Fosforfiltre i. landskabet. Der er behov for nytænkning i forhold til en målrettet indsats for at reducere fosforbelastningen af vandmiljøet

Relaterede dokumenter
DRÆNFILTERTEKNOLOGIER TIL OPTIMERET NÆRINGSSTOFFJERNELSE

Drænfilterteknologier til lokal reduktion af næringstoftab

VMP3-projekt: Udpegning af risikoområder for fosfortab til overfladevand

Vurdering af øget fosfortilførsel til jorden

Miljøeffekten af RANDZONER. Brian Kronvang Institut for Bioscience, Aarhus Universitet

Helhedsorienterede løsninger: Vand (N og P), natur og klima

EFFEKTEN AF RANDZONER. Brian Kronvang Institut for Bioscience, Aarhus Universitet

Fosfortransport og risikovurdering

A4: Driftsmæssige reguleringer Foto: Jens Petersen, DJF

KORTLÆGNING AF KILDER TIL FOSFORTAB FRA DET ÅBNE LAND

UDPEGNING AF RISIKOOMRÅDER FOR FOSFORTAB TIL OVERFLADEVAND

Alternative virkemidlers rolle i vandplanerne

Projektbeskrivelse for projekter under Vandmiljøplan III

Hvordan kan P indekset anvendes af forvaltningen? Lisbeth Wiggers, Miljøcenter Århus

Miljømæssige gevinster af at etablere randzoner langs vandløb

Fosfors betydning for miljøtilstanden i søerne og behovet for reduktioner

Erfaringerne med virkemidlerne til reduktion af fosfor til søerne: P-ådale

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

Erfaringerne med virkemidlerne til reduktion af fosfor til søerne: P-ådale

HVORDAN UDFORMES BRINKEN MEST OPTIMALT AF HENSYN TIL FOSFORTAB?

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

A5: Driftsmæssige reguleringer

LAVBUNDSJORD - FYSISKE RAMMER NU OG FREMOVER

Miljø Samlet strategi for optimal placering af virkemidler

INTELLIGENT UDNYTTELSE AF RANDZONER

Miljømæssige og økonomiske konsekvenser af fosforregulering i landbruget et empirisk studie

Konstruerede vådområder til målrettet reduktion af næringsstoffer i drænvand

Figur 1. Kontrolleret dræning. Reguleringsbrønden sikrer hævet vandstand i efterårs- og vintermånederne.

C2: Miljøforvaltning i risikoområder

Opskalering og potentiale for implementering

B4: Arealændringer i risikoområder

Att: Teknik & Miljø Lemvig Kommune Rådhusgade Lemvig Lemvig

Fosforregulering i ny husdyrregulering Teknisk gennemgang Folketingets Miljø- og Fødevareudvalg 2. februar 2017

Kursus i forvaltning af ferskvand og opland

B2: Arealændringer i risikoområder

SKOVREJSNING VÅDOMRÅDER MINIVÅDOMRÅDER MILJØVIRKEMIDLER MED TILSKUD PÅ DIN BEDRIFT

Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri. Departementet

P-Indeks GIS værktøj til udpegning af arealer med risiko for fosfortab

Vejen Kommune Teknik og Miljø Rådhuspassagen Vejen

Næringsstoffer i vandløb

Nye økonomiske incitamenter til lokalt samarbejde om reduktioner af kvælstoftabene til vandmiljøet

Kolding Kommune By- og Udviklingsforvaltningen Landbrug og Lokaludvikling

HVAD BETYDER RESULTATERNE AF DRÆNVANDSUNDERSØGELSERNE FOR TANKEN OM EN MÅLRETTET REGULERING AF LANDBRUGETS NÆRINGSSTOFTAB?

