Forskningsresultater

Der er lavet flere undersøgelser på forskellige danske lokaliteter, der viser, hvor stor kvælstoffjernelsen er i naturlige vådområder, der enten gennemstrømmes af grundvand eller overrisles med drænvand.

Der er lavet flere undersøgelser på forskellige danske lokaliteter, der viser, hvor stor kvælstoffjernelsen er i naturlige vådområder, der enten gennemstrømmes af grundvand eller overrisles med drænvand.
Kvælstoffjernelsen varierer mellem 48 % og 99 % af de tilførte mængder. I halvdelen af undersøgelserne fjernes mere end 90 %. Det viser, at effektiviteten som regel er meget stor. Ser man på de absolutte mængder kvælstof, der fjernes, er variationen større. Desuden kan der ikke påvises nogen entydig sammenhæng mellem de tilførte mængder og den procentdel, der fjernes.
Eksempler på nitratfjernelse
Tabellerne 1, 2 og 3 viser opgørelser af kvælstoffjernelsen på forskellige danske vådområdelokaliteter med forskellige hydrologiske forhold (grundvandsgennemstrømning, overrisling og store genoprettede ådale).
Tabel 1. Eksempler på nitratfjernelse i vådområder, der primært gennemstrømmes af grundvand.

Lokalitet

Kg NO3--N ha-1 år-1

%

Stevns å, eng

57

97

Rabis bæk, eng

398

56

Gjern å systemet:

   

Voldby bæk 1992

326

59

Voldby bæk 1993

340

65

Voldby bæk 1994£

119

68

B, mose (1993)

2100

97

B, mose (5 år)

1079

97

Søby Vad, C, eng (5 år)

541

96

Søby Vad, D, eng (5 år)

398

97

Sminge Vad, E, eng

10.4

100

£ = Marken hvorfra engen modtager grundvand lagt brak i efteråret 1993

Tabel 2. Oversigt over nitratfjernelse ved overrislingsforsøg med drænvand eller åvand. Ved opgørelsen er der taget højde for, at drænvandet ikke løber hele året.

Lokalitet

Kg NO3--N ha-1 år-1

%

Glumsø, rørskov§

520

65

Glumsø, rørskov§

975

62

Glumsø, rørskov§

2725

54

Glumsø, fuldskala

569

94

Stevns å, eng*

350

99

Stevns å, eng med gammelt drænrør

-

99

Syv bæk, eng

300

72

Stor å, genskabt eng

530

48

Gjern å, eng*§ (min)

34

88

Gjern å, eng*§ (max)

200

98

Gjern Å, Sminge Vad, oversvøm

52.7

-

Ulleruplund, VMPII-vådområde$

133

67

* = Korttidsforsøg

§ = Forskellig hydraulisk belastning og forskellig nitratbelastning.

$ = Hertil kommer et bidrag fra nedgang i udvaskningen på 37 kg N ha-1 år-1 som følge af ændring fra landbrugsareal i omdrift til vådområde.

Tabel 3. Eksempel på nitratfjernelse i storskala projekter langs restaurerede vandløb.

Lokalitet

Kg NO3--N ha-1 år-1

%

Brede å, enge ( 63 ha ), 1996

Brede å, enge ( 94 ha ), 2000

92

108

71

96

Gudenåens Kilder, enge ( 57 ha )
Lyngbygårds Å (180 ha)

