DOI: 10.5878/ms33-dh85
title: Trends in groundwater chemistry across Sweden during 1980−2020
title: Trender i grundvattenkemi i Sverige mellan 1980 och 2020

description: This dataset contains medians, linear trends and change points in groundwater chemistry across Sweden during 1980-2020. Water chemical parameters include measured pH, alkalinity, concentrations of base cations and acid anions, dissolved oxygen, dissolved silica, total organic carbon, groundwater temperature, groundwater level, as well as dissolved inorganic carbon and carbon dioxide calculated using carbonate equilibrium equations based on pH, alkalinity and temperature. The statistics are calculated from a total of 5745 sampling occasions for 55 groundwater wells or springs that are part of the National Groundwater Chemistry Monitoring program run by the Geological Survey of Sweden. Included is also background information on the sampling locations. The aim with this data compilation is to evaluate effects of environmental changes on groundwater carbon cycling.

Given are medians and linear trends (Theil sen slopes, incl. p-value), change points in trends and numbers of observation of dissolved inorganic carbon, carbon dioxide, pH, alkalinity, total organic carbon, base cations (Ca, Mg, K, Na), acid anions (Cl, SO4, NO3), ammonium, dissolved silica, dissolved oxygen, groundwater temperature and groundwater level. Medians and linear trends are also given for transformations (Pivot coordinates) of the above listed water chemical variables that account for the compositional nature of the data (Templ et al. 2011). Additionally, site specific information is given, including site name / ID, geographic coordinates, bedrock type, aquifer type and well depth. Dissolved inorganic carbon and carbon dioxide is calculated using carbonate equilibrium equations based on alkalinity, pH and water temperature, using the R package "phreeqc" (Charlton and Parkhurst 2011). Trends are calculated for the periods 1980-2000, 2000-2020 and 1980-2020 using the R package "rkt" (Marchetto 2021). Break points are calculated using the R package "segmented" (Muggeo 2008). Pivot coordinates are calculated using the R package ‘robCompositions’ (Templ et al. 2011). The raw data is openly available at Swedish Geological Survey (SGU 2022a,b). The data was downloaded on 2021-10-03.

References:
Charlton, S. R. & Parkhurst, D. . Modules based on the geochemical model PHREEQC for use in scripting and programming languages: Computers & Geosciences, v. 37, p. 1653-1663. (2011)
Marchetto, A. rkt: Mann-Kendall Test, Seasonal and Regional Kendall Tests. R package version 1.6. Available at: https://CRAN.R-project.org/package=rkt. (2021).
Muggeo, V. M. R. segmented: an R Package to Fit Regression Models with Broken-Line Relationships. R News, 8/1, 20-25. Available at: https://cran.r-project.org/doc/Rnews/. (2008).
SGU. Data från miljöövervakning av grundvatten, öppna data (Groundwater environmental monitoring data, in Swedish). Available at: https://www.sgu.se/produkter/geologiska-data/oppna-data/grundvatten-oppna-data/miljoovervakning-av-grundvatten/. (2022a). 
SGU. Data om grundvattennivåer (Groundwater level data, in Swedish). Available at https://www.sgu.se/grundvatten/grundvattennivaer/ladda-ned-grundvattendata/. (2022b). 
Matthias Templ, Karel Hron, P. F. robCompositions: an R-package for robust statistical analysis of compositional data. v. 2.3.1. in Compositional Data Analysis. Theory and Applications (eds. Pawlowsky-Glahn, V. & Buccianti, A.) 341–355 (John Wiley & Sons, 2011).
description: Det här datamaterialet innehåller median värden, linjära trender och brytpunkter i grundvattenkemi i Sverige mellan 1980 och 2020. Vattenkemiska parametrar är mätt pH, alkalinitet, koncentrationer på baskatjoner, anjoner från syror, löst syre, löst kiseldioxid, total organisk kol, grundvattentemperatur, grundvattennivå, såväl löst anorganisk kol och koldioxid, beräknade utifrån karbonatjämviktsreaktioner. Statistiken baserar på 5745 provtagningar i 55 grundvattenrör eller källor som en del av Sveriges nationella program för övervakning av grundvattenkemin utförd av Sveriges Geologiska Undersökningen (SGU). Bakgrundsinformation om provtagningslokaler finns också med. Syftet med datamaterialet är att bedöma hur kolomsättningen i Sveriges grundvatten påverkas av miljöförändringar.

Datamaterialet innehåller median värden, linjära trender (Sen Theil slope, incl. p-värde), brytpunkter i trender och antal observationer för löst anorganisk kol, koldioxid, pH, alkalinitet, total organisk kol, baskatjoner (Ca, Mg, K, Na), katjoner från syror (Cl, SO4, NO3), ammonium, löst kiseldioxid, löst syre, grundvattentemperatur och grundvattennivå. Dessutom finns med information om provtagningslokalerna (namn / ID, koordinater, berggrund, akvifärtyp, rördjup). Median värden och linjära trender är också beräknade för transformationer (Pivot koordinater) av dem ovan nämnda ämnen. Transformationen tar hänsyn till att vattenkemiska koncentrationer är kompositorisk data. Löst anorganisk kol och koldioxid är beräknade utifrån alkalinitet, pH och vattentemperatur baserad på karbonatjämviktsreakterioner med hjälp av R paketet "phreeqc" (Charlton and Parkhurst 2011). Trender är beräknade för perioderna 1980-2000, 2000-2020 och 1980-2020 med hjälp av R paketet "rkt" (Marchetto 2021). Brytpunkter är beräknade med hjälp av R paketet “segmented" (Muggeo 2008). Pivot koordinater är beräknade med hjälp av R paketet "robCompositions" (Templ et al. 2011). Rådata finns tillgängligt genom Sveriges Geologiska undersökning (SGU 2022a,b). Datauttaget gjordes 2021-10-03.

Referenser:
Charlton, S. R. & Parkhurst, D. . Modules based on the geochemical model PHREEQC for use in scripting and programming languages: Computers & Geosciences, v. 37, p. 1653-1663. (2011)
Marchetto, A. rkt: Mann-Kendall Test, Seasonal and Regional Kendall Tests. R package version 1.6. Available at: https://CRAN.R-project.org/package=rkt. (2021).
Muggeo, V. M. R. segmented: an R Package to Fit Regression Models with Broken-Line Relationships. R News, 8/1, 20-25. Available at: https://cran.r-project.org/doc/Rnews/. (2008).
SGU. Data från miljöövervakning av grundvatten, öppna data (Groundwater environmental monitoring data, in Swedish). Available at: https://www.sgu.se/produkter/geologiska-data/oppna-data/grundvatten-oppna-data/miljoovervakning-av-grundvatten/. (2022a). 
SGU. Data om grundvattennivåer (Groundwater level data, in Swedish). Available at https://www.sgu.se/grundvatten/grundvattennivaer/ladda-ned-grundvattendata/. (2022b). 
Matthias Templ, Karel Hron, P. F. robCompositions: an R-package for robust statistical analysis of compositional data. v. 2.3.1. in Compositional Data Analysis. Theory and Applications (eds. Pawlowsky-Glahn, V. & Buccianti, A.) 341–355 (John Wiley & Sons, 2011).