Artificiell syresättning av Östersjöns djupbottnar genom syrepumpning : Sammanfattning av två forskningsprojekt 2009–2011

• Forskningsprojekten BOX och PROPPEN har undersökt möjligheterna att artificiellt syresätta havsbottnar i Östersjön genom att pumpa ner syrerikt havsvatten från ytligare vattenlager. Syftet var att öka arealen syresatta havsbottnar och samtidigt minska sedimentens läckage av fosfor. Att minska läckaget av fosfor anses viktigt eftersom det bland annat bidrar till blomningar av cyanobakterier (blågrönalger). Syresättning genom pumpning ska ses som ett komplement till andra åtgärder som direkt minskar gödslande utsläpp från land.De båda forskningsprojekten pågick under tre år, 2009 till 2011, och finansierades av Naturvårdsverket, Vinnova och Formas.Pumpar placerades ut i tre pilotområden: i Byfjorden på svenska västkusten, i Lännerstasundet i Stockholms innerskärgård samt i Sandöfjärden i Ekenäs skärgård i Finska viken. Fältarbetet kompletterades med laboratoriestudier och med teoretiska beräkningar. Möjligheter och risker med mer storskalig syrepumpning uppskattades genom datamodelleringar för Egentliga Östersjön och Finska viken. Inom projektet utreddes även syrepumpningens kostnadseffektivitet i relation till pågående metoder för att minska näringsutsläppen.ResultatI två av studieområdena förbättrade pumpningen syreförhållandena i bottenvattnet, dels direkt genom att tillföra syre via ytvattnet och dels indirekt genom att påverka bottenvattnets densitet så att syrerikt bottenvatten från omgivningen strömmade in. I det tredje studieområdet (Sandöfjärden) var pumpningen inte tillräcklig för att syresätta bottenvattnet. När syrehalten i bottenvattnet ökade minskade sedimentens läckage av fosfor, i enlighet med förväntningarna. De direkta mekanismerna för fosfors bindningskapacitet har inte utretts ytterligare under projekttiden, men tidigare beräkningar och experimentella studier har visat en komplex bild där halterna av bland annat syre, järn och mangan är avgörande för fosforflödet ur sedimenten. I slutet av 2012 presenterar BOX kompletterande resultat som berör detta.I Sandöfjärden, där syrerika förhållanden inte kunde nås, fortsatte sedimentens läckage av fosfor och andra näringsämnen. Ammoniumhalterna var till och med högre än tidigare, förmodligen på grund av att det nerpumpade ytvattnet värmde sedimenten och därmed stimulerade till ökad mikrobiell aktivitet i bottnarna. För att upptäcka andra effekter av syrepumpningen i studieområdena undersöktes bland annat förekomst och sammansättning av växtplankton. Eventuellt läckage av toxiner från de tidigare syrefria sedimenten mättes. Sådana effekter kunde dock inte registreras. De socioekonomiska aspekterna av en förbättrad bottenmiljö i Östersjön genom syrepumpning undersöktes med enkätundersökningar i Sverige, Finland och Litauen. Analyserna visade att de tillfrågade är beredda att betala för syrepumpning om det innebär en snabbare förbättring av Östersjöns miljösituation – under förutsättning att fördelarna överväger kostnader och risker. n analys av syresättningens kostnadseffektivitet, utförd av PROPPENprojektet, visade att syrepumpning i stor skala inte är ekonomiskt rimligt jämfört med nuvarande åtgärder för näringsämnesreducering. Dock kan syrepumpning, i enskilda mindre kustnära bassängområden, vara kostnadseffektivt i syfte att påskynda återhämtningen förutsatt att den lokala näringsämnesbelastningen är låg. Båda projekten hade inledningsvis tekniska problem med pumpar och annan utrustning. PROPPEN använde teknik och metoder som tidigare använts i insjöar. BOX utvecklade en ny pumpanläggning. De marina förhållandena med saltvatten, vågsvall och påväxt av organismer satte såväl utrustning som underhåll på prov. Anläggnings- och reparationsarbeten krävde båtar och kranar av god kapacitet liksom tillgång till dykare. Arbetet påverkades dessutom av att två ovanligt stränga vintrar med långvarig isläggning och kyla inföll under projekttiden.SlutsatserDe två projekten drar delvis olika slutsatser av sina undersökningar. Forskarna i BOX anser att fördelarna med syrepumpning överväger riskerna och rekommenderar därför att syrepumpning i större skala testas så snart som möjligt, exempelvis i Bornholmsdjupet. Enligt forskarna i PROPPEN kan syrepumpning vara ett alternativ i kustnära områden med lämpliga fysiska och geografiska förhållanden, men innan metoden testas i utsjöområden och i större skala behöver både ekologiska risker och tekniska förutsättningar utredas ytterligare. Resultat från BOX och PROPPEN har utvärderats av en referensgrupp med oberoende forskare, på uppdrag av Naturvårdsverket. I sin rapport påpekar referensgruppen att ytterligare kunskap om syrepumpningens effekter på ekosystemet behövs. Exempelvis är det oklart hur de salthalts- och temperaturförändringar som pumpningen åstadkommer kan påverka de biologiska och kemiska förhållandena i bottenvattnet. Referensgruppen anser därför att kunskapsunderlaget inte är tillräckligt för att gå vidare med fullskaliga experiment i Egentliga Östersjöns utsjöområden. 

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Geovetenskap och miljövetenskap -- Miljövetenskap (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Earth and Related Environmental Sciences -- Environmental Sciences (hsv//eng)

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)