Detta är en bilaga till Handbok för åtgärder mot internbelastning
Bakgrund
Bedömningen av risk för förhöjd internbelastning (steg 1 i verktyget) samt kvantifiering av internbelastning (steg 2) skiljer sig mellan omblandade, polymiktiska och dimiktiska sjöar. Det är därför viktigt att man känner till vilken kategori en sjö tillhör innan man tillämpar verktyget. Observera att sjötypen inte alltid är statisk utan beroende på väderförhållanden kan skilja sig mellan olika år. Det är t.ex. inte ovanligt att sjöar vissa år är dimiktiska, men andra år polymiktiska. Därför hänvisas ibland till skiktningsförhållanden i en sjö i stället för sjötyp för att poängtera att sjön kan ha olika skiktningsförhållanden mellan år.
Man kan enbart säkerställa om sjön är omblandad, polymiktisk eller dimiktisk genom att mäta temperaturprofilen vid sjöns djuphåla. Mätningarna bör helst utföras månadsvis mellan våromblandningen (vanligtvis mellan mars och maj, eller efter islossning) och höstomblandningen (september–oktober) för att verifiera att skiktningen är stabil (figur 1).
Identifiering av omblandade sjöar som saknar skiktning
En omblandad sjö är en sjö där hela vattenmassan förblir helt omblandad under hela sommaren. Grunda sjöar och sjöar med stor vattenyta är typiskt omblandade. I en sådan sjö ändras vattentemperaturen och syrgashalten inte med djup. Även halten av fosfor är den samma i hela sjön oberoende av djup. Finns det data från provtagning av både sjöns ytvatten och bottenvatten kan man använda dessa data för att bedöma om sjön kan betraktas som omblandad vid provtagningstillfället. Efter att man säkerställt att sjön inte är dimiktisk (se nästa avsnitt) kan man utgå från differensen mellan fosforhalten i ytvatten och bottenvatten vid sensommarprovtagningen. Om fosforhalten är den samma oberoende av djup är vattnet i sjön helt omblandat. En något högre fosforhalt i bottenvatten än i ytvatten ger inte heller upphov till felbedömning av risk, detta eftersom volymen på bottenvatten vanligtvis utgör en liten del av sjöns totala volym. När man beräknar risken för förhöjd internbelastning (bilaga 1) kan man därför med ganska stor säkerhet betrakta sjöar där fosforhalten i bottenvatten < 1,5 x fosforhalten i ytvatten som omblandade.
Om man saknar data på fosforhalten i sjöns bottenvatten kan man använda andra parametrar såsom syrgashalt och vattentemperatur för att identifiera omblandade sjöar. Vid omblandade förhållanden borde bottenvattnet vara syresatt och det borde inte vara någon större skillnad i temperatur mellan ytvatten och bottenvatten. En temperaturdifferens vid sensommarprovtagningen mellan ytvatten och bottenvatten på mindre än 2 °C, alternativt att bottenvattentemperaturen > 15 °C kan användas för att identifiera sjöar som kan betraktas som omblandade. Identifieringen blir något säkrare om man tillägger kriteriet att syrgashalten i bottenvatten ska vara minst 6 mg/l.
För många grunda sjöar finns det ofta enbart data för sjöns ytvatten, eller ibland enbart för sjöns utlopp. I sådana fall kan sjötypen inte identifieras utifrån data på fosforhalter, syrgashalter eller temperatur. Sjöar med maximumdjup på 5 m kan vanligtvis betraktas som omblandade, i synnerhet om sjöns Osgood-index dessutom är lägre än 2. Indexet beräknas som kvoten mellan sjöns medeldjup och kvadratroten av sjöns yta:
Det är dock betydligt osäkrare att enbart utgå från sjöns geomorfologi för att bedöma om sjön är omblandad än att utgå från en bedömning som bygger på profilmätningar i sjön.
Dimiktiska sjöar med stabil skiktning under hela sommarperioden
Om man saknar data från regelbundna mätningar av temperatur- och syrgasprofiler kan man använda temperaturen på bottenvattnet under sensommaren som hjälp. Om bottenvattnets temperatur under perioden juli–augusti är mindre än 10 °C är det ganska säkert att sjön är skiktad under sommarperioden. Har proverna tagits i september eller oktober ökar risken att sjön helt eller delvis har omblandats, vilket kan leda till en underskattning av risk för internbelastning.
Det finns inget säkert sätt att identifiera dimiktiska sjöar utifrån sjöns morfologi. Man bör därför betrakta sjöar för vilka det saknas uppgifter om sjöns bottenvattentemperatur som polymiktiska och inte enbart riskbedöma dem som dimiktiska sjöar. Sjöar bör även betraktas som polymiktiska under eventuella provtagningsår som uppgifter om bottenvattentemperatur saknas.
Figur 1. Typisk temperaturprofil i en skiktad sjö. Är skiktningen stabil mellan våromblandningen och höstomblandningen är det en dimiktisk sjö. Försvagas profilen markant en eller fler gånger mellan våromblandningen och höstomblandningen är det en polymiktisk sjö. Omblandade sjöar har samma temperatur i hela profilen.
Polymiktiska sjöar
Många sjöar är varken varaktig helt omblandade eller dimiktiska men kan under sommarhalvåret växelvis vara skiktade och omblandade. Polymiktiska sjöar är sjöar som vanligtvis är omblandade men som under kortare perioder kan vara skiktade. Polymiktiska sjöar har aldrig en stabil skiktning som varar mellan våromblandningen och höstomblandningen. Osgood-index för dessa sjöar ligger vanligtvis mellan 4 och 6 och har ett maximumdjup > 5 m. Om det finns temperatur- eller syrgasprofildata som visar att sjön ibland är skiktad bör sjön betraktas som polymiktisk. Likaså indikerar högre halter av fosfor i bottenvattnet (ca 1 m ovanför sediment) jämfört med halten i ytvattnet att en sjö åtminstone var skiktad vid provtagningstillfället och har en ostabil skiktning. Också låga syrgashalter i bottenvattnet (< 4–5 mg O2/l) indikerar att sjön tidvis kan vara skiktad. Det är troligt att sjön är svagt skiktad och därför polymiktisk även om det finns en skiktning under hela sommaren, om vattentemperaturen 1 m ovan botten är > 10 °C. Instabila skiktningar innebär att en del av fosforn som frigörs från sedimentet kan transporteras till ytvattnet. Detta skulle leda till en underskattning av internbelastningen om sjön betraktas som dimiktisk och enbart bottenvattnet används för att beräkna internbelastning av fosfor.
