet eftersom den är kritisk för alla komplexa organismer. Haven är vanligen uppdelade i mer syrerikt ytvatten och mer syrefattigt djupvatten. Vattenmängderna är i många fall uppdelade av en horisontell gräns som kallas språngskikt. Gränsen uppstår genom skillnader i salthalt eller temperatur som gör att vattnet skiktar sig. Språngskiktet medför att utbytet mellan det ytligare vattnet och det djupare vattnet blir begränsat.

Ytvattnet får syre genom att det tas upp från atmosfären och genom att syre produceras i algers fotosyntes. I de djupare delarna av havet förbrukas syre genom nedbrytning av organiskt material.

Biologisk produktion

När näringsämnen tillförs till havet ökar den biologiska produktionen, särskilt av växtplankton och djurplankton. Det leder till fiskar och andra djur som befinner sig i mer syrerikt vatten (ovanför havets språngskikt) får mer mat. Den högre biologiska produktionen i ytvattnet innebär att en större mängd dött organiskt material sjunker ner mot bottnen där det senare bryts ner.

Syrebrist

Karta över "döda zoner" i världens hav och vattendrag, 2010

I processen med att bryta ner det döda materialet som faller ner från ytvattnet används mycket syre. På grund av det låga vattenutbytet mellan djupvattnet och ytvattnet är det lätt att syrebrist uppstår i den del av vattnet som befinner sig under språngskiktet. Såväl fiskar som olika typer av bottenlevande djur - exempelvis musslor, kräftdjur och maskar - behöver syret för att överleva. När syrgasen understiger 2 ml/l försvinner fiskar från vattnet. Om syret helt förbrukas bildas svavelväte när det organiska materialet bryts ner, ett giftigt ämne som dödar de djur på botten som inte kan fly.

Syrebristen kan även ge upphov till att ammonium och fosfor som lagrats i bottensediment frigörs. Om dessa sedan blandas upp i ytvattnet resulterar det i en förstärkt gödning av vattnet. Det innebär att även vid sjunkande nivåer av näringsämnen utifrån, så kan gammal "intern" näring som varit bunden i sediment frigöras och internbelastning uppstår.

Ljusförhållanden

En ökad produktion av växtplankton kan även påverka hur mycket solljus som når olika delar av havet. För stora mängder växtplankton gör att solljuset inte kan tränga igenom ytskiktet på vattnet, vilket leder till att plankton längre ner i vattnet dör.

Orsaker

Avlopp

Avloppsvatten innehåller stora mängder kväve och fosfor från, bland annat, urin och fekalier. Utsläppen från avlopp varierar beroende på hur avloppsvattnet renas. Fosfor kan renas relativt enkelt i de större svenska reningsverken genom att få det att bilda klumpar på kemisk väg som sedan kan tas bort. Kväve brukar däremot renas på biologisk väg i dammar med bakterier som lever på både fosfor och kväve. Utsläpp från enskilda avlopp renas ofta genom att låta avloppet filtrera genom jorden.

I Sverige står reningsverken för 21 % av den mänskligt orsakade kvävetillförseln och 24 % av fosfortillförseln till kustvattnet. Cirka 70 000 bostäder i Södra Östersjöns vattendistrikt antas vara kopplade till enskilda avlopp och står för 2 % av den mänskligt orsakade kvävebelastningen och 12 % av den mänskligt orsakade fosforbelastningen.

Olika länder renar olika stora delar av sitt vatten. Nordamerika renar 90 % medan Europa renar 66 %. Afrikanska länder renar å andra sidan i snitt mindre än 1 % av sitt avloppsvatten.

Jordbruk

Jordbruket bidrar till övergödning då mängden gödningsmedel överstiger den näring som växterna behöver vilket leder till att en del av gödningsmedlet inte tas upp. Ungefär hälften av allt antropogent kväve och fosfor från Sverige som når havet har sitt ursprung i jordbruket.

I snitt sköljs 20 % av alla näringsämnen iväg med ytvattnet vilket transporterar näringsämnen till de närliggande områdena. Då gödseln är konstgjord kan den även vaporiseras. Denna förlust kan uppgå till 60 % men tenderar att ligga närmare 40 %.

Dock har jordbrukets läckage av växtnäringsämnen minskat på senare år genom målmedvetet miljöarbete. Dagens läckage av till exempel kväve beräknas ligga på samma nivå som på 1860-talet.

