Am Morgen nach dem Schneefall kratzten Ihre Schuhe darüber, als Sie auf dem Weg zur Schule durch Eis und Kies auf dem Bürgersteig gingen. Wenn Sie spät in der Nacht wach waren, könnten Sie massive Lastwagen sehen, die es hinter sich streuen, während sie frisch gefallenen Schnee schaufeln. Städte wie Chicago und Minneapolis verbreiten das Zeug großzügig, weil es hilft, den Gefrierpunkt von Wasser zu senken, und schneidet relativ schnell in Eis bei Kontakt.
Es ist Streusalz, und es ist allgegenwärtig für jeden, der in einem nördlichen Klima aufgewachsen ist. Aber was passiert im Frühling und Sommer?
Immer mehr Untersuchungen zeigen, dass sich Streusalz nicht nur in Luft auflöst. Stattdessen wird es bei der Spaltung in Natrium— und Chloridionen von Straßenpflanzen aufgenommen, von Wildtieren geleckt oder sammelt sich in aquatischen Ökosystemen an – manchmal mit verheerenden Folgen. All diese Salzigkeit kann dazu beitragen, dass sich invasive oder sogar giftige Arten ausbreiten, ganz zu schweigen von der erhöhten Verkehrsgefahr durch Hirsche und Elche, die auf salzbedeckte Straßen gezogen werden.
„Es hat eine sehr große Anzahl von Auswirkungen auf das gesamte Nahrungsnetz oder Ökosystem“, sagt Rick Relyea, Professor für Biowissenschaften am Rensselaer Polytechnic Institute.
Relyea hat im Rahmen des Jefferson-Projekts am Lake George im Bundesstaat New York untersucht, wie sich der Abfluss von Streusalz auf Seen auswirkt. Kürzlich fand er heraus, dass Streusalz die Größe von Regenbogenforellen-Jungtieren um etwa 30 Prozent reduzieren kann, was ihre Fähigkeit beeinflusst, Raubtieren zu entkommen und die Anzahl der Eier, die sie legen, zu verringern. Ein Experiment, an dem er arbeitete, ergab, dass ein höherer Salzgehalt die männlich-weibliche Geschlechtsration von Holzfröschen verändern könnte.
Relyea und andere sezierten Hunderte von Fröschen, die in verschiedenen Tanks aus Eiern gezüchtet wurden, um festzustellen, dass die Anzahl der männlichen Kaulquappen, die das Schlüpfen überlebten, um 10 Prozent von 40 Prozent auf 50 Prozent anstieg. Während er die langfristigen Auswirkungen, die dies auf die Froschpopulation haben könnte, noch nicht untersucht hat, könnten weniger Weibchen bedeuten, dass weniger Eier gelegt werden, wodurch sich das Populationsniveau im Laufe der Zeit ändert.
Andere Forschungen, die sie durchgeführt haben, haben gezeigt, dass ein höherer Salzgehalt winzige, garnelenähnliche Amphipoden töten kann, die wichtige Nahrungsquellen für Fische und Insekten sowie Schnecken und Muscheln bieten. Es kann auch Zooplankton abtöten – die winzigen, reichlich vorhandenen Organismen, die die Grundressource für ganze Ökosysteme bilden —, was umgekehrt dazu führen kann, dass die Menge an Phytoplankton, von der sie sich ernähren, steigt.
Letztendlich „geht die biologische Vielfalt verloren“, sagt Hilary Dugan, Süßwasserwissenschaftlerin an der University of Wisconsin-Madison. Dugan fand kürzlich heraus, wie viel Salz sich in Süßwasserseen im Norden der USA ansammelt Ihre Analyse, die letzten Monat in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, stellt fest, dass Streusalz der Haupttreiber für die Erhöhung des Chloridgehalts in Seen in der Nähe städtischer Bevölkerungsgruppen ist.
Steigende Salzgehalte können einige Umgebungen anfälliger für die Ausbeutung durch invasive Arten machen. „Indem wir diese Seen mit Salz beladen, könnten wir invasiven Arten, die besser an brackige Umgebungen angepasst sind, ein Bein stellen“, sagt Dugan. Relyea weist darauf hin, dass Cyanobakterien, die manchmal fälschlicherweise als blaugrün bezeichnet werden, eine toxische Wirkung auf Fische und andere Wasserarten haben und das Trinkwasser für den Menschen beeinträchtigen können.
