Spårämnen

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av barium (Ba) i mineraljorden på 50 cm djup.

Barium är ett metalliskt grundämne tillhörande gruppen alkaliska jordartsmetaller. Det är det 16:e vanligaste grundämnet och är en silvervit och mjuk metall, med utseende som bly.

Den genomsnittliga halten av barium hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är 0,04 - 0,05 vikt-% = 400-500 ppm. I sin biologiska roll får barium betraktas som spårämne.

Barium förekommer i naturen huvudsakligen som sulfatet baryt (tungspat; BaSO₄) och i viss utsträckning som karbonatet witherit, BaCO₃ eller som alstonit, ett blandkarbonat av kalcium och barium. Bariumsulfat är synnerligen svårlösligt i vatten och har bl.a. fått användning inom den medicinska röntgenologin som kontrastmedel. Alla bariumföreningar är giftiga, som vållat åtskilliga förgiftningsfall.

Bariuminnehållet hos några vanliga bergarter ligger vid 0,06 viktsprocent BaO hos gnejsgranit, 0,08 % hos finkorniga yngre graniter, 0,16 % hos röd Växjögranit och 0,05 % hos basiska bergarter. Relativ mängd i vulkaniska bergarter 0,025 % Ba samt i levande växter 0,003 % Ba.

Utgående från de 1 892 prov i mineraljorden på 50 cm djup som kartan bygger på, så är medelvärdet för bariumhalten 608 ppm, med en variation på 32 - 1609 ppm.

Bariums jonradie är för stor för att den skall kunna följa kalcium i någon större grad men däremot kan den substituera och följa kalium.

Mer om barium på Wikipedia

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av bly (Pb) i mineraljorden på 50 cm djup.

Bly är den mjukaste av de vanliga s.k. tunga metallerna, är blågrått och glänsande men överdras snabbt i luften med en matt oxidhinna. Bly är en av de äldsta metaller, som människan tagit i bruk. Den var känd i Egypten redan 5000 f. Kr. och beskrivs i mycket gamla urkunder. Bly och dess föreningar är giftiga.

Den genomsnittliga halten av bly hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är 13-15 ppm.

Det vanligaste blymineralet är blyglans PbS, som också är den helt dominerande blymalmen. Blyglans kan uppträda i form av tunna gångar i urberget men den förekommer även som impregnering i sandsten.

I marken binds bly mycket starkt till organiskt material, samt Fe-, Al-, och Mn-oxider. Transporten av bly i marken sker därför till stor del som lösta humuskomplex eller i kolloidalt bunden form med humusämnen och järnoxider.

Medelvärdet för blyhalten i de 1 892 mineraljordsproven från 50 cm djup tagna i skogsmark, och som ovanstående karta bygger på, var 18 ppm. Variationen var dock stor; 8,5 – 389 ppm.

Mer om bly på Wikipedia

I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för bly, som visar totalhalten av bly i C-horisonten hos finfraktionen (<0,063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, bly under rullisten Karta.)

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av koppar (Cu) i mineraljorden på 50 cm djup.

Koppar är ett metalliskt grundämne, som i rent tillstånd är laxfärgad och den är beständig i torr luft men överdras i fuktig luft med en grön hinna av basiskt karbonat (ärg). Koppar är mycket formbar och kan valsas till en 0,02 mm tjock folie. God ledningsförmåga för värme och ström. Känd sedan urminnes tider, kanske i 9000 år.

Den genomsnittliga halten av koppar hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är, enligt Webelements, 68 ppm.

I förening med svavel förekommer koppar ofta om dock i ganska små mängder. Dessa föreningar utgörs av kopparglans (Cu₂S) och kovellit CuS. De vanligaste malmerna är kopparkis (kalkopyrit) CuFeS₂ och brokig kopparmalm (bornit) Cu₅FeS₄.

Koppar(I)oxid Cu₂O förekommer som röd kopparmalm (kuprit). Koppar(II)oxid CuO, förekommer i små mängder som melakonit. Mineralen malakit Cu₂(OH)₂(CO₃) (ljusgrön) och azurit (kopparlazur) Cu₃(OH)₂(CO₃)₂ (ljusblå) har man funnit i Uralbergen och de används till konsthantverk.

Om metallen utsätts under en längre tid för svavelhaltig luft och fuktighet får man en grön hinnna av basiskt sulfat (ärg). Ärg brukar vanligen vara ett basiskt kopparkarbonat, men nära havet kan det vara en basisk klorid. Termen används även om basiskt kopparacetat, som används som färgämne.

