Metan, en gas som är vida studerad i klimatsammanhang på grund av dess egenskaper som växthusgas och energikälla, har i denna studie fått uppmärksamhet i annan kontext i form av potentiell riskfaktor för tsunamin. I en samlad brittisk rapport från år 2009 har ett flertal studier pekat på möjliga faktorer som kan bidra till instabila sjö- och havsbottnar vilka har resulterat i undervattensskred med tsunami som följd. En av faktorerna anses bero på ett ökat gasflöde i sedimenten varför metan med sin stora reservoar i sediment fått ett ökat fokus i forskarvärlden. Alboránsjöns sediment vittnar om historiska massrörelser och med befolkade kuststräckor som ligger i riskzonen för att drabbas av inkommande vattenmassor är undersökning i detta område relevant för utveckling av vidare riskhantering. Syftet med studien var att utifrån mängd uppmätt organiskt kol i sediment modellera potentiell metanproduktion med nuvarande förutsättningar men även kopplat till klimatförändringar. Studien är en del av ett större projekt som bedrivs i samarbete mellan Linnéuniversitetet i Kalmar och Sorbonne universitetet i Paris.   Sediment från södra delen av Alboránsjön analyserades genom att använda glödningsförlust som metod i samband mätning av organiskt material samt Van Bemmelns faktor för omräkning till organiskt kol. För modellering av potentiell metanproduktion användes mjukvaran BioGeoChem. Metanhalten jämfördes med uppmätta sulfatvärden från platsen. Resultaten visade på andel organiskt kol mellan 4,6 – 5,7% i de översta sedimentlagren med en över lag nedåtgående trend i samband med djup. Modelleringen visade på ett samband mellan organiskt kol metanproduktion, med en högre andel metan i provpunkter med högre andel organiskt kol. Vid en modellerad ökning av vattentemperatur kopplat till klimatförändringar visade resultatet en minskning av metanproduktionen, vilket skulle betyda att en ökning med 4oCi detta sammanhang inte skulle innebära någon ökad risk för instabil botten. Organiskt kol är inte den enda parametern som styr metanproduktionen i sediment och därför behöver fler faktorer undersökas samtidigt för att få en komplett helhetsbild om och i så fall på vilket sätt metan skulle kunna vara en bidragande orsak till undervattensskred och tsunami. / Methane, a gas that is widely studied in the climate context due to its properties as a greenhouse gas and as an energy source, has in this study received attention in another context in the form of potential risk factor for tsunami. In a british report from 2009, several studies have pointed out factors that can contribute to unstable sediments in the deep sea and wish have resulted in underwater landslides and tsunami. One of the factors is thought to be due to an increased gas flow in the sediments, which is why methane with its large reservoir in sediments has gained an increased focus in the research community. The sediments of the Alborán Sea testify to historical mass movements and with populated stretches of coastline that are at risk of being hit by incoming water masses, exploration in this area is relevant for the development of further risk management. The purpose of the study was to model potential methane production with current conditions, but also linked to climate change, based on the amount of measured organic carbon in sediments. The study is a part of a larger project conducted in collaboration between Linnaeus University in Kalmar and Sorbonne University in Paris.   Sediments from the southern part of the Alborán Sea were analyzed by using loss on ignition as a method to measure the content of organic matter as well as Van Bemmeln's factor for the conversion to organic carbon. For modeling potential methane production, the Software BioGeoChem was used. The methane content was even compared with measured sulphate values from the site. The results showed the proportion of organic carbon between 4.6 – 5.7% in the upper sediment layers with an overall downward trend associated with depth. The modeling showed a correlation between organic carbon and methane production, with a higher proportion of methane in sample points with a higher proportion of organic carbon. At a modeled increase in water temperature linked to climate change, the results showed a decrease in methane production, which would mean that an increase of 4oC in this context would not pose any increased risk of unstable sediment. Organic carbon is not the only parameter that controls methane production in sediments and therefore more factors need to be investigated at the same time to get a complete overall picture of whether methane could be a contributing cause of submarine landslides and tsunami.

