EARTH SCIENCES CENTREGÖTEBORG UNIVERSITYB135 1998

SYREFÖRHÅLLANDEN I VALLE HÄRADSSJÖSYSTEM

Nina Gärdeklint

Department of Physical GeographyGÖTEBORG 1998

GÖTEBORGS UNIVERSITETInstitutionen för geovetenskaperNaturgeografiGeovetarcentrum

SYREFÖRHÅLLANDEN I VALLE HÄRADSSJÖSYSTEM

Nina Gärdeklint

ISSN 1400-3821 B135 Projektarbete

Göteborg 1998

Postadress Besöksadress Telefo Telfax Earth SciencesCentre Geovetarcentrum Geovetarcentrum 031-773 19 51 031-773 19 86 Göteborg UniversityS-405 30 Göteborg Guldhedsgatan 5A S-405 30 Göteborg

SWEDEN

i

AbstractOxygen conditions in the lakes in Valle härad, SW Sweden

A study of lake sediments and oxygen conditions has been carried out in a few lakes in theValle härad region to the west of Billingen, Sweden. After a recent investigation of one of thelakes an oxygen deficiency was discovered in the bottomwaters. The purpose of the followingstudy is to examine if the lack of oxygen was an ”accidental occurence” or if this condition hasbeen present for a longer period of time. In addition this study is meant to reveal if there areany other lakes in the Valle area that are in the same kind of condition in lacking oxygen.

Valle härad is dominated by kame formations which give characteristically deep, hollow likelakes. The central parts of the lakes are oligotrophic while the waters near the shores areeutrophic.

Samples were taken in the lakes Skärvalången, Flämsjön, Bysjön, Vagnsjön and Trädgårdssjön.In addition the lake Vingsjön outside the area was investigated and used as a reference. Thesediment samples were taken in the deepest part of the lakes with a Valter Axelsson gravitycorer. The sediments were X-rayed in exchangable plexiglass tubes before extrusion. Structu-res were studied. Analyses of watercontents and loss on ignition were also made for informa-tion about the sediments settling environment. The sediment accumulation rate in the deepestpart of lake Skärvalången was determined by studies of Cs-137. The ratio C/N for the sedi-ments from the deepest part of Skärvalången were studied to get an idea of what kind of mate-rial is settling. Follow-up of oxygen-measurements were made.

The sediments reveal no obvious sign of environmental change over the last 50 to 70 years.The sediment colour is green-black and the organic content is high, indicating lack of oxygen.Strata are absent which indicates that bioturbation is possible during oxygen-rich periods. Thegas-content of the sediments is extremely high with lots of small bubbles. Todays oxygen levelsin the lakes Skärvalången, Bysjön and Vagnsjön are insufficient in September. The lack ofoxygen is believed to be due to the lakes morphology which promote temperature layering andwith that prevent circulation. The lack of larger watercourses further prevent circulation. Thesediment accumulation rate in the deepest part of the lake Skärvalången is calculated to be 5,2mm/year during the period 1963-1986, and 6,1 mm/year between the years 1986-1987. C/N-ratio in the sediments indicates that it can be the large amounts of detritus from the rapidlygroving reed-belts in combination with the yearly blooms of greenalgae, that consume theoxygen present.

Keywords: Lack of oxygen, lake sediments, the Valle härad region, the Valter Axelsson gra-vity corer, X-ray, Cs-137, sediment accumulation rate, tot-C/tot-N.

ii

SammanfattningEn studie av sjösediment och syrgasförhållanden har utförts i ett antal sjöar i Valle härad västerom Billingen. En av dessa sjöar uppvisade anoxiska bottenvatten i samband med en undersök-ning 1993. Syftet med denna studie är att påvisa om det varit syrgasbrist en längre period iSkärvalången eller om avsaknaden av syre var en tillfällighet 1993. Dessutom ska det undersö-kas om de övriga sjöarna i Vallesystemet i sådant fall har samma tillstånd av syrgasbrist.

Valle härad är ett väl utbildat kamelandskap med en mängd djupa sjöar som är oligotrofa icentrala vattenmassan och med eutrofa strandzoner.

Provtagning gjordes i sjöarna Skärvalången, Flämsjön, Bysjön, Vagnsjön och Trädgårdssjön.Dessutom undersöktes Vingsjön som referenssjö utanför Vallesystemet. Sediment-provtagningen begränsades till sjöarnas djuphålor och gjordes med en Valter Axelsson-provtagare med utbytbara plexiglasrör. Sedimenten röntgades i plexiglasrören och strukturer isedimenten studerades. Analyser av vattenhalt och glödförlust gjordes för bestämning avsedimentens bildningsmiljö. Sedimentens halt av 137Cs studerades för att bestämma dengenomsnittliga sedimentationshastigheten i sjön Skärvalångens djuphåla. Kvoten C/N isedimenten undersöktes för att få en bild av vilken sorts material som sedimenterar.Uppföljande syremätningar i fält kontrollerade dagens syretillstånd.

Sedimenten avslöjar inga tydliga miljöförändringar i sjösystemet de senaste 50 till 70 åren.Sedimentens färg är grönsvart och den organiska halten är hög vilket tyder på tidigaresyrgasbrist i bottenvattnen. Avsaknaden av stratifiering indikerar att det emellanåt kommer nersyre och ger utrymme för bioturbation. Gashalten i sedimenten är extremt hög med en mängdsmå gasbubblor. Dagens syretillstånd i Skärvalången, Bysjön och Vagnsjön är dåligt underseptember och temperaturskiktningen är skarp. Syrgasbristen tycks till stor del vara orsakad avsjöarnas morfologi vilken främjar temperaturskiktning och därmed förhindrar cirkulation.Avsaknaden av större vattendrag minskar cirkulationen ytterligare. Den genomsnittligasedimentationshastigheten i Skärvalångens djuphåla beräknades till 5,2 mm/år mellan åren1963 till 1986 samt 6,1mm/år 1986 till 1997, vilket anses vara mycket högt. C/N-kvotenindikerar att detritus från de snabbt växande vassbältena runt sjöarna i kombination med deårliga grönalgblomningarna kan vara bidragande orsaker till att sjödjupen töms på syre undersommarhalvåret.

Nyckelord: Syrgasbrist, sjösediment, Valle härad, Valter Axelsson-provtagare, röntgen, Cs-137, sedimentationshastighet, tot-C/tot-N.

iii

Innehållsförteckning

Abstract ________________________________________________________________________

Sammanfattning _________________________________________________________________

1 INTRODUKTION ____________________________________________________________iv

1.1 Sjösediment och syrgashalt____________________________________________________ 2

1.2 Frågeställningar ____________________________________________________________ 3

2 OMRÅDESBESKRIVNING ____________________________________________________ 5

2.1 Morfologi _________________________________________________________________ 5

2.2 Vattenvärden i Vallesjöarna ___________________________________________________ 6

2.3 Markanvändning i området ___________________________________________________ 6

3 METODIK___________________________________________________________________ 7

3.1 Utrustning ________________________________________________________________ 7

3.2 Provtagning och analys av sedimentprov _________________________________________ 83.2.1 Röntgen ___________________________________________________________________________83.2.2 Vattenhalt och sedimentationshastighet ___________________________________________________83.2.3 Organisk kolhalt och kol/kväve-kvot _____________________________________________________9

3.3 Syre- och temperaturmätning samt ekolodning ___________________________________ 10

4 RESULTAT_________________________________________________________________ 11

4.1 Sedimenten_______________________________________________________________ 114.1.1 Röntgenbilder______________________________________________________________________114.1.2 Vattenhalt ________________________________________________________________________134.1.3 Sedimentationshastighet i Skärvalångens djuphåla __________________________________________144.1.4 Organisk halt ______________________________________________________________________154.1.5 Kol/kväve-kvot i Skärvalången_________________________________________________________16

4.2 Syre- och temperaturmätningar _______________________________________________ 17

5 DISKUSSION _______________________________________________________________ 19

6 SLUTSATSER ______________________________________________________________ 22

REFERENSER________________________________________________________________ 23

Person referenser _____________________________________________________________ 24

iv

FörordProjektarbetet är på 20 poäng med geovetenskaplig-naturgeografisk inriktning. Uppgiften harframarbetats i samarbete med handledaren Fil Dr Mats Olvmo och enligt önskemål av Miljö-skyddsinspektör Lennart Kjellberg vid Miljö&Hälsoskyddsnämnden, Skara kommun. Projektethar delvis finansierats av Skara kommun och ”Skärvalångens med flera sjöars fiskerivårdsom-rådesförening”. Hans Lann på Länsstyrelsen i Skaraborg har varit en diskussionspartner medvägledande idéer.

