Mobilitet av barium fra et vekstmedium tilsatt apatitt-biotitt-karbonatitt-steinmel undersøkt ved kolonneforsøk

Abstract

Steinmel av apatitt-biotitt-karbonatitt fra Stjernøy i Finnmark har med sitt høye innhold av kalsium, kalium, magnesium og fosfor vist potensial som gjødsel eller jordforbedringsmiddel gjennom flere feltforsøk. Et mulig problem er bergartens høye innhold av barium (Ba), som er mange ganger høyere enn gjennomsnittlige verdier for berggrunnen i Norge. Selv om barium er potensielt giftig for organismer, vet man lite om mekanismene som kontrollerer tilgjengelighet av barium i jord. Denne oppgaven undersøker påvirkningen av organisk materiale på forvitring og mobilitet av Ba fra apatitt-biotitt-karbonatitt-steinmel. Det ble gjort et kolonneforsøk med forskjellige blandinger av et inert vekstmedium (kvartssand), steinmel, et lettløselig bariumsalt og organisk materiale i form av torv og hønsegjødsel. Hver jordblanding ble gjennomstrømmet sekvensielt, først med deionisert vann, så med kunstig kystnedbør og deretter med sitronsyre. For å kunne si noe om mobilitet og potensiell biotilgjengelighet ble det til sist bli gjort en størrelsesfraksjonering for å bestemme tilstandsformen av Ba i eluatet. Totalt ble det bestemt 32 grunnstoffer med ICP-MS, men arbeidet fokuserer i hovedsak på grunnstoffene Ba, kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca), fosfor (P) og svovel (S). Resultatene av forsøket viste at bruk av sitronsyre som eluent ga økt mobilisering av barium fra steinmel, og at organisk materiale immobiliserte barium, også med sitronsyre som eluent. Barium i porevannet var mobilt. Størrelsesfraksjoneringen av eluatet viste at alt barium forelå på løst og derfor mobil form (<0,45 μm), noe også i fraksjonen <0,01 μm, tilsynelatende uavhengig av eluent eller tilstedeværelse av organisk materiale. Det var imidlertid ikke grunnlag for å hevde at barium er veldig mobilt fra steinmelet, ettersom kun totalt 20 -30 % av total mengde barium fra steinmelet ble vasket ut der organisk materiale var til stede, selv med sitronsyre som siste eluent. Kalsium, kalium, magnesium og fosfor viste høye konsentrasjoner i eluatet fra kolonnene med steinmel, spesielt med sitronsyre som eluent. Dette var som forventet på grunn av steinmelets høye innhold av disse grunnstoffene.