Mark Naturgeografiska regioner Förutom den administrativa indelningen av Sverige i län, kommuner och församlingar finns indelningar som har sin grund i naturgeografiska förhållanden. De områden av denna typ som används i miljöstatistiken är främst produktionsområden och avrinningsregioner (figur.6). Vid indelningen i produktionsområden har man tagit hänsyn till de naturförhållanden som väsentligt påverkar förutsättningarna för jordbruksproduktion, t.ex. berggrund och jordart, landskapets topografi och klimatet. Avrinningsområde är det område som samlar upp nederbörd och föroreningar till ett visst vattendrag för vidare transport till havet. Berggrund och jordarter Förutsättningarna för markanvändning, som bergsbruk, jord- och skogsbruk samt markens förmåga att motstå försurning bestäms i hög grad av berggrunden och den jordart som denna är ursprunget till. Det är i första hand bergarternas vittringsbenägenhet som avgör förmågan att motstå försurning. Lättvittrade mine- ral sönderdelas lätt och är i allmänhet rika på basiska ämnen som kan neutralisera syror. Bergarternas innehåll av basiska och därmed försurningsmotverkande ämnen framgår av figur.6. I områden med basfattiga och kvartsrika bergarter är mark och vatten dåligt skyddade mot försurning, såvida inte de lösa jordlagren härstammar från annan bergart. Genom transport med isen är exempelvis kalkhaltiga jordarter mer utbredda än den kalkhaltiga berggrunden, vilket framgår av figur.65. Detta gäller t.ex. i Uppland där kalkhaltigt material förts med isen från Gävlebukten. Figur.6 Produktionsområden och avrinningsregioner Production areas and drainage basins Figur.6 Bergarternas basinnehåll Alkaline minerals in bedrock Basfattiga och kvartsrika Relativt basfattiga Relativt basrika Kalk- och basrika Bottenviken Skogsbygder Övre Norrland Nedre Norrland Bottenhavet Mellersta Sveriges skogsbygder Götalands skogsbygder Skagerrak Östersjön Slättbygder Svealands slättbygder Götalands norra slättbygder Götalands mellanbygder Götalands södra slättbygder Kattegatt gräns mellan avrinningsområdena Öresund Källa: Sveriges nationalatlas, Jordbruket, 99 Källa: Sveriges nationalatlas, Skogen, 990 (modifierad) 6 Mark Miljötillståndet
Jordarterna framgår av figur.66. Den dominerande jordarten är en näringsfattig urbergsmorän. Denna utgör grunden för barrträdsproduktionen. Lämpade för jordbruk är de finkorniga jordarterna lera och mo samt moränleror. Utbredningen av dem sammanfaller väl med landets jordbruksbygder. Relativt stora arealer domineras av kalt berg eller berg täckt av ett tunt jordlager. Dessa ytor är känsliga för markslitage och föroreningar därför att de saknar jordtäcket som naturlig buffert. Vegetationsperiod Skogen och jordbruket liksom växtligheten i övrigt är beroende av klimatet. När dygnsmedeltemperaturen överstiger +5 C sker tillväxt hos flertalet växter. Den tid på året när temperaturen varaktigt överstiger +5 C kallas därför vegetationsperiod. Vegetationsperiodens längd varierar från ca 00 dagar per år i fjälltrakterna till över 00 dagar i sydligaste Sverige, vilket framgår av figur.67. Figur.65 Kalkförekomst i berggrund och jordar Lime in bedrock and soil Kalkrik berggrund Jordarter med förhöjd kalkverkan Transportriktningar med inlandsisen Figur.66 Sveriges jordarter Soil map of Sweden Berg i dagen samt berg med tunt jordtäcke Morän i allmänhet Morän, mäktig med låg blockighet Finsediment och moränlera Sand, grovmo och isälvsavlagringar Torv Figur.67 Vegetationsperiodens längd Length of vegetation period Dygn 0 0 0 0 60 60 80 80 00 00 Källa: Sveriges nationalatlas, Skogen, 990 (modifierad) Källa: Sveriges nationalatlas, Skogen, 990 Källa: Sveriges nationalatlas, Jordbruket, 99 Miljötillståndet Mark 65
