北美死湖事件又称北美死湖酸雨事件,指的是二十世纪开始美国和加拿大工业发达的地区酸雨增多,导致这些地区很多湖泊的酸性变强,进而导致一些湖中的生物几乎全部死亡的情况。这一情况延续至今。在英语中,对这一情况没有“事件”的叫法,而只是把几乎无生物的湖泊称为死湖(dead lakes)。
基本介绍
- 中文名:北美死湖事件
- 外文名:dead lakes
- 又名:北美死湖酸雨事件
- 时间:从二十世纪至今
- 地点:美国和加拿大工业发达的地区
- 直接成因:酸雨
- 间接成因:二氧化硫和氮氧化物的大量排放
- 后果:大量水生物死亡,水中几乎无生命
背景
工业革命之后,西方各地的工厂、汽车以及居民家庭开始大量燃煤,并把未经处理的燃煤废气排入大气,美国和加拿大也不例外,尤其是在工业发达的地区。这些废气中含有大量二氧化硫和氮氧化物(如一氧化氮、二氧化氮)。二氧化硫在大气中被氧化成为三氧化硫,然后和大气中的水结合生成硫酸。氮氧化物则在被氧化后和水生成硝酸。硫酸和硝酸都是强酸,如果降水(雨、雪、雹、露等)中强酸的浓度过高,导致降水的 pH 值小于 5.6,那幺这样的降水就是酸雨了。酸雨的概念在 19 世纪末被提出。美国的酸雨从 20 世纪 50 年代起得到关注和研究。1974 年,康奈尔大学(Cornell University)的两位科学家(Cogbill 和 Likens)调查了美国雨水的 pH 值,发现美国东北部(Northeast)的平均值是 4.3—5,并且很多其它地区(南至佛罗里达北至加拿大)的雨水 pH 值也低过了 5.6。
酸雨对生态最明显的破坏就体现在水体中,如溪流、湖泊、沼泽。有些水生物能够抵抗湖水变酸,但是另一些水生物则会随着湖水酸性增高(pH 值降低)而死去。通常,年幼的生物更容易因湖水变酸而死去。当湖水的 pH 值降到 5 时,水生物的卵几乎都无法孵化。当湖水的 pH 值低于 5 时,部分成年水生物死亡。不同物种对湖水酸性的耐受能力也是不同的。比如,pH 值低于 6 时,蜗牛会死亡;pH 值低于 5.5 时,小龙虾会死亡,植物基本上都会死亡,昆虫也基本上都会死亡;pH 值低于 5 时,鳟鱼会死亡;pH 值低于 4 时,青蛙会死亡。而且,即使某些物种能够承受低 pH 值,但如果它们所食用的物种因低 pH 值而死,它们也会因食物不足而死去。一般来说,湖水的 pH 值低于 5.5,这片湖水的生态就严重受损,算是“死湖”了。20 世纪 80 年代,美国的纽约州受酸雨影响最重,死湖数量也最大,拥有超过 200 个死湖。麻萨诸塞州其次,拥有超过 100 个死湖。明尼苏达、加利福尼亚、佛蒙特、宾夕法尼亚、佛罗里达等工业发达的州也因酸雨而产生了大量死湖。
并非所有的湖泊都对酸雨非常敏感。有的湖泊的湖底土壤含有大量钙盐、镁盐而能中和湖水的酸性,所以即便酸雨注入湖水,湖水的 pH 值也不低。但有的湖泊的湖底没有这样的土壤,或这样的土壤较薄,所以一旦有酸雨注入,湖水的 pH 值就明显降低了。这就是为什幺接收酸雨的量相近、水容量也相近的湖泊会有不同的酸化程度,有的只是轻微酸化,而有的则成为了死湖。
实例
美国
在整个北美,最为人熟知的死湖莫过于阿迪朗达克的死湖了。
在 20 世纪 80 年代,科学家进行了一项对美国纽约州阿迪朗达克地区(Adirondack Region)的湖泊状况的调查,这项调查证实了酸雨和湖水酸化以及湖泊中生物大量死亡的关係。一共有 1,469 个湖泊被调查,调查结果显示其中三分之一的湖泊的 pH 值低于 5.6。这些湖当中,很多湖的酸化是由酸雨引起的。该地区的西部,酸雨最为严重的,那里的湖水也是阿迪朗达克地区最酸的(能中和酸的土壤很少),而且那些湖里的生物种类是最少的。直到今天,阿迪朗达克地区西部的湖仍然是美国最酸的湖。过去的一百年中,阿迪朗达克地区的 pH 值低于 5.6 的湖的数目增长了一倍。科学家曾经给这些湖里投放了共 14 吨小苏打,然而只是杯水车薪。
1984 年,生物学家发现阿迪朗达克地区的 Brooktrout 湖——一个曾经满是鳟鱼的湖,以及附近的几百个湖里的鱼全都死光了。2005 年底,生物学家往 Brooktrout 湖中投放了一批鳟鱼(20 条成年鱼,2,000 条鱼苗)。2006 年春天,生物学家又前往 Brooktrout 湖调查,发现鳟鱼成功存活了。但是阿迪朗达克地区的湖水酸化仍然严重。
1985 年 4 月,美国威斯康辛州政府公布了一项调查结果,该结果显示该州的湖泊中有 302 个受到酸雨的严重破坏,剩下的 1,435 个湖也不同程度地受到了酸雨的破坏,死湖占据了该州湖泊的约 12%。在当时,这个州的死湖数量暂时超过了阿迪朗达克地区。