Tidskriften Skärgård

nr 2/2007 - Årgång 30
Tema: Världsnaturarvet - en hedersbetygelse

Dikning i gammal havsbotten – en lång sur historia

TEXT: ROBERT SUNDSTRÖM & PETER ÖSTERHOLM

Flera vattendrag i Österbotten har en usel vattenkvalitet; de är svårt försurade och bär på höga metallkoncentrationer. Av den ursprungliga artrikedomen finns endast en liten del kvar. Orsaken till detta är dikningsverksamhet för jordbruksändamål – det handlar om sura sulfatjordar.

Från havsbotten till problemjord

Då inlandsisen smälte bort för ca 10000 år sedan lättade trycket på jordskorpan och marken började stiga upp ur havet. Finlands areal växte. Tack vare landhöjningen har finkorniga jordar väl lämpade för odling hamnat ovan om havsytan och blivit tillgängliga för människans ”klor”. Ännu för ca 400 år sedan var dessa finkorniga jordar nästan uteslutande överlagrade av torv och bildade myrar eller utgjorde sjöbotten. För att stilla hungern efter åkermark har man sänkt vattenståndet i sjöar och omvandlat myrar till odlingsbar jord.

Endel finkorniga jordar som tidigare utgjort havsbotten kan innehålla rikliga mängder av grundämnet svavel. Om svavlet kommer i kontakt med luftens syre genomgår jorden en kraftig försurning. Då svavlet i jorden oxiderar bildas nämligen den starka syran svavelsyra och jordens pH-värde sjunker under 4. En sur sulfatjord bildas. Dikning för jordbruksändamål är den överlägset viktigaste åtgärden som bidragit till bildning av sura sulfatjordar. Som en följd av en kombination av en kraftig landhöjning och en omfattande dikningsverksamhet finns den största sulfatjordsförekomsten i Österbotten. Det är viktigt att notera att landhöjning i sig inte bidrar till bildning av sura sulfatjordar. Utan antropogen påverkan finns den svavelrika leran nästan utan undantag i grundvattenzonen begravd under ett tjockt lager av torv eller på bottnen av sjöar.

Den sura (sulfat-) jorden medför inte enbart problem för odlaren. Dess avrinningsvatten, som består av en mix av syra och metaller, är av mycket dålig kvalitet. Vattendragen lider.

En allt effektivare torrläggning

I det tidiga jordbrukssamhället var det mödosamt att gräva diken. Det enda redskapet man hade till förfogande var spaden vilket gjorde att man försökte hålla sig med så få diken som möjligt. Dikningsverksamheten blev emellertid successivt intensivare. Under 1800-talets senare hälft accelererade dikningsaktiviteten märkbart. Maskinernas intrång i samhället och behovet av ny åkermark under efterkrigstiden var faktorer som gjorde dikningsaktiviteten än mer intensiv under 1900-talet. Allteftersom dikningsverksamheten intensifierats har arealen sura sulfatjordar ökat. Liksom i övriga Finland var dikningsaktiviteten i Österbotten som livligast på 1960- och 70-talen och det blev allt mera populärt att torrlägga åkern med täckta diken (täckdikning).

Anledningen till att man anlägger täckdiken, som ligger på större djup än öppna diken, är att man vill effektivera dräneringen och undvika en uppspjälkning av jordbruksmarken, vilket är opraktiskt för den maskinella odlingen. Ur odlingssynpunkt medför täckdikning på sura sulfatjordar ytterligare en fördel i och med att det stora torrläggningsdjupet förhindrar att surt kapillärvatten under torra perioder sugs upp i odlingsskiktet. Ur miljösynpunkt, däremot, är täckdikning i sura sulfatjordar ett dåligt alternativ; ett ökat oxidationsdjup betyder en mäktigare sur jordprofil och ett ökat läckage av syra och metaller.

