“산성 비”라는 용어는 대부분의 사람들에게 오래된 전설처럼 들릴 수 있습니다. 한때 북동부 북아메리카 산림, 호수 및 강의 건강을 심각하게 위협 한이 환경 문제는 실제로 해결되었습니다.
1970 년에 서명 한 Clean Air Act는 황 배출량에 대한 엄격한 규정 (산성 비를 담당하는 주요 요소)을 도입하여 So
이 불균형의 기원은 불분명합니다. 이것은 습식 침착보다 정량화하기가 더 어렵거나 알 수없는 황 공급원 또는 토양으로부터 황의 방출 속도로부터 가상 침착의 과소 평가에서 비롯 될 수 있습니다. 미국 북동부와 캐나다의 몇몇 연구소들은 한때 산림 생태계에 퇴적 된 황의 운명을 더 잘 이해하기 위해 연구를 수행하고 있습니다. 이 작품은 PR에 의해 개척되었습니다. Gene은 1963 년 뉴햄프셔의 Hubbard Brook Experimental Forest에서 장기 환경 모니터링 프로그램을 설립하여 비유합니다. 이 연구는 과학자들이 산성 비가 산림 및 수생 생태계의 건강에 영향을 미치는 메커니즘을 이해하고 인위적 황 방출 규정의 효율성을 평가할 수있게 해주었다.
산림 생태계에서 황의 운명
기반암에 황이 없으면 (예를 들어, 황철석과 같은 미네랄에서), 지상 생태계에서 유황의 유일한 공급원은 대기 증착이며, 이는 "습식"(침전) 및 "건조"(기체) 증착으로 발생합니다. 침전에서 황의 주요 형태는 황산염 이온입니다 (So 4 ), 기체 황 침착은 주로 이산화황으로 구성됩니다 (So
지난 몇 년 동안, 한 연구 팀은이 생태계의 황의 운명을 더 잘 이해하기 위해 캐나다 대서유 및 온대 숲에서 일련의 연구를 수행했습니다. 그들은 설페이트 분자의 농도 및 동위 원소 조성의 변화를 조사했다 (ΔS-SO <서브> 4 및 Δo-so 4 ) 강수량, 토양 지평 및 캐나다 동부의 대변 및 온대 숲에서 계절에 걸쳐 물을 흘리십시오. 90 년대까지 하천을 통해 유역에서 수출 된 황산염이 식생 및 토양 성분과 상호 작용했는지는 확실하지 않았습니다. 실제로, 설페이트 분자에서 황의 동위 원소 조성 (ΔS-SO <서브> 4 )는 일반적으로 침전, 토양 및 개울 수에 따라 다르지 않으며, 이는 때때로 황산염이 생태계를 통과하는 동안 생물 성분과 상호 작용하지 않는다는 잘못된 결론으로 이어졌습니다. 그러나 설페이트 분자의 산소 원자의 안정적인 동위 원소 조성의 분석은 다른 이야기를 드러냈다 (아래 상자 참조).
이 연구자들은 산림 청소보다 산림 캐노피에서 수집 된 침전에서 황량이 훨씬 높다는 것을 발견했습니다 (~ 50%). 황에서의 이러한 농축은 ΔO-SO <서브> 4 의 강한 감소를 동반합니다. . 이것은 기체 황의 용해 및 산화에서 발생합니다 (So
캐노피를 통과 한 후, 강수량은 숲 바닥에 도달하여 토양 지평을 통해 여과합니다. 토양 매트릭스에 위치하고 음압을 갖는 용기에 연결된 원통형 다공성 장치를 사용하여 토양 물을 토양에서 수집 할 수있다. 조사 된 모든 숲에서, Δo-so 4 캐노피 하에서 수집 된 강수량보다 umus 층 아래에 위치한 라이지 미터에 의해 수집 된 물이 더 낮았다. 이 추가적인 감소 Δo-so 4 들어오는 대기 황산염은 침출되기 전에 토양 미생물에 의해 빠르게 처리됨을 나타냅니다. 이 미생물 가공은 유기 물질에 황산염을 혼입 한 다음이 유기 황의 산화에 해당합니다. 다른 용어로, 그것은 유기 황과 주변 물에서 토양 미생물에 의해 umus 층 내에서 "2 차"설페이트의 생산을 보여준다. .
Δo-so 4 의 더 이상 감소하지 않습니다 토양 미생물은 토양 미생물이 토양 프로파일에서 황산염을 더 깊게 처리하지 않음을 나타냅니다 [3]. 대조적으로, Δo-so 4 후 무스 층 아래 25cm 아래로 모은 토양 물의 조사 대상 온대 숲의 후 무스보다 훨씬 낮았다 [4]. 이것은 대변 부위와 달리 토양 미생물이 대수 숲보다 온대 숲의 미네랄 토양에서 황색의 황화 조건 (더 높은 온도, 더 나은 쓰레기 품질 등)으로 인해 황을 더 깊이 처리한다는 증거입니다.
.이 현상은 토양 물의 계절적 변화에 의해 추가로 뒷받침됩니다. . 토양 용액에서 황산염의 ΔO는 실제로 봄과 여름보다 가을에 더 높습니다. 이것은 이른 봄에 눈 덮개에서 1 차 황산염이 방출 된 결과, 이후 성장 기간 동안 토양 미생물에 의해 재활용되어 봄과 여름보다 가을에 2 차 황산염의 비율이 높아집니다.
.이 연구에 따르면 이전에 생각했던 것과는 달리 대기 유황은 산림 캐노피 및 토양과 크게 상호 작용하여 숲이 우거진 유역에서 방출됩니다. 그들의 연구는 대림에서 침착 된 황산염의 65%에서 80% 사이에 온대 숲에서 더 많은 것이 캐노피와 후 무스 층과 상호 작용한다는 것을 보여줍니다.
참조 :
- houle d, Carignan R. 황화 분포 및 토양 및 대서양 침엽수 숲의 지상 바이오 매스에서의 분포. 생물 화학 [인터넷]. 1992; 16 (1) :63–82.
- Marty C, Houle D, Duchesne L, Gagnon C. 캐나다 퀘벡의 두 대림에서 강수량 및 황 침착과의 캐노피 상호 작용. Environ Pollut [인터넷]. 2012; 162 :354–60.
- Houle D, Marty C, Duchesne L, Gagnon C. Humus 층은 Boreal Forest에서 2 차 SO4 생산의 주요 위치입니다. Geochim Cosmochim Acta [인터넷]. 2013
- Marty C, Houle D, Duchesne L, Gagnon C. 캐나다 퀘벡 남부에있는 온대 숲이 우거진 집수의 미네랄 토양에서 2 차 설페이트 생산의 증거. Appl Geochemistry [인터넷]. 2019; 100 :279–86.
