Jak wynika z nowego przeglądu naukowego pod przewodnictwem profesora geologii Uniwersytetu Maryland, Sujaya Kaushala, zapotrzebowanie planety na sól wiąże się ze stratami dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Artykuł opublikowany w czasopiśmie Nature Reviews Earth & Environment ujawnił, że działalność człowieka powoduje zasolenie powietrza, gleby i słodkiej wody na Ziemi, co może stanowić „zagrożenie egzystencjalne”, jeśli obecne tendencje będą się utrzymywać.
Procesy geologiczne i hydrologiczne z biegiem czasu powodują pojawienie się soli na powierzchni Ziemi, ale działalność człowieka, taka jak górnictwo i zagospodarowanie terenu, szybko przyspiesza naturalny „cykl solny”. Rolnictwo, budownictwo, uzdatnianie wody i dróg oraz inna działalność przemysłowa mogą również nasilać zasolenie, które szkodzi różnorodności biologicznej i w skrajnych przypadkach sprawia, że woda pitna staje się niebezpieczna.
„Jeśli pomyślisz o planecie jak o żywym organizmie, nagromadzenie tak dużej ilości soli może mieć wpływ na funkcjonowanie ważnych narządów lub ekosystemów” – powiedział Kaushal, który ma wspólne spotkanie w Interdyscyplinarnym Centrum Nauki o Systemie Ziemi UMD. „Usuwanie soli z wody jest energochłonne i kosztowne, a powstający produkt uboczny w postaci solanki jest bardziej słony niż woda oceaniczna i nie można go łatwo usunąć”.
Kaushal i jego współautorzy opisali te zaburzenia jako „antropogeniczny cykl solny”, ustalając po raz pierwszy, że człowiek wpływa na stężenie i obieg soli w globalnej, wzajemnie powiązanej skali.
„Dwadzieścia lat temu mieliśmy tylko studia przypadków. Mogliśmy powiedzieć, że wody powierzchniowe były słone tutaj, w Nowym Jorku lub w wodociągach z wodą pitną w Baltimore” – powiedział współautor badania Gene Likens, ekolog z Uniwersytetu Connecticut i Cary Institute Badań Ekosystemów. „Teraz pokazujemy, że jest to cykl – od głębi Ziemi po atmosferę – który został znacząco zaburzony przez działalność człowieka”.
W nowym badaniu wzięto pod uwagę różne jony soli występujące pod ziemią i w wodach powierzchniowych. Sole to związki zawierające dodatnio naładowane kationy i ujemnie naładowane aniony, przy czym do najliczniejszych należą jony wapnia, magnezu, potasu i siarczanowe.
„Kiedy ludzie myślą o soli, zwykle przychodzą im na myśl chlorek sodu, ale nasza wieloletnia praca pokazała, że zakłóciliśmy działanie innych rodzajów soli, w tym soli wapiennych, gipsowych i siarczanu wapnia” – powiedział Kaushal.
Jeśli jony te zostaną usunięte w większych dawkach, mogą powodować problemy środowiskowe. Kaushal i jego współautorzy wykazali, że zasolenie spowodowane przez człowieka wpłynęło na około 2,5 miliarda akrów gleby na całym świecie – obszar mniej więcej wielkości Stanów Zjednoczonych. W ciągu ostatnich 50 lat wzrosła także ilość jonów soli w strumieniach i rzekach, co zbiegło się ze wzrostem globalnego wykorzystania i produkcji soli.
Sól przedostała się nawet do powietrza. W niektórych regionach jeziora wysychają, wyrzucając do atmosfery smugi słonego pyłu. Na obszarach, na których występuje śnieg, sole drogowe mogą ulegać aerozolowaniu, tworząc cząstki stałe sodu i chlorku.
Zasolenie wiąże się również z efektami „kaskadowymi”. Na przykład słony pył może przyspieszyć topnienie śniegu i zaszkodzić społecznościom – szczególnie w zachodnich Stanach Zjednoczonych – których zaopatrzenie w wodę zależy od śniegu. Ze względu na swoją strukturę jony soli mogą wiązać się z zanieczyszczeniami w glebie i osadach, tworząc „koktajle chemiczne”, które krążą w środowisku i mają szkodliwe skutki.
„Sól ma mały promień jonowy i może bardzo łatwo zaklinować się między cząsteczkami gleby” – powiedział Kaushal. „Właściwie w ten sposób sole drogowe zapobiegają tworzeniu się kryształków lodu”.
Sól drogowa ma ogromne znaczenie w USA, gdzie co roku produkuje się 44 miliardy funtów środka odladzającego. Sól drogowa stanowiła 44% zużycia soli w USA w latach 2013–2017 i stanowiła 13,9% całkowitej ilości rozpuszczonych substancji stałych przedostających się do strumieni w całym kraju. Według Kaushal i jego współautorów może to powodować „znaczne” stężenie soli w zlewniach.
Aby zapobiec zalaniu amerykańskich dróg wodnych solą w nadchodzących latach, Kaushal zalecił wprowadzenie polityki ograniczającej sól drogową lub zachęcającej do stosowania rozwiązań alternatywnych. Waszyngton i kilka innych miast w USA zaczęły smarować lodowate drogi sokiem z buraków, który ma taki sam efekt, ale zawiera znacznie mniej soli.
Kaushal stwierdziła, że coraz ważniejsze staje się rozważenie krótko- i długoterminowego ryzyka związanego ze stosowaniem soli drogowej, która odgrywa ważną rolę dla bezpieczeństwa publicznego, ale może również pogarszać jakość wody.
„Istnieje krótkotrwałe ryzyko obrażeń, które jest poważne i z pewnością musimy o tym pomyśleć, ale istnieje również długoterminowe ryzyko problemów zdrowotnych związanych ze zbyt dużą ilością soli w wodzie” – powiedział Kaushal. „Chodzi o znalezienie właściwej równowagi”.
Autorzy badania wezwali także do stworzenia „planetarnej granicy bezpiecznego i zrównoważonego wykorzystania soli” w podobny sposób, w jaki poziom dwutlenku węgla jest powiązany z planetarną granicą mającą na celu ograniczenie zmian klimatycznych. Kaushal powiedział, że choć teoretycznie możliwa jest regulacja i kontrola poziomu soli, wiąże się to z wyjątkowymi wyzwaniami.
„To bardzo złożona kwestia, ponieważ w USA sól nie jest uważana za główne zanieczyszczenie wody pitnej, więc uregulowanie jej byłoby dużym przedsięwzięciem” – stwierdził Kaushal. „Ale czy uważam, że jest to substancja, której stężenie w środowisku wzrasta do szkodliwego poziomu? Tak.”