Magnus Persson
Posts by Magnus Persson:
Hur mycket vatten behöver havsöringen? En jämförelse av en korrelativ och en individbaserad modell för att förutsäga effekter av flöden på strömlevande fiskar
Modeller för att simulera effekter av flöde på strömlevande fiskpopulationer är kraftfulla verktyg för att avväga miljönytta och kostnad i samband med åtgärder för att minimera vattenkraftens miljöpåverkan. Vi jämförde en korrelativ och en individbaserad fiskhabitatmodell med avseende på vilka flöden respektive modell bedömde var gynnsammast för en potentiell havsöringspopulation i naturfåran vid Blankaströms kraftverk i Emån. Den korrelativa modellen förutspådde att ett optimalt flöde för att maximera arean med högkvalitativt öringhabitat låg mellan 2 och 3 m3/s. Den individbaserade modellen fann att flöde spelade mindre roll för överlevnad hos den yngsta årsklassen (0+), samt att tillväxten hos dessa var som högst vid 3 m3/s. Högre flöden krävdes dock för lyckad reproduktion och att överlevnaden och tillväxten hos äldre juveniler (1+) gynnades av flöden mellan 5 och 8 m3/s. Korrelativa modeller kan vara användbara, då de är enkla att använda, men det är möjligt att de framförallt förutsäger habitatförekomst för 0+-öringar och sämre speglar de miljöförhållanden som krävs för 1+-öringars uppväxt samt lekfiskars reproduktionsfram-gång. Individbaserade modeller, å andra sidan, är något mer komplicerade, men genererar mångfacetterad data för olika livsstadier, ger mekanistiska förklaringar till observerade fenomen och kan anpassas till dynamiska flöden.
En stad i ett förändrat klimat – effekter av och anpassning till nytt väder
Vi står idag inför stora utmaningar med att anpassa våra samhällen för att möta kommande klimatut-maningar i form av extrema väderhändelser. Dessa klimatförändringar och väderhändelser kan resultera i höjda havsnivåer och extrema översvämningar med förödande konsekvenser för människor och miljöer. Vattensektorn befinner sig i en nyckelroll för att hantera ett flertal av dessa utmaningar. Denna hantering försvåras dock av klimatfrågans komplexitet, men även genom några av våra system för hantering av vat-tenfrågor och infrastruktur. Genom en teoretisk fallstudie av vattnets väg genom Riddarfjärden i Mälaren, med sitt utsatta läge i en mycket känslig miljö i centrala Stockholm, visas på den komplexitet och de utma-ningar som klimatförändringar kan komma att innebära för hantering av vatten i urbana miljöer. Studien visar på ett flertal nyckelfaktorer för att förenkla skapandet av ett hållbart och klimatanpassat samhälle. Det finns ett behov av att pröva nya innovativa tekniska lösningar, något som kräver tydliga strategier och ansvarsfördelning, modeller för finansiering och tydliga målbilder. Riskbaserad dimensionering och strategier för robusta dagvattensystem kan bidra till att ge städer ökad motståndskraft mot klimatföränd-ringarnas effekter. För att åstadkomma detta måste hela branschen bidra med erfarenheter och kompetens, från politiker till universitet och forskning, från huvudmän i alla led till brukare via planering, produktion och förvaltning.
Reduktion av fosfor i horisontella markbäddar – provtagning och analys
I Sverige utförs markbäddar nästan alltid med öppen botten. Precis som vid infiltrationer kommer då behandlat avloppsvatten att perkolera ner mot grundvattnet. Behovet av att kunna fastställa reduktionen av fosfor för denna typ av konstruktion ökar. En utmaning är då att man måste veta hur stor andel av flödet som perkolerar. I denna artikel redovisas en möjlig metod för att fastställa detta. Vidare redovisas en teoretisk analys av hur andelen perkolation påverkar reduktionen av fosfor. Studier i fält visar på att man för horisontella markbäddar kan förvänta sig en hög andel perkolation. Horisontella markbäddar kan där-med i stort väntas ha en reduktion av fosfor i nivå med den för infiltrationer. Provtagning och analys av en 17 år gammal markbädd redovisas. Det har varit möjligt att fastställa påverkan av externt s.k. dränvatten, fastställa andelen som perkolerar och därmed också reduktionen av fosfor både i grusmaterialet i bädden och för andelen som perkolerade. Kostnaden för denna provtagning slutade på en sådan nivå att det knap-past är aktuellt att genomföra detta på enskilda fastigheter. Ett projekt där man fastställer reduktionen på tekniknivå, d.v.s. för ett stort antal bäddar är därför lämpligt att genomföra.
