Startsidan på Vetenskapsrådet
Vetenskaprsådets startsida
Prenumeration
Helårsprenumeration på Tvärsnitt kostar 200 kr, 140 kr för studenter och anställda vid universitet och högskolor.
Beställ prenumeration

Gamla nummer
Enstaka nummer kan beställas från vår internetbokhandel.
Fortsättlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Vill du skriva i Tvärsnitt? Kontakta redaktören för författaranvisningar.

Förhindra föroreningar fordrar helhetstänkande

Georgia Destouni är professor i hydrologi, hydrogeologi och vattenresurser vid institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Dessutom är hon ledamot i Kungliga Vetenskapsakademien och Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien. Georgia Destouni forskar om hur vatten strömmar och tar upp, sprider vidare och efterlämnar olika ämnen, föroreningar och miljögifter i olika vattenmiljöer. Hennes forskning visar också hur vi bör förhålla oss till dessa processer då vi förvaltar och vill återställa och behålla en god kvalitet på våra vattenresurser.
Vattnets kretslopp är föremål för studier inom en rad olika vetenskapliga discipliner. Men bristen på koppling dem emellan har lett till en sönderstyckad bild av hur föroreningar sprids från land via grundvatten och vattendrag ut till kust och hav. Även då vi förvaltat vatten har vi saknat helhetssyn.
 
Nya forskningsresultat kullkastar etablerade föreställningar om vad som styr föroreningsspridningen till olika vattenmiljöer. Stämmer det exempelvis att föroreningar av mark och grundvatten endast är lokala problem? Många obesvarade frågor återstår och kräver samarbete över disciplingränserna. Samtidigt fordrar nya ramdirektiv från EU ett större helhetstänkande när det gäller vårt sätt att förvalta vatten.
Vattnets kretslopp påverkar alla delar av människans existens och alla livsformer och ekosystem på jorden. Vår välfärd hänger både på vår direkta vattenanvändning och på allt det som vattenekosystemen förser oss med: mat, dricksvatten, energi, platser för rekreation och inspiration, översvämningskontroll och klimatreglering.

I naturen utgör vatten ett utmärkt lösningsmedel. Vatten löser upp och för med sig olika ämnen. Från regn genom mark, grundvatten, vattendrag, sjöar och våtmarker förs olika ämnen ut till kust och hav. När dessa ämnen förekommer i alltför stora mängder och koncentrationer bildar de föroreningar. Många aktiviteter som vi människor står bakom resulterar i att vatten förorenas. Jordbruksgödsel, bekämpningsmedel, vägsalt, avloppsvatten, dagvatten, gruvavfall, etc. innehåller närsalter, tungmetaller och en stor mängd olika organiska ämnen. När dessa läcker ut övergöder och förorenar de vattnet nedströms. Till bilden hör också överuttagen av grundvatten; de resulterar i stora sänkningar av grundvattennivåer världen över. Sänkningarna leder i sin tur till att saltvatten tränger in i och förorenar kustområdenas grundvatten.

När föroreningarna försämrar vattenkvaliteten försämras möjligheterna för människor och andra organismer att tillfredsställa sina vattenbehov. Även vårt utbyte av ekosystemen försämras. Att vända denna trend är en nödvändighet. Utvecklingen måste gå mot bättre hushållning och rimligare prissättning av vatten. Vattenanvändarna måste ta ansvar för den vattenkvalitetsförsämring som de orsakar och betala kostnaderna för sin vattenpåverkan. Ett steg i denna riktning är EU:s nya ramdirektiv för vatten. Direktivet tydliggör viktiga frågor och utmaningar för forskningen.

Vattenförvaltning kräver samverkan


Ramdirektivet för vatten kräver att alla EU:s medlemsstater i fortsättningen använder ett enda system för integrerad vattenförvaltning, nämligen avrinningsområdet. Ett avrinningsområde är det område som topografiskt styr allt strömmande ytvatten i vattendrag, sjöar och våtmarker mot en viss punkt i landskapet, som då utgör avrinningsområdets utlopp. Men vatten och vattenföroreningar strömmar också genom grundvattensystemet till vattendragen och sjöarna — och direkt som grundvatten ut från avrinningsområdet. Ett tillrinningsområde är vidare den samling avrinningsområden som tillsammans matar vatten och vattenburna föroreningar till en hel strandlinje av en sjö, ett kustområde eller ett helt hav. Vissa tillrinningsområden är stora i relation till den mottagande vattenmiljön: Exempel på det är Norrströms avrinningsområde för Östersjön och Aralsjön för Norra Ishavet.

