Klor i mark kan ha en tidigare okänd roll

Klor är ett av de vanligaste grundämnena på jorden och forskare trodde länge att saltformen av klor (klorid) var den vanligaste formen. Tidigare studier vid Linköpings universitet har visat att organiska klorformer dominerar i mark och att det där sker en omfattande klorering av organiskt material. Men man har inte vetat vad som påverkar dessa processer. Nu har forskarna kommit ett steg närmre att förstå varför så mycket organiskt klor ligger bundet i marken.

– Det finns tidigare studier om vad som påverkar bildning av organiskt klor i markmiljön, men då har man undersökt en miljöfaktor i taget. Det unika med den här studien är att vi har studerat flera faktorer samtidigt. Det har avslöjat nya mönster, säger David Bastviken, professor vid Linköpings universitet.

Miljöfaktorer som man i den nya studien har studerat i kombination är markfuktighet, nitrat, klorid och kol. Genom två större experiment med skogsjord från Kolmården och Linköping kunde forskarna mäta hur de olika miljöfaktorerna påverkar klorering. Tillsättning av lättnedbrytbara organiska kolformer (som exempelvis glukos) visade sig öka klorering avsevärt. Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Environment Science & Technology.

Mikroorganismer klorerar jorden
Huvudpersonerna i kloreringsprocessen är mikroorganismerna som besitter förmågan att klorera jorden. Forskare har tidigare trott att mikroorganismer, framförallt svampar, klorerar organiskt material för att kunna bryta sönder det i mindre ”ätbara” bitar. Studien från Linköpings universitet visar att så nog inte är fallet.

När mikroorganismer gynnades, genom att i experiment få tillgång till lättillgängligt organiskt kol, visade det sig istället att kloreringen ökade dramatiskt. Kloreringen ökade alltså när mikroorganismerna fick mer lättillgänglig mat. Kloreringen kan därför ha viktiga ekologiska funktioner kopplade till mikroorganismers aktivitet, exempelvis att ta hand om farliga syreradikaler som bildas i ämnesomsättningen eller vara en del av den kemiska kamp som mikroorganismerna bedriver i konkurrensen om resurser i marken.

Reaktiv klorid en spelare vid radioaktivt avfall
Klorid i mark har också ansetts vara ett ämne som inte är reaktivt, det vill säga inte reagerar med andra kemiska ämnen och föreningar.

– Vi visar nu istället att klorid är reaktivt. Det här är ekologiska funktioner som vi är i början av att upptäcka, och en förändrad syn på klor är intressant också ur ett samhälleligt perspektiv. Bland annat när riskmodeller görs för radioaktivt avfall där radioaktivt klor ingår, säger Teresia Svensson, universitetslektor vid Linköpings universitet.

Malin Montelius, Malin Andersson, Cecilia Lindberg, Henrik Reyier, Karolina Rietz, Åsa Danielsson från Linköpings universitet har också deltagit i studien.

Kontakt:
Teresia Svensson, universitetslektor vid Linköpings universitet, teresia.svensson@liu.se, 011-36 32 26

Studien:
Influence of Multiple Environmental Factors on Organic Matter Chlorination in Podsol Soil. Teresia Svensson, Malin Montelius, Malin Andersson, Cecilia Lindberg, Henrik Reyier, Karolina Rietz, Åsa Danielsson, David Bastviken. Environment Science & Technology.

Exempel på tidigare studier:
Experimental evidence of large changes in terrestrial chlorine cycling following altered tree species composition. Montelius M, Thiry Y, Marang L, Ranger J, Cornelis J, Svensson T, and Bastviken D. (2015) Environmental Science and Technology. 49: 4921–4928.

Is chloride a conservative ion in forest ecosystems? Svensson T, Lovett GM. and Likens GE. (2012)  Biogeochemistry 107: 125-134.

Chloride and organic chlorine in forest soils: storage, residence times, and influence of ecological conditions. Redon, P. O., A. Abdelouas, D. Bastviken, S. Cecchini, M. Nicolas and Y. Thiry (2011).  Environmental Science and Technology 45(17): 7202-7208.