MATCH Sverigesystemet är ett operativt system inkluderande en atmosfärkemisk spridningsmodell, där regionalskaliga modellberäkningar och mätdata kombineras för att kartlägga aktuella förhållanden och följa förändringar i tiden av såväl luftkoncentrationer som deposition av svavel, kväve och baskatjoner över Sverige. De nationella miljömål som framför allt berörs är försurning, övergödning och luftkvalitet.

Halter i luft och deposition till mark presenteras för svavel, kväve och baskatjoner för åren 2017-2019. Ett antal statistiska mått för halter i luft och deposition av marknära ozon presenteras också.

Den största depositionen sker generellt i de sydvästra delarna av Sverige, och minskar norrut, medan lägst deposition sker i Norrlands inland. För totaldepositionen av kväve och svavel samt halterna av marknära ozon beror variationen mellan de tre åren främst på meteorologisk variabilitet.

Totaldepositionen av oxiderat svavel exklusive havssalt (XSOX) för de senaste åren har lägst deposition av alla år som visas (1998-2018). Längst kusterna är depositionen lägre på grund av SECA-områdets krav på lägre svavelhalter i marina bränslen efter år 2015. Det svenska bidraget är ungefär detsamma för de tre åren, vilket indikerar att långdistanstransporten orsakar minskningen av totaldeposition.

De högsta halterna av marknära ozon (antal dagar då halterna överstiger 120 μg/m3) inträffade under 2018 främst i södra Sverige under 2018 med i genomsnitt 10-20 dagars överskridande. För 2019 skedde också ett tiotal överskridanden i södra Sverige och Uppland, men även i norra fjällen. Jämfört med perioden 1990-2013 var 2018 och 2019 extremår för höga halter av marknära ozon i hela Sverige, med överskridanden av miljökvalitetsnormen i nästan hela landet.

Under 2016 har ozondeposition till växter (ozonupptag), PODY för generisk lövskog och generiska grödor implementerats i MATCH-Sverigesystemet (Engardt et al, 2016). För de kartlagda åren framträder det en kraftig gradient från fjällområdena i nordväst där värdena är mycket låga till sydligaste Sverige där värdena är högre för både POD1gen-lövskog och POD3gen-grödor.

Under 2019 har PODY för björk, gran, vete och potatis implementerats i modellsystemet MATCH Sverige, och PODY för generiska grödor och lövskog uppdaterats (Langner et al, 2019).

Under hösten 2018 rapporterade Sverige för första gången modellerade luftkvalitetsdata till EU, som en del av den officiella e-rapporteringen till EEA. Halter av marknära ozon, beräknade med MATCH Sverigesystemet, rapporterades av SMHI i egenskap av datavärd.

Växtplankton utgör grunden i den marina näringsväven och används världen över för att bestämma miljöstatus i hav och sjöar. De ingår exempelvis som en kvalitetsfaktor i EU:s vattendirektiv och havsmiljödirektiv. Det finns långa tidsserier av växtplanktonövervakning där analyserna utförts med mikroskopi. Det sker nu en snabb internationell utveckling av DNA-metoder för att övervaka växtplankton. Målsättningen med detta projekt var att utveckla en praktisk och robust DNA analys­metod som kan implementeras i svensk marin miljöövervakning. 

Vårt tillvägagångssätt var att följa med på ordinarie marina miljöövervakningsexpeditioner under ett års tid (2019–2020) och ta parallella havsvattenprov för så kallad DNA-streckkodning av växtplankton. Sammanlagt tog vi prov vid 19 övervakningsstationer som var spridda från Bottenviken i norr till Skagerrak i söder. Provtagningsfrekvensen var cirka 1 gång per månad. Praktiska metoder utarbetades för fältprovtagning, DNA-extraktion, sekvensering, bioinformatisk analys och taxo­nomisk annotering. Vi har även tagit fram system för datahantering hos nationell datavärd och gett förslag på en ny datatyp för nationellt datavärdskap för marin­biologi och oceanografi vid Svenskt Oceanografiskt Datacentrum (https://sharkweb. smhi.se/hamta-data/). 

En viktig del har varit att jämföra resultaten av DNA-streckkodning och mikroskopi. Resultaten visar att DNA-streckkodning ger ungefär dubbelt så högt biodiversitetsmått än mikroskopering, även om det skiljer sig åt mellan olika grupper av växtplankton. För att undersöka om DNA-streckkodning kan användas för kvantitativ analys tillsatte vi en intern standard till proverna bestående av syntetiskt DNA, men eftersom resultatet varierade så behöver man arbeta vidare med detta. Den relativa fördelningen av vanliga eukaryota växtplanktongrupper visade sig ha relativt bra överensstämmelse mellan DNA-streckkodning och mikroskopimåttet kolbiomassa, medan biovolym och abundans skiljde sig åt mer. DNA-streckkodning visade sig ge detaljerade utbredningsmönster av skadliga alger, till exempel för släktet Prymnesium bland häftalgerna (Coccolithophyceae). 

Vi har inom projektet kunnat utvärdera ekologiska drivkrafter för växtplankton­samhällets diversitet och artsammansättning, genom att miljöövervakningen mäter många fysikalisk-kemiska parametrar. Både salthalt och närsalter visade sig ha stor inverkan på växtplanktonsamhällets sammansättning och diversitet. 

Sammanfattningsvis ser vi att den framtagna DNA-streckkodningsmetoden skulle vara ett bra komplement till den etablerade växtplanktonövervakningen.

Det senaste decenniets utveckling i egentliga Östersjön visar på kvarvarande luckor i vårkunskap om de mycket komplicerade biogeokemiska processer som reglerar vårahavsekosystem. Efter flera decenniers ökning av mängden näringsämnen i egentligaÖstersjöns ytvatten vände trenden i början av 1990-talet, då koncentrationerna av bådefosfor och kväve minskade under flera år. Men de senaste åren har koncentrationen avfosfor åter ökat snabbt och nått rekordnivåer, medan kväve fortsatt minska. Ingen avdessa förändringar kan kopplas till ändrad belastning från land, utan beror på variationer iinterna biogeokemiska processer med fluktuationer i tillgången på syre som en styrandefaktor. Syresituationen i egentliga Östersjöns djupvatten bestäms av balansen mellanbehovet av syre för att bryta ner det organiskt material som sedimenterar frånvattenmassan ovanför salthaltssprångskiktet och tillförseln av syre med det vatten somströmmar in genom Öresund och de danska sunden och blir Östersjöns djupvatten. Närsalthalten och därmed tätheten hos det inströmmande vattnet är tillräckligt hög jämförtmed befintligt bottenvatten rinner det inströmmande vattnet längs botten och lyfter uppdet syrefattiga bottenvattnet, annars sker inlagringen på en mellannivå. Stora inflöden avvatten med hög salthalt som förmår ersätta djupvattnet i hela egentliga Östersjön ärsällsynta. Däremot tillförs djupvattnet varje år stora mängder vatten som lagras ingrundare. Det senaste stora saltvatteninflödet skedde i januari 2003 och har nu medfört attdet finns syre i djupvattnet i hela egentliga Östersjön, utom i västra Gotlandsbassängen,medan syrefritt vatten med svavelväte fortfarande finns kvar strax under haloklinen. Närinflödet kom 2003 hade det gått ett decennium sedan de förra stora inflödena som skeddevintern 1993/94 och hösten 1994. Syresituationen förbättrades tillfälligt efter dessainflöden, men försämrades åter snabbt till den värsta sedan mätningar påbörjades på1890-talet.Inflödet av djupvatten till egentliga Östersjön styrs av vädret, varför tiden mellan storainflöden kan variera avsevärt. Följderna kan bli stora och långvariga (flera decennier)variationer i mängd och fördelning av näringsämnen i egentliga Östersjöns vattenmassa.Enkla antaganden om att förhållandena i ytvattnet direkt återspeglar belastningen påÖstersjön behöver modifieras och analysen av miljöövervakningsdata fördjupas. Modernforskning betonar, liksom Havsmiljökommissionen (SOU 2003:72), vikten av en ’adaptivförvaltning’ av havet där effekterna av insatta åtgärder kontinuerligt övervakas ochutvärderas. För detta behövs en fördjupad kunskap om hydrodynamiska ochbiogeokemiska processer, med utveckling av avancerade modeller för att kunna särskilja ivad mån observerade förändringar beror på mänskliga åtgärder eller på förändrat klimat.

Surface waters in the world oceans have already experienced a pH reduction of about 0.1 units (OSPAR, 2006.) The trend indicates further decrease of pH and is most probably due to increased uptake of atmospheric CO2 and less buffering capacity of ocean waters. The trend is similar in the waters surrounding Sweden. RESEARCH NEEDS Since there is an alarming absence of information regarding the effects of near-future levels of ocean acidification on Swedish marine taxa, there is a clear research need on: • investigations of the effects of ocean acidification on the early life-history stages of key ecosystem-structuring species, and commercially important species of fish and shellfish • ecosystem-level mesocosm studies of the impacts of ocean acidification on Swedish marine systems • improved regional-scale modelling of acidification mechanisms in Swedish coastal waters • testable ecosystem-scale food-web models to articulate with regional acidification models • improved definition of chemical equilibrium constants between pH, AT and CO2 in low saline waters. ACTIONS TO IMPROVE MONITORING At present, pH and AT are monitored monthly at standard depths at 7 stations in Skagerrak, Kattegat and Baltic Proper within the national monitoring programme. Of these are 2 located in coastal waters (Halland and Småland; Type 5 and 9). We recommend that Sweden work to improve the status of pH and AT to be Core variables instead of Main variables in HELCOM COMBINE “High frequency Sampling” program taking into account the last 15 years negative trends in pH in waters surrounding Sweden as well as in the global oceans. We recommend that besides the standard para-meters monitored in the national monitoring program, pH, AT and DIC should be monitored. For completeness, primary production should also be monitored. Below are three monitoring recommendations, where the first is divided into a lowest level and a recommended level. 1. Lowest level: Within the national monitoring program, at least one station per open sea area and all costal stations measure acidification parameters on a monthly basis in the entire water column at standardized depths. The national and regional monitoring programmes should be upgraded in the Gulf of Bothnia so that pH and AT is monitored at standard depths at least monthly at one station each in the Bothnian Bay and Bothnian Sea. Also 2 coastal stations in the Gulf of Bothnia should be established. In addition, one coastal station should be established within Type 14 in the Baltic Proper. 1. Recommended level: the national monitoring program should have at least one station per open sea area and if the area is characterized by strong gradients or other features, there should be more than one station. Some of the stations in the regional monitoring programmes should be upgraded with acidification parameters, for a better geographical coverage. The acidification parameters should be measured on a monthly basis in the entire water column at standardized depths. 2. We recommend that an investigative monitoring is established by extending the parameters that are needed to firmly improve the chemical stability constants between pH, AT, DIC and pCO2 in low saline waters. This can be done by just extending the sampling program at selected monitoring stations. Sampling should cover a period of 2 to 3 years. 3. We recommend that direct water measurement of pCO2 for monitoring purposes should be assessed after the recommendation above is evaluated and that ongoing research projects on pCO2 measurements using ferryboxes are finalised. RECOGNISED PROBLEM AREAS • There are only few long time series of acidification parameters. The time period of measurements is rather short. • The geographical coverage of measurements is rather limited in the waters surrounding Sweden. • The chemical stability constants between pH, AT, DIC and pCO2 are not optimized in low saline waters. • pH budgets are difficult to calculate. • Models need to be improved in order to display present and future small and large scale scenarios. • Little is known of the biological, ecological and economical effects of the current and near future marine acidification. Further research is required.

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimatkonvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå. Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005 samt 2010-2016, rapporterade i submission 2018.

Emissionerna presenteras i 55 olika sektorer uppdelade på nio huvudsektorer. Huvudsektorerna är El och fjärrvärme, Egen uppvärmning av bostäder och lokaler, Industri (energi och processer), Transporter, Arbetsmaskiner, Produktanvändning (inkl. lösningsmedel), Jordbruk, Avfall (inkl. avlopp) samt Utrikes transporter. Uppdelningen är förändrad jämfört med föregående år. För huvudsektorn Utrikes transporter fördelas eller redovisas inga växthusgaser geografiskt.

Den geografiska fördelningen utförs huvudsakligen enligt konceptet ”topdown”. Detta innebär att emissioner bryts ner från en nationell totalemission för att uppnå en högre rumslig upplösning på lokal nivå. Nedbrytningen till högre rumslig upplösning kräver en geografisk begränsning av emissionerna och statistik på regional nivå.

Metoden för geografisk fördelning tillåter för vissa utsläppskällor en hög rumslig upplösning (t.ex. för vägtrafik och industriprocesser). För flera sektorer är emellertid resultaten otillförlitliga om de ska studeras med högre upplösning än kommunnivå (i vissa fall även länsnivå). Resultaten från den geografiska fördelningen lagras i årsvisa emissionsdatabaser i SMHIs tekniska system för luftvårdsarbete; Airviro. Ur Airviro exporteras emissionerna till Excel-tabeller på läns- och kommunnivå. Emissionerna presenteras även på karta, samt i diagram. Publicering av resultaten sker via www.rus.lst.se. En presentation riktad mot allmänheten ges även på http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/.

Arbetet med geografisk fördelning av Sveriges utsläpp till luft är sedan 2007 ett årligt projekt. Projektet har ett långsiktigt perspektiv med målsättningen att stegvis förbättra kvaliteten på geografiskt upplösta emissionsdata. Resultaten för alla sektorer presenteras med samma geografiska upplösning även om kvaliteten varierar. På grund av detta krävs det att användare av dessa emissionsdata går igenom kvalitetsbeskrivningen och bedömer om osäkerheterna är acceptabla för den aktuella tillämpningen. Genom retroaktiva omräkningar säkerställs att metodförändringar inte orsakar trendbrott. I vissa fall har dock tillgängliga grunddata (t.ex. statistik) förändrats, vilket kan leda till icke-reella trendbrott. 

Den här studien är en kartläggning och screening av emissioner och halter av benso(a)pyren (B(a)P) i Sverige. Syftet är att identifiera potentiella riskområden för överskridande av miljökvalitetsnormen (MKN). Ett övervägande bidrag till haltnivåerna till B(a)P är emissioner från den småskaliga vedeldningen, varför studien går ut på att beräkna och fördela emissionerna från uppvärmning av småhus.

Metodiken består översiktligt av tre delar; beräkning av kommunvisa emissioner av B(a)P i Sverige, fördelning av dessa årsemissioner inom kommunerna på ett raster om 1 km × 1 km samt beräkning av årsmedelhalter utifrån detta emissionsraster.

