I början av 2000-talet var Björnöfjärden en av de mest övergödda vikarna i Stockholms skärgård. Omfattande algblomningar orsakade grumligt vatten och utbredd syrebrist i bottenvattnet, och växt- och djurlivet var tydligt påverkat. Bakgrunden var en hög näringstillförsel från land, som bland annat orsakats av bristande avloppsrening från de fritidshus som byggdes under 1950- och 60-talet och som senare omvandlades till permanentboenden, liksom från en konferensanläggning och ett musteri. Även näringsläckage från jordbruk och några hästgårdar i området bidrog till övergödningen.

Målet med projektet Levande kust var att försöka visa att det går att vända utvecklingen och återskapa en god miljö i en vik som Björnöfjärden. 2011 anlitade stiftelsen BalticSea2020 forskarna Linda Kumblad och Emil Rydin för att genomföra åtgärder som behövdes för att minska övergödningen, öka vattenkvaliteten och åstadkomma mer naturliga växt- och djursamhällen i viken.

 – Det var ett spännande och utmanande uppdrag. Vi skulle genomföra alla tänkbara åtgärder för att försöka visa att det går att förbättra miljön i kraftigt övergödda miljöer, och på så sätt stimulera till mer åtgärdsarbete, med kostnadseffektiva metoder, berättar Linda Kumblad.

Framgångsrik aluminiumbehandling

Flera decennier av hög näringstillförsel till viken hade lett till att stora mängder fosfor ansamlats på havsbotten, och bidrog till en intern omsättning – så kallad internbelastning – av fosfor, som drev stora årliga algblomningar. För att komma till rätta med den delen av problematiken genomförde forskarna under åren 2012–2013 en aluminiumbehandling; aluminium tillfördes havsbotten djupare än sex meter i hela viken för att binda den rörliga fosforn.

 – Metoden har använts under en längre tid i övergödda sjöar, men det här var första gången det testades i Östersjön, berättar Emil Rydin.

Metoden visade sig fungera väl även i den bräckta kustmiljön. Fosforhalterna i vattnet halverades och miljön förbättrades påtagligt på kort tid. Uppföljande studier har senare visat att åtgärden inte innebar några risker för människor eller för djuren i viken. Över tid uppskattar forskarna att behandlingen leder till att tre ton löst fosfor binds till aluminium.

 – Det som var en källa till fosfor har återgått till att vara ett filter. Miljön i Björnöfjärden har förbättrats, men dessutom har exporten av fosfor från viken till kusten utanför minskat ordentligt, säger Emil Rydin.

Under åren 2012-2013 genomfördes en aluminiumfällning av Björnöfjärden, för att binda rörlig fosfor till sedimenten. Foto: Fredrik Wulff

Nödvändiga åtgärder på land

För att upprätthålla en god miljö i viken krävs dock att även näringstillförseln från land minskar – annars kommer näringshalterna i vattnet successivt att öka igen, och internbelastningen på sikt att återuppstå. 

– Aluminiumbehandlingen skulle vara en första åtgärd som sedan stimulerade alla aktörer att bidra till ytterligare förbättringar. Och det fungerade verkligen. Engagemanget runt och för Björnöfjärden har varit jättestort, säger Linda Kumblad.

Under åren 2013–2016 genomförde forskarna tillsammans med boende, kommunen och andra verksamma aktörer i området ett stort antal åtgärder i Björnöfjärdens drygt 15 kvadratkilometer stora avrinningsområde.

För att minska läckaget från jordbruket strukturkalkades åkrarna. Det innebär att kalk blandas ner i jorden, vilket gör den mer porös så att grödans rötter lättare kommer åt vatten och näringsämnen i marken, med mindre näringsläckage som följd. Det grävdes också så kallade kalkfilterdiken, för att samla upp näringsrikt vatten från åkrarna, och fosfordammar anlades där överskottsnäring skulle sedimentera. I utloppet från dammarna, och nedströms några av hästhagarna, monterades kalkfilter för att hindra löst fosfor att rinna vidare ut mot viken.

Vid hästgårdarna infördes också flera nya rutiner, så som mer regelbunden mockning av hagarna. Nya täta gödselplattor anlades, markerna dränerades och stabiliserades och hagarna stängslades av för att hästarna skulle hållas en bit från vattendragen.

På den stora konferensanläggningen och musteriet installerades ett nytt avloppssystem och även många av de boende i området valde att förbättra sina avlopp. En latrinstation anlades för att underlätta en säker hantering av latrin från fritidshus med utedass, och vid utedassen i naturreservatet installerades täta tankar. Dessutom anlades en gäddvåtmark längst in i viken, för att stärka gäddbeståndet. Stärkta rovfiskbestånd kan minska effekterna av övergödning genom så kallad kaskadeffekt: mer rovfisk leder till färre små fiskar, vilket leder till mer djurplankton och därmed mindre växtplankton som grumlar vattnet.

 – Vi vände verkligen på varje sten och lät genomföra alla de åtgärder som vi bedömde behövdes i avrinningsområdet, berättar Linda Kumblad.

