Sulfaattimailla syntyvän happaman kuormituksen ennakointi- ja hallintamenetelmät – SuHE-hankkeen loppuraportti

Tutkimuksen päätavoitteina oli (1) selvittää sulfidisedimenttien esiintymisalueilla sijaitsevien turvetuotantoalueiden maaperän kuivatuksen aiheuttamaa valumavesien happamuus-kuormitusriskiä, (2) kehittää menetelmiä happamien kuormituspulssien ennakointiin ja seurantaan, (3) kehittää menetelmiä happaman kuormituksen neutralointiin ja (4) tarkastella jälkikäyttömahdollisuuksia happamilla sulfaattimailla sijaitsevilla turvetuotantoalueilla. Maaperän kuivatuksen aiheuttamaa riskiä valumavesien happamoitumiselle tutkittiin 15 turvetuotantoalueelta mm. maaperä- ja vesinäytteiden avulla. Turvetuotantoalueilta lähtevän veden laatua mitattiin jatkuvatoimisesti pH- ja/tai sähkönjohtavuusantureilla sekä käyntien yhteydessä kenttämittauksin ja vesianalyysein. Happamien kuormituspulssien ennakointia varten seurattiin myös pohjavedenpinnankorkeuksia sekä sadantaa. Happamien valumavesien neutraloinnissa testattiin isossa mittakaavassa alivirtaamaputkella varustettuja suodinpatoja sekä pienessä koossa mm. neutralointikaivoa ja kippaavaa neutralointilaitteistoa. Jälkikäyttömahdollisuuksien soveltuvuutta selvitettiin 12 tuotannosta poistuneelta alueella mm. maastokartoituksin. Hankkeen koekohteet sijaitsivat pääasiassa Pohjois-Pohjanmaan tai Lapin alueilla. Tutkittujen turvetuotantoalueiden maaperässä ei havaittu merkittäviä hapettuneita sulfidisedimenttikerroksia ja hapan vesistökuormitus oli melko pientä verrattuna maassa piilevään potentiaaliseen kuormitukseen. Jatkuvatoimisesta vedenlaadun seurannasta oli hyötyä kohteilla, joilla vedenlaatu vaihteli paljon. Pohjavedenpintoja ja sadantaennusteita seuraamalla voitiin karkeasti ennakoida happamien kuormituspulssien esiintymistä ja neutralointitarvetta. Testatut neutralointiratkaisut neutraloivat vesiä. Nykyistä tehokkaampi maankuivatus ja -muokkaus voi pahentaa näiden alueiden maaperän happamoitumista ja lisätä hapanta vesistökuormitusta. Suurimman happamuuskuormitusriskin alueilla suositeltavimpia jälkikäyttömuotoja ovat soistaminen tai muu vesitysmuoto sekä luontainen kasvittuminen

Element speciation and behaviour in metal-rich Boreal river and estuarine systems using ultrafiltration and chemical modelling