För att beräkna kommunvisa årsemissioner av B(a)P utnyttjas:

· Statistik från MSB över antalet eldstäder (vedpannor, lokaleldstäder, pelletspannor och oljepannor) i de olika kommunerna/räddningstjänstförbunden. Ett medianvärde över åren 2008-2012 används eftersom datamaterialet innehåller större osäkerheter för enskilda år.

· Småhusens energibehov beräknas med modellen ENLOSS (Taeser och Andersson, 1984; Taeser et al., 2006) för två fall; år 2012 samt ett normalår (dvs. energibehovet för ett genomsnittligt meteorologiskt år för referensåren 1960-1990).

· Antaganden om eldvanor och andel bränsle görs utifrån erfarenheter från Västerbottenprojektet (Omstedt et al., 2014) samt kännedom om antal anslutna småhus till fjärrvärmenät per kommun.

· Emissionsfaktorer per typ av eldstad samt verkningsgrad används utifrån en sammanställning över dagens kunskapsläge (överensstämmande med Västerbottenprojektet).

De kommunvisa emissionerna fördelas sedan inom kommunen i ett grid om 1 km × 1 km utgående från antal kvadratmeter boyta småhus per km2 från fastighetsregistret. För pannor används dessutom tätortsvis statistik från Energimarknadsinspektionen över antal anslutna småhus till fjärrvärmenät, som vi enligt egen fördelning applicerar tätortsvis.

Slutligen beräknas årsmedelhalter av B(a)P utifrån emissionsrastret på 1 km × 1 km utgående från linjära samband mellan emissioner och halter från tidigare genomförda lokalskaliga spridningsberäkningar med SIMAIR-ved i Västerbottenprojektet. Olika faktorer används för områden som domineras av vedpannor respektive lokaleldstäder, eftersom emissionerna är större och mer koncentrerade från vedpannor. De haltmått som tas fram är kartans högsta värde (KHV) samt kartans ytmedelvärde (KYM), vilket sedan sammanställs kommunvis för maximala gridrutan i varje kommun i syfte att identifiera potentiella riskområden för överskridande av MKN.

Huvudslutsatserna från studien är följande:

Årsemissioner av B(a)P

· Beräkningarna i studien ger nationella totalemissioner av B(a)P från småskalig uppvärmning (år 2012) på 880 kg år–1 för vedpannor, 630 kg år–1 för lokaleldstäder, 3.6 kg år–1 för pelletspannor och 4.3 kg år–1 för oljepannor.

· Beräkningarna av kommunvisa totala årsemissioner av B(a)P från småhusens småskaliga uppvärmning (summan av vedpannor, lokaleldstäder, pelletspannor och oljepannor) ger nivåer på mellan 300 – 25 000 g år–1. Störst totalemission (mellan 20 000 och 25 000 g år–1) beräknas för Skellefteå, Stockholm, Sundsvall, Norrtälje och Gotland.

· De högsta årsemissionerna av B(a)P från vedpannor, som står för i särklass högst emission per enhet och därmed har störst påverkan på den lokala luftkvaliteten, beräknas för Skellefteå (18 200 g år–1) följt av Örnsköldsvik (13 600 g år–1), Gotland (13 500 g år–1), Sundsvall (12 900 g år–1) och Hudiksvall (12 300 g år–1).

Årsmedelhalter av B(a)P

· Utifrån ett linjärt antagande mellan emissioner och halter fås kommunvisa årsmedelhalter av B(a)P 2012 på 0.03 – 1.03 ng m–3 för haltmåttet kartans högsta värde (KHV). Motsvarande värden för kartans ytmedelvärde (KYM) är 0.01 – 0.25 ng m–3.

· Beräkningarna indikerar att det föreligger risk för överskridande av MKN (>1.0 ng m–3) i vissa enskilda gridrutor i tätorterna Sollefteå och Laholm (avseende årsmedelhalt av B(a)P uttryckt som KHV). Höga årsmedelhalter (>0.8 ng m–3) fås även för Kramfors, Säffle, Arvidsjaur, Boden, Skellefteå och Trollhättan. Detta är kommuner med en stor andel vedpannor i förhållande till lokaleldstäder.

· Merparten (273 av 290) av kommunerna i Sverige har haltnivåer (KHV) högre än miljökvalitetsmålet Frisk luft (>0.1 ng m–3). Här är påverkan även betydande för utsläpp från trivseleldning med lokaleldstäder.

· Skillnaden är liten mellan år 2012 och normalåret avseende referensåren 1960-1990; halterna (och emissionerna) är generellt 4 % högre för normalåret, men värdet varierar mellan olika län eftersom energibehovet är beräknat länsvis (från 1 % lägre halter/emissioner i Kronobergs län till 7 % högre halter/emissioner i Örebro län för normalåret).

Resultatens osäkerhet och användning

· Studien ska ses som en översiktlig kartläggning och screening av emissioner och halter av B(a)P från småskaliga vedeldningen. Beräkningarna kan anses representera ett ”worst case”.

· Det finns många osäkerheter och felkällor att beakta. Exempel på indata som påverkar beräkningarna är antalet eldstäder per kommun, antalet småhus anslutna till fjärrvärme, antaganden om eldvanor och emissionsfaktorer.

· Den i särklass största osäkerheten vad gäller indata är statistiken från MSB över antaleteldstäder per kommun, samt hur eldstäderna fördelas mellan olika kommuner i gemensamma räddningstjänstområden. Detaljeringsgraden av underlaget samt klassificeringen av eldstäderna kan variera betydligt mellan olika kommuner/räddningstjänstförbund.

· En annan osäkerhet vad gäller indata är statistik från Energimarknadsinspektionen över antalet anslutna småhus till fjärrvärmenät, men de indata bedöms emellertid vara mindre osäkra än antalet eldstäder, åtminstone på kommunnivå. Osäkerheten ligger främst i den geografiska spridningen av de anslutna fastigheterna.

· Metodiken vad gäller att beräkna lokala halter från emissionsraster på 1 km × 1 km med antagande om linjära samband är också givetvis osäker. Många lokala parametrar som påverkar spridningen fångas inte i beräkningarna. Dock verkar metodiken ändå reproduceragradienter bra och fungerar tillfredställande till översiktliga kartläggningar såsom denna studie.

· För kommuner som enligt beräkningarna har haltnivåer som överskrider eller är nära att överskrida MKN rekommenderas, i ett första steg, att en noggrannare granskning/inventering görs av indata som används i beräkningarna, i synnerhet antalet eldstäder

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimat­konvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå.

Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005 samt 2010-2015. Emissionerna presenteras i 45 olika sektorer uppdelade på åtta huvudsektorer. Huvudsektorerna är El och uppvärmning, Industri (energi och processer), Transporter, Produktanvändning, Avfall och avlopp, Internationell luftfart och sjöfart, Jordbruk samt Arbetsmaskiner. Uppdelningen är förändrad jämfört med föregående år vad gäller industrins utsläpp samt utsläppen från energiförförsörjning, se avsnittet Förändringar i nationella totalemissioner samt sektorsindelning, jämfört med föregående år. De ämnen som ingår är växthusgaser, metaller, partiklar och övriga ämnen, totalt 29 ämnen.

Arbetet med geografisk fördelning av Sveriges utsläpp till luft är sedan 2007 ett årligt projekt. Projektet har ett långsiktigt perspektiv med målsättningen att stegvis förbättra kvaliteten på geografiskt upplösta emissionsdata.

Kattegatt; Östersjön; primär produktion; metoder; vattenprovtagning; FRRF; mätning; interkalibrering; Marin miljö; inkubation; ljusmätning

The EU commission has requested information to support the claim that natural nitrogen removal in lakes and rivers downstream of 12 waste water treatment plants comply with the regulations in the Urban Waste Water Directive. This document describes the method Sweden uses to verify that emissions do not contribute to nitrogen pollution, due to natural nitrogen-removing processes in lakes along the flow path between the effluent discharge point and the coast.

This report has been compiled on request of the Swedish Environmental Protection

Agency to facilitate the discussion with the EU Commission. The EU Commission has

announced that it will take Sweden to the European Court of Justice for failing to ensure

proper treatment of urban waste water according to the Urban Waste Water Treatment

Directive (Directive 91/271/EEC). In Sweden natural nitrogen removal (retention) in

waterbodies is considered as part of the treatment of emissions, when transported to the

sea.

Nitrogen retention is a well-known phenomenon that includes several natural

biogeochemical processes, which permanently remove nitrogen from the water. The

effect may be considerable in areas with many lakes. Sweden has 92 000 lakes larger than

1 hectare. It is rather normal with 30-70% nitrogen retention in Swedish lakes and rivers.

The main process for natural nitrogen retention is denitrification, which is the same

process that is applied for biological treatment in waste water plants.

Natural retention is hard to measure, however, and has to be estimated based on several

assumptions like so many other fluxes in nature. In Sweden a model system has been

developed for large-scale calculation of nutrient transport, including retention, from land

to the sea, with relatively high geographic resolution. The system couples field-scale

models with catchment models and is scientifically documented and reviewed. It has been

applied since 1997 for international reporting to HELCOM. The catchment model (HBVNP)

is tuned and evaluated against monitored time-series of measurements where such

are available. The nitrogen retention that is calculated with HBV-NP is composed of

nitrogen that is permanently transferred to the atmosphere and sediment, and which

therefore will not further contribute to the eutrophication of water systems.

3

Both calculations and measurements show that the retention is largest in the summer,

especially in areas with many lakes and high loads. The retention capacity of lakes differs

geographically; in the northern part of the country it is low, while the lakes in the

southern part of the country are more effective as nitrogen sinks. In Southern Sweden the

mean retention is 30-40 kg ha-1 lake yr-1. In total about 30 000 tonnes nitrogen is reduced

annually in lakes and rivers, and 70% of this is reduced in southern Sweden. For

emissions in the interior of the country, the load is reduced considerably during the

transport through rivers and lakes, especially for south-central Sweden where the

retention in the lakes is high. The accumulated retention can be over 80% in certain areas.

It is difficult to evaluate the model results, since nitrogen retention cannot be measured

directly and is integrated for large areas and waterbodies. It is common to use other

variables to judge the credibility of the retention calculations. The result of the HBV-NP

model is continuously evaluated against time series of observations in watercourses, both

discharge and nutrient concentration, when it is used operationally. The model is

evaluated both visually and statistically. The agreement for discharge and water balance is

normally good, while the nutrient concentration can deviate more from observations.

Sensitivity studies show that the model is relatively robust. When the model is compared

to other models or budget calculations, the deviations can normally be explained by

different assumptions or input data. The HBV-NP model has about the same precision as

other similar models, nevertheless, the water discharge normally shows better accuracy.

For source apportionment calculations, the retention in the flow paths of the landscape is

accumulated for the emissions from specific urban waste water treatment plants

(UWWTP). The emissions that pass through many lakes have only small impact on the

sea. Natural nitrogen retention in rivers and lakes reduces the Swedish UWWTP:s

contribution to the coast with 3200 tonnes per year, which corresponds to 18% of their

total emissions. However, the retention varies substantially between different parts of the

country. Most of the UWWTP with large emissions are located along the coast and in

southern Sweden, where 90% of the natural retention occurs. In the interior of northern

Sweden there are few UWWTP and the retention capacity is low, and thus, the amount of

reduced nitrogen is also low.

Everything indicates that the calculated nitrogen retention for Sweden is of the right

magnitude and that the large-scale pattern for Sweden is correct, even if deviation can

occur for small specific areas and for different time-periods

This report has been compiled on request of the Swedish Environmental Protection Agency to

facilitate the discussion with the EU Commission. The EU Commission has announced that it

will take Sweden to the European Court of Justice for failing to ensure proper treatment of

urban waste water according to the Urban Waste Water Treatment Directive (Directive

91/271/EEC). In Sweden natural nitrogen removal (retention) in waterbodies is considered as

part of the treatment of emissions, when transported to the sea.

Nitrogen retention is a well-known phenomenon that includes several natural biogeochemical

processes, which permanently remove nitrogen from the water. The effect may be

considerable in areas with many lakes. Sweden has 92 000 lakes larger than 1 hectare. It is

rather normal with 30-70% nitrogen retention in Swedish lakes and rivers. The main process

for natural nitrogen retention is denitrification, which is the same process that is applied for

biological treatment in waste water plants.

Natural retention is hard to measure, however, and has to be estimated based on several

assumptions like so many other fluxes in nature. In Sweden a model system has been

developed for large-scale calculation of nutrient transport, including retention, from land to

the sea, with relatively high geographic resolution. The system couples field-scale models

with catchment models and is scientifically documented and reviewed. It has been applied

since 1997 for international reporting to HELCOM. The catchment model (HBV-NP) is tuned

and evaluated against monitored time-series of measurements where such are available. The

nitrogen retention that is calculated with HBV-NP is composed of nitrogen that is

permanently transferred to the atmosphere and sediment, and which therefore will not further

contribute to the eutrophication of water systems.

Both calculations and measurements show that the retention is largest in the summer,

especially in areas with many lakes and high loads. The retention capacity of lakes differs

geographically; in the northern part of the country it is low, while the lakes in the southern

part of the country are more effective as nitrogen sinks. In Southern Sweden the mean

retention is 30-40 kg ha-1 lake yr-1. In total about 30 000 tonnes nitrogen is reduced annually

in lakes and rivers, and 70% of this is reduced in southern Sweden. For emissions in the

interior of the country, the load is reduced considerably during the transport through rivers

and lakes, especially for south-central Sweden where the retention in the lakes is high. The

accumulated retention can be over 80% in certain areas.

It is difficult to evaluate the model results, since nitrogen retention cannot be measured

directly and is integrated for large areas and waterbodies. It is common to use other variables

to judge the credibility of the retention calculations. The result of the HBV-NP model is

continuously evaluated against time series of observations in watercourses, both discharge

and nutrient concentration, when it is used operationally. The model is evaluated both visually

and statistically. The agreement for discharge and water balance is normally good, while the

nutrient concentration can deviate more from observations. Sensitivity studies show that the

model is relatively robust. When the model is compared to other models or budget

calculations, the deviations can normally be explained by different assumptions or input data.

The HBV-NP model has about the same precision as other similar models, nevertheless, the

water discharge normally shows better accuracy.

For source apportionment calculations, the retention in the flow paths of the landscape is

accumulated for the emissions from specific urban waste water treatment plants (UWWTP).

