Så undersöker du sur sulfatjord

Kartresurserna ger oss ett underlag för att se om det är sannolikt att sur sulfatjord förekommer i ett visst område. Men för att säkert veta måste man undersöka förhållandena på den aktuella platsen. Här är en checklista för hur man kan gå tillväga:

Hur ser terrängen ut?

Sur sulfatjord förekommer i terrängens lågpunkter där finkorniga jordar och torv kan förekomma. Sådana områden utgörs ofta av befintliga eller dränerade våtmarker (i vissa fall dränerade sjöar). Det är ofta flacka ytor där block och sten inte förekommer på markytan. Se även beskrivningarna av potentiell och aktiv sur sulfatjord tidigare i denna handledning.

Det här är sur sulfatjord

Som nämnts tidigare förekommer ofta sur sulfatjord i ler- och siltjordar. Ett sätt att bedöma om det förekommer sur sulfatjord på en viss plats är att undersöka och klassificera jordarna enligt den metodik som beskrivs längre fram i denna handledning. Komplettera gärna med analyser av svavel för att få en uppfattning om hur mycket sulfidmineral som jorden innehåller. Dessa analyser måste dock göras på material som provtagits under grundvattenytan. Detta eftersom svavlet ofta försvunnit från de oxiderade aktivt sura sulfatjorden. Även sandjordar med låga sulfidhalter kan bilda aktiv sur sulfatjord eftersom dessa har en mycket låg buffringsförmåga.

Genom att mäta jordens pH direkt i fält går det relativt snabbt att bestämma om det finns aktiv sur sulfatjord på en plats. För att bedöma om det finns potentiellt sur sulfatjord måste dock provet tas för vidare analys (se nedan). Om en förändrad markanvändning riskerar att leda till att jorden kommer oxidera ner till stora djup är det också viktigt att ta prover från olika djupnivåer. Halten sulfidmineral och jordens buffringsförmåga kan nämligen variera mellan olika djup.

Tänk också på skillnaderna mellan södra och norra Sverige. I södra Sverige är det exempelvis inte lika vanligt att potentiell sur sulfatjord är svartfärgad av monosulfider. Istället är pyrit ofta det dominerande sulfidmineralet. Det är även känt att det i vissa områden i södra Sverige finns sulfidjord med höga svavelhalter som inte är potentiellt sur eftersom den innehåller kalk. Dessutom kan egenskaper för potentiell sur sulfatjord variera lokalt inom ett visst område.

Hur ser diken och vattendrag ut?

Utfällningar av rost och aluminium i diken och mindre vattendrag kan indikera att sur sulfatjord förekommer i ett område. En hög elektrisk ledningsförmåga i dikesvatten verkar vara en bra indikator i sådana områden.

Så känner du igen sur sulfatjord

För att underlätta kartläggningen av sur sulfatjord har SGU, tillsammans med sin finska motsvarighet GTK, utvecklat en metodik och ett klassificeringssystem.

Många gånger kan aktiv och potentiell sur sulfatjord kännas igen direkt i fält. Ta gärna hjälp av bilderna nedan. Sulfidhaltig potentiell sur sulfatjord har ofta en svart eller mörkgrå färg (se bilderna nedan) men den kan också ha svarta band eller en grå färg. Kom dock ihåg att det förekommer svartfläckiga jordar med låga svavelhalter som inte blir sura efter oxidation och därför inte klassas som potentiellt sura. Dessutom finns det, framförallt i södra Sverige, sulfidhaltig potentiell sur sulfatjord som inte är svart eller mörkgrå. Orsaken är att jordarna i norra Sverige färgas svarta av monosulfider (FeS). Längre söderut domineras jordarna istället av pyrit (FeS₂) vilket inte färgar jorden svart.

Många gånger kan sulfidhaltig jord kännas igen eftersom den har en lukt som påminner om ruttet ägg.