8,4
196

57
-


Grundvandsgennemstrømmede vådområder
I de vådområder, der primært gennemstrømmes af grundvand, varierer kvælstoffjernelsen fra 8,4 til 2100 kg NO3--N ha-1 år-1 (Tabel 1 og Tabel 3). Der er flere forhold, der kan forklare forskellene. Ved Stevns Å ledes 74 % af vandet direkte til åen gennem dræn og grøfter, altså uden om engene (Hoffmann et al., 1993). Engene har et betydeligt større potentiale for kvælstoffjernelse, som blot ikke er udnyttet. Hvor meget mere der kan fjernes, ses af resultaterne fra et overrislingsforsøg (Tabel 2). Desuden kan man se, at der fjernes en større procentdel på en isoleret del af engen, der modtager vand fra et drænrør. Samlet vurderes det, at en forøget tilledning af vand fra oplandet til engen kan nedsætte transporten af kvælstof og fosfor i Stevns å med hhv. 40 % og 39 %.
Voldby bæk – lille kvælstoffjernelse
På en eng langs Voldby Bæk i Gjern Å-systemet er der over en treårig periode målt en relativ lille kvælstoffjernelse på mellem 59 og 68 % (Tabel 1). Årsagen er i dette tilfælde, at engen er meget smal. Jordbunden består mest af sandede sedimenter med meget lidt organisk indhold, og betingelserne for denitrifikation er ikke optimale. Desuden er en del af oplandet grøftet, så ikke alt det nitratholdige grundvand løber gennem området. Det kan også ses, at når marken, hvorfra engen modtager grundvand, lægges brak går kvælstofbelastningen efterfølgende ned (Tabel 1, Voldby bæk 1994). I sommerperioderne i 1992-94 var der en modsatrettet strøm af åvand ind i engjorden - et eksempel på at åen kan give fugtighed og næringstoffer til engene i tørre sommerperioder.
Overrisling
I nogle tilfælde finder man en mindre fjernelse af kvælstof i vådområder, der overrisles, sammenlignet med vådområder, der gennemstrømmes af grundvand. Ved Syv Bæk, Storåen, Ulleruplund og i Glumsø rørskov fjernes kun mellem 48 og 72 % (Tabel 2). Engen ved Rabis Bæk overrisles naturligt, idet grundvandet kommer frem ved ådalsskrænten for derefter at sive og risle gennem engen. Også her finder man en lidt mindre kvælstoffjernelse på kun 56 % (Tabel 1).
Problemet ved overrisling skyldes, at en del vand strømmer overfladisk af uden at blive infiltreret i jordbunden. Det betyder, at en del af det nitratholdige vand ikke kommer i kontakt med de denitrificerende zoner. I overrislingsforsøg, hvor al vandet infiltreres i jordbunden, er den procentvise kvælstoffjernelse noget højere, fra 88 til 99 % (Stevns å, Gjern å, Glumsø fuldskala, tabel 1). Andre forhold kan påvirke kvælstoffjernelsen i overrislede områder. Overrisling fører til større variation med højere temperatur om sommeren kombineret med lille afstrømning, mens vandet kan fryse i perioder om vinteren.
Storskalaforsøg
Tabel 3 viser kvælstoffjernelsen fra tre storskala projekter i Danmark, hvor der er udført målinger. Kvælstoffjernelsen er beskeden ved Gudenåens Kilder. Oplandet er stort set ikke landbrugspåvirket, men omkranset af skov og hede. Derfor kan der ikke forventes nogen særlig stor belastning. Restaureringen af Brede å er ikke alene foretaget for at reducere næringsstoftilførslen, men også for at genskabe ådalen og fjerne okkerforureningen. Hævningen af vandløbets bund, sløjfning af dræn og grøfter samt en generel hævning af grundvandstanden har mindsket både okkerforureningen og nitratbelastningen. Den første Brede Å undersøgelse samt Gudenå undersøgelsen blev begge foretaget lige efter restaureringen og i det tørreste år nogensinde (1994-95), så den fulde effekt af restaureringen på nitratfjernelsen kunne ikke vurderes. En opfølgende undersøgelse af Brede Å i år 2000 viste dog, at nitratfjernelsen er tæt på 100 det nævnes, at gensnoningen af et 7,3 km langt kanaliseret forløb af Lyngbygårds Å i 2007/08 (oprindeligt VM2 projekt) har givet positivt resultat (Tabel 3). Kvælstoffjernelsen på 196 kg N ha-1 år-1 lever op til forventningerne og samtidig har det også kunnet konstateres, at der tilbageholdes fosfor - ca. 3 kg P ha-1 år-1.
Tidevandspåvirkede vådområder
Der er ikke så mange data om kvælstoffjernelse fra tidevandspåvirkede vådområder. Denitrifikationen blev målt ved Vorup Enge ved tre temperaturer (5, 10 og 15 °C) i en laboratorieopstilling under in situ lignende forhold ved brug af fluxkammerteknik (i.e. en uforstyrret græstørvsprøve overstrømmes med in situ vand). Resultaterne viste, at kvælstoffjernelsen (denitrifikationen) lå på ca. 200 kg NO3--N ha-1 år-1. Det kan måske undre, at denitrifikationen ikke er større, når naturen selv sørger for tilledning af kvælstofholdigt vand, men en af forklaringerne vil i visse tilfælde være at iltforholdene er forholdsvis gode netop pga. tidevandet og derfor vil nitraten skulle bevæge sig forholdsvis langt ned i jorden førend anaerobe forhold indtræffer. En anden mulig forklaring er, at bakterierne mangler energi i form af let omsætteligt kulstof og det sætter en øvre grænse for, hvor meget kvælstof der kan fjernes.

Referencer
Læs her .