Historisk utvikling i vannkvalitet : paleolimnologiske undersøkelser i Tunevannet

Paleolimnologiske undersøkelser kan bidra til å øke kunnskapsgrunnlaget for vurdering av vannkvalitet iht. vanndirektivet. Sedimentundersøkelser kan gi referansetilstand (”upåvirket” tilstand) og dagens tilstand i en og samme analyse. Sett i sammenheng med utvikling av mulige antropogene påvirkningsfaktorer, kan det gi mye informasjon. I dette studiet har slike undersøkelser blitt utført for Tunevannet - en eutrof innsjø med cyanobakterie-oppblomstringer, med moderat økologisk tilstand. Sedimentsøylen fra innsjøen ble datert (Cs-137) til estimert tidsperiode 1882–2016, og analysert for andel tørrvekt, glødetap, pigmenter, kornstørrelsesfordeling og innhold av total fosfor, jern, svovel, bly, karbon og nitrogen. Tunevannet har blitt benyttet av mennesker i lang tid. De eldste sedimentene kan allikevel representere referansetilstand i begrepets brede forstand, en tilstand uten påvirkning av moderne jordbruk, omfattende industrialisering og urbanisering. Resultatene for klorofyll a, total fosfor og nitrogen viste en betydelig økning fra 1980-tallet. Klorofyll a og fosfor så ut til å stabiliseres på et høyt nivå omkring år 2000, mens nitrogen viste en vedvarende økning til og med 2016. Det var allikevel lave nivåer av lett tilgjengelig nitrogen, som kan ha gitt nitrogenfikserende cyanobakterier en fordel. Denne betydelige endringen over kort tid, med tydelig avvik fra referansetilstand, tyder på antropogene påvirkninger. Principal component analysis (PCA) viste positiv korrelasjon mellom klorofyll a, organisk karbon, total fosfor, nedbør og til dels temperatur. Klimaendringer fremstår dermed som en viktig drivkraft, også for endringen i total nitrogen, men så ikke ut til å forklare hele variasjonen. Omlegging av friområder omkring 80-tallet med flere tette flater og gjødslete gressarealer kan, sammen med økt nedbør, tenkes å ha bidratt til økt avrenning og næringstilførsel. Betydelig boligutbygging på 90-tallet kan ha eskalert problematikken. Kloakk og jordbruk kan potensielt ha bidratt til å presse innsjøens tålegrense i forkant, men vurderes ikke som hoveddrivkrefter til endringen i vannkvalitet fra 1980. Reduksjon av næringstilførsel fremstår som sentralt for å bedre vannkvalitet og redusere fytoplanktonvekst. Nitrogenfiksering krever mye energi, slik at en tilstrekkelig reduksjon antas også å kunne begrense nitrogenfikserende cyanobakterier. Reduksjon i nitrogen fremstår særlig aktuelt, med vesentlig endring på 80-tallet og vedvarende økning. Det foreslås å undersøke betydningen av nitrogentilførsel for vannkvaliteten i Tunevannet nærmere. Få drivkrefter som samsvarte i tid med endringen i vannkvalitet på 1980-tallet tyder på et mer komplekst bilde, med diffuse forurensningskilder som er vanskelig å lokalisere. Dette er heller ikke uventet for en innsjø som Tunevannet, som er et mye brukt rekreasjonsområde.

Paleolimnological studies can provide a better fundament for evaluation of water quality in relation to the Water Framework Directive. By analyzing sediments, one gains information on reference conditions (“undisturbed” conditions), current conditions and on drivers of changes in water quality, all in one study. The current study focuses on Tunevannet, an eutrophic lake with cyanobacteria blooms and a moderate ecological status. The sediment core was dated (Cs-137) to the estimated period of 1882–2016, and was analyzed for dry weight, loss on ignition, pigments, grain size distribution, total phosphorous, iron, sulfur, lead, carbon and nitrogen. There have been human activity in the lake’s catchment for a long time. However, the oldest sediments could still represent the reference condition, in the broad sense of the term, as the state without impact from modern agriculture, major industrialization and urbanization. There was a rapid increase in chlorophyll a, total phosphorous and nitrogen after 1980. Chlorophyll a and total phosphorous seem to have stabilized on a high level around year 2000, while total nitrogen showed a continued increase throughout the period. Plant available nitrogen was still low and might have given nitrogen fixating cyanobacteria an advantage. Such a rapid change, which deviates from reference conditions, indicate anthropogenic impact. A principal component analysis (PCA) showed positive correlation between chlorophyll a, organic carbon, total phosphorous, precipitation and partly temperature. Climate change seems to have had an substantial impact on water quality. However, it does not seem to be the only driver of change in water quality. Changes in usage of recreational areas in the 1980s, along with more impermeable surfaces and fertilized lawns, could in conjunction with increased precipitation have led to increased runoff and nutrient loads. Housing constructions in the 1990s might have escalated this even further. Sewage and agriculture might have contributed to changes in water quality, but are not considered as main drivers of the changes around 1980. Decreasing nutrient loads seems to be essential to improve water quality and reduce phytoplankton biomass. Considering the rapid and continued increase in nitrogen, decreasing nitrogen loads and further assessment of the effects of nitrogen loads in Tunevannet seems particularly important. A sufficient reduction could probably also reduce nitrogen fixating cyanobacteria, as fixation demands a lot of energy. The investigated drivers of changes in water quality seems only to explain the changes in Tunevannet to some extent. This indicates a more complicated situation with diffuse pollution that are hard to locate, which is also quite common for a recreational lake.