https://frosthead.com

Savas eső és ökoszisztéma

Rich April geológus felmászik a Colgate Egyetem mögött található kis dombra, és bejut a temetőbe. Megáll egy fehér márvány oszlop előtt, amelyet 1852-ben állítottak fel. A felirat szinte olvashatatlan. Az idő múlásával az elemeknek kitett kő időjárással fog járni, magyarázza April, de ez a márvány természetellenesen gyorsan viharzott. Az elkövető? Savas eső.

April előhúzza a fiolát savból a zsebéből, hogy demonstrálja. Csavarja le a kupakot, és néhány csepp szivárog a kőre, ahol porizik és buborékolnak. Az eső, amely a 20. század második felében északkeletre esett, nem volt olyan savas, mint az április folyadék folyadéka, de az elv ugyanaz. A sav márványt eszik. Ha elég idő áll rendelkezésre, akkor akár az örökkévalóságig tartó szavakat is törli.

A savas esők hatásai messze túlmutatnak a temetőkön. A savas eső elpusztította a tavakban és a patakokban élő halpopulációkat, károsította a törékeny talajokat és millió hektáros erdőben világszerte károsította.

Ezek a messzemenő hatások szemléltetik a légszennyezésnek a földre gyakorolt ​​súlyos hatásait. A savas eső története ugyanakkor egy mesék arról is, hogy a légszennyezés megértése miként vezethet megoldásokhoz. Az erőművek kibocsátását a savas esővel és a savas esővel a tavak halálával összekapcsoló túlnyomó tudományos bizonyítékok miatt az új rendeletek drámai módon csökkentik a kibocsátásokat és megtisztították az Egyesült Államokba eső esőket.

A „savas eső” kifejezés az 1800-as évek közepén jött létre, amikor Robert Angus Smith, a londoni skót vegyész észrevette, hogy az eső inkább savasabb azokon a területeken, ahol nagyobb a levegőszennyezés, és hogy az épületek gyorsabban morzsolódnak azokon a területeken, ahol szén van. égett. De még egy évszázadra volt szükség, hogy a tudósok rájöjjenek, hogy a savas esők széles körben elterjedt környezeti probléma. A skandináv tudósok az 1950-es években elkezdték a tavak és patakok savas károsodásának dokumentálását. 1963-ban, Gene Likens, majd a Dartmouthban, és munkatársai ökoszisztéma-tanulmány részeként elkezdték gyűjteni és megvizsgálni a New Hampshire Fehér-hegységben az esővíz pH-ját. Meglepettnek találták, hogy meglehetősen savas, ám nincs sok alapuk az összehasonlításhoz; akkoriban a tudósok nem végezték rendszeresen az esővíz pH-értékének mérését.

Likens néhány évvel később munkát végzett a Cornellnél, és eszközöket állított fel az esővíz gyűjtésére a Finger Lakes régióban, és hamarosan megfigyelte, hogy New Yorkban az eső nagyjából ugyanolyan savas, mint a New Hampshire-ben. "Ez volt az első nyom, amelyben megtudtuk, hogy ez valamiféle regionális jelenség lehet" - mondja. De sem Likensnek, sem kollégáinak nem volt világos elképzelésük, mi lehet az oka.

Likens ösztöndíjjal nyerte el, amely 1969-ben Svédországba vitte. Ez egy rendkívüli esemény, mondja, mert találkozott Svante Odénnel, az Uppsala Egyetem tudósával, aki ugyanazokat a tendenciákat figyelte meg Svédországban, mint a Likens az Egyesült Államok északkeleti részén. Odén ujját egy lehetséges okra helyezte. "Megpróbált felállítani egy olyan esetet, amelyben a [savas eső] valószínűleg az Európának fejlettebb iparágaiból származó kibocsátásoknak származik" - emlékszik vissza Likens.

