Hvorfor stiger fosforkoncentrationen i danske vandløb om vinteren?

Januar. Regnen pisker mod ruderne, vandløbene svulmer, og markernes drænrør løber som små ukendte kilder under jorden. Midt i det hele stiger én bestemt størrelse i takt med vinterens vandmasser: fosforkoncentrationen. Det er et fænomen, der gang på gang overrasker både lodsejere, biologer og vandforvaltere – for hvorfor topper næringsstofbelastningen netop i den årstid, hvor planter og alger holder vinterpause?

Forklaringen er alt andet end enkel. Den gemmer sig i et samspil mellem kraftigere nedbør, frost/tø-cykler, drænvand, bymæssige overløb – og en indbygget historik af legacy-fosfor i både jord og bundsediment, som pludselig slippes fri. Resultatet kan måles i danske åer fra Skjern til Suså: kolde vinterstrømme, der transporterer næringsstoffer videre til fjorde og kystvande, hvor de kan sætte scenen for algeopblomstringer til foråret.

I denne artikel dykker vi ned i de mekanismer, der får fosforpilene til at pege opad, netop når termometeret peger nedad. Vi ser på konsekvenserne for vandmiljøet – og ikke mindst på løsningerne, fra vintergrønne marker og vådområder til smartere kloaksystemer og højfrekvent overvågning.

Vil du vide, hvorfor en håndfuld regnfulde vinterdøgn kan veje tungere end hele sommeren, når det gælder fosfortransport – og hvad vi kan gøre ved det? Så læs med videre.

Hvad driver vinterens fosforstigninger i vandløb?

Fosfortransporten i danske vandløb er aldrig statisk, men om vinteren ser vi en tydelig og gentagen stigning i koncentrationen. Flere samtidige processer – både hydrologiske, fysiske, kemiske og biologiske – trækker udviklingen i samme retning og giver en vinterprofil, som afviger markant fra sommerens.

1. Mere vand – Og hurtigere vand

Vinterens hyppige lavtryk betyder mere nedbør. Det øger afstrømningen på flere måder:

1. Markdræn og makroporer leder regnvand og smeltevand hurtigt ned til drænledninger og videre ud i grøfter og vandløb – ofte næsten uden kontakt med den øverste jordzone, hvor fosfor ellers kan tilbageholdes.
2. By-pass-flow gennem sprækker og regnormegange tager fart, når jorden skiftevis fryser og tør op. Frost/tø-cyklus løsner jordpartikler og skaber nye transportveje.
3. Overfladeerosion øges, især på skrånende, ubevoksede marker. Jordpartikler, der har adsorberet fosfor, vaskes af og bliver til partikulært fosfor (PP) i vandløbet.

2. Bundsediment i bevægelse

• Resuspension ved høj vandføring: Når vandstanden stiger, hvirvles finkornet bundmateriale op. Det kan både frigive opløst ortofosfat (PO₄^3-) direkte til vandfasen og øge mængden af PP.
• Reducerende forhold og jern-fosfat-dynamik: I stille stræk under isdække eller ved lav iltforsyning falder redox-potentialet. Jern(III)hydroxider, som ellers binder fosfat, reduceres til jern(II), og fosfat frigives. Effekten kan vare længe efter en iltsvindsepisode.

3. Sæsonbiologi – Naturen holder pause

Om vinteren er alge- og vandplanteproduktionen minimal, og flere forhold spiller ind:

• Lav biologisk optagelse giver færre “biologiske låse” på det opløste fosfor.
• Nedbrydning af dødt organisk materiale frigiver fosfor fra blade, plantedele og algerester.
• Legacy-fosfor: Års og årtiers akkumulerede overskud i markjord og sedimentskiver virker som langsom “vinterbuffet”. Når trykket (vandføring) stiger, kommer der ny levering.

4. Punktkilder tager ikke juleferie

5. Hvilken fosfor – Og hvornår?

Det afgørende skel er:

• Opløst ortofosfat (DIN-lignende PO₄) – umiddelbart tilgængeligt for alger, kommer især fra punktkilder og kemisk frigivelse fra sedimenter.
• Partikulært fosfor (PP) – bundet til jord- eller sedimentpartikler; dominerer ofte ved regnhændelser i landbrugsoplande.