The emissions that pass through many lakes have only small impact on the sea. Natural

nitrogen retention in rivers and lakes reduces the Swedish UWWTP:s contribution to the coast

with 3200 tonnes per year, which corresponds to 18% of their total emissions. However, the

retention varies substantially between different parts of the country. Most of the UWWTP

with large emissions are located along the coast and in southern Sweden, where 90% of the

natural retention occurs. In the interior of northern Sweden there are few UWWTP and the

retention capacity is low, and thus, the amount of reduced nitrogen is also low.

Everything indicates that the calculated nitrogen retention for Sweden is of the right

magnitude and that the large-scale pattern for Sweden is correct, even if deviation can occur

for small specific areas and for different time-periods.

This report has been compiled on request of the Swedish Environmental Protection Agency to facilitate the discussion with the EU Commission. The EU Commission has announced that it will take Sweden to the European Court of Justice for failing to ensure proper treatment of urban waste water according to the Urban Waste Water Treatment Directive (Directive 91/271/EEC). In Sweden natural nitrogen removal (retention) in waterbodies is considered as part of the treatment of emissions, when transported to the sea. Nitrogen retention is a well-known phenomenon that includes several natural biogeochemical processes, which permanently remove nitrogen from the water. The effect may be considerable in areas with many lakes. Sweden has 92 000 lakes larger than 1 hectare. It is rather normal with 30-70% nitrogen retention in Swedish lakes and rivers. The main process for natural nitrogen retention is denitrification, which is the same process that is applied for biological treatment in waste water plants.

Natural retention is hard to measure, however, and has to be estimated based on several assumptions like so many other fluxes in nature. In Sweden a model system has been developed for large-scale calculation of nutrient transport, including retention, from land to the sea, with relatively high geographic resolution. The system couples field-scale models with catchment models and is scientifically documented and reviewed. It has been applied since 1997 for international reporting to HELCOM. The catchment model (HBV-NP) is tuned and evaluated against monitored time-series of measurements where such are available. The nitrogen retention that is calculated with HBV-NP is composed of nitrogen that is permanently transferred to the atmosphere and sediment, and which therefore will not further contribute to the eutrophication of water systems.

Both calculations and measurements show that the retention is largest in the summer, especially in areas with many lakes and high loads. The retention capacity of lakes differs geographically; in the northern part of the country it is low, while the lakes in the southern part of the country are more effective as nitrogen sinks. In Southern Sweden the mean retention is 30-40 kg ha -1 lake yr-1. In total about 30 000 tonnes nitrogen is reduced annually in lakes and rivers, and 70% of this is reduced in southern Sweden. For emissions in the interior of the country, the load is reduced considerably during the transport through rivers and lakes, especially for south-central Sweden where the retention in the lakes is high. The accumulated retention can be over 80% in certain areas. It is difficult to evaluate the model results, since nitrogen retention cannot be measured directly and is integrated for large areas and waterbodies. It is common to use other variables to judge the credibility of the retention calculations. The result of the HBV-NP model is continuously evaluated against time series of observations in watercourses, both discharge and nutrient concentration, when it is used operationally. The model is evaluated both visually and statistically. The agreement for discharge and water balance is normally good, while the nutrient concentration can deviate more from observations. Sensitivity studies show that the model is relatively robust.

When the model is compared to other models or budget calculations, the deviations can normally be explained by different assumptions or input data. The HBV-NP model has about the same precision as other similar models, nevertheless, the water discharge normally shows better accuracy. For source apportionment calculations, the retention in the flow paths of the landscape is accumulated for the emissions from specific urban waste water treatment plants (UWWTP).

The emissions that pass through many lakes have only small impact on the sea. Natural nitrogen retention in rivers and lakes reduces the Swedish UWWTP:s contribution to the coast with 3200 tonnes per year, which corresponds to 18% of their total emissions. However, the retention varies substantially between different parts of the country. Most of the UWWTP with large emissions are located along the coast and in southern Sweden, where 90% of the natural retention occurs. In the interior of northern Sweden there are few UWWTP and the retention capacity is low, and thus, the amount of reduced nitrogen is also low. Everything indicates that the calculated nitrogen retention for Sweden is of the right magnitude and that the large-scale pattern for Sweden is correct, even if deviation can occur for small specific areas and for different time-periods.

Mätningar utförs av Umeå Marina Forskningscentrum åtta gånger på utsjöstationerna och sju gånger på stationerna i Örefjärden. De hydrografiska variabler som mäts är temperatur och konduktivitet (salthalt). De hydrokemiska variablerna mäts på upp till 9 olika djup vid varje station. De variabler som mäts är totala koncentrationer av fosfor och kväve, löst oorganiskt kväve respektive fosfor, kisel, syrekoncentration och syremättnad. Mätningarna kompletteras av en vinterprovtagning med stor geografisk täckning, som utförs av SMHI. Vid denna provtagning tas prover från 17 olika djup på 23 stationer.

The OSPAR Revised Eutrophication Monitoring Programme (ETG 05/3/Info.1-E)requests that nutrient “monitoring should include sufficient samples to confirm that themaximum winter nutrient concentration has been determined”, while para. 7 of theTerms of Reference for the preparation of guidance on the spatial and temporalresolution of monitoring for nutrients and eutrophication effects (ICG 003) states that“there are at least nine different water types covered by the OSPAR MaritimeArea”…”guidance must, therefore, be at least complex enough to cover each type withsufficient clarity to guide contracting parties in their evaluation of the temporal andspatial coverage required to adequately assess the relevant water body”.This document summarises the national reports submitted to the OSPAR IntersessionalCorrespondence Group on Eutrophication Monitoring, and highlights commonproblems faced in the monitoring of (primarily) inorganic nutrients and chlorophyll. Inaddition, it presents tests of different approaches to solving the spatial and temporalsampling problems associated with delivering marine eutrophication data.Based on tests of model data, monthly sampling appears adequate to give a goodestimate of annual mean concentrations. Buoy data suggests that this would not besufficient where there is tidal variability. It was not possible to determine maximumconcentrations through a practical ship sampling scheme, or by using extreme valuestatistics.The optimum sampling programme to observe rapid events is likely to be a combinationof ferrybox systems, which appear to be reliable and give both good spatial andtemporal coverage, combined with buoy observations. To ensure data of sufficientquality, these must be controlled against conventional research vessel observations.Research vessels still have a role in seasonal mapping, and in providing data ofsufficient quality for trend analysis from a large area. This is likely to remain so, at leastuntil technologies such as gliders and optical nutrient sensors become widely availableand capable of delivering reliable, high quality data.

Under den första halvan av året uppvisade ytvattnet i båda bassängerna temperaturer som låg under eller mycket under medelvärdet för jämförelseperioden 1991–2000. Ytvattnet i Bottenviken uppvisar en mycket liten mellanårsvariation, bl.a. eftersom det fryser vid ~ -0,3 ºC . Som ett resultat av den varma sommaren steg temperaturerna i båda bassängerna under juli och augusti. Efter detta höll sig temperaturerna i ytvattnet över det normala till slutet på september. Året avslutades med att temperaturerna i ytvattnet sjönk till jämförelseperiodens värden eller något lägre under årets sista två månader. Som mest var temperaturen i båda bassängernas ytvatten ~6ºC högre än medeltemperaturen för perioden och den lägsta temperaturen i ytvattnet var ~2ºC under medelvärdet. För djupvattnet tenderar temperaturen generellt att vara något mer konstant än i ytan. Årstidsvariationen i Bottenhavets djupvattnet motsvarade 0,8ºC (max.-min.). Motsvarande årstidsvariation för Bottenviken var ~2ºC. För Bottenhavet låg temperaturen ca en standardavvikelse lägre än medelvärdet för perioden under hela året. I Bottenviken, däremot, var temperaturen i djupvattnet generellt högre än medelvärdet för perioden. Variationen var större än i Bottenhavet, dock inte större än en standardavvikelse från medelvärdet för perioden.

I luftföroreningsmodellering är emissioner från vedeldning ett område behäftat med stora osäkerheter. Denna rapport sammanfattar resultaten från en enkät om vedeldningsvanor i sju kommuner, vilket ger en bild av hur vedeldningen i Västra Götaland sker och medför att vi kan förbättra antaganden om vilka emissionsfaktorer som gäller i detta område vid modellering av luftföroreningar. Exempel på insamlad data som påverkar emissioner är användning av torr ved samt eldningsmönster över dygn och år vilket förbättrar den temporala variationen av emissioner. Detta påverkar också hur den spatiala fördelningen av årsmedelhalter eftersom transport av luftföroreningar ser olika ut vid olika tidpunkter. Underlaget används för emissionsberäkningar i projektet SCAPIS-luft. Både resultat och enkät är fritt tillgängligt att användas av andra för emissionsmodellering och undersökningar av eldningsvanor i olika regioner. Ytterligare datainsamlingar om eldningsvanor i Sverige behövs för att med större säkerhet kunna estimera dessa utsläpp.

Vissa våtmarker kan jämna ut höga och låga vattenflöden i naturen, och därigenom mildra översvämningar och torka. Hur väl en våtmark förmår att dämpa extremflöden beror på var i naturen de ligger och vilken sorts våtmarkstyp det är. 

Vi vet för lite om våtmarkers hydrologiska egenskaper och betydelsen av placering i landskapet. Forskarna i EviWet har undersökt torvens vattenhållande förmåga, och därifrån skapat modeller för ekohydrologi, samt utvecklat beslutsstöd för operationell modellering. 

Projektet har finansierats med Formas medel för det Nationella forskningsprogrammet om klimat men administrerats av Naturvårdsverket.

Under 90-talet har växtplanktonproduktionen i norra Bottenhavets kustzon (Örefjärden) minskat med 14 % per årS2. Fjolårets produktion om 0.88 mol kol m-2 år-1 var den lägsta noterade sedan mätningarna började, strax under den tidigare lägsta noteringen 1988. Tillgången på föda för både plankton- och bottendjur i kustzonen bör därmed för närvarande vara tydligt lägre än i början av 90-talet i detta område. Även i Bottenviken kan en statistiskt säkerställd minskning om 7 % per år påvisas, medan ingen minskning kan visas i Bottenhavets utsjöS2.

På uppdrag av Naturvårdsverket har SMED räknat om kväve- och fosforbelastningen för år 2000 med PLC5-metodik och flödesnormaliserad för åren 1985-2004.  Avsikten är att få belastningsberäkningar för åren 1995, 2000 och 2006 framtagna med samma metodik och flödesnormaliserade för samma period så att de blir så jämförbara som möjligt. Jordbruksarealerna är dock inte helt jämförbara. 1995 års jordbruksarealer baseras på statistik på församlingsnivå, medan de år 2000 och 2006 (egentligen förhållandena år 1999 respektive år 2005 för jordbruksmarken) bygger på block- och IAKS-databaserna från Jordbruksverket. En gårdsstödsreform 2005 med utökat stöd för vall och träda innebar dessutom en till synes ökning av jordbruksmark mellan år 2000 och 2006. Skillnaden i jordbruksarea är 9 % i snitt för hela Sverige. I 2000 års beräkning var denna area troligen klassad som öppen mark. I denna rapport redovisas källfördelad belastning för år 2000, men även som jämförelse källfördelad belastning för år 2006. Hyggesareal och belastning från hygge finns inte medtagen på grund av svårigheten att få fram jämförbara arealer för åren 1995, 2000 och 2006. Punktutsläpp från den finska delen av Torneälven finns likaså inte med, vilket skiljer den från redovisningen i PLC5-rapporten för år 2006 (Brandt m.fl., 2008). För de antropogena källfördelningarna redovisas även 1995 år resultat hämtat från Ejhed och Olshammar (2007). Enligt denna sammanställning har de antropogena nettobelastningarna till haven söder om Ålands hav (Egentliga Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerrak) minskat med 12 700 ton kväve mellan 1995 och 2006, vilket motsvarar en minskning med 23 % och med 150 ton fosfor, vilket motsvarar en minskning med 13 % räknat från år 1995. Motsvarande siffror mellan 2000 och 2006 är en minskning om 3 700 ton kväve (8 %), medan det för fosfor inte är någon nämnvärd skillnad mellan åren. Förändringar i jordbruksarealerna påverkar jämförelsen mellan jordbruksbelastningarna de olika åren. Om jordbruksbelastningen räknas om till antropogen nettobelastning per jordbruksarea för respektive år har den minskat med i snitt 16 % för kväve och 6 % för fosfor för hela Sverige mellan år 2000 och 2006.

På uppdrag av Naturvårdsverket har SMED räknat om kväve- och fosforbelastningen

för år 2000 med PLC5-metodik och flödesnormaliserad för åren 1985-2004.

Avsikten är att få belastningsberäkningar för åren 1995, 2000 och 2006 framtagna

med samma metodik och flödesnormaliserade för samma period så att de blir så

jämförbara som möjligt.

Jordbruksarealerna är dock inte helt jämförbara. 1995 års jordbruksarealer baseras

på statistik på församlingsnivå, medan de år 2000 och 2006 (egentligen förhållandena

år 1999 respektive år 2005 för jordbruksmarken) bygger på block- och

IAKS-databaserna från Jordbruksverket. En gårdsstödsreform 2005 med utökat

stöd för vall och träda innebar dessutom en till synes ökning av jordbruksmark

mellan år 2000 och 2006. Skillnaden i jordbruksarea är 9 % i snitt för hela Sverige.

I 2000 års beräkning var denna area troligen klassad som öppen mark.

I denna rapport redovisas källfördelad belastning för år 2000, men även som

jämförelse källfördelad belastning för år 2006. Hyggesareal och belastning från

hygge finns inte medtagen på grund av svårigheten att få fram jämförbara arealer

för åren 1995, 2000 och 2006. Punktutsläpp från den finska delen av Torneälven

finns likaså inte med, vilket skiljer den från redovisningen i PLC5-rapporten för år

2006 (Brandt m.fl., 2008). För de antropogena källfördelningarna redovisas även

1995 år resultat hämtat från Ejhed och Olshammar (2007).

Enligt denna sammanställning har de antropogena nettobelastningarna till haven

söder om Ålands hav (Egentliga Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerrak)

minskat med 12 700 ton kväve mellan 1995 och 2006, vilket motsvarar en minskning

med 23 % och med 150 ton fosfor, vilket motsvarar en minskning med 13 %

räknat från år 1995. Motsvarande siffror mellan 2000 och 2006 är en minskning om

3 700 ton kväve (8 %), medan det för fosfor inte är någon nämnvärd skillnad mellan

åren.

Förändringar i jordbruksarealerna påverkar jämförelsen mellan jordbruksbelastningarna

de olika åren. Om jordbruksbelastningen räknas om till antropogen

nettobelastning per jordbruksarea för respektive år har den minskat med i snitt 16

% för kväve och 6 % för fosfor för hela Sverige mellan år 2000 och 2006.