Ett jättestort TACK vill jag ge till min handledare Mats Olvmo för all hjälp med manuset tilldetta arbete, för viktiga kontakter och konstruktiv kritik, samt för att alltid ha visat sitt intresseäven om hans tid varit knapp.

Jättetack även till Lennart Kjellberg för värdefull vägledning i fält och hjälp med lokala kon-takter samt att han bidrog med viktigt material.

En Valter Axelsson-provtagare lånades från Avdelningen för naturgeografi vid Uppsala univer-sitet. Sedimentprovtagningen utfördes efter handledning av Mona Peterson vid ovannämndaavdelning. Mona hjälpte även till med utrustning, litteratur och allmänna tips samt förmedladekontakt med Kerstin Konitzer som gav ytterligare vägledning. Röntgenfotograferingen utfördesav Kjell Nordberg och Mikael Gustafsson vid oceanografi, Göteborgs universitet. Mätning avisotopen 137Cs och utvärdering av resultat utfördes, till en ringa kostnad av en wienerlängd, avIngvar Friberg och Rickard Malmbäck vid Institutionen för kärnkemi på Chalmers. Kol/kväve-analysen utfördes i samarbete med Owe Gustafsson vid maringeologi, Göteborgs universitet.Jag vill rikta ett stort TACK till alla dessa!

Jag vill även tacka Bo Svedlund, Folke Gisslander, Karl-Erik Johansson och befolkningen i”Skomakarbyn” i Axvall för lån av båt samt personalen vid Kjessler&Mannerstråle-lab i Skaraför lån av syremätare och ekolod.

Till sist vill jag rikta ett varmt TACK till Martin Fransson som gjorde fältarbetet möjligt ochsom alltid har stöttat och hjälpt mig, samt Börje Fransson för kost och logi.

1

1 INTRODUKTIONSjöars sedimenttäcke utgör en databank som kan avslöja sjömiljöns utveckling. Genom attstudera bottensediment kan förändringar i vattenmiljön upptäckas. Syrefria bottenvatten är ettproblem som i vissa fall är skapat av människan genom en förändring av miljön och i andra ettopåverkbart tillstånd på grund av sjömorfologin.

Några kilometer nordost om Skara, i området Valle härad, finns ett sjösystem med ett 40-talsjöar. I en av dessa sjöar har syrebrist i bottenvattnet uppmätts under sommarperioden redankort efter våromblandningen (KM-lab 1993).

Bakgrunden till det här arbetet är främst den undersökning som utfördes sommaren 1993 isamband med en kraftig blomning av bland annat grönalger. Syrehalten i sjön Skärvalångensvattenpelare kontrollerades vid ett flertal tillfällen och då upptäcktes att syrebrist rådde ibottenvattnet. I två punkter i sjön mättes en syreprofil från vattenytan och ned mot bottnen.Första mätningen utfördes i mitten av juni vecka 24. Mätningarna upprepades sedan vecka 27,30 och 35 (Figur 1).

Figur 1. Syrehalt i Skärvalången 1993 (Efter KM-lab 1993).Figure 1. Oxygen in Skärvalången 1993 (From KM-lab 1993).

KM-lab, som genomförde studien på uppdrag av Skara kommun, gjorde vid samma tillfälle enomfattande undersökning av Skärvalångens näringsstatus. Enligt deras rapport är ytvattnetnäringsfattigt till måttligt näringsrikt med låga kvävehalter. Vidare går det att läsa i rapportenatt kväve- och fosforhalterna i bottenvattnet däremot är mycket höga under juli-augusti. Dettaförklaras med att närsalterna utlöses ur sedimenten under de syrefria förhållanden som råder ibottenvattnet under sommarperioden. På grund av den starka temperaturskiktningen i sjön skerdock ingen omblandning med den överliggande vattenmassan och närsalterna hålls kvar ibottenvattnet (KM-lab 1993). Stjerna-Pooth & Rosén (1970) utförde en undersökning av blandannat Bysjön, Skärvalången, Flämsjön, Trädgårdssjön, Vagnsjön och Vingsjön 1968-69. Dekonstaterade att syrgasbrist rådde redan i de övre sedimenten vid strandzonen. Vidare troddeförfattarna att syrgasbisten i sedimenten orsakades av kalkutfällningar på bottnen. Utfällning-arna troddes förhindra gasutbyte mellan vatten och sediment.

S k ä r v a l å n g e n 1 9 9 3

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

1 8

2 0

0 2 4 6 8 1 0

m g s y r e p e r l i t e r v a t t e n

Vat

ten

dju

p (

m)

v 2 4

v 2 7

v 3 0

v 3 5

2

Tidigare undersökningar i området har enbart inriktats på Vallesjöarnas vattenkvalitet t ex pH,konduktivitet och näringsstatus samt biologisk mångfald. Endast en studie har inriktats påsyrehaltens variationer i vattenpelaren. Sedimenten har sällan betraktats som en källa tillinformation, förutom vid undersökning av tungmetaller.

Syftet med denna studie är att med hjälp av analys av sedimentkärnor, främst från sjöarnasdjuphålor, försöka få en bild av tidigare vatten- och bottenförhållanden och därmed möjligen fåsvar på syrebristens orsak. Uppföljande syremätningar i fält ska ge ett bredarebedömningsunderlag för dagens syretillstånd i fler sjöar än som undersökts tidigare.

1.1 Sjösediment och syrgashaltSjöbottnar delas in i erosionsbottnar, transportbottnar och depositions(ackumulations)bottnar.Sediment lagras mer eller mindre permanent på depositionsbottnarna. Här är miljöförändringarmest entydiga och representativa för sjön (Naturvårdsverket 1990).

Detritus, avfall av döda växter och djur, svämmas från vassarna och sjunker ned mot bottnentillsammans med döda alger och plankton. Där bryts det, mer eller mindre, ned av mikroorga-nismer. Denna process förbrukar snabbt allt tillgängligt syre i sedimenten och förhållandena bliranaeroba. När anaeroba nedbrytare tar över talar man om döda bottnar. I eutrofa sjöar är detvanligt med syrgasfria sediment då syretärande material ofta anhopas på grund av hög produk-tion. Denna anoxiska miljö är även vanlig i de ovanliggande vattnen. Anaerob nedbrytning gårlångsamt och resulterar ofta i bildande av svavelväten som förgiftar bottnarna (Petersson1995). Näringsfattiga sjöar kan få syrgasbrist vid dålig omblandning av vattnet till exempel medett långlivat och starkt språngskikt (Bydén et al 1996).

Vinden driver vattenomblandingen i sjöar. I sjöar djupare än 5 m sker totalomblandning ochdärmed syresättning av bottenvatten, endast då temperaturen i hela vattenpelaren ligger inomsamma intervall på ett par grader. Detta sker höst och vår. Sommarskiktningen begränsar ävenmängden tillgänglig näring i olika skikt då omblandning inte kan ske. Efter vårens produk-tionsmaximum som förbrukar all näring i det övre varmare skiktet minskar produktionen. Dennäring som frigörs, när det som faller ner mot bottnen bryts ned, stannar i bottenvattnen(Petersson 1995).