The bioavailability of metals and their potential for environmental pollution depends not simply on total concentrations, but is to a great extent determined by their chemical form. Consequently, knowledge of aqueous metal species is essential in investigating potential metal toxicity and mobility. The overall aim of this thesis is, thus, to determine the species of major and trace elements and the size distribution among the different forms (e.g. ions, molecules and mineral particles) in selected metal-enriched Boreal river and estuarine systems by utilising filtration techniques and geochemical modelling. On the basis of the spatial physicochemical patterns found, the fractionation and complexation processes of elements (mainly related to input of humic matter and pH-change) were examined. Dissolved (<1 kDa), colloidal (1 kDa-0.45 μm) and particulate (>0.45 μm) size fractions of sulfate, organic carbon (OC) and 44 metals/metalloids were investigated in the extremely acidic Vörå River system and its estuary in W Finland, and in four river systems in SW Finland (Sirppujoki, Laajoki, Mynäjoki and Paimionjoki), largely affected by soil erosion and acid sulfate (AS) soils. In addition, geochemical modelling was used to predict the formation of free ions and complexes in these investigated waters. One of the most important findings of this study is that the very large amounts of metals known to be released from AS soils (including Al, Ca, Cd, Co, Cu, Mg, Mn, Na, Ni, Si, U and the lanthanoids) occur and can prevail mainly in toxic forms throughout acidic river systems; as free ions and/or sulfate-complexes. This has serious effects on the biota and especially dissolved Al is expected to have acute effects on fish and other organisms, but also other potentially toxic dissolved elements (e.g. Cd, Cu, Mn and Ni) can have fatal effects on the biota in these environments. In upstream areas that are generally relatively forested (higher pH and contents of OC) fewer bioavailable elements (including Al, Cu, Ni and U) may be found due to complexation with the more abundantly occurring colloidal OC. In the rivers in SW Finland total metal concentrations were relatively high, but most of the elements occurred largely in a colloidal or particulate form and even elements expected to be very soluble (Ca, K, Mg, Na and Sr) occurred to a large extent in colloidal form. According to geochemical modelling, these patterns may only to a limited extent be explained by in-stream metal complexation/adsorption. Instead there were strong indications that the high metal concentrations and dominant solid fractions were largely caused by erosion of metal bearing phyllosilicates. A strong influence of AS soils, known to exist in the catchment, could be clearly distinguished in the Sirppujoki River as it had very high concentrations of a metal sequence typical of AS soils in a dissolved form (Ba, Br, Ca, Cd, Co, K, Mg, Mn, Na, Ni, Rb and Sr). In the Paimionjoki River, metal concentrations (including Ba, Cs, Fe, Hf, Pb, Rb, Si, Th, Ti, Tl and V; not typical of AS soils in the area) were high, but it was found that the main cause of this was erosion of metal bearing phyllosilicates and thus these metals occurred dominantly in less toxic colloidal and particulate fractions. In the two nearby rivers (Laajoki and Mynäjoki) there was influence of AS soils, but it was largely masked by eroded phyllosilicates. Consequently, rivers draining clay plains sensitive to erosion, like those in SW Finland, have generally high background metal concentrations due to erosion. Thus, relying on only semi-dissolved (<0.45 μm) concentrations obtained in routine monitoring, or geochemical modelling based on such data, can lead to a great overestimation of the water toxicity in this environment. The potentially toxic elements that are of concern in AS soil areas will ultimately be precipitated in the recipient estuary or sea, where the acidic metalrich river water will gradually be diluted/neutralised with brackish seawater. Along such a rising pH gradient Al, Cu and U will precipitate first together with organic matter closest to the river mouth. Manganese is relatively persistent in solution and, thus, precipitates further down the estuary as Mn oxides together with elements such as Ba, Cd, Co, Cu and Ni. Iron oxides, on the contrary, are not important scavengers of metals in the estuary, they are predicted to be associated only with As and PO4

Lanthanoid behaviour in an acidic landscape

Lanthanoids were studied in a boreal landscape where an abundance of acid sulfate soils and Histosols provide a unique opportunity to increase the understanding of how these metals behave in acidic soils and waters and interact with soil and aqueous organic matter. In the acid sulfate soils lanthanoids are mobile as reflected in high to very high concentrations in soil water and runoff (typically a few mg l-1 but up to 12 mg l-1) and abundant release by several relatively weak extractants (ammonium acetate EDTA, sodium pyrophosphate, hydroxylamine hydrochloride) applied on bulk soil. Normalisation with the lanthanoid pool in the underlying parent materials (sulphide-bearing sediments deposited in brackish-water) and soil water showed that the extensive release/retention in the acidic soil was accompanied by large, and variable, fractionation trends across the lanthanoid series. In low-order streams draining these soils, the lanthanoid concentrations were high and, as indicated by frontal ultrafiltration and geochemical modelling, largely dissolved (<1 kDa) in the form of the species LnSO4 + and Ln3+. In other moderately acidic stream waters (pH 4.3–4.6), organic complexation was predicted to be important in the <1 kDa fraction (especially for the heavy lanthanoids) and strongly dominating in the colloidal phase (1 kDa– 0.45 lm). Along the main stem of a stream in focus (catchment area of 223 km2), lanthanoid concentrations increased downstream, in particular during high flows, caused by a downstream increase in the proportion of acid sulfate soils which are extensively flushed during wet periods. The geochemical models applied to the colloidal Ln-organic phase were not successful in predicting the measured fractionation patterns