På uppdrag av Naturvårdsverket har SMED räknat om kväve- och fosforbelastningen för år 2000 med PLC5-metodik och flödesnormaliserad för åren 1985-2004. Avsikten är att få belastningsberäkningar för åren 1995, 2000 och 2006 framtagna med samma metodik och flödesnormaliserade för samma period så att de blir så jämförbara som möjligt. Jordbruksarealerna är dock inte helt jämförbara. 1995 års jordbruksarealer baseras på statistik på församlingsnivå, medan de år 2000 och 2006 (egentligen förhållandena år 1999 respektive år 2005 för jordbruksmarken) bygger på block- och IAKS-databaserna från Jordbruksverket. En gårdsstödsreform 2005 med utökat stöd för vall och träda innebar dessutom en till synes ökning av jordbruksmark mellan år 2000 och 2006. Skillnaden i jordbruksarea är 9 % i snitt för hela Sverige. I 2000 års beräkning var denna area troligen klassad som öppen mark. I denna rapport redovisas källfördelad belastning för år 2000, men även som jämförelse källfördelad belastning för år 2006. Hyggesareal och belastning från hygge finns inte medtagen på grund av svårigheten att få fram jämförbara arealer för åren 1995, 2000 och 2006. Punktutsläpp från den finska delen av Torneälven finns likaså inte med, vilket skiljer den från redovisningen i PLC5-rapporten för år 2006 (Brandt m.fl., 2008). För de antropogena källfördelningarna redovisas även 1995 år resultat hämtat från Ejhed och Olshammar (2007). Enligt denna sammanställning har de antropogena nettobelastningarna till haven söder om Ålands hav (Egentliga Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerrak) minskat med 12 700 ton kväve mellan 1995 och 2006, vilket motsvarar en minskning med 23 % och med 150 ton fosfor, vilket motsvarar en minskning med 13 % räknat från år 1995. Motsvarande siffror mellan 2000 och 2006 är en minskning om 3 700 ton kväve (8 %), medan det för fosfor inte är någon nämnvärd skillnad mellan åren. Förändringar i jordbruksarealerna påverkar jämförelsen mellan jordbruksbelastningarna de olika åren. Om jordbruksbelastningen räknas om till antropogen nettobelastning per jordbruksarea för respektive år har den minskat med i snitt 16 % för kväve och 6 % för fosfor för hela Sverige mellan år 2000 och 2006.

SMED is short for Swedish Environmental Emissions Data, which is a collaboration between IVL Swedish Environmental Research Institute, SCB Statistics Sweden, SLU Swedish University of Agricultural Sciences, and SMHI Swedish Meteorological and Hydrological Institute. 

This study has examined noise exposure on a national scale for Sweden by calculating road and rail noise for the entire country. Calculations have been made according to the Nordic Prediction Method for both road and rail. For aviation noise, data is extracted directly from Swedavias yearly noise report with addition of military flights.

Because of the large scale of noise mapping, several simplifications have been made in both data and calculations. For validation, the national noise mapping has been compared to noise data reported to EU via the Environmental Noise Directive (END), indicating a ratio of 0.4-1.5 compared to END data for road in intervals between 52.5 and >72.5 dBa and 1-1.8 for rail for the intervals between 49 and >69 dBA.

Since 1998, the Environmental Protection Agency has produced national noise analysis, similar to this one for the years; 1992 (Wittmark, 1992), 1995 (Wittmark, 1997), 2000 (Ingemansson Technology AB , 2002), 2006 (WSP Akustik, 2009), 2011 (SWECO, 2014). 

Even though the task and method for these previous reports were similar, there are many differences. Therefor a trend analysis is not feasible.

There are many aspects that could improve accuracy for future national mapping such as including definition of hard and soft ground effect due to different ground types, estimation of exposure point height using building geometries. Most likely the most important change is to include buildings and noise barriers effects on noise.

This study has examined noise exposure on a national scale for Sweden by calculating road and rail noise for the entire country. Calculations have been made according to the Nordic Prediction Method for both road and rail. For aviation noise, data is extracted directly from Swedavias yearly noise report with addition of military flights.

Because of the large scale of noise mapping, several simplifications have been made in both data and calculations. For validation, the national noise mapping has been compared to noise data reported to EU via the Environmental Noise Directive (END), indicating a ratio of 0.4-1.5 compared to END data for road in intervals between 52.5 and >72.5 dBa and 1-1.8 for rail for the intervals between 49 and >69 dBA.

The results from the calculated population noise exposure in Sweden 2018 and costs is concluded in the report.

Since 1998, the Environmental Protection Agency has produced national noise analysis, similar to this one for the years; 1992 (Wittmark, 1992), 1995 (Wittmark, 1997), 2000 (Ingemansson Technology AB , 2002), 2006 (WSP Akustik, 2009), 2011 (SWECO, 2014). Even though the task and method for these previous reports were similar, there are many differences. Therefor a trend analysis is not feasible.

There are many aspects that could improve accuracy for future national mapping such as including definition of hard and soft ground effect due to different ground types, estimation of exposure point height using building geometries. Most likely the most important change is to include buildings and noise barriers effects on noise.

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimatkonvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. SMED har sedan rapporteringsåret 2001 ansvaret att på uppdrag av Naturvårdsverket ta fram allt dataunderlag och tillhörande dokumentation för dessa rapporteringar. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå.

Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005 samt 2010-2018, rapporterade i submission 2020. Emissionerna presenteras i 55 olika sektorer uppdelade på nio huvudsektorer. Huvudsektorerna är El och fjärrvärme, Egen uppvärmning av bostäder och lokaler, Industri (energi och processer), Transporter, Arbetsmaskiner, Produktanvändning (inkl. lösningsmedel), Jordbruk, Avfall (inkl. avlopp) samt Utrikes transporter. De ämnen som ingår ges nedan.

Växthusgaser: CO₂ (fossilt ursprung), CH_4, N₂O, HFC, PFC, SF₆

Metaller:  Pb, Cd, Hg, As, Cr, Cu, Ni, Se, Zn

Partiklar:  PM2.5, PM10, TSP (Partiklar total), BC (sot)

Övriga luftföroreningar: NO_x, SO_X, NH₃, NMVOC, CO, dioxin, benso(a)pyren, PAH-4, HCB, PCB

För huvudsektorn Utrikes transporter fördelas eller redovisas inga växthusgaser geografiskt. 

Den geografiska fördelningen utförs huvudsakligen enligt konceptet ”top-down”. Detta innebär att emissioner bryts ner från en nationell totalemission för att uppnå en högre rumslig upplösning på lokal nivå. Nedbrytningen till högre rumslig upplösning kräver en geografisk begränsning av emissionerna och statistik på regional nivå.

Metoden för geografisk fördelning tillåter för vissa utsläppskällor en hög rumslig upplösning (t.ex. för vägtrafik och industriprocesser). För flera sektorer är emellertid resultaten otillförlitliga om de ska studeras med högre upplösning än kommunnivå (i vissa fall även länsnivå). Resultaten från den geografiska fördelningen lagras i årsvisa emissionsdatabaser i SMHIs tekniska system för luftvårdsarbete; Airviro. Ur Airviro exporteras emissionerna till Excel-tabeller på läns- och kommunnivå. Emissionerna presenteras även på karta, samt i diagram. Publicering av resultaten sker via www.rus.lst.se. En presentation riktad mot allmänheten ges även på http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/.

Arbetet med geografisk fördelning av Sveriges utsläpp till luft är sedan 2007 ett årligt projekt. Projektet har ett långsiktigt perspektiv med målsättningen att stegvis förbättra kvaliteten på geografiskt upplösta emissionsdata. Resultaten för alla sektorer presenteras med samma geografiska upplösning även om kvaliteten varierar. På grund av detta krävs det att användare av dessa emissionsdata går igenom kvalitetsbeskrivningen och bedömer om osäkerheterna är acceptabla för den aktuella tillämpningen. Kvalitetsklassningen kan ge vägledning om de osäkerheter som finns på huvudsektornivå (en kvalitetsbeskrivning finns även i avsnitten i detta dokument för varje ingående undersektor). Genom retroaktiva omräkningar säkerställs att metodförändringar inte orsakar trendbrott. I vissa fall har dock tillgängliga grunddata (t.ex. statistik) förändrats, vilket kan leda till icke-reella trendbrott.

Erosion and transport of suspended solids in Sweden is rarely of such magnitude to be considered a serious large-scale environmental problem. In some cases, howev-er, suspended solids and increased turbidity have direct negative effects on aquatic ecosystems. Suspended solids can transport a significant fraction of nutrients (mainly phosphorus) and other substances (such as metals, pesticides, organic pol-lutants, etc.) in rivers. In the SMED context, further studies of the transport of sus-pended matter are interesting because both phosphorus and metal transport is high-ly influenced by sediment dynamics. There were two purposes of this study; (i) to compile and evaluate existing litera-ture and data on sediment transport in Sweden with couplings to phosphorus and possibly other substances and (ii) to deepen our understanding of the transport dynamics by modeling the water and sediment transport. Statistically significant correlations between the concentrations and transport of suspended solids and dominant soils in the catchment areas were found both for small agriculture-dominated watersheds and for larger watersheds. Higher propor-tion of clay soil resulted in higher concentrations / transport of suspended solids. This indicates a higher erodibility of clay soils compared with coarse sandy soils. A positive and statistically significant relationship with the proportion of arable land was also found for the larger catchments. Different modeling approaches were tested for Sävjaåns watershed. First, an analy-sis of different parts of the hydrological cycle using FyrisQ model showed two interesting relationships. Higher levels of suspended solids were associated with periods of wetter conditions in the watershed, as well as during snowmelt episodes. Secondly, INCA-Sed model was applied for the first time in Sweden. This applica-tion shows that the model may be useful to increase the understanding of sediment mobilization and transport under Swedish conditions, although more studies are needed to increase reliability and reduce the uncertainties.

Soil type has an important role for nutrient losses from arable land. A reliable soil map is therefore a precondition for reliable estimations of nutrient losses. The existing soil type map has several shortcomings regarding both resolution and precision. Possibilities to improve the existing soil map were studied in this project simultaneously with attempts to validate the interpolation results with independent data sets. The study area was Skåne. The point data used for interpolation showed number of shortcomings which limit possibilities to use common geostatistic methods. Main problems are related to low point density and lack of exact position coordinates. Thereby the main assumption that the points close to each other are more similar is not fulfilled and the interpolation results become inadequate. Additionally, the main objective of the project was calculation of new soil map and separate interpolation of values representing percentage of certain soil particles is a long way around which includes unnecessary complications. Therefore a new method was applied where the soil type in non-sampled points was approximated from the value in the nearest sampled points, but with consideration taken to the local soil maps from Geological Survey of Sweden (SGU). New soil map was compared to the existing map and a validation against three independent data set was also performed. The main conclusion is that more soil types are identified in the new soil map (i.e. higher resolution is achieved) whereas the precision in soil type determination in non-sampled points is similar to the precision of the old map. New soil map corresponds also better to underlying point data and has a smoother and more natural transition between different soil types. The effects of changed soil map on nitrogen and phosphorus loads have been estimated with HBV-NP model. The effects were higher for phosphorus then for nitrogen. The effects were more pronounced for particulate phosphor then for the dissolved phase. The local applications showed higher differences than the model runs on regional level. The suggested method is simple and can be applied on national lever with due consideration to certain issues regarding data availability and regional differences within Sweden.

SMHI har utvecklat ett interaktivt modellsystem för vattenkvalitetsberäkningar i mark, sjöar,vattendrag och kustvatten, HOME Vatten. I detta uppdrag har HOME Vatten implementerats iBottenvikens vattendistrikt. De ingående modellerna i HOME Vatten är HBV-NP modellen förmark, sjöar och vattendrag samt Kustzonsmodellen för kustvattnen. Atmosfärsdepositionen bådepå land och i kustområdet beräknas av den atmosfärskemiska MATCH-modellen.HOME Vatten har utvecklats för att vara ett verktyg i svensk vattenförvaltning med speciellt fokuspå EUs ramdirektiv för vatten.Modelluppsättningen i kustvatten har validerats mot tillgängliga mätdata, och visar överlag en godöverrensstämmelse med data. Dock saknas i flera fall mätdata över salthalt och närsalthalter vilketförsvårar möjligheterna att dra några slutsatser om modellkvalitén.Längs delar av kuststräckan förekommer inget kustvattenkontrollprogram, varför modellen inte harkunnat valideras där.

En uppföljning av två delmål för miljökvalitetsmålet Ingen övergödning mellan år 1995 och 2005 har genomförts av SMED på uppdrag av Naturvårdsverket. Det gäller specifikt delmålen om tillförseln av kväve och fosfor till havet respektive till vatten. Underlag och indata till beräkningarna har tagits fram inom det parallella PLC5- projektet som genomförs för rapportering till HELCOM och från TRK-projektet (Brandt och Ejhed 2002). Metodik för beräkningarna har utvecklats mycket sedan TRK-projektet och beskrivs utförligt i rapporten. En av de största förändringarna i metodik har genomförts för fosfor belastningsberäkningar från jordbruksmark där nya mer fysikaliska modeller använts. Ytterligare en stor förändring har varit användning av Tekniskt Beräkningssystem Vatten (TBV) som ska medföra en mer kvalitetssäkrad hantering av beräkningarna

Resultaten i denna rapport presenteras och bedöms med avseende på kvalitet och jämförs med transporterade mängder i flodmynningarna, TRK-resultat och resultat i HBV-NP.

Resultaten visar att den antropogena belastningen av kväve minskat med cirka 25 % från år 1995 till år 2005 för de svenska vattenburna utsläppen till haven söder om Ålands hav. Delmålet för kväve anger en minskning med 30 % till år 2010.

Resultaten visar vidare att den antropogena bruttobelastningen av fosfor minskat med cirka 14 % från år 1995 till år 2005 för de svenska vattenburna utsläppen till sjöar, vattendrag och kustvatten. Delmålet för fosfor anger en minskning med minst 20 procent till år 2010

En uppföljning av två delmål för miljökvalitetsmålet Ingen övergödning mellan år 1995 och 2005 har genomförts av SMED på uppdrag av Naturvårdsverket. Det gäller specifikt delmålen om tillförseln av kväve och fosfor till havet respektive till vatten.