Sammenfatning. Kvælstof

Regeringen. Vandmiljøplan III 2004

Landovervågning AU AARHUS AU DCE - NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI. Gitte Blicher-Mathiesen, Anton Rasmussen & Jonas Rolighed UNIVERSITET

Status for havmiljøet, målrettet regulering og havet som et rammevilkår. Stiig Markager Aarhus Universitet

Kvælstof, iltsvind og havmiljø

Vejen Kommune Natur & Landskab Højmarksvej Holsted

Hvad er de miljømæssigt acceptable koncentrationer af kvælstof i drænvand i forhold til vandmiljøets tilstand

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

C1: Miljøforvaltning i risikoområder Foto: Carl Chr. Hoffmann

Undersøgelse af det danske P-indeks på baggrund af markdata fra to oplande

Vandløb og Afvanding Brian Kronvang 1, Jane R. Poulsen 1, Niels B. Ovesen 1 og Søren Munch Kristiansen 2

DCA - NATIONALT CENTER FOR FØDEVARER OG JORDBRUG AARHUS UNIVERSITET

Kvælstofomsætning i mark og markkant

STYRET DRÆNING OG UDLEDNINGEN AF NÆRINGSSTOFFER TIL VANDMILJØET

Sådan er udledningerne omkring år 1900 fastsat En proxy for kvælstofkoncentrationen i vandløb omkring år 1900

Jordens egne nanopartikler og fosformobilitet

Kontrolleret dræning. Åbent hus 27. november Søren Kolind Hvid

Virkemidler til at opnå en renere Limfjord Stiig Markager, Aarhus Universitet

Minivådområder et nyt kollektivt virkemiddel

Fremtidens landbrug som det centrale element i såvel fødevareproduktionen som naturen og miljøet

Miljømæssige konsekvenser af fødevare- og landbrugspakken

Vandplanerne inddeler Danmark efter naturlige vandskel, der hver har fået sin vandplan.

Hjermind Sø - Vådområdeprojekt. Lodsejermøde 22. april - Gudenåhuset - Bjerringbro Lars Bo Christensen

DCA - NATIONALT CENTER FOR FØDEVARER OG JORDBRUG AARHUS UNIVERSITET

RISIKOVURDERING AF FOSFORTAB FRA LAVBUNDSJORDE

Retentionskortet - ny vej til regulering af miljøbelastning

Ny viden til forbedring af retentionskortlægningen

Landskabets økologiske opbygning og Natur- og Landbrugskommissionens anbefalinger (Teksten til foredraget er vedlagt de enkelte slides)

RESULTATERNE AF DE SIDSTE ÅRTIERS VANDMILJØINDSATS I DANMARK. Kurt Nielsen

Vandløb: Der er fastsat specifikke mål for km vandløb og der er planlagt indsats på km vandløb (sendt i supplerende høring).

AARHUS UNIVERSITET. 07. November Høje Dexter-tal i Øst Danmark - skal vi bekymre os? René Gislum Institut for Agroøkologi.

Axelborg den 9. september 2015 Irene Wiborg INDLÆG FOR VANDRAMME- OG NATURA2000 UDVALGET MÅLRETTET INDSATS

Vandområdeplaner

Modul II: Tab af fosfor og ammoniakfordampning og deposition af kvælstof, pesticidudvaskning

Hvad betyder kulstofbalancen for landbrugets samlede drivhusgasregnskab

Ansøgning modtaget 14. marts 2017

Dokumentation for beregning af N-reduktion fra rodzonen til kyst i N- risikoværktøjet

Oplandskonsulenterne - status og proces Oplandskonsulent Anders Lehnhardt, Landbo Limfjord

Afvanding fra miljøperspektiv i Danmark. Thyge Nygaard Landbrugspolitisk medarbejder, agronom


Ansøgning om landzonetilladelse til etablering af minivådområde hos Hvelplund Agro, Kjelstrupvej 37, 7700 Thisted.

Ny forskning: Lokal regulering giver størst effekt for pengene

Grundvand og terrestriske økosystemer

Eksempler på klimasikring baseret på arbejdet i tre oplande under vinterafstrømninger og sommer ekstremhændelser

INNOVATIONSDAG ERHVERVSAKADEMIET LILLEBÆLT

Att. Heidi Egø Kryl og Sanne Lund Kolenda Slagelse kommune Rådhuspladsen Slagelse. 10. april 2017

