Miljøprojekt, 1023 – Nitratreduktion i den umætttede zone – 6 Potentiale for denitrifikation under umættede forhold i Danmark

Nitratreduktion i den umætttede zone

6 Potentiale for denitrifikation under umættede forhold i Danmark

Denitrifikation under umættede forhold er som allerede nævnt bestemt ved summen af en langt række faktorer, så som bl.a. iltindhold, redoxpotentiale, indhold af biotilgængelig organisk stof, jordfugtighed, jordtemperatur og tilstedeværelse af de rette bakterier. Dyrkningspraksis og afgrødevalg spiller ligeledes ind på nogle af de her nævnte faktorer.

Der foreligger kun få undersøgelser af danske sedimenters evne til at reducere nitrat under umættede forhold. Undersøgelserne der er gennemført under naturlige forhold som egentlig feltforsøg og andre er gennemført i laboratoriet under kontrollerede forsøgsbetingelser. Designet af såvel felt- som laboratorieundersøgelser gør det ofte vanskeligt at sammenligne forsøgsresultaterne og de opnåede resultater i en videre vurdering af nitratfjernelse under umættede forhold i typiske danske jorde. Selv om den overvejende del af undersøgelsesresultaterne således ikke umiddelbart kan anvendes til at fastsætte størrelsen af tabet for forskellige danske jordtyper så kan resultaterne anvendes til at anskueliggøre hvilke parametre der påvirker den årlige denitrifikationen samt den mulige tidsmæssige variation over året.

Det er derimod ikke muligt på nuværende tidspunkt at kvantificere mængden af nitrat der årligt denitrificeres og dermed kan fjernes i den umættede zone og som dermed ikke kommer til at belaste de underliggende grundvandsmagasiner.

Mange undersøgelser tyder på at det største potentiale for denitrifikation findes i rodzonen der er karakteriseret ved forholdsvis høje indhold af organisk stof og hvortil der løbende tilføres biotilgængeligt organisk stof. De foreliggende resultater viser desuden at potentialet for denitrifikation aftager markant under rodzonen og stort set synes at ophøre i ca. 3 meters dybde, svarende til den dybde hvortil der løbende tilføres nye puljer af biotilgængeligt organisk stof. Dybere end 3 meters beskriver de foreliggende resultater at tilførslen af organisk stof begrænses ved at det opløste organisk stof i det nedsivende vand tilbageholdes. Dybere end ca. 3 meter vil denitrifikationen være styret ved bidraget af reducerende stoffer, der ved diffusion bevæger sig fra den mættede zone op i den nedre del af den umættede zone (kapillær zonen). En sådanne transport af reducerende stoffer fra den mættede zone er dog begrænset til områder hvor reducerende stoffer er tilstede umiddelbart under grundvandsspejlet.

I figur 2 er vist hvorledes koncentrationen af nitrat må forventes at udvikle sig i områder med iltede sedimenter såvel over som under grundvandsspejlet. I de områder hvor grundvandsspejlet findes indenfor de øverste ca. 5 meter, type A, er der mulighed for reduktion af nitrat gennem hele den umættede zone og dermed faldende nitratindhold. Den største reduktion må forventes at forekommer i den øverste del af rodzonen og vil i den resterende del være styret af puljen af biotilgængeligt organisk stof der udvaskes. I de områder hvor grundvandet ligger dybere end ca. 5 meter, vil ændringen i nitratkoncentrationen følge det forløb som allerede skitseret for type A, hvorimod der ikke kan forventes at forekomme nogen yderligere reduktion af nitrat i den del af den umættede zone der ligger dybere end ca. 5 meter.

Figur 2. Potentialet for nitratreduktion i områder med iltede sedimenter såvel over som under grundvandsspejlet. Type A gælder for de områder hvor grundvandsspejlet findes indenfor de øverste ca. 5 meter og type B gælder for områder med dybereliggende grundvand.

I figur 3 er vist forholdene i områder, hvor der umiddelbart under grundvandsspejlet forekommer reducerede sedimenter. Mulighederne for nitratreduktion i områder af type A minder her om den der netop er beskrevet for den geologiske type med iltede sedimenter under grundvandsspejlet, og her må det forventes at der er mulighed for reduktion af nitrat i hele den umættede zone, eventuelt med forøget intensitet i den kapillære zone hvis der diffundere reducerende stoffer til fra den underliggende reducerede sedimenter. I områder ad type B vil der ske en reduktion ned til ca. 5 meter under terræn. I resten af den intermediære zone sker der ingen nitratreduktion og koncentrationen af nitrat forbliver uændret. I den kapillære zone er der ligeledes et potentiale for reduktion af nitrat ved reducerende forbindelser der diffundere op i zonen fra under grundvandsspejlet. Ændringen i koncentrationen af nitrat vil her afhænge af hvor meget og hvilke former for reducerende stoffer, der er tilstede.

Figur 3. Potentialet for nitratreduktion i områder med reducerede sedimenter umiddelbart under grundvandsspejlet. Type A gælder for de områder hvor grundvandsspejlet findes indenfor de øverste ca. 5 meter og type B gælder for områder med dybereliggende grundvand.

Et kort baseret på oplysninger om det pejlede grundvandsspejl viser, at grundvandsspejlet under hedesletterne, litorina- og yoldia-fladerne, i Stevns området samt på Lolland og Falster ofte findes indenfor de øverste 5 meter og derfor besidder et potentiale for denitrifikation i hele den umættede zone. I resten af landet vil grundvandsspejlet normalt forekommer indenfor de øverste 50 meter og her vil det kun være dele af den umættede zone, der besidder et potentiale for denitrifikation.

Figur 4. Kort over grundvandsspejlets beliggenhed, baseret på 106144 pejlinger. Grundvands-spejl indenfor 0-5 meter er vist med gul fave, grundvandsspejl mellem 5 og 10 meter er vist med rød og orange farve, grundvandsspejl mellem 10og 20 meter med grøn farve grundvandsspejl mellem 20 og 50 meter med lyseblå farve og grundvandsspejl mellem 50 og 150 meter med mørkeblå farve.