Sura sulfatjordar är ett miljöproblem tusenfalt större än gruvan i Talvivaara i Sotkamo. Nya smartare dränerings- och neutraliseringsmetoder har gett lovande resultat i arbetet med att minska miljöbelastningen.
Text & foto: Nicklas Hägen
Peter Österholm, akademilektor i geologi vid Åbo Akademi, tar ett papper och skissar upp Söderfjärden utanför Vasa – en av många slätter längs vår kust. Den före detta meteoritkratern har en diameter på cirka sex kilometer, och Österholm ritar in en sektor på ungefär en tredjedel av sin skissade cirkel.
– Gruvbygget i Talvivaara har av vissa kallats Europas största miljökatastrof, men ett så här stort område av Söderfjärden släpper ut ungefär lika mycket sulfater som Talvivaara under ett normalår.
Jämförelsen med Talvivaara håller visserligen inte i det här avseendet, tillägger han. Sulfaterna från Söderfjärden rinner ut i havet, medan det tunga sulfathaltiga vattnet från Talvivaara lägger sig på en sjöbotten som i motsats till havet inte rörs om och därför kvävs. Sett till mängden utsläpp är Talvivaara ändå en droppe i havet jämfört med Finlands sura sulfatjordar.
– Vi pratar om helt andra dimensioner. Man räknar med över tusen kilogram sulfat som årligen frigörs för varje hektar sur sulfatjord, säger Österholm.
– Samtidigt är dessa de dyraste marker vi har i Finland. De är väldigt bördiga och kostar runt 15?000 euro per hektar. Det är viktigt att vi kan bruka dem. Tyvärr måste vi acceptera vissa metallutsläpp, men vi har samtidigt en skyldighet att utveckla metoder för att minska på utsläppen.
Peter Österholm
Metaller, ja. Det är inte sulfaterna som kommer ut i vattnet som är det egentliga problemet, det finns massor av svavel i havet och sulfater är en naturlig del av miljön. Men när de gamla havsbottnarna stiger och får kontakt med syre, ger sulfaterna och jordmånens mineraler alla ingredienser som behövs för att bilda svavelsyra och lösta tungmetaller. Dessa är i sin tur ett stort problem.
När människan rör om i dessa jordar genom grävarbeten som muddring eller dikning sätter hon fart på processen på ett sätt som landhöjningen inte ens kommer nära. Det är en giftig kombination som bland annat ses i stora fiskdödar.
–?Visserligen kan gamla havsbottnar på helt naturlig väg komma i kontakt med syre, men det är en ytterst långsam process jämfört med vad vi människor gör. Vi har försnabbat den med minst hundra gånger, säger Österholm.
– Problemet finns i det fördolda. Porerna i jorden kan vara torra på sommaren men när det regnar på hösten blir hela porvolymen full med svavelsyra, som kommer i kontakt med mineralerna och löser upp dem. När dessa rinner ut i vattendragen får vi tiotals gånger förhöjda metallhalter i en sur lösning, den värsta tänkbara kombinationen. Det är massor av aluminium, men också andra potentiellt giftiga metaller som kadmium, nickel och kobolt.
Balansera och neutralisera
Forskning i sura sulfatjordar har fortgått vid Åbo Akademi sedan 1990-talet. En del av arbetet har varit att ta fram metoder för att identifiera så kallade potentiellt sura sulfatjordar, det vill säga jordar som blir sura om oxidationsprocesserna sätter igång.
Österholm och hans kolleger har tillsammans med jordbrukare också arbetat på att ta fram metoder som minimerar skadorna av att jordarna brukas. En metod som gett positiva resultat och fortsatt utvecklas är så kallad reglerad dränering, där man kan reglera utflödet ur åkerns täckdiken. Om vatten finns tillgängligt kan man dessutom med relativt enkla medel pumpa in extra vatten i systemet och således minska på oxidationen.
– Under senare år har vi i gott samarbete med markägare, entreprenörer och dräneringstekniker varit med om att ta fram nya verktyg och instruktioner som ska förbättra metoden. Att dränera för mycket vinner ingen på – varje dränerad decimeter motsvarar ett års surt regn och på somrarna lider växterna ofta av torka.
Idealet är ett dräneringsdjup på 60 cm – tillräckligt djupt för att man ska kunna köra på området med traktorer under vårsådden – så får växterna ta hand om den del av det resterande vattnet som inte avdunstar under sommartorkan.
– När du har fått det djup du vill ha kan du magasinera vattnet för sommaren. Det här ger markägarna bättre vattenbalans och det är ett bra sätt att skydda för torka om klimatförändringen ger oss torrare somrar, säger Österholm.
– I torrare klimat kunde den här metoden orsaka problem med att ackumulera salter i marken, men våra senaste undersökningar tyder på att det hos oss inte ska vara något problem. Vi har tillräckligt med vatten som spolar bort salterna på hösten och våren.
