NGV-Geonieuws 69 artikel 451

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Mei 2004, jaargang 6 nr. 10 artikel 451

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 69! Op de huidige pagina is alleen artikel 451 te lezen.

<< Vorig artikel: 450 | Volgend artikel: 452 >>

451 Bodems als bron van atmosferisch SO2
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Veel zwaveldioxide (SO2) uit de atmosfeer wordt in de vorm van sulfiden (meestal pyriet, FeS2) in bodems opgeslagen, waardoor deze een zuur karakter krijgen. Vooral lage (0-10 m boven zeeniveau) kustzones bevatten vaak dergelijke zure bodems; naar schatting gaat het wereldwijd om zoín 25 miljoen vierkante kilometer. De toenemende bevolkingsdruk leidt ertoe dat steeds meer van deze zurige kustgebieden worden gedraineerd, waardoor de zwavelsulfiden oxideren en overgaan in tal van verbindingen die het grondwater een zo hoge zuurgraad kunnen geven dat daardoor de ecosystemen in mondingen van rivieren en zelfs in hele estuaria daardoor te gronde kunnen worden gericht.


MEETAPPARATUUR OP EEN AKKER VOOR SUIKERRIET

Niet alle vrijkomende zwavel wordt echter omgezet in verbindingen die in het grondwater worden opgenomen. Berekeningen hebben aangetoond dat er een aanzienlijk deel (zoín 30%) van alle vrijkomende zwavel op een andere manier uit dergelijke gedraineerde bodems moet verdwijnen. De hypothese dat die zwavel weer in de vorm van SO2 aan de atmosfeer wordt afgegeven, is steeds sterk omstreden geweest, want SO2 is uiterst goed oplosbaar in water, en de desbetreffende bodems zijn gewoonlijk behoorlijk nat. De zwavel zou dus geen kans krijgen om naar de atmosfeer te ontsnappen.

In hoeverre er toch zwavel in de atmosfeer wordt teruggebracht door zure bodems die worden gedraineerd, is door Australische onderzoekers in het oosten van AustraliŽ uitgezocht. Daarbij bleek dat onder meer de meteorologische condities (veel neerslag of juist veel verdamping) een grote rol spelen bij het gedrag van de zwavel. De resulterende processen zijn daarom niet altijd dezelfde, maar over een langere periode bezien gebeurt niettemin steeds hetzelfde.

Een algemeen optredende reactie is de omzetting van pyriet, onder opname van water (H2O) uit de bodem en zuurstof (O2) uit de lucht, in ijzerhydroxide [Fe(OH)2] en zwaveldioxide. Het zo ontstane zwaveldioxide kan echter niet naar de lucht ontsnappen, maar reageert met water uit de bodem en vormt daarbij zwavelig zuur (H2SO3). Dit zwavelig zuur reageert met zwaveldioxide en zuurstof, waarbij een tussenproduct wordt gevormd (H2S2O7) dat zelf weer met water reageert, waarbij zwavelzuur (H2SO4) ontstaat.

Deze opeenvolging van reacties zou nauwelijks bijdragen aan de emissie van SO2 naar de atmosfeer als er niet ook andere processen plaatsvonden. Het gaat daarbij om het uitzakken van reactieproducten vanuit de bovenste bodemzone (A-horizont) naar de inspoelingszone (B-horizont), en transport vanuit de B-horizont omhoog naar de A-horizont via capillaire werking. De chemie daarachter gaat hier wat ver, maar het resultaat is dat er SO2-houdend water uit de bodem verdampt en zo SO2 in de atmosfeer brengt. Daarnaast zorgen bacteriŽle processen waarschijnlijk ook voor het ontstaan van SO2 dat aan de lucht wordt afgegeven.

Uit de metingen blijkt dat de onderzochte bodems (op akkers van suikerriet) 5-578 ng SO2 per vierkante meter per seconde vrijgaven; de gemiddelde waarde was 62 ng. Als alle in aanmerking komende 25 miljoen km2 eenzelfde emissie zouden geven, dan zou wereldwijd zo per jaar 3 miljard kg zwavel in de atmosfeer terechtkomen. Dat is meer dan er vrijkomt door verbranding van biomassa, en vergelijkbaar met de hoeveelheid die alle schepen samen door verstoken van zwavelhoudende olie uitstoten; het komt overeen met ca. 3% van alle door mensen veroorzaakte emissie van SO2.

Referenties:
  • Macdonald, B.C.T., Denmead, O.T., White, I. & Melville, M.D., 2004. Natural sulfur dioxide emissions from sulfuric soils. Atmospheric Environment 38, p. 1473-1480.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Bennett C.T. Macdonald, Centre for Resource and Environmental Studies, Australian National University, Canberra (AustraliŽ).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl