Advanced

Kartläggning av kväve i vatten i LKAB:s verksamhet i Malmberget år 2011 och kvävets betydelse i akvatiska ekosystem ur ett lokalt och ett globalt perspektiv

Hjerpe, Johanna (2011) In Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
Abstract
The nitrogen cycle is included in the biogeochemical cycles that connect all the organisms in one giant ecosystem, the biosphere. The nitrogen cycle is important both in a global perspective where the greenhouse gas N2O affects the climate and in a local perspective where it controls different processes in ecosystems. The availability of nutrients also have a great influence on all aquatic ecosystems because an increased availability often results in eutrofication that lead to negative effects on the ecosystems organisms. Nitrogen is especially important in aquatic ecosystems because it affects primary production which constitutes the base in foodwebs. Human activities have increased the flow of nutrients during the last century which has... (More)
The nitrogen cycle is included in the biogeochemical cycles that connect all the organisms in one giant ecosystem, the biosphere. The nitrogen cycle is important both in a global perspective where the greenhouse gas N2O affects the climate and in a local perspective where it controls different processes in ecosystems. The availability of nutrients also have a great influence on all aquatic ecosystems because an increased availability often results in eutrofication that lead to negative effects on the ecosystems organisms. Nitrogen is especially important in aquatic ecosystems because it affects primary production which constitutes the base in foodwebs. Human activities have increased the flow of nutrients during the last century which has resulted in widespread eutrofication where the ecosystems have responded with hypoxia, loss of habitat and changes in food webs. To decrease the human influence on aquatic ecosystems measures must be taken. The Swedish authorities therefore put demands on companies like LKAB that runs a mining business in the northern part of the country. Because of these demands LKAB takes a lot of measures to decrease their impact on the environment. One of the measures is to find strategic methods for mapping of nitrogen in their business in Malmberget. In the future these methods can result in a decrease of LKAB’s influence on the surrounding ecosystems and enable a better follow-up of coming measures. Six samples for measuring nitrogen in the water that flows in their underground mine have been placed and one calculation of the amounts of nitrogen in their business has been done. The calculation revealed that the highest amount of nitrogen in the production water came from Anrikningsverket in the year of 2007. Measures done by LKAB is only one in several measures taken around the world and confined to a small geographical area but is still meaningful because all together, local measures results in a global effect. (Less)
Abstract (Swedish)
Kvävecykeln är betydelsefull både i ett globalt perspektiv, där växthusgasen dikväveoxid är med och inverkar på klimatet, och i ett lokalt perspektiv där den styr olika ekosystemsprocesser. Tillgången på näringsämnen i stort har också ett stort inflytande på alla akvatiska ekosystem, där en ökad tillgång ofta leder till övergödning som i sin tur leder till negativa effekter på ekosystemets organismer. Kvävet har särskilt stor betydelse i akvatiska ekosystem, där näringsämnet påverkar primärproduktionen som utgör urnäringen för organismer högre upp i näringsväven. Mänskliga aktiviteter har ökat flödet av näringsämnen under det senaste århundradet vilket i sin tur har resulterat i vidspridd övergödning där ekosystemet drabbats av bland annat... (More)
Kvävecykeln är betydelsefull både i ett globalt perspektiv, där växthusgasen dikväveoxid är med och inverkar på klimatet, och i ett lokalt perspektiv där den styr olika ekosystemsprocesser. Tillgången på näringsämnen i stort har också ett stort inflytande på alla akvatiska ekosystem, där en ökad tillgång ofta leder till övergödning som i sin tur leder till negativa effekter på ekosystemets organismer. Kvävet har särskilt stor betydelse i akvatiska ekosystem, där näringsämnet påverkar primärproduktionen som utgör urnäringen för organismer högre upp i näringsväven. Mänskliga aktiviteter har ökat flödet av näringsämnen under det senaste århundradet vilket i sin tur har resulterat i vidspridd övergödning där ekosystemet drabbats