담수 염화

담수 염분화는 염분 유출이 담수 생태계를 오염시키는 과정으로, 일정량의 수생 종을 해치고 ^[1]식수를 오염시킬 수 있다.그것은 종종 ^[2]관찰되는 지역에 대해 통상적인 것으로 간주되는 것보다 용해된 광물의 양이 증가하여 측정된다.자연적으로 발생하는 염화염은 1차 염화라고 불리며, 여기에는 강우, 암석 풍화, 해수 침입 및 에어로졸 ^[3]침전물이 포함됩니다.인간에 의한 염화염은 2차 염화라고 불리며,^[4] 가장 일반적인 형태의 유출물로 제빙 도로염을 사용한다.지난 ^[1]세기에 미국 배수량의 약 37%가 염화에 의해 영향을 받았다.EPA는 담수 생태계의 건강한 염도 수준에 대한 두 가지 임계값을 정의했다. 평균 염도 수준은 230mg/L⁻ Cl, 급성 투입량은 ^[5]860mg/L⁻ Cl이다.

프라이머리 염화

염도는 이온 농도와 내부 액체 사이의 삼투압 균형을 유지하려는 민물 유기체의 시도에 중요한 역할을 한다.염분화는 삼투압을 증가시켜 유기체의 적합성과 ^[3]생존 가능성에 부정적인 영향을 미친다.담수 환경에서 염분 농도가 높으면 일반 관찰에서는 독성이 담수 종과 ^[6]염분화를 일으키는 이온의 정체성에 따라 다르지만, 종 풍부성이 감소할 수 있다.유기체의 죽음을 제외하고, 과도한 염도는 또한 ^[7]사춘기 동안의 성장 부진, 섭식 ^[8]능력 저하, 산화 스트레스,^[9] 그리고 전반적인 신체 ^[10]손상을 통해 개인과 개체군 모두의 적합성의 저하를 초래할 수 있다.

담수 지역의 과도한 염수 또한 더 큰 인구 규모에서 중요한 역할을 한다. 그것들은 생태계 내의 영양^[11] 상호작용을 변화시키고 복합 방향의 흐름을 변화시킴으로써 기존의 생화학적 주기를 '새로운' 것으로 바꿀 수 있다.생태계의 분화는 침습종의 침입을 촉진할 수 있으며, 침습종의 침습은 염수에서 염수까지의 조건을^[12] 처리할 수 있다.

인간의 건강에 미치는 영향

인간이 매일 사용하고 소비하는 물의 대부분은 ^[13]담수원에서 나온다.식수원 내의 높은 염분 농도는 인간의 ^[14]건강에 많은 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.방글라데시의 두 해안 마을에 대한 연구는 높은 염분 농도로 오염된 담수를 소비할 때, 탈모, 피부병, 위 문제, 설사, 고혈압과 ^[15]같은 건강 문제를 야기할 수 있다는 것을 보여주었다.식수의 높은 염도 수치는 또한 심혈관 질환과 높은 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.^[14]알칼리성이고 짠 담수는 또한 유역 전체를 함께 이동하는 다양한 화학 물질을 동원하고 방출할 수 있으며, 인간의 수원을 오염시키고,^[16] 소비될 경우 인간에게 다양한 부정적인 건강상의 영향을 미칠 수 있다.종종 금속과 질소를 포함한 화합물로 구성된 이러한 독성 화학물질은 소금 ^[16]이온에 의해 하천 토양에서 밀려나거나, 물 속의 염도가 통과하는 파이프를 부식시켜 화학물질을 ^[17]수원으로 방출합니다.이런 일이 일어난 예는 미시건주 플린트였다.인근 도로 소금 유출로 인한 플린트 강 수원의 높은 염분 농도로 인해, 거주자의 파이프를 통과하는 물이 부식되어 납이 식수로 ^[17]방출되었습니다.

이차 염화

인간의 상호작용은 1차 염분화 속도를 가속화한다.건설이나 채굴과 같은 토지 개발은 암반에서 발견되는 화합물을 그들의 좁은 위치에서 방출시키고 지표로 나오게 하고, 그 후에 풍화 속도가 빨라지는 것에 노출되어 결국 근처의 수원에서 이온이 침출되게 한다.농업 관행은 또한 다양한 살충제 또는 농업 관련 유출을 통해 담수로 유입될 수 있는 고염수 관개를 발생시키며, 자연적으로 염분이 함유된 지하수는 토지 ^[3]개간지를 통해 지표로 유입될 수 있다.