Om total anoxi inträder vid bottnarna slås bottendjuren ut. Dessa är viktiga i syresättningen avsedimenten och är direkt nödvändiga för denitrifikationen (Naturvårdsverket 1990).

I insjösystem är fosfat som kan tas upp av växter produktionsbegränsande. Fosfatutsläpp frånhushållsavlopp kan därför medföra en ökad tillväxt och därmed en igenväxning av sjöar. Ökadmängd dött material kräver en ökad nedbrytning med syrebrist och bottendöd som följd. Iaeroba bottenvatten fälls svårlösligt FePO4 ut i sedimenten och mängden tillgängligt fosfat hållsnere. Övergår förhållandena till en syrgasfri miljö däremot läcker fosfat ut till vattenpelaren ochekosystemet har ”råkat i en ond cirkel som är svår att bryta” (Petersson 1995).

Vattnets syrgashalt anges i mg syre per liter vatten. Mängden syremolekyler som kan lösas ivatten varierar med temperaturen med störst syremängd vid låga temperaturer. Enligt SvenskaNaturvårdsverkets riktvärden vid bedömning av syrgastillståndet i skiktade sjöar är mindre än 1mg/l att betrakta som syrefritt eller nästan syrefritt tillstånd, 1-3 mg/l syrefattigt tillstånd, 3-5svagt syretillstånd, 5-7 måttligt syrerikt tillstånd och mer än 7 mg/l syrerikt tillstånd (Bydén etal 1996). De tåligaste bottendjuren klarar så låga halter som 0,5 mg/l innan de dör. Om syre-halten närmar sig 3 mg/l flyr bottenlevande fisk. Bottendjur, som kräftor, möter däremot en

3

säker död i anoxiska bottnar. Temporär syrebrist och bottendöd kan resultera i en förändringav bottenfaunan (Naturvårdsverket 1990).

1.2 Frågeställningar1. Finns det något i sedimenten som tyder på att syrgasbristen är en förändring som skettnyligen eller har Skärvalången haft anoxiska bottenvatten under en lång period (någrahundra år)?

2. Är Skärvalången unik i sitt tillstånd av syrgasbrist i bottenvattnen eller råder sammasituation i de övriga sjöarna i systemet?

3. Under hur stor del av sommarhalvåret och i vilken utsträckning är det syrgasbrist?

4. Vad kan tänkas orsaka syrgasbristen?

4

Figur 2. Platser för sedimentprovtagning (Efter topografiska kartblad). Blått = vatten, grönt =samhälle.Figure 2. Sediment sampling sites.

5

2 OMRÅDESBESKRIVNINGFältarbetet utfördes i Valle härad, ett cirka 40 km2 stort område några mil nordost om Skara iVästergötland. I den förkastningsstyrda sänkan mellan Klyftamon och Billingen ligger ett 40-talsjöar som alla avviker från svensk normaltyp. Vilka av dessa sjöar som valdes ut för provtag-ning berodde på tidigare studier, tillgång till båt samt sjöarnas storlek. Större sjöar var att före-dra då de troligen utgör vattensystem med bättre cirkulation. Till huvudsjö valdes Skärva-lången, den största (Tabell 1) och tidigare mest undersökta av sjöarna i systemet. Studien be-gränsades till depositionsbottnar/sjöarnas djuphålor därför att det var där som den eventuellasyrebristen förväntades att vara. Provplatserna (Figur 2) valdes ut med hjälp av befintliga djup-kartor.

Tabell 1. Sjöarealer (Efter Svedlund 1995).Table 1. Lake areas (From Svedlund 1995).

Sjö Skärvalången Flämsjön Bysjön Vagnsjön Trädgårdssjön VingsjönAreal (ha) 123 100 27 20 10 16

2.1 MorfologiValle härad är ett landskap helt dominerat av kameformationer och ”outwash plains” (Sugden& John 1976) och tros av vissa ha bildats i samband med Baltiska issjöns tappning (Strömberg1993). Detta har givit sjöarna en speciell morfologi, med djup oftast större än 10 m och enbredd på bara några hundra meter (Figur 3). Dessutom finns endast några få, mindre (dikes-storlek) till- och frånflöden i ytnivå. Valles sjösystem dräneras vid Ökullskvarn från Husgärdessjöns södra del (flöde ca 0,25 m3 /s,Fransson 1998). Av de vattendrag som finns mellansjöarna är samtliga grävda diken(Gisslander muntl.).

Figur 3. Djupkarta för Skärvalången. Varjegrå nyans motsvarar 2 meters djupskillnad.Ungefärlig skala 1:26 000 (Efter Svedlund1995).

Figure 3. Map of depth in lake Skärvalången. Each shadeof grey represents 2 metres in depth. Scale 1:26 000(From Svedlund 1995).

6

Vid studier av befintliga djupkartor har två sjötyper iakttagits med avseende på sjöarnasmorfologi, en brant skålformad typ och en terrassuppdelad (Figur 4). Bysjön och Skärvalångentillhör den senare medan Trädgårdssjön och Vagnsjön kan kategoriseras som skålformade.Flämsjön saknar djupkarta men verkade efter ekolodning vara av terrasstyp. ReferenssjönVingsjön tillhör ingen av dessa sorter utan är flatbottnad och grund.

Figur 4. Djupprofiler i Vallesjöarna (Efter Svedlund 1995).Figure 4. Depth profiles in the Valle lakes (From Svedlund 1995).

Vid studier av en längsprofil för Skärvalången syns ett grundare parti (8 m) som avdelar sjönsdjupvatten i den norra delen från djuphålan i sjöns mittdel. Bysjön har en centralt belägendjuphåla (Svedlund 1995). Det är okänt om Flämsjön har fler än en djuphåla.

2.2 Vattenvärden i VallesjöarnaPå grund av stor andel kambrosilur-avlagringar i sedimenten ligger pH värdet i samtliga Valle-sjöar strax över 8 stora delar av året och alkaliniteten är cirka 3 dH vilket innebär att sjöarnahar en extremt hög buffringsförmåga mot försurning. Vallesjöarna är oligotrofa i centrala vat-tenmassan med avseende på plankton medan de strandnära vattnen är eutrofa med riklig vass-växt. Det grönaktiga vattnet har relativt stort siktdjup (4-6 m). Referenssjön Vingsjön har lik-nande pH- och alkalinitetsvärden som omnämns ovan på grund av att den får större delen avsin vattenmängd från Vallesjöarna. Däremot är Vingsjön mer näringsrik, troligen på grund avdagvattenutsläpp från samhället Axvall. Siktdjupet är endast 2 m vilket tyder på förorening avnärsalter i vattnet. Vasstillväxten är kraftig även i denna sjö (Skara kommun 1988).

2.3 Markanvändning i områdetValle härad är en kuperad skogsbygd med omväxlande plan jordbruksbygd. Där finns cirka1000 åretruntboende anslutna till lokala reningssystem, alternativt egna brunnar. De små sam-hällen som finns i området är från norr till söder Öglunda, Eggby och Skärv. Inga direkta ut-släpp av avloppsvatten i sjöarna är kända i området (Skara kommun 1988). Flämsjön ochTrädgårdssjön omges mest av skog medan områdena runt Bysjön är övervägande jordbruks-mark och bebyggelse. Vagnsjön och Skärvalången har till hälften jordbruk till hälften skogs-mark. Vingsjön ligger i närheten av samhället Axvall med en stor andel jordbruksmark(Ekonomiska kartblad, 8D Skara: 6f Öglunda, 6e Eggby och 5e Varnhem). Här finns dockkända dagvattenutsläpp, se ovan.

Djupprofi ler för sjöarnas tvärsnitt

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400 500Avstånd (m)

Dju

p (m

)

BysjönSkärval ångenTrädgårdssjönVagnsjönVingsjön

7

3 METODIK

3.1 UtrustningSedimentprovtagning utfördes med en Valter Axelsson-provtagare (Figur 5). Denna modellutgörs av ett provtagarhuvud (av mässing) med ett enkelt ventilsystem och utbytbara plexiglas-rör med rektangulärt tvärsnitt (Axelsson & Håkansson 1978). Modellen fungerar bäst i lösa

bottnar och består i övrigtav en vikthållare (ävenden av mässing) med tvåblytyngder á 2,5 kg.Plexiglasrören äranpassade försedimentröntgen. Längdenvarierar mellan 48,5 - 61,5cm och glastjockleken är4 mm. Totalt användesåtta rör.

