Water quality is an important issue in the whole world. Many countries suffer from periodic drought therefore water conservation is a major concern in these countries. By changing the natural water flow, the living conditions for many people changes. Irrigation is one of many ways to try to control the water sources and resources. One example of an irrigation project is located in Merawi in northern Ethiopia. In 2011, a 7030 hectare basin, with irrigation channels, was built. This gave the people there yearround water for their agricultural needs. There is a relationship between irrigation and groundwater levels. Irrigation causes the groundwater table to rise and that in turn makes the groundwater more exposed to chemicals from the surface. This can be a problem when groundwater is used for drinking water. In March 2013 a field study was conducted to investigate the chemical composition of the irrigation water and the drinking water in this area. Only a limited number of water samples could be taken, but field work and lab results in combination with literature have shown strong evidence that the surface water is mixing with the groundwater and may therefore affect the groundwater quality

I samband med att snön i Uppsala stad smälter får Fyrisån, som rinner genom staden, ett tillskott av salter och föroreningar. En av källorna till dessa salter och föroreningar är smältvatten från vägar. Flera stora vägar i Uppsala saltas för att minska halkrisken. Detta salt hamnar till slut i Fyrisån. I arbetet har det undersökts hur vattenkemin i Fyrisån ändras under vintern och våren samt om det sker någon förändring i vattenkemin när vattnet rinner genom Uppsala. Projektet har innefattat egen provtagning av åvatten och snö samt granskning av tidigare vattenkemidata från ån. Det som har konstaterats är att det i samband med vårfloden sker en utspädning av joner i vattnet. Efter vårfloden ökar jonkoncentrationerna igen. Det har även fastställts att det sker en ökning av salter i vattnet när det rinner genom Uppsala stad. På samma sätt har alkaliniteten minskat ju längre nedströms man kommer. Den största ökningen av jonkoncentrationerna var precis nedströms Uppsalas reningsverk. Resultat från detta arbete ger information om hur situationen ser ut i Fyrisån, var de största jontillskotten sker samt hur kemin ändras under vintern och våren.

Sveriges geologiska undersökning, SGU, och Naturvårdsverket, NV, tillämpar sig av olika geokemiska extraktionsmetoder för att analysera jordprover. Detta görs för att undersöka metallhalter i mark. SGU använder en metod som liknar den som rekommenderas av NV, men utan lakning i tryckkärl, och det är oklart om metoderna lakar samma jordfraktion och kan jämföras. Syftet med arbetet är att fastställa om SGUs och NVs extraktionsmetoder för jordprover är jämförbara. Detta har gjorts genom en kvalitets- och regressionsanalys, samt genom en statistisk analys. Proverna kommer från tre olika områden i Sverige och de är analyserade med både fin- och grovfraktion. För att hitta relationer mellan metoderna har SGUs och NVs analysresultat kopplats till NVs riktvärden för förorenad mark. Detta gjordes för att undersöka hur pass jämförbara SGUs resultat är med NVs riktvärden. Det visade sig att SGUs och NVs extraktionsmetoder för jordprover korrelerar väl med varandra och att de har en god förklaringsgrad. Prov som analyserades efter NVs metod extraherade mer metall än SGUs metod. Dessutom lakades högre metallhalter ur prov av finare fraktion än prov av grövre fraktion. Sammanfattningsvis är alltså SGUs och NVs extraktionsmetoder jämförbara.

The Baltic Sea is the one of the most studied seas area in the world and it is severely affected by human activities where eutrophication is the overall environmental problem. Although there is an international agreement that nutrient input to the Baltic should be reduced, the measures taken so far have not resulted in major reductions in nutrient inputs nor in environmental improvements. Sewage reduction is the most important factor for transparency improvement of the Baltic Proper and wetland restoration and change of N spreading time have no effective role in this aspect. Within the Baltic area, establishment of sewage treatment technology in Russia and Poland is more cost-effective than it would be in Sweden. Without this measure transparency improvement would be expensive. In Sweden NOx reduction is most cost-effective measure for transparency improvement in the Baltic Proper and without this measure the total cost would be ~ 58.5 million euro.

