2023-07-12 06:35

农民用肥料代替空气中流失的养分;后果可能包括汞污染

早在20世纪80年代,硫——植物的关键成分——就像空气一样免费,从肮脏的天空飘落到农民的田地里。

然而,这种营养也会产生酸雨,引发化学反应,导致鱼类体内汞含量升高。

法规减少了空气中的硫含量,但中西部地区的作物仍然需要这种养分,那里的玉米和大豆田大量生长,需要硫。

空气质量的改善导致使用更多的含硫肥料

科罗拉多大学博尔德分校生态学家、CIRES研究员伊夫-林恩·欣克利(Eve-Lyn Hinckley)说:“我们发现,硫肥使用量的明显增加与大气沉积的减少相对应。”欣克利是一份新的硫肥使用评估报告的主要作者。据《每日科学》报道,“从1985年到2015年,我们制作了第一个硫肥数据时间序列。”

辛克利和她的同事、锡拉丘兹大学的查尔斯·德里斯科尔在12月底的《通讯地球与环境》杂志上发表了他们的研究结果,他们说,农民们在硫磺停止从天而降后就开始喷洒硫磺。

此外,他们发现硫施肥增长迅速,大大超过了氮和磷等其他营养物质使用的发展。

这一点至关重要,因为硫的影响可能很严重:这种化学物质可以有效地使重金属(如有毒的汞)更具“流动性”,从而更有可能进入鱼类体内。

根据欣克利的说法,目前还不清楚硫肥对汞循环的影响有多大。

“这与酸雨中的硫是同一类型的,但那是一种弥漫的、广泛的大气沉积,而这是一种强烈的、有针对性的应用,数量要大得多。”

她和她的同事们已经在调查这种联系,研究农业硫径流和下游甲基汞形成刺激之间的潜在相互作用。

欣克利表示,尽管存在环境问题,但农民需要使用含硫肥料,而她的研究并不支持禁止使用。

至于其他营养物质,如氮和磷,如果施用过量,可能会对环境造成危害,农业专业人员已经学会了如何通过选择施用时间和数量来减少危害。

这就是她硫研究的目的,她说。“我们希望帮助人们明智地使用它,并了解它对环境的影响。”

环境中的汞

汞的有害影响是由它的化学形态和接触方法决定的。根据美国地质勘探局的说法,汞的毒性最大的形式是甲基汞。

它对免疫系统有影响,改变遗传和酶系统,并损害神经系统,包括协调和触觉、味觉和视觉的感知。

甲基汞对发育中的胚胎尤其有害,其敏感性是成人的5到10倍。它经常被摄入,并且比其他形式的汞更快地被吸收和排出。

当人们长时间吸入破裂的温度计所散发出的单质汞(Hg(0))蒸气时,就会引起震颤、牙龈炎和兴奋性。在美国某些地区,鱼类和动物体内的汞浓度高到足以对野生动物构成威胁。

然而,在实地研究中证明因果关系是具有挑战性的,因为可能造成所调查的生物影响的其他因素(例如繁殖成功)有时是无法控制的。

科学家已经观察到在实验室中具有毒性的汞量在野外产生的有害影响,而受控的实验室调查显示,在特定生境中具有典型的汞量产生的毒性影响。

在实验室测试中,当蛋中的汞含量达到致命水平时,在威斯康星州的湖泊中发现了潜鸟发育减少的现象。

幼小的大白鹭的行为可以被大沼泽地特有的饮食汞量所改变。

对绿头鸭、大白鹭和其他水鸟的研究表明,接触汞后,防御酶的效率降低。

对这些分子迹象的分析表明,汞正在对旧金山湾的潜水鸭、内华达州卡森河的苍鹭和白鹭以及密西西比河种群的苍鹭胚胎造成严重破坏。

最后,其他污染物影响汞毒性。当饮食中含有另一种潜在的有害矿物质硒时,甲基汞对鸟类胚胎的危害更大。