염소 형태의 염소는 환경에 ^[2]노출되는 가장 일반적인 유형의 인공염으로 인식된다.농업 관행에서 염소는 다른 화합물과 혼합되어 물을 처리하는 데 사용되는 항균 용제를 생산합니다.이 처리수는 밭에서 유역까지 이동하며 오랜 시간 동안 존재할 수 있습니다.염소의 응집현상은 특히 부적절한 관개현상이 발생하는 경우에 흔하다.염화물 수준이 높아지면 산성화, 하천 바닥과의 이온 교환을 통한 금속 화합물 이동, 호수 혼합 일정 변경, 담수 생물 ^[18]관계의 수정이 발생할 수 있습니다.

담수 생물에 미치는 영향

체내 투과성 때문에 생물체의 수생 환경의 염도는 ^[3]세포 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다.담수 생태계에 사는 생물들은 체액과 세포 ^[3]내의 이온 농도 사이의 삼투압 균형을 유지할 필요가 있다.삼투압의 변화는 많은 양의 에너지를 필요로 하고 유기체 ^[3]내의 세포 손상과 세포 사멸을 초래할 수 있다.염도 수준 내의 변화는 담수 생태계 내의 유기체에 직간접적으로 ^[19]영향을 미친다.염분 이온의 독성 수치는 개체뿐만 아니라 종의 ^[19]개체수에도 해로운 영향을 미치는 생리적 변화를 직접적으로 초래할 수 있습니다.이러한 유기체에 대한 다양한 영향은 수생 군집의 구조와 ^[19]기능을 변경함으로써 전체 담수 생태계에 간접적으로 영향을 미칠 수 있다.담수 생태계 내에서 염도가 증가함에 따라, 이것은 종종 생물 다양성과 ^[19]풍부함의 감소를 초래한다.민물 생물의 멸종률은 세계적으로 ^[3]가장 높고, 이러한 수생 생태계의 염분 수치가 계속 증가함에 따라, 더 많은 생물종과 환경이 위협받게 될 것이다.

담수 염분화는 여러 영양 수준에 걸쳐 종의 풍부함, 다양성, 군집 구성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.동물성 플랑크톤 간의 경쟁적 상호작용은 염도가 증가함에 따라 변화할 수 있으며, Simocephalus vetulus와 같은 선도적인 종은 고염도 ^[20]처리 하에서 보통 우세한 다프니아 갈레아타를 능가합니다.대부분의 거시반역동물의 염도가 높아짐에 따라 종의 풍부함과 다양성도 감소한다.^[21]하천의 건강 지표로 꼽히는 하루살이, 돌파리, 캐디프리는 염도가 ^[21]높아지면서 특히 급격한 감소세를 보였다.몇몇 어종들은 염분화에 의해 부정적인 영향을 받는다.페코스강 하류에서는 염분이 많이 ^[22]함유된 지역에서 44종의 토종 어종 중 13종이 사라졌다.하지만, 어떤 물고기들은 염도가 극에 ^[23]달했을 때만 감소하는 모습을 보인다.

볼티모어에서 수행된 한 연구는 저농도에서 증가한 염화물이 호수 내의 탈질 과정을 방해한다는 것을 밝혀냈다. 이것은 물고기와 다른 수생 생물로부터 암모니아 부산물인 질산염을 제거하는 데 매우 중요하다.미국 북동부의 염화물 수치는 겨울에 길거리 소금을 사용하면 계절적으로 리터당 약 5그램으로 증가한다.이러한 흔들림은 도시 지역에 가까운 담수 공동체를 생물 다양성과 영양의 ^[24]복잡성을 감소시킨다.