Koppar finns normalt i både växt- djurorganismer men dess fysiologiska funktion är i många fall ej helt känd.

Koppar ingår i vissa proteiner av enzymkaraktär. En kopparhaltig blå globulin, ceruloplasmin, finns i blodplasman hos alla däggdjur. Hemocyanin, som hos kräftdjur och mollusker gör samma tjänst som hemoglobin hos ryggradsdjuren, har koppar som verksam övergångsmetall. Otillräcklig koppartillförsel orsakar bristsjukdomar hos både växter och djur. Större kopparmängder verkar dock giftiga och särskilt lägre organismer är känsliga härför. För människan är koppar och dess föreningar måttligt giftiga. Svårare förgiftningar är sällsynta bl.a. därför att kräkning lätt inträffar.

Den genomsnittliga kopparhalten, för de 1892 proven från 50 cm djup i mineraljorden som ovanstående karta grundas på, var 31 ppm. Detta kan jämföras med medianvärdet för kopparhalten i finfraktionen (<0,063 mm) från 12 815 provpunkter i svenska moräner (C-horisonten) som av SGU (2007) angavs vara 12,1 ppm. I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för koppar, som visar totalhalten av koppar i C-horisonten hos finfraktionen (<0,063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, koppar under rullisten Karta.)

Mer om koppar på Wikipedia

Referenser

SGU. 2007. Utdrag ur SGU:s Regionala markgeokemiska databas, september 2007. (Från Datablad för koppar).

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av krom (Cr) i mineraljorden på 50 cm djup.

Grundämnet krom är en glänsande blåvit metall och beständig i luft. Krom förekommer inte i gedigen form. I jordskorpan är medelhalten av krom ca 140 ppm. Medelhalten i skogsmarken, på 50 cm djup, är 59 ppm. Det viktigaste mineralet är kromit (FeCr₂O₄). Kromit finns i Skandinaviska fjällkedjan, men är där inte brytvärd under normala förhållanden. Mineralet uppträder i serpentinstenar.

Krom kan vanligtvis vara antingen trevärt (Cr³⁺) eller sexvärt (Cr⁶⁺). Sexvärt krom kan ge allergi, orsaka cancer och är farligt för miljön. Trevärt krom anses inte vara allergiframkallande, men kan i vissa fall omvandlas till den sexvärda formen.

Cr³⁺ binds starkt i marken genom komplexbildning till organiskt material och medfällt i järnoxider, speciellt vid låga pH-värden och under anaeroba förhållanden. Cr⁶⁺ förekommer i regel som kromat (CrO₄^2-), adsorberat till Fe- och Al-oxider. Kromat är relativt lättrörligt vid höga pH-värden och i torra jordar.

Mer om krom på Wikipedia

I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för krom, som visar totalhalten av krom i C-horisonten hos finfraktionen (<0.063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, krom under rullisten Karta.)

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av molybden (Mo) i mineraljorden på 50 cm djup.

Molybden är ett metalliskt grundämne, tillhörande undergrupp 6A i periodiska systemet. Ljust glänsande vanligen grått pulver. Det ingår i kromgruppen tillsammans med krom och volfram.

Molybden är en relativt sällsynt metall med en medelhalt hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan, på ca 1,1 ppm.

Flertalet av de 1892 mineraljordsproven från 50 cm djup, som kartan ovan grundas på, hade en molybdenhalt som låg under detektionsgränsen på 4 ppm.

Det viktigaste mineralet är molybdenglans eller molybdenit (MoS₂), ett mjukt skivigt, blåaktigt ämne som till utseende påminner om grafit. Molybdenglans förekommer allmänt i Skandinaviens berggrund. De svenska fyndigheterna är normalt inte brytvärda. Den relativa mängden molybden i vulkaniska bergarter är 15 ppm och i levande växter 0,5 ppm.

I marken förekommer molybden som primära mineral, t.ex. molybdenglans, eller som molybdat (MoO₄^2-), vilket adsorberas starkt till Fe- och Al-oxider när pH < 7. Vid höga pH-värden är molybden relativt lättlösligt. Under reducerande förhållanden är molybden ofta mycket starkt bundet till sulfider och organiskt material 

Mer om molybden på Wikipedia

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av nickel (Ni) i mineraljorden på 50 cm djup.