Skogsbruk

Kväveläckaget är generellt sett betydligt större på lätta sandjordar än på styvare leror . Detta faktum sätter också skogsbruket i fokus, då större delen av skogarna finns på lätta jordar (inklusive podsoler).

Ytvattnet från nederbörd för med sig näringsämnen som sedan färdas ned till vattendrag i avrinningszonen. Då skog avverkas minskar halten fosfor i marken. Detta leder till ett överskott av andra näringsämnen som i sin tur kan spolas bort med regnvattnet.

Naturlig övergödning

Övergödning förknippas ofta med mänsklig aktivitet, men kan även vara en naturlig process. Naturlig övergödning förekommer i många sjöar, som en följd av klimatförändring och geologi. Vissa sjöar visar också en motsatt trend där mängden näringsämnen i sjön minskar med tiden. Däremot är naturlig övergödning en mycket långsammare process än människoorsakad övergödning.

Många sjöar som tidigare varit övergödda på grund av externa faktorer, exempelvis utsläpp från jordbruk, har fortfarande mycket fosfor i sedimenten. Denna fosfor riskerar att frigöras till den fria vattenmassan genom internbelastning.

Övriga faktorer

• Biltrafikens utsläpp av kväveoxider
• Minskad areal våtmark (genom bland annat myrodling)
• Svaveldioxid från till exempel förbränning av fossila bränslen eller smältverkens rostning av sulfidhaltiga malmer, i kombination med ammoniak, bidrar till övergödningen. Svaveldioxid är en gas som med atmosfärens syre och vatten omvandlas till svavelsyra. När ammoniak (också en gas) från till exempel jordbrukets stall- och konstgödsel samt från naturliga förmultningsprocesser i markens ytskikt når svavelsyran i molnen reagerar dessa båda ämnen under bildning av ammoniumvätesulfat, som är ett effektivt gödselmedel och sålunda bidrar till övergödningen.
• Avrinningsvatten från gruvor och oljefält
• Orenat avrinningsvatten från industrier
• Vatten från dagvattenbrunnar
• Fiskodlingar

Konsekvenser

Övergödning ses som ett stort miljöproblem, och inkluderas i ett av Sveriges miljömål (nr 7): Ingen övergödning. Då en naturligt näringsrik sjö får ytterligare tillskott på näring på grund av mänsklig inverkan finns risk att algblomningen ökar ytterligare mot vad den hade gjort under naturliga omständigheter.

Syrebrist och bottendöd

En ökad primärproduktion i en akvatisk miljö (hav, sjö eller vattendrag) leder till en stor andel växtalger som lägger sig i ett lager på ytan. När växtalgerna sedan dör så sjunker de till botten där de bryts ned av mikroorganismer. Denna nedbrytning är till stor del aerob. Nedbrytning sker naturligt, men under inverkan av övergödning blir den så stor att den ofta leder till syrebrist vid bottenskiktet. Detta leder till att de organismer som lever på botten, och är i behov av syre, dör ut.

Biologisk mångfald

Det faktum att algblomningen gör vattnet grumligt gör det inte bara otrevligt att bada i, det gör även att vattnet blir mindre genomsläppligt för ljus. Detta drabbar undervattensväxter, som inte får tillräckligt mycket solljus för sin fotosyntes. Som en ytterligare konsekvens av detta kan de organismer som lever i symbios med dessa växer påverkas negativt.

Den biologiska mångfalden kan även störas genom att den ökade näringshalten är fördelaktig för vissa organismer, som därför får ett övertag över de som organismer som trivts bra i den miljö som sjön eller havet varit i tidigare. Detta kan leda till att en del arter slås ut.

Gifter

Vissa av de växtplankton som mångdubblas under algblomningen utsöndrar gifter, skadliga för både växter och djur, och i vissa fall människor. Giftet kan även ackumuleras genom näringskedjan, vilket resulterar i att arter högt upp i näringskedjan drabbas hårt. Det rekommenderas att inte dricka vatten med algblomning, eller använda det till matlagning.

Förekomst

Sötvatten

När alger dör förmultnar de och mikroorganismer bryter ner de organiskt bundna näringsämnena och frigör dem i sin oorganiska form. Denna process sänker syrehalten i vattnet vilket kan leda till bland annat fiskdöd och en minskad biodiversitet. Den ökade vegetationen gör vattnet grumligt vilket gör att ljusgenomsläppet i sjön blir sämre, detta påverkar dels bottenväxter som inte kan genomföra fotosyntes, samt så påverkas de djur som använder sin syn för att hitta föda.

