Eutrophication is a major problem in many parts of the world today. Eutrophication means that more nutrients are added than nature can absorb, which can lead to algal blooms, overgrowth and sometimes even a lack of oxygen at the seabeds. One of the environmental quality goals in Sweden is No eutrophication and this goal is far from being achieved as extensive problems with eutrophication remain. Phosphorus is a substance that plays a significant role in eutrophication. To find out how much phosphorus there is in a watercourse water samples are taken, usually monthly. However, this is too sparse and peaks with higher levels therefore risk being missed and the phosphorus load in the watercourse can thus be underestimated. However, the sampling frequency required to obtain more reliable results is too expensive to carry out as far too many samples would need to be taken. However, there are solutions to this problem. By using high-frequency turbidity measurements with the help of sensors in watercourses the monthly measurements can be supplemented and gaps filled. Turbidity can be used as an indirect measurement of the phosphorus content as there is a connection between turbidity and phosphorus. This report examines the relationship between turbidity and total phosphorus content for seven different watercourses. Relationships are also compared between different seasons and flows for two of the watercourses. In addition, the total phosphorus load of the different watercourses is calculated and a comparison is made between high-frequency turbidity measurements and grab samples to find out if sensors are suitable at the investigated site. For all stations there was a significant relationship between turbidity and the total phosphorus content. The relationship was in some cases different for different seasons and also for different flows. At some of the stations the relationship was improved when the parameters conductivity and TOC (Total organic carbon) were added to the analysis. The phosphorus load on the different watercourses varied with the season in a similar way for each station with a lower load in the summer and a higher one in the winter and spring. When comparing the load calculated on the basis of sensors and the load calculated on the basis of grab samples the sensors sometimes gave a higher value and sometimes a lower value. This indicates that grab samples in some cases may be sufficient while sensors in some cases may be an important complement as the grab samples could give an underestimated total phosphorus content.

Provtagning är en essentiell del inom avloppsvattenreningsverksamheter där det behövs för att avgöra reningsgraden och kvaliteten på utgående vatten. Käppalaförbundets avloppsreningsverk (Käppala) på Lidingö behöver utöver detta även kontrollera slammet, då reningsverket är REVAQ-certifierat. En REVAQ-certifiering innebär bl.a. att ett avloppsreningsverk bedriver ett aktivt uppströmsarbete så att slam från reningsprocessen kan återanvändas som gödningsmedel för lantbruk. För att försäkra sig om att leva upp till de krav som ställs för REVAQ-certifiering, behöver Käppala regelbundet utvärdera sin verksamhet. Denna rapport ger en kvalitetssäkring av provtagningen i verket samt utreder om fosforbalansen i verket är inom acceptabla gränser. De provtagningar som har utvärderats är rötslamsprovtagning från de två rötkammarna R100 och R200 samt vattenprovtagningen från inkommande och utgående vatten. För rötslamsprovtagningen utreddes om tid på dygnet eller dag i veckan hade betydelse för metall- och totalfosforhalterna och i vattenprovtagningen jämfördes metall- och totalfosforhalterna från olika djup i verkets in- eller utloppskanal. Ett test utfördes även för att jämföra två olika konserveringsmetoder av vatten till metallanalyserna. Veckoprover av avvattnat slam jämfördes med de ordinarie månadsproverna för att undersöka eventuella skillnader i totalfosforbalansen. Samtliga analyser utfördes enligt de standardmetoder som används vid Käppalas eget ISO 17025-certifierade laboratorium. Undersökta fysiska variabler var torrsubstans (TS) för de olika slamproverna (rötslam och avvattnat slam), suspenderad substans (SS) för inkommande vatten och glödrest på TS från rötslam och på SS från inkommande vatten. Rent kemiskt analyserades metallhalten av tenn och de sju gränsvärdesmetallerna, bly, kadmium, koppar, krom, kvicksilver, nickel och zink, i rötslam samt inkommande och utgående vatten och totalfosforhalten i samtliga analyser. Metallanalyserna utfördes externt medan totalfosforhalterna bestämdes på Käppalas laboratorium genom molybdatmetoden. Kvalitetssäkringen visade på att varken rötslamsprovtagningen eller vattenprovtagningen behövde ändras för att ge ett mer representativt resultat. Rötslammet varierade i halterna men processen skedde tillräckligt långsamt för att ett regelbundet veckostickprov skulle kunna upptäcka eventuella avvikelser. Halterna i inkommande och utgående vatten ändrades inte signifikant beroende på djup och konserveringsmetoden påverkade inte heller metallanalysresultaten. Fosforbalansen hos veckoproverna av avvattnat slam avvek nämnvärt från månadsprovernas balanser, utan att vara bättre, och för att ge en bra bild av fosforbalansen rekommenderas därför ytterligare försök med veckoprover jämsides månadsprover under en längre tidsperiod.

