Syrebrist, svavelväte, närsalter - naturliga förteelser

av Folke Koroleff Forum 1971-19, sida 14-16, 01.12.1971

Taggar: Teman: östersjön

Fil dr Folke Koroleff om östersjövattnet:

Syrebrist, svavelväte, närsaltematurliga företeelser

I Finland har det bedrivits havsforskning sedan slutet av förra seklet. Speciellt intensiv har forskningen varit sedan 1954 då menföresfartyget M/S Aranda under sommarmånaderna tjänat havsforskningen. De resultat som erhållits genom mätning ombord och genom vattenprovtagning har avsevärt vidgat vår kunskap om skeendet I Östersjön, och då därtill det internationella samarbetet med övriga strandstater varit gott och tagit sig uttryck bland annat i multiskeppsexpeditioner, är vi på god väg att få en Inblick i det som sker i och händer med detta hav. Jag skall i det följande beröra endast några av problemen, speciellt då ekologin presenteras av en annan skribent i detta samma nummer av tidskriften.

Det periodvis uppträdande svavelvätehaltiga djupvattnet i Östersjön har det skrivits mycket om, men det har sina skäl att i korthet redogöra för hur det uppstår och orsakerna härtill. Östersjön bildar världens största bräckvattenområde, Det söta älvvattnet blandas här med saltvatten från Nordsjön. Nu är sötvatten betydligt lättare än saltvatten och därför bildas det två olika vattenlager, ett lättare ytvatten med låg salthalt och ett tyngre djuplager med högre salthalt. De två lagren åtskiljs av ett s k salthalts- eller täthetssprångskikt, haloklinen, där salthalten plötsligt inom ett tiotal meter drastiskt ändras.

Det saltvatten som upprätthåller sältan i Östersjöns djupvatten tränger in genom Bältet som en bottenström, Inströmningen är oregelbunden och kommer i stötar och den är även beroende av klimatologiska faktorer. Pilarna i figuren visar i stort den väg det inströmmande vattnet tar.

Syrebrist, svavelväte, närsalte Östersjöns djup- och bottenvatten kan ej mera effektivt förnya sitt förråd av syre. Detta förhindras av språngskiktet som fungerar som en spärr för gasutbytet. Syreförbrukningen beror på att organiska föreningar vid sin bakteriella nedbrytning oxiderar d v s bildar nedbrytningsprodukter med syre. Slutprodukterna vid denna process består av oorganiska föreningar som koldioxid, nitrat och fosfat.

Blir det tyngre vattnet liggande i de stora bäckenen under en längre tid kan syret i detta vatten helt förbrukas. Nu börjar vissa denitrifikationsbakterier sin verksamhet och de kan med hjälp av det syre som finns i nitratjoner oxidera organiska föreningar. När nitratjonerna tagit slut börjar en annan bakteriell verksamhet som är betydligt mera märkbar: Sulfatjoner börjar förvandlas till sulfidjoner och det vi kallar svavelväte bildas i vattnet.

Det här är vad som under senare tid skett i Östersjön. Efter den stora stagnationen från 1951 till 1961 följde en period då svavelvätet försvann men i slutet av 1967 började det igen bildas i Gotlandsdjupet och under 1968 hade det utbrett sig som visas i figuren.

Vid stagnanta förhållanden observerar man en väldig ökning av närsaltkoncentrationen i det stagnanta vattnet. Detta beror på att mer och mer närsalter frigörs vid nedbrytningen och då vattnet ligger kvar ackumuleras nedbrytningsprodukterna. När svavelväte bildats uppkommer reducerande förhållanden i vattnet. Därvid utlöses närsalter från sedimenten och närsaltkoncentrationen ökar enormt i det stagnanta vattnet.

14

Under den stagnanta 10 årsperioden anrikades ca 110 000 ton fosfor som fosfat i Gotlandsbäckenets djupvatten. Då denna mängd genom ett nytt saltvatteninflöde fördes upp i ytlagren längre norrut skedde en kolossal gödsling av dessa. Som en följd ökade först växt- och sedan zooplanktonmängden. Följande års strömmingsfångst var fin och fisken av god kvalitet. Den senaste stagnationen bröts i slutet av 1969 genom ett nytt saltvatteninbrott. En betydlig gödsling av norra Östersjöns och Finska vikens ytvatten skedde igen ca ett år senare. Det är ju ett känt faktum att strömmingsfångsterna varit goda i början av detta år.

Svavelvätet var nästan helt försvunnet från början av 1970 till augusti i år och i skrivande stund ökar mängden kontinuerligt.

Havsforskningsfartyget M/S Aranda ute på ett av sina många uppdrag.