Status for etablering af minivådområder i Danmark

Den forventede udvikling frem til 2015

Effekt af vådområder på kort og lang sigt

Miljømæssige og klimatiske krav til fremtidens landbrug

A3: Driftsmæssige reguleringer

FAKTAARK: Miljøafgrøder næste skridt mod et godt vandmiljø

Bassiner og effektiv fosforfjernelse. Sara Egemose, Biologisk Institut, SDU

Plantekongres : Målrettet indsats

De nye fosforregler. Henrik Bang Jensen Landbrug & Fødevarer

Information om retentionsfaktorer for fosfor i vandløb for målte/umålte oplande

Redegørelse for en operationel anvendelse af P-risikoværktøjet til en sårbarhedsdifferentieret

Transkript:

Dræn, der forbinder marker med en høj fosforstatus direkte med recipienten, øger risikoen for tab af fosfor. Foto: Charlotte Kjærgaard Fosforfiltre i landskabet Der er behov for nytænkning i forhold til en målrettet indsats for at reducere fosforbelastningen af vandmiljøet Af Charlotte Kjærgaard Fosfor er et essentielt næringsstof og spiller i landbrugsmæssig sammenhæng både en produktionsog sundhedsmæssig rolle. Samtidig er fosfor det næringsstof, der påvirker vores ferske vande mest, som kontrollerende faktor for eutrofiering. EU vedtog i 2000 Vandrammedirektivet. Det overordnede mål er, at alt vand, overfladevand og grundvand senest i 2015 skal have opnået mindst»god tilstand«. Samtidig forventes ændringer i klimaet at føre til mere ekstrem nedbør, en større udvaskning 28 momentum Nr. 2 2009

af næringsstoffer fra landbrugsjorden samt højere vandtemperatur, hvilket betyder at næringsstofkravene til søerne skal skærpes. Målet er utvetydigt - landbrugets tab af fosfor skal reduceres. Udfordringen er at forene det stigende behov for produktion af fødevarer med sikring af miljø og naturressourcer under ændrede klimatiske forhold. Risikokortlægning og virkemidler Reduktion i fosforgødskningen, ændrede fodringsstrategier eller gylleseparation er strategier, der sigter mod at nedbringe jordens indhold af fosfor. Det løser dog ikke problemet inden for de næste årtier og heller ikke nødvendigvis på længere sigt! Planter optager fosfor fra jorden, men da fosfor bindes meget stærkt til jordens mineraler, er kun en mindre del af jordens fosforindhold umiddelbart tilgængeligt for afgrøderne. Med fosforgødskningen søger man derfor at fastholde jordens fosfortilstand på et niveau, der sikrer afgrødens behov. Den mængde fosfor, som tabes fra landbrugsjorden i Danmark, er meget beskeden set i forhold til, hvor meget fosfor der findes bundet i jorden og i forhold til den mængde fosfor, der tilføres jorden med gødskning og fjernes med afgrøden (1). Det er en svær balance at sikre afgrødernes fosforforsyning og samtidig undgå fosfortab. Tab af fosfor til vandmiljøet er en kompleks funktion af klima, topografi, jordens egenskaber samt dyrkningspraksis. Flere transportveje bidrager ved tab af fosfor fra landbrugsjorden. Fosfor tabes ved erosion af jordpartikler eller overfladisk afstrømning på skrånende terræn, ved udvaskning af opløst eller partikelbundet fosfor gennem jordmatricen eller via jordens makroporer til dræn eller overfladenært grundvand og derfra videre til overfladevand. Ikke alle jorder har en høj risiko for tab af fosfor. Såkaldte risikoområder er områder, hvor en fosforkilde (fx en jord med høj fosforstatus) er forbundet med en effektiv transportvej - fx skrånende terræn ned mod vandløb eller dræning direkte til recipienten. Vha. et nyudviklet fosforindeks værktøj kan landbrugsjord nu kortlægges i forhold til risiko for fosfortab via forskellige transportveje (figur 1) (2). Udpegning af risikoområder er forudsætningen for en målrettet indsats med tabsbegrænsende virkemidler. I forbindelse med fosforindeks værktøjet er der knyttet anbefalinger til virkemidler målrettet mod de forskellige tabsveje (3). Virkemidlerne er grupperet efter type - enten som agronomiske virkemidler, der skal reducere fosfortab fra landbrugsjorden, eller virkemidler på landskabsskala, der skal reducere fosforbelastningen af vandmiljøet bl.a. ved udnyttelse af naturens egen selvrensende effekt. Figur 1. Eksempler på fosforindeks for tabsvejene erosion og makroporetransport til dræn (2). PIndeks Erosion Risikoklasser 0-<50, lav 50 -<90, mellem 90-100, høj PIndeks Makroporetransport Risikoklasser -99, ingen data 0-<50, lav 50 -<90, mellem 90-100, høj Figur miljøkemi 1. Eksempler i perspektiv påfosforindeks for tabsvejene erosion og makroporetransport Nr. til 2 2009 dræn. momentum Idisse eksemplariske opsætninger indgik der fosfortal tilfældigt trukket fra den regionstypiske fordeling over fosfortal. 29

