Examensarbetet har utförts för pappers och massabruket Vida paper i Lessebo, där de under lång period har haft problem med höga halter av kväve i deras avloppsvatten. Vida paper tillverkar bland annat papper i olika färgskalor, och enligt spekulationer från företaget ska de varierande halterna av kväve bero på de olika färgerna som tillverkas, vilket är det som ska undersökas i arbetet. Det finns för närvarande 15 färger, från 6 olika leverantörer, som idag producerar ca 100 nyanser på pappersbruket. Kväveprover har tagits på 51 av de 100 nyanserna, av dem har 11 stycken avvikit med höga halter av kväve. Efter analyser av vad de 11 avvikande kväveproverna innehåller för färger har det visat sig att 8 stycken av dem innehåller färgen Levacell Echtgelb 2RF. Slutsatsen är att efter analyser från kväveprover och leverantörer konstateras att Levacell Echtgelb 2RF, färg nr. 5, är den färg som innehåller mest kväve. För att reducera kvävehalten hänvisas Vida paper att se över Levacell Echtgelb 2RF och överväga att hitta en annan liknande färg med mindre kvävehalt.

Hur stor den naturliga kväveavskiljningen är från utsläpp av kväve tills att utsläppet når havet, är väldigt svårt att mäta. Den procentuella avskiljningen, skillnaden mellan brutto- och nettobelastning även kallad retention, skattas därför ofta med vattenkvalitetsmodeller som försöker beskriva de naturliga processer som sker. Beräkningsmodellerna är en förenklad beskrivning av verkligheten och ett hjälpmedel för att få en överblick över t.ex. närsaltsbelastning och retention i ett område. I svenska vatten, sker kväverening främst i sjöar, genom denitrifikation, dvs omvandling av oorganiskt kväve i form av nitrat till kvävgas och permanent sedimentering av föreningar som innehåller oorganiska och organiska kväve. Därför är det viktigt att beskriva processer i sjöar adekvat om trovärdiga modeller för att förutsäga flöden av kväve ska utvecklas och användas. Målet med projektet har varit att förbättra resultatet för beräkning av kväveavskiljning i sjöar för storskalig modellering med S-HYPE främst med avseende på denitrifikation men också i djupare sjöar där modellen idag överskattar kväveavskiljningen. Avsikten har varit att genom dessa förbättringar succesivt kunna minska mängden lokala korrigeringstermer och på så sätt öka förtroendet för modellen, särskilt i områden utan mätningar (Predictions in Ungauged Basins). Först gjordes en litteraturstudie av mer komplexa sjömodeller. Resultatet från litteraturstudien ledde till att en ny ekvation av denitrifikation med ett justerat koncentrationsförhållande samt en ny temperaturekvation i sjöar. I tillägg till det har en begränsning för denitrifikation i djupa sjöar införts. Med S-HYPE som testbänk har ett antal specifika områden med stora avvikelser i beräkningsresultat jämfört med mätdata studerats. Orsaker till avvikelser har undersökts med avsikt att finna bättre beskrivande processer för den generella modellen. Förutom de utvalda sjöarna Vombsjön, Unden och Vänern för vilka beräkningar av kvävekoncentrationer i den nuvarande S-HYPE är problematiska i den generella modellen har hela Motala Ströms avrinningsområde använts i modellutvecklingen. Modellförändringarna har validerats mot mätningar. Efter att ny ekvation av denitrifikation implementerats, simulerades hela Sveriges avrinning med S-HYPE med den nya processbeskrivningen. Resultaten kan sammanfattas främst inom två områden. Det första är att resultatet, jämfört med mätningar, tyder på att ny beskrivning leder till förbättringar i beskrivning av denitrifikationen. För främst södra Sverige med högre belastning av oorganiskt kväve, till följd av mycket jordbruksmark, har en ökad inomårsvariation av denitrifikationen lett till ett bättre beräkningsresultat. För det andra avslöjas några problem i beskrivning av markprocesser och där lösningen i ett första steg inte främst ligger i ytterligare förfinade sjöprocesser i HYPE. Nationellt har de nya ekvationerna lett till att det oorganiska kvävet delvis underskattas istället för som tidigare då det överskattades. En förklaring till att kvävet underskattas kan vara att markläckaget av kväve är för lågt. Det vill säga att modellens markretention är för hög. Med denitrifikationen som beskrivs inom det här projektet blir framför allt vinternivåerna för låga. I den ursprungliga beräkningen med S-HYPE har man valt att minska denitrifikationen kraftigt för att inte hamna för lågt vintertid. Därmed blir beräknade sommarkoncentrationer för höga i den gamla modellberäkningen.