I linje med kraven i EU:s ramdirektiv har fem vattendistrikt med fem tillhörande nya vattenmyndigheter nu bildats i Sverige. Varje distrikt omfattar flera närliggande avrinningsområden, och distrikten utgör tillrinningsområden till var sin del av Östersjön. Det här har lett till omfattande förändringar av vattenförvaltningen. Hittills har denna skötts självständigt inom varje kommun. Kraven i EU:s ramdirektiv gör att flera olika kommuner och län nu i stället måste samverka och förhandla med varandra över de vanliga politiska och administrativa systemgränserna för att förvalta de gemensamma vattenresurserna inom ett vattendistrikt. Motsvarande förändringar måste vattenförvaltningen i alla EU:s medlemsstater genomgå.

Experter på sitt lilla fält


Men det är inte bara förvaltningen av vatten som hittills har behandlats fragmentariskt. Även vetenskapligt har vattnet i ett och samma avrinningsområde traditionellt behandlats utan helhetssyn. Markvatten, grundvatten, strömmande ytvatten, sjöar, våtmarker och kustzoner har delats upp i olika hydrologiska, hydrogeologiska, biogeokemiska eller ekologiska system. Vart och ett av dessa system har hanterats, beskrivits och modellerats på olika sätt av forskare inom olika vetenskapliga discipliner: hydrogeologer, hydrologer, markvetare, jordbruksingenjörer, strömningsingenjörer, geokemister, mikrobiologer, ekologer, limnologer och marina forskare.

Nu utmanas den traditionella vetenskapliga förståelsen och beskrivningen av hur vattenströmning och vattenburen spridning av föroreningar egentligen fungerar. Nya forskningsresultat lyfter tillsammans fram mark- och grundvattensystemets viktiga roll i den totala spridningen av föroreningar genom och från avrinningsområden. Ett exempel är forskning som visar att även om vi skulle lyckas stabilisera kväveutsläppen från källorna på land på dagens nivå, skulle den totala spridningen av kväve från Norrströms avrinningsområde till Östersjökusten fortsätta att öka betydligt under lång tid framöver. Anledningen är att en stor del av det kväve som fram till nu släppts ut från källorna på land fortfarande finns kvar längs de långsamma spridningsvägarna i mark, grundvatten och sediment och fortsätter att spridas vidare med det långsamt strömmande grundvattnet ut till vattendrag, sjöar och kustvatten.

Fram till nyligen har spridningen av föroreningar till områden och vattenmiljöer som ligger nedströms ansetts ske huvudsakligen via floder och vattendrag. Grundvattnets bidrag till denna belastning, och den fördröjning och spridning i tiden som bidraget innebär för belastningen, har hanterats som försumbar. Nya resultat som framkommit om ackumulerat kväve kullkastar denna tes. Andra nya forskningsresultat, som behandlar olika närsalter och föroreningar, pekar i samma riktning. Tillsammans utmanar resultaten etablerade föreställningar om att mark- och grundvattenföroreningar endast är lokala problem, som i stort håller sig kvar i sina begränsade mark- och grundvattenmiljöer.

Många obesvarade frågor


De fragmentariska föreställningarna av vattenburen spridning av föroreningar har traditionellt betraktats som alltför självklara för att överhuvudtaget ifrågasättas. Men nu framstår många frågor om hur föroreningar sprids till grundvattnet som vetenskapligt obesvarade: Hur sprids föroreningar via vattendrag, sjöar och våtmarker — som kontinuerligt och i betydande grad fylls på genom grundvatten — genom och ut från ett avrinningsområde? Hur samverkar de olika spridningsvägarna och hur stora är deras respektive bidrag?

Svaren på de här frågorna har avgörande betydelse för vår förståelse av hur olika vattenföroreningar ombildas, bryts ned och/eller ackumuleras och återmobiliseras längs alla spridningsvägar i ett avrinningsområde — från olika föroreningskällor till grund- och ytvattentäkter, vattendrag, sjöar, kuster och hav. Den förståelsen är i sin tur avgörande för vår förmåga att förstå och förutsäga vilka miljöåtgärder som verkligen kommer att kunna skydda eller återställa bra kvalitet i dessa vattenmiljöer. Såväl praktiskt — genom EU:s ramdirektiv för vatten — som vetenskapligt ökar nu alltså kraven på att överge den tidigare fragmenteringen och kvantitativt länka ihop de olika delarna av vattnets kretslopp, speciellt den på land, eftersom den omfattar de flesta mänskliga källor till vattenförorening hela vägen ut till kusterna.

