sur sulfatjord

Sur sulfatjord syftar på flera typer av svavelhaltig sedimentjord som kan orsaka försurningsproblem vid oxidation i kontakt med syre. Försurningen, som orsakas av svavelsyra (H2S04), bidrar till att lösa upp och laka ur ämnen i jorden som annars skulle varit kemiskt bundet till jordartens mineral. Potentiellt sur sulfatjord bildas genom en naturlig process i grunda och syrefattiga bottensediment i brack- och havsvatten. Efter att den senaste inlandsisen drog sig tillbaka från nuvarande Bottenviken för cirka 10000 år sedan täcktes nordliga kustområden under en period av det så kallade Littorinahavet. Där bildades syrefattiga sediment och syrefria bottnar vid avsättning av organiskt material, t ex döda plankton och alger. Detta ledde till att järn tillsammans med svavel (sulfider) bildade så kallade järnsulfidmineral som lagrades i bottensedimenten. Processen styrs av mikrober som producerar sulfider under syrefria förhållanden där det finns tillgång till organiskt material som energikälla, samt sulfater (SO4-2) och järn (Fe3+ / Fe2+) för reduktion . På grund av landhöjningen ligger nu stora områden med dessa sediment ovan havsnivå, men utfällningarna av järn och svavel har bevarats i reducerade sediment. Pyrit, eller svavelkis, (FeS2) är ett av de vanligast förekommande svavelhaltiga mineral som återfinns i sulfidjordar och potentiella sura sulfatjordar, men även monosulfider som greigit och mackinavit förekommer. Vid syresättning oxiderar dessa mineral vilket leder till lägre pH till följd av frigjorda vätejoner. Utöver de här postglaciala avlagringarna finns en annan potentiellt försurande mineraltyp dvs. berggrundens prekambriska grafit- och sulfidhaltiga svartskiffrar som ursprungligen bildats av anaeroba gyttjehaltiga lersediment på havsbottnar . Då sulfidhaltiga sediment, efter en sänkning av grundvattennivån kommer i kontakt med luftens syre, oxideras sulfiderna och efter komplicerade kemiska reaktioner bildas slutprodukterna svavelsyra (H2S04) och ferrihydroxid (Fe(OH)3. När järn och svavel oxiderar kan pH-värdet i jorden sjunka till 3,5-4. Reaktionen för sulfidoxidation: 1. * 2. * Sulfidbildning under reducerande förhållanden: 1. * 2. * Sur sulfatjord innehåller – eller har innehållit –sulfidhaltiga skikt. I naturligt, ostört tillstånd är den här jordtypen vattenmättad och de sulfidhaltiga skiktens pH-värde (surhetsgrad) så gott som neutralt. I naturtillstånd benämns de här ostörda skikten potentiellt sur sulfatjord. Då de här skikten oxiderats, som följd av exempelvis dikning, övergår sulfidsvavlet till svavelsyreform (sulfat), som medför en kraftig försurning och urlakning av metaller ur sulfatjordsskiktet. I det här fallet talar vi om aktiv sur sulfatjord. Under de oxiderade markskikten kan det fortfarande finnas neutrala opåverkade sulfidhaltiga markskikt. Ett sulfidhaltigt markskikt är ett sediment eller markskikt som innehåller påfallande stora mängder sulfidmineraler, en sulfidhalt på ≥0,01%. Om sulfidhalten inte analyserats, kan sulfidskikt bestämmas med: 1. * totalsvavelhalt på ≥0,01% och 2. * med upprepade analyser med pH-bestämningar av markprover som fått stå i kontakt med luftens syre (inkubation). Om pH-värdet sjunker till < 4,0 efter en inkubationsperiod på flera veckor, klassificeras marken som potentiellt sur sulfatjord. Ett typiskt sulfidhaltigt markskikt består av fina, sorterade jordarter eller gyttja, med totala svavelhalter som är större än 0,2%. Dessutom kan även markskikt med grövre textur alstra försurning efter oxidation om deras totalsvavelhalt överstiger 0,01%. I jordmånsprofiler på åkermark kan man urskilja ett tydligt oxidationsskikt färgad av roströda järnutfällningar ovanför grundvattenytan och lägre ner, under grundvattennivån, ett opåverkat mörkgrått sulfidskikt. Längs Bottniska vikens kustland kan de också identifieras genom deras karakteristiska lukt, som yppar sig som en tydlig lukt av svavelväte. I skogsdikningsområden påträffas aktiv sur sulfatjord med dess kännspaka röda eller bruna utfällningar mest under gamla dikesbottnar eller i dikesslänter och dikesrenar dvs. där dräneringseffekten har varit störst.