I Fredriksdalsvikens naturreservat i Kristianstads kommun skedde omfattande metalläckage efter en översvämning sommaren 2007 som orsakade skador på djur- och växtliv. De kraftiga metalläckagen misstänks härledas till sura sulfatjordar. Sura sulfatjordar tillhör de miljöskadligaste jordarna i världen på grund av de kraftiga metalläckagen och försurningen som jordarna orsakar till omgivningen. Mot bakgrund till humusämnens centrala roll för metalltransport i naturliga miljöer, syftade denna studie till att kartlägga hur organiskt kol är fördelat, sprids samt hur det kan förklaras i ett område nära det drabbade naturreservatet. Studien är en del av ett pågående forskningsprojekt i området som bedrivs på Linnéuniversitetet. I studiens undersökningsområde dominerar jordbruksmark som dräneras av ett dikessystem från norr till söder. Vattnet som avleds i dikessystemet pumpas slutligen till en våtmark i Fredriksdalsvikens naturreservat. I studien analyserades jord från åkermark, dikessediment, porvatten och dikesvatten från området på totalt organiskt kol med metoderna glödförlust och kyvett-test. Totalhalterna jämfördes med pH och grundvattennivå i åkermark. Resultat och slutsatser av studien är att högst halter löst organiskt kol uppmättes i dikesvattnet uppströms i dikessystemet och beror troligtvis på bottenfauna som inte växer i andra delar av systemet. I dikessediment ökar den organiska halten nedströms i dikessystemet och kan förklaras genom tillförsel av organiskt kol från två diken som dränerar åkermark rik på organiskt kol. De högsta halterna organiskt kol i jord beror på ett tunt torvlager. I åkermark visar inte resultaten någon tydlig statistisk korrelation mellan pH och totalt organiskt kol, men kraftig pH-sänkning tillsammans med höga totalhalter organiskt kol i torvjord beror troligtvis snarare på humusämnen än på sur sulfatjord. I åkermark väster om dikessystemet ökar den organiska halten med djupet under grundvattenytan. I samma åkermark ökar halterna av totalt organiskt kol lateralt mot dikessystemet, parallellt med att pH sjunker som troligen påverkas av starkare bindningsmekanismer till mineral, lägre mikrobiell aktivitet och minskad urlakning av löst organiskt kol. Men fler undersökningar i området krävs då markanvändning, erosion, jordarternas textur och sammansättning samt vattnets spridningsvägar också är avgörande faktorer för fördelning och spridning av organiskt kol i naturliga miljöer. / In the nature reserve Fredriksdalsviken in Kristianstad municipality, extensive metal leakage occurred after a flood in the summer of 2007 that caused damage to wildlife and plant life. The heavy metal leaks are suspected to be derived from acid sulphate soils in the area. Acid sulphate soils are among the most environmentally harmful soils in the world due to its extensive acidification and leaching of metals to the environment. In the light of humic substances key role for metal transport in natural environments, this study aimed to investigate how organic carbon is distributed, spread and how it can be explained in an area near the affected nature reserve. The study is part of an ongoing research project in the area conducted at Linnaeus University. The study area is dominated by agriculture land which is drained by a ditch system from north to south. The drained water in the ditch system is finally pumped to a wetland in the Fredriksdalsviken nature reserve. In the area, total organic carbon was analysed on soil from arable land, ditch sediment, pore water and ditch water with the methods loss of ignition and cuvette-test. Total levels were compared with pH and the groundwater level in arable land. The results and conclusions of the study are that the highest content of dissolved organic carbon in the ditch water upstream the ditch system is probably due to benthic fauna that doesn’t grow in other parts of the system. In the ditch sediment, the organic content increases downstream in the ditch system and can be explained by the supply of organic carbon from two ditches that drain arable land rich in organic carbon. In arable land are the highest levels of organic carbon due to a thin peat layer. The results does not show a clear statistical correlation between pH and total organic carbon in soil, but a sharp decrease in pH together with high total levels of organic carbon in peat soil is probably due to humic substances rather than to acid sulphate soil. In the western arable land of the ditch system, levels of total organic carbon increase laterally towards the ditch system at the same time as the pH decreases, which is probably affected by stronger binding mechanisms to minerals, lower microbial activity and reduced leaching of dissolved organic carbon. However, more research is required in the study area, since land use, erosion, soil texture and constitution together with the flow paths of water also are crucial factors for the distribution and pathways of organic carbon in natural environments.

