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水道变得更咸和更碱性

由于道路除冰剂,肥料和人类间接释放到水道中的其他含盐化合物,整个北美洲的溪流和河流变得越来越咸。与此同时,淡水供应变得更加碱性。

咸的碱性淡水会给饮用水供应,城市基础设施和自然生态系统带来很大问题。例如,当密歇根州的弗林特在2014年将其主要水源转换为弗林特河时,该河的高盐负荷与化学处理相结合,使水更具腐蚀性,导致水管浸出并使该城市得到充分记录。水危机。

由马里兰大学研究人员领导的一项新研究首次评估了大陆尺度淡水盐度和pH值的长期变化。根据过去50年来全国232个美国地质调查局监测点记录的数据,该分析显示盐碱化和碱化的显着增加。研究结果还表明两种性质之间存在密切联系,不同的盐化合物结合起来比任何一种盐本身都有更多的损害。

该分析对美国,加拿大及其他地区的淡水管理和盐调节策略有影响,发表于2018年1月8日的“美国国家科学院院刊”早期版。卡里生态系统研究所,康涅狄格大学,弗吉尼亚大学和查塔姆大学的研究人员共同撰写了这项研究。

“我们创造了'淡水盐渍化综合症'的名称,因为我们意识到它是一系列对水质的影响,许多不同的盐离子连在一起。我们以前不知道,”UMD地质学教授Sujay Kaushal说。该研究的主要作者。“许多人认为,当你向景观施盐时,它会被冲走并消失。但盐会积聚在土壤和地下水中,需要数十年的时间才会被冲走。”

研究人员记录了该国许多主要河流的急剧化学变化,包括密西西比河,哈德逊河,波托马克河,纽塞河,加拿大河和查塔胡奇河。这些河流中的许多河流为附近的城镇提供饮用水,包括东海岸沿线人口最稠密的一些城市中心。

根据Kaushal的说法,大多数淡水盐渍化研究都集中在氯化钠上,也就是众所周知的食盐,它也是道路除冰剂中的主要化学品。但就化学而言,盐具有更广泛的定义,包括在水中离解的带正电荷和带负电荷的离子的任何组合。在盐中发现的一些最常见的正离子 - 包括钠,钙,镁和钾 - 可能对较高浓度的淡水产生破坏性影响。

“这些'鸡尾酒'的盐可能比一种盐更有毒,因为一些离子会从土壤和岩石中取代并释放其他离子,从而加剧了这一问题,”Kaushal说,他还在UMD地球系统科学跨学科中心任命。“生态毒理学家现在才开始明白这一点。”

目前的研究首次同时考虑了美国和加拿大南部淡水中的多种盐离子。结果表明,盐离子本身具有破坏性,也会提高淡水的pH值,使其更具碱性。在研究所涵盖的时间段内,研究人员得出结论,美国毗邻地区37%的流域面积显着增加了盐度。除盐度外,碱性化还受到许多不同因素的影响,增加了90%。

“我们的研究是第一个记录大陆盐碱化和碱化增加之间联系的研究。到目前为止,我们还没有充分认识到不同盐在改变我国溪流和河流pH值方面的作用,”研究表示。共同作者,生物生态系统研究所荣誉退休主席,康涅狄格大学杰出研究教授Gene Likens。“盐含量和pH值是水化学的基本方面,因此这些都是淡水性质的重大变化。”

Kaushal说,不同地区水道盐增加的根本原因各不相同。在白雪皑皑的大西洋中部和新英格兰,用于在冬季维持道路的道路盐是罪魁祸首。在中西部的大量农业中,肥料 - 特别是含钾量高的肥料 - 也是主要的贡献。在其他地区,采矿废物和混凝土,岩石和土壤的风化将盐分释放到邻近的水道中。

“我们发现一些河流的pH值在20世纪50年代和60年代开始增加 - 在实施酸雨法规之前几十年,”弗吉尼亚大学环境科学教授迈克尔佩斯说,他是该协会的合着者。研究。“我们还观察到东南部的盐浓度增加,他们不使用道路盐。这些令人惊讶的趋势给我们的团队共同解决了一个难题。”

在缺水的沙漠西南部,盐浓度一直很高,考沙尔和他的同事记录了盐度随时间的整体下降。研究人员将这种减少归因于各种因素,包括土地和水资源利用的变化,以及西方国家和地方政府为减少盐分投入和改善水资源管理战略所做的努力。例如,1973年,包括在科罗拉多河流域的七个西部州创建了科罗拉多河流域盐度控制论坛,以支持盐度控制工作。

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