Maastokäyttöisten tunnistusmenetelmien kehittäminen happamille sulfaattimaille. Tunnistus-hankkeen loppuraportti

Tunnistus-hankkeessa kehitettiin aiempaa nopeampia menetelmiä happamien sulfaattimaiden tunnistamiseen ja happamista sulfaattimaista aiheutuvien riskien arviointiin. Hankkeen tavoitteena oli: 1) kehittää maasto- ja laboratorio-olosuhteissa luotettavasti toimivia happamien sulfaattimaiden tunnistusmenetelmiä 2) kehittää menetelmä maaperän hapontuottopotentiaalin arvioimiseen ja 3) viedä happamiin sulfaattimaihin liittyvää tutkimustietoa käytännön toimijoille. Voimakkaalla ja nopealla vetyperoksidihapetuksella pystyttiin tunnistamaan happamat sulfaattimaat sekä arvioimaan niiden hapontuottopotentiaalia maasto- ja kenttälaboratorio-olosuhteissa noin kahden tunnin kuluessa. Vetyperoksidihapetuksen jälkeinen pH ja sulfaattipitoisuus (pHFOX ja SFOX) yhdessä ovat riittävän luotettavia happaman sulfaattimaan tunnistamiseen. pHFOX ei sovellu näytteille, joissa on korkea orgaanisen aineksen pitoisuus (LOI > 20 %). Nopeat menetelmät vaativat jonkin verran investointeja laitteistoihin mutta ovat laajasti käyttökelpoisia eri toimijoille. Perinteiseen inkubaatioon kuluu aikaa 9–19 viikkoa, mutta inkubaatiota pystyttiin tehostamaan laboratoriossa ilman kemikaaleja jopa vain 2–3 viikon mittaiseksi. Inkubaatio ja tehostettu inkubaatio ovat tunnistamismenetelmistä luotettavimmat, mutta tulosten saaminen kestää useita viikkoja. Hapontuottopotentiaalin määrittämiseen eli riskinarviointiin voidaan siirtyä, kun maamateriaali on ensin tunnistettu happamaksi sulfaattimaamateriaaliksi. Hapontuottopotentiaalia voidaan arvioida vetyperoksidihapetukseen perustuvan rikkipitoisuuden (SFOX) määrittämisellä, ja riskinarvio on mahdollista tehdä maastossa parin tunnin kuluessa. Hapontuottopotentiaalia ja siihen liittyvää happamuusriskin arviointia varten hankkeessa tutkittiin useita muita hapontuottoa arvioivia menetelmiä, jotka perustuvat rikkipitoisuuteen, rikkispesiaatioon, 19 viikon inkubaatioasiditeettiin (TIA) sekä vetyperoksidihapetetun näytteen asiditeettiin (TPA). Näiden menetelmien soveltaminen vaatii jonkin verran enemmän aikaa sekä erikoisosaamista. Hankkeessa tuotettiin happamien sulfaattimaiden tunnistamiselle ja riskinarvioinnille uusia kriteerejä. Kehitetyille nopeille kenttämenetelmille annettiin uusia raja-arvoja happaman sulfaattimaamateriaalin tunnistamiselle. Termi pseudo hapan sulfaattimaamateriaali otettiin uudelleen käyttöön. Maalajin merkittävä vaikutus tunnistamiseen ja riskinarviointiin huomioitiin antamalla omat kriteerit mineraalimaille, liejulle ja turpeelle. Riskinarvioinnin pohjaksi annettiin maalajikohtaiset suositukset toimenpiderajoista

Haitalliset aineet pintavesissä : Muutosehdotuksia vesiympäristölle vaarallisten aineiden asetukseen