Bygg politiska beslut på forskning


Det nya ramdirektivet för vatten i EU påbjuder en bättre metod och organisation för förvaltning av vattenkvalitet än den man hittills haft i många länder. I Sverige tenderar man dock att betrakta de nya kraven på vattenkvalitetsförvaltning som en ren omorganisations- och rapporteringsfråga. Men det är att förenkla problemet alldeles för mycket. Om vi verkligen ska lyckas minska den hittills ökande belastningen av föroreningar på våra vattenmiljöer, utan alltför mycket resursslöseri och alltför många misslyckade och försenande fullskaleförsök, måste vi göra vårt yttersta för att identifiera relevanta strategier och åtgärder. Detta är ingen enkel uppgift; flera obesvarade inom- och tvärvetenskapliga frågor kräver fortsatt kunskapsuppbyggnad av både grundläggande och tillämpad karaktär. Men belastningen av Östersjön — vår egen slutliga nedströms vattenmiljö — illustrerar hur nödvändigt det är.

Politiker och beslutsfattare på olika nivåer måste kontinuerligt fatta viktiga miljöbeslut. I alla dessa beslutsprocesser kan de inte invänta den relativt långsamma forskningsutvecklingen. Men det är under alla förhållanden viktigt att besluten fattas med fullt medvetande om de osäkerhetsfaktorer som finns. Till en betydande del beror osäkerheten på att det fortfarande finns obesvarade frågor och kunskapsluckor i vår förståelse av orsak och verkan när det gäller hur föroreningar sprids över stora områden och under lång tid. Många komponenter samverkar. Det handlar om hur nya och gamla föroreningskällor utvecklas via vattnets olika spridningsvägar i avrinningsområden, till olika vattenmiljöer nedströms, över ett stort intervall av olika länkade rums- och tidsskalor.

Aktuella forskningsresultat som utmanar den traditionella bilden av vilka processer inom detta intervall som dominerar spridningen kan få stora praktiska konsekvenser för vilka miljöstrategier och kombinationer av miljöskyddande och återställande åtgärder som är meningsfulla och effektiva.

På längre sikt kan osäkerheterna minskas betydligt genom forskning, men under tiden bör man utgå ifrån att varje enskild förutsägelse om hur föroreningar sprids och vilka åtgärder som krävs för att förbättra vattenkvaliteten är behäftad med osäkerhet. Både de dataunderlag och de modeller som tolkar tillgängliga data och som förutsägelserna grundar sig på, är bristfälliga. Därför måste viktiga beslut om åtgärder för vattenkvaliteten fattas på grundval av flera olika modeller, tolkningar och förutsägelser av hur storskaliga orsakssamband kan fungera när det gäller spridningen av föroreningar. Såväl modellerna, tolkningarna och förutsägelserna, som de dataunderlag dessa baserar sig på, måste vidare utsättas och hålla för oberoende vetenskaplig granskning.

För klimatproblematiken är det numer allmänt accepterat att vetenskaplig analys på hög internationell nivå måste ligga till grund för viktiga beslut om framtiden. Detta har hittills inte gällt för vattenkvalitetsproblem. Här kan nu en förändring vara på väg. De stora svårigheterna att åtgärda problemen med vattenkvalitet — till exempel i Östersjön — och de nya internationella krav som ställs på att hantera även dessa problem seriöst — till exempel i EU:s ramdirektiv för vatten — talar för detta.

Sidansvarig:
Senast uppdaterad: 2007-11-23
Redaktör: Helena Bornholm, e-post: helena.bornholm@vr.se
Ansvarig utgivare: Arne Jarrick, e-post: arne.jarrick@vr.se
Projektansvarig: Ragnhild Romanus, e-post: ragnhild.romanus@vr.se
Skriv ut
Utskriftsversion
Tvärsnitt - om humanistisk och samhällsvetenskaplig forskning sedan 1979
Sök i Tvärsnitt!
Georgia Destouni
Georgia Destouni
Förslag till ytterligare läsning:

Darracq A., Long-term development, modeling and management of nutrient loading to inland and coastal waters, Doktorsavhandling, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet, 2007.

Destouni G., The subsurface water system role for surface and coastal water pollution, Ecohydrology & Hydrobiology, 2007 (in press).

Lindgren G.A., Destouni G., Darracq A., Inland subsurface water system role for coastal nitrogen load dynamics and abatement responses, Environmental Science & Technoogy, 41(7), 2159-2164, 2007.

Shibuo Y., Modeling water and solute flows at land-sea and land-atmosphere interfaces under data limitations, Doktorsavhandling, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet, 2007.