Rivers have been playing most important role as fresh water source and medium of nutrient transportation from terrestrial to aquatic ecosystem. Inorganic form of nutrients (DSi, DIN and DIP) are plant available mostly control the productivity of aquatic ecosystem. Transfer of these nutrients in higher concentrations cause harmful eutrophication in receiving water body. Study of dissolved inorganic nutrients concentrations in 12 Swedish rivers of different basin characteristics demonstrated both similar and varying behaviour from river to river and from season to season depending on catchment hydrology; land use and geology. Highest concentration did not coincide with the highest runoff. High DSi concentration observed in the unperturbed rivers however, high DIN and DIP concentration observed in agriculture dominated river followed by river basin dominated by industrial and urban activities. DSi and DIN concentration observed high in winter and decreased through spring to reach lowest in summer. DIP concentration although found low in summer but high concentration observed in early spring and early autumn. Rivers with low average runoff positively correlated with DSi and DIN concentration however, DIP demonstrated weak correlation.

Kraven på att företag skall arbeta med att minska sin miljöpåverkan har blivit hårdare från samhällets sida. Ett verktyg för småföretag som vill jobba systematiskt med miljöfrågor är miljödiplom, där Stockholms stads miljödiplom är ett av dessa. Stockholms stads miljödiplom är uppbyggt i tre nivåer och det tar ett år att genomföra varje nivå. Syftet med denna studie är att studera vilka konsekvenser och förändringar som sker när företag diplomerar sig med Stockholms stads miljödiplom. Detta kommer att analyseras utifrån organisationsteori med tonvikt på förändringar. För att svara på syftet har diplomeringsansvariga för sex företag, fördelade på två per nivå i miljödiplomet, intervjuats om sitt arbete med miljödiplomeringen samt hur miljöarbetet påverkat den dagliga verksamheten inom företaget. Resultat och slutsatser visade att kundkrav var den främsta faktorn till varför företagen diplomerade sig med miljödiplomet. Företagen valde Stockholms stads miljödiplom då det är bättre anpassat för småföretag än ISO 14001. Miljödiplomet uppfattas dock inte som tillräckligt känt i företagskretsar, utan där framstår ISO 14001 som mest erkänt. Trots miljödiplomet har inte miljöarbetet blivit direkt integrerat i företagens verksamheter vilket kan bero på bristande kommunikation mellan de diplomeringsansvariga och övriga anställda. De anställda var inte delaktiga i diplomeringsarbetet vilket kan vara en orsak till att inga större förändringar i den dagliga verksamheten hade skett i majoriteten av företagen. Företagen i studien har behövt mycket hjälp från Miljöcentrum, som är ansvariga för Stockholms stads miljödiplom, vilket innebär att kompetensen om miljödiplomet inte alltid skapades eller fanns inom företaget.

Water is a basic necessity for sustaining life and development of society. Proper management, protection and exploitation of water resources are the challenges imposed by population growth, increasing pressure on the water and land resources by competing usage. A good amount of clean water exists on Earth although it is normally inadequate in supply because of anthropogenic activities such as deforestation and land use change. Like many other catchments that provide economic activities for the community’s livelihood, the Chalimbana river catchment in Zambia has been deforested heavily and most of the local communities believe that deforestation could be the main contributing factor to the drying up of Chalimbana River. The objective of this study was to analyse the impact of deforestation on the stream flow of Chalimbana River Catchment with the help of a conceptual hydrological model, HBV. There was a 24% reduction in the annual average rainfall amounts for the deforested period as compared to the period before deforestation. The Qrec/Qsim ratios had revealed that the annual stream flow generation for the period after deforestation (1987 to 1996) for the Chalimbana River had decreased by about 12% as compared to the period with enough forest cover (1975 to 1985). The ratio of annual Qrec/P had indicated that after a 30% forest loss in Chalimbana catchment, there was a 33% increase in the generation of the stream flow. Based on the results that were obtained, a number of recommendations aiming at improving the catchment management were made.

This paper deals with relationship between irrigation and agriculture and conflicts within an irrigation system and as well between other stakeholders concerning the water. Irrigated lands are up to 2.5 times more productive compared to rain-fed agriculture. They are important element in the agriculture sector in Sub-Saharan Africa, and have been favoured by governments and donor agencies for their high rate of return. Without proper technical equipments or support negative impacts on the environment are linked to irrigation activities. Furthermore, a case study was made in Tanzania, Kiru Valley, regarding the tension between big scale and small-scale farmers as result from the water decline. The results demonstrate that the institutions do not have the power to solve the conflict. It is difficult to define the different stakeholders and the boundaries of the area that affect the amount of water in the valley.

