Så sprider sig en förorening i Östersjön

Östersjöns miljö är utsatt för flera hot. Under perioden 1970-2009 har ett årligt genomsnitt av cirka 3 600 ton fosfor transporteras till svenska kuster av vattendrag, med övergödning som följd. Därtill visar beräkningar från Helsingforskommissionen att stora oljeutsläpp på upp till 5 000 ton statistiskt sett inträffar vart fjärde år. En ny simuleringsmodell framtaget av en KTH-forskare visar hur dessa utsläpp kan sprida sig i Östersjön.

Hur omfattande blir årets algblomning i Östersjön? Hur snabbt sprider sig ett oljeutsläpp från en tankbåt som gått på grund utanför Gotland? När lägger sig isen i Östersjön, hur stor del av innanhavet kommer den att täcka och när smälter den bort?

Det är svar på sådana frågor som KTH-forskaren Bijan Dargahis modell kan ge. Men modellen klarar även av att visa hur stor koncentration av till exempel en förorening som når en specifik plats.

– Modellen kan användas för prognostisering. Ett exempel är spridning och transport av olika föroreningar som kan frigöras från älvarna eller från olika ås kallade bassänger i Östersjön. Modellen kan förutsäga transporttiden från föroreningstillfälle till att dess att den når till exempel de svenska kusterna, samt koncentrationshalten när detta sker, säger Bijan Dargahi, docent på avdelningen för vattendragsteknik vid KTH.

Då Östersjön är omringat av tätt befolkade landområden och med bara smala sund som förbindelse till världshaven blir alla utsläpp kvar länge, och därför är Bijan Dargahis avancerade tredimensionell hydrodynamisk modell viktig. Den har utvecklats för hela Östersjön och är uppdelad i tre lokala regioner, Åland och Skärgårdshavet, Finska viken och Svealands kust. Målet har varit att nå en vetenskaplig förståelse av specifika hydrodynamiska egenskaper och ge hydrodynamiska data för vattenkvalitetsmodellering.

Om en oljetanker går på grund utanför Gotland, kan du med modellens hjälp se hur snabbt oljan når Stockholms skärgård?

– Ja, modellen kan tillämpas för undersökningen av eventuell oljeutsläpp, men det är något jag ännu inte gjort, säger Bijan Dargahi.

Förutom föroreningar är övergödning ett av de största problemen för Östersjön. Dessa orsakas av höga halter av näringsämnen som fosfor och kväve i vattnet och sediment. Naturliga orsaker i kombination med hög belastning av näringsämnen från mänskliga aktiviteter såsom jordbruk, förbränning (t.ex. transporter) och avlopp  har lett till ökad syrebrist i över stora områden i bottenvatten och havsbottnar.

– Det övergripande syftet med projektet är att bidra till att förbättra situationen i Östersjön genom att skapa ett planeringsverktyg för vattenförvaltningen i kustområden vad gäller tillförsel av näringsämnen. Planeringsverktyget innehåller en kopplad hydrodynamisk och vattenkvalitetsmodell, säger Bijan Dargahi.

Och så var det algblomningen.

– Ett annat exempel vad modellen kan användas till är att förstå de algblomningar som förekommer under sommaren. Det finns många faktorer som styr algblomningar, bland dessa finns ytvattensströmmarna och dess mönster som är mycket viktigt. Modellen kan förutsäga mönstret för olika meteorologiska förhållanden och relatera dem till zoner av algblomningar. På detta sätt kan vi förutsäga dess omfattning, säger Bijan Dargahi.

Avdelningen för vattendragsteknik vid KTH-LWR har arbetat med ett långsiktigt och omfattande projekt finansierat av EU, vilket omfattat både hydrodynamiska och vattenkvalitetsaspekter av Östersjöns miljö. KTH:s projektbidrag har varit den hydrodynamiska modelleringen som bland annat har använts för att driva vattenkvalitetmodellen.

Projektet är ett samarbete mellan KTH, Åbo Akademien i Finland och Svenska Miljöinstitutet. Medverkande KTH-forskare är Vladimir Cvetkovic och forskarstuderande Benoit Dessirier, Prabin Paul Kallungal och Sofie Soltani.

För mer information, kontakta Bijan Dargahi på 08 - 790 86 56 eller bijan@kth.se.