Eine 2014 veröffentlichte Studie ergab, dass Straßenpflanzen viel mehr Salz enthalten als andere Pflanzen derselben Art, was die Entwicklung der Schmetterlinge, die sich von ihnen ernähren, verändern kann. Emilie Snell-Rood, außerordentliche Professorin für Ökologie, Evolution und Verhalten an der University of Minnesota, sagt, dass insbesondere einige Wolfsmilch bis zu 30-mal mehr Natrium hatte, das entweder im Inneren absorbiert wurde oder an der Außenseite der Pflanzen klebte.
Während die Wirkung auf die Pflanzen ungewiss ist, wollten sie und ihr Team sehen, was mit den Schmetterlingen geschah, die von diesen Pflanzen abhingen. So züchteten sie verschiedene Gruppen von Monarch- und Kohlweißraupen an Pflanzen mit viel Natrium und solchen mit normalem Natriumgehalt. Sie fanden heraus, dass das Salz den Monarchen und die weißen weiblichen Schmetterlinge schlauer und die Männchen kräftiger zu machen schien.
Was das eigentlich bedeutete, war, dass die Männchen höhere Spiegel eines bestimmten Proteins hatten, was sich in Flugmuskeln niederschlägt, während die Weibchen größere Augen hatten; Snell-Rood sagt, dass 75 Prozent der mikroskopisch kleinen Schmetterlingshirne dem Sehen gewidmet sind. „Moderate Salzeinträge waren etwas vorteilhaft“, sagt sie. Da Salz in der natürlichen Welt für Kreaturen wie Schmetterlinge oft begrenzt ist, sagt sie, kann es als Superreiz wirken, wenn sie ihm begegnen.
„Streusalz ist wie Kartoffelchips für Tiere“, sagt sie und fügt hinzu, dass sie derzeit nach einem staatlichen Zuschuss sucht, um Straßenpflanzen als potenziellen Lebensraum für Bestäuber für Monarchen und andere Bestäuber wiederherzustellen. Aber ähnlich wie die Auswirkungen von erhöhtem CO2 auf ein Waldökosystem erstreckt sich dieser Nutzen nur bis zu einem gewissen Punkt. Es gab eine hohe Sterblichkeitsrate von Schmetterlingen, die Snell-Rood in ihren Experimenten den höchsten Natriumkonzentrationen ausgesetzt waren.
Snell-Roods Arbeit zeigt, wie tiefgreifend Salz auf ein Ökosystem wirken kann. Diese Effekte können auch weniger direkt sein als die Akkumulation im Pflanzenleben: Indem Salz einige Arten an Straßenränder zieht, kann es Tiere in Gefahr bringen, von vorbeifahrenden Autos getroffen zu werden. Sie könnten dann auch Chemikalien aus Autoabgasen, verschüttetem Gas oder Schwermetallen aus dem Abfluss von Bremsbelägen und anderen Dingen ausgesetzt sein.
Auf diese Weise kann Streusalz — indirekt — den Menschen gefährden. Roy Rea, ein Biologie- und Forstlehrer an der University of Northern British Columbia in Prince George, erforscht seit sechs Jahren die Beziehung zwischen dem Salz, das sich auf Straßen ansammelt, und Fahrzeugkollisionen mit Wildtieren. Es ist ein großes Problem – in einigen Fällen ein fast sieben Fuß hohes, 1.500 Pfund schweres Problem.
Rea hörte zuerst von Elchen, die anekdotisch von Streusalz angezogen wurden, von Salzlastwagenfahrern, die auf einen massiven Elch stießen, der an Salz leckte, das sie auf den Hof fallen ließen. Andere Leute erzählten ihm, wie sie sehen würden, wie Elche Salz lecken, das sich auf ihren Autos angesammelt hat, während sie in der Einfahrt sitzen — so etwas wie eine kostenlose Autowaschanlage im Norden von British Columbia.
Im Jahr 2011 begann er, Kamerafallen im Norden von British Columbia um Salzansammlungen am Straßenrand herum einzusetzen, um festzustellen, dass die Gebiete besonders bei Elchen beliebt sind, die das Salz vom Boden lecken. „Die Weibchen brauchen eine erhöhte Mineralstoffzufuhr, um gute Milch für die Kälber zu produzieren, und die Männchen brauchen sie, um Geweihe zu produzieren“, sagt Rea.