De höga halterna av totalfosfor i Bällstaån strider mot de mål och normer som är uppsatta av regeringen. Senast 2027 måste Bällstaåns totalfosforhalt minska kraftigt, från nuvarande otillfredsställande nivå (91 μg/L) till minimumnivån god ekologisk status (40 μg/L). Samtidigt ligger Bällstaån i ett expansivt område i Stockholms län vilket gör framtiden oviss. Syftet med projektet är att försöka undersöka vilka fosforkällor som påverkar Bällstaån och hur fosforn transporteras från källa till ån. Sammanställning av mätdata avseende totalfosfor har gjorts för provpunkter längs Bällstaån, för en serie med mätperioder, för att kunna bestämma vilka provpunkters totalfosforhalt som skiljer sig från omgivande provpunkter. Med hjälp av Excel har grafer framställts från mätvärdena för att kunna ge en tydlig bild. Endast provperioder med månatliga mätningar har använts och bara provpunkter med minst 3 sammanhängande provperioder, för att minimera felkällor. Provperiod för 2013 har använts som utgångspunkt, då det är den senaste provperioden med månatlig provtagning. Totalt har mätåren 2013, 2009 och 2004 används för alla punkter och för vissa punkter även 1999 och 1992. För att skapa ytterligare giltiga punkter skarvades närliggande provpunkter samman om en giltig provperiod kunde skapas. Detta gjordes eftersom antalet punkter varierat mellan provperioderna och vissa punkter ersatts. En litteraturstudie och granskning av markanvändningen i området har använts för att kunna förutse hur fosforn når ån och försöka förklara var fosforn kommer ifrån. Med hjälp av höjddata från Lantmäteriet togs kartor fram i ArcMap, främst med verktyget ArcHydro Tools. Dessa kartor visar avrinningsområden, delavrinningsområden och olika provpunkter. Resultatet av litteraturstudien visade att möjliga fosforkällor till Bällstaån med betydande miljöpåverkan är jordbruk, dagvatten och industrier. Markanvändningen inom avrinningsområdet klargjorde att majoriteten av ytan består av hårdbelagda ytor i en urban miljö. Hårdgjorda ytor är de ytor där det inte sker någon infiltration av vatten ner i marken och en urban miljö är en stadsmässig miljö. Sammanställningen av mätdata visade att för de tre provperioder 2004, 2009, 2013 så gavs 9 giltiga provpunkter, plus en sammanslagen punkt, den mellan Ankarstocksbron och Travbron. Av dessa 10 punkter visade Veddesta dike och Brädgårn höga halter totalfosfor i förhållande till omgivande punkter. Slutsats kring utsläppspunkterna var att dagvattenutloppen stod för den största fosfortillförseln. Troliga fosforkällor för Veddesta dike var trafikerade vägar i området, Veddesta industriområde och de hårdgjorda ytor där dagvattnet leds ut i Veddesta dike. För Brädgårn var troliga fosforkällor trafikerade vägar i området, Bromstens industriområde och de hårdgjorda ytor där dagvattnet leds ut i Brädgårn. / The high levels of phosphorus in the river Bällstaån are in contradiction to the environmental goals and norms set by the Swedish government. By 2027 the total phosphorus content in Bällstaån's has to decrease sharply, from the current “unsatisfactory” level (91 µg/L) to the minimum level “good” ecological status (40 µg/L). Simultaneously, Bällstaån is located in an expansive area in Stockholm making the future uncertain. The purpose of the project is trying to investigate which phosphorus sources affect Bällstaån and how the phosphorus is transported from source to river. A compilation of measurement data regarding total phosphorus has been made of sampling points along Bällstaån, for a series of measurement periods, in order to determine which sampling points phosphorus levels that differ from the surrounding sampling points. Graphs have been produced in Excel to visualize the measurement values. Only test periods with monthly measurements are used and only sample points with at least 3 consecutive sample periods are used, to reduce error sources. The 2013 sample period is used as a starting point, as it is the newest period with monthly samplings. The sample periods used are 2013, 2009 and 2004 for all sample points. For some sample points the additional sample periods, 1999 and 1992, were added. To create additional sample points two adjacent sample points are co-joined so a valid trial period can be created. This is due to the fact that a number of sample points varied between the sample periods and some points have been replaced. A literature study and review of land use in the area has been conducted to predict how the phosphorus reaches the river and where it comes from. Using elevation data from Swedish National Land Survey, I have been produced maps in ArcMap, primarily with the tool ArcHydro Tools. These maps show basins, sub-basins and sample points. The result of the literature study shows that possible phosphorus sources to Bällstaån with significant environmental impact are agriculture, stormwater and industries. The land use in the basin area showed that the majority of the surface consists of large zones of hard-coated surfaces. The compilation of measurement data shows that for the three sample periods 2004, 2009 and 2013 9 valid test points were selected with the addition of a merged point, the one between the Ankarstocksbron and Travbron. Of the 10 test points, Veddesta dike and Brädgårn revealed high levels of total phosphorus. The conclusion regarding emission points was that stormwater outlets accounted for the largest amount of phosphorus. Probable sources of phosphorus for Veddesta dike were found to be the roads with heavy traffic, Veddesta industrial area and the area in which stormwater network is covering hard-coated surfaces within Veddesta dike sub-basin. For Brädgårn, the probable phosphorus sources were the roads with heavy traffic, Bromsten industrial area and the hard-coated surfaces within the sub-basin covered by the stormwater network.

