Ingen bildning av metylkvicksilver i sedimentationsdammarna

Vattenskyddsåtgärd vid dikesresning

Olika vattenskyddsåtgärder, exempelvis en sedimentationsdamm vid utloppet av ett dikessystem, rekommenderas vid dikesrensning (Vattenskyddsåtgärder vid dikesrensning - Skogforsk.) Syftet är att minska transport av suspenderade partiklar (eroderade uppslammade jordpartiklar), kväve och fosfor från dikessystemet till vattendrag och sjöar nedströms, både under och efter rensningen. Om mycket partiklar fångas och ansamlas i dammen kan syrgashalten i bottensedimentet minska, vilket i sin tur kan bidra till att eventuellt ansamlat kvicksilver metyleras till biotillgängligt metylkvicksilver som är neurotoxiskt och ackumuleras i levande organismer och dess födovävar. I denna studie testade vi hypotesen att metylkvicksilver bildas i bottensediment i sedimentationsdammar och att halten av metylkvicksilver i dikesvattnet därför är högre nedströms dammen än uppströms.

Om studien

I studien ingick 14 sedimentationsdammar belägna i Götaland och Svealand och en som låg i sydöstra Västerbotten. De flesta dammarna var relativt små med en medeldiameter på ca 3–10 m och formen varierade, de var inte helt runda. Dammen i Västerbotten var avvikande, den var förhållandevis stor och rektangulär, 10 m x 40 m. Dammarna anlades mellan åren 2017 och 2021.

Figur 1. Lokalisering av de 15 sedimentations-
dammarna som ingick i studien.

Vattenprover togs nedströms och uppströms sedimentationsdammarna under tre kampanjer; augusti–september 2021, oktober 2021 och augusti 2022, det vill säga cirka 0,5–5 år efter anläggning. Totalt togs 90 vattenprov, 15 + 15 per kampanj. Halterna av total- och metylkvicksilver analyserades, liksom en rad andra vattenkemiska variabler och absorbans. Vid provtagningen 2022 togs även prov av bottensediment. Sedimentproverna togs uppströms, nedströms och i sedimentationsdammen. Dessa prover analyserades för halterna av total- och metylkvicksilver. Skillnaden (Δ-värden) i vattenkemiska koncentrationer mellan prover tagna nedströms och uppströms beräknades för varje sedimentationsdamm. För att utvärdera effekten av sedimentationsdammen testade vi om dessa skillnader (Δ-värden) skiljde sig signifikant från noll i en statistisk analys. Data från alla tre provtagningar inkluderades i analysen, men den statistiska modellen tog hänsyn till att provtagning upprepades i dammarna. 

Provhantering och kemisk analys av vatten- och sedimentprov samt den statistiska analysen beskrivs mer i detalj i den bifogade rapporten.

Figur 2. Den största dammen i studien som är belägen i Västerbotten. 
Bild: Karin Eklöf

Ingen bildning av metylkvicksilver

Resultaten från de 15 dammarna visade att halterna totalkvicksilver och metylkvicksilver inte förändrades signifikant i dikesvattnet från uppströms till nedströms dammen. Att halterna var ungefär lika höga i vattnet uppströms som nedströms dammen tyder på att det inte bildats metylkvicksilver i dammen. Det styrktes av att varken halten metylkvicksilver, eller andelen metylkvicksilver av totala halten kvicksilver (%MeHg), i bottensedimenten var signifikant åtskilda för prover tagna uppströms, i dammen och nedströms dammen.

Förutom kvicksilver analyserades flera andra variabler. Inte för någon av dessa analyserade vattenkemiska variabler påvisades signifikanta förändringar mellan proverna tagna uppströms och nedströms sedimentationsdammarna. Det gällde pH, konduktivitet, alkalinitet, absorbans, totalt organiskt kol, ammoniumkväve, nitrat, totalkväve, fosfat, totalfosfor, sulfat, klorid, florid, kalcium, magnesium, kalium, natrium och kisel.

Kan hypotesen förkastas?

Att en sedimentationsdamm leder till ökad bildning av metylkvicksilver i bottensedimenten och högre halter metylkvicksilver i dikesvattnet nedströms kunde alltså inte påvisas i denna studie. Utifrån dessa resultat, för de förhållanden som rådde i denna studie, kan hypotesen förkastas.

Värt att notera är att de undersökta dammarna var relativt små samt att provtagningen i flera fall gjordes kort tid efter anläggningen och vid några enstaka tillfällen i alla dammar. Det är känt att sedimentationsdammar behöver vara stora för att vattenhastigheten ska minska tillräckligt mycket, och under tillräckligt lång tid, för att eroderade jordpartiklar ska kunna sedimentera. Det gäller särskilt små partiklar som exempelvis finmo-, mjäl- och lerpartiklar. Studier i Finland visar att dammar till viss del kan minska sedimenttransporten, 30–40 %, och upp till 50 % om dammen är mycket stor, >400 kubikmeter. Dessutom kan det ta tid för eroderade jordpartiklar att transporteras genom dikessystemet till en sedimentationsdamm som vanligtvis anläggs vid utloppet av ett dikessystem. Allt detta kan tala för att det inte ansamlats så mycket bottensediment (jordpartiklar) i de undersökta dammarna. Alltså, att dammarna inte varit så effektiva på att, eller inte hunnit, fånga och fastlägga eroderade jordpartiklar som transporterats med dikesvattnet. Dessutom kan ansamlat bottensediment i små dammar eventuellt ”spolas bort” under episoder med mycket höga vattenflöden. En ansamling av främst organiskt material är en förutsättning för metylering av kvicksilver. Men, även i den mycket stora sedimentationsdammen i Västerbotten kunde inte några effekter påvisas. Så stora dammar är sällsynta i Sverige. Därför var vi hänvisade till att undersöka relativt små dammar i den här studien.

Figur 3. De flesta av dammarna i studien var relativt små.
Det här är ett exempel från Småland. 
Bild: Maidul I. Choudhury

Sedimentationsdammars effektivitet

Inte för någon av de vattenkemiska variablerna kunde skillnad påvisas mellan prover tagna nedströms och uppströms de undersökta sedimentationsdammarna. Detta trots att totalhalten av flera ämnen mättes, som totalt organiskt kol, kväve och fosfor, vilka skulle ha kunnat påverkas om organiskt material ansamlats i dammarna. De oförändrade halterna i dikesvattnet nedströms dammarna talar för att det inte har skett och att dammarna i så fall inte har haft någon påtaglig betydelse för att fånga och fastlägga eroderade jordpartiklar, i alla fall inte organiska partiklar. Därför är det viktigt att öka kunskapen om hur sedimentationsdammar ska utformas för att vara effektiva och uppfylla sitt syfte.