Jern

I naturlige vådområder findes jern og jernforbindelser hovedsagelig på reduceret form fordi jorden eller sedimentet i udpræget grad er påvirket af anaerobe forhold.

I naturlige vådområder findes jern og jernforbindelser hovedsagelig på reduceret form, fordi jorden eller sedimentet i udpræget grad er påvirket af anaerobe forhold. Typiske reducerede jernforbindelser man træffer i vådområder er vivianit, (Fe3 (PO4)2 8H2O, og siderit, FeCO3 (se nedenstående figur 1).

Figur 1. Simplificeret illustration af nogle af de processer i vådområder hvori jern indgår sammen med fosfor og carbonat.

Den mest kendte reducerede jernforbindelse er pyrit, FeS2, som har voldt en del problemer i okkerpotentielle områder i Jylland, hvor vådområder er blevet afvandet på grund af opdyrkning og også tidligere på grund af tørvegravning og gravning efter brunkul. Ved oxidation af pyrit sker følgende reaktioner, som vist i nedenstående figur 2:

Figur 2. Oxidation af pyrit med ilt. Ved første trin i processen iltes svovl til sulfat, og pyritten spaltes i ferro-ioner og sulfat. I næste trin - her nummereret 2 og 3 - iltes ferro-ioner med ilt til ferri-ioner, og disse ferri-ioner kan medvirke ved oxidation af mere pyrit - som vist med pilen. De dannede ferri-ioner kan indgå i nye forbindelser - her vist ved dannelse af et jernhydroxid.

Som det ses af figur 2, dannes der en del brintioner ved oxidation af pyrit, hvilket betyder at processerne er stærkt surhedsskabende - udover problemerne med oxidationen kan der også ske en okkerforurening.

Det skal bemærkes, at pyrit også kan oxideres med nitrat (autotrof denitrifikation). Processen sker i to trin:

Pyrit + Nitrat + Brin-tioner  Atm. kvælstof + Sulfat + Vand

5 FeS2 + 14 NO3- + 4 H+  7 N2 + 10 SO42- + 5 Fe2+ + 2 H2O (1)

Ferro-ioner + Nitrat + Vand  Geothit + Atm. kvælstof + Brint-ioner

5 Fe2+ + NO3- + 7 H2O  5 FeOOH + 0.5 N2 + 9 H+ (2)

De to trin kan foregå uafhængigt af hinanden, idet de udføres af forskellige bakterier. Der er ikke konstateret problemer med forsuring og okker i vådområder, hvor nitraten fjernes ved pyritoxidation - formentlig fordi den rumlige udstrækning af denitrifikationprocessen er meget begrænset set i forhold til oxidation med ilt, hvor hele det afvandede areal har adgang til luftens ilt.

Ved genopretning af vådområder kan iltet ferri-jern (Fe3+) blive reduceret til ferro-jern (Fe2+). Det kan medføre ustabile jernforbindelser og øge udvaskningen af fosforholdige jernforbindelser og ferro-jern. På den anden side kan et stort jernindhold i jorden være med til at sikre fosfortilbageholdelsen, idet jern binder fosfor stærkt til jordmatrix. Ved genslyngning af Brede å blev der ikke opstillet en fosforbalance for de omkringliggende enge, da fosforkoncentrationerne i jordvandet var meget lave (omkring detektionsgrænsen). De lave fosforkoncentrationer kan forklares ved et højt indhold af jern i engjorden.
Det er svært at vurdere, hvor stor risikoen er for frigivelse af jernbundet fosfor. Ved Storåen, hvor et vådområde er genetableret, kunne der ikke konstateres lækager fra den jernbundne fosforpulje (Schønfeldt et al, 1998). I Gjern Å systemet foretages undersøgelser af jernomsætningen i en mose, hvor der er stor denitrifikation, også via pyritoxidation. Mosen har en stor pulje af stabilt ferri-jern, der øger bindingen af fosfor (Paludan, 1995). Der udvaskes meget små mængder ferro-jern fra mosen, i størrelsesordenen 30 - 40 kg Fe ha-1 år-1 (Hoffmann, 1998). Nye undersøgelser tyder på, at ferro-jernet bliver ionbundet til det organiske materiale (Dalgaard, 2000). En sænkning af vandstanden og øget tilgang af ilt til sedimentet vil føre til oxidation af komplekset, og efterfølgende udvaskning af ferro-jern eller amorft ferri-jern (okker) til vandløbet.

I okkerpotentielle områder vil hævning grundvandsspejlet hindre tilgangen af ilt til pyritlagene. Det kan mindske problemerne med forsuring og okkerforurening af vandløb. Se ”fosfors bindingsforhold i lavbundsjorde”.

Læs mere om okker her .

Referencer
Læs her .