På väg mot kontroll av de sura sulfatjordarna - Maa- ja ...

3. Bakgrund
I en år 1944 utgiven publikation av Erkki Kivinen förekom
antagligen för första gången begreppet alunjordar, dvs. sulfatjordar
(Kivinen 1944). Den engelskspråkiga etablerade
termen är ”acid sulphate soils”, vilket översatt är sura sulfatjordar.
Som namnet antyder karakteriseras sura sulfatjordar
av surhet och högre svavelhalt än normalt. I de djupare
lagren av dessa jordar finns sulfid, som oxideras till sulfat
när det kommer i kontakt med luftens syre. Samtidigt frigörs
vätejoner (H+), och slutresultatet blir svavelsyra (H2SO4).
Det finns åtminstone 24 miljoner hektar sura sulfatjordar, i
huvudsak i tropikerna, särskilt vid kusterna av Sydostasien
och Västafrika samt i Förenta staterna och Australien (Sullivan
2004). De största sulfatjordsförekomsterna i Europa
finns i Finland. Arealen av odlade sura sulfatjordar i Finland
uppgår enligt olika uppskattningar till 50 000–336 000
ha. Betydande förekomster finns särskilt i sydvästra och
västra Finland från Mynäjoki ända till Limingoviken. Största
delen av sulfatjordarna finns vid kusten på höjder under
60 m över havet, men ställvis finns de också på områden
som sträcker sig upp till höjder på 80–100 m över havet
(bild 1). Särskilt sura områden är gamla torrlagda sjöar.
Utdikningarna av sulfathaltiga marker har lett till försurning
av vattendragen i synnerhet vid den österbottniska kusten,
men också på andra ställen vid västkusten. De sura sulfatjordarnas
egenskaper har dokumenterats i Finland sedan
1910-talet. Tidigare kallades dessa på finska suolamaat
(saltjordar) eller alunamaat (alunjordar) på grund av att
man konstaterade att de sura aluminiumsalter som stiger
upp med kapillärvattnet på vissa områden är skadliga för
jordbruket (Aarnio 1922, 1937, Kivinen 1938a).
Sura sulfatjordar har uppstått på Östersjöområdet i huvudsak
under Litorina-skedet för 7 500–4 000 år sedan,
då havsvattnet var varmare och saltare än nu. Mikroberna
reducerade sulfatet i havsvattnet till sulfid och använde
då organiskt material som kol- och energikälla i det syrefattiga
eller syrefria bottensedimentet. Som en följd av
landhöjningen, torrläggning och översvämningsskyddsarbeten
har de sulfidlager som tidigare var vattenmättade
åtminstone tidvis kommit i kontakt med syre, varvid de
har börjat producera svavelsyra. Utöver i Litorinasediment
finns sulfidhaltiga jordar på svartskifferområden i Östra
Finland och i Kajanatrakten samt i Tavastland (Räisänen
och Nikkarinen 1999, Ruotsalainen 2007). I Norra Österbotten
finns svartskifferområden i synnerhet på Kiminge
skifferområde (Norra Österbottens miljöcentral och Kajanalands
miljöcentral 2008).
Ända till 1970-talet hade man den uppfattningen att sura
sulfatjordar var ett problem endast inom jordbrukspro-
8
duktionen. För att förbättra de sura odlingsmarkernas
odlingsskick rekommenderade man kraftig kalkning och
effektiv dränering av jorden och varnade för att sprida
sulfidhaltig dikesjord på åkrar (Kivinen 1938c, Purokoski
1959a). På detta sätt kunde man neutralisera de sura
ämnena i bearbetningsskiktet och minska surheten i de
djupare jordlagren genom att se till att de sura ämnena
sköljs ut i vattendragen. Genom en tillräckligt djup dränering
förhindrades att kapillärvatten som innehåller sura
beståndsdelar stiger upp i bearbetningsskiktet. Av de
sura sulfatjordarna, som i allmänhet är jämna och har
god struktur, har man på detta sätt fått högavkastande
odlingsmarker.
Oxidation sker främst på sommaren, och i marker som
täckdikats sker oxidation under torra perioder ända ner
till ett djup på 2–3 meter (Joukainen och Yli-Halla 2003).
Vid lågvattenföring transporteras vattnet långsamt genom
djupare jordlager, där det neutraliseras och bildar väl buffrat
vatten. Vid högvattenföring stiger grundvattennivån i
marken så att hålrummen i de lägre jordlagren fylls med
vatten, vilket leder till att syrefria (anaerobiska) förhållanden
uppstår i jorden. Den svavelsyra som bildats i det
omättade eller oxiderade jordlagret sköljs snabbt ut med
vattnet tillsammans med lösta metaller i täckdiken och
vidare ut i vattendrag. Vattnen är i allmänhet surast under
höst- och vårflödet, då regn- och smältvattnen sköljer
marken och transporterar surt vatten till vattendragen. De
sura dräneringsvattnen och höga halterna av metaller, i
synnerhet av aluminium, som löst sig i vattnet, har orsakat
fiskdöd och haft andra toxiska effekter i levande
organismer på många ställen längs västkusten. Fiskdöd
har förekommit framförallt under regnperioder efter torra
somrar, då grundvattenytan har sjunkit lågt och det har
bildats mycket svavelsyra.
Vid den österbottniska kusten har det tidvis förekommit
fiskdöd, i synnerhet från 1970-talet, och fiskbestånden
har minskat (Myllynen m.fl. 1997, Hudd och Leskelä 1998,
Hudd 2000). Sporadisk fiskdöd i Kyro älv har dokumenterats
redan från 1834. I vattendragen kan kritiska surhetsförhållanden
förekomma redan då några procent (2–5 %)
av avrinningsområdets areal består av sura sulfatjordar
(Rantala 1991). Att man har börjat täckdika sura sulfatjordar
har ökat belastningen från sura ämnen och metaller i
ytvattnen i dessa områden (Manninen 1972). Enligt Manninen
(1972) var svavelhalten i täckdikningsvattnen i området
kring Kyro älv 1,5–5 gånger så hög som i de öppna dikena
i närheten av dem. I ett fältförsök som gjordes i Limingo
konstaterades att det från en nyligen täckdikad sulfatjord,
där sulfidlagren fanns på ett djup av cirka en meter, kom
en till och med tiofaldig surhetsbelastning jämfört med en
jord med öppna diken (Palko 1988).