Zwavel
Vennen zijn van nature arm aan zwavel. Zwavel kan door menselijke activiteit op verschillende wijzen in vennen terecht komen. In de jaren 40 van de vorige eeuw is de uitstoot van zwaveloxiden sterk toegenomen, als gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen. Via deze weg is er veel zwavel in de vennen terecht gekomen. Sinds 1990 is de uitstoot van zwaveloxiden met meer dan 80% gedaald wat voor de waterkwaliteit in de vennen goed is. Zwavel kan ook via grondwaterstromen in vennen terecht komen. Dat gebeurt als het water afkomstig is uit landbouwgebieden of naaldbossen waar veel nitraat in het water terecht komt, zie landgebruik. Indien nitraatrijk water in contact komt met afzettingen van ijzersulfide (pyriet) dan oxideert het pyriet en waarbij sulfaat (SO4) wordt gevormd. De derde route waarlangs zwavel in vennen kan komen is door directe aanvoer met oppervlaktewater dat afkomstig is uit beken of rivieren.
Zwavel dat zich in de vorm van sulfaat in de waterlaag bevindt, is op zichzelf niet schadelijk voor vennen. Echter, sulfaat kan via diffusie terecht komen in de onderwaterbodem, waar het betrokken is bij redoxreacties. Onder anaërobe condities wordt sulfaat door sulfaatreducerende bacteriën gereduceerd tot waterstofsulfide (H2S) wat kan ontwijken naar de atmosfeer of tot sulfide (S2-) dat kan oplossen in het bodemvocht. Bij de reductie van sulfaat wordt netto buffercapaciteit geproduceerd: naast het sulfide wordt ook (bi)carbonaat gevormd. Bij de sulfaatreductie wordt tevens organisch materiaal afgebroken, waarbij behalve fosfaat ook ammonium kan vrijkomen in het bodemvocht.
Sulfide dat vrijkomt bij de reductie van sulfaat kan reageren met gereduceerd ijzer tot ijzersulfiden. Als gevolg van een verhoogde sulfaatbelasting vindt onder anaërobe condities een sterke ophoping van ijzersulfide (FeS) en pyriet (FeS2) plaats in de bodems van gebieden die met dit water worden gevoed. Wanneer in het ven veel ijzergebonden fosfaten voorkomen kan dit leiden tot mobilisatie van fosfaat. Indien er onvoldoende ijzer in de bodem aanwezig is om het gevormde sulfide te binden, kan het sulfide ophopen in het bodemvocht. Dit sulfide is extreem giftig voor vele wortelende waterplanten en voor in de bodem levende dieren.
De hierboven beschreven processen kunnen ook in de andere richting verlopen. Dat gebeurt bij een hoge redoxpotentiaal, bijvoorbeeld als het ven droogvalt. Dan wordt de bodem aërobe en oxideert sulfide tot sulfaat en worden de ijzersulfiden geoxideerd tot ijzer(hydr)oxides en sulfaat. Bij deze reactie worden waterstofionen gevormd die tot verzuring kunnen leiden indien de buffercapaciteit van het systeem onvoldoende is om deze te neutraliseren. Door de grote hoeveelheid zwavel die enkele decennia geleden via neerslag in de vennen terecht is gekomen, heeft zich in de Nederlandse vennen veel zwavel opgehoopt. Gevolg was dat in droge zomers waarin veel vennen grotendeels droogvielen, de vennen sterk verzuurden door oxidatie van sulfide. Tegenwoordig is de hoeveelheid zwavel in de vennen veel lager en treedt een dergelijke sterke verzuring meestal niet meer op.
Figuur: Overzicht van de belangrijkste processen waarbij zwavel betrokken is.