Advanced

Åtgärder för reduktion och tillvaratagande av näringsämnen från dräneringsvatten - En tillämpning på Höje å

Hernvall, Therese LU (2015) VVR820 20151
Division of Water Resources Engineering
Abstract
Eutrophication is one of the biggest environmental problems in Scanian waters, where agriculture has the largest input. Through soil cultivation and usage of fertilizers, nutrients are added and released. If no uptake occurs nutrients can be further transported to watercourses through surface runoff or the drainage system. This study investigates three measures to reduce and reuse nutrients from drainage water: production wetlands, phosphorus wetlands and filter substrates. The purpose is a reduced nutrient contribution and a sustainable nutrient handling. The study consists of literature studies, analysis of research and a case study, performed on a stretch of Höje River, affected by eutrophication like many other rivers in Scania.... (More)
Eutrophication is one of the biggest environmental problems in Scanian waters, where agriculture has the largest input. Through soil cultivation and usage of fertilizers, nutrients are added and released. If no uptake occurs nutrients can be further transported to watercourses through surface runoff or the drainage system. This study investigates three measures to reduce and reuse nutrients from drainage water: production wetlands, phosphorus wetlands and filter substrates. The purpose is a reduced nutrient contribution and a sustainable nutrient handling. The study consists of literature studies, analysis of research and a case study, performed on a stretch of Höje River, affected by eutrophication like many other rivers in Scania. Measures in the case study are suggested further up in the drainage system, reducing nitrogen and phosphorus by 8 % and 20 % respectively. Recycled materials from the measures generally have low nutrient concentrations and uncertainties regarding plant availability in comparison with other fertilizers. Best fertilize potential has anaerobic digestion of common reed, the process does however include several costs. For further studies, suggestion is to include drainage pipes in areas with large nutrient losses in the catchment of Höje River into the water quality program to quantify their contribution to eutrophication. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Minskad övergödning och återcirkulation av näring från dräneringsvatten
Övergödning är ett av de största miljöproblemen i Skånska vatten där jordbruket står för det största bidraget. En väg för överflödig näring att nå vattendrag och vidare till sjöar och kustområden är via dräneringsledningar från jordbruksmark. Vilka möjliga vattenvårdsåtgärder kan appliceras för att reducera denna transport samtidigt som näring kan återföras?

Vatten som samlas upp i dräneringsledningar från jordbruksmark transporteras ofta rakt ut till vattendrag. I denna transport kan näring som inte tagits upp utav grödorna få snålskjuts och hoppa över de reningssteg som hade skett om vattnet istället runnit genom marken eller vegetationen. För att bryta denna... (More)
Minskad övergödning och återcirkulation av näring från dräneringsvatten
Övergödning är ett av de största miljöproblemen i Skånska vatten där jordbruket står för det största bidraget. En väg för överflödig näring att nå vattendrag och vidare till sjöar och kustområden är via dräneringsledningar från jordbruksmark. Vilka möjliga vattenvårdsåtgärder kan appliceras för att reducera denna transport samtidigt som näring kan återföras?

Vatten som samlas upp i dräneringsledningar från jordbruksmark transporteras ofta rakt ut till vattendrag. I denna transport kan näring som inte tagits upp utav grödorna få snålskjuts och hoppa över de reningssteg som hade skett om vattnet istället runnit genom marken eller vegetationen. För att bryta denna transport kan ett reningssteg sättas in. I arbetet har tre åtgärder studerats: Produktionsvåtmark, fosfordamm och kalkfilter, med syfte att reducera men även återanvända den näring som finns i dräneringsvattnet. Fosfor är en ändlig resurs, varför det är ett viktigt steg att återcirkulera det i systemet.

Produktionsvåtmarker består av växter som tar upp mycket näring och har en hög tillväxt. En växtart som väl stämmer in på detta är bladvass. Efter skörd kan bladvassen spridas som den är på åkermarken men även användas vid produktion av biogas, vilket ger en rest som i princip innehåller all den näring som fanns i de material som använts till biogasproduktionen. Fosfordammar har som huvudsyfte att avskilja fosfor bundet till partiklar, som sjunker till botten när vattnets hastighet minskar. Näring kan sedan återföras med det sediment som sjunkit och ansamlats i dammen. Kalkfilter är en metod som är relativt ny för rening av dräneringsvatten. Löst fosfor fastläggs i filtret som sedan kan spridas på åkerjorden.

