MATJORD MED MULIGHETER • GEOKJEMISK KARTLEGGING KAN GI STORE GEVINSTER FOR MILJØ OG SAMFUNN. • SVERIGE OG FINLAND HAR DET, MEN NORGE MANGLER HELDEKKENDE GEOKJEMISKE KART • 2015 ER FNS INTERNASJONALE ÅR FOR VERN AV MATJORD
1
2
2015 ER FNS INTERNASJONALE JORDSMONNÅR. KUNNSKAPEN OM HVORDAN MATJORDA ER SAMMENSATT ER HELT AVGJØRENDE, ENTEN VI SKAL FINNE DEN BESTE BEITEJORDA ELLER LØSE DEN UMULIGE KRIMGÅTEN. Geokjemi er læren om jordklodens kjemiske sammensetning og utvikling. En geokjemiker studerer grunnstoffenes fordeling i tid og rom og de kjemiske prosesser og reaksjoner som styrer sammensetningen av bergarter og jordsmonn. I tillegg kommer kunnskap om stoff og energi som transporterer jordens kjemiske komponenter og deres samspill med biosfæren, hydrosfæren og atmosfæren. Geokjemiske kart viser variasjonen av grunnstoffer på jordoverflaten. De utarbeides på grunnlag av kjemiske analyser av bergarter, jord, bekke- eller innsjøsedimenter, bekke- eller innsjøvann, torv, planterøtter, og så videre. Geokjemisk kartlegging av landbruksjord vil gi nyttig informasjon til mange grupper, fra gårdbrukere via politietterforskere til beslutningstakere og mineralindustri.
3
GEOKJEMISKE DATA GIR GRUNNLAG FOR POLITISKE BESLUTNINGER FN har valgt 2015 som året da verdien av jord for verdens befolkning skal frem. I Norge som i alle andre land er det stort press på jordarealene, spesielt i sentrale strøk. Utbygging av boliger og næringsbygg, samt bygging av nye og bredere veier, krever stadig nye arealer. Det er en kjent sak at jordbruk blir drevet der jorden er “flat” og det er selvsagt også der det er billigst å bygge. Hvor “verdifull” et jordbruksareal er, avhenger av flere faktorer enn bare beliggenhet. Norsk Institutt for Skog og landskap kartlegger jordressursene på jordbruksarealer. Tilgjengelige næringsstoffer, organisk stoff og naturlig drenering bestemmer i stor grad hvilke potensialer jorda har for jordbruket. Kunnskap om den geokjemiske kvaliteten av jordsmonnet vil bidra til å øke kvaliteten av den maten som blir produsert. Denne informasjonen er ikke tilgjengelig i dag. Geokjemiske data vil gi nyttig informasjon til beslutningstakerne både på fylkesnivå og kommunalt nivå ved utarbeiding av reguleringsplaner, samt i arbeidet mot EU’s rammedirektiv for jord. Slike data er nå tilgjengelig i europeisk målestokk gjennom GEMAS-prosjektet. Tilsvarende data er nødvendig i norsk målestokk.
4
GEMAS, Geokjemisk kartlegging av landbruksjord og beiteland, var et internasjonalt samarbeidsprosjekt mellom geokjemiske ekspertgrupper i EuroGeoSurveys (EGS) og European Association of Metals (EUROMETAUX), med 33 deltakende europeiske land. GEMAS gav oss høykvalitets geokjemiske data i Europeisk målestokk - mer enn 50 kjemiske elementer- for både dyrket mark som pløyes regelmessig og for beiteland som ligger maskinelt urørt.
AREALFORVALTNING: Omdisponering av dyrka og dyrkbar jord etter jordloven og plan- og bygningsloven.
Dekar 2010
12 907
2011
10 985
2012
11 207
2013
10 226
Kilde: statistisksentralbyrå
AKTSOMHETSKART: I følge Lov om helsetjenesten i kommunene (§1-4 og kap. 4a) skal kommunens helsetjeneste til enhver tid ha oversikt over helsetilstanden i kommunen og de faktorer som kan virke inn på denne. Forurenset grunn vurderes som en slik faktor.