Markförsurning Biologisk försurning De viktigaste naturliga orsakerna till försurningen är växternas näringsupptag och markandningen. Näringsämnen tas upp av växternas rötter i form av laddade joner, t.ex. NH + och NO -. Vid upptag av positiva joner avger rötterna motsvarande mängd försurande vätejoner (H + ). Om näringen tas upp som negativa joner avges istället hydroxidjoner (OH - ) eller vätekarbonatjoner (HCO - ) vilket motverkar försurningen. I naturskog och på platser där växtmassan lämnas kvar på marken medför förmultningen att de positiva jonerna återgår till marken, och ingen nettoförsurning sker. Markandningen verkar försurande genom att koldioxid bildar kolsyra i markvattnet. Kolsyran löser ut bl.a. kalcium som sedan förs bort med dräneringsvattnet. Människans påverkan Skogs- och jordbruket bidrar till försurningen på flera sätt. Eftersom växtmassan regelbundet tillvaratas kvarstår den försurning som näringsupptaget orsakar. I de fall även grenar och toppar (grot) tas tillvara ökar försurningseffekten. Skogstillväxt ökar försurningen liksom dikning och gödsling med vissa gödselmedel. I ett växande skogsbestånd blir marken surare ju äldre träden blir. Den viktigaste orsaken till den tilltagande försurningen är dock luftnedfallet av försurande ämnen. I Sverige är nedfallet störst i de sydvästra delarna. Hittills är det främst nedfallet av svavelföreningar som bidragit till markförsurningen. Kväveföreningarna har till stor del utnyttjats som näringsämnen, och detta nedfall har därför verkat gynnsamt på skogstillväxten. Vittring motverkar försurning Den vittring av mineral som sker i marken motverkar försurningen. Olika mineral har olika vittringsbenägenhet. Kalkrika jordar hör till de mest lättvittrade. De minst vittringbenägna bergarter- na finns i nordvästra Dalarna. Berggrundens låga vittringsbenägenhet gör att Sverige hör till de mest försurningskänsliga områdena i Europa. Hur mycket marken försuras beror även på jordmån och vegetation. Den vanligaste jordmånen i svensk barrskog är podsol, vars skiktning framgår av figur.68. I det översta markskiktet, humusskiktet, sker huvuddelen av den naturliga försurningen. I rostjorden eller anrikningsskiktet fastläggs normalt de ämnen som lakats ur högre upp. Figuren visar även att ph-värdet ökar längre ner i markprofilen. Försurningsläget ph i skogsmarkens anrikningsskikt varierar över hela landet. ph-värden i anrikningsskiktet (B-horisonten) ger en bättre bild av nedfallets effekter än ph i humusskiktet, (O-horisonten), som i större omfattning påverkas av biologiska processer beroende på växtmaterial m.m. De mest försurade markerna finns i Sydvästsverige, där även nedfallet är störst. I kalkrika områden där vittringen är tillräcklig för att neutralisera syrorna är ph-värdena höga. Figur.68 Podsolprofil Podzol profile Horisonter O Humusskikt E Urlakningsskikt/blekjord B Anrikningsskikt/rostjord C Ovittrad mineraljord Källa: SLU och Naturvårdsverket Markförsurning Vid markförsurning minskar förrådet av buffrande ämnen, dvs. ämnen som motverkar ytterligare försurning. Markens minsta beståndsdelar, kolloiderna, är elektriskt laddade och binder olika joner till sig. Försurningen innebär ett jonbyte där vätejoner ersätter baskatjoner som kalcium, magnesium och kalium. Surheten anges med ph-värdet, som är ett mått på mängden vätejoner (H + ) i markvätskan. En sänkning av ph med