Water hardness indicates the concentration of calcium and magnesium ions in water. Water with high concentrations of these ions is described as hard water and water with low concentrations is described as soft water. Water that is too hard or too soft can lead to technical and economical problems. In collaboration with Midvatten AB, groundwater hardness in the Badelunda esker between Leksand and Avesta has been mapped, and an attempt has been made to explain the variations. For this purpose, different GIS programs, such as ArcView, ArcInfo, IDIRISI, and one geochemical modelling program, PHREEQC, has been used. GIS programs were used for digitising geological and hydrological maps and then for combining them with other kinds of data. Simulations of chemical equilibria have been accomplished using PHREEQC. The absolutely most important factor that affects groundwater hardness is dissolution of carbonate minerals. The dissolution is controlled by access to these minerals and pH value of groundwater. Soil samples taken along Badelunda esker indicated the presence of carbonate minerals, and showed significant variation in carbonate content. PHREEQC simulations have indicated that samples from most of wells were saturated with calcite, it means there is no lack of carbonates. The simulations indicated even the importance of carbon dioxide pressure for pH and hardness in groundwater. Because this pressure is much higher under the ground than in the atmosphere the pH value will change as soon the water comes in contact with atmospheric air. Measurements of pH in field are quite complicated and are not usually performed in the field. In this work, pH values were obtained from laboratory analyses, and no measurements were made in the field. Also road salt effects hardness. From several wells located closely to way 70 were received data showing rising chloride contents and hardness during last 30-40 years. The direct effect of road salt on hardness (exchange of Ca2+ by Na+) was investigated using simulation in PHREEQC. Results of simulations showed that effect of road salt on groundwater hardness are of secondary significance. In some cases, extreme values in groundwater hardness could be explained by infiltration of surface water or by the occurrence of relict seawater. / Hårdhetsgrad anger koncentration av kalcium- och magnesiumjoner i vatten. Vatten med höga koncentrationer av dessa joner betecknas som hårt och vice versa. Både för hårt och för mjukt vatten innebär tekniska och ekonomiska problem. På uppdrag av Midvatten AB har ett försök att kartlägga och förklara variationen i grundvattnets hårdhet i Badelundaåsen mellan Leksand och Avesta genomförts. I arbetet användes olika GIS-program, såsom ArcView, ArcInfo, IDRISI, och ett geokemiskt modelleringsprogram, PHREEQC. GIS-programmen användes för digitalisering av geologiska och hydrologiska kartor och sammanställning av dessa kartor med andra typer av data. I PHREEQC genomfördes simuleringar av kemiska jämvikter. Den absolut viktigaste faktorn som påverkar grundvattnets hårdhet är upplösning av kalkrika mineral. Upplösningen styrs av tillgången på kalkrika mineral och vattnets pH-värde. Jordprover som upptogs längs Badelundaåsen visar på att det finns kalkrika mineral i marken och att karbonathalten i materialet varierar betydligt. Jämviktssimuleringar med PHREEQC visade dock att prover från de flesta brunnar var mättade med avseende på kalcit. Det innebär att tillgången på karbonat inte är den begränsande faktorn. Dessa simuleringar visade dessutom att koldioxidtrycket är en viktig faktor som påverkar pH-värde och hårdhet. Koldioxidtrycket i atmosfären är mycket lägre än det som råder under markytan och därför förändras den kemiska jämvikten i grundvattnet så fort det kommer i kontakt med atmosfärsluften. pH-mätningar i fält är tidskrävande och brukar inte utföras vid vanlig provtagning. I examensarbetet ingick inte några egna vattenprovtagningar. Analysresultat som användes i examensarbetet var framtagna på laboratorium, d.v.s. pH-mätningar utfördes inte i fält. Salt som sprids ut på vägar under vintertid har också en hårdhetsökande effekt. Från flera vattentäkter som ligger i närheten av riksväg 70 (Rv70) erhölls tidsserier som visade på stigande trender i både kloridhalter och hårdhet. Den ökade trafikbelastningen på riksväg 70 har sannolikt en betydande påverkan på grundvattenkvalitet. Beräkningar och simuleringar utförda inom ramen för detta examensarbete visade att vägsaltets effekt på grundvattenhårdhet är av sekundär betydelse. Inblandning av ytvatten respektive relikt vatten förklarade exceptionellt låga respektive höga hårdhetsvärden i vissa brunnar.

