Biogeochemical Effects of Particle Filters in Forest Drainge Ditches

Abstract: I Sverige och Finland är stora skogsarealer dikade för att höja skogsproduktiviteten. Mer än 1,5 miljoner ha är dikade med en totallängd av ca 220 000 km diken i Sverige de senaste 100 åren. Skogsdikningen leder bland annat till att mineraler och humus eroderar från dikeskanterna och transporteras med vattnet i diket. Detta leder antagligen till att livsbetingelserna i dikena och vidare i bäckar och åar försvåras på grund av grumlighet och beläggningar på botten.
För att förebygga detta har Skogsstyrelsen genomfört försök med att bygga slamfällor. Slamfällornas effekter på vattenkvalitén har dock inte studerats än. Sker dikningen i sulfidjordar längs landhöjningskusten finns även risk för försurning, vilket potentiellt kan leda till att metaller lakar ut. Syftet med projektet var att undersöka a) om slamfällorna förbättrar vattenkvalitén i dikena och b) skogsdikningens effekt på vattenkvalitén i områden med sulfidjordar.

Undersökningarna genomfördes i ett dike i Alvik utanför Luleå med delvis sulfidjordar i avrinningsområdet under maj till november 2007, samt vid ett tillfälle (oktober 2007) i tre diken i trakterna kring Tärendö. I Alvik minskade endast det suspenderade materialet signifikant efter den andra av två slamfällor. Halterna av alla andra undersökta ämnen var oförändrade. Det fanns ingen skillnad på vattennivån i diket före och efter slamfällorna, vilket mest troligt tyder på att slamfällorna var för löst packade. I dikena i Tärendö var det inte möjligt att utröna slamfällornas effekt. I ett dike var bägge slamfällorna översvämmade, i det andra diket var två av tre slamfällor översvämmade och i det tredje diket var flödet för lågt. Utifrån denna undersökning är det svårt att säga vilken nytta slamfällorna utgör. Slamfällornas konstruktion är avgörande för deras funktion. I Alvik verkar slamfällorna vara för glest konstruerade och i Tärendö alltför underdimensionerade för att fungera bra. Sulfidjordspåverkan var dock mycket stor i diket i Alvik. pH var som lägst under maj månad (medel 4,5), samtidigt var svavel- och metallkoncentrationerna höga (S medel 17 mg/l, Al medel 2464 μg/l och Zn medel 41 μg/l). Under sommaren (juni-september) ökade pH och svavel- och metallkoncentrationerna sjönk (pH medel 6.20, S medel 10 mg/l, Al medel 950 μg/l och Zn medel 15 μg/l). I november vände trenden och pH sjönk och svavel- och metallkoncentrationerna ökade igen med delvis de högsta uppmätta halterna som följd (pH medel 4,8, S medel 24 mg/l, Al medel 2880 μg/l och Zn medel 47 μg/l). pH var signifikant negativt korrelerad med svavel och med många metaller (Al, Cd, Co, Mg, Mn, Ni and Zn). Svavel och dessa metaller var också signifikant korrelerade med varandra. Detta tyder på att det sker en sulfidoxidation i jorden, som påverkar geokemin i dikesvattnet. Efter dikning sjunker grundvattennivån och sulfidjorden oxideras. Vid oxidationen frigörs bland annat vätejoner och metalljoner, som lakar ut när jorden åter blir mättad med smältvatten eller efter kraftiga regn. I och med detta kommer pH att sjunka och ytterligare metalljoner kommer att lakas ut ur jorden. Utlakningen och transorten av metaller från diket i Alvik uppskattades som stort. Transporten av S i november var ca 11 kg/dygn. Medeltransporten av svavel under året var ca 2200 kg S/år från diket i Alvik. Transporten av metaller i november i Alvik var t.ex. för Al ca 1 kg/dygn, för Zn 22 g/dygn och för Cd 64 mg/dygn. Resultaten indikerar att skogsdikning i områden med sulfidjordar bör undvikas.