Den sura sulfatjordens egenskaper

För att med framgång kunna bedriva odling på en sur sulfatjord krävs rejäla tillsatser av kalk. Nedanom odlingsskiktet förblir jorden sur och ständigt pågående oxidationsprocesser leder till ett kontinuerligt läckage av syra, och av i jorden frigjorda metaller. Bäckar, åar och älvar som mottar dräneringsvatten från områden med sura sulfatjordar är med andra ord utsatta för hårda prövningar. Belastningen från den sura sulfatjorden är inte ett tillfälligt fenomen som inträffar i samband med (diknings-) åtgärden som luftar jorden. Läckaget av syra och metaller fortgår så länge det finns svavel kvar i den dränerade jorden. Den sura sulfatjorden blir ungefär lika gammal som människan, det vill säga närmare 100 år. Genom att man torrlägger svavelrik lera skapar man sig med andra ord ett långvarigt miljöproblem. Läckaget är heller inte lika stort varje år. Det varierar från år till år beroende på variationer i den hydrologiska cykeln.

Metaller i stora mängder

Redan under 1900-talets första hälft kände man till att dräneringsvattnet från den sura sulfatjorden innehöll stora mängder aluminium. I slutet av 1900-talet avslöjades att metallbelastningen från den sura sulfatjorden handlade om mycket mera än aluminium. Fruktade metaller som kadmium, nickel, zink, beryllium, kobolt och litium uppträder i väldigt höga koncentrationer i bäckar, åar och älvar nedströms sura sulfatjordar. Renare produktionsmetoder och utsläppsbegränsningar i beslut utfärdade av myndigheter är faktorer som fått de industriella metallutsläppen i vattenmiljön att stadigt sjunka sedan 1970-talet (början av 1980-talet). Den sura sulfatjorden är idag en betydligt större utsläppskälla för flera metaller till vattenmiljön än den sammanlagda finländska industrin. För en lekman kan det vara svårt att förstå att metaller som frigörs från sin naturliga källa, jorden, och därigenom hamnar ut i vattendrag kan vara förorenade. Det är faktiskt så att metaller frigjorda från den sura sulfatjorden hamnar ut i åar och älvar i dess mest förödande form, upplöst i joner, vilket innebär en hög biotillgänglighet.

Metallbelastningen framträder mycket väl i de österbottniska åmynningarna. Var metallerna slutligen hamnar vet man med säkerhet inte. En del av metallerna fälls ut då det sura vattnet möter havsvatten med högre pH-värde, och bildar bottensediment i mynningsområden i den österbottniska skärgården. Detta är inte alla metallers öde. En del av metallerna hamnar med all säkerhet ut i Bottniska vikens känsliga ekosystem.

Fisken dör

I slutet av år 2006 rapporterade massmedia om fiskdöd i Österbottniska vattendrag. Några rubriker löd: ”Hemskt att bara kunna titta på” (JT 22.11), ”Fiskdöd i Perho å” (ÖB 24.11), ”Vatten kväver fisk vid Vörå ås mynning” (Vbl 1.12), ”Fisken dör i sura Larsmosjön” ”Katastrofen ett faktum i Larsmosjön” (JT 11.12), ”Hundratals kilo död fisk bärgades” (JT 11.12). Boven i dramat var den sura sulfatjorden. En lång torr period åtföljd av kraftiga regn hade effektivt sköljt ut syra och metall från utdikad gammal havsbotten. Fiskdöden 2006 var ingen ny företeelse. Motsvarande fiskdöd har inträffat med jämna mellanrum i Österbotten under 1900-talet. Exempelvis gjorde sig den intensiva dikningsperioden under efterkrigstiden till känna i slutet av 1960-talet då tiotal ton fisk, med dödlig utgång, föll offer för surt och metallrikt vatten från sura sulfatjordar. Belastningen från den sura sulfatjorden lyftes då, för första gången, fram som ett miljöproblem. Dikningsaktiviteten fortsatte emellertid oförändrad, d v s ekologiska värden fick ge vika för dikningsbehovet.