Toiseen painokseen, kappaleisiin 5.3.7, 5.5 ja 9.1.2. on tarkennettu tietoa sulfaattia koskevista ympäristönlaatunormeista. Muutokset tehty 21.11.2023.Suomen ympäristökeskus (Syke) on laatinut ehdotuksen (suunnitelman) tarkistaa kansallisesti valittujen aineiden lista eli asetuksen 1022/2006 liitteen 1D yhdisteet, joka on peräisin vuodelta 2006. Ehdotus perustuu riskinarviointiin aineiden haitallisuudesta vesiympäristölle ja pintaveden välityksellä ihmisille. Arvioinnissa on hyödynnetty ympäristöhallinnon sekä Turvallisuus- ja kemikaaliviraston (Tukes) rekistereiden kemikaalien käyttö-, päästö- ja ympäristöpitoisuustietoa sekä kartoituksista ja tutkimuksista saatua tietoa. Arviointi on tehty läpinäkyvästi. Nykyisistä 15 kansallisesta haitallisesta aineesta ehdotamme jätettäväksi teollisuuskemikaali bentsotiatsoli-2-tioli ja torjunta-aine (4-kloori-2-metyylifenoksi)etikkahappo (MCPA) tarkistetuilla ympäristönlaatunormeilla ja asetuksen 1022/2006 liitteestä 1D poistettavaksi 13 yhdistettä. Samaan liitteeseen ehdotamme lisättäväksi 12 uutta yhdistettä tai yhdisteryhmää. Ehdotetut lisättävät aineet ovat PFAS-yhdisteet, lääkeaineet diklofenaakki ja ibuprofeeni, hormonit 17a-etinyyliestradioli (EE2) ja estroni (E1), metallit sinkki, kupari ja alumiini, sulfaatti sekä torjunta-aineet glyfosaatti, florasulaami ja tritosulfuroni. Suurimmalle osalle aineista on ehdotettu pintaveden ympäristönlaatunormeja. Ehdotetut normit perustuvat vesieliöstön suojeluun. Ehdotusta aineiden lisäämiseksi tulee tarkastella uudelleen sen perusteella, mitä EU-tasolla mahdollisesti näistä aineista päätetään. Ainetta ei ehdoteta kansalliseksi aineeksi, jos se vahvistetaan EU:n prioriteettiaineeksi. Lisäksi ehdotamme muutoksia EU:n direktiivien 2000/60/EY, 2008/105/EY ja 2013/39/EU kansallisiin tulkintoihin, kuten metallien (mukaan lukien elohopea) taustapitoisuuksien huomioimiseen. Esitämme myös kehitysehdotuksia, jotka ovat peräisin huomioista tai epäkohdista, joita on tullut esiin asetuksen 1022/2006 ja vesienhoitoasetuksen 1040/2006 kansallisessa toimeenpanossa. Ehdotamme käytäntöjä, joiden avulla voidaan parantaa asetuksen 1022/2006 mukaisen suunnitelman laatua. Esimerkiksi ehdotamme järjestettäväksi kartoituksia ja selvityksiä tietyille aineille, joita epäillään aiheuttavan riskiä vesiympäristölle, mutta joista ei tällä hetkellä ole tarpeeksi tietoa. Kartoituksien ja selvityksien tuloksia käytettäisiin hyväksi, kun Syke seuraavan kerran laatii suunnitelman asetuksen 1022/2006 liitteen 1 D aineluettelon tarkistamiseksi. Ehdotukset on tarkoitettu huomioitavaksi asetuksen 1022/2006 tarkastuksessa, kun se tulee ajankohtaiseksi ympäristöministeriössä direktiivimuutosten johdosta.Skadliga ämnen i ytvatten – Förslag till ändringar i förordningen om ämnen som är farliga för vattenmiljön Finland miljöcentral (Syke) har utarbetat ett förslag (plan) för att revidera listan över nationellt utvalda ämnen som är skadliga för vattenmiljön. Listan finns i bilaga 1D till statsrådets förordning om ämnen som är farliga och skadliga för vattenmiljön 23.11.2006/1022. Förslaget bygger på en riskbedömning av ämnenas skadlighet för vattenmiljön och för människor genom ytvatten. I utvärderingen har uppgifter om användning, utsläpp och miljökoncentrationer av kemikalier använts från miljöadministrationens och Säkerhets- och kemikalieverkets (Tukes) register samt från kartläggningar och undersökningar. Utvärderingen har gjorts på ett transparent sätt. Av de nuvarande 15 nationella skadliga ämnena föreslår vi att industrikemikalien benzotiazol-2-tiol och bekämpningsmedlet (4-klor-2-metylfenoxi)ättiksyra (MCPA) förblir kvar med reviderade miljökvalitetsnormer och att de resterande 13 föreningar tas bort från bilaga 1D till statsrådets förordning 1022/2006. Vi föreslår att 12 nya föreningar eller ämnesgrupper skall införas i samma bilaga. De ämnen som föreslås att införas är PFAS-föreningar, läkemedelsämnena diklofenak och ibuprofen, hormonerna 17a-etinylestradiol (EE2) och östron (E1), metallerna zink, koppar och aluminium, sulfat samt bekämpningsmedlen glyfosat, florasulam och tritosulfuron. Miljökvalitetsnormer för ytvatten har föreslagits för de flesta av dessa