Metode for å beregne en naturlig vannkvalitet i kalka innsjøer i Aust- Agder

RAPPORT LNR 5364-27 Metode for å eregne en nturlig vnnkvlitet i klk innsjøer i Aust- Agder Tveitvnn, 24(F.Kroglund)

Norsk institutt for vnnforskning RAPPORT Hovedkontor Sørlndsvdelingen Østlndsvdelingen Vestlndsvdelingen Akvpln-niv Gustdlléen 21 Televeien 3 Sndvikveien 41 Postoks 226 349 Oslo 4879 Grimstd 2312 Ottestd 5817 Bergen 9296 Tromsø Telefon (47) 22 18 51 Telefon (47) 37 29 5 55 Telefon (47) 62 57 64 Telefon (47) 55 3 22 5 Telefon (47) 77 75 3 Telefx (47) 22 18 52 Telefx (47) 37 4 45 13 Telefx (47) 62 57 66 53 Telefx (47) 55 3 22 51 Telefx (47) 77 75 3 1 Internet: www.niv.no Tittel Metode for å eregne en nturlig vnnkvlitet i klk innsjøer i Aust-Agder Forftter(e) Frode Kroglund Løpenr. (for estilling) 5364-27 Prosjektnr. 2537 Fgområde Sur nedør Undernr. Geogrfisk område Aust-Agder Dto Fe 27 Sider 61 Distriusjon Åpen Trykket NIVA Pris Oppdrgsgiver(e) Fylkesmnnen i Aust-Agder Oppdrgsrefernse Smmendrg For å motvirke effektene v surt vnn er mnge innsjøer i Aust-Agder fylke klk. Klkingen gjør t vnnkvlitet foredres ved t viktige vnnkvlitetselementer som H + (ph), luminium og klsium endres. Etter hvert som sur nedør hr vttt er vnnkvliteten også foredret som følge v dette. Denne endringen kn over tid gjøre klkingen overflødig. Ettersom klkingen påvirker de smme vnnkjemiske prmetrene som også påvirkes v redusert sur nedør, vil ikke trdisjonell tolking v vnnkjemi indikere om det fortstt er et klkingsehov, eller om klking kn vsluttes. Denne utredningen ngir et sett v nye metoder for å fstsette hvilken vnnkvlitet en innsjø vil kunne få når klkingen opphører. Metodene er illustrtivt utprøvd på innsjøer i Aust-Agder. ANC ngir vnnets ufferevne mot forsuring og enyttes som et mål for vnnkvlitet. Klsium inngår i ANC eregningene. En ANCverdi korrigert for klking kn estimeres ut fr mgnesium og klium. Smmenhengene mellom ANC, ph og lilt-al er imidlertid endret i forhold til smmenhengene på 198-tllet, snnsynligvis som følge v økt konsentrsjon humus i innsjøene. Det er dermed usikkert om ANC-grensene sert på fiskesttus og vnnkvlitet ut fr vnnkjemi i 1986 fortstt er gyldige. Det er foreslått nye ANC-grenser sert på vnnkjemiske relsjoner i Aust-Agder.. Fire norske emneord Fire engelske emneord 1. Klking 1. Liming 2. Restituering 2. Recovery 3. Innsjøer 3. Lkes 4. Aust-Agder 4. Aust-Agder Frode Kroglund Trond Rosten Jrle Nygrd Prosjektleder Forskningsleder Ansvrlig ISBN 82-978-82-577-599-2

Metode for å eregne en nturlig vnnkvlitet i klk innsjøer i Aust-Agder

NIVA 5364-27 Forord Fylkesmnnen i Aust-Agder hr ønsket en metode for å eregne hv vnnkvliteten ville være uten tiltk i dgens klk innsjøer. Høsten 24 le det innsmlet vnnprøver fr et større ntll uklk innsjøer i fylket. Dette mterilet er ereidet ved NIVA med det formål å utrede metoder for å rekonstruere hv vnnkjemien kn h vært uten klking. Resultter fr disse nlysene vr ferdig ereidet våren 25. Dtmterilet fr 24 le vedttt ikke rpportert før det vr gjennomført en vlidering v metodene. Høsten 25 le det smlet inn nye vnnprøver fr uklk og fr klk innsjøer. De uklk prøvene er enyttet til å vlidere modellene. Modellene er enyttet til å gi råd vedrørende fortstt klkingsehov i de klk innsjøene. Ettersom det forelå en ferdig rpport på mterilet fr 24 er vlideringsprosessen og vurdering v fortstt klkingsehov her inkludert som egne hovedkpitler. I rpporten enyttes det også dt fr SFT-innsjøovervåking i 1986 og 1995, smt innsjødt undersøkt i 1975 for SNSF-prosjektet (Snekvik sjøer) og dt innsmlet fr Aust-gder i 1983 (DVF-sjøer). Vår kontktperson hos Fylkesmnnen i Aust-Agder hr vært Turid Hgeli Korshvn og Dg Mtzow. Vi tkker for oppdrget. Per Øyvind Gustvsen, Norges Jeger og Fiskerforund, vdeling Telemrk hr produsert krtene. Hn tkkes for denne innstsen. Grimstd, ferur 27 Frode Kroglund

NIVA 5364-27 Innhold Smmendrg 6 Summry 13 1. Innledning 14 2. Mterilet 16 2.1 Vnnprøver fr 24 17 2.2 Vnnprøver fr 25 17 2.3 Figur-informsjon 17 2.4 ANC-eregninger 18 2.5 Vlidering v relsjoner 18 3. Resultter 19 3.1 Endringer i ph, TOC, C, LAl og ANC fr 1975 til 24 19 3.1.1 Vnnkjemiske undersøkelser i innsjøer nttt upåvirket v klking 19 3.1.2 Uklkede innsjøer undersøkt åde i 1983 og 24 2 3.2 Modell for å eregne en uklk vnnkvlitet i klk innsjøer sert på 24 dt 21 3.3 Smlet vurdering ut fr 24 undersøkelsen 25 4. Vlidering v modell sert på dt fr 25 27 4.1 Vlidering v modell 27 4.2 Test v modell ; eregning v ANC sert på C-modeller for uklk innsjøer 29 4.3 Betydningen v humus og høyde over hvet 32 5. Forslg til ANC grenser for fisk i Aust-Agder 35 5.1 Endringer i smmenheng mellom ANC og ph og Al fr 1986 til 24/5 35 5.2 Utprøving v modellene på klk innsjøer i Aust-Agder 37 5.3 Regionl vrisjon i vnnkjemi i Aust-Agder; 24 og 25-dt 39 5.3.1 Innsjøenes høyde over hvet smt innhold v humus (TOC) 4 5.3.2 ph, C og LAl 4 5.3.3 ANC 42 5.4 Innsjøspesifikke vurderinger etter pplisering v de ulike modellene 44

NIVA 5364-27 6. Refernser 5 Vedlegg A. Ktioner 52 Vedlegg B. Anioner 53 Vedlegg C. TOC 55 Vedlegg D. C-eregninger 56 Vedlegg E. ph 58 Vedlegg F. ph og TOC i forhold til høyde over hvet 6 Vedlegg G. ANC 61 Vedlegg H. Aluminium 64 Vedlegg I. Frge og TOC 67 Deleted: 51 Deleted: 53 Deleted: 54 Deleted: 56 Deleted: 57 Deleted: 59 Deleted: 61 Deleted: 62 Deleted: 65 Deleted: 68

NIVA 5364-27 Smmendrg Fylkesmnnen i Aust-Agder ønsket en metode for å eregne hv vnnkvliteten ville være uten tiltk i dgens klk innsjøer. Høsten 24 le det innsmlet vnnprøver fr et større ntll uklk innsjøer i fylket. Dette mterilet er ereidet ved NIVA med det formål å utrede metoder for å rekonstruere hv vnnkjemien kn h vært uten klking. Resultter fr disse vnnnlysene vr ferdig ereidet våren 25. Dtmterilet fr 24 le vedttt ikke rpportert før det vr gjennomført en vlidering v metodene. Høsten 25 le det smlet inn nye vnnprøver fr uklk og fr klk innsjøer. De uklk prøvene er enyttet til å vlidere modellene. Modellene skl enyttes til å gi råd vedrørende fortstt klkingsehov i de klk innsjøene. Ettersom det forelå en ferdig rpport på mterilet fr 24 er vlideringsprosessen og vurdering v fortstt klkingsehov her inkludert som egne hovedkpitler i denne rpporten. Historiske endringer i vnnkvlitet (definert ut fr ph, lilt-al, ANC og C) er dokumentert for tidsperioden 1975 til 24 for Aust-Agder. Mens 5 % v innsjøene hdde ANC-verdier <-25 på 198-tllet, er ikke så lv ANC påvist i 24. ANC verdier >25 le registrert i kun 1 % v mterilet på 198-tllet. I 24 hdde 75 % v innsjøene høyere ANC enn dette. Begrenses nlysen til innsjøer som le nlysert åde i 1983 og 24 er endringene litt mindre drmtiske, men likevel entydig positive. De vnnkjemiske elstningene forårsket v forsuret vnn le utover 198- og 199-tllet motvirket med klking. Klking søker å gjenskpe og opprettholde et iologisk mngfold som mer ligner det opprinnelige. Dette oppnås ved å vgifte forsuret vnn. Det primære giftstoffet er luminium. Aluminium vgiftes ved å heve ph, hvor grden v vgifting er estemt v ph og tempertur. Dette inneærer i prksis t ph heves til nivå som er høyere enn det vnnforekomsten hdde før forsuring. ph kn følgelig ikke enyttes til å friskmelde vnnkvlitet. Etter hvert som sur nedør hr vttt, hr klkingsehovet og forruket v klk for å oppnå et fstestemt ph-nivå vttt. Usikkerheten er knyttet til hvordn mn skl fstslå hv vnnkvliteten i en klk innsjø lir når klkingen opphører. Det skl d ksepteres t ph vtr til nivå som på 198-tllet le ssosiert med giftig vnn. Smtidig skl ikke klking kuttes så lenge det er ukseptelt høye konsentrsjoner v giftig luminium i vnnforekomsten. Ettersom klking påvirker de smme vnnkjemiske elementer som enyttes til å identifisere og krkterisere vnnkvlitet, vil ikke nlyse v ph, klsium eller luminium kunne enyttes til å ngi hv vnnkjemi vil kunne endres til, hvis klking vsluttes. I denne rpporten er det utreidet metoder som snnsynliggjør hvor mye klkingen påvirker vnnkvliteten. Denne er sert på den sterke smmenhengen det er mellom C og Mg og K innen fylket. Bsert på disse eregningene, er dgens klkingsehov evluert for en rekke klk innsjøer i Aust-Agder. Det konkluderes med t klking mest snnsynlig kn vsluttes i en rekke innsjøer. Uvhengig v hvilke råd som følges med hensyn til kutt i klkingstiltk, må effektene v slike kutt følges opp. Et kutt i klking ør ikke påvirke estndssttus til fisk. Dersom dette påvises er grenseverdiene snnsynligvis stt for lvt.. Hvis det ikke påvises effekter på fisk kn grenseverdiene være stt for strengt. Det må i denne smmenhengen ts hensyn til vnnets oppholdstid, høyde over hvet og TOC. Det må også ts hensyn til t ulike innlndsfiskeestnder hr ulik sensitivitet til forsuring. 6

NIVA 5364-27 Usikkerhet og utsgnskrft Usikkerheten i våre estimter er i stor grd knyttet til lokle vrisjoner i smmensetningen v seioner. Utsgnskrften i modellene styrkes imidlertid ved å enytte åde Mg og K i C-estimtene. For kritiske lokliteter nefler vi t det i tilegg forets en vurdering sert på vnnkjemi i uklk novssdrg. Oppsummert kn vi likevel si: lle modellene viser t det med stor snnsynlighet er mulig å eregne en uklk ANC-verdi i en klk innsjø. I tellene nedenfor er lle klk innsjøer i undersøkelsen klssifisert med hensyn til tiltksehov. Tiltksehov er estemt v ANC, hvor ANC er eregnet ut fr lle modellene foreslått over. ANCgrensene for tiltk er vriert med TOC-konsentrsjon. Vnnene er sortert i forhold til innsjøer <5 m og innsjøer >5 meter over hvet. 7

