8
vilket till största delen bedöms ha orsakats av den stora användningen av kadmiumhaltigt
fosfatgödsel (Hedlund
et al., 1997). Fosfatgödsel är även en potentiell källa för Pb, Tl,
Th och
U då fosfatmineral, råvaran för detta gödningsmedel, beroende på sitt ursprung kan innehålla
varierande halter av dessa metaller. I tabell 2 ses hur halterna av Cd, Pb, Tl och U varierar i
10 kommersiella fosfatgödselmedel (McBride, M. B och Spiers, G, 2007). Flera studier
påvisar ökningar i totala uranhalten med upp till 2 mg/kg i torr jord som gödslats med
fosfatgödselmedel (Wettling, et al., 2012; Schipper, et al., 2011; Boukenfouf och Boucenna,
2010). Vid användning av fosfatgödsel har man kunnat påvisa en linjär uppgång av uranhalten
i jorden över tid (Schipper et al., 2012). Denna linjära anrikning kunde noteras vid olika årliga
fosfortillsatser på 30, 50, och 100 kg/hektar.
Tabell 2. Kommersiella fosfatgödsels innehåll av Cd, Pb, Tl och U [mg/kg]
1
(McBride, M. B och Spiers. G, 2007)
Åkerjorden blir en reservoar för Pb, Cd, Tl, Th och U och deras rörlighet och tillgänglighet
bestäms till stor del av hur de är bundna till ämnen i marken (Saifullah et al., 2010). Metaller
kan existera i växttillgänglig form i marklösning eller på utbytbara platser på oorganiskt och
organiskt material. Metallerna finns även i otillgänglig form för växter i biologiskt material
samt som föreningar och mineraler i jord och mark (Lennmo, 2006). Metallers
biotillgänglighet påverkas även av mikroorganismer i rhizosfären och jordens egenskaper i
detta område (Guo et al., 2010). Bly, kadmium, tallium, torium och uran har alltså ett antal
förekomstformer i marken vars växttillgänglighet varierar från fullständigt tillgängliga till
otillgängliga. Fördelningen på denna skala är i regel specifik för varje metall och en funktion
av dess kemiska egenskaper i relation till markens sammansättning. Bildandet av mer eller
mindre olösliga komplex mellan metaller och organiskt material främjas av tillsatser av
stallgödsel och kompost (Lennmo, 2006). Olösliga föreningar som fosfater kan även bildas
och påverkar även metallernas upptag i växter.
Näring och metallupptag från markvatten kräver låg energiåtgång för växten då ämnena kan
diffundera fram till roten för upptag, medan upptag från den fasta jordfasen kräver längre och
finare rötter för att nå aktuell metall som är bunden i fast form. Organiska syror från rot eller
bakterier och svampar kan sedan frigöra metaller och göra dem växttillgängliga (Yang et al.,
2005).
Cd
Pb
Tl
U
1,1-8,1
1
0,6-9,9
1
0,1-0,4
1
40-177
1
9
Metallernas rörlighet påverkas av jordens pH, textur, sammansättning, redoxförhållanden och
katjonbyteskapacitet (CEC) (Kabata - Pendias och Pendias, 2001). Markens CEC ökar i regel
med innehållet av lera och organiskt material (Fuller, 1977). Ett ökat CEC indikerar att
metallers rörlighet minskar och därmed reduceras risken för metallupptag i växter (Kabala
och Singh, 2001). Organiskt material och lermineraler som finns i jorden består av små
partiklar (kolloider). I våra jordar är kolloidernas ytor i huvudsak negativt laddade. Positivt
laddade näringsämnen kan därför hållas fast tills vätejoner tar deras plats och gör
näringsämnet tillgängligt för plantans rötter (Hervik och Pedersen, 2004). Organiska kolloider
har oftast större yta än lerpartiklar och påverkar därmed CEC i högre grad (Ekblad, 2014a,
pers. komm.; Schulz och Glaser, 2012 ). Organiskt material påverkar även pH och har en
buffrande effekt mot pH-förändringar (Fuller, 1977).
Metaller påverkas olika av pH-värdet. En bra tumregel är dock att ett lägre pH generellt ger
upphov till ökad metallrörlighet för metaller som bildar stabila katjoner (Fuller, 1977). För
metaller som bildar oxyanjoner, som till exempel uran, gäller det omvända då
metallrörligheten minskar vid lägre pH (Karlsson, 2014, pers. komm.). Det förutsätter dock att
metallen inte förändrar sitt oxidationstillstånd då pH minskar.
Metallers växttillgänglighet påverkas också av redoxpotentialen (Eh). Vid oxiderande
betingelser gynnas adsorption till markpartiklarna där särskilt järn och mangan bildar fasta
oxidskikt med hög kapacitet. Då Eh sjunker löses oxiderna upp och absorberade metaller
mobiliseras men vid lågt Eh fastläggs många av dem igen. Det sker till största del för de
metaller som bildar stabila sulfider som fälls ut. Till dessa räknas både kadmium och bly.
Uran reduceras från lättrörlig U(VI) (UO
2
2+
) till U(IV) som både bildar olösliga karbonater
och adsorberas effektivt på markpartiklarna (Karlsson, 2014, pers. komm.). Tallium växlar
från Tl(III) i oxiderande miljöer till Tl(I) vid relativt högt Eh. Växlingen har en mycket stor
betydelse för tallium-upptag i växter då Tl(III) fungerar som Al(III) medan Tl(I) ersätter K(I)
i flera upptagsmekanismer. Thorium domineras av Th(IV) som oxid och/eller hydroxid vilket
gör den tämligen immobil i marken (Karlsson, 2014, pers. komm.).
Växter består av tre huvudsakliga organ: blad, stam och rot. Bladets huvudsakliga uppgift är
att tillgodose växtens behov av socker från fotosyntesen. Roten tar upp vatten och
mineralnäring från jorden och förankrar växten i jorden, medan stammen ser till att växtens
blad sträcks upp mot solen. Transporten av vatten, socker och näringsämnen, mellan rot och
blad, sker i stammen.