Den här rapporten är en kunskapssammanställning som utförts av SMHI på uppdrag av Havs- och Vattenmyndigheten. Den utgör inte något ställningstagande från Havs- och vattenmyndighetens sida. Rapporten försöker att sammanfatta den problematik som associeras med näringsämnesbelastningar från fiskodlingar i öppna kassar, vilka typer av beräkningar som kan behöva göras för att få en uppfattning om hur dessa kan påverka miljön samt några olika typer av modeller för detta ändamål.
Fisk-, alg- och skaldjursodling är en växande industri runt om i världen som kan ge såväl näringsrik och hälsosam mat som arbetstillfällen. En nackdel med framförallt fiskodling i öppna kassar är att den kan innebära en påfrestning för vattenmiljön. De näringsämnen som ofta släpps ut från odlingen kan bidra till den övergödningsproblematik som redan finns i många sjöar och havsområden. Det är därför av största vikt att få en god uppskattning av den förväntade storleken på utsläppen förknippade med en öppen odling samt hur de kan tänkas förändra vattenkvaliteten på odlingsplatsen och dess närhet. Beräkningsmodeller kan vara till god hjälp vid bedömningen.
Fiskar utsöndrar lösta näringsämnen och från odlingskassarna faller det också ut partikulärt organiskt material i form av fekalier och oätet foder. Storleken på näringsämneskällorna behöver beräknas och det finns modeller av olika komplexitet för att uppskatta detta. Storleken på det partikulära avfallet är viktigt dels för att det bidrarmed näringsämnen till vattnet och dels för att det kan ge upphov till ansamlingar av organiskt material på bottnen. När det organiska materialet bryts ner förbrukas syre och om ansamlingarna blir omfattande finns en risk för att det uppstår syrebrist vid bottnen. Om svavelväte bildas kan det orsaka skador på såväl den odlade fisken som det lokala ekosystemet. Odlingen kan också bidra till en försämrad vattenkvalitet i sin omgivning genom att tillgången av lösta näringsämnen blir större och därmed ge en ökad algproduktion. Den ökade algproduktionen skall i sin tur brytas ner och kan i förlängningen bidra till syrebristproblematiken.
Det finns ett antal modeller som är specifikt utvecklade för fiskodlingar i öppna kassar och de tar i olika hög grad upp den beskrivna problematiken. Rapporten innehåller detaljerade genomgångar av några av modeller för att visa på styrkor och svagheter kring olika angreppsätt. Den innehåller också sammanfattningar av några vanligt förekommande modeller som använts internationellt vid bedömning av fiskodlingars miljöpåverkan. För att minska den negativa påverkan på vattenmiljön från har det också utvecklats recirkulerande system för odling. Rapporten tar inte upp belastning från den typen av fiskodlingar. Om utsläppen från ett sådant system är känt kan dock vattenkvalitetsmodeller användas för att se effekten av utsläpp från en punktkälla.
Rapporten sammanfattar ett antal vattenkvalitetsmodeller för sjöar, vattendrag, kust och hav. En vattenkvalitetsmodell behöver inte nödvändigtvis vara utvecklad för att beskriva konsekvenser av fiskodlingar men bör kunna hantera frågeställningar som uppkommer vid bedömningar av övergödningsrisk vid utsläpp från en punktkälla. Den behöver därför kunna simulera parametrar såsom förändringen av näringsämneskoncentrationer, primärproduktion, siktdjup och syrgashalter på olika nivåer i vattenmassan. Modeller för den här typen av uppskattningar finns också i olika komplexitetsgrad och för olika skalor i tid och rum.
Vid modellering är en god tillgång till observationer en förutsättning för pålitliga modellresultat och behövs såväl för att driva och kalibrera modellen som för validering av modellresultaten. Det är viktigt att tillgängliga data håller god kvalitet. En noggrann analys och beskrivning av den tillgängliga databasen hjälper därmed till att bedöma tillförlitligheten av modellsimuleringarna.