염독성 생체수정

담수 군집에 존재하는 수많은 동시 스트레스 요인 때문에 염화 수준이 증가하면 다른 화합물과의 상호작용으로 인해 예상치 못한 영향을 미칠 수 있다.담수염화증후군(FSS)은 북미와 ^[25]유럽에 위치한 담수에 대한 친숙한 위협으로 인용된다.소금과 pH, 영양소, 금속, 염기 양이온 간의 상호작용은 충분히 알려져 있지 않지만 수질, 이산화탄소 농도, 생물 다양성에 부정적인 영향을 미치는 기존 문제를 악화시킬 수 있다.소금 독성의 이온 농도는 종이 반응하는 반응성의 수준을 바꿀 수 있다.위협 염도 작용을 올바르게 인식할 수 있으려면 존재하는 각 이온의 적절한 비율을 설명해야 합니다.민감도는 또한 종마다 다르다.담수 유기체와의 비생물적 상호작용에 초점을 맞춘 연구는 염도가 대부분의 시간 동안 관찰되는 해로운 화합물에 첨가적인 영향을 미친다는 것을 발견했고, 이것은 과학자들에게 예측 과정을 어렵게 만들었다.^[3]

염화와 알칼리화는 북미 전역의 건조한 지역에 대한 연구를 통해 연결되었으며, 담수 배수 지역의 37%와 90%에 각각 부정적인 영향을 미쳤다.이들의 상호작용은 2018년 232개 USGS 현장에서 측정된 하천 및 하천의 pH 상승 수준에서 가장 잘 나타난다.이들 사이트 중 66%는 pH가 크게 상승한 것으로 나타났으며, 가장 일반적으로 영향을 받는 지역은 동부와 중서부의 인구 밀집 도시들이다.농업용 유출물과 도로 얼음의 염분화 범죄자와 함께 석회와 콘크리트는 빠르게 풍화되어 염기 이온과 염분을 물줄기에 공급합니다.금감원의 눈에 띄는 징후로는 기반시설 악화, 생물 다양성 저하, 수계 내 오염물질 이동 증가 등이 있다.광합성 유기체와 함께, 용해된 이산화탄소의 양에 대한 물 속의 용해된 탄소의 결핍을 통해 pH의 기본 수준은 양의 피드백 루프에 들어갈 수 있으며, 따라서 FSS를 더욱 악화시킬 수 있다.

예방 및 복구

교정조치는 지방정부와 기업이 제빙을 ^[26]위해 방출되는 도로염의 양과 화학농도를 보고할 수 있는 국가표준 데이터베이스 구축을 통해 이루어질 수 있다.이것은 환경으로 방출되는 이온을 조절하고 감시하는 데 도움이 될 것이고, 따라서 근처의 담수원이 노출을 ^[26]더 주의 깊게 감시할 수 있을 것이다.또한 평판이 좋은 과학자들에 의해 개발된 표준화된 기준이 있어야 하며, 이는 정상적인 민물 생태계에서 예상되는 소금 이온의 평균 수준이 ^[26]얼마인지를 보여준다.캐나다의 한 연구는 토양 내 염분 노출을 교정하고 ^[27]지하수로의 침투를 막기 위해 할로피식물의 사용을 제안했다.할로피식물은 내염성이 높은 식물로 도로염 용도가 높은 지역에 식재할 수 있는지 조사하여 ^[27]수원으로의 침투를 방지하는 것이 연구 목적이었다.그 결과 주변 토양을 시험했을 때 할로피질이 ^[27]존재할 때 Cl 이온의 11%, Na 이온의 87%가 상부 토양층 내에 유지되는 것으로 나타났다.이는 도로염 유출이 담수원에 접근하는 것을 방지하는 데 잠재력이 있음을 보여준다.만약 할로피 식물이 담수원 주변에 잠재적으로 심어진다면, 소금 이온은 담수원으로 흘러들어갈 가능성이 낮아지고 염도는 제한되거나 예방될 수 있다.채광 등 인간의 유해행위에 대해서는 환경보호론자나 자원봉사자가 이전에 채광활동을 위해 사용되었던 장소에 토종 애팔래치아 나무와 식물을 심고 있다.이러한 자생식물을 옮겨 심는 것은 산 정상 채광 관행으로 파괴된 땅을 치유하고 ^[28]애팔래치아에서 생물 다양성을 증가시킬 수 있기를 희망합니다.붉은 가문비나무는 주변 ^[28]토양 내의 깊은 유기층에서 물을 여과하고 포획하는 중요한 능력 때문에 다시 유입된 토종 중 하나였다.식재된 붉은 가문비나무의 90%가 ^[28]살아남아 자생종을 활용한 복구작업이 기대된다.

참고 문헌