Syrachocker Första gången vi mätte pH föregick några veckors fint väder utan skyfall. Mätningen visade då ca pH 7,1. Det var ett bra och neutralt pH-värde som berättar om en frisk sjö. Andra gången vi var där och mätte pH hade det regnat några dagar innan. Mätningen gav då resultatet pH 6,3, vilket är en chockartad försurning. Vår sjö hade råkat ut för vad man brukar kalla en syrachock. Surt regn hade dragit med sig sjön mot de surare trakterna.          Alla vatten och marker har vad man brukar kalla en buffert, en viss resistents och återhämtningsförmåga från s.k. syrachocker. Detta beror på halten karbonathaltig mineral som finns tillgänglig.

(1)  Med det sura regnet kommer en del starka syror, framförallt svavelsyra(H₂SO₄). Väteatomerna i svavelsyran protolyseras och bildar oxoniumjoner(H₃O⁺) och eftersom svavelsyra är en stark syra går protolysen mellan vattnet och syran nästan fullt ut:

H2SO4 + 2H2O <=> HSO4- + H2O + H3O+ <=> SO42- + 2H3O+

(2) I många fall är det kalksten, CaCO₃, som tillsammans med kolsyreprotolyssytemet(H₂CO₃ <=> HCO₃^-) står för bufferten. Kolsyra finns naturligt i vatten genom protolys mellan koldioxid(CO₂) från luften och vatten(H₂O):

2H2O + CO2 <=> H2O + H2CO3 <=> H3O+ + HCO3-

(3)  Den svaga syran kolsyra agerar som katalysator till reaktionen mellan kalkstenen och oxoniumjonerna(H₃O⁺) som ger vätekarbonat, kalciumjoner samt vatten:

H3O+ + HCO3- + CaCO3 <=> 2HCO3- + Ca2+ + H2O

Vätekarbonatet(HCO₃^-) som nu bildats är de joner som är med i den senare neutralisations reaktionen då det sura regnet innehållande starka syror som t.ex. svavelsyra(H₂SO₄) når sjön.


(4)  Oxoniumjonerna från de starka syrornas reaktion med vatten är de som gör sjön sur. Det är dessa vårt tidigare påvisade buffersystem ska lösa ut. Vätekarbonatet(HCO₃^-) reagerar med oxoniumjonerna(H₃O⁺) och bildar vatten(H₂O) och koldioxid(CO₂)

2HCO3- + 2H3O+ <=> 4H2O + 2CO2

När detta buffersystem är intakt och det finns nog vätekarbonatjoner(HCO₃^-) för att motsvara den mängd syror som kommer ner i sjön så blir sjön inte försurad. Med är marken kalkfattig och det kommer mycket surt regn tar buffertsystemet snart slut.

(5)  Sjön må vara räddad av kalkstenen. Dock bryts ju kalkstenen upp och försvinner, och den lagrade koldioxiden släpps åter ut i atmosfären och bidrar till ökad växthuseffekt. Försurningen av regnet är alltså en allvarlig sak, fastän sjöarna inte nödvändigtvis blir surare. Förr eller senare kommer karbonatmineralerna såsom kalksten att ta slut, och då kommer sjöarna att surna och dö. Och mycket lagrad koldioxid kommer att ha hamnat i atmosfären.




Följderna detta skulle ha hos vårt kärr skulle vara att den blivit sur. När surheten tilltar så sjunker livsnivån drastisk. Trenden börjar driva vårt kärr till att bli ett oligotroft kärr. Vattnet blir klarare då alger och levande materia dör och sjunker till botten. Liv som runtom kärret beror av vattnet försvinner också vilket kan få ännu fler följder vandrande längre uppåt i kedjorna. Att surheten tilltar är alltså något som kan få katastrofala följder, något som i större utsträckning skulle hota allt liv.

Ett ämne som erfordras av växter det råder brist på i sötvatten är Fosfor. Vid varje fosfortillskott ökar därför tillväxten av alger och annan vegetation. Det innebär att fosfor är det tillväxtreglerande ämnet i sötvatten. Detta medför att onaturligt höga utsläpp av just fosfor kan innebära explosionsartad tilläxt. En sådan massiv algblommning tär hårt på vattnets syre-tillgångar och kan till slut leda till syrebrist. Även solljuset slukas så att det ända livsrummet som återstår blir nära ytan. Detta resultarar till slut i bottendöd vilket betyder att bottnen blir en anaerob livsmiljö. Organismer som inte är anpassade för detta försvinner dör och blir en del av det nu snabbare växande bottensedimentet. Men detta blir ett livsrum åt en speciell slags nedbrytare, s.k. Arkebaterier (Kemoautotrofer). Exempelvis har vi upptäckt metanbakterier i döda delar av bottnen i vårt kärr.

Metanbakterier reducerar CO₂ till metan vilket är en gas som starkt bidrar till växthuseffekten, närmare 30 gånger mer än koldioxid.

Här äger även denitrifikationsprocessen rum, vilket omvandlar kväve i marken till kvävgas eller nitratjoner.
Alla processer där nere är då anaeroba, vilket innebär att syre inte används som oxidationsmedel utan olika substitut. T.ex. Svavel i sulfatet, Järn i järnrika vatten och kväve där det finns att tillgå. Denna typ av bakterier nyttjar alltså energi som fås ur oorganiska kemiska reaktioner, de är som sagt kemoautotrofer.