New data sources for cloudburst risk assessment and management
Urban flooding causes large societal damages and increased climate adaptation measures is needed. The rapid and local character of extreme rain events make them difficult to observe and predict, and to issue warnings for. There is also a lack of data on urban flood damages, mainly because of scarce and non- systematic data collection and management. In this paper, we present the approaches behind the new re-search project SPARC. The overarching aim of the project is to improve urban rain safety by establishing a participatory system for crowdsourcing of data, to support urban flood risk modelling and adaptation of cities to intense rainfall. The project will also investigate flood damage mechanisms on the built environment as well as evaluate and communicate small-scale adaptation measures. Municipal water and waste-water utility organizations and insurance industry representatives will be included in a trans-disciplinary process, also including crowdsourcing in a citizen science approach.
Perspectives and aspects on what we call sustainability, especially with respect to a demand for a compact wastewater treatment plant configuration
The concept” Sustainability” has become an indeed demanding metaphor within society. However, without a deeper understanding and more accurate use of the word it may very well, by and by, become obsolete. In this paper the question is focused on the development of wastewater treatment. Some “curial” demands on a more specific approach to sustainability are presented in this paper: 1) The never- ending needs for improvement of the treatment needs with respect to, inter alia, occurring complex organic polluting agents. 2) The demands for efficient and compact treatment methods. 3) The needs for improved, relevant, and affordable analysis methods; 4) To occupy an accepted, limited area for the plant; 5) The social acceptance of the water environment protection. 6) An increased need for reuse of the used and treated water. At first a short historic perspective is enlightening these demands. In addition to this, a few other relevant points are discussed to demonstrate the urgent needs for the enhancement of the water environment protection in a longer perspective.
Effektbaserade analysmetoder för övervakning av kemiska föroreningar i dricksvatten
Chemical contamination of drinking water is of great concern for public health. Chemical analyses are used for monitoring of selected chemicals, however no information on potential toxicity of the mixture of chemicals in a water sample is obtained. Effect-based methods are new tools to evaluate the hazard of the whole mixture of chemicals present in drinking water. These methods can be used together with chemical analysis for assessment of the chemical safety of drinking water. We have applied a battery of such assays to measure effects on estrogen (ER), androgen (AR), aryl hydrocarbon (AhR) receptors, as well as Nrf2 (a marker of oxidative stress) and DNA-damaging effects in water samples, concentrated by solid phase ex- traction. Results have shown effects in raw water (AhR, ER activities and oxidative stress). In some cases, but not all, the activities were reduced after granulated activated carbon (GAC), and in the distribution network. Oxidative stress and inhibition of AR activity was detected after artificial infiltration, although not present in the raw water. Effect-based methods are effective tools to assess the efficiency of treatment steps in drinking water treatment plants, to detect emerging pollutants, to evaluate new technologies in drinking water treatment processes and a strategy to meet the regulatory demand on healthy and safe drinking water.
The use of gravity aerators for the prevention of hydrogen sulphide problems in sewer systems
Hydrogen sulphide (H2S) causes odours and concrete corrosion even in very small concentrations. Con-crete corrosion of 5 cm in 5 years has been observed when the hydrogen sulphide content has been 20 ppm. Unavoidable hydrogen sulphide formation in pressure sewers begins when wastewater is put under anaerobic conditions. Anaerobic conditions begin after 0.5 – 2 hours in the pressure sewer. Chemicals, oxygen feed, corrosion resistant materials, biological methods, aeration etc. can be used to prevent problems caused by hydrogen sulphide. A drawback of the use of these methods is that it can be quite expensive. In addition, it is not recommended to have aerobic conditions in the entire sewer system to avoid the sewer acting as a wastewater treatment plant using 0 – 20 mgO2/l/h of oxygen. Using gravity aeration as part of the sewer system, hydrogen sulphide problems can be solved efficiently and cost-effectively, especially when considered in the planning phase. Gravity aerators have proved to be nearly maintenance free only the filters in ventilation require some maintenance.
Mathematical analysis of nonstationary processes of infiltration into unsaturated soil
Theoretical studies of the movement of moisture in an unsaturated zone are associated with the analysis of the Richards equations. The corresponding mathematical problems are designed to answer practical questions related to the replenishment of groundwater reserves, the degree of their protection from pollution coming from the surface, and the needs of agriculture. The value of surface recharge appears in the problems as a boundary condition at the upper boundary of the soil. It depends on weather conditions, which leads to significant non-stationarity of the infiltration processes. At the same time, for a broad class of surface feeding modes, fluctuations of moisture flows are smoothed out with depth. The depth at which fluctuations in the moisture flow become negligible and the flow becomes almost stationary is of interest for many practical applications. In this work, explicit formulas are derived analytically for this depth, expressing its value through the filtration parameters of the medium and the characteristics of the mode of moisture ingress into the soil.