Organiskt material påverkar tillgänglighet av arsenat och fosfat i miljön

Naturligt organiskt material från nedbrutna växter och djur kan binda järn så starkt att det blir icke-reaktivt gentemot arsenat och fosfat. Detta leder i sin tur till att halterna av lösliga och rörliga näringsämnen och föroreningar i miljön blir högre. Det visar Anneli Sundman i sin avhandling som hon försvarar vid Umeå universitet fredagen den 28 mars.

De lösliga koncentrationerna av många grundämnen i vår miljö begränsas bland annat av järn genom bindning till järnmineral eller bildning av fasta blandföreningar av järn.

I sin avhandling har Anneli Sundman dels studerat järn från naturliga vatten- och markprover från Krycklan, ett fältforskningsområde i Västerbotten, och dels labbprover med järn, organiskt material och fosfat (som ofta är ett begränsande näringsämne vid produktion av grödor) eller arsenat (som i syrerika miljöer är den vanligaste formen av det mycket giftiga ämnet arsenik).

Fördelningen mellan järn som är bundet till organiskt material och fasta järnfaser varierade mellan bäckar med olika omgivande miljö – skog eller myr. Myrbäckarna, som hade lägre pH och innehöll mer organiskt material, innehöll främst organiskt bundet järn. Tidigare labbstudier har också bekräftat att sammansättningen av järnföreningar, i närvaro av organiskt material, påverkas av pH och järnkoncentrationen.

Samtliga prover, från Krycklan och labbet, innehöll organiskt bundet järn och dessa föreningar var mycket stabila. Den höga stabiliteten beror antagligen på att järnet omsluts av det organiska materialet i en korgliknande struktur.

– Under vissa förhållanden, framför allt vid låga totalhalter av järn, band det organiska materialet järnet så starkt att det blev icke-reaktivt. Det resulterade i högre lösliga halter av både järn, arsenat och fosfat, säger Anneli Sundman.

Hennes studier bekräftar också att bildning av fasta blandföreningar mellan järn och arsenat eller fosfat är de processer som främst begränsar de fria koncentrationerna av arsenat, fosfat och järn under de studerade förhållandena.

– Höga halter av arsenik i dricks- och grundvatten förekommer i många länder till exempel i Sydostasien och Sydamerika. En ökad förståelse kring processerna som reglerar de fria halterna av arsenik ökar möjligheterna att hitta eller förbättra metoder som begränsar mängderna och därmed de negativa hälsoeffekter som intag av vatten och grödor med högt arsenikinnehåll kan ge, säger Anneli Sundman.

De vanligaste metoderna för att begränsa arsenikhalter i vatten är bindning till aluminium- eller järnmineraler, samt bildning av fasta föreningar som avskiljs från lösningen, det vill säga samma processer som observerades i Anneli Sundmans studier.

Anneli Sundman växte upp i Örnsköldsvik och läste naturvetenskapsprogrammet på Nolaskolan 2001-2004. Hon har kandidat- och magisterexamina i kemi från Umeå Universitet.

Om disputationen:
Fredagen den 28 mars försvarar Anneli Sundman, kemiska institutionen, Umeå Universitet, sin avhandling med titeln Interactions between Fe and organic matter and their impact on As(V) and P(V). Svensk titel: Interaktioner mellan Fe och organiskt material och deras påverkan på As(V) och P(V).
Disputationen äger rum kl 13.00 i Lilla hörsalen, KB3A9, KBC-huset.
Fakultetsopponent är Associate Professor Thomas Borch, Department of Soil and Crop Sciences, and Department of Chemistry, Colorado State University.

För mer information, kontakta gärna:
Anneli Sundman, kemiska institutionen
Mobil: 070-238 83 99
E-post: anneli.sundman@chem.umu.se

Avhandlingen är publicerad digitaltAvhandlingen är publicerad digitalt
Högupplöst porträttfoto