en enhet innebär att vätejonkoncentrationen har ökat tio gånger. Lägre ph innebär surare jord. ph(h O) och ph(kcl) anger ph-bestämning i vatten respektive kaliumkloridlösning. ph(h O) är vanligen 0,5,0 enhet högre än ph(kcl). Ståndortskarteringen Vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) kartläggs ståndortsförhållanden och markkemiskt tillstånd i Sverige genom inventering av 500 ytor fördelade över landet. Analyser av ph i humus görs på ca 000 prov, medan mineraljorden analyseras på ca 6 000 prov. Ett flertal andra analyser, som utbytbara baskatjoner, aciditet, aluminium, kol och kväve görs på 000 5 000 prov för varje horisont. ph,0,9 >5,5 66 Markförsurning Miljötillståndet
Karteringen av Sveriges skogsmark har pågått sedan 960-talet. Under de två senaste inventeringarna, 98 87 och 99 00 (pågår f.n.), har insatserna då det gäller markkemi ökat genom provtagning av fler markhorisonter och utökade analyser enligt ovan. Figur.69 ph(h O) i humusskiktet (O-horisonten) och anrikningsskiktet (B-horisonten) 99 97 ph level in mor layer (O horizon) and enrichment layer (B horizon), 99 97 ph i O-horisonten ph i B-horisonten ph Surhetstillståndet speglar bl.a. geologiska förhållanden, deposition och, för skogsmarken, upptag och skörd av skogsbiomassa. I humusskiktet varierar ph från,8 till 5,5, med låga värden i sydvästra Sverige, nordvästra Svealand och Västerbotten, medan östra Svealand, Gotland och Jämtland uppvisar klart högre värden (se figur.69). Dessa skillnader avspeglas i viss mån också i B- horisonten, men där kan också en tendens till stigande värden från sydväst mot nordost urskiljas (se figur.69). Låga värden runt,5 återfinns i sydväst och i en sträckning över inre Svealand, medan ph i Norrbotten är över 5. De allra lägsta ph-värdena kan indikera ogynnsamma växtbetingelser och även påverka utlakningen av ämnen till ytoch grundvatten. Områden med ph under, utgör 7 9 % av skogsmarksarealen, med frekvenser över 0 % i södra Sverige. Ändringar mot större arealer med dessa låga ph för perioden mellan 98 87 och 99 96/97 är särskilt markanta i inre Götaland, nordvästra Svealand och Västerbotten. För hela landet har arealandelen med låga ph-värden ökat från 7 till 9 %. Vid Ståndortskarteringens inventering i sydvästra Sverige på 980-talet var humusskiktets ph,95 och ph i B-horisonten,7. En jämförelse av provytor över olika åldrar och med tio års mellanrum ger, med inverkan av skogens växtnäringsupptag och påföljande försurning, en skillnad i ph på 0,0 enheter över en tioårsperiod. Störst försurning i brunjordar I Skåne har markförsurningen följts dels i podsoler, dvs. i barrskogsjord, dels i de mer näringsrika brunjordarna som är vanligast på lövskogsmark. I de övre Källa: Ståndortskarteringen, SLU <,6,6,0,0,,,8,8 5, 5, 5,6 5,6 6,0 > 6,0 Data saknas ph(h O) markskikten är ph naturligt högre i brunjorden än i podsolen. Figur.70 visar förändringar i surhet mellan slutet av 90-talet och mitten av 980-talet på olika djup i podsoler och brunjordar. ph har minskat ner till en meters djup i båda jordtyperna. Förändringen har varit störst i brunjordarna. I podsolen har den biologiska försurningen nått en nivå då ytterligare syratillskott inte har samma effekt i de ytliga lagren. Näringsförrådet har minskat Marken har viss förmåga att motverka förändringar i ph-värde. Man talar om markens buffringsförmåga. Buffringsförmågan bestäms framförallt av markens innehåll av basiskt verkande näringsämnen, baskatjoner, som har förmåga att motverka syrabildning. Till baskatjonerna räknas kalcium (Ca + ), magnesium (Mg + ), kalium (K + ) och natrium (Na + ). Förrådet av baskatjoner är större på god än på mager mark. Så länge baskatjonerna finns kvar på markpartiklar- <,6,6 5,0 5,0 5, 5, 5,8 5,8 6, 6, 6,6 6,6 7,0 > 7,0 Data saknas Figur.70 Försurning i skogsmark i Skåne 99 8 Acidification of forest soil in the south of Sweden, 99 8 0 0 0 60 80 00 0 0 0 60 80 OBS! Olika skalor Djup (cm) 98 Podsoler (Barrskogsjordar) 5 ph (KCI) Brunjordar (Lövskogsjordar) 98 5 ph (KCI) Källa: Naturvårdsverket Rapport 06 ph(h O) 99 99 Miljötillståndet Markförsurning 67
na är marken skyddad mot försurning. Försurningen innebär att dessa joner byts ut mot sura joner, dvs. väte- (H + ) och aluminiumjoner (Al + ). Luftnedfallet av kväveföreningar har hittills till stor del utnyttjats av växterna som näringsämne. Kvävenedfallet har dock på många håll börjat bli större än vad växterna kan tillgodogöra sig. Överskottet utlakas genom markprofilen och tar på sin väg genom marken med sig baskatjoner. Överskottskvävet bidrar alltså till att andra viktiga näringsämnen minskar och utlakas till grundvattnet tillsammans med kvävet. Baskatjoner Basmättnadsgraden i humusskiktet varierar från ca 0 % på småländska höglandet till nära 50 % på Gotland och i östra Svealand. I B-horisonten har variationsvidden likartad fördelning men är större, från ca 5 % till över 50 %. Relativt höga värden finns också i norra Sverige. I södra Sverige finns en klar skillnad mellan västra och östra regionen. Förändringarna mellan inventeringarna 98 87 och 99 96/97 är små. Halterna av utbytbart kalcium (Ca) visar en likartad bild som basmättnaden, med låga halter i sydväst och de högsta i norr. I humusskiktet finns tendenser till ökad Ca-koncentration i hela landet, medan B-horisonten visar på ökning i söder men minskning i norr, dock ej signifikanta skillnader. Halterna av magnesium (Mg) uppvisar inte någon tydlig fördelning över landet, möjligen med högre värden i humusskiktet i sydvästra Sverige. I B-horisonten är koncentrationen något högre i norr än i söder. I detta markskikt är Mghalten signifikant lägre under den senare inventeringen; skillnaden är 0 %. Aluminium löses ut i sur jord I marken finns aluminium som ett av de vanligaste ämnena, dels bundet till den organiska substansen, dels oorganiskt bundet i markmineralen. Största delen är normalt oåtkomligt för växterna. I sur mark ökar risken för att aluminiumjoner löses ut till markvattnet från markpartiklarna och transporteras genom marken och hamnar i grund- och ytvatten där de sedan kan bidra till att skador uppstår på olika levande organismer. Andra metaller som kan frigöras vid försurning är zink, bly, kvicksilver, kadmium, mangan och koppar. En del av dessa är livsnödvändiga för växterna medan andra är giftiga, t.ex. kadmium och kvicksilver. Luftnedfallet av tungmetaller mäts genom att halterna i mossa bestäms. (Här kan noteras att direkta depositionsmätningar också förekommer, t.ex. inom integrerad miljöövervakning, IM.) Granen försurar mest Även den vegetation som växer på marken kan bidra till försurningen. Olika trädslag påverkar marken i olika hög grad. I granskogsmark i Sydsverige är försurningshastigheten flera gånger högre än i likartad lövskogsmark. Skillnaden beror på granskogens större förmåga att fånga upp luftföroreningar i partikel- eller gasform. Detta medför att marken under grankronorna blir mer belastad av de sura luftföroreningarna. Skillnaden kan vara så stor som 8 gånger högre belastning av vätejoner till granskog jämfört med bok- eller björkskog. Gran, men även tall, har