Samtidig er naturlige vådområder som virkemiddel til næringsstofreduktion begrænset til områder, hvor der naturligt kan re/etableres vådområder. Der er således et behov for mere fleksible løsninger, der kan målrettes drænede landbrugsjorder med risiko for fosfortab. Foto: Charlotte Kjærgaard Reetableret vådområde ved Gudenåen bidrager til omsætning af næringsstoffer. Der findes effektive virkemidler rettet mod fosfortab ved erosion og overfladisk afstrømning, men der findes ikke tilsvarende virkemidler til reduktion af fosfortab via dræn eller afvandingskanaler. Den selvrensende effekt Der er i disse år et betydeligt fokus på at udnytte naturens egen selvrensende effekt i forhold til at begrænse næringsstofbelastningen af vandmiljøet. I forbindelse med Vandmiljøplan III er der etableret beskyttelseszoner langs vandløb og søer. Formålet med disse beskyttelseszoner er at undgå dyrkning helt op til recipienterne, og samtidig kan beskyttelseszonerne fungere som bufferzoner, der kan tilbageholde specielt partikelbundet fosfor, der transporteres ved erosion og overfladeafstrømning. Bufferzoner kan målrettet anvendes i områder, hvor der er risiko for erosion og overfladeafstrømning (figur 1). Reetablering af vådområder anses i dag for et betydeligt virkemiddel til forbedring af vandkvaliteten i vandløb, søer og marine recipienter. Vådområder i overgangszonen mellem dyrkede højbundsjorder og vandmiljøet fungerer som naturligt filter, der omsætter næringsstoffer. Især omdannelsen af nitrogen til gasformigt N 2 via mikrobiel denitrifikation er meget stor i vådområder. Denitrifikationskapaciteten varierer dog afhængigt af lokale hydrologiske forhold samt den specifikke stofbelastning. Den eksisterende viden omkring fosfortilbageholdelse i vådområder er mere begrænset. Danske og udenlandske resultater viser, at reetablerede vådområder kan bidrage til såvel fosfortilbageholdelse samt netto-fosforfrigivelse afhængigt af lokale hydrologiske og geokemiske forhold (4) samt jordernes indhold af mobilt fosfor (5). Et paradigmeskifte Der er behov for en målrettet indsats, der fordrer et paradigmeskifte fra passivt at udnytte naturens selvrensende effekt til aktivt at hjælpe naturen på vej ved etablering af filtre i landskabet. Fx i form af konstruerede vådområder (6). Disse etableres principielt med samme delformål som ved re/etablering af naturlige vådområder - nemlig at bryde den direkte transportvej mellem mark og recipient, og kan opfattes som en sidste buffer til reduktion af næringsstoffer inden recipienten (figur 2). Konstruerede vådområder har den store fordel, at de kan etableres på lokaliteter, hvor der ikke naturligt ville forekomme vådområder, eller hvor der grundet arealanvendelsen ikke er mulighed for at reetablere et naturligt vådområde. Samtidig kan konstruerede vådområder optimeres til en forbedret fosfortilbageholdelse. Konstruerede vådområder er designet med henblik på at optimere de selvrensende processer, der findes naturligt i vådområder. Der findes forskellige typer af konstruerede vådområder, som overordnet adskiller Figur 2. Eksempel på konstrueret vådområde etableret ved at omdirigere afvandingskanal (6). 30 momentum Nr. 2 2009