Oftast innehåller de sulfidhaltiga jordarna en eller ett par procent organiskt material, vilket ibland ger jorden en grönaktig färg. I de fall sjösediment är sulfidhaltiga är halten organiskt material betydligt högre, vilket påverkar jordarnas fysikaliska egenskaper. De har exempelvis en betydligt lägre densitet jämfört med minerogena jordar (jordar med lite eller inget organiskt material). I många fall kan dessa organiska jordar ha fysikaliska egenskaper som påminner lite om den jäst man använder vid bakning.

Det finns även vissa sandjordar vilka utgör potentiell sur sulfatjord. Dessa innehåller mycket låga halter av sulfidmineral och organiskt material och kan, även om de ibland karaktäriseras av en mörkt grå färg, vara svåra att känna igen visuellt i fält. De kan dock vara möjliga att identifiera genom den karaktäristiska lukten av ruttet ägg. De kännetecknas av att pH sjunker kraftigt om de oxiderar.

Som nämnts tidigare finns det kalkhaltiga sulfidhaltiga jordar i södra Sverige som inte karaktäriseras av att pH sjunker vid oxidation. De klassificeras följaktligen inte som potentiell sur sulfatjord. Anledningen är att dessa jordar innehåller tillräckligt med kalk för att buffra den försurning som uppstår då sulfidmineralen oxiderar. Även dessa jordar kan vara svart/mörkfärgade av sulfidmineral. Ibland är det dock möjligt att se rester av snäck- och musselskal i dessa kalkhaltiga sulfidjordar.

Aktiv sur sulfatjord kännetecknas ofta av rikligt förekommande rostutfällningar och en mycket uppsprucken jord. Ibland förekommer det ljusgula sulfatmineralet jarosit som endast fälls ut vid pH-värden lägre än 3,7.

Titta även i diken som finns i anslutning till aktiv sur sulfatjord. Ibland är det möjligt att där hitta belägg för att sådan jord förekommer i närområdet. Många gånger kännetecknas dessa av rikliga förekomster av järnutfällningar eller så kan det sura vattnet i diket vara väldigt klart eftersom finpartiklar i vattnet klumpat ihop sig och sjunkit till botten. Ibland förekommer aluminiumutfällningar i vattnet vilket ger det en mjölkaktig karaktär. Detta beror på att aluminium faller ut då pH stiger i samband med att surt markvatten blandas med vatten med högre pH.

Sammanfattning – tecken på sur sulfatjord:

• Ofta svart eller mörkgrå färg (kan skilja sig mellan olika nivåer)
• Lukt som påminner om ruttet ägg
• Rostutfällningar
• Uppsprucken jord
• Kolla vattnet i kringliggande diken

Sulfidhaltiga svarta sediment är vanliga längs Norrlandskusten. Efter att ha exponerats för luft under ett par timmar bleknar de och pH sjunker markant och de kan därför klassificeras som potentiell sur sulfatjord.

 

Grå sulfidhaltiga sediment från lokalen Ersmark i Västerbotten. Hela provet ner till ett djup av 180 cm såg ut på detta sätt. Jorden mättes till pH 6,9 i fält och sjönk till pH 3,7 efter att ha oxiderat i laboratorium. Den klassificeras därför som potentiell sur sulfatjord.

 

Potentiell sur sulfatjord med karaktäristiska svarta band från lokalen Stockarsmyren i Norrbotten (innehåller 0,6 procent svavel).

 

Sulfidhaltig gyttjehaltig jord (potentiell sur sulfatjord) provtagen nära Mälaren. Dessa sediment har ofta en svagt grönaktig färgton. I södra Sverige karaktäriseras sällan potentiell sur sulfatjord av den svart färg som ofta är ett kännetecken längs Norrlandskusten. Orsaken är att jordarna i norra Sverige färgas svarta av monosulfider (FeS). Längre söderut domineras jordarna istället av pyrit (FeS2) vilket inte färgar jorden svart.

 

Aktiv sur sulfatjord i ett område med lergyttja nära Mälaren. I södra Sverige kännetecknas aktiv sur sulfatjord ofta av högre lerhalt och inte lika markanta spricksystem som i norra Sverige. Dock finns spricksystem med rikligt förekommande järnutfällningar även här.

