Door Chris McGann
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Mr_Twister/iStock/GettyImages

Wanneer de meeste mensen aan de pH denken, stellen ze zich het testen van zwembadwater voor of het gebruik van schoonmaakproducten. In werkelijkheid hebben pH-verschuivingen in natuurlijke ecosystemen verstrekkende gevolgen voor elke vorm van leven – van torenhoge bomen tot microscopisch kleine microben. De wetenschap achter deze veranderingen is van cruciaal belang voor de bescherming van het milieu en het beheer van hulpbronnen.

TL;DR (te lang; niet gelezen)

De pH-schaal loopt van 0 tot 14, waarbij 7 neutraal staat. Waarden onder de 7 geven de zuurgraad aan en boven de 7 de alkaliteit. Extreme zuurgraad of alkaliteit kan dodelijk zijn, maar de grootste zorg voor ecosystemen is de lage pH-waarde van regenwater en afvoer, wat schade kan toebrengen aan planten, vissen en de organismen die hen ondersteunen.

Effect op flora

Zure regen is vooral destructief voor bomen en andere vegetatie. Wanneer zure neerslag in contact komt met de bodem, komen er aluminiumionen vrij die essentiële voedingsstoffen zoals calcium en magnesium uitlogen. Dit verlies aan voedingsstoffen belemmert de wortelfunctie, waardoor het vermogen van een plant om water en essentiële mineralen te absorberen wordt beperkt. Als gevolg daarvan worden bomen onvolgroeid, vatbaarder voor ziekten en plagen, en uiteindelijk zwakker in het weerstaan ​​van omgevingsstressoren. In aquatische systemen tast verzuurd water het ondergedompelde plantenleven aan, waardoor de basis van voedselwebben die vissen en andere organismen ondersteunen, wordt aangetast.

Effecten op vissen

Vissen zijn zeer gevoelig voor pH-veranderingen omdat de zuurgraad het delicate evenwicht van ionen in hun bloed en weefsels, vooral natrium en zuurstof, verstoort. Zure omstandigheden verminderen de kieuwfunctie, waardoor het vermogen van een vis om de ionenuitwisseling te reguleren wordt verminderd. De tolerantie verschilt per soort:beekforel kan een pH van slechts 5,0 overleven, terwijl baars met kleine mond er last van krijgt bij een pH van 6,0. Zelfs als vissen overleven, kan chronische zuurgraad de groei belemmeren, het reproductiesucces verminderen en de concurrentiekracht voor voedsel verminderen. Bovendien zijn viseieren kwetsbaar; het Amerikaanse Environmental Protection Agency meldt dat eieren niet uitkomen als de pH-waarde van het omringende water daalt tot 5,0 of lager.

Effecten op micro-organismen

Microben vormen de basis van aquatische ecosystemen. Zuur water kan populaties van belangrijke organismen decimeren, zoals eendagsvliegen, waarvan de larven voor hun overleving afhankelijk zijn van het natriumgehalte. Wanneer de eendagsvliegpopulaties afnemen, worden roofdieren, waaronder vissen, geconfronteerd met voedseltekorten, wat mogelijk een trapsgewijze achteruitgang in het hele voedselweb veroorzaakt. Deze verstoring kan de samenstelling van de gemeenschap veranderen en de biodiversiteit verminderen.

Zure regen

Zure regen is het gevolg van natuurlijke processen zoals het verval van de vegetatie en vulkaanuitbarstingen, maar menselijke activiteiten (vooral de verbranding van fossiele brandstoffen) zijn de belangrijkste bron. De uitstoot van zwaveldioxide (SO₂) en stikstofoxiden (NOₓ) reageert met luchtvochtigheid en vormt zwakke zuren. Neerslag brengt deze zuren vervolgens naar land en water, waardoor de pH daalt en ecosystemen worden beschadigd. In de Verenigde Staten zijn elektriciteitscentrales en voertuigen de belangrijkste veroorzakers van de zuurgraad in de atmosfeer.

Zuurmijndrainage

Terwijl zure regen wijdverspreide gebieden treft, vormt zure mijndrainage (AMD) een plaatselijke maar ernstige bedreiging. Water dat door verlaten of actieve kolenmijnen stroomt, kan reageren met sulfidemineralen, waarbij zwavelzuur ontstaat. AMD verzuurt nabijgelegen beken en meren snel, vaak tot pH-waarden die onbewoonbaar zijn voor vissen en waterplanten. Mitigatie-inspanningen, zoals het toevoegen van kalksteen of andere alkalische stoffen, kunnen de pH verhogen en de zuurgraad verlagen, maar deze behandelingen zijn kostbaar en elimineren de metaalverontreiniging, die ook schadelijk is voor het waterleven, niet.