In Sweden, drinking water is easy to access and often taken for granted. The drinking water systems have to be maintained in order to keep the high quality. The Uppsala esker, which is a part of the Uppsala municipality’s water system, provides a large number of the municipality’s population with drinking water. The Uppsala esker has been used to produce drinking water since 1956 by infiltrating water from the Fyris river into the esker. This reduces the amount of organic material in the water. A reduction is desirable since the organic material is causing odorous water and binds to substances that may harm people’s health. The reduction of organic material has been assumed to depend on degradation carried out by microorganisms above the esker’s groundwater table, dilution with additional groundwater and attachment of organic material to the esker’s material. However, recent studies have shown that only 10-15 % of the organic material is degraded above the groundwater table. The aim with this master thesis was to examine if the mineralization of the organic material in the anaerobic part of the Uppsala esker is greater than previously assumed. The size of the fungal and bacterial communities have also been examined as well as how microorganisms and the degradation of organic material relates to different chemical and physical factors in the soil. To get an understanding of the organic material’s degradability, soil was incubated and the aerobic respiration with gas chromatograph was measured. The bacteria and fungi were quantified using quantitative real-rime PCR. Various chemical and physical factors, such as the content of organic carbon and amount of aluminium, were already available. Pearson’s product-moment correlation coefficient (Pearson's r) was used to examine the the linear correlation between two variables. Wilcoxon’s rank score test was used to determine which of the differences between different sampling areas that were significant. The results showed that bacteria dominate in the Uppsala esker and the infiltration basins. Complex binding by iron- and aluminium compounds do not affect the degradation of organic matter, nor decrease the presence of fungi and bacteria in the esker and the infiltration basins. It seems as if the degradation rate’s sensitivity decreases with the depth. The amount of bacteria and fungi decreased with the distance to the infiltration basin, but not the quality of the organic material, if measured by the respiration rate divided by the amount of organic carbon. / I Sverige är tillgången på dricksvatten god. Det ses ofta som en självklarhet och för att detta synsätt ska kunna fortsätta krävs att dricksvattensystemen underhålls på ett bra sätt. Uppsalaåsen, som är en del av Uppsalas dricksvattensystem, förser stora delar av kommunens befolkning med dricksvatten. Uppsalaåsen har använts för konstgjord grundvattenbildning för att framställa dricksvatten sedan 1956. Detta innebär att vatten från Fyrisån filtreras genom åsen. På så sätt minskas halten organiskt material i vattnet. Anledningen till att en minskning eftersträvas är att det organiska materialet orsakar illaluktande vatten samtidigt som hälsoskadliga ämnen kan binda till det. Reduceringen av organiskt material i det infiltrerade vattnet har antagits bero på mikroorganismers nedbrytning av organiskt material ovan grundvattenytan, utspädning med övrigt grundvatten och fastläggning av organiskt material på åsmaterialet. Tidigare studier av liknande system för artificiell grundvattenbildning har dock visat att bara 10-15 % av det organiska materialet bryts ned ovan grundvattenytan. Examensarbetets syfte har varit att undersöka om nedbrrytningen av det organiska materialet under grundvattenytan i Uppsalaåsen är större än vad som tidigare antagits. Det har även undersökts om svampar eller bakterier dominerar liksom hur materialets kvalitet och mikrobsamhället påverkas av kemiska och fysiska faktorer i marken. Undersökningarna utfördes genom att inkubera jordprov där den aeroba respirationen mättes med gaskromatograf för att få en uppfattning om kolets nedbrytbarhet. qPCR användes för kvantifiering av bakterier och svampar. Mätvärden för olika kemiska och fysiska faktorer, såsom halten organiskt kol och mängden aluminium, erhölls från tidigare utförda analyser. Pearsons korrelationskoefficient (Pearson’s r) beräknades för att undersöka hur olika variabler samvarierade med varandra. Ett Wilcoxon rank score test användes för att undersöka vilka av skillnaderna mellan olika provtagningsplatser som var signifikanta. Resultaten visade att det finns fler bakterier än svampar i Uppsalaåsen och i filtreringsbassängerna. Komplexbindning av organiskt material av järn och aluminiumföreningar verkar inte hindra dess nedbrytning, eller minska förekomsten av svampar och bakterier i filtersanden och åsmaterialet. Respirationshastighetens temperaturkänslighet tycks minska något med djupet. Mängden bakterier och svampar avtar med avståndet från infiltrationspunkterna men kvaliteten på det organiska materialet, uppskattad som respirationshastigheten uttryckt per gram organiskt kol, avtar inte.