 

Aktiv sur sulfatjord med potentiell sur sulfatjord under sig. Bilder är tagen på jordbruksmark i Djäkneboda, ca 30 km nordöst om Umeå i Västerbotten. A. Den övre delen av den aktivt sura sulfatjorden har en mer grynig karaktär än underliggande oxiderad jord vilket sannolikt är en följd av frostprocesser. B. Den undre delen av den aktivt sura sulfatjorden kännetecknas av markanta spricksystem där vatten lätt kan rinna igenom. C. Under den rostfärgade sura sulfatjorden syns, strax ovanför grundvattenytan, de svartgrå sulfidhaltiga sedimenten, vilka klassificerats som potentiell sur sulfatjord. Notera att den svartgrå färgen snabbt har oxiderats och blivit ljusgrå vid kontakten med luft. Grundvattenytan ligger på denna lokal en dryg meter under markytan. Mätningar av pH i jord provtaget ovan grundvattenytan (A och B i bilden) låg mellan pH 3,3 och 4, medan mätningar vid och under grundvattenytan (C) låg mellan pH 4,4 och 6,2. Efter oxidation hade pH för ett prov taget på 140 cm djup sjunkit från 6,2 till 2,8. Det låga pH-värdet visar att jorden försurats som en följd av att sulfidmineral helt eller delvis oxiderat.

 

Aktiv sur sulfatjord kännetecknas ofta av rostbeklädda sprickor (rostfärgade fällningar) och ibland även jarosit (ljusgula fällningar).

 

Rostutfällningar i ett dike. Området ligger i Västerbotten med aktiv sur sulfatjord i direkt anslutning till diket.

 

I vissa fall är vattnen i områden med sur sulfatjord kristallklart. Vattnets låga pH gör att suspenderat material klumpar ihop sig och sjunker till botten. Bilden kommer från ett område med sur sulfatjord i närheten av Vasa i Finland.

 

Aluminiumutfällningar i ett vattendrag nära Mälaren. När det sura vattnet från aktiv sur sulfatjord möter dikesvattnet, som har ett högre pH, faller aluminiumhydroxider ut. Området med sur sulfatjord är invallat och har torrlagts genom att vatten pumpas ut. I bakgrunden syns en pumpstation.

 

Så här tar du prover

Den metodik som beskrivs nedan är den som använts av SGU och Finlands geologiska undersökningar (GTK) för att klassificera sura sulfatjordar. Det finns andra sätt att undersöka dessa jordar och det går att göra mer ingående analyser av till exempel jordarnas aciditet för att bedöma deras försurande potential.

Välj ut provtagningslokaler så att provtagningsplatsen ligger minst cirka 20 m från dike och minst 20 m från åker-, skogs-, och våtmarkskant.

Borra upp jordprofiler med hjälp av en förlängningsbar Edelmannborr, som ger en kärna uppdelad i knappt 20 cm långa delar och som är cirka 5 cm i diameter. Placera proven på marken utmed en tumstock och mät pH med en pH/konduktivitetsmätare (se bilden nedan). I regel ska pH mätas var 10:e cm. Anteckna pH-värdet tillsammans med jordart och färg längs jordkärnan samt notera förekomster av till exempel järnutfällningar, mineralet jarosit eller sulfidutfällningar. De jordar som i fält har pH under 4 klassificeras i de flesta fall som aktiv sur sulfatjord.

Ta ett antal prover från utvalda lokaler till analyser av svavel, kol, kväve samt ett antal andra grundämnen. Samla dessutom in minst ett jordprov från varje lokal för pH-mätning efter oxidation. Dessa prover ska primärt tas från material längst ner i jordprofilen där reducerade förhållanden råder och ett pH-värde över 6 uppmätts. Proverna förvaras och får oxidera i labbet och efter nio veckor mäts pH på nytt med samma instrument. Syftet med detta är att undersöka om den provtagna jorden utgör potentiellt sur sulfatjord, vilket man ser genom att pH sjunkit till värden under 4. Om pH sjunkit till under 4 efter nio veckor kan analysen betraktas som slutförd. Om pH sjunkit markant men ej tillräckligt förlängs tiden med 10 veckor eller tills pH stabiliseras.

