Forurening med miljøfremmede stoffer

Disse stoffer omfatter som nævnt ovenfor både bekæmpelsesmidler, opløsningsmidler, medicin og mange andre typer, som alle er syntetiseret af mennesker. De kommer til vandløbene fra både husholdninger, industrier, gartnerier og landbrug. De siver også ud fra gamle lossepladser og industrigrunde.

Nogle af de menneskeskabte stoffer omdannes til andre stoffer i naturen. Det gælder f.eks. en række industrikemikalier, som i vandmiljøet bliver til østrogenlignende stoffer. Disse stoffer nedbrydes dog relativt effektivt i rensningsanlæggene og menes ikke at have den store indflydelse på livet i ferskvand. Det aktive stof i p-piller er et kunstigt østrogen, og i modsætning til de nævnte østrogenlignende stoffer (og naturligt østrogen) nedbrydes p-pillernes østrogen relativt langsomt og beholder derfor sin virkning i en periode efter, at det er udledt fra rensningsanlægget.

I de seneste statslige overvågningsprogrammer analyseres der for ca. 75 menneskeskabte, miljøfremmede stoffer. Således er nedbrydningsprodukter af Round Up fundet i 80-90 % af de undersøgte vandløb. Mange af de påviste stoffer findes i selve vandet, dog kun i meget små koncentrationer (figur 12-6). En stor del af dem er dog tungtopløselige eller binder sig effektivt til organisk stof, således at de opkoncentreres i bundmaterialerne. Denne forekomst har hidtil ikke været fulgt i det statslige overvågningsprogram, men i 2009 blev der for første gang analyseret for en række af den slags stoffer i bunden af 21 danske vandløb. Myndighederne mener ikke, at de mængder, der faktisk blev fundet i bundmaterialet, udgør et miljømæssigt problem.

Det er svært at rense spildevand for disse stoffer, så den bedste måde at nedbringe deres mængde i naturen på består i at skære ned på brugen af dem. Det gør man ved hjælp af planer for udfasning af stoffer eller ved at sætte maksimummængder for anvendelsen (f.eks. pesticidplaner).

Er udledningerne tilstrækkeligt massive, slås organismerne naturligvis ihjel, men virkningen af lavere, ikke-dødelige doser er som oftest ukendt. Nogle giftstoffer kan opkoncentreres gennem fødekæderne, og selv om de tilsyneladende er ugiftige på et vist niveau, kan de blive dødelige på et højere niveau i en fødekæde. Man ved også, at selv små mængder af gifte kan ændre organismernes bygning og adfærd.

Hos den forureningstolerante dansemyg Chironomus deformeres munddelene hos 10-15 % af de larver, der findes nedstrøms et rensningsanlæg (figur 12-7). Larver i vandløb, der løber gennem intensivt dyrkede områder, udviser den samme hyppighed af deformiteter. Er der desuden specielle industriudledninger til vandløbet, kan hyppigheden af deformiteter stige til over 50 %. I upåvirkede bestande er den naturlige hyppighed af deformiteter blandt larverne langt under 1 %.

En svensk undersøgelse har vist, at bygningen af net forstyrres hos den netspindende vårflue Hydropsyche, hvis den lever efter udløbet fra papirfabrikker (figur 12-8). Hos det samme dyr har man også påvist, at fejlenes hyppighed og grovhed stiger med koncentrationen af aluminium i vandløbet. Ved høj koncentration ophører Hydropsyche helt med at spinde net, fordi koordineringen svigter, idet aluminium påvirker nervesystemet.

Udledning af giftige stoffer påvirker også dyrenes aktivitet, hvilket kan føre til ændringer i deres drift med strømmen ned ad vandløbet (se Smådyrenes tilpasninger til rindende vand og de følgende afsnit). Ferskvandstangloppen reagerer på ganske små mængder ved aktivt at svømme bort fra udledningen. Denne aktivitet kan let udløse en såkaldt katastrofedrift, hvor antallet af individer i drift mangedobles i forhold til baggrundsdriften. Hos nogle slørvinger har man observeret den modsatte opførsel, nemlig at de ved lave koncentrationer „gemmer“ sig, og derved mindskes deres hyppighed i driften. Først ved højere koncentrationer forøges flugtaktiviteten og dermed driften. Også mere „uskadelige“ stoffer som vejsalt udløser en forøget drift.