Syftet med uppsatsen är att redovisa för det svenska jordbrukets påverkan på kväve-och fosforutsläpp från ekologiska och konventionella jordbruk, genom att jämföra kväve-och fosforhalter i jordbruksmarks avrinngsområde. Anledningen till varför kväve-och fosforhalterna är valda är på grund av att dessa två ämnen har en stor inverkan på övergödningen och vattenkvaliteten. Metoden är en kvantitativ undersökningsmetod, där syftet och frågeställningarna har besvarats genom att jämföra kväve-och fosforhalter vid avrinningsområden från jordbruksområden under åren 2009-2014 med att andelen ekologiskt odlad jordbruksmark ökar i hektar, detta för att se om det finns ett samband i kväve-fosfor halter och ökad andel hektar ekologiskt odlad jordbruksmark. För att ta reda på den påverkan ekologiskt odlad jordbruksmark har på övergödningen har det i metoden gjorts en uträkning av hur stor del av den totala jordbruksmarken som är ekologisk respektive konventionell mellan åren 2010 och 2011, detta för att under denna tidsperiod är det då den ekologiskt odlade jordbruksmarken ökade som mest. Informationen om kväve-och fosforhalter vid avrinningsområden kommer från Sveriges 17 län (de län det finns data för), detsamma gäller för informationen om ekologiskt odlad jordbruksmark. Tillvägagångssättet kommer att redovisa för kväve-och fosforhalter vid de 17 länen i diagram och punktdiagram för ekologiskt odlad jordbruksmark. Länen delas i bilagan upp i tre regioner, norr, mellan och söder, detta för att se om det finns samband eller olikheter mellan Sveriges län. Diagrammen redovisar för åren 2009-2014. Resultatet visar på att det finns ett samband mellan att kväve-och fosforhalterna ökar och att andelen ekologiskt odlad jordbruksmark ökar i hektar.

<p>Skedala deponi har använts som en soptipp för hushållsavfall sedan mitten av 1950-talet och 20 år framåt. Sedan 1974 har området använts som en deponi för slagg, slam från rökgasrening och flygaska. Villkoren för deponin ändrades 1993 när inte lakvatten fortsättningsvis fick pumpas till reningsverket. Nya villkor upprättades för lakvattenhanteringen och ett våtmarkssystem anlades. Deponin drivs idag av Halmstads Energi och Miljö AB. Målsättningen med examensarbetet är att kartlägga funktion och konstruktion av våtmarkssystemet samt ge riktlinjer till en skötselplan för långsiktig funktion att avlägsna tungmetaller och kväve från lakvattnet i våtmarkerna med hänsyn till svensk miljölagstiftning.</p><p>Våtmarksystemet anlades med lakvattenmagasin, luftningstrappa och fyra våtmarker, vars syfte är att avlägsna kväve. Lakvattnet pumpas från lakvattenmagasinet, recirkuleras över en luftningstrappa för syresättning och tillbaka till lakvattenmagasinet. Härifrån pumpas lakvattnet till våtmarkerna. Det finns en möjlighet att använda tre olika utflöden till våtmarkerna. Öppna diken är lokaliserade runt våtmarkssystemet som tar emot vatten från omgivande marker. Grundvattennivån är cirka en meter under markytan. Ett kontrollprogram upprättades med provtagningar på grund- och lakvatten. </p><p>Provtagning av tungmetaller har utförts i våtmarkerna för att se halterna i sediment och vegetation och om det är ett bra alternativ att avlägsna tungmetaller från våtmarkerna genom skörd av skottbiomassa (växtdelar ovan jord) och rensning av sediment. Högst halter av kadmium och zink i skottbiomassa erhölls med vass. Högst halter av bly i skottbiomassa erhölls med havssäv. Högst ackumulering av