Der er et stort behov for udvikling af mere målrettede og kost-effektive virkemidler til reduktion af næringsstoftab sig ved, om vandtransporten foregår over jordoverfladen eller ved horisontal og/eller vertikal infiltration igennem et porøst sediment. Virkemåden for fosfortilbageholdelse i konstruerede vådområder er (som for naturlige vådområder) en kombination af biologiske, geokemiske og fysiske processer. Partikulært fosfor fjernes ved sedimentation, mens opløst fosfor enten kan optages i mikrobiel eller plantebiomasse. Alternativt tilbageholdes ved binding eller fældning i sedimentet. Såvel virkemåde som tilbageholdelseseffektivitet varierer afhængigt af vådområdetype, fosforbelastning og fosforformer i drænvandet. I Danmark er der ingen erfaring med etablering af konstruerede vådområder som aktive fosforfiltre i det åbne land. I Norge og Sverige anvendes en variant af konstruerede vådområder med gennemstrømning over jordoverfladen kaldet»fangdammer«. Disse anlægges ved at udvide og opdæmme vandløbet og lede vandet igennem det konstruerede vådområde, der typisk består af et sedimentationsbassin, et vådområdefilter, en overrislingszone samt en udløbsdam (figur 3). De norske og svenske fangdammer er primært rettet mod reduktion af den partikulære fosfortransport i vandløbet. Systemerne er mindre effektive over for opløst fosfor pga. en ringe kontakt mellem dette fosfor i det gennemstrømmende vand og fosforbindingspladser i jorden. Konstruerede vådområder med horisontal og/eller vertikal infiltration kendes primært fra punktkildebelastninger og er hidtil ikke forsøgt anvendt i åbent land. Disse systemer betragtes dog generelt som mere effektive, idet infiltrationen af vand igennem det porøse sediment giver et større aktivt overfladeareal for tilbageholdelse af opløste fosforformer (figur 4). Den samme mængde drænvand kan således behandles på et mindre areal ved infiltration (sammenlignet med gennemstrømning over jordoverfladen), hvilket muliggør etablering af konstruerede vådområder på mindre arealer. Derudover vil der ved infiltration være en termisk beskyttelse og dermed en højere mikrobiel aktivitet (fx denitrifikation) i kolde måneder. Internationale pilotforsøg med horisontale infiltrationssystemer har vist meget lovende resultater mht. fosfortilbageholdelse i drænvand. Udfordringer, der kan løses! Der er som nævnt ingen danske erfaringer med etablering af konstruerede vådområder i forlængelse af dræn eller afvandingskanaler, og resultaterne fra udenlandske undersøgelser kan ikke overføres direkte til danske forhold. Der er store udfordringer - men også et stort innovativt potentiale - i at udvikle danske modeller for konstruerede vådområder med vertikal og/eller horisontal infiltration som fosfor- og næringsstoffiltre til etablering mellem drænudløb og recipienten. En af de store udfordringer bliver at finde sedimenttyper, der effektivt kan tilbageholde opløst fosfor i de lave koncentrationer, der findes i dræn- Figur 3. Principskitse af komponenter i konstrueret vådområde med gennemstrømning over jordoverfladen (a) sedimentationsbassin, (b) vådområdefilter, (c) overrislingszone og (d) udløbsdam (6). Figur 4. Principskitse af konstrueret vådområde med horisontal gennemstrømning i det porøse sediment der er optimeret med hensyn til fosforbinding (6). miljøkemi i perspektiv Nr. 2 2009 momentum 31

