Här får du veta hur sur sulfatjord bildas och vad som skiljer potentiell från aktiv sur sulfatjord.
I både Sverige och Finland finns finkorniga ler- och siltjordar vilka innehåller sulfidmineral. Dessa förekommer främst i kust- och strandområden som genom landhöjningen stigit ur havet. Sulfidmineralen har bildats när dessa områden täcktes av vatten och döda alger och plankton föll ner till botten. I den syrefria miljö som då uppstod reagerade järn med svavel varvid dessa sulfidmineral bildades. Landet har sedan stigit ur havet men så länge jordarna inte exponeras för luft är sulfidmineralen stabila. Den typen av jord är ofta svart eller mörkgrå och kallas för potentiell sur sulfatjord. Om en sådan jord kommer i kontakt med syre och oxiderar kan pH sjunka drastiskt och den kallas då för aktiv sur sulfatjord. Sådana jordar kan påverka omgivande vatten negativt.
I samband med byggprojekt och när man odlar upp jorden sänks ofta grundvattenytan i dessa områden genom utdikning, det vill säga att man gräver diken för att sänka grundvattennivån. Det som händer då är att sulfidmineralen i den potentiellt sura sulfatjorden exponeras för luft, oxiderar och bildar sulfat. Markens pH sjunker då kraftigt. Jordarna som bildas brukar kallas för aktiv sur sulfatjord.
Vid kraftiga vattenflöden kan ett flertal, för miljön skadliga, metaller mobiliseras från de aktiva sura sulfatjordarna. Miljön i de omgivande vattnen kan påverkas negativt. De får periodvis lågt pH och höga koncentrationer av vissa metaller.
Potentiell sur sulfatjord som förekommer i Sverige utgörs av sulfidhaltiga sediment vilka i de flesta fall har avsatts i bräckt vatten på Östersjöns botten och som därefter torrlagts genom landhöjningen som pågått sedan den senaste istiden. Sedimenten har i vissa fall avsatts för flera tusen år sedan på stort vattendjup och i andra fall i grunda skyddade vikar. I Sverige är landhöjningen störst längs Norrlandskusten vilket förklarar varför sur sulfatjord är vanligt förekommande i det området. Sulfidhaltiga sediment kan även avsättas i sjöar och förekommer därför i hela landet.
Sedimenten innehåller organiskt material som oxideras av bakterier. I första hand använder bakterierna syre vid oxidationen men när syret tar slut reduceras istället sulfat till sulfid och trevärt järn reduceras till tvåvärt. Järn och sulfid kan sedan reagera varvid järnsulfider bildas (se faktarutan). Längs Norrlandskusten utgörs sulfiderna ofta av järnmonosulfider vilka färgar sedimenten svarta. Längre söderut i Sverige är sulfidmineralet pyrit vanligare, vilket inte ger jorden den karaktäristiska svarta färgen. Sulfidmineral är relativt stabila i syrefattiga miljöer där de inte kan oxidera. Potentiell sur sulfatjord förekommer främst i terrängens lägsta partier där grundvattenytan är belägen nära markytan. Om sådana områden inte påverkas av diken eller annan markanvändning kommer de att utgöra våtmarker där potentiell sur sulfidhaltigt sediment med tiden kommer täckas av ett torvlager.
I sediment som avsätts på botten av sjöar och hav bryts organiskt material ner av bakterier som i första hand använder syre för att bryta ner, oxidera, det organiska materialet. När syret tar slut börjar bakterierna använda sulfat (SO42+) och trevärt järn (Fe3+) vilka reduceras och kan reagera med varandra och bilda järnsulfider, till exempel monosulfider (FeS) och pyrit (FeS2). I många fall bildas monosulfider (FeS) som ger sedimenten en karaktäristisk svart färg. Under vissa förhållanden kan dessa monosulfider reagera med svavel och bilda pyrit. Det är dessa sulfidmineral, vilka om de oxiderar, kan ge upphov till de låga pH-värden som kännetecknar aktiv sur sulfatjord.
Illustrationen visar en tänkbar miljö där potentiell sur sulfatjord avsätts på botten av Östersjön, det svarta lagret. Sulfidmineralen bildas då organiskt material i en syrefri miljö bryts ner bakteriellt (se faktarutan). Ofta har de sulfidhaltiga sedimenten en svart färg. Längre fram i handledningen kommer du att se hur området ovan kan förändras då det torrläggs genom landhöjningen. Illustration: Magdalena Thorsbrink.