Sammanlagt uppskattades de landbaserade åtgärderna att på sikt halvera den årliga tillförseln av fosfor till Björnöfjärden.

På utedasset i naturreservatet installerades täta latrintankar.

Omfattande provtagningar

Till det ambitiösa åtgärdsprogrammet hörde också ett likaledes ambitiöst provtagningsprogram, med bland annat månatliga mätningar i alla större vattendrag. Delar av detta unika material, som omfattar 11 års data från 65 mätpunkter, har nu sammanställts och analyserats av forskarna från Levande kust tillsammans med bland andra Faruk Djodjic vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.

Hur mycket har då näringstillförseln till Björnöfjärden faktiskt minskat tack vare åtgärderna? Den nya studien ger ett något nedslående svar.

 – Mätningarna i de direkta utloppen till fjärden visar väldigt stora variationer både inom och mellan olika år, men sammantaget för hela perioden går det inte att se en signifikant förändring, konstaterar Faruk Djodjic. Det kan bero på att åtgärderna inte har haft tillräcklig effekt, men det kan också bero på att effekterna inte syns ännu, till exempel på grund av att det fortfarande finns mycket näring lagrad i marken. Även om 11 år av mätningar kan låta mycket så är det i detta sammanhang ganska kort tid för att kunna upptäcka trender i ett system med extremt varierande halter.

Mätningarna visade att transport av näring genom landskapet är tätt förknippat med storleken på vattenflödena. Under korta perioder av året flödar stora volymer vatten och därmed näring.

 – Det är väldigt lätt att provtagningarna missar flödestopparna, vilket ger en ofullständig uppskattning av årsflöden, förklarar Emil Rydin. Under det här projektet har vi mätt väldigt, väldigt mycket. Ändå tycks det nu i efterhand inte ha varit tillräckligt för att fånga alla skeenden.

Till projektet Levande kust hörde ett ambitiöst provtagningsprogram, där bland annat näringshalter mättes regelbundet, både i viken och i alla vattendrag i avrinningsområdet.

Hur ska man då göra i stället?

 – Det är svårt att svara på. En möjlighet är att installera instrument som mäter vattenflödet hela tiden och automatiskt tar vattenprov under de perioder då flödet är som störst. I dag finns det också sensorer som kan mäta var 15:e minut vissa parametrar, som i sin tur kan relateras till t ex fosfor. Det är dock ganska kostsamt, och det finns en risk att något går fel och man då inte har någon data alls, även om sensorerna blir allt tillförlitligare. Men kanske måste vi förfina eller hitta andra sätt att utvärdera åtgärder än att mäta näringsflöden, till exempel genom att använda spårämnen eller liknande.

Effekt av hästgårdar och våtmarker

Genom att titta närmre på mätningarna i de olika delarna av avrinningsområdet har forskarna ändå fått en bra bild av hur väl de olika åtgärderna har fungerat.

Mätningar uppströms och nedströms hästgårdarna visade till exempel att det batteri av åtgärder som genomfördes, uppströms kalkfiltret, hade påtaglig effekt.

 – Att göra åtgärden direkt vid källan är bra, säger Linda Kumblad. Åtgärder vid hästgårdar bör vara en tämligen ”lågt hängande frukt”, där fokus bör vara att samla ihop gödsel och sätta den i kretslopp. Det är också viktigt att försöka minska trampskadorna för att bibehålla ett så helt vegetationstäcke som möjligt. Det ger marken mycket bättre förmåga att binda näring.

De åtgärder som genomfördes vid hästgårdarna för att minska näringsläckaget, såsom anläggandet av täta gödselplattor, visade sig ha god effekt.

När näringen väl har nått vattendragen är det betydligt svårare att fånga upp den, kan forskarna samtidigt konstatera. Åtgärder som innebär att man gräver i marken – så som anläggandet av diken och våtmarker för att fånga upp näringsrikt vatten – kan dessutom innebära att näring till en början frigörs, och att näringstransporten alltså initialt ökar.

– Grävandet kan leda till att näringsrika leror exponeras, och när de eroderas av vattenflöden eller vågor ökar näringshalterna nedströms i stället för att minska, förklarar Emil Rydin. Det kan dröja innan man kan utvärdera den långsiktiga effekten av en sådan åtgärd, och det är viktigt att dammar anläggs på rätt ställen.

Vid Björnöfjärden tyder mätningarna på att de två fosfordammarna inte placerades optimalt. Fosforhalterna i det inkommande vattnet tycks inte ha varit tillräckligt höga för att det skulle detekteras någon markant förändring nedström. 

 – Det finns många goda exempel på våtmarkers förmåga att minska näringsämnen, men effekten är lättare att uppmäta ju högre halterna är i det ingående vattnet. Det är också en åtgärd med lång livslängd, omkring 20 år, så man skulle behöva mäta under ännu längre tid för att fånga effekten, säger Faruk Djodjic.

