Ett strålande vatten?

Naturligt är hälsosamt. Eller? Inte i alla brunnar i alla fall. Radioaktiva ämnen som radon, och radium och dessutom giftiga grundämnen som uran och arsenik m.fl. andra giftiga ämnen finns i många enskilda brunnar rapporterar Strålskyddsinstitutet och Sveriges Geologiska Undersökning. Detta är inte resultatet av mänskliga utsläpp utan kommer direkt från berggrunden. Även Polonium-210, d.v.s. den isotop som användes för det spektakulära giftmordet på en rysk spion härom året, förekommer och bidrar till stråldosen i en del brunnar, vilket var en nyhet för mig, när jag kikade genom rapporten.

Jag påminns dessutom om de överraskande resultaten från 2002 i samband med debatten om utarmat uran som användes i kriget i Jugoslavien, där de hemvändande svenska soldaterna hade minskat uranhalten i urinen med upp till 90%, jämfört med när de åkte iväg på uppdrag, tack vare att de inte längre druckit uranhaltigt vatten under sin tjänstgöring.

I ekot i Sveriges radio idag har man från Socialstyrelsen gått ut med rekommendationen att provta sitt vatten oftare, ungefär vart tredje år, vilket jag inte riktigt får ihop med innehållet i rapporten, som tvärt om säger att de tidsmässiga variationerna är måttliga, medan den rumsliga variationen är mycket stor. Ta ett prov på radioaktiva ämnen och metaller en gång för alla, så är det gjort, skulle jag vilja föreslå istället.

Etanolen och växthuseffekten

Biobränslen ger mer utsläpp av växthusgaser, ropar medierna ut idag igen och baserar sig på två nya artiklar i Science. Det har blivit väldigt ”inne” att skriva ner biobränslen och peka på att de inte ger någon minskning i växthusgasutsläpp jämfört med fossila bränslen. Jag är väl inte heller övertygad om att etanol i bränsletanken leder till guld och gröna skogar, men man ska väl inte överdriva åt endera hållet.

Enligt författarna i en av Science-artiklarna¹ som jag har läst, har man tagit hänsyn till effekter av förändrad markanvändning, genom att skogsmark världen över görs om till jordbruksmark. Och det gör enligt författarna en väldig skillnad. I ett första steg har man gjort uppskattningar om hur världens markanvändning påverkas när USAs jordbruk ställer om från livsmedelsproduktion till drivmedelsproduktion, vilket i sig naturligtvis rymmer många osäkerheter. I steg två beräknar nettoavgångenförändringen av kol i mark och växter av förändrad markanvändning och det är framför allt där jag (som markvetare) har invändningar. Man verkar ha gjort en rätt detaljerad analys över hur markanvändningen kan tänkas förändras, (hur väl den nu stämmer…?), men när det gäller markkolet har man nog gjort det lite för enkelt för sig.

För det första så räknar man, efter vad jag har lyckats förstå i alla fall, med att skogsbiomassan som försvinner bränns eller ruttnar bort utan att utnyttjas till energi. Och för det andra så räknar man schablonmässigt med att marken förlorar 25% av kolinnehållet i översta metern när man går från skog till jordbruk. Till grund för det ligger två review-/metaanalys-artiklar ^2,3 från 2002, som jag har tittat igenom och där är man väldigt försiktiga med slutsatser, eftersom man har ett litet dataunderlag att basera analyserna på. Dessutom trycker man på kolförlusterna beror på en mängd olika faktorer, både klimat, typ av skog och jordbruksmetoder. Effekten på markens kolförråd av att omvandla skogsmark till jordbruksmark är inte så enkelt som att det alltid försvinner 25%, som man räknar på i Scienceartikeln.

Slutsatsen som jag drar av Science-studien är att skötselåtgärder för både skogsmark och jordbruksmark är otroligt viktiga för kolförråden och att en förändrad markanvändning kan ha konsekvenser för nettoutsläppen av växthusgaser. Studien visar nog mest på den potentiella risk som finns med biobränslen på jordbruksmark om man inte brukar marken rätt. De absoluta siffrorna däremot ska man ta med ett stort lass salt.