Likens és kollégái nyomon követik a széntüzelésű erőművek kibocsátását, megvizsgálták a műholdas és repülőgép-adatokat, és hasonló távolsági kapcsolatot találtak. "Bizonyára a kibocsátások elsősorban a Közép-Nyugati Államokból származnak, mint Indiana, Ohio, Illinois és Kentucky" - emlékszik vissza Likens. "Szó szerint több ezer kilométerre haladtak Új-Angliába és Kanada délkeleti részébe, és savként jöttek vissza."

1974-ben jelentette a Science eredményeit, és a történetet azonnal felvette az újságok. A telefon hónapok óta nem csengett, emlékeztet Likens. "A média megjelenése tette ténylegesen a savas esőt Észak-Amerika térképére."

Savas esők fordulnak elő, Likens és Odén, valamint más tudósok rájöttek, hogy amikor a kén-dioxid és a nitrogén-oxid belép a légkörbe, és vízzel reagálva kénsavat és salétromsavat képez. Ezeknek a gázoknak természetes forrásai léteznek - például a vulkánok bocsátják ki a kéndioxidot -, de a túlnyomó többség fosszilis tüzelőanyagok égetéséből származik, különösen szénüzemű erőművekben. A magas füstölők lehetővé teszik, hogy a szennyezés nagy távolságra haladjon. Likens és munkatársai által végzett tanulmányok szerint a normál esővíz pH-ja 5, 2. Az 1970-es és 1980-as években, amikor a savas eső volt a legrosszabb, a tudósok olyan alacsony pH-értéket regisztráltak, amely 2, 1 volt, ami körülbelül 1000-szer savasabb.

Rich April geológus a savas esõk által elsötétített sírkövet vizsgálja. (Cassandra Willyard) A régió savas esőinek öröksége jól látható a fekete kéregben a sírköveknél a Madison Street temetőben, Hamilton, New York. (Cassandra Willyard) A savas eső felgyorsítja az időjárási folyamatokat. Ez az 1850-es években felállított márványoszlop rosszul esett. Az emlékmű másik oldalán faragott felirat szinte olvashatatlan. Az oszlop ezen oldalán látható vénák az időjárásra és a savas esők hatásaival szemben ellenálló ásványból készülnek. (Cassandra Willyard) A savas eső a mészkövet gipszré alakíthatja, amely egy lágy ásványi anyag, amely csapdába ejti a szennyeződést. Ez az átalakulás nyilvánvaló a Colgate University Lathrop Hall tetővonalának sötét foltjain. (Cassandra Willyard) A temető a Colgate Egyetemen, egy kis bölcsésziskolai főiskolán Hamiltonban, New York-ban. (Cassandra Willyard)

A savas esõk az Egyesült Államok sok részén érintettek, ám északkeletre volt a legnagyobb ökológiai károk. Az Adirondack-hegység különösen érzékenynek bizonyult. Sok talaj kalcium-karbonátot vagy más ásványi anyagokat tartalmaz, amelyek semlegesítik a savas esőket, mielőtt a tavakba és patakokba jutnának. "Sajnos az Adirondack-oknak szinte semmilyen nincs" - mondja April. Ennek eredményeként a tavak és patak gyorsan savassá váltak, elpusztítva halakat és más víziállatokat.

Az 1970-es évek végén a kutatók 217, 2000 láb feletti tavat vizsgáltak meg az Adirondacks-ban, és azt találták, hogy 51 százalékuk nagyon savas. A hír annyira komor volt, hogy a tudósok megpróbálták savtűrőbb pisztráng törzseket tenyészteni. Egy New York állambeli alkalmazott összehasonlította a területet a Death Valley-vel. Egy évtizeddel később, egy nagyobb tanulmányban, amely 849 tavat tett magasabb, mint 1000 láb, megfigyelte, hogy 55 százalékuk vagy teljesen mentes az életből, vagy az összeomlás szélén.