kadmium, nickel och zink per ytenhet i skottbiomassa erhölls med vass. De mängder av tungmetaller som kan avlägsnas vid rensning av sediment som genomförs med cirka 10 år mellanrum ligger mellan 155-372 g As, 20-61 g Cd, 369-1468 g Cr, 1232-2787 g Cu, 3-8 g Hg, 232-1557 g Ni, 810-3756 g Pb och 3566-7824 g Zn. Cirka 1 % av mängderna tungmetaller som finns i sedimentet avlägsnas vid skörd av skottbiomassa. </p><p>Utflödet till våtmarkerna kan regleras via pumpar så att en växelverkan mellan anaerob miljö (denitrifikation) och aerob miljö (nitrifikation) kan erhållas. Denna växelverkan kan öka avlägsnandet av kväve från lakvattnet. </p><p>För att hindra översvämning och läckage av lakvatten bör rören lagas och rensas mellan våtmarkerna och vallarna tätas. Rensning av sediment och vegetation bör ske inom den närmaste tiden där en till två våtmarker rensas under samma år och de övriga (en till två) rensas påföljande år tills samtliga våtmarker rensats, för att bibehålla funktionen hos våtmarkssystemet. Sedan kan rensning ske med cirka 10 års mellanrum eller när kanalbildning uppstår. Vass är ett bra alternativ att plantera i våtmarkerna efter rensning. Vass gynnar dessutom kväverening i våtmarkerna. Enligt svensk miljölagstiftning klassas sediment och skottbiomassa som icke-farligt avfall och skottbiomassan och sedimentet kan förbrännas och slaggen, som blandats med slagg från övrig förbränning, kan deponeras på deponin.</p>

Skedala deponi har använts som en soptipp för hushållsavfall sedan mitten av 1950-talet och 20 år framåt. Sedan 1974 har området använts som en deponi för slagg, slam från rökgasrening och flygaska. Villkoren för deponin ändrades 1993 när inte lakvatten fortsättningsvis fick pumpas till reningsverket. Nya villkor upprättades för lakvattenhanteringen och ett våtmarkssystem anlades. Deponin drivs idag av Halmstads Energi och Miljö AB. Målsättningen med examensarbetet är att kartlägga funktion och konstruktion av våtmarkssystemet samt ge riktlinjer till en skötselplan för långsiktig funktion att avlägsna tungmetaller och kväve från lakvattnet i våtmarkerna med hänsyn till svensk miljölagstiftning. Våtmarksystemet anlades med lakvattenmagasin, luftningstrappa och fyra våtmarker, vars syfte är att avlägsna kväve. Lakvattnet pumpas från lakvattenmagasinet, recirkuleras över en luftningstrappa för syresättning och tillbaka till lakvattenmagasinet. Härifrån pumpas lakvattnet till våtmarkerna. Det finns en möjlighet att använda tre olika utflöden till våtmarkerna. Öppna diken är lokaliserade runt våtmarkssystemet som tar emot vatten från omgivande marker. Grundvattennivån är cirka en meter under markytan. Ett kontrollprogram upprättades med provtagningar på grund- och lakvatten. Provtagning av tungmetaller har utförts i våtmarkerna för att se halterna i sediment och vegetation och om det är ett bra alternativ att avlägsna tungmetaller från våtmarkerna genom skörd av skottbiomassa (växtdelar ovan jord) och rensning av sediment. Högst halter av kadmium och zink i skottbiomassa erhölls med vass. Högst halter av bly i skottbiomassa erhölls med havssäv. Högst ackumulering av kadmium, nickel och zink per ytenhet i skottbiomassa erhölls med vass. De mängder av tungmetaller som kan avlägsnas vid rensning av sediment som genomförs med cirka 10 år mellanrum ligger mellan 155-372 g As, 20-61 g Cd, 369-1468 g Cr, 1232-2787 g Cu, 3-8 g Hg, 232-1557 g Ni, 810-3756 g Pb och 3566-7824 g Zn. Cirka 1 % av mängderna tungmetaller