dessutom ytligare rotsystem än lövträden. Detta innebär att det försurande näringsupptaget koncentreras till de övre markskikten, som därmed blir surare än i lövskog. Det bidrag till markförsurningen som trädtillväxten ger via näringsupptaget kan hos gran vara upp till en tredjedel av markens totala vätejonstillförsel (se figur.7) Lavvegetation lågt ph Markvegetationen indikerar markens surhetstillstånd. Enligt Riksskogstaxeringens undersökningar visar örtvegetation högst ph, därnäst kommer gräs samt blåbärsris, medan lavar visar lägst ph. Skillnaderna beror på alla de faktorer som kan medverka till försurningen, Figur.7 Olika trädslags försurande effekt Acidification effects of different tree species Kmol c /ha/år 5 0 Tillväxt Atmosfärsdep. Gran Bok Björk Källa: Ekologiska institutionen, Lunds universitet Figuren visar tillförsel av vätejoner (Kmolladdningar) genom försurande nedfall från atmosfären (via luft och nederbörd) och genom trädtillväxt. Jämförelse mellan gran, bok- och björkskog på likartad mark i norra Skåne. t.ex. jordmån, markmineral, nederbörd och luftnedfall samt vegetationens näringsupptag. Den tilltagande försurning som konstaterats främst i södra Sverige ger förändringar i växtsamhällenas artsammansättning. Vissa gräs och halvgräs hör till de arter som ökar på försurad mark, medan en del örter, t.ex. viol, minskar. Försurad mark kan bli bättre Om det sura nedfallet upphör kan marken återhämta sig. Det visar försök som utförts av IVL Svenska Miljöinstitutet AB. Genom att bygga tak över ett skogsområde i Västsverige (99) har det sura nedfallet hindrats. Efter sju år hade halterna av sulfat, oorganiskt aluminium och baskatjoner i avrinningsvattnet minskat med 50 60 %. Däremot kunde ingen nämnvärd förändring i ph konstateras. Begränsade försök med kalkning av skogsmark för att höja ph och basmättnadsgraden i marken förekommer. 68 Markförsurning Miljötillståndet
Radioaktivitet Miljökvalitetsmål Människors hälsa och den biologiska mångfalden ska skyddas mot skadliga effekter av strålning i den yttre miljön. Källor till strålning Joniserande strålning kommer från olika källor. Naturligt förekommande källor är dels solen och den yttre rymden, dels naturligt förekommande radioaktiva ämnen i marken och i vår kropp. Denna s.k. bakgrundsstrålning går inte att påverka. Det finns också naturligt förekommande strålningskällor där stråldosen till människor kan påverkas. Exempel på detta är radon i inomhusluft, strålning från byggnadsmaterial och kosmisk strålning ombord på flygplan. När strålningskällor används avsiktligt i planerade verksamheter är dosen till människor påverkbar och kan regleras. Exempel på detta är användningen av radioaktiva ämnen inom kärnkraftsproduktion, sjukvård, forskning och industri. Radiologiska olyckor inom t.ex. kärnkraftsproduktion samt kärnvapenprov och deras följdverkningar kan ge stråldoser. Dosen till människor från Tabell.7 Allmänhetens strålmiljö The radiation environment of the general public Strålkälla Genomsnittlig stråldos, msv/år Sjukvård Medicinsk undersökning 0,7 Naturligt förekommande strålkällor Rymden Marken Kalium-0 i kroppen Radon inomhus Byggmaterial Kosmisk strålning * ombord på flygplan Planerade verksamheter Kärnkraft Strålkällor i sjukvård, forskning, industri Anrikning och spridning av radioaktiva ämnen 0, Olyckor Kärnkraft Kärnvapenprov etc. Individers vanor * Gäller stråldos från radon inomhus Källa: Avdelningen för miljöövervakning och mätning, SSI olyckor kan minskas genom information och gränsvärden för livsmedel. Den genomsnittliga