Fate of riverine iron over estuarine salinity gradients

Floder och åar är viktiga källor för järn och andra näringsämnen till Östersjön. De senaste decennierna har järnkoncentrationen i svenska och finska åar ökat kraftigt, vilket skulle kunna leda till en ökad transport av järn till Östersjön. Vilken effekt detta kan ha för Östersjön beror på vad som händer med järnet när det möter det salta vattnet i Östersjön. Järn transporteras huvudsakligen i form av små partiklar - kolloider. Dessa kolloider består antingen av järnoxider eller organiska järnkomplex. Kolloidernas kemiska sammansättning är av betydelse då det påverkar vad som händer med järnet i saltgradienten. Om de järnbärande kolloiderna stannar kvar i vattenfasen kan järnet nå de öppna vattnen i Östersjön.
Järn är ett essentiellt näringsämne växtplankton, eftersom järn är inblandat i nyckelprocesser såsom fotosyntes och respiration. Under kraftiga algblomningar kan järn begränsa tillväxten, speciellt för de potentiellt giftiga blågrönalgerna som har särskilt stort järnbehov. Förekomsten av blågrönalgblomningar i Östersjön har ökat de senaste decennierna, vilket är ett hot mot ekosystemet med tanke på att blågrönalger kan vara giftiga för djur och människor. Dessutom kan blågrönalger skapa en positiv feedback för övergödning, genom att tillföra kväve till systemet genom kvävefixering, och genom att ge upphov till syrebrist när algbiomassan bryts ner. Bristen på syre kan i sin tur leda till att fosfor frigörs från sedimenten, och en förlust av biodiversitet och levnadsmiljöer, samt förändringar i födoväven.
Den gängse bilden är emellertid att merparten av järnet från åar och floder aggregerar när det möter det salta vattnet och sjunker till sedimentet. I sedimentet kan järnet binda in fosfor och hålla det borta från vattnet. På så vis kan järnet i stället motverka övergödning, genom att verka som en fosforsänka.
För att bättre förstå transporten av järn från åar till öppet hav ville jag undersöka vad som händer med järnet när sötvatten från vattendragen blandas med marint saltvatten. I det syftet studerades tio åar från norra till södra Sverige. Järnets sammansättning – huruvida det var järnoxider eller organiska järnkomplex – analyserades med röntgenabsorptionsspektroskopi vid synkrotronljus-anläggningar.
Resultaten visade att alla åmynningar hade en blandning av organiska järnkomplex och järnoxider. Det relativa bidraget av de två järnformerna varierade, men överlag var andelen organiska järnkomplex oväntat stor, och den var större under höga flöden på våren än låga flöden på hösten. Ett centralt resultat var att de organiska järnkomplexen var mycket mer stabila över salinitetsgradienter än järnoxider som i stor utsträckning aggregerade. Detta, tillsammans med den stora andelen organiska järnkomplex, indikerar att de ökande järnkoncentrationerna i många åar kan leda till att mer järn når till öppna vatten i Östersjön där de kan gynna algblomningar. Även om andelen organiska järnkomplex var oväntat hög, så var merparten av järnet i form av järnoxider, och kan följaktligen öka inbindningen av fosfor i sedimenten, vilket kan motverka övergödning. Fler studier som belyser vilken roll järn spelar för viktiga näringscykler i Östersjön behövs.