Naturligt frigörs fosfor från vittrande mineral och vid nedbrytning av biologiskt material. En stor del av den naturliga fosforn som tillförs är bundet till humusämnen. Bland de mänskliga källorna finns bland annat läckage från jordbruksmark och skogsbruk, industrier, enskilda avlopp och dagvatten. Andra viktiga näringsämnen som följs är kväve och kisel.
Inom miljöövervakningen mäts dels den totala mängden fosfor, dels mängden lättillgängliga fosfatjoner. I svenska sjöar och vattendrag är det oftast tillgången på fosfor som begränsar tillväxt av växtalger och bakterier, vilka utgör grunden i den akvatiska näringskedjan. Eftersom humusämnen är en naturlig källa till fosfor mäts även dessa med absorbansen för att ge underlag till att beräkna bakgrundshalten.
Ibland blir det ingen förbättring trots att belastningen minskat på sjön. Det kan bero på att det läcker ut fosfor från sedimenten som samlats där när belastningen var högre, och som åter blir tillgängligt för växtplankton och bakterier. Detta brukar kallas för intern belastning, till skillnad från den externa belastningen, som är den näring som tillförs utifrån.
Inom miljöövervakningen analyserar man den totala mängden kväve i ett vatten och mängden lättillgängliga kvävejoner i form av nitrat, nitrit och ammonium. Till skillnad från fosfor finns det oftast relativt god tillgång på kväve i sjöar och vattendrag, framför allt genom tillförsel från kringliggande mark.
Kvävefixerande cyanobakterier omvandlar ren kvävgas som finns i luften och vattnet till ammonium, och gör det därigenom tillgängligt för andra organismer.
Lättillgängligt kväve tillförs också i form av föroreningar från bland annat förbränningsmotorer och genom elektriska urladdningar i atmosfären. I vissa fall kan brist på lättillgängligt kväve begränsa tillväxten i sjöar och vattendrag.
Det gäller dels kraftigt övergödda vatten, men också näringsfattiga vatten i norra Sverige där kvävedepositionen är låg. Annars är det är framförallt ute i havet som kväve har en begränsande roll.
Kisel är ett viktigt näringsämne för framför allt kiselalger och tas lättast upp i form av silikat. Kisel frigörs från vittring i marken och halterna avspeglar hur lättvittrad mineraljorden är och hur långt vattnet färdats genom marken som grundvatten innan det når ytvattnet. Halterna påverkas också av upptaget från både fastsittande och frilevande kiselalger.
Aktuellt tillstånd
För hela Sverige står den naturliga tillförseln av fosforbelastningen till sjöar och vattendrag för cirka 70 procent av den totala belastningen. Av tillskottet från oss människor står läckaget från jordbruksmarken för cirka hälften. Enskilda avlopp står för en femtedel medan dagvatten och avloppsreningsverk står för en tiondel vardera. Industriutsläpp och fiskodlingar står bara för en tjugondel vardera. Mycket näringsrika sjöar återfinns därför främst i södra Sveriges jordbrukslandskap och tätbefolkade områden, det vill säga vanligen långt ner i vattensystemen och nära kusterna där förutsättningarna för jordbruk är bäst och där merparten av befolkningen bor. Många städer och industrier har utsläpp direkt till havet, vilket innebär att antalet punktkällor som belastar havet är högre än det antal som belastar sötvatten. Enstaka sjöar med höga fosforhalter kan finnas även långt norrut. Det kan bero på lokal förekomst av fosforhaltiga mineraler i området runt sjön eller att det rör sig om grunda myrsjöar med höga halter organiskt material.
Fosforhalten har minskat i många övergödda sjöar och vattendrag tack vare lyckade åtgärder för att minska övergödningen. Samtidigt minskar även fosforhalterna i många näringsfattiga sjöar och vattendrag i fjäll samt skogslandskap. Denna “undergödning” eller oligotrofiering är negativ och kan leda till minskad biologisk mångfald och produktion av till exempel fisk i berörda vatten. Det är inte säkert vad oligotrofieringen beror på, men troligen hänger den samman med klimatförändring och med minskat nedfall av förorenande ämnen.