NIVA 5364-27 Ktegorisering v vnnkvlitet og klssifisering v klkingsehov i innsjøer i Aust-Agder. Beregningene og frgekodene er definert ovenfor under 5.3 Grense Trd C-Mg eregnet C-K eregnet Mg-målt relsjon K-målt relsjon Tiltksehov vurdert ut fr Kommune NAVN Vnn nr HoH TOC ANC ANC Mg-ANC K-ANC ANC ANC uklket ANC Grimstd Austlndsvnn 1979 196 2,9 2 31-8 -7 34 32 Klkes Tvedestrnd Røyvtn 9947 58 3, 2 122 63 4 16 77 Stns Evje og Hornnes Høvringsvtnet 1326 481 3,2 2 134 41 31 36 23 Stns Evje og Hornnes Stålevtnet 1463 415 3,4 2 13 28 69 26 65 Stns Grimstd Hundlsvnn 1711 112 3,7 2 38 17 31 46 56 Usikker følg opp Gjerstd Svrt 1266 9 3,9 2 69 33 1 66 39 Usikker følg opp Grimstd Rore 127 39 4,2 2 25 4 15 41 49 Usikker - Klkes Byglnd Vljørgvtnet 9474 495 4,2 2 16 36 3 27 19 Stns Birkenes Begervtnet 1772 23 4,4 2 85 28 24 42 35 Stns Frolnd Førevtnet 1335 414 4,5 2 9 24 18 26 17 Stns Tvedestrnd Østeråvtnet 9941 46 4,6 2 72 71 43 96 62 Stns Åmli Nelug 1272 138 4,6 2 35 15 31 2 33 Usikker følg opp Lillesnd Vestre Grimevnnet 1192 47 4,8 2 84 51 57 79 8 Stns Grimstd Gngvnn 1636 168 4,9 2 98 28 22 41 32 Stns Åmli Mjonevtn 947 145 5, 4 54 16 18 22 23 Følg opp Grimstd Kollndsvnn 1722 225 5 4 85 4 27 29 Klkes Gjerstd Kleivvtn 833 32 5, 4 78 18 19 24 23 Klkes Grimstd Vigelndsvnn 1294 96 5,1 4 28 26 32 47 51 Følg opp Gjerstd Mjåvtn 8237 245 5,1 4 96 3 23 32 23 Følg opp Evje og Hornnes Store Stngevtnet 9994 49 5,1 4 16 3 2 26 14 Følg opp Grimstd Holvtnet 1885 82 5,2 4 63 2 2 39 36 Klkes Birkenes Steinsvtnet 1932 216 5,3 4 16 29 23 45 36 Følg opp Risør Skrdvtnet 1261 18 5,4 4 71 85 77 94 8 Stns Evje og Hornnes Vetrehusvtnet 9551 469 5,4 4 7 32 27 26 19 Følg opp Birkenes Hukomvtnet 1334 265 5,5 4 82 28 24 29 21 Følg opp Vegårshei Vålevtn 92 226 5,9 4 98 49 51 44 42 Stns Frolnd Surdlsvtnet 18 228 6,1 4 147 44 35 4 27 Usikker følg opp Grimstd Tønnesølvnn 187 92 7,1 4 91 11 21 41 48 Usikker følg opp Evje og Hornnes Bjorvtnet 1217 41 7,2 4 125 52 31 46 21 Usikker følg opp 8

NIVA 5364-27 Grense Trd C-Mg eregnet C-K eregnet Mg-målt relsjon K-målt relsjon Tiltksehov vurdert ut fr Kommune NAVN Vnn nr HoH TOC ANC ANC Mg-ANC K-ANC ANC ANC uklket ANC Lillesnd Eftevtnet 1121 56 7,6 4 182 38 1 85 52 Usikker følg opp Åmli Gjevden 7863 44 7,7 4 9 9 13 12 14 Klkes Grimstd Rosevnn 1829 193 7,9 4 46 8 12 24 26 Klkes Vegårshei Roslvtnet 9476 156 8,5 4 5 39 41 51 49 Vurder Ivelnd Stemtjørn 1816 255 8,7 4 8 26 15 39 24 Usikker følg opp Tvedestrnd Hofsdlsvtnet 9765 28 9,5 4 63 64 38 96 64 Stns Grimstd Lngvtnet 198 236 1,4 4 29 48 32 44 24 Usikker følg opp Evje og Hornnes Ystevtnet 1698 39 1,8 4 15 33 3 17 13 Vurder Gjerstd Rundtjern 8586 19 13,1 4 89 68 57 55 4 Stns Gjerstd Mjåvnn 889 11 15,5 4 176 8 48 69 32 Stns Vlle Nedre Krokvtn 1468 1134,7 15 81 16 27 6 16 Stns Vlle Kråketjørn 14254 875 1,1 15 88 24 3 1 14 Stns Vlle Hovtn 14429 811 1,4 15 25 14 17 5 7 Stns Byglnd Longeutjørni 9216 68 2,2 2 5 2 6 14 16 Klkes Byglnd Vætingstjørn 84 673 3, 2 51 41 58 21 36 Stns Vlle Okstjørn 1541 837 3,2 2 98 3 27 15 1 Stns Byglnd Tjørnstølvtnet 9298 555 3,6 2 57 16 19 15 16 Usikker følg opp Vlle Dyrestjørn 14439 86 4,1 2 55 32 32 14 11 Stns Byglnd Gjuvtn 8996 666 5,6 4 39 16 12 15 1 Vurder Evje og Hornnes Mjåvtn 9617 526 5,8 4 89 26 19 2 11 Vurder Byglnd Stråndevtn 8195 6 6,1 4 176 61 38 39 13 Stns Evje og Hornnes Austre Sveigsvtn 53512 52 6,3 4 6 28 28 17 16 Vurder 9

NIVA 5364-27 Ktegorisering v vnnkvlitet i innsjøer i Aust-Agder. Vurderingen er kun utført etter nlyse v Mg. Frge kode eskrevet under 5.3. Grense Trd C-Mg eregnet C-K eregnet Mg-målt relsjon K-målt relsjon Kommune NAVN Vnn nr HoH TOC ANC ANC Mg-ANC K-ANC ANC ANC Lillesnd Ån (mellom åntj. og hvet) 43125 2 4 22 Gjerstd Gjerstdvtnet 1264 31 4 Tvedestrnd Åsvtnet 9749 38 4 Frolnd Trævtn 1593 41 4 Lillesnd Østre Grimevnnet 1339 46 4 65 Lillesnd Urdevtnet 837 5 4 Tvedestrnd Gulspettvtnet 9682 56 4 76 Frolnd Borråstjern 1575 61 4 Risør Stemtjern 9491 7 4 1 Risør Grtetjern 9497 7 4 1 Arendl Buvtnet 1843 7 4 Frolnd Uvtn 151 72 4 Lillesnd Steinsvtnet 1134 78 4 16 Grimstd Holvtnet 1885 82 4 45 Risør Vemmelstjern 9517 9 4 74 Frolnd Rislndstjern 1483 92 4 Grimstd Tønnesølvtnet 187 92 4 58 Grimstd Bærlivtnet 1691 98 4 Gjerstd Gåstjern 8884 11 4 78 Gjerstd Nyutjernne 8729 11 4 67 Grimstd Hunsdlsvtn 1711 112 4 55 Birkenes Kleppvtnet 11232 115 4 9 Grimstd Hemningtveitvtnet 1664 118 4 Frolnd Mørløsvtnet 1682 126 4 5 Gjerstd Lngtjern 8728 13 4 48 Gjerstd Gunnrstjern 8757 13 4 68 Vegårshei Ekksjø 9173 136 4 Vegårshei Ljosvtnet 927 148 4 Frolnd Brttlndsvtnet 1376 152 4 Frolnd Håvtnet 1313 155 4 57 Frolnd Gjuvvtnet 142 156 4 68 Åmli Gjøv, nedstrøms krftverksutløp 43138 16 4 19 Vegårshei Kllsvtn 913 16 4 66 Frolnd Skjersæ 144 161 4 Vegårshei Bjørnåsvtnet 8936 161 4 1

NIVA 5364-27 Grense Trd C-Mg eregnet C-K eregnet Mg-målt relsjon K-målt relsjon Kommune NAVN Vnn nr HoH TOC ANC ANC Mg-ANC K-ANC ANC ANC Arendl Gngvtn 1636 168 4 5 Vegårshei Ufsvtn 9337 174 4 46 Evje og Hornnes Dåsån / Skjerk 43451 18 4 2 Vegårshei Kllergsvtnet 898 18 4 51 Evje og Hornes Dåsvtn 162 19 4 Evje og Hornnes Dåsvtn 162 19 4 22 Gjerstd Vilitjern 869 19 4 52 Grimstd Øvre Rossevtn 199 19 4 47 Ivelnd Ogge (utløp Dikeelv) 1322 192 4 47 Ivelnd Ogge (utløp Rettån) 1322 192 4 38 Grimstd Rosevtnet 1829 193 4 38 Grimstd Austlndsvtnet 1979 196 4 46 Birkenes Lndevtnet 1569 197 4 Ivelnd Lndekilvtnet 1944 21 4 Ivelnd Eielndsvtnet 1776 24 4 Gjerstd Evjevtn 884 213 4 33 Birkenes Vestervnn 1977 222 4 6 Birkenes Kyllndsvtnet 161 223 4 4 Grimstd Kollndsvtnet 1722 225 4 43 Frolnd Rosævtnet 121 229 4 38 Frolnd Flekevtnet 1164 23 4 43 Birkenes Bellndstjørn 1539 232 4 42 Gjerstd Fisktjern 8139 252 4 34 Frolnd Espestølsvtnet / Holteuvtnet 1584 262 4 4 Birkenes Heimdlsvtnet 1697 275 4 36 Gjerstd Tegrdsvtn 847 29 2 27 Gjerstd Steinsvtn 8449 3 2 25 Gjerstd Holmvtn 8443 31 2 24 Evje og Hornnes Lislevtnet 1218 336 2 Evje og Hornnes Fossåvtnet 1658 389 2 23 Gjerstd Vrngvtn 8221 39 2 24 Gjerstd Risfjellvtn 7996 45 2 21 Evje og Hornnes Tellugtjørn 1693 422 2 23 Evje og Hornnes Krokvtn 1258 435 2 33 Evje og Hornnes Storøygrdsvtnet/Prestøygrdsvtnet 11722 438 2 36 Evje og Hornnes Lille Olsvnn 1633 442 2 18 11

NIVA 5364-27 Grense Trd C-Mg eregnet C-K eregnet Mg-målt relsjon K-målt relsjon Kommune NAVN Vnn nr HoH TOC ANC ANC Mg-ANC K-ANC ANC ANC Evje og Hornnes Store Olsvtn, Olstjønn 53511 46 2 26 Åmli Fiskeløys 4328 46 2 1 Evje og Hornnes Ørnelivtnet 1598 464 2 26 Evje og Hornnes Lisleøygrdsvtnet 9969 49 2 31 Byglnd Jordlsvtn 8489 529 15 Byglnd Årekleppvtnet 976 558 15 18 Evje og Hornnes Øyvtnet 9644 59 15 16 Byglnd Øytjørni 9699 59 15 16 Byglnd Longerkvnnet 975 596 15 11 Evje og Hornnes Tjern oppstrøms Austre Sveigsvtn 53513 6 15 21 Byglnd Båsvtn 7872 613 15 19 Byglnd Pråmtjørn 8974 674 15 16 Byglnd Litjørn 8315 68 15 16 Byglnd Gråupytten 5353 68 15 16 Byglnd Vøylevtn 8214 732 15-4 Byglnd Vøylevtn 8214 732 15 16 Vlle Igleutjern 8196 735 15 4 Byglnd Toreuvtn 8185 736 15 1 Byglnd Toreuvtn 8185 736 15 18 Vlle Sollitjørn 1449 744 15 8 Byglnd Gluggvrdstjørn 5352 75 15 15 Vlle Nedre Rjuvetjønn 14423 828 15 24 Vlle Fiskeløys 1537 84 15 7 Vlle Storetjønn 14573 85 15 21 Vlle Øyuvsvtnet 1385 931 15 Vlle Ivlungsvotni 4 15414 966 15 Vlle Ivlungsvotni 3 15383 967 15 Vlle Ivlungsvotni 1 15311 975 15 Vlle Ivlungsvotni 2 15339 975 15 Vlle Ivlungsvotni 1 15311 975 15 11 Vlle Heddervtnet 14688 15 15 9 Vlle Bergsøydevtn 1544 124 15 7 Vlle Knutstjørni 14668 113 15 5 Vlle Øvre Krokvtn 14577 1174 15 12 Vlle Svrvrtjørn 14621 119 15 12

NIVA 5364-27 Summry Title: Methods to clculte nturl wter qulity in limed lkes in Aust-Agder, Norwy Yer: 27 Author: Frode Kroglund Source: Norwegin Institute for Wter Reserch, ISBN No.: ISBN 82-978-82-577-599-2 Liming ffects the wter chemicl elements tht re used to define wter qulity. ph, clcium, luminium nd ANC re ll rendered useless s indictors of wht the wter qulity would return to if liming ws stopped. An lterntive pproch is here presented. Bsed on reltionships etween vrious chemicl components in unlimed lkes smpled in 1983 nd 24, models suggest tht n unlimed Cconcentrtion cn e clculted from either Mg or K. An unlimed C-vlue cn then e inserted into the ANC eqution to derive n unlimed ANC. The reltionship etween ANC nd ph nd lile-al hs lso chnged. This might e due to the threefold increse in TOC oserved over the time period from 1983 to 24. The chnges indicte the need for higher ANC tody to otin the sme degree of protection. If so is not the cse, the predictive role of ANC hs chnged indicting the need for re-evlution of ANC s iologicl indictor. The lck of fit oserved etween ANC nd ph nd lile-al ppers to e directly relted to TOC. The cuse for chnges in TOC is deted nd might e relted to oth reduced cid rin ut lso to climte chnge. Regrdless of the cuses for the oserved chnges, lmost 4% of the lkes smpled in 24 nd 25 pper to hve wter qulity indicting tht liming cn e stopped. Only 25% of the lkes hd present wter qulity indicting the need for continued mitigtion. Before liming is stopped on lrge scle, the ANC-guidelines need to e vlidted ginst current fish sttus. 13