Referenser:
1. Timothy Searchinger, Ralph Heimlich, R. A. Houghton, Fengxia Dong, Amani Elobeid, Jacinto Fabiosa, Simla Tokgoz, Dermot Hayes, and Tun-Hsiang Yu (2008) Use of U.S. Croplands for Biofuels Increases Greenhouse Gases Through Emissions from Land Use Change Science DOI: 10.1126/science.1151861

2. Murty D, Kirschbaum MUF, McMurtrie RE, McGilvray A (2002) Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen? a review of the literature. Global Change Biology 8:105-123.

3. Guo LB, Gifford RM Soil carbon stocks and land use change: a meta analysis Global Change Biology 8: 345-360.

Nature Geoscience

Nature Geoscience har kommit ut med sitt första nummer under januari. Man satsar på att publicera toppartiklar inom hela det geovetenskapliga området, med en utgåva per månad. Det verkar kunna bli en intressant tidskrift. I en artikel har författarna använt Nd-isotoper för att studera vattenströmmar under de senaste 15 miljoner åren. I en annan artikel spekuleras det i om ett ovanligt stort antal metoritnedslag runt 470 miljoner år sedan, under ordovicium, bidrog till en snabb diversifiering av faunan under samma period. Man rapporterar också att observationer tyder på att det tropiska klimatbältet runt ekvatorn har blivit bredare de senaste decennierna, vilket stämmer väl överens med klimatmodeller. I yttrligare en intressant artikel rapporterar man om förändringar i havsytenivå på 1,6 meter per århundrade under den senaste interglaciala perioden för drygt 100 000 år sedan och man kan dra paralleller till nutid eftersom temperaturförändringarna då var jämförbara med de som klimatmodellerna förutspår.

Hoppas fortsättningen blir lika intressant som det första numret!

Försurningen 40 år

Försurningen fyller 40 år idag 24 oktober. I alla fall medvetenheten om att försurningsproblemet existerar i stor skala. Det var nämligen den 24 oktober 1967 som en artikel, ”Nederbördens försurning” publicerades. Tidigare hade man enbart rapporterat försurning i lokal skala, men i artikeln varnades för ett problem med stor utbredning. Författare var svensken Svante Odén. Och upptäckten presenterades inte i Science eller Nature, eller någon annan vetenskaplig tidskrift, utan på Dagens Nyheters debattsida. Först året senare publicerade Odén en artikel om ämnet i en vetenskaplig tidskrift.

Försurning är ju ett miljöproblem som man inte hör speciellt mycket talas om nuförtiden, men ”bara naturlig försurning” är i alla fall ett av våra nationella miljömål och enligt den senaste utvärderingen når vi inte målet, trots att nedsläpp av svavel och kväve har minskat betydligt de senaste decennierna. Även om det går åt rätt håll, så är problemet långtifrån åtgärdat och framför allt i södra Sverige pågår det fortfarande en betydande försurning. Naturvårdsverket spenderar till exempel 183 miljoner på kalkningsåtgärder bara i år.

Svante Odén, som alltså var den som först uppmärksammade problemet, var professor på samma avdelning på institutionen för marklära på SLU där jag doktorerade. Jag träffade honom aldrig, eftersom han försvann under en fisketur 1986 och aldrig återfanns, men han var en person som det talades om med största respekt runt fikabordet bland de som var med på hans tid. Han lär ha varit lite knepig att ha att göra med periodvis, men lär däremellan ha varit oerhört kapabel och var ett mycket respekterat namn inom markvetenskapen.

Årets jordmån

Vinnarna av årets nobelpris har ju redan annonserats. Själv är jag markvetare och det finns som bekant inget nobelpris i markvetenskap. Däremot har tyska markvetarsällskapets just presenterat den stolta vinnaren av ”Soil of the Year 2007”, d.v.s ”Årets Jordmån 2007”! Förutom den stora äran, tillkommer det vinnaren att få en review-artikel tillägnad sig i tidskriften Journal of Plant Nutrition and Soil Science/Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde.

And the winner is... Podsolen!

Ett bra val av juryn och en anledning att fira. Podsolen är ju nämligen något av en svensk nationaljodmån, som framför allt utvecklas i kalla och fuktiga klimat som vårt. Går man ut i den svenska skogen har man sällan långt till närmsta podsol. Står man på moränmark (och det gör man väldigt ofta i den svenska skogen) är chansen stor att man dessutom har en podsol strax under skosulorna.

