Forurening med organisk stof

Vandløbsforurening med organisk stof skyldes først og fremmest husholdningsspildevand. Mængden af spildevand har ikke ændret sig ret meget siden 1970’erne, men den mængde organisk stof, som ledes til vandløbene er faldet markant siden 1970. Det har betydet, at indholdet af organisk stof i vore vandløb målt som BI₅ er faldet fra i gennemsnit 5 mg ilt pr. liter til nu ca. 1,5 mg. Til sammenligning har et helt uforurenet vandløb et BI₅ på ca. 1. Det gennemsnitlige forureningsniveau med organisk stof ligger altså stadig 50 % over det naturlige niveau.

Årsagen til den konstaterede forbedring af vandløbene er først og fremmest spildevandsrensningen. Før 1900 blev husholdningsspildevand ledt helt urenset ud i vandløb, søer og kystnære havområder. I begyndelsen af 1900-tallet, samtidigt med det vandskyllende toilets indførelse, blev de første rensningsanlæg bygget. De var meget primitive, og selv om man eksperimenterede med biologisk rensning – hvor man lader mikroorganismer forbruge spildevandets indhold af organisk stof og derefter skiller mikroorganismerne fra vandet i form af slam – så tidligt som 1920, var rensningen af spildevand helt frem til 1960’erne meget mangelfuld.

De første anlæg rensede vandet mekanisk, hvilket kun fjernede ca. 10 % af det organiske stof. Selv om man til stadighed udbyggede med forskellige typer af biologisk rensning, var det stadigvæk langt over halvdelen af det organiske stof, der blev ledt ud i vandløbene. Det var først med vedtagelsen af miljøbeskyttelsesloven i 1974 og de efterfølgende vandmiljøplaner fra 1987, at der kom styr på spildevandet fra byernes husholdninger og fra industrien.

I denne periode udviklede man også nye metoder, så en stadig større del af spildevandets øvrige skadevoldere – især plantenæringssaltene kvælstof og fosfor – også kunne fjernes, inden vandet løb ud i vandløbene. Se også boks 12-1 om spildevandsrensning.

Desværre er det stadig ikke alle husstande i Danmark, der er tilsluttet det offentlige kloaksystem. Udledningen af organisk stof fra den såkaldt spredte bebyggelse i det åbne land udgør i dag en betragtelig del af den samlede belastning af vandløbene (tabel 12-1). Mængden af spildevand fra det enkelte hus er naturligvis ikke særlig stor, men ofte sker udledningen via nedsivningsanlæg til små bække, og her kan blot nogle få personer påvirke vandkvaliteten markant.

Selv om de moderne rensningsanlæg er meget effektive, er det vand, der bliver ledt ud, ikke af samme kvalitet som rent grundvand. For det første er temperaturen i udløbsvandet væsentlig højere end de 8 °C, som grundvandet holder. Det betyder, at selv om vandet fra rensningsanlægget er fuldt mættet med ilt, er der færre mg ilt pr. liter i vandet end i det kolde grundvand (se Livsbetingelser i vand og de følgende afsnit).

For det andet fremelsker det organiske stof, som trods alt kommer ud med det rensede spildevand, en anden sammensætning af mikroorganismer på vandløbsbunden og på planterne end grundvand.

Og for det tredje udleder næsten alle rensningsanlæg dårligt renset spildevand med et højt indhold af organisk stof i perioder med ekstraordinær stor nedbør (regnvandsbetingede udløb, tabel 12-1). Det skyldes, at renseanlæggenes kapacitet ikke er stor nok, så de simpelt hen ikke kan rumme de vandmængder, der tilføres. Derfor lukkes vandet ud, før det er ordentligt renset. Disse såkaldte overløbshændelser prøver man på at undgå ved på ledningsnettet og før rensningsanlægget at bygge store opsamlingsbassiner, såkaldte sparebassiner, som fyldes med urenset spildevand, når rensningsanlæggenes kapacitet ikke kan klare de store vandmængder. Senere leder man så langsomt vandet herfra til rensningsanlæggene.

En væsentlig del af det organiske stof kommer til vandløbene fra dambrug. Udledningerne er dog, som det fremgår af tabel 12-1, reduceret i forhold til tidligere. I visse vandløb er den ikke desto mindre fortsat den største kilde til forurening.

Husdyrgødning var tidligere en stor kilde til organisk forurening af vandløbene. I dag håndteres og oplagres husdyrgødning på en teknisk mere fornuftig måde, og vandmiljøet modtager derfor sjældent organisk stof fra staldene. Derimod er følgerne af uheld voldsomme, når millioner af liter gylle pludselig ledes til et vandløb. Og uheld, hvor man f.eks. glemmer at stoppe for pumpen fra gyllebeholderen til gyllevognen, er ikke sjældne. Beredskabsstyrelsen blev i 2009 tilkaldt til 87 større gylleudslip.

Når organisk affald slipper ud i et vandløb, begynder en række nedbrydningsprocesser. Når de er løbet til ende, og det organiske stof fuldt nedbrudt, er forholdene i vandløbet i princippet genoprettet. Man siger, at vandløbet har gennemført en selvrensning.

