用於道路、停車場和人行道的除冰鹽在冬季保障了人們的安全。但新的研究表明，它們正在導致美國各地一個急劇且廣泛上升的問題。過去25年裡，該國至少三分之一的河流和小溪已經變鹹。到2100年，其中一半以上的河流和小溪可能比過去含有至少多50%的鹽。鹽度增加不僅會影響淡水植物和動物，還會影響人類生活——尤其會影響飲用水。
馬里蘭大學帕克分校的生物地球化學家蘇傑·考沙爾回憶起他在新澤西州探親時的經歷。當從水龍頭接水喝時，“我看到玻璃杯上有一層白色的薄膜。” 在試圖擦掉它之後，他發現，“原來是一層薄薄的鹽殼覆蓋在玻璃杯上。”
考沙爾研究鹽如何侵入淡水源，當他取樣當地供水時，他不僅發現了高濃度的氯化鈉（冬季廣泛用於室外表面除冰），還發現了大量其他鹽類，如碳酸氫鈉和氯化鎂。他還發現，包括為華盛頓特區提供飲用水的波托馬克河在內的東海岸大多數河流中，這些化學物質的濃度也相似。所有這些都來自哪裡？
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考沙爾確定，除冰鹽是問題的一部分，正在緩慢腐蝕我們的基礎設施。據估計，每噸除冰鹽對環境造成的維修成本約為1,000 美元。但他也發現了與酸雨的聯絡，酸雨是由發電廠和汽車燃燒化石燃料造成的空氣汙染引起的。“數十年的酸雨不僅溶解了部分岩石和土壤，還溶解了建築物和道路——所有這些都向水中添加了各種鹽，”他說。儘管雨水的酸度正在降低，但仍然存在。與此同時，世界上的混凝土和瀝青量仍在繼續擴大。
鹽也可以釋放其他汙染物。在華盛頓特區附近自己的家中，考沙爾曾經從水龍頭裡流出黑水。“水中的鹽正在從附近的舊管道中浸出錳——一種神經毒素，”他說。
最近在密歇根州弗林特也出現了類似的問題，那裡決定開始從含鹽量較高的當地河流取飲用水，導致管道中的鉛被釋放到供水中。在全國範圍內，鹽正在家用鍋爐內部和發電廠的冷卻罐中結垢。它們也在農作物生長的土地上結殼。它們正在給淡水生態系統中的植物和動物帶來壓力，在某些情況下甚至導致它們消失。
土地利用是主要罪魁禍首
2018年1月，考沙爾和他的同事發表了全國性研究，表明美國至少三分之一的河流和小溪在過去25年中已經變鹹。12月3日，加州州立大學蒙特雷灣分校的淡水科學家約翰·奧爾森進行的建模分析證實了這些發現，表明未來看起來也很鹹。
奧爾森的團隊表明，如果鹽的使用量繼續以目前的速度增長，到2100年，美國一半河流的鹽度水平可能會上升至少50%。這對飲用水來說可能是一個問題，而且還會使鹽度過高而無法灌溉的河流數量增加一倍——從3%增加到6%。氣候變化的影響已納入研究。
人們如何利用土地是另一個重要因素。“今天，最鹹的河流位於北部大平原，”奧爾森說。“鹽度自然很高，採礦以及石油和天然氣開採正在透過暴露新的岩石和抽出含鹽地下水釋放更多的鹽。” 他補充說，在這些地方，發現河流的鹽度約為海水一半的情況並不罕見。
其他熱點地區包括考沙爾工作的城市化程度極高的東北部和農業發達的中西部，那裡的灌溉將地表的鹽衝入河流。然而，預計增幅最大的是乾旱的西南部。奧爾森說，那裡不斷擴大的農業和減少的降雨量將需要謹慎的灌溉管理。在科羅拉多河流域，正在進行幾個這樣的專案，鹽鹼化的經濟成本估計為每年3億美元，其中包括對農作物造成的1.76億美元損失和對家庭造成的8100萬美元損失。在加利福尼亞州，鹽鹼化每年給農業部門造成數十億美元的產量損失。
腐蝕生態系統
當然，奧爾森關心的是鹽對人們的影響。但他也擔心生態系統。他追蹤了內華達州兩條不同鹽度水平的河流中十幾種淡水物種的生存和生長的一項實驗讓他認識到，有些動物對鹽度水平非常敏感。“因為它們的身體組織中的鹽濃度高於周圍的水，所以淡水動物已經適應於排出不斷湧入的水，同時試圖保留鹽分，”奧爾森指出。但昆蟲學家約翰·傑克遜（他沒有參與奧爾森的研究）補充說，當鹽度水平突然升高時，動物可能會攝入過量。
傑克遜所在的賓夕法尼亞州斯特勞德水研究中心長期以來一直致力於測試水質對蜉蝣幼蟲的影響。根據傑克遜最新的研究，當鹽度水平接近海水鹽度的十分之一時（這在某些河流中並非聞所未聞），至少測試的四種物種中的三種很可能會死亡。他認為某些昆蟲的生理機制失效了。數十種蜉蝣幼蟲全年都生活在健康的河流中，併為包括魚類在內的許多動物提供食物。“除此之外，”傑克遜說，“它們是煤礦裡的金絲雀，警告我們其他昆蟲也可能面臨風險。”
紐約州達林淡水研究所的生態學家威廉·辛茨補充說，昆蟲不是唯一會受苦的生物，他研究了鹽度對虹鱒魚的影響。“成年魚非常有韌性，但幼魚很脆弱，”他說。“高鹽度水平可能會減緩它們的生長速度，這對它們的生存和繁殖能力產生負面影響。”
本週，辛茨發表了一篇新論文，重點關注水蚤的命運，水蚤是一種微小的生物，往往大量繁殖，對生態系統健康具有關鍵影響。“在實驗條件下，水蚤似乎能夠進化出適應中等鹽度水平的能力，”辛茨說。但是，當他將適應後的水蚤暴露於更高但仍然是現實的鹽度水平（低於海水鹽度的十分之一）時，它們全部死亡。它們所在的容器很快就被藻類過度繁殖，藻類在野生環境中不自然的鹹淡水中經常觀察到藻類大量繁殖。
“水蚤的消亡不僅會影響水的清澈度，還可能影響以它們為食的小魚，”辛茨補充說。“它們為人類食用的大魚提供食物。” 面對我們飲用水和食品生產的嚴重問題，這可能顯得微不足道。但正如傑克遜所說，天然河流收集了整個景觀的水，並將其輸送到我們從中獲取飲用水的河流和湖泊，它們就像一個將我們與自然聯絡起來的神經網路。“如果它們不健康，遲早我們將付出代價。”