Figur 5. Sedimentprovtagare Valter Axelsson (Foto Nina Gärdeklint).Figure 5. Sediment sampler Valter Axelsson (Photo Nina Gärdeklint).

Syrgashalt och temperatur mättes med en syrgaselektrod kopplad till ett visarinstrument avmärket WTW, modell Microprocessor Oximeter OXI 196 (Figur 6). Elektroden kalibrerades ien särskild kalibrerings-hylsa innan varje mätning.Ekolodet, som var avmärket Meridata MDmodell MDK 20 INARI,fungerade utan kalibrering(Figur 6). Syremätaren somanvändes av författaren varav samma typ som KM-labanvände i sin undersökning1993. Syrevärden erhållnafrån fiskerivårdsområdes-föreningen i Valle var tagnamed en syremätare avmärket Oxyguard, modellMark II.

Figur 6. Ekolod till vänster och syremätare till höger (Foto Martin Fransson).Figure 6. Echo-sounder to the left and oxygen detector to the right (Photo Martin Fransson).

8

3.2 Provtagning och analys av sedimentprovAll provtagning i fält utfördes från roddbåt under juni och början av juli, sommaren 1997. Se-dimentprovtagning utfördes enligt följande. VA-provtagaren, fästad i en 50 m lång stålvajer,sänktes med en jämn hastighet ned mot bottnen med ventilen i öppet läge. På grund av provta-garens tyngd och sedimentens höga porösitet trycktes plexiglasröret lodrätt ned genom ytskik-ten av de lösa bottenavlagringarna. Med några ryck i linan förslöts ventilen och provet kundehalas upp. Väl uppe vid vattenytan stoppades en bottenkork i rörets nedre öppning för att se-dimenten skulle hållas kvar. Röret lossades från provtagaren, förslöts med ytkork och placera-des sedan i en hink. Sedimentens färg och struktur samt provplats, provdjup och provnummerantecknades efter upptagandet. Rören fick inte lutas eftersom sedimentstrukturerna kunde stö-ras. I första provomgången användes samtliga åtta rör i sex olika sjöar. Två prover i varderasjö togs i Skärvalången och Flämsjön på olika djup. I resterande sjöar hämtades ett prov frånvarje sjö. Vid ett senare tillfälle, när de åtta första propparna röntgats och styckats upp, togsytterligare fem sedimentproppar, samtliga i Skärvalångens djupaste del vid punkt C (Figur 2).Dessa fem togs för det speciella syftet att användas som ”datering” och fick senare även andraändamål i samband med bestämning av Skärvalångens näringskvot. De våta sedimenten förva-rades svalt i väntan på bearbetning.

3.2.1 Röntgen

Röntgen tillämpas ofta vid studium av gasrika och mycket vattenhaltiga sediment där ingavisuella varvigheter förekommer. Röntgen används därför att det är en både snabb och icke-destruktiv metod att visa sediments fysikaliska egenskaper genom olika svärtning. Ju högredensitet ett material har desto mörkare är återgivningen av det på röntgenbilderna. En annanfaktor som påverkar svärtningen är materialets atomnummer. Vid större minerogent innehålloch/eller vid lägre sedimentationshastigheter blir sedimentens densitet högre och därmed blirfotots svärtning kraftigare. Material med hög organisk halt har låg densitet. Eventuellautmärkande händelser som ger liknande varvigheter på olika röntgenbilder kan ibland relaterastill varandra och därmed fås en relativ datering (Axelsson 1979).

Samtliga åtta rör från första provomgången röntgades stående fyra åt gången medröntgenapparaten Andrex BW 155. Den oexponerade röntgenfilmen (Kodak Industrex T-film)applicerades på baksidan av varje plexiglasrör. Avståndet mellan plexiglasrör ochröntgenapparat var 1,2 m. Bestrålning pågick under 10 minuter med 70 kV och 5 mA. Derektangulära rören hade innerdimensionerna 30 x 60 mm, plexiglastjockleken var 2 x 4 mm.Längden på rören varierade mellan 48,5 – 61,5 cm. Filmen framkallades manuellt i fotolab.Röntgenbilderna kontaktkopierades på vanligt svart/vitt fotopapper för att underlätta analys.

3.2.2 Vattenhalt och sedimentationshastighet

När de åtta första rören röntgats (se nedan) kunde vidare bearbetning påbörjas medutgångspunkt från röntgenbilderna. Proven trycktes ut ur rören med en speciell stav ochdelades i samband med detta upp i en eller två centimeters bitar beroende på strukturer iproppen. Sedan analyserades sedimentens vattenhalt och organiska mängd (se avsnitt 3.2.3).Varje sedimentbit placerades i en märkt, förvägd folieform. Innan sedimenten kunde torkas ivärmeugn (105 °C) vägdes formar med våtprov. Efter cirka ett dygn togs de torra proverna utoch tilläts sedan svalna något i rumstemperatur. Torrproven vägdes så snart som möjligt ochvattenhalten beräknades för varje skikt. Av värdena som framräknades ritades en kurva förvarje sedimentpropp (Figur 8 och 9). Dessa vattenhaltskurvor användes sedan för jämförelserav sedimentationshastigheter sjöarna emellan (referens, se diskussion).

9

För att kunna uppskatta den genomsnittliga sedimentationshastigheten för en sjö, och därmedfå en idé om när till exempel plötsliga förändringar skett, utan att använda sig av sediment-fällor, krävs någon sorts datering. Vid åldersbestämning av recenta sediment yngre än cirka 50år har mätning av 137Cs visats vara en tillämplig metod (Ritchie & McHenry 1990). Cesium-137är en radioaktiv isotop med en halveringstid på cirka 30 år. 137Cs förekommer inte naturligtutan bildas enbart av mänsklig aktivitet vid kärnvapenprovsprängningar och i kärnreaktorer.Vid sönderfallet avges joniserande strålning som mäts i form av antalet sönderfall per tidsenhet(Friberg muntl.). Cesiumet sprids, efter att ha frigjorts i atmosfären, med vindarna över Jordenoch följer med nederbörden till jordytan där det bland annat inlagras i sjöars sediment och bil-dar lager med högre halter 137Cs.

De fem senare propparna från andra provserien togs för att fungera som “datering”. Deröntgades därför inte utan styckades upp direkt i 1,5 cm skikt vilka slogs samman ochanalyserades med avseende på halt 137Cs. Sammanslagning av proverna gjordes för att ökaprovmängden på grund av de låga strålningsmängderna i proven. Antal sönderfall av 137Csräknades i en HPGe-detektor (“Snövit”). Provbägare av plast med sediment placerades i“Snövits” mätbrunn. Sedimenten mättes våta för att lättare få samma provvolym (100 ml),samma geometriska form och därmed samma effektivitet. Varje burk mättes under cirka ettdygn för att en 10% felmarginal skulle fås. Resultaten utvärderades i programmet GammaVision från EG&G Ortec. En graf med ±1 standardavvikelse plottades (Figur 10).Bakgrundsstrålningen mättes kontinuerligt under hela försöket och kompenserades iprogrammet. Med hjälp av diagrammet som plottades kunde den genomsnittligasedimentationshastigheten i Skärvalångens djupaste del beräknas.