I denna rapport undersöks hur mängden organiskt kol, TOC (Totalt organiskt kol), varierar i tid och rum i Mälarens avrinningsområde, samt vad det är som styr TOC-halten i Mälaren. Det är viktigt att förstå dynamiken hos TOC i Mälaren och i dess avrinningsområde eftersom ökat TOC i vattnet påverkar vattenkvaliteten och orsakar problem vid beredning av dricksvatten. TOC kan bland annat reagera med klor/UV-ljus och bilda cancerframkallande ämnen. Det kan också öka antal mikrober i vattnets distributionssystem. Arbetet omfattar analys av samband mellan elementen, transportberäkningar per ytenhet av elementen till Mälaren och en modelleringsansats för ett av avrinningsområdena. Rapporten innehåller även en jämförelse mellan de olika vattenföringsmodellerna samt uppmätt vattenföring för analys av eventuella systematiska skillnader mellan dessa som påverkar beräkningen av TOC och de andra elementens transport till Mälaren. Analysen av sambanden mellan variablerna TOC (mg/l), kaliumpermanganat förbrukning (KMnO4, mg/l), absorbans_F (F=filtrerad), järn (mg/l), mangan (mg/l) och SO4_IC (sulfat mätt med hjälp av jonkromatografi, mg/l), visade att vissa av dessa variabler är korrelerade med varandra. TOC mot KMnO4 och TOC mot absorbans_F hade de bästa anpassningarna med respektive R2- värden 0,65 och 0,59 och p-värden <0,001. Årsnederbörd är positivt korrelerad med TOC per ytenhet för Kolbäcksån med R2-värde 0,63 och p-värde <0,01, vilket innebär att sambandet är signifikant. Ökad årsnederbörd leder till ökad tillförsel av TOC till Mälaren. Det finns däremot inget signifikant samband mellan TOC-transport per ytenhet och årsmedeltemperatur. Arealflödesberäkningar tyder på att den största tillförseln av TOC- transport per ytenhet kommer från den nordöstra delen av Mälaren. Fyrisån står för den största tillförseln av TOC. Hydrologiska, kemiska och meteorologiska data inkluderades i modeller för att kunna skatta TOC-halten i Mälaren. Temperatur-, evapotranspirations- och nederbördsdata användes i en hydrologisk modell, HBV- modellen, för att simulera vattenföringen från avrinningsområdet. Sedan användes en processbaserad modell, INCA- C, som drivs av hydrologisk data och beräknade grundvattenbildning och markfuktighet för att simulera tidsmässiga mönster i TOC. Invariablerna till INCA-modellen, markfuktigheten och HER (grundvattenbildning), simulerades med hjälp av HBV- modellen. Dessa modeller tillämpades i Kolbäcksån (ett av Mälarens största avrinningsområden). Modelleringen av Kolbäcksåns TOC- halt resulterade i en modell som anpassade dynamiken mellan 1996 och 2009, men missar den mellan 2009 och juni 2010, med bäst anpassning mellan 2006 och 2008. R2- och NS värden som erhölls för modellen var 0,086 och -0,059. / In this report, it has been investigated how the amount of organic carbon, TOC, varies in time and space in the basin of Mälaren, and what controls the TOC content in the lake. It is important to understand the dynamics of the TOC in the lake and its catchment because increased TOC in the water affects water quality and causes problems in the preparation of drinking water. Particularly, it can react with chlorine / UV- light and form carcinogenic substances. It can also increase the number of microbes in water distribution systems. In addition the work includes analysis of the relation between water chemistry variables, annual fluxes calculations (g/m2/year) of element flows to the lake and a modeling approach to a watershed. Annual fluxes calculations (g/m2/year) indicate that the largest supply of TOC to the lake comes from the northeast of the lake. Fyrisån accounts for the largest input of TOC to the lake. The high TOC-flux is due to a small proportion of open water in the catchment. Hydrological, chemical and meteorological data have been included in models to estimate the TOC content in the Mälaren. Input data processing, especially precipitation data, has been an important part of the work as it affects the whole model. Temperature, evapotranspiration and precipitation data were used in a hydrological model, HBV model, to simulate the flow from the catchment area. Then a process-based model, INCA-C, operated by the hydrological data and soil moisture, has been used to simulate the temporal patterns in TOC. The input variables to INCA-C- model, soil moisture and HER (Hydrological effective rainfall), have been simulated using the HBV- model. Those models were applied in Kolbäcksån, one of the lake's largest catchments. The modeling of Kolbäcksån resulted in a model that captured the dynamics of a few periods of the whole time series. The modeling of Kolbäcksån TOC-concentration resulted in a model that captured the dynamics between 1996 and 2009, but misses it between 2009 and June 2010. R2 and NS values obtained for the model were 0.086 and -0.059, respectively.