Endelig kan dyrenes stofskifte påvirkes, men sådanne virkninger er både vanskelige og kostbare at undersøge, så dem ved man ikke ret meget om. Et eksempel er de østrogenlignende stoffers virkning. I nogle få danske vandløb påviste man i 1999 unormale forhold i testiklerne (feminisering) hos ørred og skalle. Tegnene på feminisering af hanfisk er en begyndende udvikling af ægceller i testiklerne. Disse ændringers betydning for de vilde fisks bestandsstørrelser er ikke kendt, men de vil formentlig nedsætte fiskenes formeringsevne og dermed på længere sigt bestandenes mulighed for at opretholde sig selv.

Alle disse forskellige ikke-dødelige virkninger påvirker dyresamfundene på en kompliceret og uforudsigelig måde. At feminiseringen af ørred og skalle kan nedsætte fiskenes formeringsevne og langsigtede overlevelse, forekommer sandsynligt, men generelt kan det være så godt som umuligt at henføre en påvist ændring på bestandsniveau til et bestemt stof i vandet. Ikke desto mindre skønnede Fyns Amt i 2005, at årsagen til, at 15 % af deres vandløbstrækninger ikke opfyldte målsætningen, var udledninger af pesticider.

Okker er en forbindelse af jern, ilt og brint (Fe(OH)₃), som forekommer naturligt flere steder i landet ved kilder og andre steder, hvor jernholdigt grundvand trænger frem til overfladen. Forekomsterne er små og gør kun lokalt skade i vandløbene. Men nogle steder har afvanding forøget koncentrationen så meget, at det er blevet et problem (figur 12-9A).

Problemet er opstået på store vådområder i Jylland, hvor jorden indeholder jernforbindelser som pyrit (FeS₂) og siderit (FeCO₃). Så længe disse forbindelser ligger under grundvandsspejlet, er de beskyttet mod luftens ilt. Men sænkes grundvandsstanden i forbindelse med dræning, iltes de og føres i opløst form med drænvand ud i vandløbene. Her er pH højere (dvs. vandet er mere basisk) end i drænvandet, og det får okker til at udfælde som partikler.

Okkerdannelsen er størst i de første år efter, at vandstanden er sænket, men fortsætter normalt i de følgende 30-50 år. Da de drænede jorder imidlertid indeholder meget organisk stof, som nedbrydes på grund af den øgede tilgang af ilt, „sætter jorderne sig“, således at de efter en årrække atter bliver våde og kræver fornyet dræning med ny okkerdannelse til følge.

Okkerforurening af vandløb kan findes overalt i landet, men den er mest almindelige i Syd- og Vestjylland, hvor den stadig er et stort problem. I 2008 angav Miljøcenter Ribe, at ca. 3000 km vandløb i deres område var forurenet med okker, 2000 km i en grad, så de ikke kunne opfylde målsætningen i de nye vandplaner.

Det opløste jern er i sig selv giftigt for en række organismer, men størst skade gør okkerpartiklerne. De udfælder nemlig på dyrenes overflader, så deres iltoptagelse nedsættes (figur 12-9B). Hos fisk sker udfældningen på gællerne, og man taler om okkerkvælning. Desuden lægger de sig på planternes overflader og findes opslæmmet i vandet – begge forhold nedsætter den mængde lys, mikroalger og planter har til at udføre fotosyntese med.

En vandløbsbund med meget okkerslam har meget få dyr, fordi slammet ændrer strukturen og lukker porerne mellem partiklerne i bunden, så vandets gennemstrømning og ilttilførslen til bunden nedsættes. Herved kvæles også laksefiskenes æg i gydebankerne.

Algeskrabere som klobillerne, vårfluelarven Silo og huesneglen Ancylus er den gruppe, der rammes først. Årsagen er formentlig, at føden bestående af mikroalger skygges bort af okker. Klækningen af ørredæg er nedsat allerede ved et indhold på mellem 0,2 og 0,5 mg jern (målt som ferrojern) pr. liter, og ved højere koncentrationer er klækningen så lav, at bestandene ikke længere kan opretholde sig selv.