En organism som frodas i övergödda vatten är cyanobakterien även känd som den blågröna algen, den är giftig att förtära och kan orsaka hälsoproblem om den kommer i kontakt med dricksvatten.

Hav

Övergödning förekommer förutom i sjöar och vattendrag även längs kuster i haven. Till skillnad från sötvattensystem är det kväve som i högst grad påverkar övergödning i saltvatten. Estuarier brukar vara naturligt övergödda på grund av att näringsämnen är koncentrerade vid floders utlopp. En annan bidragande faktor till den naturliga övergödningen är att näringsrikt vatten från havsbottnen väller upp i kustsystemen.

Åtgärder övergödning

Det finns många åtgärder för minskad övergödning. Mycket görs idag och en del kan göras på sikt eller genom vissa begränsningar.

Åtgärder som görs

Lantbruket

För att minska jordbrukets växtnäringsläckage kan så kallade fånggrödor planteras, jordbearbetningen minskas och vallodlingen ökas. Bra dränering och kalkning samt effektivare gödsling är andra åtgärder kopplade till lantbruk. Ökad transport av fosfor samt minskad denitrifikation av jorden kan dock bli en indirekt följa av dränering.

Fosfor- och kväverening

Att fosfor styr den långsiktiga algkoncentrationen framkom genom ett experiment utfört i Kanada under 1970-talet. Det framkom även att minskad kvävetillförsel gynnar alggrupper såsom kvävefixerande cyanobakterier. Botemedel mot övergödning av sjöar ansågs vara minskad fosforbelastning samt rening av fosforutsläpp till sjöar.

I kustområden anses kväve spela en viktig roll och i bräckvattenhav som Östersjön anser många forskare att både kväve- och fosforrening behövs, men även detta har länge varit föremål för intensiva och laddade diskussioner.

Miljömål

Varje år i mars lämnas en årlig uppföljning på miljökvalitetsmålet Ingen övergödning till regeringen där aktuella åtgärder beskrivs. I slutet på varje mandatperiod redovisas vilka investeringar och insatser som gjorts för respektive miljömål. Med befintliga och beslutande styrmedel kommer inte miljökvalitetsmålet Ingen övergödning kunna uppnås.

Avloppsavfall

Sedan år 2015 får inte toalettavfall släppas ut från fritidsbåtar direkt till hav, sjöar och övriga vattendrag. Det pågår även ett arbete med att öka åtgärdstakten för små avlopp i många kommuner i landet.

Hushåll

I Sverige förbjöds fosfater i tvättmedel 2008 och i maskindiskmedel 2011. Tvätt- och diskmedel som innehåller fosfater förbjöds inom EU 2012.

Tänkbara åtgärder

Internationell lagstiftning

Luftburet nedfall av övergödande ämnen kommer från främst från fordonstrafik, sjöfart och industrier. Ytterligare beslut som utsläppsbegränsningar på internationell nivå är en tänkbar åtgärd.

Ekologisk odling

Satsning på mer ekologiskt jordbruk och användning av naturgödsel bidrar till minskad övergödning. Odling och gödsling i anslutning till varandra bidrar positivt till ett naturligt fosfor- och kvävekretslopp. Man kan även anpassa jordbruksplatser med djurhållning ifrån områden där risken för näringsläckage till hav är stora.

Skatter

Avgifter för handelsgödsel samt bekämpningsmedel kan höjas och pengarna återföras till jordbruket och som ersättning för miljöåtgärder. Även ökade miljöavgifter för fartyg med stora kväveutsläpp är en möjlig åtgärd.

Vad man som privatperson kan göra

• Använda naturgödsel i rabatter och inte gödsla i onödan
• Tvätta bilen på avsedda bilvårdsanläggningar och använd miljömärkta rengöringsmedel
• Lämna alltid miljöfarliga kemikalier till återvinningscentral
• Minska utsläpp av kväveoxider genom aktiv energibesparing
• Köp mindre icke-ekologisk mat

Se även

• Algblomning
• Näringsrik sjö
• Internbelastning
• Kvävets kretslopp

• Levande sjöar och vattendrag (miljömål)

Externa länkar

• Naturvårdsverket om övergödning
• Mer om övergödning på miljöportalen