Näringsämnena har en stor betydelse för sötvattnets organismer och ekosystem, varav de vanligaste näringsämnena som även är de viktigaste är fosfor (P), kväve (N) samt kol (C). Näringsämnena kommer inte enbart till sjön via nedfall och fixering utav mycket av näringsämnena kommer in till en sjö via vattendrag som till exempel älvar där Klarälven räknas in som en av Sveriges älvar. Syftet med denna studie är att ta fram en tidstrend mellan åren 1996 och 2013 för näringsämnena totalfosfor, totalkväve och TOC (totalt organiskt kol) för tio lokaler i norra Vänern för att kunna avgöra om de är lika, om det är något år som sticker ut, om det finns någon påverkan av Klarälven för de sjölokaler som tas upp och se om värdena av näringshalter kan kopplas till fiskförekomsten. Data samlades in och plottades i diagram för att kunna jämföras med varandra. Med sjölokalernas näringsvärde gjordes korrelationstester med älvarnas näringshalter för att se samband och därefter gjorde korrelation med sjölokalernas näringsvärden med andelen skördad fisk i samma lokaler. Resultatet visade att Ölman och Ölmeviken är väldigt eutrofierade medan resterande lokaler hade oligotrofa eller mesotrofa vatten och översvämningen i Karlstad 2000 visade avtryck i tidstrenden. Klarälvens påverkan på sjölokalerna visade sig inte vara så stor utan samband upptäcktes enbart mellan Kaplansådran och Hammarösjön för totalkvävet och för TOC upptäcktes samband mellan Hammarösjön och Sätterholmsfjärden med Kaplansådran. / The nutrient is very important for fresh water organisms and ecosystems, of which the most common nutrients also is the most important is phosphorus (P), nitrogen (N) and carbon (C). The nutrients will not only come into a lake through deposition and fixation, much of the nutrients is coming into the lake through rivers such as Klarälven in Sweden. The purpose of this study is to develop a temporal and spatial trend during 1996-2013 for the nutrients total phosphorus, total nitrogen and TOC (total organic carbon) for ten premises in northern Lake Vänern to determine if they are equal, if it is a year that stands out from the rest, if there is any influence of Klarälven for the lake premises and see if the values of the nutrient concentrations can be linked to the presence of fish. Data were collected and plotted in graphs to be compared with each other. Correlation test was made with the lake premises nutrient values and rivers nutrient value to see if there was a connection between the locations, same correlation was also made between the lake premises nutrient values and the percentage of fish harvested in the same premises. The result showed that Ölman and Ölmeviken is very eutrophic, while the remaining premises hade oligotrophic or mesotrophic water and the flooding in Karlstad in 2000 showed imprint in the time trend. The impact of Klarälven on the lake premises proved to not be so great, but the context was detected only between Kaplansådran and Hammarösjön for the total nitrogen and correlation for TOC between Hammarösjön and Sätterholmsfjärden with Kaplansådran was also detected.

During the last three decades, a number of studies based on national environmental monitoring data have found increased concentrations of total organic carbon (TOC) in surface waters in much of the northern hemisphere including Sweden. There are many hypothesis of what has been the main cause of this trend, including changes in land use, decreased atmospheric deposition of acidifying compounds and climate change. Different hypothesis may have different implications for quantifying pre-industrial levels and for future predictions of TOC concentrations, which in turn will have different implications for water classification according to the European Water Framework Directive, water management and drinking water treatment. To analyse the long term effects of industrialisation and climate change on TOC in surface waters there is a need for long term time series of data. Since environmental monitoring data in Sweden only extends back to the mid-1980s, other techniques must be used in order to reconstruct data. In this study, sediment cores from 17 lakes along a climatic and deposition gradient in Sweden were collected and analysed with visible near infrared spectroscopy (VNIRS), an analytical technique that makes it possible to reconstruct historic surface water concentrations of TOC to pre-industrial conditions. A previous study with VNIRS showed that TOC concentrations declined in response to sulfate deposition until peak sulfur deposition in 1980, and thereafter increased as a result of sharp reductions of sulfate emissions. It was noted that the rate of increase of TOC after 1980 was faster than the rate of decrease due to sulfate deposition before 1980. The purpose of this study was therefore to explore the hypothesis that increasing TOC concentrations have not only been due to recovery from acidification, but also due to changes in climate. It was possible to analyse the long term effects of industrialisation and climate change on surface water TOC by analysing the reconstructed TOC data together with climate data from the beginning of the 1900s, modelled data of atmospheric sulfate deposition and environmental monitoring data, with uni- and multivariate analysis methods. It was found that the recent increase in TOC concentrations could be explained by both decreases in acidifying atmospheric deposition and increased precipitation, while temperature may have a decreasing effect on TOC. It was also found that the rate of increase of TOC-concentrations has been faster in the colder northern parts of Sweden and slower in the warmer south. The results imply that TOC concentrations will continue to rise to unpreceded levels and should be of concern for drinking water treatment plants that will need to adapt their treatment processes in the future. / Under de senaste tre årtiondena har ett flertal studier baserade på data från nationella miljöövervakningsprogram rapporterat ökande koncentrationer av organiskt kol (TOC) i ytvatten på norra halvklotet inklusive Sverige. Det finns många hypoteser om vad som ligger bakom trenden, till exempel förändringar i markanvändning, minskad atmosfärisk deposition av försurande ämnen och klimatförändringar. Olika förklaringar till vad som ligger bakom den ökande trenden ger konsekvenser vid kvantifiering av förindustriella nivåer och för förutsägelser om framtida koncentrationer, vilket i sin tur ger konsekvenser för vattenklassificering