NIVA 5364-27 1. Innledning I vnn med lv ph som følge v forsuring er det primære giftstoffet luminium. Effektene forsterkes v H +. Når ph er <5 vil imidlertid giftigheten som skyldes H + kunne overskygge giftigheten til Al. Giftighet til LAl er igjen vhengig v tempertur, klsium, humusinnholdet i vnnet med mer. Fiskesttus i innsjøer er erfringsmessig sterkt reltert til ANC (Acid Neutrlising Cpcity; eregnes som C 2+ + Mg 2+ + N + + K + - SO 4 2- - NO 3 - - Cl -, lle som µekv L -1 ). ANC enyttes som vnnkvlitetsindiktor i åde nsjonle og internsjonle smmenhenger. Effektene v forsuring motvirkes i dg gjennom internsjonle vtler om utslippsreduksjoner og gjennom lokle klkingstiltk. Redusert sur nedør skl resultere i t vnnkjemi innen den enkelte erørte loklitet endres i retning v den kjemiske smmensetningen som vnnet hdde før forsuringen tok til, hvor det smtidig må ts hensyn til nturlige endringer (Skjelkvåle m.fl., 21). Frmtidig vnnkjemi trenger således ikke å li identisk med opprinnelig vnnkjemi. Full reetlering v vnnkjemi vil t lng tid d den forutsetter t lle vnnkjemiske elementer (ph, C, Mg, N, K, SO 4, Cl, NO 3, TOC, metller med mer) er tilkeført til de nivåer som forekom før forsuringen tok til. Reetlering v en vnnkvlitet som er tilfredsstillende for de fleste kvtiske orgnismer vil imidlertid t kortere tid d det her kun kreves t de giftige komponentene er tilstrekkelig redusert til t de ikke lenger utøver en elstning som hr etydning for populsjonen. Dette inneærer t vnnkvliteten er tilfredsstillende når utredelse og populsjonsdynmikk til de enkelte forsuringsfølsomme rtene ikke lengre er egrenset v vnnkjemi. Ytterligere endringer i vnnkjemi etter t tilfredsstillende vnnkvlitet er reetlert skl i utgngspunktet ikke h noen iologisk etydning, d disse endringene ikke skl innvirke på estndssttus. Biologisk sttus kn forli forsuringspreget lenge etter t vnnkvlitet er foredret, men d er det ndre årsker enn vnnkjemi som egrenser reetlering v forsuringsfølsomme rter. Her kn det l.. nevnes vstnd til restpopulsjoner og vndringsrrierer (Monteith m.fl., 25). Det er utført en rekke undersøkelser på vnnkjemisk reetleringsforløp og -rter i forhold til redusert sur nedør i innsjøer og vssdrg på Sørlndet. Dette reidet er som oftest utført ved ruk v vnnkjemimodellen MAGIC (se l.. Hindr og Lrsen, 25). MAGIC eregner hvordn ANC le endret i forsuringsfsen og hvordn ANC vil endres med redusert sur nedør. D det er en nær smmenheng mellom ANC og estndssttus til ulike innlndsfiskerter, (Bulger et l., 1993; Lien m.fl., 1996; Henriksen m.fl., 1999; Lydersen m.fl., 24), smt for lger og everterter (Juggins m.fl., 1995), vil endringer i ANC kunne enyttes til å prognosere når vnnkvlitet igjen er tilfredsstillende. Mye tyder på t ANC i innsjøer og elver med mye humus (løst orgnisk kron) må settes høyere enn i klrvnnslokliteter for å opprettholde smme fiskesttus. I områder med høy TOC er kritisk ANC-verdi for ure ofte lngt høyere enn den etlerte grensen (ANC limit ) på 2 µekv L -1 (Lien et l. 1996; Hindr og Lrsen, 25) eller nynser v denne (vriel ANC limit ; Henriksen et l. 1995; Henriksen og Posch 21). Det hr vært en mrknt endring i humuskonsentrsjon i enkelte deler v sør Norge. Betydningen v humus er således større på 2-tllet enn det den vr på 198- tllet. Foruten å utvikle metoder som tillter identifisering v en uklk vnnkvlitet, er det smtidig viktig å vurdere gyldigheten v de opprinnelige grenseverdiene for ANC. Det er indiksjoner på t disse er stt for lvt. På sis v undersøkelser v vnnkjemi og ureestnder i 42 innsjøer fnt de t fngstutyttet økte helt opp til ANC = 3 µekv L -1 (Hesthgen et l., 23). Historisk ANC ikke den smme som dgens ANC INNLEDNING Selv om det er mulig å eregne en uklk ANC verdi for en klk sjø, er det større usikkerhet knyttet til indiktorverdien 1 v ANC. For å ruke de historiske ANC-grensene må det snnsynliggjøres t dgens ANC ngir smme giftighet eller vnnkvlitet som le fstlgt på kgrunn v dt innsmlet i 1 ANC eregnes som summen v sektioner minus summen v nioner. Det er en sterk smmenheng mellom ANC og fiskesttus i forsur innsjøer (Lien m.fl., 1996). 14

NIVA 5364-27 1986 (Bulger m.fl., 1993; Lien m.fl., 1996). Vnnkvlitet (og dermed ANC) er de senere årene også påvirket v endringer i TOC. TOC idrr til å senke ph, men idrr smtidig til å inde mer v det primære giftstoffet i forsuret vnn; luminium. Dersom smmenhengen mellom ANC og den iokkumulerre frksjonen v Al er endret, må de økologiske grenseverdiene utviklet for ANC oppdteres. Bsert på endringer i relsjoner mellom ph, LAl og ANC fr 1986 til 24/5 i forhold til TOC-klsser synes dette nødvendig. Bsert på nlyse v smmenhenger mellom LAl og gjelle-al er det dokumentert t mn må dole LAl-dosen i vnn med 4-6 mg TOC (som mg C L -1 ) for å oppnå den smme kkumuleringen v Al på gjellene som vr nødvendig i vnn med TOC konsentrsjoner <1,5 mg C L -1 (Kroglund m.fl., 2; Teien, 25). Dette viser t ikke ll LAl er iorektiv. Etter hvert som humuskonsentrsjonen øker er det mulig t mindre og mindre v Al estemt som LAl fktisk er giftig. Det er derfor i flere undersøkelser ntydet t ANC-grensen må heves med økende humusinnhold (Kroglund m.fl., 22; Evns et l., 25; Hindr og Lrsen, 25). TOC kn også innreides i ANC eregningene få mer iologisk relevnte verdier (Lydersen et l. 24). Hindr og Lrsen (25) hr utført nlyser for tre lokliteter hvor ANC, ANCo og ANC/H + smmenlignes. En lng rekke innsjøer er klk de siste 2 årene for å reetlere en tilfredsstillende vnnkvlitet for forsuringsfølsomme rter nå. Andre innsjøer er indirekte påvirket v ovenforliggende tiltk (indirekte klking). Klkingen endrer ANC ved å øke klsium og endrer vnnkvliteten ved å påvirke ph, klsium og luminium. Klking gjør det derved vnskelig å påvise t tilfredsstillende vnnkvlitet er reetlert som følge v redusert sur nedør. I tillegg er dgens vnnkjemi og -kvlitet påvirket v den økning i TOC som er registrert i svært mnge innsjøer over den siste 1-års-perioden. Endringene i TOC påvirker ph og luminium smt kritisk ANC-grense. Endringene i TOC kn være reltert til endringer i sur nedør, men kn også skyldes endringer i klim (Evns et l., 25; 26). Det le høsten 24 innsmlet vnnprøver fr 259 innsjøer i fylket. Disse le enyttet til å se på smmenhenger mellom ulike vnnkjemiske prmetere og hvordn disse vrierte innen fylket og vr endret i forhold til tilsvrende dt innsmlet i 1983. Bsert på smmenhenger mellom ulike vnnkjemiske prmetere le det utviklet en modell for å eregne uklk vnnkvlitet i en klk innsjø. Tilsvrende prolemstillinger er elyst i ndre rpporter (Hindr og Lrsen, 25). Hensikten med 24-undersøkelsen vr å: undersøke hvordn vnnkjemi i Aust-Agder hr endret seg i løpet v de siste 2 årene. utvikle modeller for å eregne en uklk vnnkjemi i klk innsjøer. Det vr ønskelig å vlidere disse modellene. Dette le gjort på nye 219 vnnprøver innsmlet høsten 25. Formålet med fortsettelsesprogrmmet i 25 vr å: vlidere modellene. Bsert på modellene skulle det eregnes hv vnnkvlitet ville li hvis klkingen opphører. Smtidig er det utført en vurdering v hvordn smmenheng mellom ph, Al og ANC vr i de opprinnelige dtsettene og hvordn relsjonene er i dg. I tilegg er forholdet mellom ANC og ph og ANC og LAl vurdert i forhold til fktorer som høyde over hvet og endringer i humusinnhold (TOC). Dt fr de ulike delprosjektene er vist i egne hovedkpiteler. 15

NIVA 5364-27 2. Mterilet Det le i 24 og 25 gjort store nstrengelser for å innsmle vnnkjemi fr så mnge vnn som mulig i Aust-Agder. Innsjøene le v Fylkesmnnen i Aust-Agder klssifisert som upåvirket v klking, noe påvirket og klk (Figur 1). Innsjøer hvor det pågår innsjøklking er definert som klk. Innsjøer som er påvirket v oppstrøms klkingstiltk eller ekkeklking er definert som noe påvirket. Innsjøer som tidligere vr klk, men hvor tiltket nå er stnset, er definert som uklk hvis det er mer enn 3 år siden siste innsjøklking eller det er mer enn 2 år siden siste ekkeklking. Disse innsjøene inngår i de endelige modellene som uklk. Deleted: Figur 1 Innsjøer klssifisert som uklk kn likevel være påvirket v klk og/eller dolomitt. Dette kn være uregistrerte tiltk, men også tiltk utført ut fr ndre hensikter, for eksempel lndruksvirksomhet (jordruksklking og skogsvitliseringsprogrmmer). Lokl vrisjon i geologi kn også idr til t smmenhenger mellom ulike kjemiske vriler lir svkere enn ønskelig. Slike usikkerheter må ksepteres i et regionlt dtsett som dette. Usikkerheten kn idr til å skpe unødig vrisjon i modellene; det lir flere dtpunkter som ikke psser inn i smmenhengene. Figur 1. Loklisering v prøvetkingslokliteter fr uklk innsjøer, innsjøer noe påvirket eller påvirket v klking prøvettt i Aust-Agder høsten 24 og 25. 16

NIVA 5364-27 2.1 Vnnprøver fr 24 I 24 le det nlysert vnnprøver innsmlet om høsten fr 259 innsjøer i Aust-Agder. Full ionesmmensetning le nlysert på 91 v disse prøvene. De ndre le kun nlysert for ph og klsium. Dette mterilet smmenlignes med prøver ttt i 1983 fr de smme innsjøene (Sevldrud og Skogheim, 1986). Dette året le det innsmlet 358 vnnprøver fr hele fylket. 235 innsjøer er undersøkt egge årene. I 24 vr 4 v disse klk, 67 vr indirekte påvirket (klking v ovenforliggende vnn eller utlegging v skjellsnd med mer i ekk) mens de resterende 164 innsjøene er nttt upåvirket v klking. Denne ktegoriseringen er forettt v Fylkesmnnen i Aust-Agder. I tillegg foreligger det vnnkjemiske målinger fr 215 innsjøer i 1975 (SNSF-dt innsmlet v Snekvik, 114 innsjøer i 1986 (Henriksen m.fl., 1987) og 64 innsjøer i 1995 (Henriksen m.fl., 1998). Fr disse dtsettene inngikk henholdsvis 5, 2 og innsjøer i 24-undersøkelsen. En utfordring i denne utredningen hr vært å fstslå nøyktig identitet til de innsjøene som le undersøkt i 1983. På det tidspunktet le det ikke enyttet innsjønummer. Innsjøene undersøkt i 1983 er identifisert på kgrunn v kommune, innsjønvn og UTM-koordint smt hoh. Enkelte innsjøer hdde feil nvn, men kunne koples ut fr UTM og hoh. Det er ikke innenfor dette prosjektets rmmer mulighet for full kvlitetssikring v 1983-mterilet. Usikkerheten erører få innsjøer. 2.2 Vnnprøver fr 25 I 25 le det nlysert vnnprøver innsmlet om høsten fr 216 innsjøer fordelt på 69 uklk innsjøer, 6 innsjøer muligens påvirket v klking og 9 klk innsjøer. Full vnnkjemisk smmensetning le nlysert på 56 uklk innsjøer, 8 innsjøer noe påvirket og 36 klk innsjøer. I de resterende innsjøene le det målt ph, klsium (C) og mgnesium (Mg). Dtsettet fr uklk innsjøer i 25 er enyttet til å vlidere modellene utviklet med ruk v 24- mterilet. 2.3 Figur-informsjon Det le enyttet frger for å skille dtsettene i figurene i den opprinnelige delen v rpporten. Frgene ngir dt år, tiltk, høyde over hvet smt vnnets innhold v orgnisk kron. Frgekodene er ngitt nedenfor. Dtsettene (år) som enyttes i figurene er tskilt med kgrunnsfrge. 1983 : gul kgrunn. 24 : lå kgrunn. 1983 + 24 : grønn kgrunn. Tiltk. I mterilet inngår kun innsjøer nttt upåvirket v klk smt innsjøer som kn være påvirket v ovenforliggende tiltk. Disse skilles med frge på punktene. Upåvirket v klking : røde punkt. Muligens påvirket : lå punkt. Høyde over hvet. Under dtereidingen le det klrt t innsjøer som lå mer enn 5 moh. vvek fr de mer lvtliggende innsjøene. Høytliggende innsjøer : grønne punkt. Humus. Det le under ereidingen tydelig t humus innvirket på enkelte smmenhenger. Betydningen v humus er indikert med fylte/åpne sirkler. Humusinnholdet le d estimert ut fr UV-sorns (Sevldrud og Skogheim, 1986). Humusnivå i 1983 enyttes til klssifiseringen. <1,5 mg C L -1 : åpne sirkler, >1,5 mg C L -1 : fylte sirkler. 17