En podsol består av fyra olika horisonter. Längst upp, ett lager av rent organiskt material i varierande grad av nedbrytning (O-horisonten). Under den organiska horisonten finner man blekjorden (E-horisonten), som ser ut som den heter, och är en grå askliknande utlakningshorisont, ofta några centimenter tjock. Under blekjorden finns rostjorden (B-horisonten), som också ser ut som den heter och är anrikad på organiskt material, järn och aluminium, som lakats ut från blekjorden. Ofta någon decimeter tjock. Längst ned finns det opåverkade modermaterialet (C-horisonten).

Exakt i detalj hur podsoleringen går till är fortfarande omdebatterat och det kan tänkas att olika mekanismer verkar samtidigt och med olika kraft i de olika miljöer där odsoler förekommer. Vattenlösliga organiska föreningar som lakas ut från det organiska markskiktet i O-horisonten spelar i alla fall en central roll i podsoleringsprocessen, genom att dessa binder järn och aluminium, som därmed lakas ut. Hur det sedan går till i detalj när det organiska materialet fastläggs tillsammans med metallerna är lite mer osäkert. Adsorption till mineralpartiklar är något som sker i marken och är en mekanism som sannolikt spelar en roll.. Dessutom kan det ske utfällning av organiskt material tillsammans med järn och aluminium i rostjorden, t.ex. p.g.a. en pH-ökning eller genom en minskad löslighet av allt mer metallrika organiska komplex med djupet, alternativt genom en nedbryting av delar av det vattenlösliga kolet.

Hur det nu än går till exakt i detalj när den bildas, så ber jag i alla fall att få gratulera podsolen till utmärkelsen årets jordmån! En värdig vinnare, om jag får säga min mening.

Referens: Sauer D, Sponagel H, Sommer M Giani L, Jahn R, Stahr K (2007) Podzol: Soil of the Year 2007. A review on its genesis, occurence, and functions. J Plant Nutr Soil Sci 170:581-597.

Nyanser av brunt

Det blir brunare i framtiden. I alla fall i vattendragen och om man ska tro klimatutredningen som just presenterats. Den brunare färgen kommer från humusämnen. Koncentrationen av dessa förutspås nämligen öka i och med klimatförändringarna. Vattenlösliga humusämnen, eller löst organiskt kol om man så vill råkar vara det som jag ägnar mig åt i min forskning, om än inte i vattendrag, utan i skogsmark. Men det är i skogsmarken kolet i vattendragen har sitt ursprung, så jag är intresserad av frågan.

Man har redan observerat att vattendrag runt om i Europa och Nordamerika har blivit allt brunare under de senaste decennierna, men vad det beror på har varit ett omdebatterat ämne på konferenser och i vetenskapliga tidskrifter under senare år, med bland annat flera artiklar i Nature^1-3. För ökat har det. Så pass mycket att det har blivit problem med vattenförsörjning på flera platser. Så nu vill VA-planerare veta hur framtiden ser ut. Ännu brunare, eller inte? Så ska vi investera i ny reningsteknik eller inte?

Förändrad markanvändning och högre temperaturer är ett par av förklaringarna som föreslagits, men det verkar som att allt fler är inne på linjen att den ökade koncentrationen av lösta organiska ämnen framför allt beror på att marken håller på att återhämta sig efter försurning under tidigare decennier. De lösta organiska föreningarna är nämligen svaga syror och om pH stiger förändras kolföreningarnas laddning och lösligheten ökar. Så minskad försurning har lett till problem i det här fallet!

Enligt klimatutredningen kommer vattnen att bli brunare av två orsaker, dels på grund av ökad temperatur och dels på grund av mer regn och intensivare skyfall i framtiden. Den första anledningen förhåller jag mig lätt skeptisk till. Men slutsatsen håller jag med om, eftersom den andra anledningen verkar mer sannolik. Om mycket vatten transporteras till åar och bäckar genom markens ytligare lager där det finns gott om humus som kan lakas ut blir det högre koncentrationer även i ytvattnet. Så klimatförändringarna leder förmodligen till brunare vatten. Inte för att det blir varmare, utan för att det blir blötare.

Referenser
Freeman C et al. 2001 Export of organic carbon from peat soils Nature 412(6849): 785-785
Roulet N & Moore TR 2006 Browning the waters Nature 444 (7117): 283-284
Tranvik LJ & Jansson M 2002 Terrestrial export of organic carbon Nature415 (6874): 861-862