一项新的研究表明,人类正在全球范围内破坏自然的“盐循环”

2024-09-22 23:04来源:本站

  road salt

  随着时间的推移,地质和水文过程将盐带到地球表面,但采矿和土地开发等人类活动正在迅速加速自然的“盐循环”。农业、建筑、水和道路处理以及其他工业活动也会加剧盐碱化,从而损害生物多样性,并在极端情况下使饮用水不安全。

  “如果你把地球想象成一个活的有机体,当你积累了如此多的盐时,它可能会影响重要器官或生态系统的功能,”Kaushal说,他在UMD地球系统科学跨学科中心担任联合职位。“从水中去除盐是能源密集型和昂贵的,你最终得到的盐水副产品比海水更咸,不容易处理。”

  考沙尔和他的合著者将这些干扰描述为“人为盐循环”,首次确立了人类在全球相互关联的范围内影响盐的浓度和循环。

  “20年前,我们所拥有的只是案例研究。我们可以说,在纽约或巴尔的摩的饮用水供应中,地表水是咸的,”研究报告的合著者、康涅狄格大学和卡里生态系统研究所的生态学家吉恩·利肯斯说。“我们现在表明,这是一个从地球深处到大气的循环,受到人类活动的严重干扰。”

  这项新研究考虑了地下和地表水中发现的各种盐离子。盐是带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子的化合物,其中最丰富的是钙、镁、钾和硫酸盐离子。

  考沙尔说:“当人们想到盐时,他们往往会想到氯化钠,但我们多年来的工作表明,我们已经干扰了其他类型的盐,包括与石灰石、石膏和硫酸钙有关的盐。”

  当这些离子以较高剂量排出时,会引起环境问题。考沙尔和他的合著者表明,人类造成的盐碱化影响了世界上大约25亿英亩的土壤,这一面积相当于美国的面积。在过去的50年里,溪流和河流中的盐离子也在增加,与全球盐的使用和生产的增加相一致。

  盐甚至渗透到了空气中。在一些地区,湖泊正在干涸,并向大气中排放了大量的含盐尘埃。在下雪的地区,道路盐会被雾化,产生钠和氯颗粒物质。

  盐碱化也与“级联”效应有关。例如,含盐粉尘会加速积雪的融化,危害社区,特别是在美国西部,这些社区依赖雪来提供水。由于它们的结构,盐离子可以与土壤和沉积物中的污染物结合,形成“化学鸡尾酒”,在环境中循环并产生有害影响。

  “盐的离子半径很小,可以很容易地楔入土壤颗粒之间,”考沙尔说。“事实上,这就是道路盐防止冰晶形成的原因。”

  道路盐对美国的影响非常大,美国每年生产440亿磅这种除冰剂。2013年至2017年,道路盐占美国盐消费量的44%,占进入全国河流的溶解固体总量的13.9%。根据Kaushal和他的合著者的说法,这可能会导致流域中“大量”的盐浓度。

  为了防止美国水道在未来几年被盐淹没,考沙尔建议制定限制道路盐或鼓励替代盐的政策。华盛顿特区和美国其他几个城市已经开始用甜菜汁处理寒冷的道路,甜菜汁有同样的效果,但含盐量明显减少。

  考沙尔说,权衡道路盐的短期和长期风险变得越来越重要,它在公共安全方面发挥着重要作用,但也会降低水质。

  考沙尔说:“短期内有受伤的风险,这是很严重的,我们当然需要考虑一下,但长期来看,水中盐过多也会带来健康问题。”“关键是找到适当的平衡。”

  该研究的作者还呼吁建立一个“安全和可持续盐使用的全球边界”,就像二氧化碳水平与限制气候变化的全球边界相关联一样。考沙尔说,虽然理论上可以调节和控制盐分水平,但这也带来了独特的挑战。

  考沙尔说:“这是一个非常复杂的问题,因为盐在美国不被认为是主要的饮用水污染物,所以对它进行监管将是一项艰巨的任务。”“但我认为这种物质在环境中会增加到有害的水平吗?是的。”

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