Underlag och indata till beräkningarna har tagits fram inom det parallella PLC5-projektet som genomförs för rapportering till HELCOM och från TRK-projektet (Brandt och Ejhed 2002). Metodik för beräkningarna har utvecklats mycket sedan TRK-projektet och beskrivs utförligt i rapporten. En av de största förändringarna i metodik har genomförts för fosfor belastningsberäkningar från jordbruksmark där nya mer fysikaliska modeller använts. Ytterligare en stor förändring har varit användning av Tekniskt Beräkningssystem Vatten (TBV) som ska medföra en mer kvalitetssäkrad hantering av beräkningarna

Resultaten i denna rapport presenteras och bedöms med avseende på kvalitet och jämförs med transporterade mängder i flodmynningarna, TRK-resultat och resultat i HBV-NP.

Resultaten visar att den antropogena belastningen av kväve minskat med cirka 25 % från år 1995 till år 2005 för de svenska vattenburna utsläppen till haven söder om Ålands hav. Delmålet för kväve anger en minskning med 30 % till år 2010.

Resultaten visar vidare att den antropogena bruttobelastningen av fosfor minskat med cirka 14 % från år 1995 till år 2005 för de svenska vattenburna utsläppen till sjöar, vattendrag och kustvatten. Delmålet för fosfor anger en minskning med minst 20 procent till år 2010.

SMED has performed this project on commission by the Swedish Environmental Protection Agency. The project included calculations of potential load of diclofenac, 17-β-estradiol (estradiol) and 17-αetinylestradiol (etinylestradiol) from municipal wastewater treatment plants (WWTPs) >2000 persons equivalents (PE) on Swedish subcatchments (version SMHIs SVAR_2016) and  estimated potential concentration of the three pharmaceutical residues in freshwater recipients subcatchments.

The results in the report are based entirely on calculations, as measurements of the concentration of pharmaceutical residues in effluent and in recipients are available only for a few wastewater treatment plants at the present time. Measurements must be done to provide more certainty before deciding on any need for measures. This report provides a basis for prioritizing which wastewater treatment plants should be further investigated through measurements.

The calculations were based on available official sales information (for diclofenac on county level, for estradiol and etinylestradiol on country level), number of connected person equivalents (pe) to each wastewater treatment plant, reported volume of water flow from each wastewater treatment plant, water flow in each subcatchment which is the recipient of wastewater and literature data on treatment efficiency in wastewater treatment plants. The same treatment efficiency was assumed for all wastewater treatment plants due to lack of data. The treatment efficiency was based on literature review including nearly 70 titles, of which 17 were complete enough to contribute with data to this report. The overall calculated median value of removal efficiency was used to represent all WWTPs (diclofenac 17%, estradiol 90%  and ethinylestradiol 84%)  due to the lack of monitoring data. The following calculations did not account for local differences in load into the WWTPs or the removal efficiency of single WWTPs, but only the number of PE connected to each WWTP and the water flow in each effluent freshwater recipient catchment. There are large observed differences in measured  concentrations, both between samples from each WWTP and between WWTPs, thus it is important to perform actual measurements to verify the calculated results in this report.

The results in this report shows that the WWTPs with the largest number of PE, thus have the largest load of pharmaceuticals in the influent and the effluent wastewater (kg/year). These are Ryaverket (Gothenburg), Henriksdal (Stocholm), Käppalaverket (Stockholm) and Sjölunda WWTP (Malmö). The effects of the load from the largest WWTPs in the coast should be further investigated through sampling and monitoring in the future.

The results further shows that of the WWTPs with highest effluent concentrations, almost all of them are situated in areas well-known for tourist recreation; Tandådalen, Ransby-Branäs, Björnrike, Kläppen, Sälfjället, Böda och Vimmerby. Difference in the calculated concentration in effluent wastewater between different wastewater treatment plants depends largely on the number of connected people in relation to volume of effluent flow. The wastewater treatment plants in the tourist areas thus have the largest number of people connected in relation to the volume of effluent flow. The tourist areas further have a large variation in the number of people connected depending on the season, but the flow is due both to the volume of sewage from persons and to other water that is loaded on the wastewater treatment plants. Therefore, it is another important reason to carry out measurements of the concentration in effluents and in recipients during different seasons. Seasonal variations have not been calculated in the report due to lack of data.

56 subcatchments regarding diclofenac, 12 regarding estradiol and 24 regarding ethinylestradiol shows higher calculated concentration in the freshwater catchments than the annual average environmental quality standards for substances of special concern in freshwater. To confirm or discard these results, sampling and actual monitoring is needed in these subcatchments.

Load of metals on water is included in several international reportings; annually to HELCOM and OSPAR, and every third year to the EEA WISE SoE Emissions. Cd, Pb, Hg and Ni are included in the list of priority substances under the Daughter Directive (2008/105/EC) to the EU Water Framework Directive (2000/60/EC). To analyze the emission and transport of metals into inland waters and the sea, sources and retention from the source to the sea is calculated. One of the key input parame-ters to calculate metal retention is the proportion of particulate metals.

The purpose of this project was to calculate the retention of metals during transport from source to sea in the whole catchment of a large river, Dalälven. The purpose was further to produce better regression equations that can estimate the proportion of particulate metal with additional parameters in addition to the chemical parame-ters used in the past and that can take into consideration the conditions in Dalälven catchment. This work builds on a previously tested retention model and developed regression equations for particulate proportion of metals (Lindström and Håkanson 2001, Ejhed et al 2011) and the gross load (emissions at source) of metals calculat-ed for catchments across Sweden (Ejhed et al , 2010). The metals that were includ-ed in the project was the priority substances, Cd, Hg, Pb, Ni, and further Cu and Zn as a selected priority by the Swedish Environmental Protection Agency.

To improve the regression equations to calculate the proportion of particulate met-als and adapt the regression equations to the Dalälven catchment, the environmen-tal monitoring in Dalälven catchment was expanded through this project. The regu-lar sampling and analysis program of metals was expanded in both the existing test sites and at additionally five test sites by adding analysis of metals in unfiltered samples, in consultation with the County of Dalarna. Flow data, chemistry data (pH, alcalinity) and landcover were studied to determine the factors controlling the proportion of metals in particulate form. Equations were developed to calculate the proportion of metals in dissolved form for all the above metals. Together with total concentrations, proportion of metals in particulate form is estimated for all metals in all areas.

The analysis shows that there are significant differences for the metal fraction for the various metals and the different areas. The largest driver for predicting the particulate form of metals is pH. In the acidic waters as at the sampling site Lill- Fämtan almost all metals are in dissolved form, while in the more alkaline areas as Dalälven Älvkarleby much higher proportion of the metals are in the particulate form. Larger areas usually have higher pH values because the contribution of groundwater which is well buffered is greater. This also applies to lakes with long-er residence times. Areas with a high proportion of arable land and low terrain also exhibit a higher proportion of metals in particulate form (i.e. the sampling site Holen). This arises presumably by mobilizing greater proportion of particles from arable land than from land use in the other catchments. The empirical derived equa-

tions are valid at all sites irrespective of land use or whether the site is anthropo-genically affected or not. Percentage of particulate metals varies from 12% for Cu to 92% for Hg.

A simplified retention model was developed for the Dalälven catchment, based on lake area, average depth, average inflow, particulate percentage of metals and fall-ing velocity of the metals. Net load and transport between subcatchments in Daläl-ven down to the sea was calculated using the setup of the HYPE model based on Swedish waters archives (SVAR) 2010_2. The validity of the retention model was tested by comparing the calculated retention with the corresponding measured values in three lakes in the Dalälven catchment. It was found that the simplified model approach fairly well describes the retention of the investigated metals. The maximum deviation observed for Cu, where the average retention was underesti-mated by 16 % while for Zn and Pb differs by 8 % between the empirical and mod-eled values. The total retention of the metals to the sea varies from 35% for Cu to 78% for Hg. The relative difference between different metals is caused by their different particle-bound existence.

This project has developed a general model that could usefully be applied and test-ed in other large water basins. The model does not require much input, which can be considered an advantage as much input data are rarely available in most of Swe-den's catchment area. The model provides the estimated net load of the sources of metals and transport in river basins, which are required for the impact analysis under the WFD.

Model results show that calculations of retention and net load is a useful tool for verifying results of the gross load and accounting for sources of the load. It became clear that there are missing sources in the calculation of gross load in the Dalälven catchment. It is likely that leakage from old mining sites are missing, but also local variations, with higher losses of diffuse sources can cause differences in the meas-ured river transport and the estimated load.

On behalf of the Swedish Environmental Protection Agency, SMED has performed calculations of nitrogen and phosphorus loads on inland waters and sea areas in Sweden for the year 2009. The calculations were carried out with PLC5 methodol-ogy to enable comparison with previously calculated load in 1995, 2000 and 2006. Within this, data and summaries were prepared for the assessment of the national environmental objective "zero eutrophication" and for assessing any improvements in relation to the Swedish emissions reduction targets in the Baltic Sea Action Plan.

Earlier load calculations (year 1995, 2000 and 2006) were based on long-term mean runoff to assure that short-term climate variability would not overshadow any changes in loads from diffuse sources. Calculations were carried out of the net load on the sea for nitrogen and phosphorus, i.e. the proportion of the input to inland waters reaching the sea after retention that occurs during transport through soil, lakes and streams. In this project the same application was used, as well as the same runoff and retention has been used, in order to make the results from all years to be comparable with each other.

The total gross load of nitrogen from all sources (diffuse and point source) is 155700 tonnes of nitrogen in 2009 (without contributions from clear-cutting), which represents an overall decrease of 11% from 1995. The total gross load from of nitrogen from diffuse sources was calculated for the year 2009 to 129 200 tonnes, i.e. about 6% decrease from the 1995 level. The gross load of nitrogen from agricultural land, decreased by about 10% from 1995 levels and by about 2% from year 2006 to 2009.The reduction in total area of agricultural land accounts for al-most the entire reduction of the load of agricultural land from 2006 to 2009. Measures in terms of protective zones and catch crops have declined over the peri-od from 2006, and thus did not contribute to the lower load. The gross load of ni-trogen from municipal wastewater treatment plants (MWWTP) and industries have declined over the period 1995 to 2009 with a total of 31 % and 34% respectively. The biggest change occurred between 1995 and 2000, when nitrogen reduction techniques were introduced in many wastewater treatment plants and industries. From 2000 to 2009, the gross load continued to decrease by 8 % and 17% from MWWTPs and industries respectively. The load from scattered dwellings not con-nected to MWWTPs has increased slightly with 200 tonnes of nitrogen since 1995, due to increased number of houses with private sewers.

Total net load of nitrogen in 2009 for the whole of Sweden is 115700 tonnes, rep-resenting a decrease from 1995 by 11%. The government's Marine Environmental Plan (Government Communication 2009/10: 213), is targeting the environmental work under the Baltic Sea Action Plan (BSAP). The decrease in net load of nitro-gen from the years 2000 to 2009 is only 4700 tonnes of nitrogen (Baltic Proper, the

Sound and Kattegat) and much remains on the BSAP target, 20 780 tonnes of ni-trogen, to be achieved.

The anthropogenic load after retention (net) is 59 000 tonnes of nitrogen in 2009 for the whole of Sweden in total, including clear-cuttings. Point source emissions of nitrogen in 2009 is 21 800 tonnes, accounting for a significant portion of the reduction of the net anthropogenic load by 30% from 1995. The anthropogenic non-point sources have decreased by 12% (net on the sea) from 1995 to 2009. The

interim target for nitrogen in the national environmental objective of "Zero eu-trophication" states that by 2010 Swedish waterborne emissions of nitrogen com-pounds from human activities to the seas south of the Åland Sea have declined by at least 30% from 1995 levels. The total net anthropogenic loading of nitrogen to the seas south of the Åland Sea is estimated at 42400 tons (without clear-cuts for comparison with 1995). This represents a decrease of about 25% from 1995 to 2009, which means that the interim target for nitrogen is not reached.

The total gross loads of phosphorus (diffuse and point source) is 4730 tons (4750 tonnes, when clear-cuttings are included). This represents a decrease of 10% since 1995. The total gross diffuse load of phosphorus is reduced by approximately 4% from 1995. Gross load of phosphorus from agricultural land decreased by about 7% from 1995 levels and by about 2% from 2006. The reason for the change be-tween 1995 and 2006 is the introduction of measures to decrease nutrient losses. From 2006 to 2009, the reduced total area of agricultural land accounts for virtually all of the change. Gross load of phosphorus from point sources in 2009 was esti-mated to 880 tonnes, equivalent to a decrease of approximately 17% from 2006 and 30% since 1995. Municipal wastewater treatment plants account for the biggest change, equivalent to about 45% lower load in 2009 compared with 1995. The main reason for the decrease is that new phosphorus reduction technology was introduced mainly in the largest treatment plants. Industries also account for a significant reduction, equivalent to 33% from 1995 to 2009. The total change in emissions results in private sewers, MWWTP respective industries accounting for approximately the same amount of load in 2009.

The anthropogenic gross load of phosphorus is a total of 1930 tonnes in 2009, representing a decrease of approximately 7% from 2006. The interim target for phosphorus in the environmental objective of "Zero eutrophication" states that by the year 2010, Swedish waterborne discharges of phosphorus from human activi-ties to the lakes, rivers and coastal waters have decreased by at least 20% from 1995 levels. The waterborne load of phosphorus from anthropogenic sources has decreased by about 18% from 1995 to 2009 and thus the environmental objective has thus not been achieved. According to these calculations, approximately 50 tons of phosphorus remains to be reduced to reach the environmental interim target to be achieved.

Total net load of phosphorus in 2009 for the whole of Sweden is 3360 tons, repre-senting a decrease from 1995 by 11%. The net anthropogenic load of phosphorus to the sea has decreased by about 22% (380 tonnes) in 1995 for the whole of Swe-den. According to the Baltic Sea Action Plan (BSAP) the Swedish commitment is to reduce the load of phosphorus by 290 tons from land to the Baltic Proper. The decrease in net load of phosphorus from 2000 to 2009 to the Baltic Proper is only 50 tonnes of phosphorus and much remains on target to be achieved

In this study, bottom-up estimates of emissions from domestic navigation and fish-ing have been produced. Also, fuel data in the Monthly fuel, gas and inventory statistics, used as activity data for estimating emissions from national navigation and international maritime bunkers has been analyzed. Data from other sources relating to these emissions from international bunkers has been explored and ana-lyzed.

Conclusions

National navigation, CRF 1A3d

Given the completely different approaches and uncertainties that are included in models and emission factors, bottom-up estimates using Shipair seem to corre-spond quite well with estimates produced using fuel data from energy statistics. Results do not imply that there is an obvious need for revision of emissions report-ed to the UNFCCC.