Vinterens event-baserede spidsbelastninger (intense regnskyl, tø-begivenheder) kan sende kortvarige, men meget høje pulser af PP, mens længere perioder med stillestående, iltfattigt vand favoriserer PO₄.

6. Regionale forskelle

Vandløb i intense landbrugsoplande viser typisk de største PP-pulser, mens byoplande domineres af ortofosfat fra overløb og utilstrækkelig renseeffekt. I mere naturlige oplande kan vintereffekten være mindre, men frigivelse fra vådområdesedimenter under is kan stadig bidrage.

Summen af disse mekanismer betyder, at selv om planter og alger hviler, får vandløbet tilført ekstra fosfor netop på det tidspunkt, hvor selvrensningen er lavest – et problem, der forplanter sig ind i forårets økosystemdynamik.

Hvad betyder det – og hvad kan vi gøre?

Når vandløb i december-marts modtager en fosforspids, sker det på et tidspunkt, hvor de biologiske “stofsugere” – planter, alger og mikrober – står på lavblus. Resultatet er, at en større del af fosforen når søer, fjorde og kystvande, hvor den:

• Trigger tidlige algeopblomstringer, som kan lægge grunden til sommerens iltsvind.
• Skaber ubalance i N : P-forholdet, så cyanobakterier får forrang.
• Forringer den økologiske tilstand i forhold til miljømålet i VRD.
• Øger behovet for senere dyrkningsrestriktioner og rensning – altså en økonomisk omkostning samfundet betaler “bagud”.

Overvågning og dokumentation – Fra punkt­prøver til high-tech

Virkemidler i oplandet

1. Vintergrønne marker & efterafgrøder
   Holder rodsystemet i gang, binder 10-25 kg P/ha i top- og rodmasse.
2. Reduceret jordbearbejdning
   Mindsker makroporernes direkte afløb til dræn og reducerer erosion.
3. Randzoner og bufferstriber
   Filtrerer overfladeafstrømning og fanger sedimentbåret fosfor.
4. Minivådområder & vådområder
   Sænker flowhastighed, giver tid til sedimentation og P-binding.
5. Fosforfiltre (jern- eller aluminiumgranulat)
   Særligt effektive ved drænudløb med høje ortofosfatkoncentrationer.
6. To-trinskanaler og forsinkelsesbassiner
   Udjævner hydrograferne, dæmper peak-flow og reducerer resuspension.

Bymæssige løsninger

• Separatkloakering fjerner regnvand fra fællessystemet og mindsker overløb.
• Regnvandsbassiner – forsinker og bundfælder partikulært P, før det ledes til recipient.
• Lokal Afledning af Regnvand (LAR/SuDS): grønne tage, regnbede og permeable belægninger, der tilbageholder og infiltrerer – og afkobler høje vinter-flow fra vandløbet.

Klimaforandringer i baggrunden

Mere vinternedbør (+10-30 %) og hyppigere skybrud betyder:

• Flere dræn- og overløbs­hændelser → større fosforpulser.
• Længere perioder med vandmættet jord → øget risiko for overfladeerosion.
• Større usikkerhed i dimensionering af virkemidler → behov for fleksible & adaptive løsninger.

Prioritering og cost-effectiveness

Ikke alle oplande er ens. Data fra NOVANA, punktkilde­indberetninger og lokale modelkørsler bør bruges til at:

1. Identificere hotspots (fx dræn med højt ortofosfat eller urbane overløb).
2. Kombinere virkemidler, hvor de giver mest “økologisk valuta” pr. krone.
3. Evaluere effekten løbende med sensorer og event-prøver – og justere indsatsen.

Derfor er nøglen et datadrevet, fleksibelt og tværsektorielt arbejde. Kun sådan kan vi knække vinterkurven for fosfor – og samtidig ruste vandløbene til et vådere klima.