https://frosthead.com

Kisli dež in naš ekosistem

Geolog Rich April se povzpne na majhen hrib za univerzo Colgate in se poda na pokopališče. Ustavi se pred stebrom iz belega marmorja, postavljenim leta 1852. Napis je skoraj nečitljiv. Sčasoma bo vsak kamen, izpostavljen elementom, vremensko vplival, pojasnjuje April, toda ta marmor je nenavadno hitro obležil. Krivec? Kisel dež.

April iz žepa potegne vialo s kislino, da demonstrira. Odvije pokrovček in pusti, da nekaj kapljic pušča na kamen, kjer se zmečkamo in mehurčkamo. Dež, ki je zapadel po severovzhodu v drugi polovici 20. stoletja, ni bil tako kisel kot tekočina v aprilski viali, vendar je načelo enako. Kislina jedo marmor. Če imamo dovolj časa, lahko izbrišemo celo besede, ki naj bi trajale večnost.

Učinki kislega dežja segajo daleč preko grobišč. Kisli dež je uničil ribjo populacijo v jezerih in potokih, škodil krhkim tlom in poškodoval milijone hektarjev gozda po vsem svetu.

Ti daljnosežni učinki kažejo na velik vpliv onesnaženosti zraka na kopnem. Toda zgodba o kislem dežju je tudi zgodba o tem, kako lahko razumevanje onesnaženosti zraka pripelje do rešitev. Zaradi prevelikih znanstvenih dokazov, ki povezujejo emisije elektrarn s kislim dežjem in kislim dežjem s smrtjo jezer, so novi predpisi dramatično zmanjšali emisije in očistili dež, ki pade na ZDA.

Izraz "kisli dež" se je pojavil sredi 1800-ih, ko je Robert Angus Smith, škotski kemik, ki deluje v Londonu, opazil, da je dež na kislih območjih z večjim onesnaženjem zraka bolj kisel in da se zgradbe hitreje sesekajo na območjih, kjer je premog zgorela. Toda trajalo je še eno stoletje, da so znanstveniki spoznali, da je kisli dež zelo razširjen okoljski problem. Skandinavski znanstveniki so začeli dokumentirati kislo škodo na jezerih in potokih v petdesetih letih. Leta 1963 je Gene Likens, nato v Dartmouthu, s sodelavci začel zbirati in preizkušati pH deževnice v Belih gorah v New Hampshireu kot del ekosistemske študije. Presenečeni so ugotovili, da je precej kislo, vendar niso imeli veliko podlage za primerjavo; takrat znanstveniki niso redno merili pH vrednosti deževnice.

Likens se je nekaj let pozneje zaposlil v Cornellu in postavil instrumente za zbiranje deževnice v regiji Finger Lakes in kmalu opazil, da je dež v New Yorku približno tako kisel kot dež v New Hampshireu. "To je bil prvi namig, ki smo ga imeli, da je to morda nekakšen regionalni pojav, " pravi. Toda niti Likens niti njegovi sodelavci niso imeli jasne predstave, kaj bi lahko bil vzrok.

Likens je dobil štipendijo, ki ga je leta 1969 odpeljala na Švedsko, kar je resničen dogodek, pravi, ker je spoznal Svanteja Odéna, znanstvenika z univerze v Uppsali, ki je na Švedskem opazoval enake trende, kot jih je Likens opazoval na severovzhodu ZDA. Odén je imel prst zaradi možnega vzroka. "Poskušal je zgraditi primer, da je [kisli dež] lahko posledica emisij, ki prihajajo iz bolj industrializiranih območij Evrope, " se spominja Likens.

Likens in njegovi sodelavci so izsledili emisije iz elektrarn na premog in preučili podatke o satelitih in letalih ter našli podobno povezavo na dolge razdalje. "Seveda so emisije prihajale predvsem iz držav Srednjega zahoda, kot so Indiana, Ohio, Illinois in Kentucky, " se spominja Likens. "Na poti so se dobesedno odpravili na tisoče kilometrov v Novo Anglijo in jugovzhodno Kanado in se spustili nazaj kot kisline."

O svojih ugotovitvah je poročal v Science leta 1974, zgodbo pa so takoj pobrali časopisi. Likens se spominja, da telefon ni več zvonil več mesecev. "Prav medijska izpostavljenost je resnično postavila kisli dež na zemljevid v Severni Ameriki."

Pojavi se kisli dež, Likens in Odén ter drugi znanstveniki so spoznali, da žveplov dioksid in dušikov oksid vstopita v ozračje in reagirata z vodo, da tvorita žveplovo in dušikovo kislino. Naravni viri teh plinov obstajajo - vulkani, na primer, izpuščajo žveplov dioksid - vendar velika večina izvira iz gorenja fosilnih goriv, ​​zlasti v elektrarnah na premog. Visoki dimniki omogočajo onesnaženje na dolge razdalje. Glede na študije, ki so jih izvedli Likens in njegovi sodelavci, ima običajna deževnica pH 5, 2. V sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je bil kisli dež v najslabšem stanju, so znanstveniki zabeležili raven pH kar 2, 1, kar je približno 1000-krat bolj kislo.