Bakteriers, svampes og encellede dyrs stofskifte i vandet og på bunden stimuleres af det tilførte organiske affald, som jo er føde for disse organismer, så det biologiske iltforbrug stiger. Samtidig falder mikroalgernes og planternes fotosyntese, fordi partikler i vandet dæmper lyset. Det betyder, at produktionen af ilt falder. I tilfælde af stærk forurening udvikles der „lammehaler“, dvs. samfund af bakterier, svampe og encellede dyr (figur 12-1), som lever af det organiske stof. Den tråddannende bakterie Sphaerotilus er den vigtigste organisme i dette samfund. Lammehalerne optræder ikke så tit mere, men man kan dog stadig finde dem, specielt i små vandløb, der modtager urenset spildevand fra enkeltbebyggelser i det åbne land.

Større iltforbrug og lavere iltproduktion giver lavere iltindhold i vandet. Umiddelbart efter udløbet af spildevand er iltindholdet stadigvæk højt, idet det afspejler forholdene opstrøms for udledningen. Et stykke neden for udledningen falder iltindholdet imidlertid, og det forbliver lavt over en vis strækning. Endnu længere nede stiger mængden af mikroalger og dermed iltproduktionen, og specielt kan trådformede grønalger som Cladophora (vandhår) optræde i store mængder, fordi de favoriseres af frigivne næringssalte fra det nedbrudte organiske stof (figur 12-2). Da algernes iltproduktion finder sted om dagen, mens både de, dyrene og mikroorganismerne forbruger ilt hele døgnet, er forskellen mellem vandets iltindhold om dagen og om natten meget stor.

Efterhånden som det organiske stof er blevet nedbrudt, bliver det gennemsnitlige iltindhold i vandløbet igen højere på grund af planternes fotosyntese og optagelse af ilt fra luften. Efter en vis strækning, hvis længde afhænger af mængden af spildevand i forhold til vandføringen i vandløbet, er de biologiske forhold som før udledningen. Vandløbet har gennemført en selvrensning af det tilførte organiske stof.

Vandløbets smådyr påvirkes af organisk spildevand på tre måder:

- Den naturlige bund erstattes eller overlejres af blødt mudder.

- Iltindholdet falder, eventuelt helt ned til nul.

- Fødeforholdene ændres.

I de alvorligste tilfælde kan forureningen betyde, at det oprindelige dyreliv bestående af såkaldte rentvandsarter erstattes af dyr, der er i stand til at leve i en blød, iltfattig bund, og som kan ernære sig af de mikroorganismer, der nedbryder det organiske stof i spildevandet. I vandløb, hvor iltindholdet over længere tid er nul, lever der kun dyr, som har ånderør op til luften og derfor er uafhængige af iltindholdet i vandet. Det drejer sig især om „rottehalen“, en larve af svirrefluen Eristalis (figur 12-3), og nogle små larver af sommerfuglemyg (Psychoda). Disse arter kaldes forureningsindikatorer; de er dårligt tilpasset livet i rindende vand og findes kun på lavt vand i langsomt flydende vandløb.

Hvis perioderne uden ilt eller med meget lidt ilt i vandet er kortvarige, dominerer især arter med hæmoglobin, som kan opretholde en høj iltoptagelse på trods af det lave iltindhold i vandet (figur 8-12). Det gælder f.eks. børsteorme af familien Tubificidae (figur 12-4) og dansemyg af slægten Chironomus (figur 12-5). De kan på grund af den rigelige mængde føde optræde i meget stort antal og kaldes derfor forureningsdominanter. Børsteormene kan optræde i så højt et antal, at de ligefrem farver bunden rød. Sådanne steder har man talt op til 6 millioner orme pr. m². Heldigvis skal man i dag lede længe efter sådanne steder, men små vandløb med tilførsel af spildevand fra enkeltbebyggelser kan stadigvæk fremvise store mængder af forureningsdominanter.

Efterhånden som iltforholdene bliver bedre længere nedstrøms for udledningen, kan andre dyr, der lever af det organiske stof, blive talrige. Det drejer sig især om vandbænkebideren (figur 7-7). Den følges ofte af tætte bestande af almindelig mosesnegl og de små, filtrende muslingearter ærte- og bønnemusling. Rovdyr er talrige, fordi der er mange byttedyr. Blandt dem er det især hundeiglen Erpobdella octoculata og den lille bruskigle Helobdella stagnalis som kan klare de dårlige iltforhold. Hvis strømhastigheden i det forurenede vandløb er lav, kan også luftåndende rovdyr som vandkalve være almindelige, idet de jo er uafhængige af vandets iltindhold, men ikke kan klare sig, hvis strømmen er for kraftig.

Efter at selvrensningen er tilendebragt, indfinder de oprindelige rentvandsarter sig igen, dvs. dem som var døde eller flygtet, fordi de ikke kunne få ilt nok i det forurenede vand. De mest følsomme af dem er slørvinger, døgnfluer, klobiller og de fleste vårfluer. Også den meget almindelige ferskvandstangloppe er følsom over for forurening, men klarer dog lavere iltindhold end de førstnævnte grupper.

Varigheden af et forureningsforløb varierer alt efter forureningens og vandløbets størrelse og afhænger også af, hvor meget rent grundvand der strømmer til vandløbet efter en udledning. Et gylleudslip vil umiddelbart bruge al ilten i et mindre vandløb og løber som en prop ned gennem vandløbet og slår alt ihjel på sin vej. Virkningen holder op, når gyllen er blevet tilstrækkeligt fortyndet, så iltindholdet ikke længere nedsættes, eller gyllen simpelthen løber ud i havet. Derefter skal dyrene indvandre igen. Det sker primært via drift af smådyr fra uberørte strækninger oven for de ramte strækninger (se Smådyrenes tilpasninger til rindende vand og de følgende afsnit). Fiskene nyindvandrer, når smådyrene igen har etableret sig.