Ved stigende okkerbelastning forsvinder flere og flere arter af smådyr, og ved et indhold på over 0,5 mg ferrojern pr. liter vand mangler alle rent­vandsarter. Det gælder de fleste slørvinger og døgnfluer, mange vårfluer samt en lang række arter blandt de øvrige vandløbsdyr. Ved 1 mg ferrojern pr. liter forsvinder de voksne ørreder, og ved 2 mg pr. liter forsvinder også karpefisk som skalle og brasen.

Nogle få tolerante smådyr, f.eks. arter af dansemyg, kan tåle meget høje koncentrationer af jern. De lever af „jernbakterier“ i bundens slam. Okkerslam med bakterier er dog ikke nogen god føde, og individantallet er derfor meget lavt.

Mængden af kvælstof i vandløbene lå i 1970’erne, hvor spildevandsforureningen toppede, gennemsnitligt på ca. 8 mg pr. liter. Det stammede både fra spildevand og fra afløb fra dyrkede arealer. På trods af bedre og bedre fjernelse af spildevandets kvælstofindhold i årene efter 1970 var mængden i 1989 stadigvæk gennemsnitligt 8 mg pr. liter, fordi udvaskningen fra dyrkningsjorderne steg tilsvarende. Vandmiljøplanerne har efterfølgende reduceret udvaskningen fra dyrkningsjorderne, så indholdet i dag ligger omkring 5 mg pr. liter. Der er store lokale udsving og udsving fra år til år, fordi den vigtigste kilde til kvælstof i vandløbene i dag er de dyrkede marker, og mængden herfra afhænger af nedbøren. Til sammenligning kan det nævnes, at kvælstofindholdet i vandløb, der får vand fra naturområder, ligger på ca. 1 mg pr. liter.

De tilsvarende tal for fosfors vedkommende er hhv. 1,2 mg pr. liter i 1979, ca. 0,7 mg i 1989 og kun ca. 0,15 mg i 2010. Det naturlige niveau ligger omkring 0,05 mg. Det største fald indtrådte i årene 1990-1993, hvor renseanlæggene blev i stand til at fjerne fosfor. Tidligere betød dyrkede arealer ikke så meget, fordi fosfor bindes til organiske partikler i jorden. Landbrugsjord opbygger imidlertid stadigt større lagre af fosfor, så den største kilde til fosfor i dag er faktisk dyrkede arealer. Det kommer ud i vandløbene som opløst fosfat med grundvand og drænvand eller fra nedbrydning af partikler, der fra markerne føres med regnvand ud til vandløbene.

Foruden spildevandsrensning, som altså har givet mærkbare resultater, har man gennem forskellige, såkaldte vandmiljøplaner forsøgt at nedbringe landbrugets bidrag til kvælstof- og fosforforureningen. Vandmiljøplanerne omtales nærmere i dette kapitel, så her skal det blot konstateres, at selv om de har haft en vis betydning, har de ikke afgørende forbedret forholdene i vore vandløb.

Næringssaltene er ikke direkte giftige for vandløbsorganismerne, men de er årsag til en kraftig opblomstring af de bundlevende alger og til, at planterne vokser så hurtigt, at de skal skæres flere gange årligt med forarmelse af dyrelivet til følge. Det er også muligt, men endnu ikke nærmere undersøgt, at næringssalte i høje koncentrationer fremmer ensformige samfund af hurtigt voksende vandplanter. Det kunne sammen med de dårlige fysiske forhold være en forklaring på, at så mange vandplanter, især blandt vandaksarterne, er blevet pivsjældne eller aldeles er forsvundet fra de danske vandløb i løbet af de seneste 100 år (se også Vandløbenes planter og de følgende afsnit).

Næringssaltene har desuden den mere oversete betydning, at de i rigelige mængder ændrer algesammensætningen på sten og planter (biofilmen). Fra at være domineret af encellede arter bliver biofilmen domineret af trådformede arter, samtidig med at bakterier og encellede dyr bliver mere talrige. Skrabere blandt smådyrene med behov for rent vand kan ikke trives på denne type biofilm og mangler derfor i vandløb med stort indhold af næringssalte.

Nedsivningen af næringssalte til grundvandet betyder også, at det vand, der træder frem i kilderne, er meget næringsrigt. Det har medført, at mange af vore lysåbne sumpkilder vokser til i kvælstofelskende planter, f.eks. brændenælde, som især bortskygger de store partier med mos.