This thesis compares different methods for risk assessment of a creosote contaminated site in Vansbro, Dalarna. In a complementary study the importance of using representative data for calibration and validation of stationary groundwater models is discussed. The time dependency between surface water levels and groundwater levels on the site in Vansbro is evaluated by step response analysis. The results show that the groundwater levels reflect only long-term variation in the surface water levels. Hence the use of such long-term means for calibration and validation of the stationary groundwater models is the only theoretically defendable alternative. As a first step in the comparison of risk assessment methods the degree of contamination is evaluated on the basis of generic guideline values for contaminated soils, developed by the Swedish Environmental Protection Agency. The guidelines specifically developed for contaminated petrol stations are also taken into consideration. Secondly, a site-specific evaluation is carried out. The transport of contaminants from the soil to the on-site groundwater and nearby surface water is calculated using the mathematical models behind the aforementioned guideline values. The calculated groundwater concentrations show a poor agreement with observed data and the thesis points out several possible explanations of this deviation. A sensitivity analysis is carried out and the influence of biodegradation during the transport in the aquifer is evaluated. The results indicate that the deviation between observed and calculated groundwater concentrations cannot be explained by the absence of biodegradation in the mathematical models, but rather by other simplifications and uncertainties in estimated model parameters. Finally, a risk assessment is made on the basis of observed groundwater concentrations instead of observed soil concentrations as in the assessments above. Observed groundwater concentrations are compared with guideline values for groundwater on contaminated sites. The risk of negative environmental effects in the surface water is evaluated based on the estimated inflow of contaminated groundwater and its concentration of contaminants. The inflow is estimated from the interpolation of observed groundwater levels as well as with two numerical groundwater models of varying hydrogeological complexity: a three-dimensional flow model developed in Visual MODFLOW and a two-dimensional flow model developed in TWODAN. The models are compared with respect to the calculated inflows of contaminated groundwater into the surface water body as well as their ability to reproduce observed groundwater levels. The results indicate that the differences between the models, with respect to the calculated inflows, are of lesser importance to the risk assessment in comparison with the uncertainties associated with other parameters. The choice to base the assessment on observed contaminant concentrations in either the soil or the groundwater is shown to be of crucial importance. / I detta examensarbete jämförs olika metoder att bedöma de hälsomässiga och miljömässiga risker som föreligger med ett kreosotförorenat markområde i Vansbro, Dalarna. I en kompletterande undersökning belyses vikten av att stationära grundvattenmodeller kalibreras och valideras mot tidskompatibla indata. Tidsberoendet mellan yt- och grundvattennivåer på området i Vansbro studeras genom stegsvarsanalys. Resultaten visar att grundvattennivåerna på området anpassar sig mycket långsamt efter rådande ytvattennivåer. Grundvattennivåerna återspeglar således medelvärden av ytvattennivåerna över en mycket lång tidsperiod. Därför är användandet av sådana medelvärden för kalibrering och validering av modellerna det enda teoretiskt försvarbara alternativet. Som ett första steg i jämförelsen mellan olika riskbedömningsmetoder utvärderas föroreningssituationen baserat på uppmätta föroreningskoncentrationer i jorden och med hjälp av Naturvårdsverkets generella samt branschspecifika riktvärden för förorenad mark. Därefter genomförs en platsspecifik riskbedömning. Föroreningstransporten från markområdet till grundvattnet samt till ett närbeläget ytvatten beräknas med de matematiska modeller som användes av Naturvårdsverket vid framtagandet av ovannämnda riktvärden. Beräknade grundvattenkoncentrationer jämförs med uppmätta koncentrationer och resultaten visar på stora avvikelser. En känslighetsanalys utförs och inverkan av biologisk nedbrytning i akviferen utvärderas. Resultaten tyder på att avvikelsen mellan uppmätta och beräknade grundvattenkoncentrationer ej förklaras av att biologisk nedbrytning inte beaktas i modellerna utan att avvikelsen härrör från andra förenklingar och från osäkerheter i indata. Slutligen genomförs en platsspecifik riskbedömning, motsvarande den ovan, men denna gång utifrån uppmätta föroreningskoncentrationer i grundvattnet. De uppmätta grundvattenkoncentrationerna jämförs direkt mot Naturvårdsverkets riktvärden för grundvatten på förorenade områden. Risken för negativa ekologiska effekter i ytvattnet utvärderas utifrån det beräknade inflödet av förorenat grundvatten samt dess koncentration. Inflödet beräknas överslagsmässigt utifrån interpolerade grundvattennivåer samt med två numeriska grundvattenmodeller av olika hydrogeologisk komplexitet: en tredimensionell flödesmodell uppbyggd i Visual MODFLOW och en tvådimensionell modell uppbyggd i TWODAN. Grundvattenmodellerna jämförs med avseende på det beräknade inflödet och med avseende på deras förmåga att beskriva observerade grundvattenförhållanden.Resultaten tyder på att skillnaden i det, med de olika metoderna, beräknade inflödet är av liten betydelse för riskbedömningen i förhållande till osäkerheter förknippade med övriga parametrar. Störst betydelse för riskbedömningen får valet att utgå från uppmätta föroreningskoncentrationer i antingen jorden eller grundvattnet.