nya föreslagna ämnen. De föreslagna normerna grundar sig på skyddet av vattenlevande organismer. Förslaget om att införa ämnen bör omprövas utifrån vad som möjligen beslutas om dessa ämnen på EU-nivå. Ett ämne föreslås inte som ett nationellt ämne om det fastställs som prioritetsämne under EU. Dessutom föreslår vi ändringar av de nationella tolkningarna av EU-direktiven 2000/60/EC, 2008/105/EC och 2013/39/EU, såsom hänsyn till bakgrundskoncentrationer av metaller liksom kvicksilver. Vi presenterar också utvecklingsförslag som har sitt ursprung i överväganden eller klagomål som har kommit upp i den nationella implementeringen av förordning 1022/2006 och vattenförvaltningsförordningen 1040/2006. Vi föreslår metoder som kan användas för att förbättra kvaliteten på framtida uppdatering (planen) som utarbetas enligt förordning 1022/2006. Vi föreslår till exempel att man utför kartläggningar och undersökningar för vissa ämnen som misstänks utgöra en risk för vattenmiljön men som för det i dagsläget inte finns tillräckligt med information om. Resultaten från kartläggningarna och undersökningarna borde att användas när Syke nästa gång utarbetar en plan för att revidera listan över ämnen i bilaga 1 D till förordning 1022/2006. Denna plan bör användas vid uppdateringen av förordning 1022/2006, när den blir aktuell i miljöministeriet.Harmful substances in surface waters – Proposed amendments to the Government Decree on Substances Dangerous and Harmful to the Aquatic Environment The Finnish Environment Institute (Syke) has drawn up a proposal (plan) to revise the list of nationally selected substances, i.e. the compounds in Annex 1D to Government Decree 1022/2006, which date back to 2006. The proposal is based on a risk assessment of the harmfulness of substances to the aquatic environment and via surface water to humans. In the assessment, information on the use, discharges and environmental concentration of chemicals in the registers of environmental administration and Finnish Safety and Chemicals Agency (Tukes) has been utilized, as well as information obtained from surveys and studies. The assessment has been carried out transparently. Of the current 15 national harmful substances, we propose to leave industrial chemical benzothiazole-2-thiol and herbicide, (4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid (MCPA) with revised environmental quality standards and remove 13 compounds from Annex 1D to the Decree 1022/2006. In the same annex, we propose to add 12 new compounds or substance groups. The proposed substances to be added are PFAS substances, the pharmaceuticals diclofenac and ibuprofen, the hormones 17a-ethinyl estradiol (EE2) and estrone (E1), metals zinc, copper and aluminum, sulphate, as well as the pesticides glyphosate, florasulam and tritosulfuron. Environmental quality standards have been proposed for most substances. The proposed EQS are derived for surface water and are based on the protection of aquatic organisms. The proposal to add substances should be reviewed in the light of what may be decided at EU level on these substances. A substance is not proposed as a national harmful substance if it is established as an EU priority substance. In addition, we propose changes to national interpretations of EU Directives 2000/60/EC, 2008/105/EC and 2013/39/EU, such as the consideration of background concentrations of metals such as mercury. We will also present development proposals stemming from observations or shortcomings that have emerged from the national implementation of Decree 1022/2006 and the River Basin Management Decree 1040/2006. We also propose practices to improve the quality of the plan under Decree 1022/2006. For example, we propose to organize surveys and studies for certain substances that are suspected of posing a risk to the aquatic environment, but for which there is currently not enough information. The results of the surveys and studies should be used the next time Syke draws up a plan for revising the list of substances in Annex 1D to Decree 1022/2006. This plan should be used in the revision of decree 1022/2006 when it becomes topical in the Ministry of the Environment

