Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
Dział: Klimat Miasta. Poziom podstawowy.
dział KLIMAT MIASTA: PODSTAWY - menu (rozwiń)

Oddziaływanie kwaśnych deszczy na środowisko przyrodnicze

Kwaśne deszcze mają wpływ na wszystkie elementy środowiska przyrodniczego, np. na wody powierzchniowe i podziemne, glebę, roślinność. Zaburzają łańcuchy pokarmowe i zagrażają bioróżnorodności. Niszczą świat, w którym żyjemy.

1. Odsetek liczby jezior w poszczególnych regionach Szwecji uznanych za zakwaszone w 1990 r. Od tamtej pory sytuacja niewiele się zmieniła.
Źródło: Swedish Environmental Protection Agency
http://www.internat.environ.se/index.php3?main=/documents/pollutants/kalka/forsure.html

1b. Zakwaszenie jezior w Szwecji w latach 2005-2010
Źródło: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3698327/figure/Fig2

Zakwaszenie wody

W Skandynawii kwaśne deszcze nakładają się na naturalne zakwaszenie wód w jeziorach i rzekach. Około 14 000 szwedzkich jezior, położonych na kwaśnych skałach krystalicznych, jest nadmiernie zakwaszonych, co powoduje ogromne szkody wśród roślin i zwierząt. Szkody takie występują też w Wielkiej Brytanii i w Alpach. Innym regionem podatnym na nadmierne zakwaszenie wody jest Ameryka Pn.

Spadek emisji SO2 i NOx w Europie w latach 90. XX w. spowodował w niektórych regionach powrót wód do stanu sprzed epoki przemysłowej. Tylko w Wielkiej Brytanii nie zanotowano spadku zawartości związków siarki w wodach jezior, chociaż i tam emisje zostały znacznie ograniczone. Jednakże zredukowanie emisji nie oznacza automatycznej poprawy jakości wód powierzchniowych.

Zakwaszenie jezior:
W latach 2005-2010 sytuacja uległa poprawie. Znacznie mniej jezior jest zakwaszonych, znaczna ich większość ma pH > 6. Największe zakwaszenie utrzymuje się w regionie płd-zach wybrzeża kraju.

Gleby

Kiedy gleba ulega zakwaszeniu to ważne składniki odżywcze (np.wapń (Ca) i magnez (Mg)) są z niej wypłukiwane zanim drzewa i inne rośliny je pobiorą, co zmniejsza żyzność gleby. Ponadto glin (Al), który w pewnych warunkach może stać się bardzo toksycznym i groźnym metalem, jest wtedy uwalniany i gromadzi sie w glebie, co prowadzi do jej degradacji. Glin niszczy korzenie roślin i zmniejsza pobór fosforu i innych składników odżywczych. Drzewo w końcu umiera wskutek niedożywienia i obniżonej odporności.

Najbardziej zagrożone są gleby powstałe na kwaśnym podłożu np. na piaskowcach kwarcytowych. Gleby bogate w wapń są bardziej odporne na zakwaszenie. Gleby ogólnie są mniej podatne na zakwaszenie niż wody powierzchniowe, gdyż mają zdolności buforowe. Oznacza to, że gleba jest w stanie zneutralizować częściowo lub całkowicie związki zakwaszające, dostające się wraz z wodą opadową. Niestety, ta właściwość gleby może ulec osłabieniu wskutek powtarzających się kwaśnych opadów. W Szwecji gleby składają się głównie z wolno wietrzejących minerałów z prekambryjskiego podłoża skalnego, co oznacza, że krytyczny ładunek substancji zakwaszających (czyli maksymalna dawka kwasów, które gleba może zneutralizować) jest niski. Innymi słowy Szwecja to kraj bardziej narażony na nadmierne zakwaszenie wskutek kwaśnej depozycji niż większość innych krajów.

W 2010 roku pH w glebie w północnej części Szwecji nie spada poniżej 6. W południowej części kraju jest ono mniejsze od 5,5, miejscami nawet od 4,5 pH (południowe krańce kraju). Generalnie, dwie klasy przedstawiające największe zakwaszenie: <4,5 pH oraz 4,5-5 pH można zaobserwować jedynie na południu Szwecji, w niektórych miejscach. Nieznacznie więc, sytuacja ulega poprawie od 2000 roku.