som finns i sedimentet avlägsnas vid skörd av skottbiomassa. Utflödet till våtmarkerna kan regleras via pumpar så att en växelverkan mellan anaerob miljö (denitrifikation) och aerob miljö (nitrifikation) kan erhållas. Denna växelverkan kan öka avlägsnandet av kväve från lakvattnet. För att hindra översvämning och läckage av lakvatten bör rören lagas och rensas mellan våtmarkerna och vallarna tätas. Rensning av sediment och vegetation bör ske inom den närmaste tiden där en till två våtmarker rensas under samma år och de övriga (en till två) rensas påföljande år tills samtliga våtmarker rensats, för att bibehålla funktionen hos våtmarkssystemet. Sedan kan rensning ske med cirka 10 års mellanrum eller när kanalbildning uppstår. Vass är ett bra alternativ att plantera i våtmarkerna efter rensning. Vass gynnar dessutom kväverening i våtmarkerna. Enligt svensk miljölagstiftning klassas sediment och skottbiomassa som icke-farligt avfall och skottbiomassan och sedimentet kan förbrännas och slaggen, som blandats med slagg från övrig förbränning, kan deponeras på deponin.

The purpose of this study was to examine whether an inventory of the vegetation overgrowth could be used to indicate a locally nutritional impact. The study was conducted at Märstaån where the water runs through a number of agricultural lands that could lead to an increased amount of diffuse emissions of nutrients. The vegetation overgrowth in the water was also studied in relation to shade, meandering and water flow effects on the vegetation. With this method, no definitive conclusions could be drawn. Where the water was shaded, no vegetation overgrowth could be found. Therefor trees should be planted to prevent any future overgrowths. The majority of Märstaån is straightened and should get an increased meandering to lower the water flow. The water pond in Steningedalen could also be more effective by lowering the water flow. In the future, more extensive studies should be conducted in the purpose to find other substances in the water that comes from point sources in the area.

Environmental subsidies are used as incitements to farmers for development of sustainable land use. In 2014, applications for funding constructed wetlands were not available. This paper examines the environmental consequences of this lack of funding in one intensively cultivated region Skåne län, southern Sweden. A review of wetland applications between year 2007-2013 show that the average rate of applications has been 31 projects per year with a wetland size of 4,48 ± 1,61ha per project (mean±95% CI). Based on interviews, the result suggests that the lack of funding in one year leads to between 102 and 140 ha of constructed wetlands that is not built. This correspond to a total loss of increased nitrogen retention capacity between 6,0 and 91,7 tons/year and a loss of increased phosphorus retention capacity between 0,17and 2,1 tons/year in the drainage basins of Skåne. Further the interviews show that continuity of environmental regulations and funding is important for the farmers’ interest in environmental measures. It is concluded that the total loss of increased retention capacity is small compared to the annual transport of nitrogen and phosphorus in the drainage basins. However, changes and interruptions in regulations reduce the confidence in authorities among farmers. This may have more negative, long term effects by ceasing the interest for environmental measures.