Toimintamallit happamuuden ennakoimiseksi ja riskien hallitsemiseksi turvetuotannossa. Sulfa II -hankkeen loppuraportti

Sulfa II -hankkeessa tuotettiin keinoja happamien sulfaattimaiden aiheuttamien ongelmien käsittelyyn viranomaisten ja turvetuottajien toiminnan tueksi. Hankkeen tavoitteena oli: 1) kehittää malli, joka ennustaa happamuuspiikkien esiintymistä valuma-aluetasolla, 2) kehittää toimintatapoja happaman valumaveden syntymisen ehkäisemiseksi turvetuotannossa, 3) kehittää ja testata menetelmiä, joilla voitaisiin hallita jo syntyneitä happamuusongelmia ja 4) luoda yhtenäinen ohjeistus sulfaattimaaongelman laajuuden määrittämiseksi turvetuotannon lupaprosessin yhteydessä. Happamien sulfaattimaiden aiheuttamien happamuusongelmien arvioimiseksi Suomen ympäristökeskuksen VEMALA -työkaluun kehitettiin malli sulfaatin kulkeutumisesta ja sen vaikutuksesta veden happamuuteen järvi- ja uomaverkostossa. Mallinkehityksen tueksi Pohjois-Pohjanmaalla sijaitsevalla pilottivaluma-alueella suoritettiin vedenlaadun seurantaa ja tarkennettu sulfaattimaiden kartoitus. Turvetuotantoalueiden happamuuden syntymekanismia tarkennettiin olemassa olevaa aineistoa hyödyntäen, ojareunuksiin ja tuotantosaroille kohdistuvalla maanäytteenotolla ja hapettumiskokein laboratorio-olosuhteissa. Tulosten perusteella havaittiin, että ohut yhtenäinen turvekerros suojaa pohjamaata hapettumiselta ja tuotannon aikana hapettumista tapahtuu vain pienillä rajatuilla alueilla ojien reunavyöhykkeillä. Jo muutaman kymmenen sentin yhtenäisen turvekerroksen havaittiin suojaavan sen alla olevaa mineraalimaata merkittävästi hapettumiselta. Maankuivatuksen tehostaminen jälkikäyttövaiheessa voi kuitenkin aiheuttaa merkittävää hapanta vesistökuormitusta, ja riskit tulisi aina tiedostaa toimittaessa happamien sulfaattimaiden vaikutuspiirissä. Neutralointimateriaaleja ja -menetelmiä testattiin hankkeessa sekä laboratoriossa, että maastossa pilot- ja täyden mittakaavan kokeina. Täyden mittakaavan kokeina testattiin ojien vuoraamista paperitehtaan sivulietteellä, OPA-sakalla, sekä niin kutsuttua neutralointikaivoa, jossa neutralointimateriaalina oli granuloitu kalsiumhydroksidi. Hankkeessa julkaistiin myös opas happamien sulfaattimaiden kartoittamiseen turvetuotantoalueilla

Characteristics of sulfide bearing soil materials in peat extraction areas in N-Finland