3.2.3 Organisk kolhalt och kol/kväve-kvot

Nästa led i analyserna av sedimenten bestod i att bestämma den organiska kolhalten för att fåen indikation på hur tidigare syrgasförhållanden och näringsstatus varit. Till detta moment an-vändes sedimenten från första provserien, de proppar som tidigare hade röntgats och sedananalyserats med avseende på vattenhalt. Den organiska kolhalten för dessa sediment bestämdesgenom glödgning, en billig och enkel metod som ofta tillämpas. Den organiska kolhalten i ettsediment kan approximeras till glödförlusten (IG) / 2 om IG överstiger 10%. Överensstämmel-sen mellan kolhalt och IG/2 värdet är bäst för prover från ackumulationsområden i sjön (Hå-kansson & Jansson 1983). Hälften av varje torkad sedimentklump torkades ytterligare en gångi 105 °C i 30 minuter i deglar med känd vikt. Efter att proven hade svalnat i exsickator kon-trollerades vikten igen. Deglarna placerades i en brännugn vid 550 °C. Degelinnehållet brändesi fem timmar, under lock för att förhindra provförlust i det fall det organiska materialet skullebörja brinna. När ugnen svalnat till cirka 100 °C kunde deglarna tas ut och placeras i exsickatorför ytterligare avsvalning. De glödgade proverna vägdes på en analysvåg (noggrannhet0,0001 g) och den organiska kolhalten kunde slutligen beräknas.

Genom att ta reda på den tidigare näringsnivån i en sjö fås information om vilken sorts materialsom sedimenterat. Den tidigare näringsnivån i en sjö kan bestämmas om sedimentens halt avtotal-kol och total-kväve är känd. För denna analys användes sediment från andra provom-gången, prover som tidigare hade använts för mätningar av isotopen 137Cs och som därmed var”daterade”. De torra sedimenten analyserades i elementaranalysatorn NA 1500 med avseendepå halten total-kol och total-kväve. I analysatorn sker katalytisk förbränning av prover vid1050 °C. Totalt analyserades 18 sedimentskikt à 1,5 cm. För utförlig metod, se Carbon andnitrogen determinations of carbonate-containing solids, Hedges & Stern (1984).

10

3.3 Syre- och temperaturmätning samt ekolodningI juni respektive juli utfördes syre- och temperaturmätningar i en profil i Skärvalången punkt Coch en profil i Flämsjön i närheten av punkt A (Figur 2). I den senare sjön saknades djupkartaoch därför lodades en djupgrav fram utanför Flämslätts stifts- och kursgård. Under augusti ochseptember utförde dessutom ”Skärvalångens med flera sjöars fiskerivårdsområdesförening” enmängd mätningar av syrehalt och temperatur i bland annat Skärvalången punkt C, Bysjön inärheten av punkt G samt i Vagnsjön i punkt F. Dessa värden har använts i denna rapport.Syrgaselektroden sänktes ned meter för meter och lästes av med avseende på syrgashalt ochtemperatur. Mätarstaven för ekolodet hölls i vertikalt läge med sensorn någon cm undervattenytan. Djupvärdet avlästes på ekolodets display.

11

4 RESULTAT

4.1 SedimentenProvtagningarna visade att sedimenten i sjöarnas djupare delar består av sjögyttjor. Dessa ärgrönsvarta till färgen och har en konsistens som är gyttjig och mycket lös (Bäckström 1994).Sedimenten är mörka till färgen i vått tillstånd. Inga synliga strukturer eller “brott” fanns vidförsta anblicken i något prov förutom i Flämsjöns sediment från den grundast belägna bottnendär materialet hade helt annan karaktär med ljusare färg, fastare konsistens och med visuellabrott. Den annorlunda karaktären beror på att denna propp togs på en erosionsbotten, medanövriga prov hämtades från ackumulationsbottnar. Sedimentpropparnas längd varierade kraftigtpå grund av bottnarnas olika fasthet. Ju hårdare botten desto kortare prov (Tabell 2).

Tabell 2. Översiktstabell för sediment från första provomgången (8 st prov).Table 2. Results in overview for sediments from the first sampling series.

Provnr Sjö Provplats Provdjup Sjöns maxdjup Provdatum PropplängdA59 Bysjön G 13 m 21 m 970615 41 cmA62 Flämsjön A 10 m okänt 970616 33 cm4 Flämsjön B 7 m okänt 970616 20 cmA19 Skärvalången C 7 m 20,5 m 970605 24 cm6 Skärvalången D 20 m 20,5 m 970605 37 cmA6 Trädgårdssjön E 13 m 13,5 m 970605 34 cmA19y Vagnsjön F 7 m 10 m 970608 34 cm713 Vingsjön H 5 m 5 m 970615 29 cm

De fem propparna från andra provserien hade samtliga samma sjögyttjekaraktär som omnämnsovan för sju av de åtta första proverna.

4.1.1 Röntgenbilder

Laminering eller bandning saknades i samtliga röntgade prov i första provserien. Flämsjönsgrundprov var avvikande ifrån de övriga genom att uppvisa bandning (Figur 7b). Den störstalikheten mellan samtliga prov är att de alla är mer eller mindre gashaltiga och saknar lamineringeller bandning. Gasbubblornas storlek är cirka 1 mm i diameter. Flämsjöns grundprov är ännuen gång ett undantag genom att helt sakna gasstrukturer. Samtliga proppar har ett översta skiktpå 1-13 cm som saknar gasbubblor. Inga tydliga händelser i sedimenten kan korreleras mellande olika sjöarna.

12

a) b)

Figur 7. Röntgenbilder a) Skärvalången (exponeringstid 18 sek), representerar samtligaprov förutom b) Flämsjöns grundprov (exponeringstid 14 sek).Figure 7. X-ray pictures a) lake Skärvalången, representing all sediments except b) lakeFlämsjön ”4”.

13

4.1.2 Vattenhalt

Vattenhalten är generellt hög och minskar med ökande sedimentdjup i de flesta propparna(Figur 8 och 9). Den varierar mellan 57 och 95%. Störst variationer uppvisar Flämsjönsgrundprov där vattenhalten är mellan 57 och 82 %. Övriga prov är någorlunda samlade medmellan 80 och 95 % vattenhalt. Bland dessa varierar dock Flämsjöns djupprov relativt mycket.

Figur 8. Vattenhalt för sediment från Skärvalången och Flämsjön.Figure 8. Watercontents for sediments from Skärvalången and Flämsjön.

Figur 9. Vattenhalt för Vagnsjön, Trädgårdssjön, Bysjön och Vingsjön.Figure 9. Watercontents for sediments from Vagnsjön, Trädgårdssjön, Bysjön and Vingsjön.

0

5

10

15

20

25

30

35

50 60 70 80 90 100Vattenhalt i %

Sedi

men

tdju

p (c

m)

Skärvalå ngen (djup)Skärvalå ngen (grund)Flämsjön (djup)Flämsjön (grund)

0

5

10

15

20

25

30

35

50 60 70 80 90 100Vattenhalt i %

Sedi

men

tdju

p (c

m)

BysjönTrädgårdssjönVagnsjönVingsjön

14

4.1.3 Sedimentationshastighet i Skärvalångens djuphåla

137Cs profilen (Figur 10) för sedimenten från Skärvalångens djuphåla visar två utmärkande top-par, varav den första toppen vid 6,75 cm har tolkats som nedfallet från Tjernobylolyckan våren1986. Den andra vid 18,75 cm har troligen sitt ursprung ur de många provsprängningar avkärnvapen som utfördes i slutet av 50- och början av 60-talet och har satts till 1963 då detstörsta radioaktiva nedfallet förekom. De tidigast detekterbara mängderna av 137Cs nedfallmättes 1952 (Moberg 1991). Sönderfallsmängderna borde därför gå ned mot noll för tideninnan de första provsprängningarna. Baserat på den genomsnittliga sedimentationen för de tvåföregående tidsperioderna kan det lägsta värdet vid 24,75 cm tolkas som tidpunkten då deförsta provsprängningarna gjordes. Det nedersta mätvärdet i diagrammet visar en liten ökningav mängden sönderfallande 137Cs. Värdet är inte helt tillförlitligt eftersom detta sista prov en-dast mättes halva tiden jämfört med övriga prov. Orsaken till att provet mättes en kortare tidvar att mätningen ansågs slutförd när de två topparna och ett någorlunda lågt värde hade hit-tats. För Skaraborg är den kvarvarande radioaktiviteten från de två tillfällena idag ungefär likastor (omräknat av Friberg). Detta syns tydligt av de två toppvärdena i diagrammet.

