Principper for beregning af nitratreduktion i jordlagene under rodzonen

8. Metoder til bestemmelse af reduktionskapaciteten

På trods af et meget stort antal af forskellige analysemetoder til jord og sedimenter, findes der for indeværende ikke en standardmetode til analyse af jordlagenes nitratreduktionskapacitet.

Pedersen (1992) anvendte en metoden baseret på vådkemisk oxidation af reducerende stoffer med en blanding af kaliumdichromat og svovlsyre til at beskrive den totale nitratreduktionskapacitet (TRC-værdien) i jord og grundvand. Metoden bygger på princippet for metoden til COD (Chemical Oxygen Demand) bestemmelser og indebærer en total nedbrydning af organisk komponenter samt oxidation af reducerende stoffer (inkl. Fe(II), mangan(II) og sulfider). Resultaterne for sandede og lerholdige sedimenter viste en sammenhæng mellem den ved metoden bestemte TRC-værdi og det geokemiske miljø sedimentprøven repræsenterede. For sandede sedimenter fra grundvandsmagasinerne viste resultaterne ydermere et sammenfald mellem redoxgrænse fastlagt ud fra TRC-værdierne og den dybde hvor koncentrationerne af ilt og nitrat aftog til under detektionsgrænsen.

På baggrund af TRC-værdier og totale indhold af organisk stof (TOC) konkluderede Pedersen (1992), at TRC-værdierne i lerholdige sedimenter overvejende kunne tilskrives organisk stof, der sandsynligvis fandtes adsorberet til eller udfældet på overfladen af partiklerne. Sidstnævnte anføres som en mulig årsag til generelt større TRC-værdier for lerholdige end for sandede sedimenter og forklares ved større overfladearealer og dermed bedre adsorptionsegenskaber for lerede sedimenter end for sandede sedimenter. Gravesen et al. (1990) vurderede imidlertid i en kortlægning af potentialet for nitratreduktion i et bakkeø-hedeslette område at metoden gav realistiske TRC-værdier for sandede sedimenter med organisk stof men at den for øvrige sedimenter gav urealistisk høje værdier.

En alternativ metode til bestemmelse af jordlagenes reduktionskapaciteter under anvendelse af en svovlsur opløsning af cerium(IV)sulfat som oxidationsmiddel er beskrevet af Thömning & Calmano (1998). Metoden, der blev anvendt i forbindelse med en undersøgelse af forurenede jordprøver fra en akkumulatorvirksomhed, vides ikke anvendt til bestemmelse af danske sedimenters og jordprøvers reduktionskapaciteter.

For begge metoder gælder det, at brugen af meget kraftige iltningmidler som de her nævnte, vil resultere i et mål for sedimentets totale (eller potentielle) reduktionskapacitet. Disse værdier kan være væsentlig forskellige fra jordlagenes aktuelle reduktionskapaciteter (der er udtryk for den faktisk tilgængelige pulje) dersom tilgængelighed og kinetiske aspekter ikke inddrages. Dette kan føre til at sedimenternes reduktionskapaciteter stærkt overvurderes.

Manglen på en enkelt analysemetode til bestemmelse af jordlagenes reduktionskapaciteter betyder derfor at disse værdier fremkommer som et summeret udtryk efter analyse af sedimenternes indhold af forskellige reducerende stoffer hvor tilgængeligheden beregnes ved forskellen mellem indholdet i de endnu ikke iltede sedimenter med værdier for de tilsvarende iltede sedimenter.

Foruden de her nævnte kemiske metoder til bestemmelse af jordlagenes indhold af forskellige reducerende stoffer har en række mikrobiologiske undersøgelsesmetoder været anvendt i forbindelse med undersøgelser af jordlagenes denitrifikationskapaciteter. Disse metoder vil ikke blive nærmere omtalt her idet den mikrobielle denitrifikationsproces, som tidligere nævnt, anses af mindre betydning for jordlagene under rodzonen.