Kontaktinformation
Johan Stendahl, docent
Institutionen för mark och miljö, SLU
johan.stendahl@slu.se, 018-67 38 01
pH
Senast ändrad: 20 juni 2024
När man talar om markens pH-värde menar man egentligen det pH-värde som vattnet i marken har. Den skala man använder när man anger pH är omvänt logaritmisk. Det innebär att ett lågt pH-värde betyder en hög koncentration av vätejoner (H+) och att vattnet är 10 gånger surare för varje skalsteg man går nedåt på pH-skalan.
Markens kemiska och biologiska processer påverkas i många fall av hur sur marken är. Markens pH-värde är ett mått på surhetsgraden. Rent vatten har definitionsmässigt pH värdet 7 vilket betraktas som neutralt. I en ostörd skogsmark är pH-värdet lägre. Det beror på naturliga försurningsprocesser - främst bildningen av kolsyra när koldioxid löser sig i markvattnet. Ett normalt pH-värde i vatten från mineraljord med låg halt organiskt material ligger i området 5,2-5,4.
Kemsik vittring bidrar till att neutralisera sur mark
Den kemiska vittringen, sönderdelningen av markens mineral, bidrar till att neutralisera det sura i marken. Det är en långsam process men den leder till att pH i markvattnet stiger under tiden som det transporteras ner genom marken. I regel är pH-värdet därför högre längre ner i marken än i den övre delen av marken.
Leder försurning av mark till ökade skogsskador?
Under de två sista decennierna av 1900-talet forskades det mycket kring hur den av industriella utsläpp orsakade försurningen påverkade skogsmarken. Man har kunnat konstatera att nedfallet av svavelsyra och salpetersyra har sänkt pH i marken i områden med hög deposition, i vissa fall med mer än en pH enhet. Detta har orsakat en ökad rörlighet av metaller, t.ex. aluminium och vissa tungmetaller, och bidragit till en försämrad grundvattenkvalité och försurning av vattendrag. Många forskare ansåg att försurningen av marken bidrog till en observerad ökning av skogsskador men direkta samband har varit svåra att bevisa.
Mer om skogsmarkens pH-värde och hur det mäts kan du läsa i avsnitten ”Skogsmarkens pH” och ”pH-mätning i jordprov” nedan.
Hur de kartor som visas nedan har framtagits kan du läsa om under Om MarkInfo – Kartinformation.
Kartor över pH i olika humusformer och horisonter under perioden 1993-2002
De kartor som presenteras nedan visar pH-värdet (pH-H2O) i humuslagret (O-horisonten), blekjorden (E-horisonten), rostjorden (B-horisonten), BC-horisonten (45-55 cm under markytan), samt C-horisonten (55-65 cm under humuslagret) grundat på de provtagningar och mätningar som gjordes 1993-2002.
|
Horisont |
Totalt |
Mår |
Mull |
Torv |
Jämförelse |
|
O |
|||||
|
B |
|
|
|||
|
BC |
|
|
|||
|
C |
|
Skogsmarkens pH
Markens pH ger en god indikation på det kemiska tillståndet i marken. Generellt uttryckt är pH i marken ett intensitetsmått på markens aciditet. Det går inte att utifrån pH bestämma markens totala aciditet eftersom pH bara ger ett mått på koncentrationen av vätejoner (H+) i lösningen. De vätejoner som sitter bundna på markens partiklar "ingår" inte i pH värdet.
Många processer påverkar pH i marken t.ex. nedbrytning organiskt material, vittring av primära mineral, katjonutbyte eller olika mikroorganismers aktivitet. Har man tillgång till pH värdet kan man dra vissa generella slutsatser om tillståndet i marken. Humuslagret har som regel ett mycket lågt pH, ofta i närheten eller straxt under 4 i ett mårlager.
I mineraljord indikerar ett pH under 5.5 att andelen utbytbart aluminium (Al) är hög på utbyteskomplexen. Ett pH i intervallet 7.8 - 8.8 tyder på närvaro av kalciumkarbonat (CaCO3) i marken. De flesta svenska jordar är svagt sura (pH<7) på grund av påverkan av kolsyra (H2CO3), organiska syror och utlakning av vittringsprodukter.
pH – mätning i jordprov
Vid mätning av pH i ett jordprov skakas det i vatten eller i en saltlösning. Då får man en suspension som består av markens fasta fas och en vätskefas som innehåller lösta ämnen som finns i jordprovet. När den fasta fasen separerat från lösningen, antingen genom sedimentation eller centrifugering, mäter man pH i lösningen.
Det pH värdet man avläser på pH-metern regleras av markens syra-bas status, genom att de buffertsystem som finns i marken antingen kommer att tillföra eller konsumera H+ i lösningen. Vissa buffertssystem är inte tillräckligt snabba för att direkt kunna påverka pH värdet i lösningen. Därför brukar man låta provet komma i "jämvikt" med lösningen genom att vänta, t.ex. över natten innan man mäter pH.
Vittring av primära mineral bidrar till neutralisationen av H+ i marken men den processen är så långsam att den inte märkbart påverkar en pH mätning. Buffertsystemen i marken bidrar till att mätningen av pH blir stabil. Mätning av pH i rent vatten är däremot mycket svårt eftersom den totala koncentrationen av H+ blir mycket låg. Detta problem kan man också stöta på vid mätning av pH-H2O (suspensionsvätskan är avjoniserat vatten) i svagt buffrade jordprov, t.ex. jordprov från C-horisonten i sandjordar eller grova moräner. Mätningen blir svår eftersom pH-värdet "driver" och det tar lång tid för pH att bli stabilt. För att få mer stabila pH-värden kan man i stället för avjoniserat vatten använda en neutralsaltlösning (exempelvis 0.01 M CaCl2) som suspensionsvätska. Det pH-värde som uppmäts om 0.01 M CaCl2 används som suspensionsvätska (pH-CaCl2) är i regel ca 0.5 pH-enheter lägre jämfört med om suspensionsvätskan varit avjoniserat vatten (pH-H2O). De kartor över skogsmarkens pH-värde som visas ovan är alla baserade på pH-H2O.
Bestämning av pH-H2O för Markinventeringens jordprover görs på följande vis:
- Provet lufttorkas.
- Provet siktas för att bli av med partiklar som är större än 2 mm.
- Ett representativt delprov (1.0 – 5.0 g, beroende på provets sammansättning) vägs in i 50 ml plastburk. 25 ml avjoniserats vatten tillsätts och locket till plastburken stängs varefter burken skakas så att jordprovet suspenderas upp i vattnet.
- Lösningen får stå över natten och pH mäts med glaselektrod i vattenlösningen som nu har kommit i jämvikt med jordprovet.