Om potentiell sur sulfatjord exponeras för luftens syre oxiderar den vilket leder till att aktiv sur sulfatjord bildas (se faktarutan). Det är denna oxidation av sulfidmineral som är orsaken till de miljöproblem som förorsakas av sur sulfatjord.
Aktiv sur sulfatjord (se figuren nedan) bildas främst då grundvattennivån sänks artificiellt genom dikning av våtmarker. Sänkningen av grundvattennivån leder till att den utdikade jorden torkar varvid öppna spricksystem uppstår. Luft kan då relativt enkelt tränga ner i jorden via dessa sprickor vilket påskyndar oxidationen av sulfidmineral. Då den mörkfärgade, ofta svarta, sulfidjorden oxiderar får den en ljusare färg och det bildas rostutfällningar.
Dessutom kan vatten lätt rinna ner genom sprickorna vilket gör att surt metallrikt vatten snabbt kan röra sig från de sura jordarna ut till omgivande vatten. De sulfidhaltiga sedimenten innehåller inte högre halter av metaller än andra finkorniga jordar. Orsaken till att metaller lakas ut från aktiv sur sulfatjord är att mineralen i jorden utsätts för en kraftig kemisk vittring vid de låga pH-värden som uppkommer i jorden, vilket leder till att för miljön skadliga ämnen går i lösning och därefter kan läcka ut från jorden. I samband med exempelvis snösmältningen eller kraftiga regn transporteras surt metallrikt vatten ut från aktiv sur sulfatjord vilket kan förorsaka så kallade surstötar, vilket i vissa fall kan leda till fiskdöd. Det är speciellt stor risk att sådana surstötar uppstår efter en period med torka då grundvattenytan stått lågt och syre trängt djupt ner i marken. I vissa områden, till exempel i Uppland, förekommer sulfidjord som innehåller kalk som buffrar den surhet som uppstår då sulfidmineralen oxiderar. Sådan sulfidjord benämns därför inte potentiell sur sulfatjord.
Exempel på en aktiv sur sulfatjord och hur pH-värdena i den kan se ut. Aktiv sur sulfatjord har pH under 4 medan pH i underliggande sulfidhaltiga potentiellt sur sulfatjord ligger över 7. Mellan den aktivt och den potentiellt sura jorden finns en övergångszon där pH-värdet ökar ju längre ner man kommer. I områden med jordbruksmark har ofta det allra översta jordlagret ett högre pH än underliggande jord eftersom marken kalkats. Illustration: Magdalena Thorsbrink.
Eftersom ler- och siltjordar är lämpade för jordbruk har potentiell sur sulfatjord i många områden dikats varefter aktiv sur sulfatjord bildats. Idag är etablering av ny markavvattning ovanligt i Sverige men täckdikning, dikesrensning och skyddsdikning kan leda till att potentiell sur sulfatjord exponeras för syre.
Efter dikning av torvmarker sjunker torvlagren långsamt ihop och oxiderar med tiden bort helt, vilket leder till att diken måste fördjupas för att markavvattningen ska fortsätta. I de fall torven har potentiell sur sulfatjord under sig kan den då exponeras för luft. Det innebär att ny aktiv sur sulfatjord kan bildas även i områden som varit dikade under en längre tid.
Även om helt ny markavvattning idag är ovanlig förekommer den i samband med till exempel etablering av torvtäkt, och det är i sådana fall viktigt att fastställa att potentiell sur sulfatjord inte riskerar att exponeras för luft.
Dessutom kan potentiell sur sulfatjord exponeras för luft i samband med byggnationer och vid muddring av farleder. Muddermassor från sjöar och hav kan innehålla relativt höga halter av, för miljön, skadliga metaller och miljögifter och det är därför av speciellt stor vikt att dessa massor hanteras på ett sätt så att man undviker läckage av surt, metallhaltigt vatten.
För att undvika en markanvändning som leder till att potentiell sur sulfatjord exponeras för luft är det viktigt att det finns planeringsunderlag som visar var i landskapet som aktiv och potentiell sur sulfatjord förekommer. SGU har tagit fram kartunderlag som kan användas för sådan planering. Se avsnittet Var finns sur sulfatjord?
Senast ändrad 2019-08-26