enligt Ramvattendirektivet, vattenförvaltning och dricksvattenberedning. För att kunna analysera de långsiktiga effekterna av industrialisering och klimatförändringar på TOC i ytvatten behövs långa tidsserier av data. Då den svenska miljöövervakningen endast sträcker sig tillbaka till mitten av 1980-talet måste andra tekniker användas för att rekonstruera data. I den här studien har sedimentproppar från 17 sjöar längs en klimat- och depositionsgradient analyserats med visible near infrared spektroskopi (VNIRS), en analysteknik som gör det möjligt att rekonstruera TOC-koncentrationer i ytvatten till förindustriell tid. En tidigare studie med VNIRS visade att TOC-koncentrationer sjönk till följd av försurande nedfall fram till 1980 då nedfallet kraftigt minskade, varefter koncentrationer av TOC började öka. Det noterades i studien att ökningen av TOC efter 1980 varit snabbare än vad minskningen var före 1980 på grund av försurande nedfall. Syftet med den här studien var därför att undersöka hypotesen att den senaste tidens ökning av TOC inte bara berott på minskat nedfall av försurande ämnen, utan även på grund av klimatförändringar. Det var möjligt att undersöka de långsiktiga effekterna av industrialisering och klimatförändringar på TOC i ytvatten genom att analysera rekonstruerad TOC data, klimatdata från början av 1900-talet, modellerad sulfatdepositionsdata och miljöövervakningsdata med uni- och multivariata analysmetoder. Resultaten visade att den senaste tidens ökning av TOC kunde förklaras med både en minskande deposition av försurande ämnen och en ökad nederbörd, medan ökande temperaturer kan ha haft en minskande effekt på TOC. Resultaten visade även att förändringshastigheten av TOC-koncentrationer varit snabbare i de norra, kalla delarna av Sverige och långsammare i de varmare södra. Resultaten indikerar att koncentrationer av TOC kommer att öka till nivåer som aldrig tidigare skådats, vilket är något vattenreningsverk kommer att behöva anpassa sina reningsmetoder till i framtiden.

Sjön Öjaren i Sandviken är den största dricksvattentäkten i kommunen, färgen på Öjarens vatten har med åren ändrats och blivit allt mörkare. Detta bekräftas vid analys av vattenprover mellan år 1995-2015 som utförts i denna studie. Denna förändring av vattenfärg är inte unik för Öjaren utan har påvisats i flera andra sjöar och vattendrag. Orsakerna till förändrad vattenfärg skiljer sig till viss del beroende på vilken vattenförekomst som undersöks, olika egenskaper som klimat, markbeskaffenhet samt föroreningar bidrar i varierad utsträckning till brunifiering. Gemensamt för Öjaren och andra vattenförekomster är att ökad tillförsel av löst organiskt kol och järn är orsaker till brunifiering. För Öjaren har även ökade manganhalter visat sig påverka brunifieringen. Syftet med denna studie är att undersöka ett eventuellt samband mellan färgen på vattnet i Öjaren och de faktorer som anses påverka färgen. De faktorer som analyseras och enligt tidigare studier anses vara relevanta är järn, pH, COD, mangan, temperatur och nederbörd. Syftet är även att undersöka möjliga åtgärder för att motverka brunifiering. Vattenprover från Öjaren mellan åren 1995-2015 har legat till grund för den statistiska analys som utförts. För att finna eventuella samband har Pearson´s korrelationskoefficient beräknats i programmet Minitab 17. För att ytterligare beskriva det eventuella sambandet mellan faktorerna har en principal component analysis (PCA) utförts. Trender och prognoser har även de tagits fram genom Minitab. Korrelationsanalyserna har visat på mest signifikant samband mellan färgtal och faktorerna järn, COD och mangan. Resultaten av korrelationsanalysen förstärks av PCA:n där det uppvisas att färgtal, järn och COD till störst del samvarierar. Trenden och den framtida prognosen för samtliga undersökta faktorer visar på stigande värden. Detta innebär att dricksvattenberedningen blir mer komplicerad och kostsam samt att dricksvattenkvalitén riskerar att försämras. Denna utveckling är något som förväntas beröra flera ytvattentäkter i bl.a. Europa och Nordamerika. Färgtalet i Öjaren förväntas stiga med 63 % fram till år 2050 vilket innebär att åtgärder för att motverka brunifieringen i Öjaren och andra liknande ytvattenförekomster är nödvändiga för att de ska kunna användas som dricksvattentäkter i framtiden. / The colouring of water in many lakes across the Northern hemisphere is increasing. This is also the case in Lake Öjaren in Sandviken municipality in Sweden. The lake is the main water source in Sandviken and has a high and increasing watercolour. This leads to more complex cleaning methods and higher costs for the society. This study focuses on the changing and increasing watercolour in the lake over a period from 1995-2015. The factors analysed in this study are those who is considered to have an effect on the watercolour in the lake. The reasons for increased brownification are different depending on which type of water body is studied. Climate, soil conditions and pollutants contributes in varying extent to brownification. Increased levels in dissolved organic carbon (DOC) and iron are common reasons for brownification in Lake Öjaren and other water bodies, in Lake Öjaren increased levels of manganese are also shown to affect brownification. The aim of the study is to evaluate the correlation between the watercolour and the factors: iron, pH, COD, manganese, temperature and precipitation. The aim is also to investigate which actions are possible to apply to prevent increased watercolour. Water samples from Lake Öjaren between the years 1995-2015 have been the basis for the executed statistical analysis. Evaluating the correlation between the factors we have used Minitab 17 and calculated Pearson´s correlation coefficient. To further explain the relationship between the factors a principal component analysis (PCA) has been performed. Future scenarios and current trends have also been produced, in order to develop a better foundation for further studies. The correlation analysis reveals that the most significant connection with watercolour are iron, COD and manganese. The result of the PCA also corroborates this connection where three factors are the ones that are most co-variating. The trend and the future scenario for all the factors in Lake Öjaren are that they all are increasing and the watercolour is expected to be increasing by 63 % until year 2050. This scenario means that actions are needed to counteract the increasing colouring of the water.

