Synen på klor på väg att förändras

Forskare vid Linköpings universitet har studerat hur kombinationer av olika miljöfaktorer påverkar klorering av organiska ämnen i jord. Resultaten visar att tillgången på färska organiska kolföreningar, som gynnar mikroorganismernas tillväxt, ökar kloreringen. Upptäckten kan innebära att klor har en annan betydelse i ekosystem än man tidigare trott.

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.

Klorering – mer än svårnedbrytbara föreningar

Teresia SvenssonTeresia Svensson, universitetslektor. Foto: David Einar

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.

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. 

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.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b03196

Exempel på tidigare studier:

Montelius M, Thiry Y, Marang L, Ranger J, Cornelis J, Svensson T, and Bastviken D. (2015) Experimental evidence of large changes in terrestrial chlorine cycling following altered tree species composition. Environmental Science and Technology. 49: 4921–4928. DOI: 10.1021/acs.est.5b00137

Svensson T, Lovett GM. and Likens GE. (2012) Is chloride a conservative ion in forest ecosystems? Biogeochemistry 107: 125-134. DOI: 10.1007/s10533-010-9538-y

Redon, P. O., A. Abdelouas, D. Bastviken, S. Cecchini, M. Nicolas and Y. Thiry (2011). Chloride and organic chlorine in forest soils: storage, residence times, and influence of ecological conditions. Environmental Science and Technology 45(17): 7202-7208. doi: 10.1021/es2011918

Bastviken D, Thomsen F, Svensson T, Karlsson S, Sandén P, Shaw G, Matucha M, and Öberg G, (2007) Chloride retention in forest soil by microbial uptake and by natural chlorination of organic matter. Geochimica Cosmochimica Acta 71: 3182–3192. doi.org/10.1016/j.gca.2007.04.028

Öberg G, 2002. The natural chlorine cycle – fitting the scattered pieces. Applied Microbiology and Biotechnology 58, 565–581. DOI: 10.1007/s00253-001-0895-2

Asplund G, Grimvall A (1991) Organohalogens in nature, more widespread than previously assumed. Environmental Science and Technology 25:1346–1350

Kontakt

Nyheter om miljö

Senaste nytt från LiU