Mivel a savas esőket az erőművek kibocsátásával és az ökológiai károkkal összekapcsolták, csaták kezdődtek az ipar, a tudósok és a környezetvédők körében. „Az 1980-as évek egy olyan időszak, amelyet„ savas esőháborúknak ”hívok” - mondja Likens. „Nagyon szörnyű csúnya vita zajlott le.” A Greenpeace környezetvédõi felmásztak az erõmû füstcsarnokaira, és tiltakozásukra lógtak; a tudósok a kongresszus elõtt tanúvallomást tettek a kibocsátások és a savas esõk kapcsolatáról, a hatások súlyosságáról és arról, hogy a javasolt jogszabálynak van-e hatása; az energiaipar megkérdőjelezte a tudományt és azzal érvelt, hogy a szabályozás az égbolt magas szintjét fogja elérni.

A kongresszus 1990-ben számos módosítást fogadott el a tiszta levegőről szóló törvényben, amelyek csökkentik a kén-dioxid kibocsátását egy „cap-and-trade” rendszer révén. A cél a kén-dioxid-kibocsátás 50% -os csökkentése az 1980-as szinthez képest. Ezt a célt 2008-ban, két évvel a 2010-re kitűzött határidő előtt sikerült elérni. A kéndioxid-kibocsátás az 1980-as 17, 3 millió tonnáról 7, 6 millió tonnára csökkent 2008-ban, kevesebb, mint a 2010-re megkövetelt 8, 95 millió tonnának.

A hatás figyelemre méltó. Doug Burns, a New York-i Troy állambeli geológiai szolgálat tudományos munkatársa, aki a Nemzeti savcsökkentési értékelési programot irányítja, azt állítja, hogy az északkeleti eső manapság körülbelül fele olyan savas, mint az 1980-as évek elején. Következésképpen a felszíni vizek kevésbé savassá váltak, és törékeny ökoszisztémák kezdtek helyreállni.

Sok helyen azonban a gyógyulás fájdalmasan lassú. A tudósok ma már tudják, hogy a savas esők nemcsak megsavanyított tavak és patakok, hanem az erdőtalajokból is kicsaptak kalciumot. Ez a kalciumszükséglet pusztító hatással volt a fákra, különösen a cukorlemezekre és a vörös fenyőre. A savas eső kiszivárogtatja a kalciumot a vörös lucfenyő tűiből, így könnyebben reagálnak a hidegre. Ezenkívül kálciummal és magnéziummal távozik a talajból, amely stresszt okozhat a cukor alapon. Ezenkívül a savas eső lehetővé teszi az alumínium felhalmozódását a talajban. Amikor a fák felveszik az alumíniumot, gyökereik törékenyek lehetnek.

Néhány kutató megkísérelte a kalcium visszajuttatását az erdőkbe a gyógyulás felgyorsítása érdekében. April jelenleg részt vesz egy ilyen kísérletben az Adirondacks-ban. Az elmúlt négy és fél évben a kalcium csak az erdő talajjának legfeljebb 15 centiméterébe hatolt be. „Nagyon hosszú időbe telik, amíg a [kalcium] visszajut a talajba” - mondja April, tehát nem lesz gyors javítás.

Április szeretné, ha a kén-dioxid és más kibocsátások még tovább csökkennének. "Még mindig érkezik savas eső" - mondja. "Néhány tó úgy néz ki, mintha készen állnának arra, hogy visszatérjenek, és ha jobban csökkentenénk a kibocsátást, akkor azt tennék."

A Princetoni Egyetem Michael Oppenheimer, aki kulcsszerepet játszott a savas háborúkban, mint a Környezetvédelmi Védelmi Alap védelmi csoportjának tudományos munkatársa. "Úgy gondolom, hogy a kén-dioxidot és a nitrogén-oxidot hatékonyan el kell távolítani" - mondja. "Nullunk felé kell mennünk, és meg kell vizsgálnunk, milyen közel tudunk jutni."

Noha a savas eső bizonyos hatása elhúzódik, a legtöbb tudós környezetvédelmi sikertörténetnek tartja. „A tudomány azonosította a problémát. A tudomány adott útmutatást a probléma megoldására ”- mondja Likens. "A siker az, hogy társadalomként lépéseket tettünk a probléma kezelésére."

Savas eső és ökoszisztéma