NIVA 5364-27 Frgene henviser fortstt til tiltk. Det er vlgt å enytte TOC-nivået i 1983 som skille innenfor dtsettene til tross for t TOC-nivåene i 24 er etydelig høyere. Nitrt. I 1983 le ikke NO 3 nlysert. For å eregne ANC på 1983-mterilet måtte det derfor legges inn en forventet verdi for nitrt. 1 µg NO 3 idrr til 7 µekv ANC. I 1986 vr midlere NO 3 på 143±91 µg. Av 113 innsjøer hdde 1 mindre enn 5 µg NO 3 L -1, 39 mellom 5 og 1 µg NO 3 L -1, 17 hdde 1 til 15 µg NO 3 L -1, 16 hdde 15 til 2 µg NO 3 L -1 og 31 hdde mer enn 2 µg NO 3 L -1. For å representere mnglende i 1983 verdier er konsentrsjonen målt i 24 enyttet. Når det også mnglet dt fr 24 er NO 3 stt til 1 µg L -1. Hvis NO 3 -konsentrsjonen vr høyere enn dette, vil ANC li eregnet for lv. Hvis NO 3 vr lvere enn dette, vil ANC mksimlt li eregnet 7 µekv for høyt. Denne feilen le vurdert som kseptel for formålet med denne utredningen. 2.4 ANC-eregninger ANC eregnes ut fr formelen: ANC =((C*49,9)+(Mg*82,3)+(N*43,5)+(K*25,6))-((SO4*2,8)+(Cl*28,2)+(NO3*,7)) lt som mg L -1 Kritisk ANC er trdisjonelt stt til 2 µekv ANC L -1 for fisk (Lien et l., 1996). Hvis ANC er høyere enn dette er snnsynligheten for skder på fiskeestndene lv. Ved lvere verdier øker snnsynligheten for t estnder er skdet eller tpt. Disse relsjonene er sert på den empiriske smmenhengen som forelå mellom ANC og fiskesttus i 1986. Siden d hr vnnets humusinnhold økt. Likeledes er det usikkert hv som er kritisk ANC-grense i en restitueringsfse. Dette diskuteres ytterligere i resulttkpitlet. De senere årene hr mn litt mer oppmerksom på den etydning som humus hr for vnnkvlitet (Kroglund m.fl., 2; 22; Teien m.fl., 25; Hesthgen upulisert). Foreløpige resultter tyder på t ANC-grensen må heves for å indikere tilfredsstillende vnnkvlitet i humuspåvirkede innsjøer. Det er senere foreslått en korreksjonsfktor v Lydersen m.fl., (24). ANC lir korrigert til ANC o med fktoren 1,2/3*TOC, der 1,2 er den totle tettheten v ldninger. ANCo eregnes ut fr formelen: ANC o =ANC (µekv L -1 )-(3,4*TOC (mg C L -1 )). Dette inneærer t ANC vtr med 3,4 µekv L -1 når TOC=1 eller med 34 µekv L -1 når TOC=1. Mnge innsjøer i fylket hr TOC i området 2 til 1 mg C L -1. Betydningen v humus er ytterligere diskutert i Hindr og Lrsen (25). Selv om eregningsmetoden foreslått v Lydersen m.fl., (24) snnsynligvis er edre enn den opprinnelige eregningsmetoden, er denne eregningsmetoden ikke vlidert mot nyere fiskedt. Formelen er kun testet i forhold til dt fr 1986-undersøkelsen. Dette kn gjøre ruken v ANC o usikker. Dette vurderes ytterligere i resulttdelen. 2.5 Vlidering v relsjoner Relsjoner etlert for innsjøer prøvettt i 24 le testet mot ndre innsjøer prøvettt i 25. Ettersom en rekke relsjoner mellom dose og respons i 24 vr reltert til høyde over hvet (se vedleggene), le det vlgt å teste relsjonen mellom Mg og K i forhold til C for høydenivåene -3, 3-5 og >5 moh. Vlideringen er utført over tre trinn. 1) Etlere ny 25-sert modell som testes i forhold til 24-modellen. 2) Revidere ehovet for egne modeller sert på høydenivå over hvet. 3) Smmenligne Mg og K-eregnet C (for henholdsvis 24 og 25 mterilet) med målt konsentrsjon. Her settes intercept = d det ikke forventes noe konstntledd. 18

NIVA 5364-27 3. Resultter 3.1 Endringer i ph, TOC, C, LAl og ANC fr 1975 til 24 3.1.1 Vnnkjemiske undersøkelser i innsjøer nttt upåvirket v klking I Figur 2(-d) er frekvens v ph, lilt luminium, ANC og klsium målt i regionle dtsett fr 1975, 1983, 1985, 1995 og 24 ngitt. Kun innsjøer nttt upåvirket v klking er inkludert. Endringene i frekvensfordeling som påvises fr 1975 til 24 trenger ikke gjenspeile virkelige endringer d innsjøutvlget ikke er tilfeldig (med unntk for 1995) og så lenge det ikke er de smme innsjøene som inngår. Endringene i TOC i disse regionle dtsettene må også vurderes med forsiktighet (Figur 4). Anlysene i 1983 le utført ved NLH-Ås, mens senere nlyser er utført ved NIVA. Disse usikkerhetene til tross; vnnkjemien målt i 24 vviker fr det som er målt tidligere. Betydelig flere innsjøer hr ph >5,5, <25 µg LAl L -1 og en ANC >. Smtidig er LAl >1 µg i de fleste innsjøene i 24. Endringene i klsium er mer overrskende. De høyeste nivåene le målt i 1983 og 24, med de lveste nivåene i 1995. ph 7 6,5 6 5,5 5 4,5 1975-dt 1983-dt 1986-dt 1995-dt 24-dt Lilt luminium, ug/l 35 3 25 2 15 1 5 1983-dt 1986-dt 1995-dt 24-dt Deleted: Figur 2 Deleted: Figur 4 4 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver c ANC, uekv/ll 2 15 1 5-5 1975-dt 1983-dt 1986-dt 1995-dt 24-dt d C, mg/ll 6 5 4 3 2 1975-dt 1983-dt 1986-dt 1995-dt 24-dt -1 1-15 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver Figur 2. Frekvensfordeling med hensyn til ph (), lilt Al (), ANC (c) og klsium (d) for prøver innsmlet i 1975, 1983, 1986, 1995 og 24. Kun uklk innsjøer inkludert. Endringene som oserveres nts å skyldes fktiske endringer i vnnkjemi som følge v redusert sur nedør. D det er et stort ntll felles innsjøer i 1983- og 24-mterilet utføres videre nlyser kun på innsjøer prøvettt disse to årene. 19

NIVA 5364-27 3.1.2 Uklkede innsjøer undersøkt åde i 1983 og 24 Smme nlyser som over er utført på de 65 uklk innsjøene som le prøvettt i åde 1983 og 24 (Figur 3). Endringer i TOC er vist i Figur 4. Forskjellen mellom 1983 og 24 er noe mindre enn det som le ntydet ovenfor, men endringene er likevel entydige. Mens ph lvere enn 5,5, ANC < eller >25 µg lilt Al L -1 vr vnlig i c 6 % v innsjøene i 1983, le så lv ph, ANC eller Al kun målt i 25 % v innsjøene i 24. Endringene i C vr mer eskjedne. Såfremt prøvemterilet er representtivt for fylket, ntyder dette mterilet t det hr vært en stor endring i vnnkjemi i løpet v de siste 2 årene. Denne endringen erettiger en revurdering v klkingsehovet i lle innsjøer. Endringene i TOC hr vært drmtiske. Selv om det kn være enyttet ulike målemetoder i 1983 fr 24, vr det også en grdvis endring i retning v mer humus fr 1986 til 24. Alle disse målingene er utført ved NIVA. De første årene erørte denne endringen kun innsjøer med TOC >3 mg C L -1. Fr 1996 til 24 hr lle sjøene økt TOC-konsentrsjon. Smmenhenger mellom C, Mg, N, K, ph, ANC, RAl og LAl nlysert i 65 innsjøer i 1983 og repetert i 24 og også vist som vedlegg; vedlegg A: ktioner: figur 29, vedlegg C; ph: figur 37, vedlegg E: ANC: figur 41, vedlegg F: rektivt luminium: figur 48, og lilt luminium figur 5. Tilsvrende for SO 4 og Cl er vist i figur 3. ph 7 6,5 6 5,5 5 4,5 1983-dt 24-dt ANC, uekv/ll 3 25 2 15 1 5-5 1983-dt 24-dt Deleted: Figur 3 Deleted: Figur 4 Deleted: figur 29 Deleted: figur 37 Formtted: Font: Not Bold Formtted: Font: Not Bold Deleted: figur 41 Formtted: Font: Not Bold Deleted: figur 48 Deleted: figur 5 Formtted: Font: Not Bold Formtted: Font: Not Bold Formtted: Font: Not Bold Deleted: figur 3 4 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver -1 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver c 3 25 1983-dt 24-dt d 6, 5, 1983-dt 24-dt Lilt Al, µg/l 2 15 1 Klsium, mg/l 4, 3, 2, 5 1, 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver, 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver Figur 3. Frekvensfordeling med hensyn til ph (), lilt Al (), ANC (c) og klsium (d) sert på vnnprøver innsmlet i de smme innsjøene høsten 1983 og 24. Kun innsjøer upåvirket v klk er inkludert. 2

NIVA 5364-27 15 12 9 1983-dt 1986-dt 1995-dt 24-dt 15 12 9 1983-Dt 24-dt TOC 6 TOC 6 3 3 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver 25 5 75 1 Frekvens v lle prøver Figur 4. Frekvensfordeling med hensyn til TOC sert på ) lle vnnprøver fr fylket for årene 1983, 1986, 1995 og 24 eller ) vnnprøver innsmlet i de smme innsjøene høsten 1983 og 24. Kun innsjøer upåvirket v klk er inkludert. 3.2 Modell for å eregne en uklk vnnkvlitet i klk innsjøer sert på 24 dt I dette reidet inngår dt fr 1983- og 24-undersøkelsene. Innsjøer loklisert mer enn 5 moh. hdde vnnkjemiske konsentrsjoner og relsjoner som vvek fr konsentrsjonene og relsjonene i de mer lvtliggende innsjøene. Det er derfor gitt ulike korreksjonsfktorer for høytliggende og lvtliggende innsjøer. Hovedresultter er gitt i vedlegg A-H. Her settes fokus primært på modellene som nefles enyttet for å eregne en uklk C-konsentrsjon i en klk innsjø. 1983 24: Det vr nære smmenhenger mellom C, Mg, N, K, SO 4, og Cl i 1983 og 24 (vedlegg A-H). Forholdet mellom C i 1983 og 24 er vist i Figur 5. Ettersom endringene vr proporsjonle i lle innsjøene kn dgens kjemiske smmensetning også snnsynliggjøres ut fr historiske dt når relsjonene er kjent. Smmenhengene mellom prmeter-pr i 24 og 1983 er ikke nødvendigvis gyldige flere år fr nå. Etter hvert som sur nedør vtr ytterligere, vil flere v smmenhengene endres. Mnge v modellene hr således en tidsvgrenset gyldighet, hvor deres rousthet ør evlueres med jevne mellomrom. Det er heller ikke gitt t modellene hr gyldighet utenfor Aust-Agder og under geologiske forhold som vviker fr de i Agder. Deleted: Figur 5 Forskjeller i geologi, forsuringstrykk, vegetsjon med mer vil kunne påvirke relsjonene. 24-relsjoner: Det vr til dels sterke smmenhenger mellom enkelte relsjoner. Modellene er ngitt nedenfor og i figurene 8-15. Selv om dtsettet fr 24 ntyder nære smmenhenger mellom ulike prmetere, må modellene vlideres. For å vlidere modellene le nye vnnprøver innsmlet i 25. Modellene kn testes ved å smmenholde estimert C-konsentrsjon med målt konsentrsjon. Hvis modellene er tilstrekkelig rouste kn de nvendes på klk innsjøer for å nslå hvilken ANC-, ph- og Al-verdi lokliteten ville htt såfremt den vr uerørt v tiltk. C-modell: C-nivå i 1983 kn til en viss grd enyttes til å prognosere C-nivå i 24 (Figur 5). Smmenhengen kn enyttes til å kontrollere eregningene. Det foreligger også en viss smmenheng mellom SO 4 og C i 24 (Figur 5). SO 4 kn enyttes som kontroll v eregningene, men ikke som ersttning for C, Den este smmenhengen vr mellom Mg og C i 24 (Figur 6). Relsjon til K vr noe dårligere (Figur 6). Mg kn enyttes til å estimere hv C ville h vært hvis sjøen ikke vr klket. Mg-nivået er uetydelig i klk (årsrpport fr BioForsk, 25), men store feilestimt vil Deleted: Figur 5 Deleted: Figur 5 Deleted: Figur 6 Deleted: Figur 6 21