Ur diagrammet i Figur 10 fåssedimentationshastigheterna:• 0-6,75 cm på 11 år vilket ger en genomsnittligsedimentationshastighet på 6,1 mm/år föråren 1986 till 1997.• 6,75-18,75 =>120 mm/23 år = 5,2 mm/årmellan åren 1963 till 1986.• 18,75-24,75 =>60 mm/11 år = 5,5 mm /år från1952 till 1963 (detta resultat är merspekulativt på grund av osäkerheten i var 1952 äri sedimenten).

Den genomsnittliga sedimentationshastighet förperioden 1952-1997 är 5,6 mm/år i sjönSkärvalångens djuphåla. Räknat på åren 1963-1997 blir motsvarande värde 5,7 mm/år. Denhögre sedimentationshastigheten för –86 till –97beror till större delen på mindre kompakteringi de övre skikten.

Figur 10. Cs-137 mätningar i Skärvalångens sediment.Figure 10. Measurements of Cs-137 in sediments from Skärvalången.

0

5

10

15

20

25

30

0 0.005 0.01 0.015 0.02

Antal sönderfall/s av Cs-137

Sed

imen

tdju

p (c

m)

15

4.1.4 Organisk halt

Variationerna i organisk halt mellan och inom olika sedimentproppar är stora (2 - 27%).Högst organiskt innehåll har Flämsjöns djupprov med 27%, medan lägst orgC på 2% återfinns isamma sjö men för Flämsjöns grundprov. Störst variationer innehar Flämsjöns djupprov medorganisk kolhalt mellan 5 och 27% (Figur 11 och 12). Mineralresten är mycket finkornig församtliga sediment.

Figur 11. Organisk halt för sediment från Skärvalången och Flämsjön.Figure 11. Organic content for sediments from the lakes Skärvalången and Flämsjön.

Figur 12. Organisk halt för sediment från Vagnsjön, Trädgårdssjön, Bysjön och Vingsjön.Figure 12. Organic content for sediments from the lakes Vagnsjön, Trädgårdssjön, Bysjönand Vingsjön.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30Organisk halt (% av torrvikt)

Sed

imen

tdju

p (c

m)

Skärv djupSkärv grundFlämsjön djupFlämsjön grund

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30Organisk halt (% av torrvikt)

Sed

imen

tdju

p (c

m)

BysjönTrädgårdssjönVagnsjönVingsjön

16

4.1.5 Kol/kväve-kvot i Skärvalången

De högsta kol- och kvävevärdena i Skärvalången finns i ytskiktet och är 15,81 respektive1,13% av torrvikten. Lägst värden mättes upp i nedersta skiktet (25,5-27 cm) och är 13,83respektive 0,81 %. Kol/kväve-kvoten för sedimenten i Skärvalångens ackumulationsområdevarierar mellan 13,99 och 17,12 med den högsta kvoten nederst i profilen (Figur 13).

Figur 13. Kol/kväve-kvot för sediment från Skärvalången.Figure 13. Total-C/total-N for sediments from lake Skärvalången.

C- to t /N- to t

0

5

10

15

20

25

30

12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00

Sed

imen

tdju

p (

cm)

C-tot/N-tot

17

4.2 Syre- och temperaturmätningarUppföljningen av syre- och temperaturtesten i Skärvalången under juni (v 26) visar att det ärsyrefritt och nästan syrefritt från 16 m djup och ned mot bottnen vid 20 m. Under september (v36) uppmätte den lokala fiskerivårdsområdesföreningen syrebrist på vissa ställen i Skärvalångenredan vid 4 m djup och på andra vid 10 m djup. Temperaturskiktningen, som KM-lab påtaladesommaren 1993, kan bekräftas och är stark redan under juni men förstärks ytterligare senare undersommaren. Temperaturskiktningen sammanfaller med skiktningen för syremättnad vid bådamättillfällena (Figur 14).

Figur 14. Syrehalt och temperatur i Skärvalången (punkt C) i slutet av juni och början avseptember (Septembervärden efter ’Skärvalångens m fl sjöarsfiskerivårdsområdesförening’:s mätningar).Figur 14. Oxygen and temperature measurements in lake Skärvalången in the beginning ofJune and September.

Mätningen av syreförhållandena i Flämsjön under vecka 27 visar på att syrefritt tillstånd inträ-der först vid 20 m djup nära bottnen. Temperaturskiktning saknades vid mättillfället (Figur15).

Figur 15. Syre- och temperaturmätningar i Flämsjön under början av juli 1997.Figure 15. Oxygen and temperature in lake Flämsjön in the beginning of July 1997.

Fiskerivårdsområdesföreningens syremätningar i Vagnsjön under september vecka 37 visar enmarkant gräns från syrerikt- till syrefritt tillstånd mellan 6 och 7 meters djup. Temperaturskikt-ningen är lika skarp och vid samma nivå (Figur 16).

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

Vat

tend

jup

(m)

Syrehal t jun i (mg/l vat ten)

T e m p e r a t u r j u n i ( C e l s i u s )

Sy reha l t sep tember (mg/ l va t t en )

T e m p e r a t u r s e p t e m b e r ( C e l s i u s )

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

Vat

tend

jup

(m)

Syrehalt (mg/l)

Temperatur (C)

18

Mätningarna i Bysjön under vecka 38 i september avslöjar ett språngskikt från syrerikt tillsyrefritt vatten mellan 9 och 10 m djup. En lika tydlig skiktning uppträdde vid samma nivå förtemperaturen (Figur 16).

Figur 16. Syre- och temperaturmätningar i Vagnsjön och Bysjön under september 1997(Efter ’Skärvalångens…’).Figure 16. Oxygen and temperature in the lakes Vagnsjön and Bysjön in September 1997.

Inga syremätningar gjordes i Trädgårdssjön eller Vingsjön.

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

Vatte

ndju

p (m

)

B y s j ö n t e m p ( C e l s i u s )

Bys j ön s y r e (mg/ l v a t t en )

V a g n s j ö n t e m p ( C e l s i u s )

V a g n s j ö n s y r e ( m g / l v a t t e n )

19

5 DISKUSSIONAvsaknaden av tydliga strukturella brott och variationer i sedimenten tyder på att det varitliknande bottenförhållanden som nu åtminstone de senaste 50 till 70 åren (se nedan) i deundersökta sjöarnas djupgravar. Det kan finnas förändringar längre ned i sedimenten, men dekan inte ses med de metoder som använts.

Syrgasbrist ger svarta, svavelväterika sediment (Bydén et al 1996). Samtliga sedimentproppartyder därför på syrgasbrist. Trots att alla strukturbevarande faktorer som temperaturskiktning,anaeroba bottenförhållanden och hög ackumulationshastighet (Bäckström 1994), stämmer in påproblemområdet saknas ändå laminering. Den totala avsaknaden av någon som helstårsvarvighet borde tyda på att det under perioder förekommer syresatta vatten medbottengrävande djur (Naturvårdsverket 1990). Det har dock blivit bevisat att det under störredelen av sommaren är syrgasfritt i åtminstone Skärvalångens djuphåla. De kortare periodernamed syrerikt tillstånd är därför troligen inte förklaringen till varför strukturer saknas isedimenten. En alternativ förklaring är gasturbation. Den kraftiga gasbildningen som syns påröntgenbilderna skulle därmed kunna förklara varför längre perioder utan syre inte ger någonskiktning i avlagringarna.

