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"存在的威胁" - 人类正在全球范围内破坏自然盐循环
发布日期:2023-11-02 20:18:02  稿源:cnBeta.COM

一项新的研究揭示,人类活动正导致地球环境的盐度不断增加,可能对生物多样性和人类健康造成严重影响。研究强调了人类活动对全球盐分水平的广泛影响,包括土壤、水和空气。该研究倡导制定政策限制盐的使用,并为可持续的盐消费设定全球界限。

马里兰大学地质学家领导的一个研究小组警告说,盐流入溪流和河流是一种"生存威胁"。

马里兰大学地质学教授苏杰-考沙尔(Sujay Kaushal)领导的一项新的科学评论指出,地球对盐的需求对生态系统和人类福祉都造成了损害。论文发表在《自然-地球与环境评论》(Nature Reviews Earth & Environment)杂志上,揭示了人类活动正在使地球的空气、土壤和淡水变得更咸,如果目前的趋势继续下去,可能会对人类的"生存构成威胁"。

随着时间的推移,地质和水文过程将盐分带到地球表面,但采矿和土地开发等人类活动正在迅速加速自然"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,并在极端情况下导致饮用水不安全。

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自然盐循环的特点是盐分上升到地球表面,盐分风化并迁移到海洋。人类通过采矿和资源开采加速了这些自然过程,同时也将更多的盐尘送入大气中。资料来源:马里兰大学

考沙尔在马里兰大学地球系统科学跨学科中心(UMD Earth System Science Interdisciplinary Center)担任联合职务。"从水中去除盐分需要耗费大量能源,成本高昂,而且最终产生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",首次确定了人类在全球范围内相互关联地影响着盐的浓度和循环。

"二十年前,我们只有案例研究。我们可以说纽约这里或巴尔的摩饮用水供应的地表水是咸的,"该研究的合著者、康涅狄格大学和凯里生态系统研究所的生态学家吉恩-利肯斯说。"我们现在证明,从地球深处到大气层,这是一个受到人类活动严重干扰的循环。"

新研究考虑了在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、钾和硫酸根离子。

考沙尔说:"提到盐,人们往往会想到氯化钠,但我们多年来的工作表明,我们还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。"

当这些离子以较高的剂量移位时,会造成环境问题。考沙尔和他的合著者们的研究表明,人类造成的盐碱化影响了全球大约 25 亿英亩的土壤--面积与美国相当。在过去的 50 年里,溪流和河流中的盐离子也在增加,这与全球盐的使用和生产的增加相吻合。

盐分甚至渗透到空气中。在一些地区,湖泊正在干涸,并向大气中飘散盐尘。在下雪的地区,路面上的盐会变成气溶胶,产生钠和氯颗粒物质。盐碱化还与"级联"效应有关。例如,含盐尘埃会加速积雪融化,对依赖积雪供水的社区造成危害,尤其是在美国西部。由于其结构,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,很容易楔入土壤颗粒之间,"考沙尔说。"事实上,路面盐就是这样防止冰晶形成的。"

路面盐对美国的影响非常大,美国每年生产 440 亿磅除冰剂。2013 年至 2017 年间,路面盐占美国食盐消耗量的 44%,占全国进入溪流的溶解固体总量的 13.9%。考沙尔和他的合著者表示,这会导致流域中盐分"大量"聚集。

为了防止美国的水道在未来几年被盐淹没,考沙尔建议采取限制道路用盐或鼓励使用替代品的政策。华盛顿特区和美国其他一些城市已经开始用甜菜汁处理寒冷的路面,甜菜汁具有同样的效果,但含盐量要少得多。

考沙尔说,权衡道路用盐的短期和长期风险变得越来越重要,因为道路用盐对公共安全起着重要作用,但也会降低水质。短期内会有受伤的风险,这很严重,我们当然需要考虑,但长期来看,水中过多的盐分也会带来健康问题。这就需要找到正确的平衡。

研究报告的作者还呼吁建立一个"安全和可持续用盐的地球边界",就像将二氧化碳水平与限制气候变化的地球边界联系在一起一样。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。

"这是一个非常复杂的问题,因为在美国,盐并不被认为是主要的饮用水污染物,因此要对其进行监管将是一项艰巨的任务,"考沙尔说。"但我是否认为它是一种在环境中增加到有害水平的物质?是的。"

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