Den sura sulfatjorden och det problematiska sulfatjordsvattnet har länge varit kända. Exempelvis i en vetenskaplig artikel från 1944 antyder professor E. Kivinen att det finns ett samband mellan sura sulfatjordar och fiskdöd.

Avrinningsvattnet från den sura sulfatjorden gjorde skador i vattendrag redan på 1800-talet. Den sannolikt första fiskdöden orsakade av sura sulfatjordar inträffade år 1834 i Kyro älv där den rinner genom Merikart by i Lillkyro. Då var man givetvis helt omedveten om den sura sulfatjordens existens och man förundrades över varför fisken dog. En husbonde som gjorde en teckning av händelsen skriver att vattnet är så klart att man kan se bottnen även på de djupaste ställena i älven och att man kan fånga fisken med ”bara händerna”. Idag vet vi att det var torrläggning av gammal havsbotten som låg bakom fiskdöden. Det klara vattnet kännetecknar dräneringsvatten från den sura sulfatjorden.

Prioriteringar och framtiden

Dikning för odlingsändamål har genom gångna sekel utgjort en viktig hörnsten i det finländska samhällsbyggandet. Tiderna har emellertid förändrats, och jordbrukssektorn har under de senaste decennierna genomgått en stor strukturomvandling. Trots att åkerbrukets tidigare så betydelsefulla funktion i samhället successivt har försvagats har man fortsatt att värdera dikningsaktivitet mycket högt. Fortfarande utförs arbeten på gammal havsbotten som blottlägger ”nya” svavelreservoarer. En effektivare dränering kräver också att man muddrar (förstorar) åar och älvar för att ge större flödeskapacitet. Utöver att muddringsarbetena ger tillfälliga sur- och metallshocker så leder den ökade flödeskapaciteten till att det förorenade vattnet sprids allt längre ut i skärgården.

Någon patentlösning för att minska belastningen från de sura sulfatjordarna finns tillsvidare däremot inte. Med beaktande av de kvalitetsmål som EU:s vattendirektiv (2000/60/EG) ställer på ytvattenförekomster (vattendrag, sjöar etc) är det nödvändigt att tänka om, hur man i framtiden brukar jordar rika på svavel.

Referenser:

Roos, M. 2006. Hydrochemical characteristics of boreal and tropical surface and ground waters affected by acid sulphate soils. Doktorsavhandling, Institutionen för Biologi och Miljövetenskap, Höskolan i Kalmar, 42 s.

Sundström, R. 2005. Läckage av syra och metall från finländsk jordbruksmark –En naturvetenskaplig och juridisk granskning. Doktorsavhandling, Institutionen för geologi och mineralogi, Åbo akademi, 27 s.

Åström, M. 1996. Geochemistry, Chemical Reactivity and Extent of Leaching of Sulphide-bearing Fine-grained Sediments in Southern Ostrobothnia, Western Finland. Doktorsavhandling, Institutionen för geologi och mineralogi, Åbo Akademi, 44 s.

Österholm, P. 2005. Previous, current and future leaching of sulphur and metals from acid sulphate soils in W. Finland. Doktorsavhandling, Institutionen för geologi och mineralogi, Åbo Akademi, 35

Artikelförfattarna

Robert Sundström bedriver post.doc forskning vid Åbo Akademis geologiska institution. Fokus i hans post.doc forskning är ställt på juridiska aspekter av belastningen från de sura sulfatjordarna. Han slutför även för tillfället sin magisteravhandling vid rättsvetenskapliga institutionen vid Åbo Akademi.

Peter Österholm är universitetslärare och leder forskargruppen i miljögeokemi vid samma institution vid Åbo Akademi. Han har under flera år forskat i utsläpp av syra och metaller från sura sulfatjordar.

Adress: Domkyrkotorget 1, 20500 Åbo
Tfn 02-2154874 (Robert) rsundstr@abo.fi Tfn 02-2154509 (Peter) posterho@abo.fi