Den tredje våtmarken – gäddvåtmarken – var däremot bra placerad, men eftersom syftet med den var att främja rovfiskrekrytering var den inte tillräckligt djup för att fungera effektivt som fosforfälla.

En ytterligare aspekt att ha i åtanke är att en damm behöver skötas så den inte växer igen, påpekar Emil Rydin.

 – Om det näringsrika sedimentet som ackumuleras på botten inte tas om hand, och om materialet börjar röra på sig, kan dammen bli en näringskälla. Det finns många saker att ta hänsyn till när man försöker bedöma om en sådan typ av åtgärd är kostnadseffektiv.

Fosfordammar kan vara effektiva för fånga upp näring i jordbrukslandskapet. Mätningarna i Björnöfjärdens avrinningsområde tyder dock på att dammarnas placering inte var optimal.

Tekniska lösningar kräver underhåll

Ett liknande fenomen kunde observeras när det gäller de kalkfilter som installerades i utloppet till fosfordammarna. Filtren band till en början fosfor mycket effektivt, vilket sågs i minskade halter nedströms, men efter några år tycktes effekten avta. Då började i stället den fångade näringen att läcka ut och halterna i det utgående vattnet steg igen. Det kalkfilter som installerades i anslutning till några hästhagar visade sig å andra sidan inte ha någon effekt, sannolikt för att vattnet inte passerade filtermaterialet på ett jämt sätt.

 – Att leda vatten genom filtermaterial är svårt; vattnet hittar snabbt den lättaste vägen genom materialet och filtreringen riskerar blir ineffektiv efter ett tag. Då behöver filtermaterialet bytas, vilket innebär ny grävning med risk för ökad näringstransport och nya kostnader, säger Emil Rydin.

Det reningsverk som installerades vid konferensanläggningen har visat sig ha god effekt – halterna i det stora krondiket nedströms minskade efter installationen. Även när det gäller avloppshantering bör man dock ha i åtanke att vissa tekniska lösningar, som reningsverk, kräver kontinuerlig skötsel och rätt dosering av fällningskemikalier, vilket kostar pengar.

 – Sköts det inte rätt eller om det doseras för lite riskerar reningsverket snabbt bli en stor näringskälla, säger Emil Rydin.

Infiltration av avloppsvatten innebär dock att marken laddas med näring som förr eller senare kan läcka ut. 

 – Att förbättra reningen av toalettavfall är viktigt och har stor betydelse på sikt. Det säkraste är att sampla ihop näringen i en tank och köra bort den till effektiva stora reningsverk, säger Linda Kumblad.

Analys av elva års månatliga mätningar i avrinningsområdet har gett forskarna en bild av hur väl de olika åtgärderna har fungerat. På bilden studerar bland andra Faruk Djodjic, Sverige lantbruksuniversitet, (längst till höger) ett av kalkfiltren.

Skogsområde oväntad näringskälla

Att upplagrad näring i marken kan ha betydelse under lång tid såg forskarna också tydligt exempel på i studien. Mätningarna visade nämligen att ett skogsområde i den nordvästra delen av avrinningsområdet läckte oväntat mycket näring – mer än den aktiva jordbruksmarken i området.

 – När vi gick till botten med det visade det sig att skogen planterades i mitten av 1900-talet på gammal åkermark. Åkermark är bördigare än skogsmark och tidigare övergödsling har antagligen lett till att mycket näring har lagrats i marken, och fortsätter att läcka ut i vattendragen idag, flera decennier senare, säger Faruk Djodjic. Att näringshalterna nedströms jordbruksmarken var lägre tyder samtidigt på att den strukturkalkning, och andra jordbruksåtgärder som genomfördes hade god effekt när det gällde att binda näring.

Även på andra håll i området finns sannolikt gammal upplagrad näring från fosforintensivt jordbruk och icke-fungerande avlopp, som fortsätter att läcka ut och bidra till näringstillförsel, och sannolikt fortfarande skymmer effekten av vissa av de åtgärder som gjorts.

Emil Rydin och Linda Kumblad på återbesök vid Björnöfjärden 2024.

 – Det behövs stort tålamod och en del detektivarbete, både för att få till lämpliga åtgärder på rätt plats och när man ska utvärdera effekten av åtgärder på land, konstaterar Linda Kumblad.

Vad är då mest effektivt för att minska den diffusa näringstillförseln från olika källor på land?

 – Det bästa är att undvika att släppa ut överskottsnäring: att gödsla vid rätt tidpunkt – det vill säga när grödan gror eller växer – att samla upp och omhänderta hästgödsel både från stall och hagar, och att samla ihop toalettavfall i slutna tankar. Den näringen kan sedan användas i odlingar, vilket skapar ett kretslopp. Man bör också undvika att skada markskikt, genom att till exempel inte gräva i onödan.

Text: Lisa Bergqvist

Läs hela studien i Ambio:

Djodjic et al, 2025: Usual suspects meet mission impossible: Nutrient losses and effects of mitigation measures on a coastal catchment in the Baltic Sea region