NIVA 5364-27 forekomme dersom det enyttes dolomitt istedenfor klk i innsjøehndlingene. Slike feil kn påvises, men også reduseres ved å smtidig eregne et C-nivå ut fr K. ettersom C kn eregnes ut fr SO 4, Mg, og K kn C-nivået fstsettes med stor snnsynlighet. De fleste smmenhengene vr påvirket v hoh. Høyde må inkluderes som vriel i lle eregningene. C (24) ; <5 moh. = (,82*C (1983) )-,1 (R2=,67) (Figur 5) C (24) ; >5 moh. = (1,*C (1983) )+,1 (R2=,44) (Figur 5) C (SO4) = (,53*SO 4 )+,6 (R2=,61) (Figur 5) C Mg ; <5 moh. = (2,3*Mg)+,44 (R2=,75) (Figur 6) C Mg ; >5 moh. = (6,*Mg)-, (R2=,61) (Figur 6) ph-modell: Det vr en meget god smmenheng mellom C og ph i 24 (Figur 7). Smmenhengene vr sterkt påvirket v høyde over hvet. Bsert på C kn et ph-nivå nslås med god sikkerhet såfremt høyden på innsjøen er kjent. Dette inneærer også t det fr C kn estimeres hv ph-nivå vil endres til hvis klkingen stnses. Det må her emerkes t estimter (v ph) utført på estimter (v C) øker usikkerheten. ph (C) <5 moh. = 1,*(LnC)+5,4 (R2=,81) (Figur 7) ph (C) >5 moh. = 1,*(LnC)+6,5 (R2=,71) (Figur 7) ANC-modell: Det foreligger en meget god smmenheng mellom C og ANC og mellom ph og ANC i 24 (Figur 8). Smmenhengene vr påvirket v hoh. Bsert på ph og C kn ANC-nivået nslås med god sikkerhet. ANC eregnes fortstt est ved å nlysere vnnprøvene for full ionesmmensetning. D vil usikkerheten kun erøre estimering v C-nivået i de klk innsjøene. Modellsmmenhengene kn likevel enyttes til å indikere ANC-nivå. ANC (C) <5 moh. = (58*C)-32,5 (R2=,88) (Figur 8) ANC (C) >5 moh. = (8*C)-26,2 (R2=,88) (Figur 8) ANC (ph) <5 moh. = (48*pH 2 *-477*pH)+1197 (R2=,69) (Figur 8) ANC (ph) >5 moh. = (11*pH 2-95*pH)+184 (R2=,8) (Figur 8) LAl-modell: Det foreligger en god smmenheng mellom ANC og LAl og mellom ph og LAl i 24 (Figur 9). Smmenhengene vr påvirket v hoh. Bsert på ANC og ph kn LAl-nivået nslås med god sikkerhet. LAl (ANC) <5 moh. =,21*ANC 2 -,67*ANC+52 (R2=,67) (Figur 9) LAl (ANC) >5 moh. =,88*ANC 2-1,2*ANC+45 (R2=,73) (Figur 9) LAl (ph) <5 moh. = -26,6*pH+178 (R2=,67) (Figur 9) ANC o -modell: Det vr en meget god smmenheng mellom ANC og ANC o. I innsjøer loklisert lvere enn 5 moh. vr ANC o 22 µekv lvere enn det som estimeres uten å inkludere humus. I innsjøer >5 moh. vr ANC o 6 µekv lvere. Deleted: Figur 5 Deleted: Figur 5 Deleted: Figur 5 Deleted: Figur 6 Deleted: Figur 6 Deleted: Figur 7 Deleted: Figur 7 Deleted: Figur 7 Deleted: Figur 8 Deleted: Figur 8 Deleted: Figur 8 Deleted: Figur 8 Deleted: Figur 8 Deleted: Figur 9 Deleted: Figur 9 Deleted: Figur 9 Deleted: Figur 9 Betydningen humus hr på ANC-grenseverdiene må verifiseres med egne undersøkelser hvor interksjon mellom ANC og fisk reevlueres sert på dgens vnnkvlitet. Spørsmålet er: i innsjøer hvor det ikke er hindre for innvndring v fisk, ved hvilken ANC-verdi reetleres en tynn fiskeestnd og ved hvilken ANC-verdi er de populsjonsspesifikke egenskpene reetlert? 22

NIVA 5364-27 Dersom fiskesttus ønskes vurdert ut fr ANC o er smmenhengen mellom trdisjonell ANC og denne: ANC o <5 moh. = 1,*ANC -22 (R2=,99) (Figur 1) ANC o >5 moh. =,99*ANC-6 (R2=,97) (Figur 1) Deleted: Figur 1 Deleted: Figur 1 C (mg/l); 24-dt 6 5 4 3 2 1 >5 moh; ikke påvirket v klk y = 1,168x +,963 R 2 =,4377 y =,8217x -,153 R 2 =,675 2 4 6 C (mg/l); 1983-dt C (mg/l); 24-dt 6 5 4 3 2 1 y =,532x +,552 R 2 =,682 >5 moh; ikke påvirket v klk, 2, 4, 6, SO4 (mg/l); 24-dt Figur 5. ) Smmenheng mellom C (mg L -1 ) målt høsten 1983 og C (mg L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. Alle sjøene klssifiseres som upåvirket v klking. Regresjonslinjen (R 2 =,67) gjelder kun lokliteter < 5 moh. og linjen (R 2 =,44) for lokliteter >5 moh. B) Smmenheng mellom SO 4 (mg L -1 ) og C (mg L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. Regresjonslinjen gjelder for lle dtpunkt. 6 >5 moh; ikke påvirket v klk 6 >5 moh; ikke påvirket v klk 5 5 C (mg/l); 24-dt 4 3 2 1 y = 5,9795x -,16 R 2 =,616 y = 2,3131x +,4354 R 2 =,7498 C (mg/l); 24-dt 4 3 2 1 y = 4,338x +,356 R 2 =,5113 y = 2,4645x +,643 R 2 =,712,,5 1, 1,5 2, Mg (mg/l); 24-dt,,5 1, 1,5 2, K (mg/l); 24-dt Figur 6. Smmenheng mellom ) Mg (mg L -1 ) og ) K (mg L -1 ) og C (mg L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. Regresjonslinjen (R 2 =,75 og,72 for henholdsvis fig. og ) gjelder kun lokliteter <5 moh. Det er også ngitt regresjonslinje for lokliteter > 5 moh. i hver figur. 23

NIVA 5364-27 ph; 24-dt 8, 7,5 7, 6,5 6, 5,5 5, 4,5 >5 moh; ikke påvirket v klk y = 1,118Ln(x) + 6,451 R 2 =,763 y = 1,58Ln(x) + 5,3989 R 2 =,814 4, 2 4 6 C (mg/l); 24-dt Figur 7. Smmenheng mellom C (mg L -1 ) og ph (mg L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. Regresjonslinjen (R 2 =,81) gjelder lokliteter <5 moh. og (R 2 =,711) lokliteter >5 moh. ANC (uek/l); 24-dt 25 2 15 1 5-5 -1 y = 79,782x - 26,185 R 2 =,8771 y = 58,43x - 32,538 R 2 =,8845 >5 moh; ikke påvirket v klk, 2, 4, 6, C (mg/l); 24-dt ANC (uek/l); 24-dt 3 25 2 15 1 5 >5 moh; ikke påvirket v klk y = 47,98x 2-476,83x + 1196,5 R 2 =,6938 y = 11,437x 2-94,85x + 183,6 R 2 =,841-5 4 5 6 7 8 ph; 24-dt Figur 8. Smmenheng mellom ) C (mg L -1 ) og ) ph og ANC (µekv L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. C/ANC: Regresjonslinjen (R 2 =,88) gjelder lokliteter <5 moh. og linjen (R 2 =,88) lokliteter >5 moh. ph/anc: Regresjonslinjen (R 2 =,69) gjelder lokliteter <5 moh. og linjen (R 2 =,8) for lokliteter >5 moh. 14 >5 moh; ikke påvirket v klk 25 >5 moh; ikke påvirket v klk LAl (ug/l); 24-dt 12 y =,88x 2-1,214x + 45,249 1 R 2 =,73 8 6 4 2 y =,21x 2 -,6717x + 52,71 R 2 =,6694 LAl (ug/l); 24-dt 2 15 1 5 y = -26,55x + 178,26 R 2 =,673-1 1 2 3 ANC (uek/l); 24-dt 4, 5, 6, 7, ph; 24-dt Figur 9. Smmenheng mellom ANC (µekv L -1 ) og LAl (µg L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust-Agder upåvirket v klk i 24. ANC L -1 Al: Regresjonslinjen (R 2 =,67) gjelder lokliteter <5 moh. og linjen (R 2 =,73) lokliteter >5 moh. Regresjonen i fig. gjelder lle punkter uvhengig v høyde. 24

NIVA 5364-27 ANCorg (uek/l); 24-dt 3 25 2 15 1 5-5 y =,9856x - 5,8343 R 2 =,971 >5 moh; ikke påvirket v klk y = 1,26x - 22,373 R 2 =,9875-5 5 15 25 ANC (uek/l); 24-dt Figur 1. Smmenheng mellom ANC (µekv L -1 ) og ANC (µekv L -1 ) i høstprøver fr innsjøer i Aust- Agder upåvirket v klk i 24. Regresjonslinjen (R 2 =,99) gjelder kun lokliteter <5 moh. og linjen (R 2 =,97) for lokliteter > 5 moh. 3.3 Smlet vurdering ut fr 24 undersøkelsen Bsert på smmenhengene som påvises i høstprøver fr uklk innsjøer i 1983 og i høstprøver fr uklk innsjøer i 24 vil det være mulig å eregne hv ANC ville være dersom innsjøen vr klket. Det vr gode smmenhenger mellom C og ndre vnnkjemivriler i 1983 og 24. Med kgrunn i dette kn det snnsynliggjøres hvilken ANC-, ph- og Al-konsentrsjon innsjøen ville htt dersom den vr upåvirket v klkingen. For å estimere ANC, ph og C er nlyse v Mg et minimumskrv. Beslutningsgrunnlget vil li etydelig sikrere hvis full ionesmmensetning nlyseres. Mnglende C-nivå kn d snnsynliggjøres med utgngspunkt i SO 4, Cl, Mg, N og K. Dette vil øke sikkerheten og gjøre eslutningene mindre følsomme for lokle vrisjoner i Mg og/eller nlysefeil. Det er en viss mengde uforklrt vrins i mterilet. Det le tidlig i mterilereidingen klrt t hoh. og TOC vr viktige elementer som skpte vrins. Det er delvis ttt hensyn til disse vrilene i modellene. Aust-Agder ligger mellom de typiske østlndsfylkene og de mer vestlndspreg fylkene. De ulike relsjonene må evlueres. Grensene (for ANC, ph og LAl) for å vslutte/opprettholde tiltk må også vlideres. Dette gjøres est ved å følge iologiske endringer i innsjøer hvor klkingen vvikles. I prinsippet skl ikke det å slutte med klking medføre t viktige iologiske elementer påvirkes. Først når det foreligger gode indiksjoner på t et vsluttet klkingstiltk ikke medfører uønsket endring i fiskesttus kn vi være sikker på t modellene og tolkningene v kritiske grenser er rimelig rouste. Inntil slike dt foreligger vil ll endring i tiltk være forundet med en viss usikkerhet. All fokus her er lgt på fisk. Det må også vurderes om klking skl opprettholdes for å evre ndre ferskvnnsorgnismer. Andre orgnismegrupper kn være mer egrenset v næringsslter, ionesmmensetning og H+ enn det fisken er. En endring i kjemi som egunstiger fisk trenger ikke være like positiv for ndre rter, for eksempel lger, insekter, muslinger med mer. Denne evlueringen er sert på vnnprøver innsmlet om høsten fr utløpet v innsjøer. Aure gyter normlt i ovenforliggende ekker/elver om høsten. Aor gyter innen innsjøen om våren. Gyteområdene til ure kn være påvirket v episoder om høsten. Gyteområdet til or i innsjøene kn påvirkes v episoder om våren. Erfringene tilsier t etter hvert som sur nedør vtr og vnnkvliteten foredres, vtr episodenes intensitet. Det ør gjøres en etenkning på hvor god smmenhengen er mellom vnnkvlitet (minimum) i kritiske fser i fiskens liv og vnnkvliteten i utstrømmende vnn fr innsjøer målt om høsten. Hvis det inntreffer ph/al-episoder i tilknytning til 25

NIVA 5364-27 reproduksjon, klekking osv. kn den iologiske reetleringen li dårligere enn det som prognoseres ut fr endringene målt i vnnprøver innsmlet om høsten. Det ør derfor utredes hvor stor snnsynligheten er for en gitt Al-episode i forhold til et ANC-nivå om høsten. Betenkningsgrunnlget for denne rgumentsjonen er ført i NFR-prosjektet ANC-recovery (Rosselnd m.fl., upulisert). De foreslåtte modellene representerer kun en v flere mulige måter å nlysere endringer i vnnkvlitet. Det foreligger forslg om flere lterntive metoder til identifisering v innsjøer hvor klkingen kn vvikles; for eksempel nlyse ved ruk v nosjøer og ved ruk v MAGIC-iliotek (Hindr og Lrsen, 25). De ulike metodene hr snnsynligvis ulik styrke og svkhet. Inntil de ulike ngrepsvinklene er uttestet i prksis vil ruk v ulike metoder være en styrke i eslutningsprosessen. Dersom lle metodene ngir smme svr, kn mn nt t svret er korrekt ut fr dgens kunnskp. Hvis det er sprik i neflingene, gir dette et grunnlg til å identifisere vnnforekomster som ør vurderes mer nøye. 26

NIVA 5364-27 4. Vlidering v modell sert på dt fr 25 4.1 Vlidering v modell Bsert på dt fr uklk innsjøer i 24 le det påvist en rekke signifiknte relsjoner mellom ulike kjemiske komponenter (figur 5-1). Tilsvrende relsjoner le plottet for ndre innsjøer innsmlet i 25. Det vr ingen signifiknt forskjell mellom relsjonene i de to dtsettene. Eksempel på dette er presentert for smmenheng mellom Mg og C (Figur 11). Deleted: Figur 11 Ettersom en rekke relsjoner mellom dose og respons i 24 vr reltert til høyde over hvet (se vedleggene), le det vlgt å teste relsjonen mellom Mg og K i forhold til C for høydenivåene -3, 3-5 og >5 moh. Relsjoner testes også for effekter reltert til TOC. 24 vs 25: Det vr en sttistisk signifiknt smmenheng mellom regresjonslinjene for de to årene (p-verdi<,1; r2=8,5). Selve relsjonen mellom Mg og C målt i 24 og i 25 vviker således ikke fr hverndre. TOC: Mengden orgnisk mterile synes ikke å påvirke smmenhengen mellom Mg eller K i forhold til C (Figur 12). TOC påvirker ndre relsjoner, derilnt ph og Al i forhold til ANC. TOC eholdes derfor som tileggsvriel. Høyde over hvet: Det synes ikke nødvendig å eholde hoh. som tilleggsvriel for relsjonen mellom Mg eller K og C. Dtpunkter for de ulike høydenivåene plsseres som diskrete dtgrupper i figurene. Den generelle modellen eregner C-estimert tilfredsstillende for lle høyder over hvet (Figur 13). Høyde over hvet påvirker imidlertid ndre relsjoner. TOC eholdes derfor som tileggsvriel. Deleted: Figur 12 Deleted: Figur 13 6, 5, uklk innsjøer: 24-dt y = 2,4245x +,3673 R 2 =,7968 6, 5, uklk innsjøer: 25-dt y = 2,3784x +,2386 R 2 =,8286 Klsium, mg/l 4, 3, 2, 1,, < 3 moh 3-5 moh > 5 moh,,5 1, 1,5 2, Mgnesium, mg/l Klsium, mg/l 4, 3, 2, 1,, < 3 moh 3-5 moh > 5 moh,,5 1, 1,5 2, Mgnesium, mg/l Figur 11. Smmenheng mellom mgnesium (Mg) og klsium (C) i ) 24 og i ) 25 i uklk innsjøer. Innsjøene er ktegorisert i forhold til høyde over hvet. Relsjonene er sert på dt fr smtlige høyder. Endelig relsjon: Smmenhengen mellom Mg eller K og C vurderes som tilstrekkelig roust til t åde Mg og K kn enyttes til å eregne en snnsynlig C-konsentrsjon i klk innsjøer. Bsert på lle dt fr uklk innsjøer i 24 og 25 vr relsjonene: Model: Mg C = 2,33*Mg +,33 (p<,1; r2=77) Figur 12 Model-K C = 2,93*K +,4 (p<,1; r2=81) Figur 12 Formtted: Highlight Deleted: Figur 12 Formtted: Highlight Deleted: Figur 12 27

