Чем определяются региональные и локальные различия

Целесообразно рассмотреть критерии ацидификации разработанные для руководства шведским агентством по защите окружающей среды (Swedish Enviromental Protection Aqency). Здесь водоемы подразделяются на незначительно ацидифицированные ( insignificantly acidified) если средняя величина минерализации не уменьшается менее чем на 25% после начала индустриального воздействия ( prendustrial time) . Процесс ацидификации может быть обозначен как умеренная ( moderate acidification), если величина минерализации падает на 25 – 50%, сильная ацидификация (severe acidification), если снижение составляет 50 – 75% и очень сильная (very severe acidification) при снижении величины минерализации более 75% (таблица)

Озера, которые в настоящее время имеют величину рН, например, 5,7, но которые в прошлом имели величину рН 6,2 не могут автоматически рассматриваться как сильно ацидифицированные озера. Такой вывод можно сделать лишь при условии, что величина щелочности снизилась, скажем, с 75 до 35 µeg/l., т.е. на 60 %.

       Чем определяются региональные и локальные различия реакции водоемов на увеличение кислотного поступления через атмосферу.

• наиболее важное обстоятельство заключается в способности почв нейтрализовать кислоты. Наиболее большая способность противостоять кислотному поступлению у почв, подстилающихся породами с высоким содержанием кальция и обладающтх высокой степенью выветривания. Глубина почвенного покрова и размер почвенных частиц также играют существенную роль. Где поверхностные отложения имеют тонкий слой и песок или преобладают валуны, нейтрализующая способность почв слабая, отсюда в областях с полностью обнаженными коренными породами, дождь и талая вода может скатываться в водоем практически полностью нейтрализованной.

Важную роль играют размер и интенсивность стока. Где дождь и снег являются довольно частым явлением, большая частьосадков проходит через небольшие и более или менее истощенные слои почвы. Кроме того, это способствует быстору прохождению через эти слои. Относительно малое количество воды проникает в более глубокие слои и в течение недолгого времени соприкасается с грунтом для того, чтобы полностью быть нейтрализованной, теми химическими процессами, которые здесь происходят.

• Озера с коротким промежутком водообмена и больше того, малые водоемы глвным образом более восприимчивые к кислотным дождям, чем крупные озера и реки, где влияние кислотного поступления кратковременной продолжительностью изменяется розбавлением.
• Озера с небольшой водосборной площадью имеют сравнительно длительный период
• Малые водоемы, находящиеся в верхней части водных систем в первую очередь испытывают на себе влияние ацидификации. Здесь почвы имеют главным образом небольшой слой, имеют грубые фракции, выщелоченные, вода слабо просачивается в грунт. Вниз по течению речных систем, там могут быть промоины и равнины с толстым, хорошо структурированными и относительно хорошо выветриваемыми отложениями, которые добавляют значительное количество нейтрализующих веществ в воду. Здесь ацидификация не так далеко распространена.
• Известно, что площадь водосбора может быть важным моментом в определении восприимчивости водотоков и ацидному воздействию. Небольшие водотоки, расположенные на больших высотах являются вв основном более ацидными вследствие короткого времени нахождения воды в почве, когда вода не успевает полностью нейтрализоваться (Johnson, 1979) [Johnson N.M. 1979 . Acid rain: Neutralization within the Hubbard Brook Ecosystem and regional Implications. Science 204, pp. 497 – 499.]. Такое соотношение между площадью водосбора и величиной рН в широтном расположении увеличивается вдоль течения реки. На это указывают американские исследователи.

  В целом установлено, что не более чем 5 – 20% воды в озеро попадает с осадками, падающими непосредственно на их поверхность. Остальная часть поступает сюда через водосбор, который, как правило, во много раз больше, чем, собственная площадь водоема.

  Если поступающие ацидные кислоты модифицируются катионный обмен и другие нейтрализующие процессы в почвах могли бы предохранить озерную и речную ацидификацию почти полностью, но меньшей степени на время. Катионный обмен, однако, проявляется в увеличенной потере базовых катионов – главным образом кальция и магния – в поверхностных водах. Катионы серы сопровождаются негативным изменением ионов остающихся после кислот используют их водородные ионы. Увеличивающаяся концентрация сульфатных ионов в озерной воде таким образом указывает, что озеро и его окружение продолжает получать сернистую кислоту, даже если рН воды не изменяется заметно.

  Водородные ионы, которые покидают затем поверхностные слои почвы не абсорбируясь в процессе ккатионного обмена могут нейтрализоваться в результате процессов выветривания на больших глубинах. Однако, результатом этого процесса будет потеря бикарбонатного иона. Некоторая часть бикарбонатов, достигая озер, более того, расходуется в процессе нейтрализации кислот, падающих непосредственно на поверхность озера. В озерной воде, это проявляется уменьшение минерализации – минерализация, показатель водной резистентности к поступлению кислоты, будет в первую очередь определяться уровнем содержания бикарбонатов.

  Обычно, поступление кислоты полностью не нейтрализуется и величина рН воды поэтому падает отчасти. В случае если минерализация не опускается ниже величины 50 µeg/l величина рН обычно остается выше 6, хотя иногда ниже значения рН могут встречаться в зимний период, особенно, в гумусовых озерах.

  Если процессы ацидификации не прогрессируют, животные и растения в воде остаются относительно без негативных последствий. В большинстве случаев, даже чувствительные виды сопротивляются и как фауна, так и флора может быть богатой и разнообразной.

  Когда почва окисляется (ацидифицируется) значения рН воды становятся нестабильными.

  Если кислотные отложения имеют место в течение продолжительного периода, однако, процесс обмена катионов в верхних слоях почвы снижает концентрацию там основных катионов, замещая их водородным или алюминиевым ионами. В течение периода таяния снега, периодов, когда происходит подъем уровня воды, осадки могут попадать в озеро через почвенные горизонты, которые становятся кислыми и теряют их нейтрализующую способность. На больших глубинах в почве ацидификация может быть еще незначительной и в течение засушливого периода вода, дренирующая в озеро, будет затем находиться под воздействаием кислотных осадков в сильно измененном виде.

  Если различия в ацидности между верхними и глубокими слоями почвы увеличиваются

  Если минерализация начинает падать ниже 50 µeg/l ацидные волны становятся даже более отчетливыми и значения рН становятся нестабильными в течение большей части года. Больше того, можно сказать, что по большому счету только крупные растения или организмы выживают в озере, где минерализация опускается ниже 50 µeg/l , не только в период ацидных волн, но также в постоянных условиях (в основном летом и зимой).

 В начало страницы