5
6
GEMAS: Part A Chemistry of Europe’s Agricultural Soil – Selenium (Se)
GEOKJEMISKE DATA FOR LANDBRUKET Ved siden av tradisjonelle jordsmonnkart vil geokjemisk kunnskap bidra til å finne de beste beitearealer for produksjon av sunn mat og økt dyrevelferd. Kunnskap om jordens bestanddeler er nødvendig ved valg av beiteområder, gjødsling og valg av dyrkingsmedier. Geokjemiske kart gir en arealmessig presentasjon av variasjonen av valgte grunnstoffer på jordoverflaten. Mange sporelementer spiller en viktig rolle i dyre- og plantehelse. Et eksempel er selen (Se). I figuren under er fordelingen av selen i overflatejord gitt i europeisk målestokk. Kartet viser tydelig at det fra Romsdalen og nedover langs kysten er svært høye Se-konsentrasjoner. I Finland er det også områder med forhøyet selen. Dette er ikke naturlige verdier, men et resultat av overgjødsling. I Irland, hvor man også har høye
naturlige konsentrasjoner av selen i jorden, har man tilfeller av alvorlig selenforgifting av hester og sau, noe som blant annet gir utslag i deformerte hover. Grunnen til at man ikke ser dette i Norge er at mobiliteten til selen er svært avhengig av mengde organiskmateriale og surhetsgraden i jorden (pH-avhengig). Surt jordsmonn som dominerer Norge binder selen mens mer nøytralt og alkalisk miljø, som man har i Irland øker mobiliteten. I Norge generelt er det mangel på mange mineraler i dyrenes naturlige kosthold. Det er derfor vanlig å gi storfe kosttilskudd med kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg), natrium (Na), klor (Cl), kalium(K), jern (Fe), kobber (Cu), sink (Zn), mangan (Mn), kobolt (Co), selen ( Se), jod (I) og molybden (Mo). Å ha kjennskap til den regionale fordelingen av de ulike elementene er nyttig for norsk landbruk slik at medisineringen blir målrettet.
DYREHELSE
PLANTENÆRING
Selen fikk først oppmerksomhet fordi det i store doser hadde toksiske (giftige) effekter hos gårdsdyr, men etter hvert ble også viktigheten av selen i kostholdet dokumentert, da man oppdaget at tilskudd av selen kunne forhindre sykdom i områder med lavt seleninnhold. For mye molybden kan forårsake kobbermangel og blodmangel. Dette kan gi symptomer som ligner dem man får ved urinsyregikt.
Manganmangel gir brune flekker på fullt utviklete blad, brunfargen kommer fra oksiderte polyfenoler. Manganmangel på korn gir lysflekksyke, en form for klorose. Sur jord eller anaerobe forhold kan gi økt tilgjengelighet av mangan og mangan-forgiftning. Norge har områder både med svært høye mangankonsentrasjoner og med svært lave verdier.
7
GEOKJEMISKE DATA OG RESSURSLETING Geokjemisk kartlegging for ressursleting skjer trinnvis i stadig mindre målestokk. I målestokk. Norge med et 9x9 km2 rutenett kan man lokalisere områder med forhøyede verdier av metaller. Det legges så tettere og tettere rutenett over området til forekomsten er lokalisert. Et eksempel på geokjemisk kart for Molybden, basert på landbruksjord, er gitt i figuren under i målestokk Europa. Selv i denne målestokken fremkommer 8
den kjente molybdenforekomsten i Nordli ved Hurdal. Dette er den største molybdenforekomsten i Europa som ikke har vært i drift. Hele Sverige er kartlagt geokjemisk med totalt 2578 prøvelokaliteter, også Finland har heldekkende geokjemiske kart i målestokk helt ned til en prøve pr. 4 km2. Flere malmforekomster har blitt funnet ved hjelp av denne metodikken i våre naboland.
PROSPEKTERING Landbruksjord kan i første trinn ved kartlegging være ideelt medium da materiale fra fjellsider samles i bunnen av dalen hvor landbruk drives.
GEOKJEMISKEKART Nord Norge er geokjemisk kartlagt i målestokk 1 prøve/36 km2
GRUVEDRIFT Tilegnelse av undersøkelsesrettighet for metaller (muting) skjer ofte på bakgrunn av geokjemisk kartlegging. 9
GEOKJEMISKE DATA SOM TEKNISKE BEVIS (FORENSIC EVIDENCE) Geokjemiske data kan tilføre viktige opplysninger i kriminalsaker. Multielement-analyser sammen med isotopstudier av jord kan bli brukt til geografisk sporing. Med tilgang på et landsdekkende datasett over jordkjemi kan søkeområder begrenses.