Sedimentationshastigheten i en sjö brukar normalt uppskattas till 1 mm kompakterat sedimentper år (Konitzer 1992). Den genomsnittliga sedimentationshastigheten på 5,6 mm om året iSkärvalångens djuphåla är därför mycket hög. Sjöformen med branta bottnar gör att mycket avmaterialet som sedimenterar i djupet är resuspenderat (Konitzer 1992) och därmed är den be-räknade sedimentationshastigheten egentligen inte riktigt så hög. För referenssjön Vingsjöngäller inte antagandet om sedimentens ålder eftersom den har riklig tillförsel av ytvatten ochdärmed andra sedimentationsförhållanden.

Den vertikala variationen av vattenhalten i sedimenten beror av de sedimentationshastighetersom varit, sedimentens kvalitet och karaktär, kompaktionsgraden, bioturbationsgraden ochdess variationer i tiden (Håkansson & Jansson 1983). Om vattenhalterna antas vara tillförlitligasom jämförelsekälla av olika sedimentationshastigheter för de olika Vallesjöarna har de ungefärsamma sedimentationshastighet som beräknades för Skärvalången,. Detta grundat på attvattenhalterna varierar runt 90% för samtliga djuphåleprov. Om hastigheten approximeras tillatt vara den samma för de senaste 50 till 70 åren kan det, beroende på propplängd, sägas attingen markant förändring skett inom denna tidsperiod i någon av sjöarna. Den till synes högresedimentationhastigheten för sedimenten mellan 1986 till 1997 beror antagligen mest på attsedimenten inte har hunnit kompakteras av överliggande sediment.

En trend som återfinns hos de flesta prov är en något minskande vattenhalt nedåt i sedimenten.Detta orsakas av en kompaktering av sedimenten med minskat porvatten som följd. Ärökningen av vattenhalten uppåt i sedimentproppen kraftigare än den som orsakas av minskandekompakteringsgrad beror det troligen på en ökad eutrofiering (Bäckström 1994). Detta gällerkanske i någon mån Skärvalångens djuphåleprov som visar en annorlunda och något störrelutning på vattenhaltskurvan. De övriga sjöarna verkar ha mer normalkompakterade sediment.

De mycket avvikande vattenhalt- och kolhaltskurvorna för de båda Flämsjöproven orsakastroligen av att dessa proppar inte togs i sjöns ackumulationsområde (djupgrav) då djupkartorsaknades.

Högt organiskt innehåll i sediment orsakas av antropogena utsläpp av organiskt material (ex

20

bark, träflis), hög produktivitet i sjön och/eller syrgasfria förhållanden i sedimenten vilkethämmar nedbrytningen av organiskt material (Håkansson & Jansson 1983). Om sedimenten haren organisk halt mellan 6 och 30% per torrvikt klassificeras de som lergyttja. Överstiger halten30% är sedimenten gyttja (Gembert 1991). Sedimenten som studerats i detta arbete tillhörklassen lergyttja. Eftersom sjöarnas produktivitet är låg och inga antropogena utsläpp av orga-niskt material som träflis eller bark har skett borde den höga organiska kolhalten häröra frånanoxiska förhållanden i sedimenten.

Autoktona källor (material producerat inom sjön) som plankton ger en C/N-kvot av cirka 5,6 ien mycket näringsrik sjö. Alloktona källor (material producerat utanför sjön) har en högreC/N-kvot på grund av att landväxter har större stärkelsehalt i sin stödjevävnad. Ju lägre kvotdesto högre produktivitet i sjön (Håkansson & Jansson 1983). En kvot mindre än 10 anses varalåg (Konitzer 1992). Den till en början relativt höga men sedan avtagande kol/kväve-kvotenuppåt i sedimenten (17,12-13,99) från Skärvalångens djuphåla tyder antingen på att det sketten ökad eutrofiering av sjön med ökad alg/plankton-produktion de senaste 50 åren eller attkvävet frigjorts snabbare än kolet (Konitzer 1992). Författaren anser att det skett en svageutrofiökning under den senaste 50-årsperioden i Skärvalången med tanke på den avvikandevattenhaltskurvan. Av C/N-kvoten att döma består sedimenten till stor del av material som intevuxit under vatten. Vass är inte en landväxt men kräver ändå en viss stärkelsemängd för sinaövervattensdelar.

Näringskvoten i sedimenten kan variera inom en sjö beroende på var sedimentprovet tas. Sedi-menten i sjöns djupaste del uppvisar troligen högst kol- och kvävevärden till följd av sedimen-tation av resuspenderade lätta organiska partiklar från sjöns övriga delar (Konitzer 1992).

Kompaktering av sedimenten kan ha skett i samband med provtagningen, under transport samtunder förvaringen och vid uppstyckningen av propparna. Det hade därför kanske varit önskvärtatt mätning av sedimentpropparnas längd hade gjorts direkt vid upptagning, innan och efterröntgen samt före uppstyckning. Detta gjordes ej och är därför en felkälla som ej räknats in idenna studie. Sedimentpropparna som togs för dateringen har dock inte kompakterats likamycket eftersom de styckades upp redan samma dag och dessutom endast transporterades enkortare sträcka. All nedbrytning av organiskt material sker snabbare ju högre temperaturen är.Mellan upptagning och kylförvaring kan naturligtvis nedbrytning ha skett som kan ha påverkatresultaten, det vill säga den organiska halten som redovisas i arbetet är kanske för låga.

Landskapets bildningsursprung som kame har skapat brant sluttande bottnar ner mot en djup-håla i sjöarna. Kombinationen av extrema djup och frånvaro av vattendrag som kan ge ett tur-bulent flöde genom sjöarna kan vara orsaken till att en kraftig temperaturskiktning och därmeden lika skarp syrgasmättnadsskiktning uppstår under sensommaren. Syretesten i Skärvalångenoch Bysjön visar att temperatur- och syrehaltskiktningen sammanfaller väl med sjöformen. Itvärsnittsprofilen för Skärvalången syns att bottnen har en brantare lutning mellan 5 och 10meters djup. Här återfinns både temperatur och syreskiktning, framför allt under september dåupp emot 50 % av vattenpelaren är fri från syre. Situationen under juni var sådan att 20 % avvattenpelaren kunde klassas som syrefritt till nästan syrefritt tillstånd. Situationen för Bysjön äri princip den samma. Där får bottnen en brant lutning från 10 meter och nedåt. Temperatur ochsyreskiktningen är här skarpare och syrgasfritt vatten inträder exakt vid 10 m. Det innebär attnärmast 50 % av vattenpelaren är utan syre i september månad.

För Vagnsjön är situationen en annan vad gäller sjöform. Vagnsjön är snarare skålformad änterrasserad som Skärvalången och Bysjön. Ändå finns här en kraftig skiktning i både syrehalt

21

och temperatur. Däremot ligger språngskiktet vid 6 till 7 m djup vilket, jämfört med de störresjöarna Skärvalången och Bysjön, är närmre vattenytan. Samtidigt är skiktningen närmrebottnen än i de övriga sjöarna vilket innebär att ”endast” 20 % (mot Skärvalångens 50%) avvattenpelaren lider av syresaknad i september.

Flämsjön saknar djupkartor och ingen tvärsnittsprofil har därför kunnat göras. Juli-mätningenvisade att syreförhållandena i Flämsjöns norra del var bättre än för Skärvalången vid sammatidpunkt, kanske beroende på att temperaturskiktning saknades. Först vid vattenskiktet närmastbottnen (1 m) kunde syretillståndet klassas som syrefattigt till syrefritt. Varför temperaturskikt-ning saknades är svårt att veta. Då inga uppföljande syre- och temperaturmätningar kunde gö-ras under sensommaren är det okänt om förhållanden hade ändrats.

Skillnaden i syremättnad som märktes mellan Skärvalången och Flämsjön under juni/juli visaratt den förstnämnda hade det sämre ställt. Skärvalången omges i högre grad av jordbruksmarkoch bosättning jämfört med Flämsjön. Vassväxten är inte heller lika kraftig i Flämsjön. Denminst antropogent påverkade sjön Flämsjön tycks ha bäst förhållanden.