stråldosen till allmänheten från olika strålningskällor redovisas i tabell.7. Radon i inomhusluft ger den genomsnittligt högsta stråldosen, men variationerna från det genomsnittliga värdet är stora. Dosgränser Högsta tillåtna dos till allmänheten från alla planerade verksamheter med strålning är millisievert (msv) per år. För personer som arbetar med strålning är den högsta tillåtna dosen 50 msv under ett år. Samtidigt gäller att under fem på varandra följande år får den sammanlagda dosen vara högst 00 msv (dvs. i medeltal 0 msv/år). Mätning av strålning Statens strålskyddsinstitut (SSI) mäter kontinuerligt strålning från radioaktiva ämnen i marken och luften samt den kosmiska strålningen vid 7 mätstationer i landet. Stationerna ingår i beredskapen mot radiologiska olyckor. Syftet med mätningarna är i första hand att upptäcka en eventuell ökning i strålningen utöver den naturliga variationen. Efter reaktorolyckan i Tjernobyl 986 ökade värdena i t.ex. Umeå tiofalt under några dagar, för att sedan minska. Strålning till följd av människan Genom mänskliga verksamheter kan radioaktiva ämnen anrikas, spridas och omfördelas i naturen. Ett exempel är att miljön har förorenats med radioaktiva ämnen från kärnvapenprov, främst på 960-talet, och av nedfall av cesium-7 från Tjernobylolyckan 986. Dostillskott kan komma direkt från markbeläggningen och intag av förorenade livsmedel eller indirekt då råvaror från förorenade områden används, t.ex. vid biobränsleeldning eller pappersmassetillverkning. Halterna av cesium-7 i insjöfisk, vilt, bär och svamp kommer att vara förhöjda under lång tid i de områden där Tjernobylnedfallet var störst. Radioaktivitet innebär att instabila atomkärnor sönderfaller och avger sin överskottsenergi i form av joniserande strålning. Aktiviteten eller styrkan hos ett radioaktivt ämne anger antalet atomkärnor som sönderfaller per tidsenhet. Den mäts i becquerel (Bq). Bq = sönderfall per sekund. Olika typer av strålning har olika biologisk verkan. Man räknar därför om stråldoser från strålning av olika slag till en jämförbar s.k. effektiv dos, som uttrycks i sievert (Sv). Vanliga årliga stråldoser till människor ligger i intervallet millisievert (msv) till mikrosievert (µsv) från enskilda strålningskällor. Om man konsumerar kg livsmedel/ vecka som har 00 Bq cesium-7/kg blir stråldosen 0, msv/år. Torveldning är exempel på en verksamhet som kan leda till anrikning av naturligt förekommande radioaktiva ämnen. Källor till radon i bostäder Radon kommer från sönderfallande radium, ett radioaktivt ämne som finns i naturen. Radongasen sönderfaller till radondöttrar som via inandningsluften kan ge skador i luftvägar och lungor. Radon i hus kan komma från marken, byggnadsmaterial och hushållsvatten. Radontillförseln från marken varierar beroende på markens beskaffenhet och husets täthet mot marken. Den luft som finns i marken har en radonhalt på 5 000 000 000 Bq/m. Eftersom lufttrycket oftast är lägre inomhus än utomhus kan radonhaltig luft sugas in i husen via otätheter i grundkonstruktionen. Enligt en klassning av Boverket är 0 % av Sveriges yta högradonmark (t.ex. mark som innehåller alunskiffer, grusåsar), 70 % normalradonmark (t.ex. morän) och 0 % lågradonmark. Stenbaserade byggnadsmaterial avger radon, i regel i små mängder. Ett undantag är alunskifferbaserad gasbetong (s.k. blåbetong) som avger större mängder. Blåbetong producerades mellan 99 och 975. Djupborrade brunnar i områden med hög uranhalt i berggrunden kan ge vatten med höga radonhalter. Miljötillståndet Radioaktivitet 69