Osäkerhetsanalys av kvävenettobelastning (PLC5)

Sverige rapporterade ett totalt utsläpp av 120 000 ton kväve till havet år 2006 i den så kallade PLC5-rapporteringen, Pollution Load Compilation 5, till HELCOM. I rapporteringen delas kvävebelastningen upp på olika källor, havsbassänger, samt på antropogen belastning och bakgrundsbelastning. Dessutom rapporteras både bruttobelastningen och nettobelastningen efter retention i sjöar och vattendrag. Källorna är jordbruk, skog, hygge, myr, öppen mark, fjäll, dagvatten, enskilda avlopp, kommunala avloppsreningsverk av olika storlek samt industrier. Beräkningarna är gjorda med Tekniskt Beräkningssystem Vatten, TBV, och baserade på nationellt tillgänglig information om de olika källorna, samt viss information från Finland och Norge om källorna i gränsvattendragen. Även om bästa möjliga indata använts i beräkningen, finns bitvis stora osäkerheter i dessa indata. Osäkerheten i bruttobelastningen och retentionsberäkningarna har tidigare studerats i några utvalda avrinningsområden. Denna studie fokuserar på den resulterande osäkerheten i nettobelastningen på den nationella skalan.

För varje typ av indata till beräkningssystemet TBV togs en osäkerhetsfördelning fram. Därefter gjordes 27 800 Monte Carlo-beräkningar med TBV där olika indatavärden valdes slumpmässigt från osäkerhetsfördelningarna. Osäkerhetsfördelningarna för de olika indata togs fram genom liknande metodik som i de tidigare osäkerhetsstudierna för utvalda avrinningsområden, men i denna studie har nya fördelningar för vattenföringen och retentionen använts. Osäkerhetsfördelningen i vattenföringen togs fram genom att jämföra uppmätt och beräknad vattenföring vid 30 slumpmässigt utvalda vattenföringsstationer. Osäkerheten i retentionen beror av vattenföringen, men eftersom denna samvariation inte är tillräckligt känd antogs en triangulär osäkerhetsfördelning om ±12 procentenheter baserat på en tidigare studie. Resultatet analyserades för totalbelastning och källfördelning på den nationella skalan. För första gången gjordes även en jämförelse mellan den med TBV beräknade nettobelastningen, och belastningen för år 1985–2006 från uppmätta data för 39 flodmynningar.

Flera av de ingående osäkerhetsfördelningarna har en övervikt mot högre värden jämfört med PLC5. Detta resulterar i att den Monte Carlo-beräknade totalbelastningen från Sverige blev 131 000 till 137 400 ton kväve/år (femte och 95:e percentilen). Det är högre än PLC5-belastningen på 120 000 ton kväve/år. Jordbruk, skog (inklusive hygge) och dagvatten hade alla nationellt sett en högre beräknad belastning jämfört med PLC5, medan övriga källor varierade mer symmetriskt kring PLC5-värdet.

Det är förväntat att jordbruket och skogen ger en större belastning än vad som beräknats i PLC5. Förutom osäkerheten i kväveläckaget från jordbruks- och skogsmark bidrog även osäkerheten i vattenföringen och markanvändningen till den högre belastningen. Osäkerheten i markanvändningen är troligtvis överskattad eftersom jordbruksarealerna och hyggesarealerna i PLC5 är tagna från bättre kartunderlag än de alternativa markanvändningar från Svenska Marktäckedata som användes i denna osäkerhetsstudie. Vissa kända osäkerheter i jordbruksläckaget och skogstyphalten har däremot inte kunnat representeras fullt ut i osäkerhetsanalysen. Jordbruksläckaget är underskattat eftersom det tolkas som totalkväveläckage, utan tillägg för läckage av organiskt kväve, men denna osäkerhet inkluderades inte i jordbruksläckaget eftersom sambandet mellan jordart och organiskt kväveläckage inte är utrett. För skogsmark har nya studier visat på en underskattning av skogstyphalterna i särskilt södra Sverige. I denna studie användes en triangulär osäkerhetsfördelning för skogstyphalten där maxvärdet var +64 % av PLC5-värdet i sydöstra Sverige. Ännu högre värden hade kunnat antas och i södra Sverige hade det varit rimligt med minimivärden som ligger närmare PLC5 än de -23 % som antogs i denna studie.

Jämförelsen med kvävebelastningen från data från 39 flodmynningar år 1985–2006 visade att PLC5-belastningen ofta låg något över medianbelastningen i Bottenviken och norra delen av Bottenhavet, medan det från Indalsälven och söderut var vanligare att PLC5-belastningen låg något under medianbelastningen i flodmynningsdata. Variationen i flodmynningsdata mellan olika år är dock stor och denna variation var oftast större än spridningen i resultatet från Monte Carlo-beräkningarna.