Når regnvandet siver ned i jorden, indeholder det ilt og kuldioxid samt salte og andre stoffer fra atmosfæren. På dets vej til magasinerne opsamler vandet desuden mineraler og organisk materiale fra jorden. Den resulterende kemiske sammensætning bestemmer dets smag, og om det er egnet til at drikke – selv naturlige stoffer kan få det til både at smage og lugte grimt, og i visse tilfælde gøre det sundhedsskadeligt.
Et vigtigt stof i grundvandet er kalk, der gør vandet „hårdt“. Det nedsivende regnvand optager kuldioxid fra planterødders udånding, så vandet bliver surt og opløser de øverste jordlags kalk og danner calcium- og hydrogencarbonationer. Med tiden rykker grænsen for kalkopløsningen nedad i jorden, den såkaldte sure front. Calcium- og hydrogencarbonationerne føres efterhånden ned i grundvandet. Det betyder, at vandets hårdhed ændres, da hårdheden afhænger af den tilførte mængde ioner og af det oprindelige kalkindhold i magasinets jordlag.
Hårdheden kan måles i grader. Meget blødt vand har hårdhed under 4 °dH, mens meget hårdt vand er over 30 °dH. En hårdhedsgrad på 1 svarer til 17,8 mg calciumcarbonat per liter vand. Denne tyske gradinddeling er dog langsomt ved at udgå til fordel for en direkte angivelse af mg calciumkarbonat per liter. Hårdt vand findes i Østjylland og på øerne, mens Vestjylland overvejende har blødt vand (figur 18-48). Ud over smagsforskellen giver hårdt vand større tilkalkning af rør og kogekedler, og det kan kræve op til fire gange så meget vaskepulver som blødt vand, fordi calcium forbinder sig med sæben og gør den uvirksom.
Når kalken er udvasket, er jorden blevet forsuret. Derved begynder jordens silikatmineraler (f.eks. feldspat, se afsnittet Jordens materialer og de følgende afsnit) at gå i opløsning, og der frigives bl.a. kalium-, natrium-, calcium- og magnesium-ioner til det nedsivende vand. De samme fire typer ioner kan også frigives fra lermineraler ved en såkaldt ionbytning, hvor brint fra vandet sætter sig på lermineralerne og skubber ionerne ud i vandet. Ionbytningen sker ved yderligere forsuring efter opløsning af silikatmineralerne.
Ved meget kraftig forsuring kan der ske en opløsning af de såkaldte jern- og aluminiumhydroxider. Et jernhydroxid er f.eks. okker, og et aluminiumshydroxid kan være mineralet gibbsit. Opløsning af aluminiumshydroxiderne fører til, at indholdet af aluminium i grundvandet stiger, og når det op over en fastlagt grænseværdi på 200 mikrogram per liter, kan det være sundhedsskadeligt. Aluminium kan dog fanges i vandværkernes sandfilter, så det ikke når at gøre skade på forbrugeren.
Den naturlige forsuring af jorden kan således foregå i de nævnte fire trin, hvor opløsning af kalk når dybest ned under jordoverfladen, mens opløsning afjern- og aluminiumshydroxider holder sig højest oppe ved jordoverfladen. Hvilket af de fire trin, forsuringen er nået til, og hvilken dybde, afhænger overvejende af, hvor længe udvaskningen har stået på, men også af jordens naturlige kalkindhold, samt hvilken plantevækst der er til at producere kuldioxid.
Den længst fremskredne forsuring findes i Vestjylland, hvor der er sket en udvaskning i 130.000 år gennem Eem Mellemistid og Weichsel Istid. F.eks. er der ved Klosterhede opløst jern- og aluminiumhydroxider i grundvandet. I Østjylland og på Øerne har udvaskningen kun stået på siden gletsjerne smeltede bort efter Weichsel istid (kapitlet Istider og mellemistider). Her er forsuringen tit kun nået til kalkudvaskning, der i lerede jorde typisk når 1-2 m ned, som beskrevet i afsnittet om ler til tegl.
Ammonium fra landbrugets gødskning bidrager også til forsuringen, når det iltes til nitrat i jorden. Denne forsuring er dog normalt meget lille i forhold til den naturlige forsuring, men den har betydning på kalkfattige jorde i Vestjylland.
Det nedsivende regnvand kan som nævnt ovenfor også indeholde ilt. Ilten føres med regnvandet nedad og vil efterhånden indgå i forbindelser sammen med jordlagenes indhold af organisk stof, ferrojern, mangan og mineralet pyrit. Grundvandet bliver så til gengæld forsynet med opløst mangan, ferrojern og sulfat fra pyritten. Hvor vandet kommer frem i søer, åer og skrænter, iltes ferrojernet, så det udfældes igen som ferrijern i form af okker og myremalm sammen med mangan. Okker kan være til stor skade for dyrelivet i vandløbene.
I de overfladenære jordlag kan alt jern og mangan være blevet iltet, så jorden har henholdsvis rødbrune og sorte farver. Det kan også ske i den øverste del af grundvandsmagasinet, der så kaldes iltzonen. Under denne zone er der ikke længer opløst ilt i vandet, da det alt sammen har reageret med de fire nævnte stoffer.
Også ammoniak, der frigives ved omdannelse af døde plantedele, siver ned med vandet, reagerer med ilt og omdannes til nitrat. Derfor er der opløst nitrat i iltzonen. Nitraten kan dog også reagere med jordlagenes ferrojern, mangan, organisk materiale og pyrit, men først når al ilten har reageret med de fire stoffer. Det betyder, at der under iltzonen kan være en nitratzone, hvor al ilten er fjernet ved reaktion med de fire stoffer, og nitraten nu reagerer med stofferne.
Under nitratzonen er jordlagene nitratfrie og farvet grå og blå af ferrojern og mangan. Når dette vand indvindes, vil jern og mangan blive udfældet fra vandet ved iltning på vandværket og derefter fanget i sandfiltre. Grundvandsmagasinets område under nitratzonen kaldes jern- og sulfatzonen, og grænsen mellem de to zoner kaldes nitratfronten.
Nederst i grundvandsmagasinet findes methanzonen, hvor bakterier uden ilt, nitrat og sulfat omdanner organisk materiale til methangas.
De fire zoner ned gennem et grundvandsmagasin viser også noget om vandets alder, da der skal forløbe en vis tid, inden nedsivningen og omdannelsen er nået til den nederste zones stadium. Men der er dog i praksis meget diffuse grænser mellem zonerne, og nogle kan helt mangle. Det skyldes bl.a., at grundvandet ikke kun strømmer lodret ned, og at der er stor forskel på jordlagenes indhold af jern, mangan, organisk materiale og pyrit.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.