Fishing, CRF 1A4c

The current model used produces slightly higher estimates than if using fuel data for 2007 from Swedish Board of Fisheries. Compared to bottom-up estimates using Shipair, the current model gives much higher estimates, estimates from Shipair being approximately one third. Since smaller fishing vessels are not obliged by law to have AIS transponders, one should expect the coverage of Shipair to be some-what limited. To give an estimate of how much the emissions are underestimated due to this fact, one would need to study the ship population more closely. It is also possible that the estimates for fishing based on fuel statistics are overestimated by the current model. However, since the only time series available is data on installed power for the Swedish fishing fleet used in the current model, we do not have enough information to judge whether the current time series is wrong. A revision of the time series is not possible with the current data situation. It is however clear that data should be updated and evaluated again coming years. Also, the estimates by the bottom-up approach will improve as the AIS-usage becomes more and more wide-spread, in time making it possible to perform a more complete independent validation.

International bunkers, CRF 1C1b

Data on international bunker fuel in the Monthly fuel, gas and inventory statistics has been found to be of excellent quality. As a consequence of that VAT is applied on national fuel consumption but not on international bunkers, all respondents to the survey are able to separate these fuel amounts with high accuracy. Fuels used for domestic and international navigation have been separated correctly and in line with IPCC Guidelines. Fluctuations in time series are to a large extent due to "spot sales". Occasional fluctuations in time series for international maritime bunkers 2

should be expected. The increasing trend is, in addition to driving forces such as amount of goods or tonnage of the fleet, due to acquired international customers and an expansion in the fleet of lighters.

Various data from energy statistics, transport statistics, trade statistics and fuel price statistics have been found and could be used further if additional analysis is wanted.

Recommendations

National navigation, CRF 1A3d

The current methodology should be used for reporting to the UNFCCC also in the future. Estimates using Shipair should preferably be updated for 2008-2010 and also for coming years, thus producing a time series that in due time will provide more information and verification of emissions reported to the UNFCCC.

Fishing, CRF 1A4c

The current methodology should be used for reporting to the UNFCCC also in submission 2012. Estimates using Shipair should preferably be updated for 2008- 2010 and also for coming years, thus producing a time series that in due time will provide more information and verification of emissions reported to the UNFCCC. The current methodology should be evaluated again when the next update of the national statistics on fishing is available.

International bunkers, CRF 1C1b

Current data is found to be of excellent quality and should be used also in the fu-ture for reporting to the UNFCCC.

The SCAC-2 program was funded by the Swedish Environmental Protection Agency (Swedish EPA) in order to provide an extended scientific knowledge base in national and international discussions and negotiations on the development of new air pollution policies and measures.

The program was focused on four main areas: air pollution and climate interactions and hemispheric transport, air pollution and human health with focus on particles from transport and domestic wood burning; ecosystem effects (and air pollution – climate interactions) of ozone and nitrogen, the latter with emphasis on national nitrogen budgets and biodiversity. Integrated assessment modelling and identification of the most efficient abatement strategies was also included.

The report contains a detailed summary in Swedish. (In Swedish: Rapporten innehåller en utförlig sammanfattning på svenska.)

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimatkonvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. SMED har sedan rapporteringsåret 2001 ansvaret att på uppdrag av Naturvårdsverket ta fram allt dataunderlag och det mesta av tillhörande dokumentation för dessa rapporteringar. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå. Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005, 2010 samt 2015-2021, rapporterade i submission 2023. Emissionerna presenteras i 54 olika sektorer uppdelade på nio huvudsektorer.

Den geografiska fördelningen utförs huvudsakligen enligt konceptet ”top-down”. Detta innebär att emissioner bryts ner från en nationell totalemission för att uppnå en högre rumslig upplösning på lokal nivå. Nedbrytningen till högre rumslig upplösning kräver en geografisk begränsning av emissionerna och statistik på regional nivå.

Metoden för geografisk fördelning tillåter för vissa utsläppskällor en hög rumslig upplösning (t.ex. för vägtrafik och industriprocesser). För flera sektorer är emellertid resultaten otillförlitliga om de ska studeras med högre upplösning än kommunnivå (i vissa fall även länsnivå). Resultaten från den geografiska fördelningen lagras i årsvisa emissionsdatabaser i SMHI:s tekniska system för luftvårdsarbete; Clair. Ur Clair exporteras emissionerna till Excel-tabeller på läns- och kommunnivå.

Rapporten beskriver större förändringar som har skett i nationella totalemissioner samt större förändringar i fördelningsmetodik jämfört med föregående år.

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimatkonvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. SMED har sedan rapporteringsåret 2001 ansvaret att på uppdrag av Naturvårdsverket ta fram allt dataunderlag och det mesta av tillhörande dokumentation för dessa rapporteringar. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå.

Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005, 2010 samt 2015-2020, rapporterade i submission 2022. Emissionerna presenteras i 54 olika sektorer uppdelade på nio huvudsektorer. Huvudsektorerna är El och fjärrvärme, Egen uppvärmning av bostäder och lokaler, Industri (energi och processer), Transporter, Arbetsmaskiner, Produktanvändning (inkl. lösningsmedel), Jordbruk, Avfall (inkl. avlopp) samt Utrikes transporter. De ämnen som ingår ges nedan. Notera att utsläpp av koldioxid enbart omfattar koldioxid med fossilt ursprung.

Växthusgaser: CO₂ (fossilt ursprung), CH₄, N₂O, HFC, PFC, SF₆

Metaller:  Pb, Cd, Hg, As, Cr, Cu, Ni, Se, Zn

Partiklar:  PM2.5, PM10, TSP (Partiklar total), BC (sot)

Övriga luftföroreningar: NO_X, SO_X, NH₃, NMVOC, CO, dioxin, benso(a)pyren, PAH-4, HCB, PCB

För huvudsektorn Utrikes transporter fördelas eller redovisas inga växthusgaser geografiskt.

Den geografiska fördelningen utförs huvudsakligen enligt konceptet ”topdown”. Detta innebär att emissioner bryts ner från en nationell totalemission för att uppnå en högre rumslig upplösning på lokal nivå. Nedbrytningen till högre rumslig upplösning kräver en geografisk begränsning av emissionerna och statistik på regional nivå.

Metoden för geografisk fördelning tillåter för vissa utsläppskällor en hög rumslig upplösning (t.ex. för vägtrafik och industriprocesser). För flera sektorer är emellertid resultaten otillförlitliga om de ska studeras med högre upplösning än kommunnivå (i vissa fall även länsnivå). Resultaten från den geografiska fördelningen lagras i årsvisa emissionsdatabaser i SMHI:s tekniska system för luftvårdsarbete; Clair. Ur Clair exporteras emissionerna till Excel-tabeller på läns- och kommunnivå. Exempel på resultaten redovisas grafiskt på länsnivå och för huvudsektorer. Emissionerna presenteras även på karta, samt i diagram. Publicering av resultaten sker via SMHI:s datavärdskap hemsida: www.nationellaemissionsdatabasen.smhi.se

För att ta del av information om enskilda industrier/verksamheter så kan dessa hittas på http://utslappisiffror.naturvardsverket.se.

Arbetet med geografisk fördelning av Sveriges utsläpp till luft är sedan 2007 ett årligt projekt. Projektet har ett långsiktigt perspektiv med målsättningen att stegvis förbättra kvaliteten på geografiskt upplösta emissionsdata. Resultaten för alla sektorer presenteras med samma geografiska upplösning även om kvaliteten varierar. På grund av detta krävs det att användare av dessa emissionsdata går igenom kvalitetsbeskrivningen och bedömer om osäkerheterna är acceptabla för den aktuella tillämpningen. Kvalitetsklassningen kan ge vägledning om de osäkerheter som finns på huvudsektornivå (en kvalitetsbeskrivning finns även i avsnitten i detta dokument för varje ingående undersektor). Genom retroaktiva omräkningar säkerställs att metodförändringar inte orsakar trendbrott. I vissa fall har dock tillgängliga grunddata (t.ex. statistik) förändrats, vilket kan leda till icke-reella trendbrott.

Sverige rapporterar årligen nationella utsläpp till luft till UNFCCC (FN:s klimatkonvention) och CLRTAP (UNECE:s konvention om gränsöverskridande luftföroreningar), så kallade submissioner. SMED har sedan rapporteringsåret 2001 ansvaret att på uppdrag av Naturvårdsverket ta fram allt dataunderlag och tillhörande dokumentation för dessa rapporteringar. Förutom emissioner på nationell nivå finns även behov av data med högre geografisk upplösning. För regional uppföljning av miljömålen behövs emissioner på kommun- och länsnivå.

Detta dokument utgör en metod- och kvalitetsbeskrivning av geografiskt fördelade emissioner för åren 1990, 2000, 2005 samt 2010-2019, rapporterade i submission 2021. Emissionerna presenteras i 55 olika sektorer uppdelade på nio huvudsektorer. Huvudsektorerna är El och fjärrvärme, Egen uppvärmning av bostäder och lokaler, Industri (energi och processer), Transporter, Arbetsmaskiner, Produktanvändning (inkl. lösningsmedel), Jordbruk, Avfall (inkl. avlopp) samt Utrikes transporter. De ämnen som ingår ges nedan. 

Växthusgaser: CO2 (fossilt ursprung), CH₄, N₂O, HFC, PFC, SF₆

Metaller:  Pb, Cd, Hg, As, Cr, Cu, Ni, Se, Zn

Partiklar:  PM2.5, PM10, TSP (Partiklar total), BC (sot)

Övriga luftföroreningar: NO_x, SO_X, NH₃, NMVOC, CO, dioxin, benso(a)pyren, PAH-4, HCB, PCB

För huvudsektorn Utrikes transporter fördelas eller redovisas inga växthusgaser geografiskt. 

Den geografiska fördelningen utförs huvudsakligen enligt konceptet ”top-down”. Detta innebär att emissioner bryts ner från en nationell totalemission för att uppnå en högre rumslig upplösning på lokal nivå. Nedbrytningen till högre rumslig upplösning kräver en geografisk begränsning av emissionerna och statistik på regional nivå.

Metoden för geografisk fördelning tillåter för vissa utsläppskällor en hög rumslig upplösning (t.ex. för vägtrafik och industriprocesser). För flera sektorer är emellertid resultaten otillförlitliga om de ska studeras med högre upplösning än kommunnivå (i vissa fall även länsnivå). Resultaten från den geografiska fördelningen lagras i årsvisa emissionsdatabaser i SMHIs tekniska system för luftvårdsarbete; Clair. Ur Clair exporteras emissionerna till Excel-tabeller på läns- och kommunnivå. Exempel på resultaten redovisas grafiskt på länsnivå och för huvudsektorer. Emissionerna presenteras även på karta, samt i diagram. Publicering av resultaten sker via www.rus.lst.se t.o.m. 2021-10-31 då resultatet kommer att presenteras på SMHI:s datavärdskap hemsida: www.nationellaemissionsdatabasen.smhi.se.

Resultatet kommer fortfarande finnas länkat till RUS hemsida efter 2021-10-31. En presentation riktad mot allmänheten ges även på http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/.

Arbetet med geografisk fördelning av Sveriges utsläpp till luft är sedan 2007 ett årligt projekt. Projektet har ett långsiktigt perspektiv med målsättningen att stegvis förbättra kvaliteten på geografiskt upplösta emissionsdata. Resultaten för alla sektorer presenteras med samma geografiska upplösning även om kvaliteten varierar. På grund av detta krävs det att användare av dessa emissionsdata går igenom kvalitetsbeskrivningen och bedömer om osäkerheterna är acceptabla för den aktuella tillämpningen. Kvalitetsklassningen kan ge vägledning om de osäkerheter som finns på huvudsektornivå (en kvalitetsbeskrivning finns även i avsnitten i detta dokument för varje ingående undersektor). Genom retroaktiva omräkningar säkerställs att metodförändringar inte orsakar trendbrott. I vissa fall har dock tillgängliga grunddata (t.ex. statistik) förändrats, vilket kan leda till icke-reella trendbrott.

Naturvårdsverket, Luftenheten, ansvarar för den nationella luftövervakningen i bakgrundsmiljö i Sverige. I rapporten redovisas resultat från verksamheten inom Programområde Luft avseende mätningar (genomförda av IVL, SU, SLU och SMHI) till och med 2017 och regionala modellberäkningar (utförda av SMHI) till och med 2016.

För flertalet av de luftföroreningskomponenter som övervakas inom den nationella miljöövervakningen har det, sedan mätningarna startade för mellan 15 och 35 år sedan, generellt sett skett en avsevärd förbättring avseende såväl halter i luft som deposition i bakgrundsmiljö. Utvecklingen har dock varierat i något olika utsträckning beroende på komponenter och lokalisering i landet. Föroreningsbelastningen är oftast lägre ju längre norrut i landet man kommer.

För de flesta ämnen som det finns miljökvalitetsnormer (MKN) respektive miljömål för ligger halterna i regional bakgrund avsevärt lägre än angivna gräns- och målvärden. Halterna av ozon överskrider dock i dagsläget MKN för hälsa.

Naturvårdsverket ansvarar för den nationella luftövervakningen i bakgrundsmiljö i Sverige. I rapporten redovisas resultat från verksamheten inom Programområde Luft avseende mätningar (genomförda av IVL, SU, SLU och SMHI) till och med 2019 och regionala modellberäkningar (utförda av SMHI) till och med 2018.För flertalet av de luftföroreningskomponenter som övervakas inom den nationella miljöövervakningen har det, sedan mätningarna startade för mellan 20 och 40 år sedan, generellt sett skett en avsevärd förbättring avseende såväl halter i luft som deposition i bakgrundsmiljö. Utvecklingen har dock varierat i något olika utsträckning beroende på komponenter och lokalisering i landet. Föroreningsbelastningen är oftast lägre ju längre norrut i landet man kommer.För de flesta ämnen som det finns miljökvalitetsnormer (MKN) respektive miljömål för ligger halterna i regional bakgrund avsevärt lägre än angivna gräns- och målvärden. Halterna av ozon överskrider dock i dagsläget (2019) MKN för hälsa.

This study reports on new methods to calculate emission factors for shipping for nitrogen oxides and sulphur oxides and summarises available data for emission factors for particles. For sulphur the background is that the increasing use of scrubbers leads to that the emission of sulphur dioxiode no longer can be calculated directly from the sulphur content in the fuel oil. A method to assess the amount of fuel used in scrubbers is presented. This method allows for producing correct emission factors. For the emission factors for nitrogen oxides a list of ships using abatement measures, published by the Swedish Maritime Administration, was earlier used. This list is however no longer available, so new data sources are suggested instead. Further, emission factors for particles for fuel oil with up to 0.5% sulphur (new legislation from 2020) and for ships with scrubbers, are put forward.

