Uppföljning av vattenkvalitet

Uppföljningen av vattnens kvalitet görs traditionellt med hjälp av vattenprover, som analyseras i laboratorium. För uppföljningen av vattenkvaliteten använder man sig av flera olika parametrar. För att få en helhetsbild tas prover under olika årstider och från olika djup.

Utöver den traditionella vattenkvalitetsuppföljningen kan man kolla vattenkvaliteten med hjälp av automatiska mätinstrument, med hjälp av vilka man kan observera även snabba och tillfälliga förändringar i vattenkvaliteten. Att använda sig av kontinuerligt mätande apparatur är ändamålsenligt till exempel då man vill reda ut en enskild fåras produktion av belastning på det nedanför liggande vattendraget eller då man vill kolla inverkan av vattenskyddsåtgärder i tillrinningsområdet under en viss period. Man kan montera kontinuerligt mätande mätare även då man vill granska ett litet tillrinningsområdes belastning eller då man vill kolla en våtmarks kapacitet att kvarhålla belastning. Det sker genom att montera en mätare i fårans övre del och en i den nedre delen, vilket gör det möjligt att jämföra resultaten.

Här följer en presentation av de vanligaste parametrarna som beskriver vattnets fysikalisk-kemiska kvalitet.

Konduktivitet

Konduktivitet, eller ledningsförmåga indikerar mängden lösta salter i vattnet. I inlandsvatten höjs ledningsförmågan av bland annat natrium, kalium, magnesium, klorider och sulfater. Ledningsförmågan höjs av avloppsvatten och åkergödsling som hamnar i vattendraget. Ledningsförmågan varierar vanligtvis endast lite mellan de olika årstiderna.

Ledningsförmågan kan också mätas med kontinuerligt mätande apparatur och den vanligaste enheten är mS/m, men ibland även μS/cm (1 mS/m = 10 μS/cm). I sjöarna i Finland är ledningsförmågan typiskt under 10 mS/m (100 μS/cm), på kraftigt odlade tillrinningsområden kan åvattnets värde vara 20 mS/m (200 μS/cm) och även högre än så. Värden över 50 mS/m (500 μS/cm) indikerar effekter av avloppsvatten. Det salthaltiga havsvattnets ledningsförmåga är betydligt högre än inlandsvattnens, I Östersjöns kustområden överstiger värdet 1 000 mS/m (10 000 μS/cm).

Grumlighet

Grumlighet är en optisk vattenkvalitetsparameter, som mäter ljusets spridning från partiklar i vattnet; ju kraftigare spridning desto högre är vattnets grumlighet.

Grumligheten ökar på grund av till exempel smältvatten från åkrar och dikade kärr samt till följd av markpartiklar, som transporteras till vattendragen till följd av erosion. Grumligheten varierar med årstiderna; under tiderna med höstregn och vinter- och vårflöden är grumligheten vanligtvis högre än under sommaren eller midvinterns köldperioder. Liksom konduktiviteten kan också grumlighet mätas kontinuerligt med mätapparatur.

Som enhet för grumligheten används allmänt värdet FNU. Ett klart vatten ligger under 1 FNU, ett grumligt 1-5 FNU och vatten, som för blotta ögat är grumligt, har ett värde på över 5 FNU. Under toppflödena kan grumlighetsvärdet i åvatten vara till och med 100 FNU och även högre än det.

Fast substans

Fast substans är de fasta partiklar som finns i vattnet. Som enhet använder man mest allmänt mg/l. Mängden fast substans i ett klart vatten är under 1 mg/l.

Halten fast substans varierar likt grumligheten kraftigt mellan årstiderna. Värdena höjs av bland annat avloppsvatten, alger eller jordmaterial som transporteras till följd av erosion. I vattendrags djupa delar finns det mera fast substans i vattnet än i vattnet närmare ytan.

Grumlighet och fast substans korrelerar ofta, vilket gör att man vanligtvis kan uppskatta halten fast substans på basen av grumlighetsvärdet.

Totalfosfor (TP) och fosfatfosfor (PO4P)

Med hjälp av totalfosforhalten beskriver man den totala mängden fosfor i vattendraget. Värdet är mycket viktigt då man uppskattar en sjös frodighetsnivå, eftersom fosfor utgör miniminäringsämnet i de flesta sjöar i Finland och det begränsar algernas och växternas tillväxt. Totalfosforhalterna är lägre på vintern än på sommaren. Som enhet för totalfosforhalten används μg/l. I karga sjöar är totalfosforhalten under 10 μg/l, och ifall halten överstiger 30 μg/l, är det fråga om en frodig sjö. Totalfosforhalten indikerar ändå inte ensamt sjöns ekologiska tillstånd, utan i utvärderingen bör man också känna till sjöns kvävehalt; en del sjöar är naturligt frodigare än andra.

Fosfatfosfor är å sin sida en fosforförening som förekommer i löst form, och den fosforförening som växterna huvudsakligen använder sig av.

Att mäta halten totalfosfor kontinuerligt är inte möjligt med vanlig apparatur. Det är emellertid möjligt att uppskatta halten, speciellt i lerhaltiga tillrinningsområden, eftersom grumlighetsvärdet (se ovan) ofta korrelerar med totalfosforhalten. Korrelationen bör dock konstateras separat för varje provplats.