Pilarna visar det inströmmande sattvattnets väg i djupet från danska sunden norrut. Innanför streckat område: Djupvatten med svavelväte åren 1968—69. Med sneda streck märkt område: Djupvatten med svavealväte hösten 1971. (Under år 1970 var svavelvätet praktiskt taget försvunnet).

Forum 19/71

Ett naturligt skeende

Jag har rätt ingående beskrivit svavelvätebildningen och upplösningen av fosfater för att klart visa att vi här har att göra med ett naturligt skeende och inte en följd av den allt ökande användningen av syntetiska fosfathaltiga tvättmedel. Människans bidrag till fosfatmängden i Östersjön rör sig om ca 10 000 ton fosfor per år, endast en bråkdel av de mängder som frigörs av naturen själv.

Ytterligare må påpekas att stagnanta, syrefria förhållanden inte är någonting nytt under solen, Svarta havet har nedom ett par hundra meter svavelväte i sitt vatten sedan sista istidens slut. Norska havet hade även vissa syreproblem under istide och flera norska fjordar har i dag ruttet bottenvatten. Sedimentproppar från Östersjön visar även mörka band av sulfidavlagringar, så vårt innanhav har haft problem med syrebalansen under flera perioder av sin existens.

Vägbanken över Kvarken

Jag kan inte undgå att i korthet beröra projektet vägbanken över Kvarken som t o m rekommenderats av Nordiska rådet. Till först bör understrykas att Bottniska viken, trots den stora industriella belastningen, inte har några problem med syrehalten i vattnet. Här sker under senhösten en fullständig omblandning från bottnen till ytan. Blir nu den inströmmande

Vänd! vv 4 2 e Rum ij > PA - ” -” .” , or” ee? Je - ,” -” N Lå - Ledin) ” oe | i ‘, 1 ! . Er ot ” I oa AN a ; [d 1 va NVS 1? v! IN? oe / No NS A Sm Vi Ine! Forum 19/71 15

Ustersjövattnet …

vattenmängden betydligt reducerad uppstår mycket snart förhållanden analoga med dem i centrala Östersjön. Det kommer att uppstå ett utpräglat språngskikt och på grund av den stora föroreningsbelastningen kommer syret snabbt att minska i bottenvattnet och svavelväte kan mycket väl bildas. Ytterligare kan pekas på den några veckor tidigare isbildningen och ökningen i isens hållfasthet samt de svårigheter väldiga isvallar mot banken under våren för med sig för sjöfarten. Om en förbindelse över Kvarken skall förverkligas bör det bli genom en tunnel, vilket ju även beräknats bli betydligt billigare.

Danska sundens fördjupning

I de två problem som berörts finns en gemensam faktor: Det inströmmande vattnet, dess mängd och periodicitet. Nu har Neste uttryckt önskemålet att de danska sunden skall fördjupas med några meter för att supertankers skall kunna gå in i Östersjön med full last. Om farleden genom Bältet och vid Darsser fördjupas strömmar det in mera vatten med hög salthalt, och som en följd härav kommer stabiliteten i språngskiktena i Östersjön att öka och därigenom minskas ytterligare den redan nu minimala vattenomblandningen mellan yta och botten. Stagnationerna blir med säkerhet värre och belastningen på Östersjöns syrereserv större. Det som kunde förbättra situationen skulle vara en mycket drastisk fördjupning och breddning av sunden, men det är nog en utopi att så skall ske.

Oljeföroreningen ännu ingen fara

Oljeföroreningen i Östersjön är i dag ett faktum, trots att jag anser att de siffror som ges från sovjetiskt håll är tagna i överkant. De kontinuerliga oljespill som dagligen sker utgör inte någon egentlig fara utan det är först större katastrofer som kan bli ödesdigra för innanhavet Östersjön vars vattenmassa behöver 25 år för att förnyas.

Det uppfinns hela tiden nya oljebekämpningsmedel och många av dem är s k emulgatorer. De kan råda bot på ett större oljeutsläpp, men de är samtidigt ingalunda ofarliga för livet i havet. Flera emulgatorer kan, som många biocider och pesticider, rubba livscyklarna i havet och vålla obotlig skada.

Ett av argumenten för att Neste vill etablera sig i Tvärminne törde vara den risk en supertanker utgör om den skall gå genom Ålands hav till en hamn vid Bottenhavet. Tvärtrafiken här är enorm och risk för kollision kan föreligga i mörker och dimma. Man frågar sig om den merkostnad som uppstår om tankers tillåts köra detta avsnitt endast under dygnets ljusa timmar och vid klar sikt inte med god vilja kan klaras.