NIVA 5364-27 4, 3,5 3, uklk innsjøer y = 2,3335x +,338 R 2 =,7726 4, 3,5 3, uklk innsjøer y = 2,932x +,3969 R 2 =,8129 C, mg/l 2,5 2, 1,5 1,,5, 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh,,5 1, 1,5 2, Mg, mg/l C, mg/l 2,5 2, 1,5 1,,5, 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh,,5 1, 1,5 K, mg/l Figur 12. Smmenheng mellom ) mgnesium (Mg) og ) klium (K) i forhold til C i lle uklk vnnprøver innsmlet i 24 og 25. Hvis det er en perfekt smmenheng mellom målt og estimert C i uklk innsjøer skl disse ligge på 1:1 linjen. Det vr en rimelig sterk smmenheng mellom målt C-konsentrsjon og C estimert ut fr Mg og K (Figur 13). Denne relsjonen vr signifiknt (Mg: p<,1; r2=,72; K: p<,1; r2=,78). Stndrd feil til estimtet for Mg er på,32 mg L -1. Asolutt feil er på,23 mg L -1. Usikkerheten i eregnet C-konsentrsjon ligger som oftest et sted mellom disse to verdiene. Ettersom vurderingene v endring i tiltk gjøres ut fr en nlyse v ANC, vil dette C-idrget til ANC ngi et usikkerhetsintervll. Usikkerheten omgjort til solutte ANC-verdier lir på 12 til 15 µekv L -1. Avhengig v sikkerhet som ønskes i vurderingene kn disse verdiene legges til grenseverdiene for ANC-reltert skde. Deleted: Figur 13 6 uklk innsjøer 6 uklk innsjøer C estimert fr Mg, mg/l y =,922x 5 R 2 =,7239 4 3 2 1 <5 moh >5 moh, 2, 4, 6, C-målt, mg/l C estimert fr K, mg/l y =,9442x 5 R 2 =,7818 4 3 2 1 <5 moh >5 moh, 2, 4, 6, C-målt, mg/l Figur 13. Smmenheng mellom C-konsentrsjon målt og estimert ut fr relsjon mellom C og ) mgnesium (Mg) og ) klium (K) sert på ll dt fr uklk innsjøer prøvettt høsten 24 smt 25. Intercept er stt til d det ikke forventes noe konstntledd her. 28

NIVA 5364-27 4.2 Test v modell ; eregning v ANC sert på C-modeller for uklk innsjøer Hvis modellene mellom Mg og K i forhold til C skl h noen verdi, må modellene kunne enyttes til å ngi vnnkvlitet i en klk innsjø. Dette inneærer t modellene må kunne eregne hv ANC ville være hvis innsjøen vr uklk. Smme metode enyttes her på uklk innsjøer, hvor en eregnet ANC kn smmenlignes med ANC eregnet med ruk v de trdisjonelle metodene (målt vnnkjemi). Bsert på den generelle modellen (Figur 13) vr det mulig å eregne C-konsentrsjonen i innsjøer upåvirket v klking med rimelig sikkerhet. Det vr en god smmenheng mellom estimert C, enten estimert le sert på Mg eller K (Figur 14). Dette er også en sterk indiksjon på t de estimerte verdiene er rimelig riktige med unntk v i noen få innsjøer. De fleste innsjøene lå innenfor et intervll på ±,5 C-enheter. En estimert C-verdi ør eregnes ut fr åde Mg og K for derved å kunne identifisere mulige feil, f.eks. ukjente tiltk eller vvikende geologi. Deleted: Figur 13 Deleted: Figur 14 Mulige årsker til feil er: Innsjøen er påvirket v dolomitt (påvirker Mg) Innsjøen er påvirket v gjødsel (påvirker K) Innsjøen er loklisert innenfor et geologisk område som idrr med mer Mg eller K enn forventet fr den generelle relsjonen. I klk innsjøer kn klkingen også påvirke: Mg: det vil normlt være <1 vektprosent Mg i klk. Mg i klk idrr snnsynligvis lite til Mg i innsjøen. Ioneytting i sediment mellom C (fr klk) og Mg. Dette idrr til å høyne Mg-nivået og dermed overestimere kgrunn-c og ANC. Mg-nivå må sjekkes mot nærliggende uklk innsjøer. Betydningen v dette må undersøkes nærmere. Klking påvirker ph og dermed denitrifisering. Effekten v dette på ANC ør estimeres. Klking påvirker TOC. 6 5 y = 1,9x R 2 =,885 Uklk innsjøer C estimert fr K modell 4 3 2 1 < 5 moh >5 moh 1 2 3 4 5 6 C estimert fr Mg modell Figur 14. Smmenheng mellom C-konsentrsjon eregnet fr mgnesium (Mg) og klium (K) i uklk innsjøer i Aust-Agder i 24 og 25. De to heltrukne strekene ngir en vrisjon på,5 mg C L -1 omkring regresjonslinjen. Dersom den estimerte C-verdien settes inn i eregningsformelen for ANC skl dette h liten effekt på relsjon mellom eregnet (trdisjonell) ANC og ANC eregnet ut fr estimerte C-verdier. Dette kn testes i uklk innsjøer (Figur 15). Det vr en meget god smmenheng for eregnet og estimert ANC i de uklk innsjøene (p<,1; r2=,83 til,82 for henholdsvis Mg og K-sert modell). Deleted: Figur 15 29

NIVA 5364-27 ANC, C estimert fr Mg modell 25 2 15 1 5 y =,8861x R 2 =,8383 Uklk innsjøer < 5 moh >5 moh -5-5 5 1 15 2 25 ANC trdisjonell ANC, C estimert fr K- modell 25 2 15 1 5 Uklk innsjøer y =,9112x R 2 =,8249 < 5 moh >5 moh -5-5 5 1 15 2 25 ANC trdisjonell Figur 15. Smmenheng mellom trdisjonell ANC (eregnet fr målt C og øvrig vnnkjemi) og ANC estimert ut fr en estimert C-konsentrsjon sert på henholdsvis ) mgnesium (Mg) og ) klium (K) i uklk innsjøer i Aust-Agder i 24 og 25. Ved å smmenligne ANC hvor C-idrget er estimert fr enten Mg eller K oppnås en test v de to metodene (Figur 16). Det vr en meget sterk smmenheng mellom K og Mg-estimert ANC (p<,1; r2=,87). Midlere differnse i ANC for lle uklk vnn vr -1±17. Dette ntyder en usikkerhet i området 2 µekv L -1. Dette nivået stemmer overens med usikkerheten i modellene. Deleted: Figur 16 ANC, C estimert fr K- modell 25 2 15 1 5 Uklk innsjøer y = 1,5x R 2 =,8673 < 5 moh >5 moh ANC, C estimert fr K- modell 1 5 Uklk innsjøer y = 1,5x R 2 =,8673 < 5 moh >5 moh -5-5 5 1 15 2 25 5 1 ANC, C estimert fr Mg modell ANC, C estimert fr Mg modell Figur 16. Smmenheng mellom ANC estimert ut fr en estimert C-konsentrsjon sert på henholdsvis mgnesium (Mg) og klium (K) i uklk innsjøer i Aust-Agder i 24 og 25. Figuren til høyre viser smme dt, men med forskjellig skl. ANC kn også estimeres direkte fr målt C (Figur 17) eller fr målt Mg og K-konsentrsjon (Figur 18). Disse relsjonene kn enyttes til å estimere ANC direkte fr de målte verdiene i en klk innsjø. I klk innsjøer ville dette ety t det d kun er nødvendig å nlysere Mg og/eller K. Smmenhengen mellom ANC estimert ut fr relsjonen mellom Mg eller K og ANC vr dårlig (Figur 19) og etydelig dårligere enn smmenhenger sert på ANC hvor kun C-verdien er estimert, resten v verdiene er målt (Figur 16). Denne forskjellen i utsgnskrft skyldes t det er mer enn kun C eller Mg eller K som inngår i ANC eregningene og t disse elementene ikke fnges opp v en ren Mg og/eller K relsjonssert ANC-modell. C-modellen vr mer roust, men er tilsvrende uegnet i en klk innsjø på grunn v klkingen (Figur 18). Dette inneærer t et ANC-estimt ikke ør seres på måling v enkeltioner lene, men kn rukes til å utføre grove eregninger for et stort ntll innsjøer hvor økonomi egrenser mulighet for full vnnkjemisk nlyseprogrm. Deleted: Figur 17 Deleted: Figur 18 Deleted: Figur 19 Deleted: Figur 16 Deleted: Figur 18 3

NIVA 5364-27 Trd ANC, uekv/l 3 25 2 15 1 5-5 uklk innsjøer <5 moh y = 54,755x - 28,176 R 2 =,8829 >5 moh y = 74,478x - 22,274 R 2 =,7849 y = 5,953x - 19,283 R 2 =,8559, 1, 2, 3, 4, C-målt, mg/l Figur 17. Smmenheng mellom målt klsium (C) og ANC eregnet ut fr trdisjonelle metoder for uklk innsjøer i 24 og 25. Trd ANC, uekv/l 3 25 2 15 1 5 uklk innsjøer <5 moh >5 moh y = 124,55x - 4,4455 R 2 =,6737 Trd ANC, uekv/l 3 25 2 15 1 5 uklk innsjøer <5 moh y = 145,99x + 1,3464 R 2 =,668 >5 moh -5,,5 1, 1,5 2, Mg-målt, mg/l -5,,2,4,6,8 1, K-målt, mg/l Figur 18. Smmenheng mellom ) målt mgnesium (Mg) og ) målt klium (K) og ANC eregnet ut fr trdisjonelle metoder for uklk innsjøer i 24 og 25. Trd ANC, uekv/l uklk innsjøer 25 <5 moh 2 >5 moh 15 1 5 y =,9134x + 2,255 R 2 =,583-5 -5 5 1 15 2 25 ANC estiemrt fr Mg-målt, mg/l Trd ANC, uekv/l uklk innsjøer 25 <5 moh 2 >5 moh 15 1 5 y =,782x - 2,23 R 2 =,583-5 -5 5 1 15 2 25 ANC estiemrt fr K-målt, mg/l Figur 19. Smmenheng mellom ANC estimert ut fr relsjonen mellom trdisjonell ANC og ) mgnesium (Mg) og ) klium (K) (se Figur 18) og ANC eregnet ut fr trdisjonelle metoder for uklk innsjøer i 24 og 25. Deleted: Figur 18 31

NIVA 5364-27 4.3 Betydningen v humus og høyde over hvet Det le opprinnelig (i 1983/24-ereidingen v dtene) postulert t de oserverte relsjonene vr reltert til høyde over hvet. Smtidig er humusinnholdet reltert til høyde over hvet (Figur 2). Dette gir en utokorrelsjon mellom disse to fktorene. Deleted: Figur 2 Det er i den videre ereidingen vlgt å ktegorisere dtene ut fr egge egenskper. Mens høyde er viktig for relsjon mellom hovedioner (se vedleggene), er humusinnholdet viktig d dette påvirker åde ph og konsentrsjonen v lilt Al og smmenhenger mellom disse og ANC (Kroglund m.fl., 22; Kroglund og Rosselnd, 24; Evns m.fl., 25). Mterilet er delt inn i innsjøer < eller > 5 moh., smt i TOC-klssene <2, 2-5 og >5 mg C L -1. Ettersom smmenhenger mellom ph, LAl og ANC er påvirket v TOC er det rimelig å nt t endringer i humuskonsentrsjon over det siste 1-2 års perioden kn påvirke disse relsjonene. Hvis så er tilfellet, kn det nts t indiktorverdien til ANC også påvirkes v TOC. Dette er rsjonle k ANCo. ANCo er estimert ut fr fiskesttus og vnnkjemi i 1986. Mens fiskeskdene oppsto mnge (1-år) tidligere, er det rimelig å nt t skdene oppsto ved høyere ANC-verdier enn det som ntydes i disse dtene (Bulger m.fl., 1993; Lien m.fl., 1996; Lydersen m.fl., 24). Det nts her t vnnkvlitet le forringet fr 196 til 198-tllet. Med utgngspunkt i tidligere reider hvor ph og Al-relsjoner til ANC er påvist å være påvirket v TOC, er det i det videre reidet vlgt å utføre smmenligninger mellom ulike vnnkvlitetsindiktorer, hvor relsjonene plottes for ulike TOC-klsser. TOC, mg C/l 18 16 14 12 1 8 6 4 2 y = -,59x + 7,5328 R 2 =,45 4 8 12 Høyde over hvet, m Figur 2. Smmenheng mellom hoh. og TOC i innsjøer prøvettt i 24 og 25. Smmenhengen mellom C og ph vr påvirket v høyde over hvet. Det vr tendenser til t ph vtok med økende humuskonsentrsjon innenfor hver høydeklsse (Figur 21). Ktegorien 2-5 mg C L -1 for innsjøer >5 moh. og <5 moh. vvek etydelig fr hverndre. Dette tyder på t det må ts hensyn til humusnivå, men også til høydenivå når det skl utvikles modeller for å estimere et ph-nivå uten klking. Det vr ingen entydig seprsjon mellom ph og LAl med hensyn til TOC og hoh (Figur 21). Det vr likevel tendenser til noe lvere LAl-konsentrsjon i innsjøer med lvest TOC, lterntivt kn dette også skyldes høyde over hvet. LAl-konsentrsjonen vr lltid < enn 2 µg L -1 når ph >6,2 og >4 µg L -1 når ph <5,3. Mellom ph 5,3 og 6,2 økte LAl med vtgende ph, men spredningen er stor. Deleted: Figur 21 Deleted: Figur 21 32