Nickel är en hård silvervit metall som tillhör de s.k. järnmetallerna tillsammans med järn och kobolt. Den är beständig i luft och är svagt magnetisk. I höga koncentrationer är nickel giftigt för de flesta livsformer.

Den genomsnittliga vikthalten för nickel hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är ca 90 ppm. Det aritmetiska medelvärdet för nickelhalten i mineraljorden på 50 cm djup i svensk skogsmark är 22 ppm.

De viktigaste nickelmineralen är sulfider och arsenider. En del av dessa tillhör nickelarsenidtypen t.ex. rödnickelkis (nickelit) NiAs. Andra tillhör pyrittypen där svavel till ca hälften ersatts av arsenik eller antimon och där järn, kobolt och nickel kan ersätta varandra.

Tämligen rena sulfider är millerit (NiS) och pentlandit (Ni,Fe)₉S₈. Nickel fås även ur garnierit, vilket kan anses vara silikatet krysotil med magnesium delvis ersatt med nickel. Övriga nickelmineral är kloantit och nickelin.

Vanligen förekommer elementet i nickelhaltig magnetkis som speciellt följer de mellansvenska sulfidmalmerna.

I marken förekommer nickel bundet till organiskt material och vid höga pH-värden kan det även bindas till Fe-, Al- och Mn-oxider. I reducerande miljö är nickel även bundet i sulfider. Nickel är ganska lättlösligt vid låga pH-värden, men binds starkt i marken vid höga pH-värden.

Mer om nickel på Wikipedia.

I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för nickel, som visar totalhalten av nickel i C-horisonten hos finfraktionen (<0,063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, nickel under rullisten Karta.)

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av strontium (Sr) i mineraljorden på 50 cm djup.

Strontium är en av de s.k. alkaliska jordartsmetallerna och är en smidbar, glänsande silvervit metall som är instabil i fuktig luft. I naturen förekommer den som karbonat, strontianit (SrCO₃) och som sulfat, celestin (SrSO₄).

Den genomsnittliga vikthalten för strontium hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är 370-450 ppm. Den relativa mängden i vulkaniska bergarter är 150 ppm, samt i levande växter 20 ppm. Medelvärdet för strontiumhalten i de 1892 proven från mineraljorden på 50 cm djup i svensk skogsmark var 193 ppm.

Strontium tas lätt upp av organismerna i stället för kalcium och hos ryggradsdjuren sker upplagring därav framför allt i benstommen. Den radioaktiva isotopen ⁹⁰Sr sprids i atmosfären vid kärnvapensprängningar och fanns med i gasmolnet från Tjernobyl 1986. Den kan sålunda bli en livsfarlig strålningskälla. Isotopen ⁹⁰Sr har en halveringstid på 29 år.

Mer om strontium på Wikipedia

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av vanadin (V) i mineraljorden på 50 cm djup.

Den genomsnittliga vikthalten för vanadin (V) hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är 110-135 ppm.

Det viktigaste vanadinmineralet är patronit, polysulfiden VS₄. Av betydelse är också vanadinit, en analog med apatit med formeln Pb₅Cl(Vo₄)₃. Mycket stora vanadinmängder, ehuru med låga halter, finns i järnmalmer, där vanadin följer titan och fosfor.

Den relativa mängden av vanadin i vulkaniska bergarter är 150 ppm samt i levande växter 0,2 ppm. Medelvärdet för halten av vanadin i de 1892 proven från mineraljorden på 50 cm djup i svensk skogsmark var 65 ppm.

Vanadin förekommer i marken i ett stort antal primära mineral, men även som vanadat (H₂VO₄^-), vilket adsorberas starkt till Fe- och Al-oxider vid pH-värden under 10. I sura jordar förekommer vanadin som vanadyl (VO²⁺), vilket binds mycket starkt till organiskt material. Endast vid mycket höga pH-värden (>10) blir vanadin lättlösligt. Tillförsel av vanadin hämmar markmikroorganismernas aktivitet, vilket kan leda till minskad mineralisering av fosfor, som därmed blir mer svårupptagbart för växterna.

Mer om vanadin på Wikipedia.

I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för vanadin, som visar totalhalten av vanadin i C-horisonten hos finfraktionen (<0,063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, vanadin under rullisten Karta.)

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av zink (Zn) i mineraljorden på 50 cm djup.

Zink är en blåvit metall, glänsande, kristallinisk och mjuk men med begränsad tänjbarhet. Löses i syror och alkalier samt angrips i fuktig luft där den "vitrostar".