Resultat från studien, som till stor del bestått av litteraturstudier, visar att flera av materialen har en låg koncentration av näringsämnen samt en osäkerhet i växttillgänglighet jämfört med andra gödningsmedel. Sediment från fosfordammen kan näringsinnehållsmässigt förväntas motsvara vanlig åkerjord. Kalkfilter kan fånga upp mycket fosfor, men hur mycket som blir tillgängligt vid spridsel på åkrarna är inte helt klarlagt då gödningsförsök främst utförts i krukor samt med kalkfilter som fastlagt mycket fosfor, vilket kanske inte kan uppnås vid rening av dräneringsvatten. Bäst potential har bladvass som använts i biogasproduktion, då nedbrytning till stor del har skett vilket ger både kväve och fosfor i mer växttillgängliga former. Spridning av bladvass direkt på åkern återför också kväve och fosfor. Näringen blir dock först tillgänglig efter en längre tid då nedbrytning först måste ske.

En annan del i arbetet har bestått av en fallstudie där åtgärderna som beskrivits ovan tillämpats på utvalda dräneringsledningar för en sträcka av Höje å, Skåne, för uppskattning av reningseffekt och mängd återförd näring. Åtgärder föreslogs där dräneringsledningar mynnade ut nära markytan, vilket kräver mindre grävningsarbete vid anläggning. Dessa mynningar påträffades högre upp i systemet, det vill säga i ett biflöde till ån. Åtgärder högre upp i systemet kan därmed vara lämpligt för att minska anläggningskostnaderna då det krävs mindre schaktning. Även risken för att påverka tillståndet av ett dikningsföretag minskar då åtgärden inte utförs i ett dike eller vattendrag som ofta är reglerat. Mängden näring som beräknas kunna återföras i fallstudien är mycket liten i jämförelse med vad som i genomsnitt tillförs i form av mineralgödsel. Återföringen av kväve är inte alls lika stor som för fosfor. Resultatet kan bero på en osäkerhet i beräkningarna gällande bladvassens näringsinnehåll samt hur stor skörd som kan förväntas. För framtida studier är det emellertid intressant med andra mer platseffektiva åtgärder än produktionsvåtmarker för återcirkulation av kväve. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Hernvall, Therese LU
supervisor
organization
course
VVR820 20151
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Höje å, övergödning, återförsel, jordbruk, vattenvårdsåtgärder, fosfor, kväve, dräneringsvatten
language
Swedish
id
7511142
date added to LUP
2015-07-09 11:49:07
date last changed
2015-11-10 09:54:57
@misc{7511142,
  abstract     = {Eutrophication is one of the biggest environmental problems in Scanian waters, where agriculture has the largest input. Through soil cultivation and usage of fertilizers, nutrients are added and released. If no uptake occurs nutrients can be further transported to watercourses through surface runoff or the drainage system. This study investigates three measures to reduce and reuse nutrients from drainage water: production wetlands, phosphorus wetlands and filter substrates. The purpose is a reduced nutrient contribution and a sustainable nutrient handling. The study consists of literature studies, analysis of research and a case study, performed on a stretch of Höje River, affected by eutrophication like many other rivers in Scania. Measures in the case study are suggested further up in the drainage system, reducing nitrogen and phosphorus by 8 % and 20 % respectively. Recycled materials from the measures generally have low nutrient concentrations and uncertainties regarding plant availability in comparison with other fertilizers. Best fertilize potential has anaerobic digestion of common reed, the process does however include several costs. For further studies, suggestion is to include drainage pipes in areas with large nutrient losses in the catchment of Höje River into the water quality program to quantify their contribution to eutrophication.},
  author       = {Hernvall, Therese},
  keyword      = {Höje å,övergödning,återförsel,jordbruk,vattenvårdsåtgärder,fosfor,kväve,dräneringsvatten},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Åtgärder för reduktion och tillvaratagande av näringsämnen från dräneringsvatten - En tillämpning på Höje å},
  year         = {2015},
}