@ 2017.11.04 , 18:30

气候变化会降低太阳净化湖泊的能力

气候变化会降低太阳净化湖泊的能力
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《科学报告》期刊上的一项最新研究显示,气候变化所导致的有机径流增加,可能正在降低在内陆湖泊、河流和沿海水域杀死病原体的紫外线的穿透力。来自伦斯勒理工学院的研究小组指出,这一改变可能会使那些介水传播的病原体的数量增加。

科学家们已经测量到世界水域“褐变”的现象明显恶化,这种现象是由于水域周围土地中的有机物所造成的。迈阿密大学发起的一项新研究,分析了各种水域样本,然后利用美国国家大气研究中心(NCAR)的一套模型第一次量化了溶解有机物对太阳紫外线消灭水中病原体的影响。

迈阿密大学生态学家Craig Williamson说道:“溶解有机物的增加不仅使阳光更难对水体进行消毒,也使污水处理厂的工作更加困难。仅仅在美国,每年就有1200到1900万人因介水传播的病原体而患病。”

伦斯勒学院淡水生态学系主任Kevin Rose收集了大量水样中溶解有机物的数据,以评估紫外线辐射杀死病原体的潜力。Rose表示:“由于‘褐变’等因素,许多地区水的透明度正在下降,而我们的研究表明这种变化可能会使阳光对潜在有害病原体的自然消毒作用减弱。”

Rose的小组使用了来自世界各地的水样,从宾夕法尼亚和威斯康星到智利和新西兰。他们的测试确定了每个样品中所含的溶解有机物的数量,以及有机物所吸收的紫外线。研究人员利用对流层紫外线模型,模拟了紫外线通过地球大气层时散射和吸收的过程,由此确定了照射到湖泊表面的紫外线的数量。同时,他们还分析了每个湖泊表面的反射和折射,计算出有多少光穿过了湖面以及光所到达的深度。

研究人员还根据水体所溶解的有机物质和其他特性,计算了紫外线在特定水体中的预期杀菌能力,他们将其称为“阳光失活位(SIP)”。同时,研究人员计算了SIP在某些湖泊的不同地方以及不同时间段的分布,这些研究结果使得科学家们能够量化溶解有机物的影响。例如,宾夕法尼亚东北部的一个湖泊近几十年来发生了显著的“褐变”,其夏季的SIP在1994至2015年间下降了大约一半。而在加利福尼亚的太浩湖,湖中心相对原始的SIP是米克斯港(太浩湖边缘的一块区域,一直被人类重度使用,溶解有机物的水平更高)的10倍。

研究人员还表示,SIP在强降雨之后会大幅度降低。2011年6月21日强风暴前后在密歇根湖附近水域所采集的样本表明,由于这一次风暴事件中额外的溶解有机物进入了该区域,所以该区域的SIP下降了22%左右。

本文译自 phys,由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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