En Edelmannborr med förlängningsbart skaft. Foto: Fredrik Karlsson, SGU.

Sammanfattning – provtagning

• Välj ut provtagningslokaler
• Ta prover och mät pH i fält
• Ta prover för analys av grundämnen
• Ta prover för pH-mätning i laboratorium efter oxidation

För att få en uppfattning om förhållandena på plats mäts pH direkt på jordprover i fält. Prover från djupare liggande horisonter, som inte exponerats för luft, tas med till laboratoriet för att fastställa om pH sjunker vid oxidation. Foto: Gustav Sohlenius, SGU.

Klassificera sur sulfatjord

Efter provtagning i fält och pH-mätning i laboratoriet ska jordlagren (eller horisonterna som man också säger) på varje provtagningslokal klassificeras utifrån särskilda pH-kriterier (se tabell 1). Lagret definieras dels med utgångspunkt från jordart och dels med utgångspunkt från om lagret är oxiderat eller reducerat (syrefritt) i fält. På lokaler där endast en jordart observerats delas profilen upp i två horisonter: en övre oxiderad och en nedre reducerad. På andra lokaler kan det finnas flera jordarter i den övre oxiderade horisonten, vilken då exempelvis kan bestå av lera och sand. Om båda dessa jordarter kan klassificeras som aktiv sur sulfatjord kommer hela den oxiderade zonen att klassas som aktiv sur sulfatjord. Om endast den ena jordarten kan klassas som sur sulfatjord kommer endast delar av den oxiderade zonen att klassas som sådan.

Zonen mellan aktiv sur sulfatjord och potentiell sur sulfatjord benämns övergångszon. Denna zon kännetecknas av att pH stiger markant med djupet. Övergångszonen känns ofta igen genom att de rostutfällningar som är rikligt förekommande i aktiv sur sulfatjord successivt försvinner och jorden övergår till den mörka, vanligtvis svarta, färg som ofta kännetecknar potentiell sur sulfatjord.

I områden som används för jordbruk kännetecknas matjorden av högre pH-värde än underliggande jord vilket oftast beror på att jorden kalkats för att den ska gå att odla. Kalkhaltiga sulfidjordar blir inte sura då de oxiderar. Därför ska termen potentiell sur sulfatjord endast användas för sulfidjordar som blir sura då de oxiderat. Anledningen är att vi vill särskilja sulfidjordar som potentiellt kan påverka vattenmiljön negativt från sådana som inte förväntas ha den påverkan.

I tabell 2 ser vi hur lagerklasserna används för att klassificera de undersökta lokalerna. Denna klassificering har SGU använt att ta fram de kartor som visar i vilka geografiska områden det är sannolikt att de olika klasserna förekommer.

Tabell 1. Klassificering av jordlager, med beskrivning.

Lagerklass	Beskrivning
Ej sur sulfatjord	Oxiderad horisont där pH vid mätning i fält är >4
Ej potentiell sur sulfatjord	Reducerad horisont där pH efter oxidation i laboratoriet inte är <4
Aktiv sur sulfatjord	Oxiderad horisont där pH i fält är <4 eller i de fall horisonten underlagras av sulfidjord <4,5.
Övergångszon	Horisont i övergången mellan oxiderad och reducerad jord där pH i fält är mellan 4,5 och 6, och efter inkubation i laboratoriet är <4.
Potentiell sur sulfatjord	Reducerad horisont där inkubations-pH i laboratoriet är <4 och pH i fält >6.

 

Tabell 2. Klassificering av lokaler, med vilka lagerklasser som ingår.

Lokalklass	Lagerklass
Ej sur sulfatjord	varken ”aktiv sur sulfatjord” eller” potentiell sur sulfatjord” förekommer i profilen
Aktiv på potentiell sur sulfatjord	”aktiv sur sulfatjord” och ”potentiell sur sulfatjord” förekommer i profilen
Potentiell sur sulfatjord	Bara ”potentiell sur sulfatjord” förekommer i profilen