Societies are facing great challenges with obtaining a good quality and quantity of drinking water in the context of climate change. Increases in natural organic matter (NOM) and per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) have been observed in lakes and drinking water the past years, which is of great concern for water treatment plants in Sweden. It is therefore vital to increase the knowledge regarding the distribution of these substances in the environment. The main objective of this project was therefore to further develop a hydrodynamic model for lake Ekoln by including transportation and degradation of NOM. This was to be done by calibrating the model in terms of total organic carbon (TOC) and Water colour (Colour). A second objective was to investigate the requirements to successfully model PFAS in Ekoln for future studies. The study was done using the model MIKE 3 FM, developed by the Danish Hydraulic Institute (DHI) The two variables TOC and Colour, were calibrated separately for the period of February 2017 to September 2018. For TOC the within-lake processes were decay and sedimentation. These were described using a reference decay constant for 20 °C (k0), that was scaled using the Arrhenius temperature coefficient (θ), and sedimentation was represented by a settling velocity (vsm). For Colour the included process was photooxidation. This process was described using a maximum photooxidation rate (kphoto) that was scaled using the Monod relation including parameters for minimum photosynthetically active radiation (PAR) necessary for photooxidation to occur (Imin) and a PAR half saturation constant (I1/2). The calibration of TOC resulted in the following best fit parameters for k0  of 0.001 d-1, θ of 1.07 and vsm of 0.001 md-1. The calibration of Colour resulted in the following best fit parameters for kphoto of 0.0125 d-1, Imin of 0 µmol photons m-2s-1 and I1/2 of 4 µmol photons m-2s-1. Overall it can be concluded that the chosen processes managed to capture the seasonal variations of TOC and Colour, and the calibrated parameter values are in line with similar studies. The assumption of not including autochthonous input proved to be the biggest source of error in the calibration of TOC but proved to have a minor influence on the calibration of Colour. To achieve a more realistic representation of photooxidation in the vertical profile, for the simulation of Colour, more processes should be considered to be added in the model in future studies. The results presented in this study contributes with increased knowledge of carbon budgets in lakes and can be used to predict water quality hazards connected to climate change and extreme events. The limited access to PFAS data for Ekoln, constrained the study of PFAS and only two sources could therefore be studied: The sewage treatment plant Kungsängsverket and precipitation. The results showed that the simulated concentrations of PFAS in Ekoln only accounted for 40 % of the observed concentrations. It could further be concluded that the contribution from precipitation is negligible. For future studies it is judged to be vital to include Fyrisån as a PFAS source, and to look into processes that influence PFAS distribution, such as sedimentation and adsorption to organic matter. / Samhällen står idag inför stora utmaningar vad gäller att tillhandahålla god kvalitet och kvantitet av dricksvatten under rådande klimatförändringar. De senaste åren har det observerats ökande halter av naturligt organiskt material (NOM) och per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) i sjöar och dricksvatten, vilket är bekymmersamt för Sveriges vattenreningsverk. Det är därför av största vikt att öka kunskapen om dessa ämnens distribution i miljön. Huvudsyftet med denna studie var därför att vidareutveckla en hydrodynamisk modell för sjön Ekoln så att den även inkluderar transporten och nedbrytningen av NOM. Detta utfördes genom att kalibrera modellen för totalt organisk kol (TOC) och Vattenfärg (Färg). Ett andra syfte var att undersöka vilka förutsättningar som krävs för att kunna modellera PFAS på ett korrekt sätt i Ekoln. Studien utfördes i modellverktyget MIKE 3 FM, utvecklat av DHI.  De två variablerna TOC och Färg kalibrerades separat för perioden februari 2017 – september 2018. Processerna som valdes att påverka TOC var nedbrytning och sedimentation. Dessa processer beskrevs med hjälp av en referens-nedbrytningskonstant för 20 °C (k0), vilken anpassades med hjälp av Arrhenius temperaturkoefficient (θ) och sedimentation beskrevs med hjälp av en sedimentationshastighet (vsm). Färg påverkades endast av processen fotooxidation vilken beskrevs med en maximal hastighet för fotooxidation  (kphoto) som anpassades med hjälp av Monods relation. Anpassningen skedde med hjälp av parametern för minimal fotosyntetiskt aktivt ljus (PAR) för att fotooxidation ska ske (Imin) samt en PAR halv mättnads konstant (I1/2) .  