The aim of this study was to investigate whether the water chemistry in lake Lillsjön have changed significantly due to human impact of surrounding areas. Lake Lillsjön is located outside the central parts of Östersund. It is an important recrational area, and has great natural values, among other things it is habitat for several species of Chara stoneworts. Chara requires clear calcareous water, high pH, relatively low levels of nitrate-nitrogen and low phosphorus concentrations. Lake Lillsjöns is recepient for surface water from a nearby commercial and industrial area, as well as melt water from an adjecent snow dump. Compared to ten other Chara-lakes in the region, lake Lillsjön shows higher concentration of total phosphorus and higher water colour. The study concludes that the surface water from surrounding areas, as well as melting water from the snow dump, are the main sources of the higher concentration of total phosphorus in lake Lillsjön. While the colour of the incoming water only shows a weak difference compared to the water colour of the reference lakes, the source of the higher water colour cannot be established. The water of lake Lillsjön can not be consider a suitable habitat for Chara.

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.

Syftet var att finna en biologisk behandlingsmetodik för avloppsvatten som skullekunna reducera utsläpp av näringsämnen till recipienten Humlebäcken frånavloppsreningsverket (ARV) i Nyvång. Nyvångs reningsverk planeras uppgraderas och utökas och därtill har ärendet nekats då utsläpp till Humlebäcken förfaras bli för höga. Mikroalger som behandlingsmetod för avloppsvatten undersöktes via litteraturanalys ibåde svenska klimat och vid uppskalning. Det kunde inte hittas metodik eller teknik för att på industriell skala använda mikroalger till behandling av avloppsvatten idag. Dock presenteras flera olika tekniker som kan kopplas samman för ökad effektivitet. Vidare finns det stor potential om att mikroalgssystem kan kopplas samman med andra industriers spillvärme och rökgaser för ökad produktion av biomassa och rening av rökgas. Andra former av kemisk försedimentering och anaerob behandling från Energipositiv Rening presenteras, möjligheten finns att dessa kan kopplas samman med mikroalgssystem för komplett behandling till lägre kostnader av konventionell behandlingsteknik. Till slut presenteras påverkande faktorer vid nordiska klimat och utmaningar i form av striktare reningskrav och återföring av slam. Det presenteras kort om andra biologiska tekniker som svampodling och multitrofiskt vattenbruk vilka kan kopplas samman medmikroalgssystem för ökad resurseffektivitet och högre reningsgrad. Se figur 18 förgrafisk summering. / The purpose was to find a biological treatment method for wastewater which could reduce emissions of nutrients to the recipient Humlebäcken from the wastewater treatment plant (WWTP) in Nyvång. Since Nyvång WWTP plans to upgrade and expand have been denied for fears of further contamination of Humlebäcken. Microalgae as a treatment method was examined in this literature analysis for Swedish climates and upscaling. For industrial purposes no technique or method could befound which could be applied to wastewater currently. Several techniques are presented however in the hopes that in combining them a higher efficiency might beachieved. If microalgae systems could be integrated with waste heat and flue gas from industry, then higher productivity could be achieved whilst reducing emissions from the flue gas. Other forms of pre-sedimentation and anaerobic treatment methods from EnergyPositive Purification systems are presented as there's a possibility these can be connected to microalgae systems for complete treatment and less costs. Factors which affect microalgae cultivation in Nordic climates and challenges in terms of stricter emission requirements and reuse of sludge are presented lastly. Other biological treatment methods like mushroom and multi-trophic aquaculture which can be integrated to microalgae systems are shown in hopes of achieving higher resource efficiency and pollution reduction. See figure 18 for graphical abstract.