NIVA 5364-27 ph 7,5 7, 6,5 6, 5,5 5, 4,5 4, uklk innsjøer 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh, 1, 2, 3, 4, Lilt-Al, µg/l 14 12 1 8 6 4 2 uklk innsjøer 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh 4,5 5 5,5 6 6,5 7 C, mg/l ph Figur 21. Smmenheng mellom ) klsium (mg C L -1 ) og ph og ) ph og lilt-al (µg Al L -1 ) i innsjøer prøvettt i 24 og 25. Innsjøene er ktegorisert i henhold til høyde over hvet (> 5 eller <5 moh.) og humuskonsentrsjon. Det vr klre smmenhenger mellom ANC og ph, men smmenhengene vr like klrt reltert til humus. Det vr liten forskjell i relsjon for innsjøer > eller < enn 5 moh. for TOC klsse 2-5 mg C L -1. Dette tyder på t hoh. hdde mindre etydning for vrisjonen enn TOC. Ants ph 5,6 å representere en tilfredsstillende vnnkvlitet, vr vnnkvliteten tilfredsstillende når ANC > i innsjøktegori <2 mg C L -1 ; >5 moh., mens ANC-grensen må heves til 6 µekv L -1 for innsjøer <5 moh. som hr en humuskonsentrsjon >5 mg C L -1. Estimeres ANC o kryper relsjonene noe mer smmen, men fortstt er det seprsjon mellom dtsettene med hensyn til TOC. Disse to metodene må testes på smme dtsett og med fisk for å vurdere hvilken som er est. Inntil så er gjort konkluderes det med t: Humus påvirker smmenhengen mellom ph og ANC. 7,5 uklk innsjøer 7,5 uklk innsjøer 7, 7, 6,5 6,5 ph 6, 5,5 5, 4,5 4, 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh -5 5 1 15 2 25 Trd ANC, uekv/l ph 6, 5,5 5, 4,5 4, 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh -5 5 1 15 2 25 ANCo, uekv/l Figur 22. Smmenheng mellom ) ANC (µekv L -1 ) og ph i innsjøer prøvettt i 24 og 25. I figur er smme smmenligning utført for ANC eregnet som ANC o. Innsjøene er ktegorisert i henhold til høyde over hvet (>eller<5 moh.) og humuskonsentrsjon. Det vr klre smmenhenger mellom ANC og LAl, men smmenhengene vr like klrt reltert til humus. Det vr liten forskjell i relsjon for innsjøer > eller < enn 5 moh. for TOC klsse 2-5 mg C L -1. Dette tyder på t hoh. her hdde mindre etydning for vrisjonen enn TOC. Ants 2 µg Al L -1 å 33

NIVA 5364-27 representere en Al-dose som ikke er elstende, ntyder dette tilfredsstillende vnn når ANC >1 i innsjøktegori <2 mg C L -1 ; >5 moh., mens ANC-grensen må heves til 4 µekv L -1 for innsjøer <5 moh. som hr en humuskonsentrsjon >5 mg C L -1. Estimeres ANC o kryper relsjonene noe mer smmen, men fortstt er det seprsjon mellom dtsettene med hensyn til TOC. Disse to metodene må testes på smme dtsett og med fisk for å vurdere hvilken som er est. Ettersom det fortstt er en etydelig spredning i relsjonene mellom ph og LAl når ANC eregnes som ANCo velges denne eregningsmetoden vekk i det videre reidet. Uvhengig v dette; konkluderes det med t: Humus påvirker smmenhengen mellom LAl og ANC. Lilt-Al, µg/l 14 12 1 8 6 4 uklk innsjøer 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh Lilt-Al, µg/l 14 12 1 8 6 4 uklk innsjøer 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh 2 2-5 5 1 15 2 25 Trd ANC, uekv/l -5 5 1 15 2 25 ANCo, uekv/l Figur 23. Smmenheng mellom ) ANC (µekv L -1 ) og lilt-al (µg Al L -1 ) i innsjøer prøvettt i 24 og 25. I figur er smme smmenligning utført for ANC eregnet som ANC o. Innsjøene er ktegorisert i henhold til høyde over hvet (>eller< enn 5 moh.) og humuskonsentrsjon. Denne vurderingen ntyder t det ikke ør enyttes en ANC-grense som er uvhengig v humusinnholdet i innsjøene. Ettersom humusinnholdet i innsjøene hr vært under endring kn dette h uønskede effekter på vurderingsgrunnlget. 34

NIVA 5364-27 5. Forslg til ANC grenser for fisk i Aust-Agder 5.1 Endringer i smmenheng mellom ANC og ph og Al fr 1986 til 24/5 Det er ikke etlert grenseverdier for ph og LAl for innlndsfisk. De regionle undersøkelsene i 1983 og 1986 smt 1995 påviser smmenhenger mellom estndssttus til fisk og ANC eregnet i vnnprøver innsmlet om høsten. Dermed er det ikke klrt hvilken vnnkjemi som fktisk egrenset fiskeestnden. Grenseverdier sert på fiskeforsøk ngir heller ikke relevnte grenseverdier. De fleste forsøkene er utført på eldre yngel og større fisk. Disse livsstdiene er etydelig mer rouste og tolernte enn selve efruktningen og klekkefsen. Fiskeutsettinger i sure innsjøer hr gitt gode fngster v ure (Dlziel m.fl., 1995). Sommergmmel yngel som le stt ut overlevde og vokste i flere år selv når ph vr 4.8 og LAl-konsentrsjonen oversteg 1 µg Al L -1. Men selv ved etydelig lvere konsentrsjoner v LAl og høyere ph-verdier enn dette le det ikke registrert vkom fr gyting. Vnnkvliteten påvirket således sttus til fiskeestnden. Det er ønskelig å etlere edre grenseverdier for fisk, hvor disse seres på ph og LAl i tilegg til modifiserende element som C, TOC med mer. Selv om relsjoner til ANC erfringsmessig er mest roust hvis koplet til ANC, er det fortstt Al og H+ som er de giftige komponentene i forsuret vnn. Det ligger utenfor dette prosjektets oppgve å utføre en slik nlyse. Fiskesttus er et resultt v en integrert elstning over tid, hvor det ikke nødvendigvis er den vnnkjemi som le målt om høsten (jf. prøvetkingsprotokoll for det nsjonle overvåkingsprogrmmet) som vr den kjemien som fktisk vr kritisk for fisken. Men kjemien målt om høsten må være reltert til de giftighetsnivåene den enkelte fiskeestnden opplevde og le påvirket v. Hvis så ikke vr tilfellet ville det heller ikke være relsjoner mellom fiskesttus og ANC. Smtidig er det rimelig snnsynlig t mnge fiskeestnder le påvirket flere 1-år før vnnkjemi le målt. Dermed koples skder som oppsto for lenge siden med vnnkjemi i 1986. Skder kn derfor h oppstått i edre vnn enn det som le målt i 1986 og ANC grensene setts for lvt. Enkelte innlndsfiskeestnder er mer tolernte for forsuring enn ndre (Dlziel et l., 1995). Dette idrr til å øke vrisjonen i relsjonene mellom kjemi og fiskesttus. Det er mulig t det i løpet v den 6-årige forsuringshistorien som mnge fiskeestnder hr opplevd i Agder t enkelte v estndene hr utviklet økt tolernse, men dette er ikke undersøkt. Likeledes kn det være stt ut mer tolernte fiskeestnder som forsterkningstiltk. Kritisk ANC vrierer også med hvilken fiskert som skl eskyttes. Her ntr vi t ure er målgruppen. Aor vil eskyttes ved lvere ANC-nivå enn ure, men her må det også ts hensyn til tidspunkt for forsuringsepisoder. Smmenhengene mellom fiskesttus og vnnkjemi er for tiden sert på dt fr 1-sjø undersøkelsen i 1986 (Bulger m.fl., 1993; Lien m.fl., 1996, Lydersen m.fl., 24). ph og LAl er i dette mterilet godt korrelert. Tilsvrende smmenhenger mellom ph og LAl påvises i 24/5 (Figur 24). Bsert på smmenheng mellom ph og LAl i 1983 og i 1986 og i uklk innsjøer i 24 og 25, synes relsjonen mellom ph og LAl å være uforndret de siste 2 årene. Benyttes en kritisk ANC limit på 2 µekv L -1 (Lien et l. 1996) kn det utledes grenser for ph og LAl i forhold til ANC fr Figur 25 og c. Nedenfor er det ngitt ph og Al nivå i forhold til ANC-verdiene og 2 µekv L -1. Deleted: Figur 24 Deleted: Figur 25 ANC > 2 ph normlt > 5,7 LAl norml < 2 µg L -1. ANC < ph normlt < 5,3 LAl normlt > 4 µg L -1 I dgens tålegrensereid enyttes en vriel ANC-grense ved eregning v tålegrenseoverskridelser. Denne tr hensyn til SO 4 og NO x i sur nedør og forvitringsrter (Henriksen et l. 1995; Henriksen og Posch 21). Denne type dt er ikke uten videre kjent for lle vnn i Agder og er ikke uten videre enkel å enytte når det skl utføres enkle estimt v snnsynlig effekt v klkkutt på vnnkjemi. 35

NIVA 5364-27 Betydning v TOC på nsjonle overvåkingsruter er vist i Hindr og Lrsen (25). Denne type eregninger nsees som mer komplisert enn det som er nødvendig innenfor en mindre region som Aust-Agder. Denne ntgelsen ør etterprøves. Hvis de smme ANC nivåene skl gjøres gjeldene i 25 må smmenhenger mellom ANC og de giftige komponentene være uforndret over tid. Smmenhengen mellom ANC og ph (Figur 25,) og mellom ANC og LAl (Figur 25c,d) synes å være endret fr 1983 og 1986 og frm til i dg. Det er liten forskjell mellom 1983 og 1986-dtene. Endringene ntyder t mn i dg må h en høyere ANC-verdi for å oppnå smme vnnkvlitet som tidligere (høy ph og lv LAl). Mens TOC hdde liten innvirkning på smmenhengene i 1983/86 vr de sterkt påvirket v TOC i 24/5. TOCkonsentrsjonen er endret med en fktor på 3 over smme tidsrom i innsjøer nlysert åde i 1983 og 24 (vedlegg C; Figur 34). ANC-grenser etlert i 1986 er derfor ikke uten videre grenseverdier som indikerer eskyttende vnnkjemi også i 25. Denne konklusjonen er kun sert på kjemiske smmenhenger og må ekreftes ved å inkludere relsjoner til fisk. Tilsvrende konklusjoner trekkes i Hindr og Lrsen, 25; I områder med høy TOC er kritisk ANC-verdi for ure ofte lngt over den etlerte grensen (ANC limit) på 2 µekv L -1 Deleted: Figur 25 Deleted: Figur 25 Deleted: Figur 34 Lilt-Al, µg/l 14 12 1 8 6 4 uklk innsjøer <2 mg C/l 2-5 mg C/l 5-15 mg C/l 1983-dt Lilt-Al, µg/l 14 12 1 8 6 4 uklk innsjøer 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh 2 2 4, 4,5 5, 5,5 6, 6,5 7, ph (1983 + 1986) 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 ph (24 + 25) Figur 24. Smmenheng mellom ph og lilt-al (µg Al L -1 ) i ) 1983/86 og ) 24/5. Dt fr 1983 er vist med grå symoler. Innsjøene er kun ktegorisert i forhold til humuskonsentrsjon. Ut fr smmenhengene over konkluderes vi med t grenseverdiene for ANC som indikerer tilfredsstillende vnnkjemi (t dermed t det er forsvrlig å stnse klkingen) settes etydelig høyere enn grensene sert på dt fr 1986 og etydelig høyere i innsjøer med >5 mg C L -1 enn det som ntydes for innsjøer med humusinnhold <2 mg C L -1. Mens en ANC-verdi på 2 µekv L -1 ntydet phverdier >6 og LAl-konsentrsjoner <2 µg Al L -1 i 1986-dtsettet, er tilsvrende ph og LAl nivå i 24-dtsettet også reltert til TOC. Det defineres derfor ANC grenser for ulike TOC-klsser. En phverdi >6 og/eller en LAl-konsentrsjon < 2 µg Al L -1 ssosieres med en ANC verdi >15 µekv L -1 når TOC <2 mg C L -1, med ANC >2 når TOC-intervllet er på 2-5 mg C L -1 og med ANC >4 for vnn med TOC >5. Inntil det foreligger etenkninger på prolemstillingene over velger vi her å definere ANC på: 4 µekv L -1 som snnsynligvis tilfredsstillende i vnn med TOC >5 mg L -1, 2 µekv L -1 som snnsynligvis tilfredsstillende i vnn med TOC mellom 2 og 5 mg L -1, >15 nsees som indiktor på tilfredsstillende vnn når TOC <2 mg L -1. 36