av bland annat syrebrist, förlust av habitat och förändringar i näringsvävar. För att minska påverkan på de akvatiska ekosystemen så måste åtgärder vidtas. Myndigheterna i Sverige ställer därför krav på företag som LKAB som bland annat bedriver gruvindustri i norra Sverige. LKAB utreder därför och genomför löpande åtgärder i syfte att minska verksamhetens påverkan på miljön. Ett led i dessa åtgärder och en del av uppsatsens syfte är att hitta strategiska metoder för kartläggning av kväve i vatten i LKAB Malmberget. På sikt kan detta leda till en mindre belastning på framför allt recipienten Lina älv och möjliggöra en bättre uppföljning för kommande åtgärder. I dessa åtgärder ingår utsättande av provtagningspunkter för kväve i vatten under jord där sex olika punkter har placerats ut och en beräkning på kväveandelar i verksamheten. Beräkningen på kväveandelar visade att den största andelen kväve i processvattnet år 2007 kom från anrikningsverket. De åtgärder LKAB genomför utgör en väldigt liten del av allt miljöarbete som utförs för att minska den mänskliga påverkan globalt och är begränsat till ett litet geografiskt område men åtgärderna är ändå betydelsefulla eftersom alla lokala åtgärder till slut leder till en global effekt. (Less)
Abstract (Swedish)
Populärvetenskaplig sammanfattning: Kvävecykeln är betydelsefull i ett globalt perspektiv eftersom den inverkar både på klimatet och olika ekosystemsprocesser. Den kan med andra ord beskrivas som kvävets kretslopp som beskriver de kemiska, fysiologiska, biologiska och geologiska processerna som sker i naturen. Dikväveoxid är en stark växthusgas och inverkar på klimatet då den precis som koldioxid absorberar den värme som jorden avger. Ekosystemsprocesser påverkas när tillgången på kväve förändras eftersom primärproducenterna använder näringsämnet för tillväxt och mer specifikt för fotosyntesen. Primärproducenterna utgörs i huvudsak av växter som producerar organiska ämnen ur oorganiska, vanligen genom fotosyntes. De är viktiga i... (More)
Populärvetenskaplig sammanfattning: Kvävecykeln är betydelsefull i ett globalt perspektiv eftersom den inverkar både på klimatet och olika ekosystemsprocesser. Den kan med andra ord beskrivas som kvävets kretslopp som beskriver de kemiska, fysiologiska, biologiska och geologiska processerna som sker i naturen. Dikväveoxid är en stark växthusgas och inverkar på klimatet då den precis som koldioxid absorberar den värme som jorden avger. Ekosystemsprocesser påverkas när tillgången på kväve förändras eftersom primärproducenterna använder näringsämnet för tillväxt och mer specifikt för fotosyntesen. Primärproducenterna utgörs i huvudsak av växter som producerar organiska ämnen ur oorganiska, vanligen genom fotosyntes. De är viktiga i ekosystemen på grund av att de utgör urnäringen för organismer högre upp i näringsväven och hur de påverkas av olika faktorer är därför avgörande för ekosystemens ekologiska status.
Denna uppsats fokuserar på människans och näringsämnenas roll, och i huvudsak kvävets roll i olika akvatiska ekosystem, då ett uppdrag som berör denna typ av ekosystem har utförts för LKAB i Malmberget år 2011.
LKAB är en högteknologisk mineralkoncern som bedriver järnmalmsverksamhet i bland annat Malmberget i norra Sverige. Med anledning av en miljödom som företaget tilldelades år 2007 utför LKAB flera åtgärder för att minska sin påverkan på miljön. Flertalet undersökningar har genomförts vad gäller näringssituationen i ekosystemen Lina älv, Ängesån och Kalixälv, samt LKAB Malmbergets relevans till problematiken med kväveutsläpp i området och verksamhetens bidrag till den totala belastningen i Kalixälv, Bottenviken, Bottenhavet och Östersjön. Undersökningarna har visat att LKAB:s verksamhet i Malmberget inte har några betydande effekter på ekosystemen Lina älv, Ängesån och Kalixälv. Utsläppets storlek anses som stort i ett lokalt perspektiv men litet i ett större. Detta beror främst på den utspädning som sker efterhand då älvar sammanstrålar innan de når havet. I transporten från Bottenviken till Östersjön drunknar LKAB Malmbergets utsläpp dessutom i andra utsläpp.
Uppdraget är ett led i alla åtgärder som LKAB vidtar för att minska sin miljöpåverkan och handlar om att hitta strategiska metoder för kartläggning av kväve i vatten i LKAB:s verksamhet i Malmberget. I uppdraget ingick att placera ut representativa provtagningspunkter för kväve i vatten i LKAB Malmbergets verksamhet under jord och en beräkning på kväveandelar i verksamheten.