Small scale biogas plants (max digester volume 1000 m3) in Sweden produced in average 1.26 GWh per plant in 2014. Most of the biogas was used for combined heat and power production. The relatively cheap electricity in Sweden makes this a low profit business. If the biogas is upgraded to vehicle fuel its value will increase. However, upgrading biogas with conventional methods is costly, and for small scale biogas plants this cost cannot be justified. Development of alternative upgrading methods is an option to decrease the cost of upgrading and making small scale vehicle fuel production a reality. In this master thesis the upgrading method known as in-situ methane enrichment was investigated. This method involves desorption of carbon dioxide in the sludge using a desorption chamber separated from the digester. Air is blown through the sludge for desorption of carbon dioxide. Subsequently, the sludge is pumped back to the digester. The aim was to perform an energy mapping on the enrichment facility installed at the biogas plant (260 m3) at Sötåsens naturbruksgymnasium. In addition, the possibility to absorb ammonium-nitrogen in the off-gas from the process using a scrubber was also investigated in laboratory-scale. The results showed that the upgrading facility lost large quantities of heat during operation. During the coldest circumstances using an air flow of 260 m3/h through the sludge, the heat loss was 495 kWh/day. The corresponding efficiency of carbon dioxide removal was 7.6 kWh/m3 removed carbon dioxide. With proper insulation and heat recovery, the facility has the potential to decrease the heat demand to ca 139 kWh/day, giving an efficiency of 2.3 kWh/m3 removed carbon dioxide. The electric efficiency was 1 kWh/m3 removedcarbon dioxide. The laboratory test of ammonium-nitrogen absorption indicated that the plant has a potential to absorb 59 – 275 kg nitrogen/year by installing a scrubber with a volume of 122 l. The economic benefits are small, but other values such as reduced ammonia pollution or heat recovery solutions using a scrubber should be considered. / Biogas 2020

Jordbrukets miljöpåverkan genom diffusa läckage och transport av näringsämnen är ett problem som det arbetas aktivt med på nationell, regional och lokal nivå. I Sverige beräknas jordbruket stå för 43 % av de totala kväveutsläppen samt 44 % av de totala fosforutsläppen. Stor del av dessa utsläpp transporteras till havet där de bidrar till övergödning och algblomning. Östersjön är det hav som får ta emot utsläppen då de transporteras hit med floder, åar och grundvatten. Samtidigt anses jordbruket behöva öka matproduktionen för att tillgodose en växande befolkning. Detta kan leda till att mer näringsämnen läcker ur odlingsmarkerna och ytterligare bidra till övergödnings- problemen. Det finns olika metoder för att minska jordbrukets miljöpåverkan, men de har alla sina begränsningar. Det gör att det behöver utvecklas nya metoder som kan tillämpas i fler avrinningsområden. En sådan ny metod som tagits fram är den integrerade skyddszonen, och ska fungera för mindre dränerade avrinningsområden intill vattendrag. Den första integrerade skyddszonen anlades i Lilla Böslid, Hallands län, av Hushållningssällskapet Halland år 2012. Ytterligare två har anlagts under 2013.Det här examensarbetet är en utvärdering av konceptet Integrerade skyddszoner.Arbetet innefattar en litteraturstudie för att värdera och granska konceptets styrkor och svagheter. Inga mätningar tidigare har utförts för att undersöka dess potential och ingen litteratur finns att tillgå för detta nya miljöverktyg. Konceptet delas upp i två delar, ett dike och en infiltreringszon. Dessa kan jämföras med våtmark och skyddszon till vilka vetenskaplig fakta finns att hitta. På så vis går det att göra en bedömning om konceptets potential. I arbetet görs även en granskning av de metoder som idag tillämpas inom jordbruket för att få information kring deras reningspotential, styrkor, svagheter samt kostnadseffektivitet. En fältstudie utfördes i en integrerad skyddszon vid Bölarp, i Laholms kommun. Vattenprover togs och analyserades för koncentrationer av kväve och fosfor. Mekanismen för att reducera transporten av närningsämnen är genom sedimentation, denitrifikation, upptag och lagring i växter och mikroorganismer. Resultaten från fältstudien uppvisade