NIVA 5364-27 7, 7, uklk innsjøer 6,5 6,5 6, 6, ph 5,5 ph 5,5 5, 4,5 4, <2 mg C/l 2-5 mg C/l 5-15 mg C/l -5 5 1 15 2 25 Trd ANC (1983 + 1986) 5, 4,5 4, 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh 1986-dt -5 5 1 15 2 25 Trd ANC (1986 + 24/5) c Lilt-Al, µg/l <2 mg C/l 2-5 mg C/l 5-15 mg C/l d uklk innsjøer 14 14 2-5 mg C/l; <5 moh >5 mg C/l; < 5 moh 12 12 <2 mg C/l; >5 moh 2-5 mg C/l; > 5 moh 1986-dt 1 1 8 6 4 Lilt-Al, µg/l 8 6 4 2 2-5 5 1 15 2 25 Trd ANC (1983 + 1986) -5 5 1 15 2 25 Trd ANC (1986 + 24/5) Figur 25-d. Smmenheng mellom ANC og ) ph og c) lilt Al (µg L -1 ) i 1983 og 1986-mterilet. Dt fr 1983 er vist med gråe symoler. I figurene og d er disse dtsettene stt smmen med tilsvrende dt fr 24/5 for å illustrere endringer over tid. 5.2 Utprøving v modellene på klk innsjøer i Aust-Agder Klkingsehovet er vurdert med kgrunn i full ionesmmensetning fr 52 innsjøer og med kgrunn i kun Mg i 79 innsjøer. For 3 innsjøer forelå det kun dt på C. Her er også ehovet for tiltk vurdert, men d kun når estimtet v ANC ntydet t vnnkvlitetsmålet ikke vr nådd. Mest vekt legges på modellene hvor en uklk C-verdi er eregnet ut fr enten K-C eller Mg-C relsjonene og hvor denne eregnede C-verdien er stt inn i ANC-formelen. Med unntk v en innsjø, estimeres det en positiv ANC i smtlige klk sjøer prøvettt i 24 og 25 (Tell 2 og Tell 3). Et stort ntll sjøer hdde ANC-nivå som ntyder t det er mulig og riktig å vslutte klkingen. Ktegoriseringen kunne vriere vhengig v hvordn ANC vr estimert. Dette må etrktes som en styrke for eslutningen mer enn et prolem. Vrisjon i estimt ntyder usikkerheter og identifiserer innsjøer det må gjøre tileggsvurderinger. Dette kn inkludere: Historisk vnnkjemi for å sjekke t det ikke er feilnlyser (lle ioner) o Endringer i Mg og K, smt i SO 4 og Cl Vnnkvlitet i nosjøer o hvis disse vviker vesentlig fr det som prognoseres må ny vnnprøve ts Ekspertkunnskp o sjøer med uventet ktegorisering må evlueres på nytt Deleted: Tell 2 Deleted: Tell 3 37

NIVA 5364-27 Usikkerheter: Innsjøer >5 moh. hdde lve konsentrsjoner v sektioner. Dette øker usikkerheten (jf. figur 26, 27 og 28). Det er videre ikke opplgt t giftighet til LAl er uvhengig v TOC. I forsøk påvises det t det trengs 2x mer LAl for å oppnå smme gjelle-al konsentrsjon i humus-fttig (<1,5 mg C L -1 ) som i humus-rikt (5 mg C L -1 ) vnn (Teien m.fl., 26). Før det esluttes å stnse klkingen ør det gjennomføres forsøksfiske i et utvlg klk innsjøer. Bsert på endringer i fiskesttus før og etter stns i tiltk kn de neflte grensene for ANC revideres. Det ør også utføres en ny fiskesttus evluering innen fylket. Det vil her være nturlig å utføre denne på innsjøer nttt uerørt v klking i 24/5. Fiskesttus i disse innsjøene i forhold til vnnkjemi vil indikere roustheten til de foreslåtte grenseverdiene. I en slik undersøkelse må fokus settes på endringer i tilstnd til fiskeestnder som hdde redusert tilstnd i enten 1986 eller 1995. Kodinger enyttet i vurderingskolonnene i tell 2 og 3 ANC-grensene er sert på ktegoriseringen i tell 3. ANC-grensene er gjort vhengig v TOC. Grenser eregnes ut fr ANC eregninger, hvor ANC eregnes ut fr formel: ANC= C 2+ + Mg 2+ + N + + K + - SO 4 2- - NO 3 - - Cl -, (som µekv L -1, (Reuss og Johnson 1986). I klk innsjøer erstttes målt C med: C-Mg eregnet ANC C erstttes med = Mg*2,33 +,33 Figur 12 C-K eregnet ANC C erstttes med = K*2,93 +,4 Figur 12 Deleted: Figur 12 Deleted: Figur 12 ANC kn også estimeres ut fr korrelsjon mellom Mg eller K og ANC: Mg-målt ANC ANC = Mg*125-4 Figur 18 K-målt ANC ANC = K*146 + 1 Figur 18 Deleted: Figur 18 Deleted: Figur 18 De mest rouste modellene for eregning v en uklket ANC er sert på t C er estimert ut fr Mg og/eller K. De svkeste modellene er sert på korrelsjonen mellom Mg eller K og ANC i uklk vnn. Her eholdes lle eregningsmetodene inntil disse er evluert og forkstet i egne studier. 38

NIVA 5364-27 5.3 Regionl vrisjon i vnnkjemi i Aust-Agder; 24 og 25-dt I figur 26, 27 og 28 er nivåer for ph, TOC, LAl, C og ANC målt i innsjøer i Aust-Agder i 24/5 vist. Klsseinndelingen for ph, LAl og ANC er foruten å være sert på smmenhenger påvist tidligere i denne rpporten, også sert på smmenhenger mellom estndssttus og kjemi i 1995 (Hesthgen upulisert). ANC er delt inn i TOC klssene -2, 2-5 og >5 mg C L -1. I ktegoriseringen v innsjøer i Aust-Agder er en snnsynlighet >5 % død etrktet som indiktor på svært dårlig vnnkvlitet, mens <1% snnsynlighet for død er vurdert som skillet mellom modert og godt vnn (Tell 1). Frgekodene enyttet for ANC, ph og LAl i krtene er således koplet til en vurdering v økologisk sttus for ørret. Deleted: Tell 1 Tell 1. Ktegorisering v økologisk klsse ut fr snnsynlighet for utryddelse. I figur 26 til 28 er målt tilstnder ngitt med sort sirkel rundt frgen. Snnsynlighet for estndseffekt er sert på reider v T.Hesthgen (upulisert) Vnnkvlitet Høy God Grenseverdi Modert Dårlig Svært dårlig P (utdødd) <5 5-1 1-2 2-5 >5 tiltk tiltk tiltk tiltk tiltk fortsetter unødig unødig vurderes fortsetter ph >6, 5,8-6, 5,8 5,8-5,6 5,3-5,6 <5,3 LAl <5 5-1 1 1-25 25-45 >45 ANC; -2 TOC >2 15-2 15 1-15 (-1) - 1 <(-1) ANC; 2-5 TOC >3 2-3 2 15-2 5-15 <5 ANC; > 5 TOC >7 4-7 4 2-4 1-2 <1 For prmetrene klsium (C), TOC og høyde over hvet ngir kodingen nivåer, ikke økologiske klsser. Frgekode Høyde over hvet (hoh) >8 5-8 3-5 15-3 <15 Klsium (mg C L -1 ) >4 2,-4, 1,-2,,5-1, <,5 TOC (mg C L -1 ) <,5 1,-,5 1,-2, 2,-5, >5, 39

NIVA 5364-27 5.3.1 Innsjøenes høyde over hvet smt innhold v humus (TOC) Som forventet øker høyde over hvet med vstnd fr kysten (Figur 26). Humuskonsentrsjonen vtr med økende høyde (Figur 26). Det vr ingen tydelig øst-vest grdient i TOC-konsentrsjon smtidig som det vr en meget tydelig nord-sør grdient. Alle sjøer i de indre delene v fylket hdde lv humus konsentrsjon (< 2 mg C L -1 ). Konsentrsjonene kunne være noe høyere i dlunnene enn på dltoppene (jfr hoh. krtet). Ettersom ANC-grensene er reltert til humusnivå, vil grensen for kritisk ANC følge den smme TOC-grdienten. Deleted: Figur 26 Deleted: Figur 26 Figur 26. Høyde over hvet () og TOC som mg C L -1 () målt i innsjøer prøvettt i 24 og 25 i Aust-Agder. Ktegoriene er ngitt i figurene. 5.3.2 ph, C og LAl Klsium er målt i uklk vnn og estimert fr Mg i klk vnn (Figur 27). Klsium vtok i en nordsør grdient. Det vr normlt god smmenheng mellom de målte og de estimerte verdiene for nosjøer, selv om det i enkelte områder le målt høyere C-konsentrsjoner enn det som estimeres. Noen v de høye verdiene kn skyldes ikke-registrerte klkingstiltk, ndre kn skyldes lokle klkforekomster. Feil i estimtene når høyden over hvet er >5m, eller når Mg-konsentrsjonen er lv skl heller ikke utelukkes som årsk.. ph i uklk innsjøer vrierte i en nord-sør, men også i en øst-vest grdient (Figur 27). ph verdier >6 vr vnlig i de indre delene v fylket, smt lngs kysten fr Risør til Arendl og i området vest for Lillesnd. ph-verdier < 5,3 nts her å representere innsjøer med >5 % snnsynlighet for skder på en ureestnd. Dette vr et vnlig nivå i kommunene Ivelnd, Frolnd, Åmli og deler v Gjerstd. I mterilet i påvises det en rekke tilfeller hvor novnn hr svært forskjellig ph verdi. Konsentrsjonen v lilt Al økete fr kysten og inn i lndet (Figur 27c). Denne grdienten i LAl følger grdienten i ph, men også TOC og høyde over hvet. De høyeste konsentrsjonen le målt i de midtre delene v fylket smt med mot kysten i mellom Grimstd og Lillesnd. Deleted: Figur 27 Deleted: Figur 27 Deleted: Figur 27 4

NIVA 5364-27 c Figur 27. ) C målt i uklk innsjøer og estimert for klk innsjøer, ) ph og c) lilt-al målt i uklk innsjøer i Aust-Agder høsten 24 og 25. Verdier er ngitt som ktegorier. Grenseverdiene er ngitt i figuren. Ktegoriene er ngitt i figurene. 41

NIVA 5364-27 5.3.3 ANC ANC eregnet i uklk innsjøer er vist i Figur 28. I Figur 28 er ANC eregnet ut fr en estimert Cverdi for åde klk og uklk innsjøer i Aust-Agder. C er her estimert ut fr Mg og K. I Figur 28c er ANC eregnet ut fr korrelsjonen mellom ANC og Mg eller ANC og K. Dette er en svkere modell enn de over, men ngir likevel nivået til ANC. I Figur 28d er ANC vist for lle innsjøer det foreligger dt fr i 24 og 25. I uklk innsjøer vises ANC eregnet fr målt vnnkjemi, i klk innsjøer med full ionesmmensetning er C estimert ut fr Mg og K (middel v de to verdiene enyttes i eregningene). I de resterende innsjøene er ANC estimert ut fr korrelsjon mellom Mg og ANC. Deleted: Figur 28 Deleted: Figur 28 Deleted: Figur 28 Deleted: Figur 28 Trd-ANC; kun uklk innsjøer (fig.) Det er tydelige grdienter øst-vest lngs kysten og nord-sør for hele fylket. Kritisk lv ANC kn påvises i hele fylket, men vr vnligst i de midtre regionene smt i området mellom Lillesnd og Grimstd. God og høy klsse le målt i flere vnn i Risør, Tvedestrnd og i Lillesndsregionen. ANC kunne vriere over minst 2 klsser mellom novnn. Dette identifiserer innsjøer som kn/ør sjekkes med nye prøver. Innefor fylket er det flere områder som hr jevnt høy ANC. Innefor disse områdene kn klking snnsynligvis vvikles. ANC, C eregnet fr Mg/K; uklk og klk innsjøer (fig.) Denne metoden ngir noe lvere ANC klsse i enkelte uklk innsjøer. Dette kn være riktig, men kn også tyde på t modellen gir noe lvt ANC-estimt. Feilnlyser skl heller ikke utelukkes. Den regionle vrisjonen påvist med trd-anc opprettholdes. ANC, Mg/K-relsjon & ANC-smlet; lle innsjøer (fig.c og d) Dette er den svkeste modellen for ANC estimering. Den regionle fordelingen v ANC nivå stemmer likevel godt overens med ANC eregnet ut fr mer rouste metoder. Dette illustreres i ANCsmlet figuren (Figur 28d). Denne siste viser ANC ut fr den este modellen tilgjengelig for innsjøen. Kun noen få v innsjøene i Figur 28c endrer ktegori. Selv om feilen kn li stor for en enkelt innsjø, er feilen lite innenfor en region. En så grov metode som dette kn således indikere ANC-endringer såfremt grunnlgsmodellene er rouste. Modellene ør settes opp for hver region for å minimlisere fktiske vrisjoner i relsjonene. Deleted: Figur 28 Deleted: Figur 28 42

NIVA 5364-27 c d Figur 28. ANC etter fire ulike modeller i innsjøer i Aust-Agder i 24 og 25. ) ANC-trdisjonell eregnet for uklk innsjøer ) ANC eregnet, men C-verdien er eregnet fr Mg/K relsjonen. Mterilet er fr klk og uklk innsjøer. c) ANC sert på korrelsjon mellom Mg og K. Mterilet er fr klk og uklk innsjøer. d) Alle dtpunktene smlet. Her vises ANC fr hvis denne er tilgjengelig, fr fig for klk sjøer med full ionesmmensetning og fr klk sjøer hvor ANC estimeres fr kun Mg (fig c) for de resterende sjøene. 43