Det stannar vid att bara styra vattenhöjden. För att neutralisera de sura sulfatjordarna har man inom ett projekt som heter Precisionsmetoder på sura sulfatjordar, PRECIKEM, också tagit fram en ny metod där man använder pumpen som används för bevattning till att pumpa in neutraliserande kalk i jorden. Redan en måttlig dos har visat sig minska aluminiumhalterna rejält.
– När man kalkar ovanifrån stannar allt på ytan och når således inte de kritiskt sura jordskikten som finns djupare ner i marken. I och med att vi pumpar in kalken genom samma system som vattnet normalt kommer ut så når behandlingen just de hydrologiskt aktiva porer som är av betydelse. Problemet har varit att hitta kalk som inte stockar igen porerna och där har vi fått bra resultat med Nordkalks finaste kalk.
Nästa steg är att försöka använda mera vatten för att få kemikalierna att sprida sig längre. Dessutom undersöker man de långvariga effekterna.
– Vi följer hela tiden med hur långt kemikalierna sprids och vilken effekten är, men som vanligt när vi experimenterar i naturen tar det många år innan vi vet om metoden fungerar på lång sikt. Sedan är frågan också om det är prisvärt och där är jordbrukets miljöstöd mycket viktigt.
Österholm är ordförande för en internationell arbetsgrupp som arbetar med sura sulfatjordar.
– I Finland är sura sulfatjordar ett miljöproblem, men det finns många ställen i världen där det är en fråga om liv och död – känsliga miljöer där man genom att bruka jorden fel kan skapa förhållanden som helt förstör möjligheterna för jordbruk eller fiske. Under den kommande veckan kommer gruppen att ha ett möte på en konferens i Sydkorea där det kommer att finnas flera representanter från även sådana länder.
Problemen störst i Österbotten
Finland har Europas största förekomst av sura sulfatjordar. En stor del av landets yta är gammal havsbotten, och på sina ställen kan marken ha stigit så mycket som 100 meter efter istiden.
Sura sulfatjordar finns utspridda lite överallt i Finland. Främst finns de längs kusten och klart störst är problemet i Österbotten. I till exempel Vörå å har fiskarna helt dött ut.
– Det sker en stor fiskdöd längs kustområdet vart tionde år. När det nyligen skedde en stor fiskdöd i Larsmosjön fick det stora reaktioner, men det betyder samtidigt att där varit bra förhållanden i tio år. I Vörå å finns det ingen fisk alls mera men vi pratar inte om det eftersom det saknar den psykologiska chockeffekten, säger Peter Österholm, akademilektor i geologi vid Åbo Akademi.
– Samtidigt är också Larsmosjön ett problem. Exempelvis så har lakynglen inte reproducerats i år, vilket är ett mera osynligt problem än att vuxna fiskar dör. Janne Toivonen som disputerade i geologi vid Åbo Akademi i fjol har räknat att mängderna metaller som årligen kommer in i bara Larsmosjön är cirka tio gånger det som läckte ur Talvivaaras bassänger under den uppmärksammade katastrofen hösten 2012.
Ett annat aktuellt problem som Österholm nämner är muddringen av Toby ås mynning i Vasa. Toby å är ett av de vattendrag i landet som är rikast på metaller. Nu gräver man upp det metallrika sedimentet och sprider ut det över ett område på 27 hektar.
– Muddringen är viktig och behövs, men det är också viktigt att man hanterar dessa muddermassor med försiktighet. Det vore förstås önskvärt att man så långt som möjligt försöker isolera dessa jordar och neutraliserar dem så bra som det går.
Det är inte bara för jordbruket som sura sulfatjordar är ett problem. Eftersom de får betongkonstruktioner att vittra sönder och metall att korrodera snabbt behöver man ta dem i beaktande när man bygger.
I Vasa tar man dricksvattnet från Kyro älv, runt vilken det finns mycket sulfatjordar.
– I Vasa har det hänt att man haft problem med läckande vattenrör, men när man grävt upp för att åtgärda problemet hittar man i värsta fall bara hålet eftersom röret korroderat sönder. Men åtminstone där man har stora, effektiva reningsverk är vattnet inte något hälsoproblem. Och för grödorna som odlas är sulfaterna inga problem, säger Österholm.
– Tidigare när man tog mycket vatten ur egna brunnar, eller när vattnet kommer ur mindre reningsverk som inte är så effektiva, kan man ställvis få i sig förhöjda metallhalter. Rasmus Fältmarsch doktorerade i geologi vid Åbo Akademi om hur sura sulfatjordar kan vara orsaken till förhöjd förekomst av multipel skleros och alzheimer. Det är svårt att visa på sambandet, men samtidigt är dricksvattnet den sannolikaste vägen att få i sig tungmetaller.