der fremmer fjernelsen af kvælstof ved denitrifikation, kan dog være særdeles kritiske i forhold til at opnå en effektiv fosfortilbageholdelse. Udfordringen bliver at optimere fjernelsen af næringsstoffer ved valg af sedimenttype og vådområde designtype. Foto: Torbjörn Davidsson Vand fra en afvandingskanal ledes igennem et konstrueret vådområde, inden det når recipienten. vand. Samtidig skal materialet være billigt og have en tilstrækkelig stor bindingskapacitet, der sikrer, at det er et omkostningseffektivt virkemiddel. Forskellige sedimenttyper har forskellige bindingsegenskaber i forhold til fosfor, hvilket betyder at der for et givet sediment vil være en sammenhæng mellem fosforkoncentrationen i vandet og den tilsvarende koncentration af fosfor bundet til sedimentet. Samtidig findes der for alle sedimenter en given tærskelværdi (EPC0) for fosforbinding. Så længe fosforkoncentrationen i vandet er højere end sedimentets EPC0 vil sedimentet binde fosfor, indtil bindingskapaciteten er opbrugt. Omvendt vil sedimentet frigive fosfor, hvis fosforkoncentrationen i drænvandet bliver lavere end EPC0. Af samme grund er systemer baseret alene på sandfiltre eller landbrugsjord ikke velegnede fosforfiltre. En anden udfordring er at udvikle systemer, der effektivt kan håndtere de meget varierende drænafstrømninger, hvor periodiske store afstrømningshændelser dominerer. Dette stiller store krav til sedimentets hydrauliske egenskaber samt til opretholdelsen af de processer, der medvirker til reduktion af næringsstof. Hastigheden, hvormed drænvandet strømmer igennem sedimentet, skal afpasses efter hastigheden af de processer, der medvirker til fosfortilbageholdelsen. Endelig er det en stor udfordring at sikre, at filtersystemerne fungerer optimalt i forhold til samtidig fjernelse af kvælstof og tilbageholdelse af fosfor, samt at der ikke sker uønskede emissioner af drivhusgasser. Fjernelsen af kvælstof skal foregå under iltfrie forhold, så der ikke frigives lattergas. De iltfrie forhold, Filtre, biodiversitet og klima De mange udfordringer og interesser omkring landbrug, miljø, natur og klima understreger behovet for at målrette indsatsen, og systematisk sammentænke disse komponenter. Der er et stort behov for udvikling af mere målrettede og kost-effektive virkemidler til reduktion af de næringsstoftab, der som følge af fremtidige klimaændringer i endnu højere grad vil påvirke vandmiljøets og naturens tilstand. Konstruerede vådområder er et miljøteknologisk redskab til at reducere næringsstofbelastningen af vandmiljøet, men samtidig har disse landskabselementer også en stor landskabsmæssig værdi og kan medvirke til at skabe flere grønne korridorer i landskabet og øge biodiversiteten. Konstruerede vådområder kan være et stærkt strategisk virkemiddel, der kan medvirke til at sikre at intensivt landbrug, der skal sikre fremtidens produktion af fødevarer, kan sammentænkes med miljø og natur af høj kvalitet - også under ændrede klimaforhold. Kilder: 1. Rubæk, G., G. Heckrath, og L. Knudsen. (2005): Fosfor i dansk landbrugsjord. Grøn Viden. Markbrug nr. 312. 2. Heckrath, G., H. E. Andersen, G. Rubæk, B. Kronvang, C. Kjærgaard og C.C. Hoffmann. (2009): Et web-baseret P- indeks som miljøplanlægningsredskab: del 1. Vand og Jord, 16. Årgang, nr. 2, Maj 2009. 3. Andersen, H.E., G. Heckrath, A. L. Jensen, B. Kronvang, G. Rubæk, C. Kjærgaard og C.C. Hoffmann. (2009): Et web-baseret P-indeks som miljøplanlægningsredskab: del 2. Vand og Jord, 16. Årgang, nr. 2, Maj 2009. 4. Hoffmann, C.C, C. Kjaergaard, Uusi-Kämppä, J., H.C.B. Hansen, B. Kronvang. (2009): Phosphorus Retention in Riparian Buffers: Review of their Efficiency. (In press). J. Environmental Quality. 5. Kjærgaard, C., C.C. Hoffmann, M.H. Greve. (2009): Risikovurdering af fosfortab fra lavbundsjorde. Vand og Jord, 16. Årgang, nr. 2, Maj 2009. 6. Kjærgaard, C., C.C. Hoffmann, A. Baattrup-Pedersen, P.L. Jensen. (2006): Konstruerede vådområder. Miljøforvaltning i risikoområder. Kortlægning af risikoarealer for fosfortab i Danmark. Virkemiddelsfaktablad C2 (www.np-risikokort.dk/virkemidler/virkemidler.html). Seniorforsker Charlotte Kjærgaard er ansat ved Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø, Aarhus Universitet. 32 momentum Nr. 2 2009