In previous reports SMED has used the hydrological model, HBV, for

calculation of runoff and its additional model, HBV-NP, for water quality,

to calculate the retention of nitrogen and phosphorus. In connection with

demands for finer geographical division SMED conducts a review of the

methodology for the various steps of calculation that is the basis for

HELCOM PLC Periodical reporting.

The HYPE model is in its structure adapted to handle a large number of

calculation areas. As the runoff data for future HELCOM PLC Periodical

reporting is expected to be set up for about 22,000 sub basins, a replacement

of the previously used HBV model will be necessary.

Before PLC6 calculations are carried out it is important to clarify the

impacts of a change in hydrological model, for calculating runoff and

ground leakage of nutrients, load and source distribution.

For analyzes based on results from future calculations to be compared with

previous analyzes of the previous reporting results in the periodic PLC

report it is important that the differences between the various models are

clarified.

A big difference from before is that runoff calculation using the HYPE

model is dependent on land use compared to the same calculation with the

HBV model. Runoff calculated in HYPE is dependent on land use which

means that the model calibration parameters are linked to a specific land

class, consisting of a combination of soil type and land use. The calculation

of leakage of nutrients, which is runoff-dependent, is consequently

implemented differently in the two models.

This project evaluates the differences in the calculation results that will

eventually be used in TBV (Technical calculation tool, water, Swedish

acronym). The model differences described in this project does not handle

differences due to the model set (eg S- HYPE and HBV -NP sets for PLC5).

It is not possible to evaluate the hydrology without regard to land use. The

report analyzes the differences in estimated runoff and discharge between

HBV and HYPE for areas with a dominant share of forest and open land.

Open land is defined in the same way as for the HBV model which is the

remaining land apart from forest.

The purpose of the theoretical evaluation is not to judge which of the

hydrological models is best. Both models have pros and cons, and both

models are currently used at SMHI. The purpose of this evaluation is to

10

understand how a change in hydrological model will affect load calculations

of nutrients from land to sea.

The hydrological comparison has been divided into a number of different

parts. The models are compared on a regional scale and in smaller areas

with homogeneous land use. Further, a regional analysis of runoff is

evaluated in three different area sizes; smaller than 200 km2, between 200

and 2000 km2 and greater than 2000 km2. The regional comparison, with

runoff from HBV/PLC5 and S-HYPE is done in TBV to compare how

different expected runoff data affect the gross load of nitrogen and

phosphorus to the sea.

The evaluated modeled period is the same reference period used in PLC5,

1985-2004. The HYPE model simulates a slightly lower runoff than the

HBV model which leads to a lower gross load of total nitrogen and

phosphorus to the ocean.

In the comparison between the total runoff and soil specific runoff

differences regionally are quite small but as the geographical areas in future

reports will be conducted on a much finer scale, it can have effects locally.

When comparing the total runoff as used in TBV with the soil-specific

runoff, the primary differences appear in swamps, wetlands, urban land and

clearings. Calculations of retention in SMED HYPE will therefore take

place in a different gross leakage than the same calculation calculated in

TBV. In addition to differences in retention it means that when the total

runoff is used in TBV, the leakage of nutrients will be lower, due to the

lower drainage.

The differences between the predominant sources, open land, forest and

agriculture are relatively small. However, on a local scale, the differences

may become important for these land use types. The evaluation was only

done on yearly average runoff. How the differences over the year looks are

not investigated. TBV use monthly average runoff.

The difference in gross load from diffuse sources of nitrogen calculated in

connection with PLC5 calculation, about 132 000 tonnes / year, was reduced

by 3% when including the new estimated runoff Estimated runoff at a finer

geographical division reduced the load by 12%. Gross load from diffuse

sources of phosphorus were calculated in relation to PLC5 calculation to

3900 tons / year. When including the new estimated runoff, the load was

reduced by 2%. When runoff was calculated on a finer geographical

division, the load was reduced by 11%.

11

The project findings suggest that differences in input between the

assessment base will dominate over differences in hydrological model.

Thus, no major differences between the models that will affect the runoff in

TBV have been noticed. Differences in retention due to changes in the

model of runoff calculations should be commented on in the context of the

work done in PLC6. The difference in runoff from agricultural land,

compared to the same weighted total runoff is relatively small. No

differences that need to be handled in any special way due to model change

in connection with PLC6 have been highlighted in this project.

In previous reports SMED has used the hydrological model, HBV, for calculation of runoff and its additional model, HBV-NP, for water quality, to calculate the retention of nitrogen and phosphorus. In connection with demands for finer geographical division SMED conducts a review of the methodology for the various steps of calculation that is the basis for HELCOM PLC Periodical reporting.

The HYPE model is in its structure adapted to handle a large number of calculation areas. As the runoff data for future HELCOM PLC Periodical reporting is expected to be set up for about 22,000 sub basins, a replacement of the previously used HBV model will be necessary.

Before PLC6 calculations are carried out it is important to clarify the impacts of a change in hydrological model, for calculating runoff and ground leakage of nutrients, load and source distribution.

For analyzes based on results from future calculations to be compared with previous analyzes of the previous reporting results in the periodic PLC report it is important that the differences between the various models are clarified.

A big difference from before is that runoff calculation using the HYPE model is dependent on land use compared to the same calculation with the HBV model. Runoff calculated in HYPE is dependent on land use which means that the model calibration parameters are linked to a specific land class, consisting of a combination of soil type and land use. The calculation of leakage of nutrients, which is runoff-dependent, is consequently implemented differently in the two models.

This project evaluates the differences in the calculation results that will eventually be used in TBV (Technical calculation tool, water, Swedish acronym). The model differences described in this project does not handle differences due to the model set (eg S- HYPE and HBV -NP sets for PLC5). It is not possible to evaluate the hydrology without regard to land use. The report analyzes the differences in estimated runoff and discharge between HBV and HYPE for areas with a dominant share of forest and open land. Open land is defined in the same way as for the HBV model which is the remaining land apart from forest.

The purpose of the theoretical evaluation is not to judge which of the hydrological models is best. Both models have pros and cons, and both models are currently used at SMHI. The purpose of this evaluation is to understand how a change in hydrological model will affect load calculations of nutrients from land to sea. The hydrological comparison has been divided into a number of different parts. The models are compared on a regional scale and in smaller areas with homogeneous land use. Further, a regional analysis of runoff is evaluated in three different area sizes; smaller than 200 km 2, between 200 and 2000 km 2 and greater than 2000 km2. The regional comparison, with runoff from HBV/PLC5 and S-HYPE is done in TBV to compare how different expected runoff data affect the gross load of nitrogen and phosphorus to the sea. The evaluated modeled period is the same reference period used in PLC5, 1985-2004. The HYPE model simulates a slightly lower runoff than the HBV model which leads to a lower gross load of total nitrogen and phosphorus to the ocean. In the comparison between the total runoff and soil specific runoff differences regionally are quite small but as the geographical areas in future reports will be conducted on a much finer scale, it can have effects locally. When comparing the total runoff as used in TBV with the soil-specific runoff, the primary differences appear in swamps, wetlands, urban land and clearings. Calculations of retention in SMED HYPE will therefore take place in a different gross leakage than the same calculation calculated in TBV. In addition to differences in retention it means that when the total runoff is used in TBV, the leakage of nutrients will be lower, due to the lower drainage. The differences between the predominant sources, open land, forest and agriculture are relatively small. However, on a local scale, the differences may become important for these land use types. The evaluation was only done on yearly average runoff. How the differences over the year looks are not investigated. TBV use monthly average runoff. The difference in gross load from diffuse sources of nitrogen calculated in connection with PLC5 calculation, about 132 000 tonnes / year, was reduced by 3% when including the new estimated runoff Estimated runoff at a finer geographical division reduced the load by 12%. Gross load from diffuse sources of phosphorus were calculated in relation to PLC5 calculation to 3900 tons / year. When including the new estimated runoff, the load was reduced by 2%. When runoff was calculated on a finer geographical division, the load was reduced by 11%.

The project findings suggest that differences in input between the assessment base will dominate over differences in hydrological model. Thus, no major differences between the models that will affect the runoff in TBV have been noticed. Differences in retention due to changes in the model of runoff calculations should be commented on in the context of the work done in PLC6. The difference in runoff from agricultural land, compared to the same weighted total runoff is relatively small. No differences that need to be handled in any special way due to model change in connection with PLC6 have been highlighted in this project.

Kväve från olika källor som reningsverk, dagvatten och atmosfärsdeposition trans-porteras med vattnet genom mark, sjöar och vattendrag mot havet. På vägen redu-ceras en del kväve genom biogeokemiska processer som växtupptag, denitrifikation och sedimentation. Denna retention är svår att mäta men kan skattas med vatten-kvalitetsmodeller som matematiskt beskriver dessa processer.

Svenska MiljöemissionsData (SMED) ansvarar för de svenska beräkningarna som ligger till grund för rapporteringen av Sveriges belastning på Östersjön genom HELCOM: PLC-Annual och PLC-Periodical. I PLC-Annual beräknas retention av kväve och fosfor med SMHIs vattenkvalitetsmodell HBV-NP (Brandt, 1990; Ar-heimer och Brandt, 1998).

Inom arbetet med svensk vattenförvaltning används beräkningsresultat från PLC5-rapporteringen i brist på observerade data. Modellresultat är behäftade med osäker-het som ett resultat av osäkerheter i såväl data som modellens beskrivning av verk-ligheten. Få studier har undersökt osäkerhet i modellering av kvävebelastning och kväveretention. Efter rapporteringen till PLC5 gjordes inom SMED ett försök att kvantifiera osäkerhet i bruttobelastning till följd av osäkerhet i indata i PLC5-beräkningarna (Widén-Nilsson m.fl., 2010). Studien visade att de olika indatakäl-lorna bitvis är behäftade med stora osäkerheter, vilket även kan få stort genomslag på den totala bruttobelastningen. För att på sikt komma fram till osäkerhetsintervall för de nationella nettobelastningsberäkningarna behöver osäkerheten i retentions-beräkningarna också studeras.

Syftet med denna studie var att identifiera och kvantifiera de största osäkerheterna i retentionsberäkningarna för PLC5-rapporteringen. Projektet avgränsades till att endast omfatta analyser av kväve. Öreälven, Helge å, Rönne å och Skräbeån valdes ut för studien baserat på datatillgång.

Flera olika typer av osäkerheter som påverkar den modellerade retentionen stude-rades. Först analyserades kalibreringsmetodens inverkan genom manuell kalibre-ring av modellen av flera oberoende modellerare samt med en Monte Carlo-analys. Vid Monte Carlo-analysen kördes modellen 5 000 gånger med slumpmässigt valda värden för retentionsparametrarna. Av de 5 000 simuleringarna valdes de 1 000 simuleringarna med bäst överrensstämmelse mellan observerat och simulerat kväve ut. Urvalet baserades på ett utvärderingskriterium som mätte andel av tiden som de simulerade värdena var innanför osäkerheten i de observerade värdena. Osäkerhet-en i de observerade kvävekoncentrationerna var ibland betydande. Analysen visade att många olika kombinationer av parametervärden gav jämförbara resultat. Inga simuleringar var innanför de observerade osäkerhetsgränserna vid alla tidpunkter och generellt sett beskrev modellen dynamiken i oorganiskt kväve bättre än för totalkväve och organiskt kväve. PLC5-simuleringarna jämförde sig i flera fall väl med de bästa simuleringarna från Monte Carlo-analysen. HAVS- OCH VATTENMYNDIGHETEN Rapport

8

För Helge å och Rönne å var skillnaden i retention liten mellan de olika manuella kalibreringarna och beräkningen i PLC5. Skillnaden mellan de tre oberoende kalibreringarna var störst för det avrinningsområde som hade lägst antal observationspunkter, Öreälven skiljde sig ca 10 % jämfört med den beräknade totala retentionen enligt PLC5. Den manuella kalibreringen utvärderades även i ett proxy-basin test i ett närliggande område, Skräbeån, som ligger öster om Helge å. Skillnaden i medelretentionen 1984–2004 för Skräbeån, med kalibreringsparametrar för Helge å, var som högst 12 % mellan högsta och lägsta beräkningsscenario. Jämförelsen visar på vikten av mätdata att kalibrera modellen mot för att begränsa osäkerheter på grund av olika kalibreringsmetodik.

Resultatet från den första analysen användes sedan till att undersöka effekten av olika förändrade förutsättningar; ett högbelastande och ett lågbelastande scenario för förändrad bruttobelastning, scenarier för förändrad jordart samt för förändrad grödofördelning. Samma metodik som i den tidigare studien av Widén-Nilsson m.fl. (2010) användes för att skatta osäkerheten i bruttobelastning och effekten på de simulerade resultaten var störst i Öreälven som normalt hade lägst retention.

Utifrån resultat från den manuella kalibreringen, beräknades två olika scenarier för förändrat läckage från jordbruksmark där jordarten hade en finare respektive grövre textur jämfört med PLC5. Jordartsanalysen med det höga läckaget kompletterades för Rönne å med en analys av en förändrad grödofördelning. Scenarier med föränd-rad fördelning av jordarter gav en försumbar effekt på den totala retentionen i alla huvudavrinningsområden. I Rönne å gav förändrad gröda en effekt på i genomsnitt 5 %.

Osäkerhet i vattenföringsdata beräknades utifrån avvikelsen mellan uppmätt och från avbördningskurvan beräknad vattenföring. Osäkerheterna låg inom ett inter-vall av -50 till +30 %, med de största osäkerheterna för de lägsta och högsta flö-dena. Effekten av denna osäkerhet i vattenföring på de simulerade resultaten var i vissa fall stor, för en station var skillnaden i medelretention omkring 20 %.

Förändringen av sjöretention analyserades i varje PLC-område genom att sjöyta respektive djup varierades med ±10 % och ±30 %. Osäkerheter i form av förändrad sjöyta var mer avgörande i små PLC-områden. Där får små sjöar förhållandevis större betydelse än i stora områden.

Sammanfattningsvis visade studien på vikten av osäkerhetsanalys vid modellka-librering och vikten av kvantifiering av överrensstämmelsen med observationsdata, såväl som vikten av observationsdata för att begränsa osäkerheter i simulerade resultat. Osäkerheter i indata och fysikaliska parametrar i modellen får särskild betydelse i oövervakade områden där modellkalibreringen inte kan kompensera för sådana osäkerheter.