„Es sammelt sich in diesen Becken an und die Elche benutzen es den ganzen Sommer. Weil sie so nah an diesem Hochgeschwindigkeitsverkehr sind und über die Straße hin und her gehen, um zu den Salzbecken zu gelangen, werden einige von ihnen getaktet „, sagt Rea.
Er fügt hinzu, dass die Elche oft nachts aktiv sind, was es schwierig macht, sie auf Straßen zu sehen, auf denen Autos manchmal nur alle 10 Minuten vorbeifahren. „Wenn du eine Autobahn mit schwarzem Asphalt entlang fährst und einen schwarzen Hintergrund des Nachthimmels hast und diese dunkelbraunen bis schwarzen Tiere in der Mitte der Autobahn hast und du sie nicht siehst, bis du direkt auf ihnen bist, dann ist es schon zu spät.“
Eine Studie, die er vor ein paar Jahren veröffentlichte, passte Kollisions-Hotspots mit Elchen tatsächlich an Gebiete an, in denen diese Salzlecken am Straßenrand auftraten. Aus 30 Elch Fahrzeugkollision Hot Spots, neun von ihnen waren neben einer Salzlecke. Diese Abstürze können für Menschen tödlich sein und sind fast immer tödlich für die Elche, die laut Rea in Teilen Nordamerikas bereits rückläufig sind.
Über Wildtierkollisionen hinaus kann zunehmende Salzigkeit andere Konsequenzen für den Menschen haben. Dugan sagt, dass einige Seen mit zunehmendem Salzgehalt die Trinkwasserquelle für Städte sind und deren Entfernung sehr teuer sein kann. Ein hoher Chloridgehalt kann einen unangenehmen Geschmack hervorrufen, aber auch gesundheitliche Probleme bei Menschen mit natriumarmer Ernährung aufgrund von Diabetes oder anderen gesundheitlichen Problemen. Die Zunahme von Cyanobakterien kann auch Giftstoffe in Seen bringen, in denen Menschen schwimmen.
Es kann auch die Wirtschaft über Tourismus und Immobilienwerte beeinflussen, sagt Relyea. Selbst ungiftige Algen können Wasser trüb oder trüb machen, was für Häusler und andere ästhetisch schlecht ist. „Wenn mehr Algen und weniger Klarheit im Wasser sind, sinkt der Wert dieser Seen für die Menschen“, sagt er. „Es ist nicht nur ein biologisches Problem. Es ist ein ästhetisches Problem, ein touristisches Problem, ein wirtschaftliches Problem; es sind all diese Dinge.“
Eine mögliche Lösung sind Salzalternativen, einschließlich solcher, die Dinge wie Rübensaft oder Destillationsnebenprodukte verwenden, um Schnee und Eis wegzuschmelzen. Eine im Februar veröffentlichte Studie, die von Relyea mitverfasst wurde, untersuchte einige davon und stellte fest, dass die Alternativen für aquatische Ökosysteme noch schwieriger sein können als Salz, insbesondere wenn es um die Düngung von Algen geht. „Es ist, als würde man dem See Kompost hinzufügen“, sagt er.
Eine andere Lösung ist einfacher und beinhaltet die Verwendung von gebogenen Schaufelblättern auf den Lastwagen, die Autobahnen effektiver räumen. Dies macht die Verwendung von so viel Salz überflüssig und hält die Straßen sicherer.
„Seit den 1970er Jahren haben wir die Salzmenge pro Meile dramatisch erhöht, selbst an Orten, an denen die Anzahl der Straßenmeilen nicht wesentlich gestiegen ist“, sagt er. „Die Antwort liegt nicht wirklich in alternativen Salzen, sondern in weniger Salz“, sagt Relyea. Während über die Auswirkungen eines hohen Salzgehalts in Wasserstraßen nur sehr wenig gearbeitet wurde, sagt er, dass alle Richtlinien besagen, dass dies für viele Arten tödlich sein könnte.
Dugan betont, dass die Verwendung von weniger Salz in vielen Fällen die Antwort ist und dass die Aufklärung der Menschen, weniger davon auf ihre Einfahrten und Bürgersteige zu gießen, viel helfen könnte.
„Sie können die Sicherheit aufrechterhalten, indem Sie viel weniger Streusalz verwenden“, sagt sie.
Korrektur, 30.Mai 2017: Das dritte Foto in diesem Artikel wurde ursprünglich fälschlicherweise Hugues B. Massicotte zugeschrieben.