Jordskorpans medelhalt av zink är tämligen låg, ca 75 ppm. I jordar håller det vanligen en halt av 10-300 ppm och det förekommer i ett flertal mineral. I viss utsträckning kan  zink substituera eller ersätta järn och magnesium i mineralens kristallgitter och speciellt gäller detta ferromagnesiamineral som augit, hornblände och biotit. Det aritmetiska medelvärdet i svenska skogsjordar på 50 cm djup ligger nära 60 ppm.

Nivån på zinkhalten i jordarna beror i största utsträckning på det minerogena ursprungsmaterialet. Jordar som härstammar från basiska magmatiska bergarter håller höga zinkhalter medan jordar som kommer från mer kiselsyrarika jordar är påfallande zinkfattiga. Lokalt kan zinkhalten påverkas av sulfidmineraliseringar och det är vanligt med förhöjda zinkhalter i områden som har eller har haft gruvverksamhet eller där avfall från gruvhanteringen deponerats.

Det viktigaste zinkmineralet är zinkblände (ZnS) som har en karakteristisk hartsliknande glans. Ren zinkblände kan vara gul eller färgad brun av järn [(Zn,Fe)S] och ju mer järn desto mörkare färg. Det finpulvriserade mineralet är tydligt brunt och att bestämma streckfärgen är en karakteristisk och enkel test. Zinkblände uppträder ofta tillsammans med andra sulfidmineral och en särskilt viktig följeslagare är blyglans. Övriga zinkmineral anses ha bildats genom oxidation av primärt zinkblände. Bortsett från zinkblände, som kan uppträda under reducerande förhållanden är de flesta av de övriga zinkmineralen alldeles för lättlösliga för att bevaras i marken under längre tider.

Zink är i mycket små halter nödvändigt för både växter och djur. Nivån på zinkhalten i markvätskan har rapporterats ligga i intervallet 3·10^-8 till 3·10^-6 M. Lösligheten av Zn²⁺ ökar kraftigt vid låga pH-värden. I de övre delarna av marken förekommer zink huvudsakligen bundet till organiskt material. Zinkbrist hos vegetationen är sällsynt, men kan förekomma på nära neutrala eller basiska jordar eftersom markens zinkföreningar förlorar sin tillgänglighet vid stigande pH-värden och zinken fälls ut som hydroxid. Även adsorptionen till goethit [a-FeO(OH)] och sannolikt även till andra järnoxidhydroxidmineral som ferrihydrit ökar vid stigande pH-värden och detta är en av orsakerna bakom zinkens begränsade tillgänglighet i neutrala och alkalina jordar. Liknande låga lösligheter erhålles om kalciumkarbonat (kalkstens- eller kalcithaltiga jordar) finns närvarande med pH-värden som kan uppgå till 8,2. Den bästa tillgängligheten för växter ligger i pH-intervallet 5,5 till 7,0. Zinkbrist orsakar bl.a. klorofylldefekter.

Hos däggdjuren ingår zink i ett flertal enzymer och i bukspottkörteln medverkar zink i produktionen av insulin. Zink anses också förbättra vår immunitet mot ett antal sjukdomar. Zinkbrist kan leda till försämrad sårläkning och håravfall.

Mer om zink på Wikipedia.

I SGU:s karttjänst Kartgeneratorn kan man få fram en markgeokemisk karta för zink, som visar totalhalten av zink i C-horisonten hos finfraktionen (<0,063 mm) i moräner. (Välj Geokemi i rullisten Tema, samt Markgeokemikarta, zink under rullisten Karta.)

Kartan nedan visar skogsmarkens medelhalter av zirkonium (Zr) i mineraljorden på 50 cm djup.

Den genomsnittliga halten för grundämnet zirkonium hos bergarterna i den åtkomliga delen av jordskorpan är 160-165 ppm. Det vanligaste mineralet är zirkon ZrSiO₄, som uppträder som s.k. accessoriskt mineral i kiselsyrarika magmatiska bergarter såsom granit och syenit. Zirkon är mycket vittringsbeständigt och finns i den tyngsta fraktionen av många sand- och sedimentavlagringar s.k. placers. Ett annat mineral är baddeleyit ZrO₂.

Den genomsnittliga halten av zirkonium i 1892 svenska skogsjordar på 50 cm djup var 322 ppm.

Mer om zirkonium på Wikipedia.