Kväve från olika källor som reningsverk, dagvatten och atmosfärsdeposition transporteras med vattnet genom mark, sjöar och vattendrag mot havet. På vägen reduceras en del kväve genom biogeokemiska processer som växtupptag, denitrifikation och sedimentation. Denna retention är svår att mäta men kan skattas med vatten-kvalitetsmodeller som matematiskt beskriver dessa processer.

Svenska MiljöemissionsData (SMED) ansvarar för de svenska beräkningarna som ligger till grund för rapporteringen av Sveriges belastning på Östersjön genom HELCOM:

PLC-Annual och PLC-Periodical. I PLC-Annual beräknas retention av kväve och fosfor med SMHIs vattenkvalitetsmodell HBV-NP (Brandt, 1990; Ar-heimer och Brandt, 1998).

Inom arbetet med svensk vattenförvaltning används beräkningsresultat från PLC5-rapporteringen i brist på observerade data. Modellresultat är behäftade med osäker-het som ett resultat av osäkerheter i såväl data som modellens beskrivning av verk-ligheten. Få studier har undersökt osäkerhet i modellering av kvävebelastning och kväveretention. Efter rapporteringen till PLC5 gjordes inom SMED ett försök att kvantifiera osäkerhet i bruttobelastning till följd av osäkerhet i indata i PLC5-beräkningarna (Widén-Nilsson m.fl., 2010). Studien visade att de olika indatakäl-lorna bitvis är behäftade med stora osäkerheter, vilket även kan få stort genomslag på den totala bruttobelastningen. För att på sikt komma fram till osäkerhetsintervall för de nationella nettobelastningsberäkningarna behöver osäkerheten i retentions-beräkningarna också studeras.

Syftet med denna studie var att identifiera och kvantifiera de största osäkerheterna i retentionsberäkningarna för PLC5-rapporteringen. Projektet avgränsades till att endast omfatta analyser av kväve. Öreälven, Helge å, Rönne å och Skräbeån valdes ut för studien baserat på datatillgång.

Flera olika typer av osäkerheter som påverkar den modellerade retentionen stude-rades. Först analyserades kalibreringsmetodens inverkan genom manuell kalibre-ring av modellen av flera oberoende modellerare samt med en Monte Carlo-analys. Vid Monte Carlo-analysen kördes modellen 5 000 gånger med slumpmässigt valda värden för retentionsparametrarna. Av de 5 000 simuleringarna valdes de 1 000 simuleringarna med bäst överrensstämmelse mellan observerat och simulerat kväve ut. Urvalet baserades på ett utvärderingskriterium som mätte andel av tiden som de simulerade värdena var innanför osäkerheten i de observerade värdena. Osäkerhet-en i de observerade kvävekoncentrationerna var ibland betydande. Analysen visade att många olika kombinationer av parametervärden gav jämförbara resultat. Inga simuleringar var innanför de observerade osäkerhetsgränserna vid alla tidpunkter och generellt sett beskrev modellen dynamiken i oorganiskt kväve bättre än för totalkväve och organiskt kväve. PLC5-simuleringarna jämförde sig i flera fall väl med de bästa simuleringarna från Monte Carlo-analysen.

För Helge å och Rönne å var skillnaden i retention liten mellan de olika manuella kalibreringarna och beräkningen i PLC5. Skillnaden mellan de tre oberoende kalibreringarna var störst för det avrinningsområde som hade lägst antal observationspunkter, Öreälven skiljde sig ca 10 % jämfört med den beräknade totala retentionen enligt PLC5. Den manuella kalibreringen utvärderades även i ett proxy-basin test i ett närliggande område, Skräbeån, som ligger öster om Helge å. Skillnaden i medelretentionen 1984–2004 för Skräbeån, med kalibreringsparametrar för Helge å, var som högst 12 % mellan högsta och lägsta beräkningsscenario. Jämförelsen visar på vikten av mätdata att kalibrera modellen mot för att begränsa osäkerheter på grund av olika kalibreringsmetodik.

Resultatet från den första analysen användes sedan till att undersöka effekten av olika förändrade förutsättningar; ett högbelastande och ett lågbelastande scenario för förändrad bruttobelastning, scenarier för förändrad jordart samt för förändrad grödofördelning. Samma metodik som i den tidigare studien av Widén-Nilsson m.fl. (2010) användes för att skatta osäkerheten i bruttobelastning och effekten på de simulerade resultaten var störst i Öreälven som normalt hade lägst retention.

Utifrån resultat från den manuella kalibreringen, beräknades två olika scenarier för förändrat läckage från jordbruksmark där jordarten hade en finare respektive grövre textur jämfört med PLC5. Jordartsanalysen med det höga läckaget kompletterades för Rönne å med en analys av en förändrad grödofördelning. Scenarier med föränd-rad fördelning av jordarter gav en försumbar effekt på den totala retentionen i alla huvudavrinningsområden. I Rönne å gav förändrad gröda en effekt på i genomsnitt 5 %.

Osäkerhet i vattenföringsdata beräknades utifrån avvikelsen mellan uppmätt och från avbördningskurvan beräknad vattenföring. Osäkerheterna låg inom ett inter-vall av -50 till +30 %, med de största osäkerheterna för de lägsta och högsta flö-dena. Effekten av denna osäkerhet i vattenföring på de simulerade resultaten var i vissa fall stor, för en station var skillnaden i medelretention omkring 20 %.

Förändringen av sjöretention analyserades i varje PLC-område genom att sjöyta respektive djup varierades med ±10 % och ±30 %. Osäkerheter i form av förändrad sjöyta var mer avgörande i små PLC-områden. Där får små sjöar förhållandevis större betydelse än i stora områden.

Sammanfattningsvis visade studien på vikten av osäkerhetsanalys vid modellka-librering och vikten av kvantifiering av överrensstämmelsen med observationsdata, såväl som vikten av observationsdata för att begränsa osäkerheter i simulerade resultat. Osäkerheter i indata och fysikaliska parametrar i modellen får särskild betydelse i oövervakade områden där modellkalibreringen inte kan kompensera för sådana osäkerheter.

Sweden has a strong knowledge of point source discharges through the environ-mental reporting system. Point sources represent only a limited portion of the total emission. This means that the contribution of diffuse sources is important to map out the emission of various substances into the environment. Examples of diffuse sources are road traffic, agriculture, construction, use of solvents, fuel consumption in households, chemicals emitted during a product's use and small industries. To-day diffuse emissions to air are presented on the Swedish Pollutant Release and Transfer Register (UTIS). This data derives from the air/climate reportings CLRTAP and UNFCCC. Data at UTIS are presented for some organic contami-nants, for example PAH and heavy metals. Data on diffuse emissions to water is today not featured on UTIS. Some diffuse emissions to water are included in inter-national reporting, such as HELCOM PLC periodical and EEA WISE SoE Emis-sions.

This project aims to:

 Present data on emissions from diffuse sources, primarily water, from se-lected sectors and substances / substance groups.

 Compare the developed emission data with respect to size with the report-ed E-PRTR data.

 Based on lessons learned from the project suggest how collection of dif-fuse emission data can be implemented in a more routine manner.

The substances included in the project are nutrients (nitrogen and phosphorus), metals (lead, cadmium, copper, mercury, nickel and zinc) and certain organic com-pounds (PAHs, PBDEs, nonylphenol, PCBs, HCH, DDT, endosulfan and dioxins). For the organic substances, there is no data for some matrices.

The project consists of four separate subprojects:

 Diffuse emissions of metals and nutrients to waterDiffuse emissions of cer-tain organic pollutants to waterDiffuse emissions of nonylphenol and nonylphenol ethoxylates from different product groupsAnalyses of report-ed data to air and water, and comparison with diffuse emissionProject 1 covers the following diffuse sources: atmospheric deposition directly on water, forests, agriculture, other land use, storm water, private sewers and industrial and sewage treatment plants which are not reported to E-PRTR. In the analysis of cop-per, emission from use of antifouling paint is included. The results of subproject 1 show that for nitrogen and phosphorus the most important emission source is agri-cultural land and forests. Forestry dominates as the source of all metals. For most metals diffuse emission from agriculture, atmospheric deposition on the water surface, other land and storm water is significant. The geographical distribution shows that storm water is more significant in the south (Northern Baltic -, Southern Baltic - and North Sea water district) than in the north (Bothnian Bay - and Both-nian Sea water district), as was expected because there is more traffic in the south. Data from the water reporting may in the future be easily be recalculated in the

11

geo-database to fit the presentation on UTIS. Coordination with those who produce water statistics is a precondition for this.

The results from subprojects 2 shows that there is only data for a few PRTR sub-stances; PAHs, PBDEs, nonylphenol, dioxins, DEHP, PCBs, HCH, DDT, endosul-fan and chlorinated paraffins. For many of these substances there are only data for one or a few diffuse sources (small industries, small treatment plants, atmospheric deposition on directly to water, storm water and deposition on land). The data on the diffuse emission of organic pollutants that exist today are uncertain and are based on few measurements.

Project 3 shows that it is possible to estimate emissions to air, soil and wastewater of nonylphenols (NPequ). The main source of NPequ to sewage water is from textiles, and a small amount from detergents. The data are very uncertain because they are based on emission factors with large uncertainties.

Finally, the results from subproject 4 show that the diffuse emissions are signifi-cant. The diffuse emission of nitrogen, phosphorus and metals to water is at least 10 times or more, in almost all cases, compared to point sources. Agricultural land dominates as a source in the case of phosphorus and nitrogen. For organic sub-stances to water there are large gaps in the data because few companies report emissions. With regard to emission of organic substances and metals into the air, the difference between the point sources (E PRTR) and the diffuse emissions based on data from CLRTAP are in most cases not as great as for water. For copper the diffuse emission to air from brakelinings is the largest source of diffuse emission (>90 %). For PAH, the diffuse emission from the energy sector is dominating, responding to almost 100 % of the total emissions. The emission from each sub-stance is in almost all cases greater to water than to air in the case of point sources, diffuse sources and total. When comparing emissions from various industries, it can be seen that facilities from forest industry contributes with 90 % when it comes to emissions of cadmium to water from point sources according to E-PRTR (total 440 kg). It is still much lower than the diffuse emission presented in subproject 1 which has a total emission of 3900 kg. That means that the diffuse emission is almost 9 times larger. The difference between point sources reported to E-PRTR and those not reported to E-PRTR (UTIS) is not great, for discharges to water. It shows that the E-PRTR has a threshold that includes most of emissions to water.

Based on the quality aspects of the data it is recommended to show diffuse emis-sions of both nutrients and metals on UTIS on national level, at water district or a finer level, because data is based on reported values to the EU and HELCOM. In the case of organic substances to water and nonylphenol from products it is not recommended to show them on UTIS due to data uncertainty. For emissions to air, it is concluded that the national totals, as reported to the UNFCCC and CLRTAP could be included in the presentation on UTIS.12

En indelning av svenska Övergångs- och Kustvatten har utförts i enlighet med Vattendirektivet 2000/60/EC. Typerna baseras på fysiska, morfologiska och sedimentologiska faktorer som förväntas ha betydelse för det biologiska systemet. Kustvattnen utgörs av allt område mellan land och en nautisk mil utanför baslinjen. Övergångsvatten utgörs av en zon mellan rent färskvatten och av en yttre gräns där viss inverkan finns från Kustvattnen (s.k. estuarier). Kustzonen har indelats i 25 typer varav 2 typer är klassade som Övergångsvatten. Indelningen bygger på System B med användande av 7 kriterier där kriteriegränserna har anpassats efter Östersjöns och Västerhavet förutsättningar.

Under arbetet med att beräkna den vattenburna belastningen av fosfor till Sveriges omgivande havsbassänger inom SMED har det noterats att partikulärt bunden fosfor ofta överskattas i simuleringarna i små områden. Fosforutsläpp från jordbruksläckage är framräknade med ICECREAMDB och inkluderar redan retentionen i marken fram till vattendragen (Johnsson m.fl., 2008), och därför finns ingen funktion för ytterligare avskiljning i marken. Det finns heller ingen avskiljning i småvattendrag fram till vattendraget i den hydrologiska modellen. Det är dock troligt att det förekommer en avskiljning av partikulär fosfor i diken och i mindre vattendrag under lågvattenföring och resuspension vid höga flöden. Syftet med denna studie är att ta fram en funktion för permanent avskiljning av partikulärt bunden fosfor kopplat till de små vattendragen och att testa detta i ett antal mindre sjölösa jordbruksområden för att i framtiden förbättra de nationella beräkningarna av fosforbelastningen. Studien omfattar 16 områden i mellersta och södra Sverige där synoptiska fosformätningar inkluderar fraktionerna löst reaktiv fosfor och partikulär fosfor. Jordbruksandelen varierar mellan 15-88% av områdenas yta. Den hydrologiska modellen med rutin för fosforberäkning, HBV-NP, har modifierats för att testa fyra alternativa processer för permanent avskiljning av partikulärt bunden fosfor genom sedimentation i små vattendrag (lokal avskiljning) samt en process för markretention i utströmningsområdet. Resultaten visar att de fyra föreslagna avskiljningsprocesserna som verkar genom sedimentation uppför sig likvärdigt och att man får liknande resultat oavsett vilken process som används. Avskiljning genom markretention av jordbruksläckage och enskilda avlopp ger normalt större effekt än avskiljning genom sedimentation. I de flesta fall krävs mycket hög permanent avskiljning av partikulär fosfor i sedimenten eller från jordbruksläckage/enskilda avlopp för att reducera halterna framräknade i PLC5 till samma nivå som observationerna. Enstaka observerade koncentrationstoppar är svåra att reproducera med modellen, men medelhalter stämmer relativt väl efter maximal avskiljning. Det är fysikaliskt osannolikt att all sedimenterad fosfor binds permanent i diken/små vattendrag, eller att all partikulär fosfor från jordbruksmark och enskilda avlopp avskiljs, och detta kan vara en indikation på att antingen läckagekoefficienterna för partikulär fosfor är överskattade och/eller att sedimentationen underskattas av den hydrologiska modellen. I PLC5- beräkningarna styrdes sedimentation/resuspension av en enda parameter i modellen, vilket gav begränsade möjligheter för justering av denna dynamik. En möjlighet som bör utredas i framtiden vore att införa en flexibel inställning av flödesintervallet mellan full sedimentation/resuspension, och kanske knyta detta intervall till de dominanta jordarterna i områdena för att sedan generalisera kalibreringen nationellt. Vår slutsats är dock att de simulerade halterna av partikulär fosfor i samtliga 16 områden förbättras åtskilligt när permanent avskiljning används.