Kvävet i LKAB:s verksamhet kommer från sprängämnen och hamnar dels i underjordsgruvans vatten och dels i den råmalm som transporteras upp till verksamheten ovan jord. I anrikningsprocessen som ingår i verksamheten ovan jord separeras malmen från gråberg magnetiskt i vatten vilket leder till att de sprängämnesrester som finns kvar i råmalmen kommer ut i vattensystemet ovan jord. Kvävet kommer alltså ut i vattnet både från verksamheten ovan jord och från verksamheten under jord. Sex olika provtagningspunkter har placerats ut på olika nivåer i verksamheten under jord. En på 500 m, en på 600 m, en på 815 m, två på 1 000 m och en på 1 250 m djup. Motiveringen till provtagningspunkternas placering är att allt vatten som har använts i någon process samlas på dessa nivåer och visar därför vilken kvävehalt som förekommer på vilket djup. Beräkningen på kväveandelar visade att 48 % av den totala kvävehalten i processvattnet år 2007 kom från LKAB Malmbergets verksamhet under jord. 57 % av den totala kvävehalten samma år kom från råmalmen som behandlas i anrikningsverket. Genom dessa siffror kunde det konstateras att 5 % av den totala kvävehalten i processvattnet under år 2007 inte utgick till recipienten (mottagaren) Lina älv. Detta kan som tidigare konstaterats i en kväveutredning i LKAB:s verksamhet i Kiruna år 2005 bero på att kvävet avgår på annat vis inne i verksamhetens vattensystem genom bland annat denitrifikation och bildning av biomassa.
Provtagningspunkterna och beräkningen på kväveandelar kan på sikt leda till en mindre belastning på recipienten Lina älv och möjliggöra en bättre uppföljning för kommande åtgärder i LKAB:s verksamhet i Malmberget.
De åtgärder LKAB genomför utgör en väldigt liten del av allt miljöarbete som utförs för att minska den mänskliga påverkan globalt och är begränsat till ett litet geografiskt område men åtgärderna är ändå betydelsefulla eftersom alla lokala åtgärder till slut leder till en global effekt. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Hjerpe, Johanna
supervisor
organization
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
geografi, naturgeografi, kväve, vatten, LKAB, Malmberget, akvatiska ekosystem
publication/series
Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
report number
208
language
Swedish
additional info
Andreas Björkman, LKAB.
id
2154108
date added to LUP
2011-12-21 12:56:32
date last changed
2011-12-21 12:56:32
@misc{2154108,
  abstract     = {The nitrogen cycle is included in the biogeochemical cycles that connect all the organisms in one giant ecosystem, the biosphere. The nitrogen cycle is important both in a global perspective where the greenhouse gas N2O affects the climate and in a local perspective where it controls different processes in ecosystems. The availability of nutrients also have a great influence on all aquatic ecosystems because an increased availability often results in eutrofication that lead to negative effects on the ecosystems organisms. Nitrogen is especially important in aquatic ecosystems because it affects primary production which constitutes the base in foodwebs. Human activities have increased the flow of nutrients during the last century which has resulted in widespread eutrofication where the ecosystems have responded with hypoxia, loss of habitat and changes in food webs. To decrease the human influence on aquatic ecosystems measures must be taken. The Swedish authorities therefore put demands on companies like LKAB that runs a mining business in the northern part of the country. Because of these demands LKAB takes a lot of measures to decrease their impact on the environment. One of the measures is to find strategic methods for mapping of nitrogen in their business in Malmberget. In the future these methods can result in a decrease of LKAB’s influence on the surrounding ecosystems and enable a better follow-up of coming measures. Six samples for measuring nitrogen in the water that flows in their underground mine have been placed and one calculation of the amounts of nitrogen in their business has been done. The calculation revealed that the highest amount of nitrogen in the production water came from Anrikningsverket in the year of 2007. Measures done by LKAB is only one in several measures taken around the world and confined to a small geographical area but is still meaningful because all together, local measures results in a global effect.},
  author       = {Hjerpe, Johanna},
  keyword      = {geografi,naturgeografi,kväve,vatten,LKAB,Malmberget,akvatiska ekosystem},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser},
  title        = {Kartläggning av kväve i vatten i LKAB:s verksamhet i Malmberget år 2011 och kvävets betydelse i akvatiska ekosystem ur ett lokalt och ett globalt perspektiv},
  year         = {2011},
}