| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Principper for beregning af nitratreduktion i jordlagene under rodzonen

6. Nitratreduktion i den umættede zone

Når vandet siver ned i jorden vil den første del af bevægelsen for det meste foregå gennem den umættet zone der i tykkelse kan variere fra dele af en meter til mange meter. I den umættede zone vil de dominerende geokemiske forhold normalt ikke være egnede for nitratreducerende processer og disse processer vil være begrænset til iltfrie mikromiljøer. Mikromiljøer, der opstår i forbindelse med iboende bio-tilgængeligt organisk stof eller organisk stof som via bl.a. makroporer er transporteret i opløst form eller som partikler fra overfladen og ned i den umættede zone. Således påviste Burford og Bremner (1975) en sammenhæng mellem mængden af vandopløseligt organisk stof og 17 amerikanske overjordes evne til at reducere nitrat. Jordprøverne var valgt ud til at repræsentere forskelle i pH, indhold af organisk stof og kornstørrelsessammensætning.

I den umættede zone vil de mikrobielle denitrifikationsprocesser hovedsagelig være begrænset til pløjelaget hvor der løbende tilføres organisk materiale i form af bl.a. døde plantedele og hvor en forholdsvis høj biologisk aktivitet i forbindelse med vandmætning vil virke fremmende for dannelsen af iltfrie forhold, hvorunder denitrifikationen finder sted. Under pløjelaget, i rodzonen, sker der ligeledes ved tilførsel af plantemateriale en berigelse af organisk stof, der som allerede nævnt er befordrende for dannelse af iltfrie mikromiljøer, eventuel i forbindelse med en midlertidig vandmætning af jordlagene. Lind (1980) fandt ved en undersøgelse af denitrifikation i 6 danske jorde at det øverste lag af lerjordene havde en dobbelt så stor denitrifikationskapacitet som det øverste lag af sandjordene, og at denitrifikationskapaciteten faldt kraftigt fra øverste (0 til max. 40 cm) til nederste lag af rodzonen (50-100 cm).

I de områder hvor den umættede zone er tyk vil nitratreduktionen under rodzonen være begrænset til mikromiljøer, hvor der forekommer en ophobning af bio-tilgængeligt organisk stof.

I områder hvor grundvandspejlet varierer en over året vil der i en periode kunne optræde mættede forhold i dele af den tidligere umættede zone (temporært vandmættede forhold). I dette midlertidig mættede lag (med markant mindsket tilgang af ilt) vil der kunne etableres iltfrie forhold hvorunder nitratreduktion kan forekomme og hvis der samtidig tilføres bio-tilgængeligt organisk materiale vil dette forøge mulighederne for nitratreduktion betydeligt. Undersøgelser af nitratreduktion i den umættede zone i nogle tyske lerjorde viste således at opbygningen af anerobe mikromiljøer samt den tidslige fordeling heri var afgørende for reduktionens størrelse (Richter og Richter, 1991).

En sådanne nitratreduktion kan forekomme i sandede områder såvel som i lerede områder med den rette kombination af organisk stof, iltfrie forhold og nitrat.

Foreløbige laboratorieundersøgelser tyder på at der i forbindelse med kraftig mikrobiel aktivitet kan opbygges puljer af ferrojern i jernholdige lermineraler, der siden kan indgå direkte i nitratreduktionsprocessen eller indirekte medvirke til dannelsen af iltfrie forhold, der er en af forudsætningerne for en effektiv omdannelse af nitrat (Ernstsen et al., 1998b). Opbygningen af puljer af elektroner i jernholdige lermineraler vil selvfølgelig være mest udtalt i lerholdige sedimenter, hvor specielt områderne i tilknytning til bl.a. makroporer og roddele må anses for meget aktive, idet bidraget af organisk stof må anses for at være større her end i jord matrix.

Det nuværende vidensgrundlag for en yderligere vurdering af reduktionskapaciteten i den umættede zone der ligger under rodzonen og ned til grundvandsmagasinet er for danske sedimenter yderst begrænset. Det må antages at der indenfor forskellige geologiske typeområder – sand, ler m.fl. – forekommer betydelige forskelle bl.a. som følge af aflejringernes forskellige hydrauliske, geokemiske og mineralogiske egenskaber. Således tyder resultater af bl.a. en tysk undersøgelse på at der under visse forhold kan foregå en betydelig nitratreduktion i den umættede zone (Wendland et al., 1994).