SLU-nyhet

Ovanligt mineral minskade läckage av arsenik och zink från förorenad mark

Publicerad: 13 september 2022
två personer och en stor maskin jobbar med provtagning av jord i förorenad mark.
Forskargruppen, inklusive Åsa Kristofferson till vänster i bild, provtog förorenade jordar i Sverige inom ramen för ett projekt med fokus på läckage av arsenik. Tack vare avancerade tekniker kunde forskargruppen visa att arsenik och zink kan bilda det ovanliga mineralet koritnigit. Det betyder att mark som innehåller koritnigit sannolikt inte behöver saneras. Foto: Dan Berggren Kleja, SLU.

Arsenik och zink är vanliga och farliga föroreningar i jordar överallt i världen. Störst problem är det när dessa ämnen blir lösliga och läcker till exempelvis grundvatten. En ny studie visar att arsenik och zink tillsammans kan bilda ett ovanligt och mycket okänt mineral, koritnigit, i en svensk förorenad jord, vilket kraftigt minskade deras löslighet och spridning till grundvatten.

I Sverige finns det omkring 9000 förorenade jordar, ofta kontaminerade med olika giftiga metaller som till exempel, arsenik, bly och zink. Problemet är även utbrett utomlands. Om dessa ämnen kommer ut lösta i markvattnet och i grundvattnet finns det stor risk för upptag av organismer som lever i marken och spridning till dricksvatten. Åtgärder syftar därför ofta till att se till att metallerna inte läcker ut i vattnet, utan istället binds fast i marken. Arsenik binder bra till olika järnoxider, som dessutom är vanligt förekommande i jordar. En vanlig saneringsåtgärd kan därför vara att tillsätta mer järnoxider till jorden. Sanering av dessa jordar är dock kostsamt och kan vara komplicerat i jordar med många olika föroreningar.

Överraskande upptäckt med stor potential

I marker utanför Åsbro i Närke finns jordar med höga halter av föroreningar orsakade av rester från träimpregnering. Bland annat har arsenik, bly, koppar, krom och zink uppmätts i stora mängder. Då höga halter av arsenik har observerats i området förväntas även läckaget vara stort.

-Tvärtom mot vad vi hade trott upptäckte vi att jorden läckte väldigt lite arsenik! Vi blev alla väldigt förvånade i forskargruppen, säger Carin Sjöstedt, forskare vid institutionen för mark och miljö, och huvudförfattare för studien.

Det blev dessutom snabbt tydligt att det inte var järnoxider som band fast arseniken i jorden, det fanns helt enkelt för lite av dessa för att kunna binda all arsenik. Allt detta fick forskarna att undersöka jorden närmare med hjälp av avancerade tekniker, bland annat röntgenspektroskopi på synkrotronerna The Diamond i Oxfordshire, England och på Stanforduniversitetet i Kalifornien, USA. Med den tekniken kan man göra detaljerade kartor över jorden på mikrometerskala, vilket avslöjade att arsenik och zink fanns på samma ställen i jorden och därmed fanns i en kemisk förening. Till slut kom de fram till att det fanns ett ovanligt mineral, koritnigit (ZnHAsO4·H2O), i jorden bestående av arsenik och zink. Koritnigit minskade lösligheten betydligt av arsenik och zink. Det har tidigare endast hittats i gruvor i Tjeckien och Namibia, samt framställts i en laborationsstudie, och är därför okänt för de allra flesta.

Sanering inte alltid nödvändigt

Då arsenik och zink är vanliga föroreningar i jord är det en god nyhet att de båda tillsammans kan bilda en svårlöslig förening under vanliga svenska förhållanden. Det innebär att marken eventuellt inte behöver saneras eftersom zink och arsenik blir ofarliga på det här sättet.

-I dagsläget vet vi inte om koritnigit finns på andra platser under liknande förhållanden, eftersom man inte vetat om att det kan bildas, säger Carin Sjöstedt. På platser med mycket arsenik och zink är det därför en bra idé att undersöka om koritnigit finns i jorden.

Carin Sjöstedt och hennes forskargrupp hoppas att resultaten kan komma till nytta i arbetet med förorenade jordar. Det skulle kunna innebära att resurser kan omfördelas till sanering av de jordar där det bättre behövs.

För att studera läckaget av arsenik genomförde forskarna en serie irrigationsexperiment, en typ av regnsimulering, i laboratoriemiljö. Foto: Åsa Kristofferson, SLU.

Kontaktinformation

carin.sjostedt@slu.se, 018-673457, 070-402 55 14