اثرات تغییرات ph بر اکوسیستم آب شیرین
رسوب آلوده نشده (یا باران)، در تعادل با دی اکسید کربن موجود در اتمسفر، دارای ph 5.6 است. تقریبا در همه جای جهان pH باران پایین تر از این مقدار است. آلاینده های اصلی که مسئول رسوب اسیدی (یا باران اسیدی) هستند، عبارتند از دی اکسید گوگرد (SO2) و اکسیدهای نیتروژن(NOx) . رسوب اسیدی عمدتا بر pH آب شیرین اثر می گذارد.
انتشارات نیتروژن و گوگرد از منابع طبیعی و انسانی می آیند. انتشارات طبیعی برای مثال انتشارات آتشفشان، رعد و برق، و فرآیندهای میکروبی را شامل می شوند. ایستگاه های برق و کارخانه های صنعتی، مانند استخراج معادن و ذوب سنگ معدن غنی از گوگرد و احتراق سوخت های فسیلی، بزرگترین مقادیر گوگرد و اکسیدهای نیتروژن و دیگر ترکیبات اسیدی را منتشر می کنند. این ترکیبات در نسبت های غیر معمول با بخار آب مخلوط می شوند و رسوب اسیدی با PH 4.2 تا 4.7 را ایجاد می کنند که اسیدیته ی آن بیش از 10 برابر رسوب طبیعی است.
اسیدی شدن آب شیرین در یک منطقه به مقدار کربنات کلسیم (سنگ آهک) موجود در خاک بستگی دارد. سنگ آهک می تواند به عنوان بافر (خنثی کننده) اسیدی شدن آب شیرین عمل کند. در دریاچه هایی با ظرفیت بافر کمتر، اثرات رسوب اسیدی بسیار بیشتر است. بسیاری از آسیب های وارده به حیات آبزیان در مناطق حساس با ظرفیت بافری کم، در نتیجه ی «شوک اسیدی» است. این شوک در زمان ذوب شدن برف ها در بهار یا پس از یک باران غیر منتظره سنگین، با رواناب ناگهانی مقادیر زیادی از آب های بسیار اسیدی و یونهای آلومینیوم به دریاچه و رودخانه ها ایجاد می شود.
اثرات رسوب اسید بر حیات آبزیان
PH طبیعی اغلب دریاچه ها، رودخانه ها و حوضچه ها ی آب شیرین، در محدوده ی 6 تا 8 است. زمانی که pH اکثر سیستم های آبی به کمتر از 6 و به خصوص زیر 5 می رسد، رسوب اسید اثرات زیست محیطی مضر زیادی دارد.
برخی از اثرات افزایش اسیدیته در سیستم های آبی عبارتند از:
- زمانی کهpH به 5 نزدیک شود، گونه های نامطلوب پلانکتون ها و خزه ها ممکن است شروع به حمله کرده و جمعیت ماهی هایی مانند ماهی خاردار دهان ریز، از بین می روند.
- درpH کمتر از 5، جمعیت ماهی ها شروع به ناپدید شدن می کند، مناطق پایین آب از مواد بی زوال پوشیده می شود و ممکن است خزه ها بر مناطق نزدیک ساحل مسلط شوند.
- درpH کمتر از 4.5، آب اساسا عاری از ماهی است.
یونهای آلومینیوم (Al3+) به مواد معدنی موجود در خاک های اطراف متصل ده و ممکن است به دریاچه ها بریزند و در آنجا می توانند با تحریک بیش از حد تشکیل مخاط، انواع بسیاری از ماهی ها را به کشتن دهند. این امر از طریق گرفتگی آبشش ها موجب خفگی ماهی ها می شود. همچنین می تواند موجب استرس مزمن شود که ممکن است ماهی ها را نکشد، بلکه منجر به کم شدن وزن بدن و کوچکتر شدن اندازه ی آن ها شود و توان رقابت ماهی ها برای یافتن مواد غذایی و زیستگاه را کاهش دهد.
به نظر می رسد که جدی ترین اثر مزمن افزایش اسیدیته در آبهای سطحی، تداخل با چرخه ی تولید مثل ماهی ها باشد. میزان کلسیم در ماهی ماده ممکن است به حدی کاهش یابد که قادر به تولید تخم نباشد و یا تخم ها موفق به عبور از تخمدان نشوند و یا در صورت بارور شدن، تخم یا لارو رشد غیر طبیعی داشته باشند (EPA, 1980).
pH شدید می تواند ماهی های بالغ و بی مهرگان را مستقیما بکشد و همچنین می تواند به ماهی های در حال رشد صدمه بزند. همچنین می تواند ماهی را از پوشش چسبناکش محروم سازد و سطح بالای pH، به دلیل قلیایی بودنش، پوست ماهی را می ترکاند.
زمانی که pH آب شیرین به شدت قلیایی می شود، اثرات آن بر ماهی عبارتند از: مرگ، آسیب به سطوح بیرونی مانند آبشش ها، چشم ها و پوست و ناتوانی در دفع زباله های ناشی از سوخت و ساز بدن. pH بالا نیز ممکن است سمیت مواد دیگر را افزایش دهد. به عنوان مثال، سمیت آمونیاک در pH 8 از سمیت آن در pH 7 ده برابر شدیدتر است. این ماده زمانی که در شرایط قلیایی یافت شود، برای حیات آبزیان مستقیما سمی است. غلظت های کمی از آمونیاک به طور کلی برای تخلیه مجاز است.