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更清澈還是更骯髒?

湖泊或水庫的水體由於藻類大量繁殖以及種種不良後果,導致優養化。現在溫帶地區的許多湖泊,由於管制磷酸鹽汙染,水體恢復清澈,但意外地,活性氮(如硝酸鹽)汙染增加。
 
 
 
湖泊或水庫的水體由於藻類生長所需的營養濃度逐漸增加,造成藻類大量繁殖以及種種不良後果,叫做優養化。過去一甲子,人類排放的化學物質流入水體的量越來越大,引起環保人士的注意,各種防止水體優養化的宣導以及法律紛紛出籠。大家最耳熟能詳的例子,大概就是標榜「無磷」的洗衣粉了。因為傳統洗衣粉含有磷酸鹽,隨著洗衣汙水流入水體的磷酸鹽數量大增。而在自然界,藻類不可能獲得那麼多磷酸鹽。

現在溫帶地區的許多湖泊,水體恢復清澈,再度成為人們嚮往的旅遊勝地,管制磷酸鹽汙染的措施功不可沒。

但是,美國明尼蘇達大學的研究團隊最近卻提醒我們,管制磷酸鹽產生了一個意外後果:活性氮(如硝酸鹽)汙染。因為人類排放的汙染物不止含有磷酸鹽,還有活性氮,而氮循環與磷循環在湖泊中是勾連在一起的。

藻類對氮的需求是磷的10~40倍,可是在自然界中,氮非常豐富,例如大氣中氮占了78%以上,因此藻類繁殖的限制因素是磷而不是氮。磷酸鹽汙染物進入湖泊水體,刺激藻類旺盛生長。那些藻類消耗了水中氧氣,體內累積了大量磷與氮,死亡後沉入湖底,不會停留在水體上層—也就不容易汙染當地水系,甚至海岸水域。此外,湖底微生物還會以脫氮作用把藻類的活性氮轉化為惰性氮,散布在大氣中。換言之,磷酸鹽汙染能有效化解湖泊遭受的硝酸鹽汙染。

管制磷酸鹽汙染,湖水的確變清澈了,湖泊卻成為活性氮汙染物的淵藪。誰想得到呢?其實我們規劃的空氣、水體管制辦法,往往只針對單一汙染物,很少考慮不同汙染物之間的相互作用。立意良善的管制手段造成意外的負面後果,並不是新鮮事。太陽底下何曾有過新鮮事?

參考資料
  1. Bernhardt, E. S.(2013)Cleaner lakes are dirtier lakes. Science, 342(6155), 205-206.
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