ingen reningseffekt, men det är viktigt att komma ihåg att den undersöka anläggningen endast är några månader gammal och dess funktioner är inte helt utvecklade än. / Nitrogen and phosphorus are important nutrients to increase the crop yield on agricultural fields. These nutrients have a tendency to leak and be transported to lakes and seas where they contribute to eutrophication and algal blooms. Today different methods exist to decrease the environmental impact from agriculture but these methods have their limitations. That is why it calls for development of new environmental tools. A new tool is the integrated buffer zone, IBZ, which aims to decrease transportation from smaller drainage areas with drainage systems along streams. In this thesis the potential of IBZ is studied through a research in literature. The concept is based on two parts, a ditch and an infiltration zone. These can be compared to wetlands and buffer zones, to which scientific facts exist. A field study was performed in a newly constructed IBZ in Halland, in south Sweden. Other existing methods for reducing the transportation of nutrients are also studied in this paper. Mechanisms reducing transport of nitrogen and phosphorus are by sedimentation, denitrification, uptake and storage into plants and microorganisms. The results from the field study showed no effect but it is important to keep in mind that the studied facility is just a few months old and its functions are not developed yet

Övergödningen är ett av de största miljöproblemen för södra Sveriges inlandsvatten och dess recipient Östersjön. Åtgärdsbehovet för att reducera N och P förlusterna från land till vatten är med andra ord stort. Effekten av en åtgärd är emellertid ofta kopplat till geografiska betingelser vilket gör det svårt att uppskatta den slutliga effekten och därefter prioritera vilka åtgärder som är lämpliga och vart dem skall riktas. I detta examensarbete undersöks effekten av 22 planerade våtmarker inom ett begränsat avrinningsområde i södra Sverige, detta genom att koppla befintliga beräkningsmodeller för N respektive P retention i våtmarker till en hydrologi‐ och vattenkvalitetsmodell. Den ytspecifika avskiljningen av N varierade mellan 64‐610 kg ha‐1 år‐1 vilket motsvarar 4‐66 % av den årligt inkommande mängden till respektive våtmark. Motsvarande siffror för P varierade mellan 2‐21 kg ha‐1 år‐1 respektive 7‐81 %. Den totala effekten på N och P belastningen från avrinningsområdet var relativt låg (4 % av N respektive 11 % av P) vilket dock skall förhållas till att endast en mindre del av de planerade våtmarkerna behandlades i detta arbete. Relaterat till åtgärder såsom att avveckla delar av jordbruket var de simulerade våtmarkerna en betydligt mer gynnsam åtgärd per ytenhet. Emellertid tyder resultaten på att en effektivare och större total avskiljning av N och P bör kunna erhållas genom att reducera storleken på våtmarkerna men samtidigt öka dem till antalet. / Eutrophication is one of the biggest environmental problems in the southern part of Sweden and its recipient the Baltic Sea. The need for measures to reduce N and P losses from land to waters is therefore high. The effect of a measure is often linked to geographical conditions, making it difficult to estimate the final impact and the prioritisation between different measures. This thesis examines the effect of 22 planned wetlands within a defined catchment in the southern part of Sweden, this by linking existing models for N and P retention in wetlands to a hydrology and water quality model. The area specific retention of N ranged from 64‐610 kg ha‐1 year‐1 which was equivalent to 4‐66 % of the annual incoming load to each wetland. The corresponding figures for P ranged from 2‐21 kg ha‐1 year‐1 and 7‐81 % of the incoming load. The overall effect on the N and P loads from the catchment was relatively low (4% of N and 11% of P), but this should be related to the fact that only a small part of the total number of planned wetlands were considered in this thesis. However related to measures such as dismantling parts of agriculture the simulated wetlands were a much more favourable measure per unit area. The results also suggest that a larger and more effective removal of N and P may be obtained by reducing the size of the wetlands while at same time increasing them in number.