Kärnkraftverk rubbar biologisk balans

Det är inte svårt att dra paralleller mellan Nestes planer på ett “oljeraffineri i Tvärminne och Industrins Krafts planer på ett kärnkraftverk på Storholmen i Bromarf skärgård. I båda fallen nonchalerar man den biologiska expertisen och vill överhuvudtaget inte diskutera projektens negativa sidor. När det gäller ett atomkraftverk måste man naturligtvis utgå från att radioaktivt avfall inte kommer ut i omgivningen, men den enorma mängden kylvatten, som uppvärmt släpps ut i recipienten (mottagaren), kommer att allvarligt rubba den biologiska balansen. Däremot får man inte någon syrebrist när döt gäller strandnära vatten. :

I fallet Industrins Kraft och Storholmen står man häpen då man får höra att platsen valts på grund av att markområdet kunde erhållas till fördelaktigt pris. Jorden må nu vara billigare eller dyrare så utgör dess pris endast någon promille av kraftverkets totala kostnad. Har man överhuvudtaget beaktat distributione 1 och existerar det ett helhetsprojekt som gäller hela landet? Tack vare den publicitet tidningspressen gett DDT, PCB och. kvicksilvret vet den stora allmänheten mycket om dessa ämnens farlighet. Småningom reagerar även myndigheterna i rätt riktning genom att utfärda förbud eller påbjuda rigorös kontroll av ämnenas användning.

Petrokemisk industri ger nya avfallsprodukter

Den enormt expanderande petrokemiska industrin ger dagligen nya avfallsprodukter vilkas verkningar är okända. Vi har i dag den stora gruppen alifatiska klorerade kolväten som härstammar från vinylkloridtillverkningen, den sistnämnda ett ämne som behövs för plastframställning. Dessa biprodukter har i stora mängder dumpats i Nordsjön. Det norska undersökningsfartyget Johan Hjort rapporterade ifjol stora områden med partiklar ned till ett par meters djup. Det var en viss art av plankton som dött. Vid internationella havsforskningsrådets möte här i Helsingfors nu i höstas hölls flera föredrag som berörde dessa produkters giftighet. Försök har visat att större koncentrationer är ödesdigra för många fiskar och vidare att algernas förmåga att producera syre påverkas. Ämnena är dock ganska flyktiga och det kan visa sig vara åtminstone fiskkonsumenternas smala lycka, ty kokning och stekning av fisken är tillräckligt för att substanserna skall avdunsta. Däremot förflyktigas inte DDT, PCB och kvicksilver. De bryts ned först genom kemisk behandling. Det är med tillfredsställelse man läser att dumpning till havs skall förbjudas, och det kan ytterligare nämnas att vårt land haft en dylik lag sedan 1965.

Den tekniska utvecklingen går oerhört snabbt och för konsumenten presenteras dagligen nya produkter. Tyvärr kommer de ut i handeln innan de hinner testas ordentligt. Kontrollorgan och forskning hinner helt enkelt inte med i det accelererande förloppet. Det gäller att testa inte bara produkten i fråga som i sig kan visa sig vara harmlös, men som i kombination med andra avfallsprodukter ger nya som kan vara ytterst farliga.

Människan och kustivattnen

Jag har i det föregående berört några av de problem som havsforskare i dag ställs inför. Problemen har delvis gällt skeendet ute i öppna havet. Problemställningen blir en annan när det gäller kustnära vatten, strandvatten och vikar, Här möter oss föroreningsfaktorer mera direkt orsakade av människan, Här ställs vi bl a inför den indirekta fosfatnedsmutsningen, Fosfat i sig självt är ett näringsämne, men för mycket gödsel ger en stor grönalgproduktion, igenvuxna vikar och slemmiga klippor. Vi står dock inför faktum att fosfathaltiga, syntetiska tvättmedel fortfarande kommer att finnas, ty att byta ut dem mot t ex NTA innehållande medel är ej mera aktuellt. Det är inte heller reellt att tänka sig en återgång till tvål och såpa. Det enda som kan göras är att undvika överdosering och sedan allmän övergång till tredje stegets rening d v s fosfatreduktion. Generellt bör man sträva till att rena vid källan och det gäller inte enbart industrin utan även all egnahemsbebyggelse och mindre tätorter.

Allt detta kostar och det är inte små summor det är fråga om. I Sverige har man beräknat att det måste offras 15 miljarder kronor för en genomgående miljöförbättring. Man kan inte mera spela ut levnadsständard mot miljö; en som människovärdig och stimulerande uppfattad miljö måste räknas in i levnadsstandarden som en av dess väsentligaste komponenter. Då kommer frågan inte längre att bli om vi har råd att bevara en sådan miljö, utan om vi har råd att förstöra den. Politiker och planerare har en bister överraskning att se fram emot om de, fångna i det övervunna fattig- och bristsamhällets värderingar och prioriteringar, inte förstår att det är så människor kommer att reagera, redan har börjat reagera. OO

Forum 19/71