Samme metodikk benyttes til sporing av mat. Jordkjemien er avgjørende for hva som tas opp i plantene, i frukten, i kuenes melk etc. Dersom naturlig bakgrunn i jordsmonnet er kjent kan kjemikalieutslipp i elv avsløres gjennom endringer i sporelementsammensetningen i fiskenes skjell.
GEOGRAFISK SPORING Scotland Yard og Royal Canadian Mounted Police har vist stor interesse for det Europeiske datasettet GEMAS.
10
11
12
GEOKJEMISKE DATA OG MILJØRÅDGIVING EU arbeider for felles grenseverdier for definisjon av forurenset grunn, men forskjellen i naturlig bakgrunnen mellom Sør-Europa og Nord-Europa er for enkelte elementer veldig stor, slik som for eksempel arsenkartet under viser. Norge har generelt svært lave verdier i jordsmonnet av arsen, med unntak av noen områder i Midt-Norge, men selv ikke her har vi så høye verdier som i sørøst-Frankrike. Ved vurdering av forurensning må man ha god kunnskap om hva som er den naturlige bakgrunnen i området. Et landsdekkende geokjemisk datasett vil vise områder med forhøyede verdier av elementer som blant annet arsen (As), kadmium (Cd), bly (Pb), kvikksølv (Hg), uran (U) og så videre, elementer som kan utgjøre en risiko for folks helse. Denne type kart vil også kunne gi et bilde på hvordan industri påvirker landbruket i området.
GEMAS: Part A Chemistry of Europe’s Agricultural Soil. Arsen (As) fordeling i Europaland, respectively.
BAKGRUNNSNIVÅ
FORURENSNING
Store naturlige variasjoner i Europa på grunn av ulik geologi. Elementer som arsen (As), beryllium (Be), bismuth (Bi), kobolt (Co), kobber (Cu), hafnium (Hf), litium (Li), mangan (Mn), nikkel (Ni) foreligger i konsentrasjoner 2-3 ganger lavere i nord Europa enn i sør Europa.
Naturlige variasjoner må tas i betraktning når forurensningsgrad vurderes.
AREALBRUK Geologi må tas med som en faktor ved arealplanlegging.
13
• Med full oversikt over jordsmonnets kjemi, blir det lettere å finne den aller beste beitejorda. • Geologi må tas med som en faktor ved arealplanlegging.
14
15
Dette tverrfaglige prosjektet kan gjennomføres ved samarbeid mellom departementer og etater. Dataene kan tilrettelegges for bruk innen landbruk, resursleting, politietterforskningsarbeid, miljøkartlegging og kommuneplanlegging.
KONTAKT INFORMASJON OG GENERELL INFORMASJON OM TIDLIGERE PROSJEKTER Belinda Flem, Lagleder geokjemi, Norges geologiske undersøkelse (E-mail: Belinda.flem@ngu.no). Clemens Reimann, Senior forsker, Norges geologiske undersøkelse (E-mail: Clemens.Reimann@ngu.no). Arnold Arnoldussen, Seksjonsleder Jordsmonn, Norsk Institutt for Skog og Landskap (E-mail: aha@skogoglandskap.no). Resultatene fra det europeiske GEMAS prosjektet er publisert i to bøker tillegg til en rekke artikler. website: http:// gemas.geolba. ac.at/
REIMANN, C., BIRKE, M., DEMETRIADES, A., FILZMOSER, P., O’CONNOR, P. (eds.), 2014. Chemistry of Europe’s agricultural soils. Part A: Methodology and interpretation of the GEMAS data set. Geologisches Jahrbuch, Reihe B, Heft 102, Schweizerbart, Stuttgart, 528pp. REIMANN, C., BIRKE, M., DEMETRIADES, A., FILZMOSER, P., O’CONNOR, P. (eds.), 2014. Chemistry of Europe’s agricultural soils. Part B: General background information and further interpretation of the GEMAS data set. Geologisches Jahrbuch, Reihe B, Heft 103, Schweizerbart, Stuttgart, 352pp.