Abstract Concern has been raised about the potential formation of acid sulfate soils and associated environmental problems related to peat extraction and, thus, peat, sediment and till characteristics of 15 well drained peat extraction fields were investigated in northern and northwestern Finland. The aim was to identify and characterize the occurrence/abundance of potential acid (hypersulfidic) and actual acid sulfate soil materials as well as metals with regards to their depositional environment (marine/non-marine), black schists and soil material properties. Sulfide-bearing marine sediments were commonly found; the highest contents and thickness of sulfide sediments were found in areas &lt;50 m above the current sea level (a.c.s.l.), while the sulfide contents were relatively low in the mineral soil materials (mainly till) in the non-marine areas (&gt;100 m a.c.s.l.). The highest content of sulfides in sediments was typically found just below the peat layer. The sulfides existed mostly as pyrite (up to 3.5 wt% S) but were occasionally also mixed with more reactive metastable sulfide (Fe:S ratio in the order of 1:1), which coincide with high Fe concentrations, indicating that an abundance of Fe2+ can diminish the rate of pyrite formation. Sediments contained very high amounts of potential acidity, but in-field oxidation of the sediments was very limited. Although the sulfur contents were much lower (max 0.3% S), several of the till samples still became acidic (pH &lt; 4) upon oxidation, and contained, thus, some amounts of potential acidity due to a pore buffering capacity. Consequently, during peat extraction most of the acidity is still retained in sediments limiting environmental consequences and, thus, focus should be on appropriate management to prevent oxidation and leaching after peat extraction has been finished. Locally high Mn and Zn concentrations were found in the sediments in black schist areas, indicating that Zn and Mn have migrated with the ground water from the schists to the sediment layers. In several black schist areas, the peat layer contained high amounts of sulfides with a corresponding high potential acidity as well as elevated As, Pb and Zn. This indicates an upward transport of sulfur and some metals (As, Pb and Zn) through capillary rise and/or plant uptake and/or through lateral water transport from surrounding black schist affected soil material. Air pollution, i.e. atmospheric distribution, was most likely a source for high concentrations of Cd, Hg and Sr concentrations in the peat

Sources, transport and sinks of beryllium in a coastal landscape affected by acidic soils

Beryllium (Be) sources, transport and sinks were studied in a coastal landscape where acidic soils (acid sulfate soils) have developed after drainage of fine-grained sulfide-bearing sediments. The study included the determination of total abundance and speciation of Be in a variety of solid and aqueous materials in both the terrestrial and estuarine parts of the landscape. A major feature was that despite normal (background) Be concentration in the sulfide-bearing sediments, the Be leaching from these sediments after O2-exposure and acid sulfate soil development were extensive, with concentrations up to 76 μg L_1 in soil water, 39 μg L_1 in runoff and 12 μg L_1 in low-order streams. These high Be concentrations were mainly in the solution form (i.e., passing a 1 kilodalton filter) and modelled to be dominated by free Be2+. The extensive Be release within, and leaching from the acid sulfate soils was controlled by pH, with a critical value of 4.0 below which the Be concentrations increased strongly. Although plagioclase and mica were most likely the main carriers of Be within these soils, it is suggested that other minerals such as Be hydroxides, Al hydroxides carrying Be, and Be sulfides are the main contributors of the abundance of dissolved Be in the acidic waters. When the acidic and Be-rich creek water was neutralized in the estuary of relatively low salinity, the dominating solution form of Be was removed by transformation to particles, reflected in the suspended particulate matter that had hydroxylamine hydrochloride extractable Be up to 17 mg kg_1 and ammonium acetate EDTA extractable Be up to 4 mg kg _1. In corresponding pristine materials (parent material of the acid sulfate soils) in the catchment, the median Be extractability with these reagents were only 0.3 and 0.05 mg kg_1, respectively. As the Be-rich suspended particulate matter ultimately became benthic sediment, the Be was preserved in terms of total concentrations but underwent to some extent changes in speciation, including release from hydroxides and concomitant scavenging by organic matter and particle surfaces