Kalibreringen resulterade i värden för k0 av 0.001 d-1, θ av 1.07 och vsm av 0.001 md-1. Kalibreringen för Färg resulterade i värden för kphoto av 0.0125 d-1, Imin av 0 µmol fotoner m-2s-1 och I1/2 av 4 µmol fotoner m-2s-1. Det kan konstateras att de valda processerna lyckas med att beskriva säsongsvariationerna av både TOC och Färg och att de kalibrerade parametervärdena stämmer överens med litteraturen. Antagandet om att inte inkludera autoktont tillförsel av organiskt material (NOM från ytvatten), visade sig vara den största felkällan i simulering av TOC, men visade sig ha en mycket liten påverkan på simuleringen av Färg. För en mer realistisk bild av fotooxidations spridning i djupled, för simuleringen av Färg, bör fler processer övervägas att inkluderas i modellen för framtida studier.  Studien av PFAS var begränsad av tillgången till data, vilket medförde att endast två källor av PFAS till Ekoln analyserades: reningsverket Kungsängsverket och nederbörd. Resultaten visade att den simulerade koncentrationen av PFAS endast motsvarade 40 % av den observerade. Vidare kunde det konstateras att tillförsel av PFAS från regn kan antas vara försumbar. För framtida studier av PFAS i Ekoln bedöms det vara avgörande att inkludera Fyrisån som en källa, samt att vidare undersöka processer som påverkar transporten av PFAS så som sedimentation och adsorption till organiskt material.

The urgent ongoing contemporary climate change is drastically changing the Earth as we know it. In the Arctic, the climate is changing more drastically than the global average, and temperatures are rising significantly more. The phenomenon, known as Arctic amplification, is believed to happen by a combination of albedo reduction, cloud-feedback, and temperature inversion. Another important, but often overlooked, factor in Arctic climate change is dust. Dust does not only cause albedo reduction but has also been found to host syngenetic permafrost in Adventdalen, Svalbard. As permafrost is both a sensitive and important carbon reserve, holding twice as much carbon as currently available in the atmosphere, it is of great importance to understand the carbon storage mechanism of it. This study shows not only a correlation between cryostructures and organic carbon content but presents aeolian sedimentation rate as a possible cause of it. The results show that for syngenetic permafrost in Adventdalen, a high sedimentation rate yields structureless permafrost with low organic content. Inversely, a low sedimentation rate yields well defined cryostructures with high organic content. This shows that aeolian dust activity and loess deposits are vital to understand, in order to properly assess the cryostratigraphy and carbon content. / Den brådskande samtida klimatförändringen omarbetar dramatiskt vår värld. Arktis klimat förändras mer drastiskt än på resten av jorden och temperaturen stiger avsevärt snabbare. Fenomenet kallas förArktis förstärkning, eller Arctic Amplification, och antas ske på grund av synergier mellan minskning av albedo, molnfeedback och temperaturinversion. Damm är en annan viktig, men ofta underskattad faktor i klimatförändrarna i Arktis. Damm bidrar inte bara till en ökad reduktion av albedo utan dammavlagringar i Adventdalen Svalbard fungerar som en viktig grogrund för syngenetisk permafrost. Kolsänkan i permafrost är lika skör som den är viktig, då permafrost förvarar dubbelt så mycket kol som för nuvarande finns i atmosfären, men samtidigt stadigt tinar. Därför är det ytterst viktigt att förstå hur permafrost fungerar, själva mekanismerna bakom förvarandet av organisk kol. Detta arbete visar inte bara ett samband mellan kryostrukturer och organiskt kol i permafrost, utan föreslår att sedimentationshastighet är orsaken till det. Resultaten av LOI (loss on ignition) och kryostratigrafi tyder på att en hög sedimentationshastighet skapar en strukturlös permafrost som endast har låga halter av organisk materia. I det omvända fallet ger en låg sedimentationshastighet välformade kryostrukturer, och en permafrost med hög andel organisk materia. Detta visar på att sedimentationshastighet i loess är en viktig aspekt för att bedöma lagring av kol i permafrost, vilket är en avsevärd kolsänka att förstå i dagens klimatförändringar.