Försurning
Från Rilpedia
Försurning innebär att sura ämnen tillförs marker och vattendrag i högre takt än de bortförs eller neutraliseras. Den största källan till den antropogena försurningen i Sverige är förbränning av fossila bränslen. Kväveoxider och svaveldioxid är de två ämnena i avgaserna som försurar mest. En stor del av dessa ämnen förs med vindarna från land till land.
I naturen finns det också gott om naturliga försurningsprocesser, t.ex. upptag av växtnäring och nitrifikation. Sveriges humida klimat medför en naturlig urlakning av baskatjoner, vilket också är en försurande process.
Innehåll |
Orsaker till antropogen försurning
Fossila bränslen innehåller svavel som vid förbränning bildar svaveldioxid. Det kan i atmosfären delvis omvandlas till den starka syran svavelsyra. I större förbränningsanläggningar kan man med teknikens hjälp reducera svavelutsläppen. I Sverige måste oljeraffinaderierna sänka svavelhalten på bränslen för att utsläppen i mindre "anläggningar" som fordon och villapannor ska minska. I många andra länder och på världshaven använder man dock fortfarande bränslen med höga svavelhalter.
Kväveoxider bildas vid de flesta typer av förbränningar. Det är främst luftens eget kväve som är utgångsämnet, inte något ämne i själva bränslet. I atmosfären kan det övergå i den starka syran salpetersyra. Bensinbilens avgaskatalysator kan effektivt återföra kväveoxiderna till ren och ofarlig kvävgas. Dieselavgaser är ett betydligt svårare utgångsämne för en katalysator att bearbeta, så mycket av kväveoxiderna kommer ut i atmosfären. Ungefär 7%[1] av bilarna i Sverige saknar katalysator. För hela världen är siffran väsentligt högre.
Svavelsyran och salpetersyran förs med det försurade regnet ner till marker och vattendrag och orsakar försurning. Salpetersyrans nitratjoner är dessutom ett gödningsämne, så den bidrar samtidigt till övergödningen. Även svavelsyrans sulfatjon är ett potentiellt gödningsämne, även om svavelbrist är ganska sällsynt i naturen.
En försurad sjö är oftast ren och klar.[2]
Den som upptäckte försurningens storskalighet var agronom Svante Odén.
Naturliga försurningsprocesser
Växtnäringsupptag
Växternas upptag av näring är ofta försurande. Detta beror på att det måste vara laddningsbalans i marken. Om växten tar upp en katjon, måste den lämna katjoner i retur. De katjoner som lämnas i retur, är ofta vätejoner (oxoniumjon)er). Tar växten upp en kalciumjon (Ca2+), så måste växten lämna två vätejoner, för att upprätthålla laddningsbalansen i marken.
Olika växtnäringsförsök (bl.a. ramförsöket) har tydligt visat att vilken form av kväve som tas upp (nitrat eller ammonium), har en avgörande effekt på pH-värdet i marken. Om kväveupptaget huvudsakligen sker som ammonium, blir den naturliga försurningen betydande. Om däremot kväveupptaget huvudsakligen sker som nitrat, blir det totala växtnäringsupptaget svagt basiskt.
Nitrifikation
Nitrifikation, d.v.s. oxidationen av ammonium till nitrat är i sig en surgörande process, som huvudsakligen utförs av bakterier tillhörande släktena Nitrosomonas (ammonium till nitrit) och Nitrobacter (nitrit till nitrat). I oxidationsprocessens första steg bildas surgörande vätejoner.
Vid bortodling kan betydande mängder organiskt kväve först mineraliseras till ammonium, för att sedan nitrifieras till nitrat. Även en omfattande kvävefixering kan leda till en kraftig nitrifikation. När en del av det bildade nitratet sedan lakas ut, så sker en betydande försurning i marken och en betydande övergödning av havet.
Andra oxidationsprocesser i marken
Nästan alla redox-reaktioner i marken påverkar pH-värdet i marken. Vid oxiska förhållanden (höga pE-värden) i marken, sker många surgörande redox-reaktioner där olika ämnen reagerar med syrgas. En av det mest surgörande reaktionerna är oxidering av pyrit till svavelsyra. Pyrit bildas naturligt i jordar som avsatts i saltvatten.
Inverkan av vegetationen
Olika vegetationstyper ger upphov till olika sorters organiska syror, med skilda pKa-värden (syrakonstanter). Förnan från ädellövskog brukar ge klart högre pH-värden än förnan från barrskog. Detta är en viktig orsak till att basmättnadsgraden i barrskogsdominerande jordar blir lägre än på ädellövskogsdominerande jordar.
Inverkan av klimatet
Klimatet har en stor betydelse för markens pH-värde. I torra klimat sker en ansamling av lättlösliga salter i markens övre skikt. Många av dessa salter ger en tydlig basisk reaktion och innehåller mycket baskatjoner. I torrt klimat brukar det inte finnas något direkt lager av mull eller övrigt organiskt material.
I ett blött klimat med ett årligt nederbördsöverskott, lakas dessa lättlösliga salter ut, varpå både markens basmättnadsgrad och pH sjunker. Ju kraftigare nederbördsöverskott, desto kraftigare blir urlakningen av baskatjoner. Dessuom blidas ett mer eller mindre tjockt lager med organiskt material, t.ex. mår. Det organiska materialet innehåller många olika organiska syror, t.ex. humussysor och fulvosyror.
Diverse
Surhet mäts i pH. pH-skalan går från 0 till 14, 7 är neutralt. Under 7 är surt, och över 7 är basisk.
