1970~80年代、中央ヨーロッパ、スカンジナビア南部、北米東部の森林地帯で、森林の枯死や樹木の死滅が心配される現象が起こりました。 1993年にヨーロッパ27カ国で行われた調査では、調査対象となった10万本の木の23%に大気汚染によるダメージや枯死が見られました。 枯死は、酸性沈着(土壌の酸性化と緩衝能力の喪失、有毒アルミニウムの動員、葉面への酸の直接作用など)、地上レベルオゾンへの暴露、窒素化合物(硝酸塩、アンモニウム、アンモニア化合物など)の沈着による過剰施肥の可能性、これらの要因が複合した一般ストレスなど多くの要因による結果と思われる。 一度弱った樹木は、乾燥、虫害、病原菌の感染など、他の環境ストレスに負ける可能性が高くなります。 森林が枯れる地域は、しばしば、酸性沈着による水生生態系へのダメージも発生している緩衝能力の低い地域と関連していることがわかった。

 ポーランド、カルコノゼ国立公園で酸性雨の被害を受けたトウヒの木
ポーランド、カルコノゼ国立公園で酸性雨の被害を受けたトウヒの木

サイモンフレーザー科学フォトライブラリー/フォトリサーチャー社(Photo Researcher, Inc.撮影)

ポンド、カルクノシュ(Parkonosze National Park)で酸性雨の被害を受けたトウヒの木。
map of acid deposition
map of acid deposition

Areas affected by acid deposition contrasted with regions of high acid sensitivity.

MAP of Acid Deposition.

Encyclopædia Britannica, Inc.

地球環境圏
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水圏。 酸性雨
人間活動による二酸化硫黄と窒素酸化物の大気への放出(主に化石燃料の燃焼)により、酸性化が進行しました。 緩衝性の低い土壌は、酸を中和する塩基性陽イオン (正に帯電したイオン) が大量にないため、特に酸性化の影響を受けやすい。 カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムは、土壌の酸中和能力の大部分を占める塩基性陽イオンであり、岩石の風化や湿性沈着、乾性沈着に由来している。 また、カルシウムやマグネシウムなどの塩基性陽イオンは、植物の生育に必要な二次栄養塩である。 これらの塩基性陽イオンは、乾湿沈着に含まれる酸を中和し、土壌から溶出するため、供給量が減少する。 したがって、土壌形成プロセスが遅く、風化または堆積プロセスによって塩基性陽イオンが補充されない場合、以前は塩基性陽イオンが豊富な景観が酸の影響を受けやすくなる。

アンモニア(NH3)およびアンモニウム(NH4+)の堆積が多い場合にも、土壌酸性化が起こる可能性がある。 アンモニアとアンモニウムの沈着は、これらの化学物質が硝化と呼ばれるプロセスで細菌によって硝酸塩(NO3-)に変換されるときに、H+の生成(酸性化の結果)につながります。

NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-

NO2- + H2O → NO3- + 2H+ + 2e-

NH3およびNH4+の発生源の多くは農業活動、特に家畜(鶏、豚、牛)生産である。 米国とヨーロッパにおけるNH3排出量の約80%は農業部門からである。 家畜の排泄物が蒸発または揮発することで、NH3が大気中に放出される。 この過程で、排出源の近くにアンモニアが沈着することが多い。 しかし、NH3は粒子状のアンモニウムに変換され、排出源から数百キロメートル離れた湿性および乾性沈着として輸送され沈着することがある。

土壌化学に負の影響を与えるほか、酸性沈着はいくつかの樹種に直接影響を与えることが示されている。 米国東部の高い標高にあるアカエゾマツ (Picea rubens) は、酸によって針の細胞膜からカルシウムが溶け出し、針が冬の間に凍結してダメージを受けやすくなるという害を受けています。 山間部では、標高の低い地域よりも酸の沈着量が多く、冬の環境も厳しいため、被害が大きくなることが多い。 山間部では、強酸性の雲や霧の水、その他の環境ストレスにさらされる。 さらに、アカエゾマツは土壌中の有毒なアルミニウム濃度の上昇によってダメージを受ける可能性がある。 これらのプロセスは、木の根による栄養吸収を減少させる可能性がある。 シュガーメープル(Acer saccharum)の個体数も、米国北東部とカナダ東部の一部で減少している。 この減少には、酸性沈着による高い土壌アルミニウムと低い土壌カルシウムの濃度が関係していると言われています。 この地域で酸性沈着によって悪影響を受ける他の樹木には、アスペン(Populus)、カバノキ(Betula)、アッシュ(Fraxinus)などがあります

一部の科学者は、酸性沈着が一部の地域の地質に影響を与えている可能性があると主張しています。 2009年の中国南西部のJiweishan地滑りを調査した2018年の研究では、酸性雨が、上の帯水層を含む岩層と下の鉱山を含む岩層を分ける頁岩の層を弱め、そのために大きな岩塊が山腹から滑り落ち、74人が死亡した可能性があると提案した

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