IVL Swedish Environmental Research Institute

På uppdrag av Boliden Mineral AB genomför IVL Svenska Miljöinstitutet AB sedan mitten av 1980-talet undersökningar av deposition och avrinning av bland annat svavel, kväve samt metaller i ett granskogsområde vid Holmsvattnet, ca 15 km SSV om Rönnskärsverken. Inför det hydrologiska året 2013/14 flyttades mätningarna på grund av avverkning till en ny station i närheten av den tidigare mätstationen. I denna rapport jämförs resultaten från mätningarna 2018/19 vid Holmsvattnet med tidigare mätningar i området samt med mätningar vid andra närliggande stationer inom Krondroppsnätet. Syftet med mätningarna är att kvantifiera det atmosfäriska nedfallet samt beskriva förändringar i kemin i det avrinnande vattnet. 

Under de senaste 32 åren har svavelnedfallet och det totala nedfallet av försurande ämnen, räknat som vätejoner, såväl som nedfallet av oorganiskt kväve vid Holmsvattnet minskat på ett statistiskt säkerställt vis både i krondroppet och via nederbörden över öppet fält.

Under 2018/19, uppmättes vid många mätplatser i Sverige ett lågt svavelnedfall, så också vid Holmsvattnet och närliggande mätplatser. Svavelnedfallet (utan havssalt) via nederbörden, och det totala svavelnedfallet via krondropp, har ofta varit högre vid Holmsvattnet jämfört med närliggande lokaler. Detta gällde också för 2018/19, då det totala svavelnedfallet vid Holmsvattnet var 1,3 kg/ha, medan det var cirka 30 % lägre vid de två närliggande kustlokalerna. Svavelnedfallet under 2018/19 vid Holmsvattnet var det lägsta som uppmättssedan mätstarten. Mängden svavel som deponerades via nederbörden vid Holmsvattnet under 2018/19 var 0,8kg/ha, vilket tyder på en fortsatt betydande andel torrdeposition där. Högst totalt svavelnedfall uppmättes i maj 2019 och lägst i januari 2019 om man undantar april 2019 då det inte kom någon nederbörd alls.

Under 2018/19 var kvävenedfallet via nederbörden över öppet fält cirka 1,5 kg/ha, vilket är något lägre jämfört med de tre närmast föregående åren. Nedfallet av baskatjonerna kalcium, kalium och magnesium låg under 2018/19 på en liknande nivå som nedfallet under de närmast föregående åren.

Resultat från mätningarna av nedfallet och krondropp av olika metaller vid mätstationen visade en liten ökning av arsenik, kobolt och krom under 2018/19 jämfört med 2017/18. Resterande mätta metaller visade antingen liknande halter som året innan (kadmium och nickel) eller en liten minskning (koppar och bly). Detta trots att nederbörds- och krondroppsmängden under 2018/19 var den största sedan 2014/15. Alla metaller visade under 2018/19 förhöjda värden i krondropp under maj månad, detta till följd av utebliven nederbörd i april.

Hittills visar resultaten av de sex årens markvattenkemimätningar vid den nya mätplatsen att pH är högre och halten oorganiskt aluminium lägre där jämfört med vid den gamla mätplatsen. Mätserien vid den nya mätplatsen är ännu för kort för att göra en statistisk trendanalys. Ingen signifikant förändring av varken pH eller sulfatsvavel uppmättes i markvattnet vid den gamla mätstationen för Holmsvattnet under perioden 1998–2010. Halterna av sulfatsvavel i markvattnet har däremot minskat vid många andra krondroppsytor i norra Sverige under samma period, 1998–2010.

Vattenföringsdata som används för att beräkna avrinning och transport av metaller i Holmsvattnet har till och med 2018 hämtats från mätstationen Ostvik. I och med att denna stationen lades ner i december 2018 har det under 2019 pågått ett arbete med att hitta en ny vattenföringsstation. Under våren 2020 har en utredning i form av rigorösa jämförelser genomförts, där det framkom att vattenföringsdata från mätstationen Kågeälven kan användas för 2019 års data och för framtida mätningar. I rapporten har resultaten från mätningar, där data från Ostvik tidigare använts, räknats om med data från Kågeälven. Under 2018/19 var transporten och halterna av metaller i avrinningen lägre än 2017/18 avseende data för arsenik, koppar och bly, men högre för barium, kadmium och zink

On behalf of Boliden Mineral AB, IVL Svenska Miljöinstitutet AB has been conducting surveys since the mid1980s of deposition and runoff chemistry of sulphur, nitrogen and metals in a spruce forest at Holmsvattnet, about 15 km SSW of the RÖNNSKÄR smelter. For the hydrological year 2013/14 the measurements started at a new station in the vicinity of the old monitoring station. This report compares the results from the measurements in 2018/19 at Holmsvattnet with previous measurements in the area and with measurements from other nearby stations within Krondroppsnätet (SWETHRO). The aim of these measurements is to quantify the deposition and describe changes in the run-off water chemistry.

Over the past 32 years the sulphur deposition and the total deposition of acidifying substances, H+, as well as the deposition of inorganic nitrogen at Holmsvattnet have decreased significantly in both throughfall and in precipitation to the open field.

At Holmsvattnet, as well as at many other sites in Sweden, the sulphur deposition was low during 2018/19. Sulphur deposition (without sea salt) through precipitation and the total sulphur deposition, measured via throughfall, have often been higher at Holmsvattnet compared to other nearby measuring stations. This was also the case in 2018/19 where the total sulphur deposition at Holmsvattnet was 1.3 kg/ha, while it was approximately 30 % lower at the two nearby coastal stations. The sulphur deposition in 2018/19 at Holmsvattnet was the lowest recorded since the start of the measurement. The amount of sulphur as wet deposition during 2018/19 0.8 kg/ha at Holmsvattnet, suggesting a continued significant proportion of dry deposition. The largest total amount of sulphur was deposited in May 201 and the lowest in January 2019.

During 2018/19 the nitrogen deposition through precipitation was approximately 1.5 kg/ha, which is slightly lower compared to the previous three years. Deposition of the base cation’s calcium, potassium and magnesium were low in 2018/19. 

The results from the measurements of metal deposition in precipitation and troughfall at Holmsvattnet showed a slight increase in arsenic, cobalt and chromium in 2018/19, compared with 2017/18. The other measured metals showed either similar levels as the year before (cadmium and nickel) or a slight decrease (copper and lead). This despite that the amount of rainfall and the throughfall during 2018/19 was the largest since 2014/15. All metals during 2018/19 showed elevated values in throughfall during May. This is due to the lack of precipitation in April.

Up to now, the results for the six years of soil water chemistry measurements at the new site showed that pH was higher and the concentration of inorganic aluminum lower at this site, compared to the old one. At the earlier monitoring station no significant change in either pH or sulphur content in the soil water was detected during the period 1998-2010. The concentration of sulphur in soil water has declined significantly at many other SWETHRO stations in northern Sweden during 1998-2010.

Water flow data used to calculate runoff and transport of metals in Holmsvattnet has until 2018 been retrieved from the measurement station Ostvik. As this station now is closed, it was decided that water flow data from 2018/19 and further should be taken from the Kåge River instead. This was decided through rigorous comparisons of water flow data between the two stations. During 2018/19, the transport and concentrations of metals in runoff were lower than the 2017/18 year data for arsenic, copper and lead, though, higher for barium, cadmium and zinc