Försurning av flodmynningar
Försurning av flodmynningar inträffar när pH -balansen i vatten i kustnära marina ekosystem, särskilt de i flodmynningar , minskar. Vatten, som allmänt anses vara neutralt på pH-skalan , är normalt perfekt balanserat mellan alkalinitet och surhet . Medan havsförsurningen sker på grund av den pågående minskningen av pH i jordens hav, orsakad av absorptionen av koldioxid (CO 2 ) från atmosfären, är pH-ändringen i flodmynningar mer komplicerad än i det öppna havet på grund av direkta effekter från land avrinning, mänsklig påverkan och kustströmsdynamik. I havet tillåter våg- och vindrörelser att koldioxid (CO 2 ) blandas med vatten (H 2 O) och bildar kolsyra (H 2 CO 3 ). Genom vågrörelser blandas denna kemiska bindning ihop, vilket möjliggör ytterligare brytning av bindningen, och så småningom blir det karbonat (CO 3 ) som är grundläggande och hjälper till att bilda skal för havsvarelser och två hydronmolekyler . Detta skapar potential för surt hot eftersom hydronjoner lätt binder till vilken Lewis-struktur som helst för att bilda en sur bindning. Detta kallas en oxidations-reduktionsreaktion .
Den grundläggande kemiska ekvationen är som följer:
- CO 2 + H 2 O ⇌ H 2 CO 3 ⇌ HCO 3 + H + ⇌ CO 3 + 2 H +
När detta absorptionsmönster överförs till en flodmynning ökar dock surheten helt enkelt på grund av relativ volym. Havsvatten räknas för absorptionen av 30-40 procent av all CO 2 som släpps ut i atmosfären och ändå, på grund av sin enorma volym, förblir det relativt motståndskraftigt. Flodmynningar - som är mindre i volym, skyddade från vågrörelser och drabbas av mänsklig påverkan när de befinner sig i en stadsmiljö - stöder inte lätt blandning av vatten och förhindrar därmed grundläggande nedbrytning. När detta kombineras med CO 2 från mänsklig påverkan såsom bilutsläpp eller gödningsmedel, uppstår oxidation lättare på grund av överflöd av hydronjoner och ytterligare katjoner , vilket ökar förekomsten och varaktigheten av försurning som äger rum. Eftersom surheten i flodmynningens vattennivåer fortsätter att fluktuera, har flera arter som använder flodmynningar som lekplantor sett minskningar i reproduktionsnivåer.
Orsaker till variabelt pH
Sötvattenflöde
En mynning definieras som "en vattenpassage där tidvattnet möter en flodström". Flodmynningarnas pH är mycket varierande på grund av sötvattenflödet från floder och grundvatten, såväl som primär produktivitet (förvärras av näringsbelastning) och kustuppväxt. Färskvatten från floder har vanligtvis ett lägre pH än havsvatten (~7 jämfört med ~8). Säsongsmässiga och årliga förändringar i flodflödet som kommer in i en mynning kan ändra pH med hela enheter.
Fotosyntes och andning
Primärproduktion (växttillväxt) ändrar pH på en daglig, säsongsbetonad och årlig basis. Under fotosyntesen avlägsnas koldioxid från vattnet, vilket ökar pH. Organismer frigör koldioxid under andning. Detta leder till en daglig cykel med ökat pH under dagsljuset och en sänkning av pH under natten, när andningen är dominerande. På samma sätt är pH högre under vintern när betet är lågt jämfört med produktiviteten.
Utsläpp
Många flodmynningar upplever näringsbelastning från avrinning som innehåller avloppsvatten eller gödningsmedel, naturliga eller konstgjorda. Ökade näringsämnen kan stimulera primär produktivitet och förändra balansen mellan primär produktivitet och andning. Denna process kan ändra pH med hela enheter i mynningen. Båda dessa processer gör det svårt att mäta den totala förändringen i pH som är förknippad med ökade koldioxidnivåer i atmosfären. Detta orsakar en förändring av pH med hela enheter i mynningen. Detta gör det svårt att mäta den totala förändringen i pH, såväl som de ökade koldioxidnivåerna i atmosfären.
Strömmar
Områden med kustnära uppvallningar som Nordamerikas västkust har upplevt ökad försurning på grund av surare djupvattenuppströmning in i mynningen. Detta kan ha en skadlig effekt på förkalkande organismers överlevnad eftersom organismerna har mycket svårare att bilda och underhålla sina kalciumkarbonatskal.
Inverkan på livet i havet
När pH-värdet i marina system sjunker, får det kalciumkarbonat (CaCO 3 ) att dissociera för att hålla kemisk jämvikt . Kalciumkarbonat är avgörande för att förkalka organismer som skaldjur, koraller och kokolitoforer (en typ av växtplankton). Försurning skadar även mikroorganismer i miljön. Dessa organismer förser antingen direkt med en matkälla till människor eller stödjer ett ekosystem som är viktigt för människor.
Forskning
Försurning av flodmynningar studeras för att förstå de biologiska, kemiska och fysikaliska faktorerna som påverkar pH i flodmynningar.