Geolog Rich April pregleduje nagrobni spomenik, ki je obarval kisli dež. (Cassandra Willyard) Zapuščina regije s kislim dežjem je jasno vidna v črni skorji na nagrobnikih na pokopališču Madison Street v Hamiltonu v New Yorku. (Cassandra Willyard) Kisli dež pospeši proces vremenskih razmer. Ta marmornati steber, postavljen v 1850-ih, je bil močno obremenjen. Napis, izklesan na drugi strani spomenika, je skoraj nečitljiv. Žile, vidne na tej strani stebra, so sestavljene iz minerala, bolj odpornega na vremenske vplive in učinke kislega dežja. (Cassandra Willyard) Kisli dež lahko apnenec spremeni v mavec, mehak mineral, ki ujame umazanijo. Ta preobrazba je vidna v temnih obližih vzdolž strešne črte Lathrop Hall na univerzi Colgate. (Cassandra Willyard) Pokopališče na univerzi Colgate, majhna šola za svobodno umetnost v Hamiltonu v New Yorku. (Cassandra Willyard)

Kisli dež je prizadel številne dele ZDA, najbolj ekološko škodo pa je utrpel severovzhod. Gorovje Adirondack se je izkazalo za posebno dovzetno. Številna tla vsebujejo kalcijev karbonat ali druge minerale, ki lahko nevtralizirajo kisli dež, preden ta zaide v jezera in potoke. "Na žalost Adirondakov skoraj ni, " pravi April. Posledično so jezera in potoki hitro postali kisli, kar ubija ribe in druge vodne živali.

V poznih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci raziskali 217 jezer nad 2000 čevljev na Adirondakih in ugotovili, da je 51 odstotkov močno kislih. Ta novica je bila tako mračna, da so znanstveniki začeli poskušati vzrejati bolj kislinsko odporne vrste postrvi. Eden uslužbencev zvezne države New York je območje primerjal s Dolino smrti. Desetletje pozneje je večja raziskava, ki je vključevala 849 jezer, višjih od 1000 čevljev, ugotovila, da je bilo 55 odstotkov bodisi popolnoma brez življenja bodisi na robu propada.

Kot znanstveni dokazi, ki povezujejo kisli dež z emisijami elektrarn in ekološko škodo, so med industrijo, znanstveniki in okoljevarstveniki izbruhnili spopadi. "Osemdeseta leta so čas, ki jim pravim" vojna s kislimi deževji ", " pravi Likens. "Bilo je ogromno groznih grdih prepirov." Okoljski delavci iz Greenpeacea so v znak protesta splezali dimne elektrarne in obesili transparente; znanstveniki pred Kongresom pričali o povezavi med emisijami in kislinskim dežjem, resnosti učinkov in o tem, ali bo predlagana zakonodaja vplivala; in elektroenergetska industrija je podvomila v znanost in trdila, da bodo predpisi poganjali visoko stopnjo električne energije.

Kongres je leta 1990 sprejel več sprememb zakona o čistem zraku, ki so zmanjšale emisije žveplovega dioksida s sistemom omejevanja in trgovanja. Cilj je bil 50-odstotno zmanjšanje emisij žveplovega dioksida iz ravni iz leta 1980. Ta cilj je bil dosežen leta 2008, dve leti pred rokom, ki je bil določen za leto 2010. Emisije žveplovega dioksida so padle s 17, 3 milijona ton v letu 1980 na 7, 6 milijona ton leta 2008, kar je manj kot 8, 95 milijona ton, potrebnih do leta 2010.

Učinek je bil izjemen. Doug Burns, znanstvenik ameriškega geološkega raziskovanja v Troyu v New Yorku, ki vodi nacionalni program za ocenjevanje padavinskih kislin, pravi, da je danes dež, ki pada na severovzhodu, približno za polovico manj kisel kot v zgodnjih osemdesetih. Posledično so površinske vode postale manj kisle in krhki ekosistemi se začnejo obnavljati.

Vendar pa je na mnogih mestih okrevanje boleče počasno. Znanstveniki zdaj vedo, da kisli dež ne zakisa le jezer in potokov, temveč tudi izcedi kalcij iz gozdnih tal. To izčrpavanje kalcija je imelo uničujoče učinke na drevesa, zlasti na sladkorni javor in rdečo smreko. Kisli dež izloča kalcij iz iglic rdeče smreke, zaradi česar so bolj dovzetni za mraz. Iz zemlje izloči tudi kalcij in magnezij, kar lahko poudari sladkorni javor. Poleg tega kisli dež omogoča, da se aluminij nabira v tleh. Ko drevesa prevzamejo aluminij, lahko njihove korenine postanejo krhke.

Nekateri raziskovalci so poskušali dodajati kalcij nazaj v gozdove, da bi pospešili okrevanje. April je trenutno vključen v en tak poskus v Adirondack. V zadnjih štirih letih in pol je kalcij prodrl le na prvih 15 centimetrov gozdne zemlje. "Traja res veliko časa, da se [kalcij] spusti nazaj v tla, " pravi April, tako da to ne bo hitro odpraviti.

V aprilu bi radi še bolj zmanjšali žveplov dioksid in druge emisije. "Še vedno prihaja kisli dež, " pravi. "Nekatera jezera so videti, kot da bi se lahko vrnila, in če bi emisije zmanjšali več,

Michael Oppenheimer z univerze Princeton, ki je bil glavni akter v kislih vojnah kot glavni znanstvenik konservatorske skupine Environmental Defense Fund, se strinja. "Mislim, da je treba žveplov dioksid in dušikov oksid učinkovito odpraviti, " pravi. "Morali bi se usmeriti proti ničli in videti, kako lahko se približamo."

Čeprav nekateri učinki kislega dežja zamujajo, večina znanstvenikov meni, da je to okoljska zgodba o uspehu. „Znanost je prepoznala težavo. Znanost je dala smernice, kako poskusiti rešiti težavo, «pravi Likens. "Uspeh je, da smo kot družba ukrepali, da bi poskušali reševati težavo."

Kisli dež in naš ekosistem