Vad är det som tär på syret? Skärvalångens och de övriga sjöarnas produktion är låg. Det in-nebär att inte speciellt mycket organiskt material i form av död plankton sedimenterar. Mensom diskuterats ovan är den organiska halten hög i sedimenten och kol/kväve-kvoten i Skär-valången visade på en ökande mängd autoktont material i sedimenten. Varje år är det allmäntkänt att det inträffar perioder med mer eller mindre kraftiga blomningar av grönalger i sjöarna.Dessa blomningar kan bidra med en stor mängd material som sedimenterar och sedan vid sinnedbrytning förbrukar det syre som finns i djupvattnen. De snabbt växande vassbältena längsstränderna kan möjligen också bidra till att en mängd material sedimenterar. Vasstillväxtenunderhålls troligen av näringsläckage från jordbruk och enskilda avlopp i området.

Låt oss återgå till diskussionen om sjöformen. Den volym vatten i djuphålorna som får ”ta handom” och stå som nedbrytningsutrymme för den mycket större produktiva vattenvolymen ärkanske endast en tredjedel av den sistnämnda. Följden blir att mängden material som sedimen-terar i djupen inte behöver vara särskilt stor för att syret, som har lyckats blanda sig ner i bot-tenvattnen under våren, ska ta slut ganska snabbt framåt sommaren när nytt material ramlarner. Det kvarstår säkert även ett syreunderskott från tidigare år i sedimenten. Följden blir attsyret tar slut ganska snabbt och nedbrytningen aldrig kommer ikapp.

22

6 SLUTSATSERMed de metoder som använts har inga markanta förändringar i sedimenten hittats som tyder påatt en miljöförändring skett de senaste 50 till 70 åren. Det verkar alltså som om det varit liknandeförhållanden i bottenvattnen som nu en längre period. Bysjön, Vagnsjön och Flämsjön hadeföre den här studien inte undersökts med avseende på syrehalter. Undersökningen visar attsyrgasförhållanden i Bysjön och Vagnsjön var lika otillfredsställande som de som tidigare upp-mätts i Skärvalången.

Stratifiering eller årsvarvighet saknas i samtliga sedimentproppar. Däremot är gashalten i sedi-menten extremt hög med en mängd små gasbubblor. Sedimentens färg är mörkt grönsvart ochorganiska halten är hög (5-25 %) vilket tyder på syrebrist i bottenvattnen. Provet från Flämsjönär avvikande med avseende på samtliga dessa egenskaper.

C/N-kvoten visar en trend mot mer näringsrikt vatten i Skärvalången. Näringsnivån i sedimen-ten (en C/N-kvot på 14-17) visar att det mesta av materialet som sedimenterar i sjön är av al-loktont ursprung, det vill säga producerat av växter med mycket stödjevävnad till exempel vassoch träd.

Den genomsnittliga sedimentationshastigheten i Skärvalångens djuphåla under perioden 1952-1997 beräknas till 5,6 mm/år, vilket anses vara mycket högt.

Syremätningarna i Skärvalången och Flämsjön under juni/juli visar att den senare har syre ändaned till bottnen medan den förra saknar syre i ett bottennära skikt på 2 m. Under september ärsyretillståndet i Skärvalången, Bysjön och Vagnsjön dåligt, då mellan en femtedel och hälftenav vattenpelaren saknar syre. Temperaturskiktningen är skarp. Syrebristen tycks till stor delvara orsakad av sjöarnas morfologi vilken främjar temperaturskiktning och därmedförhindrar cirkulation. Avsaknaden av större tillrinnande ytvattendrag minskar cirkulationenytterligare. Områdets bildningsursprung kan alltså vara en stor bidragande faktor till de syrgas-fria bottenvattnen. De snabbt växande vassbältena runt sjöarna i kombination med de årligagrönalgblomningarna bidrar ytterligare till att sjödjupen töms på syrgas under sommarhalvåret.

Flämsjön avviker med avseende på de flesta parametrar jämfört med övriga sjöar. Flämsjön ärhelt omgiven av skog och har inte lika utbredda vassbälten längs stränderna. ReferenssjönVingsjön har jämförelsevis mer gemensamt med sjösystemets alla sjöar.

Få sedimentprover togs i varje sjö vilket kanske inte givit ett rättvisande och representativtresultat för de olika sjöarna. Det är svårt att dra slutsatser om en hel sjö från ett enda sedi-mentprov. Två proppar tagna på två olika områden i samma sjö visade sig kunna skilja sig merfrån varandra än proppar från olika sjöar. Studien skulle ha koncentrerats på färre sjöar så attresultaten blivit mer överskådliga och inte så splittrade. Om djupprofilerna hade studerats nog-grannare innan sedimentprovtagningen utfördes kunde jämförelser av sediment från de olikaterrasserna gjorts, i de sjöar som har dessa. Studien syftade visserligen till att jämföra olikasjöars djuphålesediment enbart, då dessa var intressanta, och inte från olika områden i sjöarna.Alltså skulle fler djuphåleprov tagits i varje sjö och från samma djupområde.

23

REFERENSERAxelsson V (1979): Sjöars sediment studeras med röntgenteknik. YMER 99. s 133-144.

Axelsson V & L Håkansson (1978): A gravity corer with a simple valve system. Journal ofSedimentology and Petrology 48. p 631-633.

Bydén S, A M Larsson & M Olsson (1996): Mäta vatten. Institutionen för tillämpad mil-jövetenskap & Oceanografiska institutionen, Göteborgs universitet. 96 s.

Bäckström L G (1994): Sedimenttransport i Bengtsbrohöjden-Dalslands kanal:röntgenkärnor, tunnslippreparat och magnetiska egenskaper. Naturgeografi, Uppsalauniversitet. 49 s.

Fransson M (1998): Grundvatten i Valle härads sjösystem (arbetsnamn). Institutionen förgeovetenskaper, naturgeografi, Göteborgs universitet. 22 s.

Gembert B (1991): Kvartärgeologi-kompendium för grundkurs i geovetenskap. Uppsalauniversitet, Kvartärgeologiska avdelningen. 78 s.

Hedges J I & J H Stern (1984): Carbon and nitrogen determinations of carbonate-containingsolids. Limnol. Oceanogr. 29. p 657-663.

Håkansson L & M Jansson (1983): Principles of Lake Sedimentology. Heidelberg. 316 p.

KM-lab (1993): SKÄRVALÅNGEN-SKARA KOMMUN. Sammanställning och utvärderingav analysresultat. Skara. 12 s.

Konitzer K (1992): Sedimentrörelsers betydelse för fördelning och tillgänglighet av Cs-137 ien mellansvensk skogssjö. Uppsala universitet. 24 s.

Moberg L (1991): The Chernobyl fallout in Sweden, Results from a research programme onenvironmental radiology. SSI Stockholm. 633 p.

Naturvårdsverket (1990): Havet lever - men farligt. Naturvårdsverkets förlag. 71 s.

Petersson G (1995): Kemisk miljövetenskap. CTH Göteborg. 149 s.

Ritchie C J & J R McHenry (1990): Application of radioactive fallout cesium-137 formeasuring soil erosion and sediment accumulation rates and patterns: A review. Journ. ofEnvironm. Qual. 19. p 215-233.

Skara kommun (1988): Miljövårdsprogram - del 1. Skara. 200 s.

Stierna-Pooth I & G Rosén (1970): Biologisk undersökning av 12 sjöar i Valleområdet,Skaraborgs län. Vatten 3. s 273-287.

Strömberg B (1993): Spåren efter baltiska issjöns tappning. Skaraborgsnatur 30. s 25-34.

Sugden D E & B S John (1976): Glaciers and Landscape. Bodmin. 376 p.

24

Svedlund B (1995): Sjödjup i Valle. MILJÖ I SKARA 1995:1. Skara. 75 s.

Person referenser

Friberg Ingvar, doktorand, Institutionen för kärnkemi, Chalmers tekniska högskola.

Gisslander Folke, jordbrukare, Gisslangården, Valle härad.