SURA SULFATJORDAR
Havsvattnet innehöll mycket svavel i sulfatform och de starkt reducerande förhållanden i bottensedimenten gjorde att svavlet reducerades till sulfid. Sulfid fäller ut många metaller och i Litorinahavets sediment var det främst en fällning av olika former av järnsulfid som bildades. En relativt lättoxiderad järnmonosulfid som mackinawit ger sedimenten dess karakteristiskt svarta färg. En annan mer stabil form är pyrit, FeS2. Så länge som dessa sulfidrika sediment stannar under vattenytan utgör de ingen fara för miljön. Men, de har stadigt stigit uppåt som ett resultat av den landhöjning som skett ända sedan istiden. När sedimenten exponeras för atmosfärens syre, återoxideras sulfiderna och svavelsyra utgör en reaktionsprodukt i denna process. För pyrit kan denna process förenklat beskrivas av
4FeS2 + 15O2 + 14H2O → 4Fe(OH)3 + 8SO42- + 16H+
I Finland finns flera tusen kvadratkilometer med sur sulfatjord längs västkusten och förekomsten hör till de största i Europa. I övriga världen hittar man sur sulfatjord i t.ex. Sydostasien, västra Afrika, Karibien och i synnerhet i Australien där man fäst stor uppmärksamhet vid dessa jordar och tillhörande miljöproblem.
Landhöjningen i sig, med ett maximum på ca 8 mm per år på den finska västkusten, är så pass långsam att den försurning och de lakade metaller som den för med sig inte är ett stort miljöproblem. Betydande miljöproblem uppkommer först när man snabbt torrlägger stora arealer för jordbruk och infrastruktur. I båda fallen vill man ha en låg och kontrollerad grundvattennivå. En av de första förändringarna som sker när ett sediment med hög lerhalt torrläggs, är uppkomsten av sprickor. Spricksystemet i marken blir permanent och leder till en hög hydraulisk konduktivitet, i motsats till den mycket låga hydrauliska konduktiviteten hos det ursprungliga sedimentet. Ett torrlagt sediment kan därför dräneras mycket effektivt. Spricksystemet tillåter också atmosfärens syre att effektivt nå ner i det torrlagda sedimentet, speciellt sommartid när grundvattennivån är låg.
Det finns alltså en pågående omvandling av gamla sulfidrika sediment till sur sulfatjord i områden som påverkas av jordbruk och byggandet av infrastruktur. Det sura dräneringsvattnet lakar metaller ur markens mineraler. De lakade metaller är t.ex. kadmium, kobolt, nickel och zink, men också aluminium som har kopplats samman med förekomsten av återkommande fiskdöd i påverkade vattendrag. Aluminium fälls ut som aluminiumhydroxid på gälar och kväver fisken. Det första dokumenterade fallet av fiskdöd i stor skala är från Kyro älv och daterat 1834. Under senare tid har fiskdöd noterats i olika vattendrag med ungefär 10 års intervall.
Det krävs en eller flera torra somrar för att en sur episod i ett vattendrag skall ske. Syret tränger djupt ner i marken via sprickor och porer, och oxidationen kan vara omfattande. Reaktionsprodukter i form av svavelsyra och lakade metaller stannar i marken tills häftiga höstregn spolar ut dem. Alternativt kan snösmältningen på våren, om den sammanfaller med tjällossningen, få samma effekt. Smältvattnet tränger ner i marken och tar med sig oxidationsprosdukterna ut i diken och vidare till närliggande vattendrag. Sura episoder med fiskdöd kan därför ske antingen höst eller vår.
Man har uppskattat att metallutsläppen från de sura sulfatjordarna i Finland är högre än de sammanlagda utsläppen från den finska industrin. Miljöpåverkan är som värst på den finska västkusten där det kemiska och ekologiska tillståndet i många vattendrag är dåligt trots många försök att korrigera problemet.
