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地球硫循环:人类的影响

人类活动对全球硫循环有重大影响。燃烧煤炭、天然气和其他化石燃料大大增加了大气和海洋中的硫含量,并耗尽了沉积岩的汇。如果没有人类影响,硫会以岩石的形式固定数百万年,直到通过构造事件抬升并被侵蚀和风化过程释放出来。相反,它正以稳定的增加速率被钻取、抽取和燃烧。在污染最严重的地区,硫酸盐沉积量增加了30倍。 尽管硫曲线在过去地质时期显示出从净硫氧化到净硫还原的转变,但当前人类影响的程度在地质记录中可能

地球硫循环:人类的影响

人类活动对全球硫循环有重大影响。燃烧煤炭、天然气和其他化石燃料大大增加了大气和海洋中的硫含量,并耗尽了沉积岩的汇。如果没有人类影响,硫会以岩石的形式固定数百万年,直到通过构造事件抬升并被侵蚀和风化过程释放出来。相反,它正以稳定的增加速率被钻取、抽取和燃烧。在污染最严重的地区,硫酸盐沉积量增加了30倍。

尽管硫曲线在过去地质时期显示出从净硫氧化到净硫还原的转变,但当前人类影响的程度在地质记录中可能是前所未有的。人类活动极大地增加了向大气的硫通量,其中一部分被全球传输。人类以每年 \times 10^{12}$克S/年的速率从地球地壳中开采煤炭和提取石油,这是100年前的2倍多。人类对这些过程的影响结果是增加了全球循环中氧化硫(^{2-}$)的储备,而以地球地壳中还原硫的储存为代价。因此,人类活动并没有导致硫的全球储存量发生重大变化,但它们确实通过大气产生了硫的年通量上的巨大变化。

当二氧化硫作为空气污染物排放时,它通过大气中与水的反应形成硫酸。一旦酸完全在水中离解,pH值可以降至4.3或更低,对人造和自然系统造成损害。根据美国环境保护局(EPA)的说法,酸雨是一个广义术语,指的是大气中含氮和硫化物酸的混合物(沉积物)的湿性和干性沉积物。蒸馏水(不含任何溶解成分的水)的pH值为7,是中性的。雨水的自然pH值为5.6,因为空气中的二氧化碳和水反应形成碳酸,这是一种非常弱的酸。然而,在华盛顿特区,雨水的平均pH值在4.2和4.4之间。由于pH值在对数尺度上,pH值下降1(正常雨水与酸雨之间的差异)对酸的强度有显著影响。在美国,大约三分之二的$和四分之一的^-$来自依赖燃烧化石燃料(如煤炭)的电力生产。

由于硫是植物的重要营养素,因此硫越来越多地作为肥料的组成部分。最近,硫缺乏在欧洲许多国家变得越来越普遍。由于采取措施限制酸雨,大气中的硫输入量继续减少,因此,除非使用硫肥料,否则硫输入的不足可能会增加。