Totalkväve (TN), nitratkväve (NO3N) och ammoniumkväve (NH4N)

Kväve är vid sidan av fosfor det andra huvudnäringsämnet. Totalkvävehalten anger summan av samtliga kväveföreningar i vattendraget. Som enhet används μg/l eller mg/l (1 mg/l = 1 000 μg/l). I klara vatten är totalkvävehalten vanligtvis 200–500 µg/l, i humushaltiga vatten 400 µg/l eller mera. Såsom gällande totalfosforn, bör man vid klassificeringen av en sjös ekologiska tillstånd känna till utöver halten även vilken typ av sjö det handlar om. Av naturen är halten kväve högre i humushaltiga sjöar jämfört med läget i klara sjöar. Dessutom är kvävet i motsats till läget i sjöar vanligtvis den frodighetsbegränsande faktorn i havsområdena.

Nitratkväve (NO3N) är kvävets lösliga förening, som har en stor betydelse för vattendragens övergödning. Nitratkväve hamnar vanligen i vattendragen från gödselämnen, utdikning av kärr, samhällenas avloppsvatten samt som en följd av nedbrytningen av kvävehaltiga föreningar. Utanför växtperioden förekommer en stor del av totalkvävet i form av nitratkväve, medan algerna under vegetationsperioden använder nitratkvävet för sin tillväxt, vilket innebär att nitratkvävehalterna då är mycket låga. Under perioder med stora flöden kan de emellertid kortvarigt stiga till höga nivåer.

Ammoniumkväve är vid sidan av nitratkväve en annan form av kväve som förekommer i vattendragen. I naturvatten är ammoniumkvävehalten vanligtvis låg, men betydande halter är vanliga i avloppsvatten samt i avrinningsvatten från torvmarker.

Av kväveföreningarna är det möjligt att mäta nitrathalten kontinuerligt. Med hjälp av mätningen kan man till exempel granska belastningen som uppstår i avrinningsområden som domineras av jordbruksmarker.

Surhet eller pH

Vattens surhetsgrad anges med ett pH-värde; normal surhetsgrad ligger nära neutral nivå (pH 7). Organismerna i vattendragen har anpassat sig att leva inom pH-området 6–8. I Finland är vattendragen allmänt en aning sura (pH 6,5–6,8). Algproduktion kan under sommaren höja pH värdet, vilket innebär att pH-värdena vintertid i allmänhet är lägre än under sommaren.

Vattnets surhetsgrad kan mätas kontinuerligt och man utnyttjar egenskapen i vattendrag, där man behöver detaljerad information om pH-värdets fluktuationer.

Klorofyll-a

Klorofyll-a anger mängden planktonalger, som innehåller klorofyll, i vattnet och anger på så sätt vattendragets frodighetsnivå. Som enhet använder man µg/l. Såsom när det gäller näringsämnena (kväve och fosfor), bör man känna till vilken typ av sjö det handlar om för att kunna skapa en bild av sjöns tillstånd.

Klorofyll analyseras under vegetationssäsongen. Väderförhållanden har en stor betydelse för klorofyllhalterna, vilket gör att de även i samma vattendrag kan variera mycket från år till år.

Det är möjligt att mäta halterna kontinuerligt, då man får detaljerade uppgifter om variationerna i halterna dels under vegetationsperioden, men även mellan de olika åren.

Färgtal och organiskt kol (TOC)

Vattnets färgtal anger vattnets brunhet, som i finska förhållanden oftast beror på förekomsten av humus. Humus är ett mörkt, huvudsakligen av organiskt ämne, som härstammar från levande material, och som bildas då växtmaterial bryts ned till torv. Färgtalets enhet är mgPt/l. Färglösa vatten har vanligtvis ett färgtal på 5–15 mgPt/l, ett värde på 20–40 mgPt/l indikerar en lindrig påverkan av humus. Om värde är ännu högre, är det fråga om ett klart humushaltigt vatten.

En betydande del av våra sjöar är naturligt humushaltiga, men i många vattendrag har mänsklig verksamhet (speciellt skogsbruket) haft höjande effekt på humushalten. Det är därför ändamålsenligt att kolla halten organiskt kol speciellt i tillrinningsområden, där de finns dikade torvmarker.

Humus förorsakar att vattendragen blir mörkare, slammar igen samt blir frodigare. Till följd av att vattnet blir mörkare förändras vattendragets ljusförhållanden, vilket inverkar på bl.a. temperaturen i vattnet, vattendragets skiktning och via det på hela näringsväven. Dessutom omvandlas en del av det organiska kol som genom de mikrobiologiska processerna i markekosystemen, omvandlas i vattendragen till metan, vilket å sin sida försnabbar klimatförändringen.

Halten organiskt kol kan mätas kontinuerligt och egenskapen utnyttjas i vattenkvalitetsgranskningar inom tillrinningsområden som domineras av skogsmarker.

Syrehalt (O₂)

Syrehalten berättar om ett vattendrags tillstånd, men utöver halten bör man då man granskar resultaten även beakta mätperioden (årstiden). Ju högre vattentemperatur desto mindre syre löser sig då i vattnet. Vintertid då det övre vattenskiktets temperatur är endast en aning över noll, är syrehalten vanligtvis 12–13 mg/l. På sommaren är syrehalten 8–9 mg/l då vattnets temperatur är 18–20 °C.

Det är möjligt att mäta syrehalten med kontinuerligt mätande apparatur.

Kemisk syreförbrukning (COD)

Kemisk syreförbrukning betyder den syremängd som förbrukas vid de kemiska reaktionerna mellan de ämnen som finns i vattnet. I inlandsvatten tyder syreförbrukningen ofta på mängden organiskt material (humus). Utöver humus, påverkas den kemiska syreförbrukningen i vattnet även av organiskt material som härstammar från avloppsvatten. Som enhet används mg/l.