2. Wartość pH warstwy humusu na obszarze Szwecji. Animacja pokazuje zmiany tego wskaźnika od roku 1963.
Autor: Ake Nilsson, Swedish University of Agricultural Sciences.
Źródło: Swedish Environmental Protection Agency
http://www.internat.environ.se/index.php3?main=/documents/pollutants/kalka/forsure.html

2b. Zakwaszenie w glebie stałej (udział gleb w 2 najwyższych klasach zakwaszenia) (z lewej) i w roztworze glebowym (po prawej) 
Źródło: http://www.natgeo.lu.se/sites/nateko.lu.se/files/soils_and_weathering_2_2015.pdf

Roślinność

Kwaśne opady zwykle nie powodują bezpośrednio obumierania drzew. Osłabiają je poprzez wypukiwanie składników odżywczych z liści, ograniczanie dostępności składników odżywczych w glebie lub też poprzez wystawienie drzew na działanie substancji toksycznych powoli uwalnianych w glebie. Kwaśne zanieczyszczenia gazowe, np. SO2, mogą spowodować bezpośrednie zniszczenie roślin rosnących w pobliżu dużych źródeł emisji, takich jak duże elektrociepłownie opalane węglem.

3. Kwaśna depozycja może powodować zniszczenia wśród drzew. Na zdjęciu obumarłe lasy w Karkonoszach.
Autor zdjęcia: Witold Gorączko

Kwaśna depozycja niszczy powierzchnię liści i igieł drzew, co powoduje niekontrolowany ubytek wody z rośliny i zaburza fotosyntezę. Powoduje to ograniczenie rozkładu obumarłych części roślin, np. liści, i wymieranie pożytecznych mikroorganizmów, które żyją w symbiozie z rośliną na jej korzeniach. Organizmy glebowe (łącznie z bakteriami) mają utrudnione oddychanie.

Lasy zniszczone przez kwaśne deszcze można znaleźć w całej Europie i w wielu regionach wsch. USA. Ryciny 3 i 4 prezentują zniszczone lasy w obszarze tzw. "Czarnego Trojkąta" (patrz link na dole strony).

4. Lasy górskie są wystawione na działanie kwaśnych chmur, mgieł i deszczu, jak również na działanie kwaśnych gazów jak SO2. Na zdjęciu obumarłe lasy w Zach. Karkonoszach.
Autor zdjęcia: Witold Gorączko

W przypadku zniszczeń lasów trudno oddzielić wpływ kwaśnego deszczu od innych czynników takich jak susze, pożary, czy szkodniki, które także znacząco przyczyniają się do pogorszenia stanu zdrowia drzew. Dlatego też udział zanieczyszczenia powietrza w procesie niszczenia lasów jest tematem kontrowersyjnym, zwłaszcza w USA.

Łańcuchy pokarmowe i bioróżnorodność

Zakwaszenie gleby powoduje uwolnienie metali, które mogą być szkodliwe dla mikroorganizmów glebowych, jak również dla ptaków i ssaków stojących wyżej w łańcuchu pokarmowym, a wreszcie także dla człowieka. Najbardziej wrażliwe na zakwaszenie są ryby, porosty, mchy, niektóre grzyby i małe organizmy wodne. Kwaśne deszcze zaburzają naturalne obiegi siarki i azotu w przyrodzie. Niektóre organizmy mogą nawet zupełnie wymrzeć, co oznacza zmniejszenie bioróżnorodności. Kwaśne deszcze na stałe pogarszają warunki życia w ekosystemie. Silne zakwaszenie gleb w pd. Szwecji już spowodowało znaczne obniżenie bioróżnorodności.

5. Wpływ kwaśnych deszczy na ryby. Objaśnienia w tekście!
Autor: Anita Bokwa
Kliknij na rycinę, aby zobaczyć ją w powiększeniu!

Ryby i inne organizmy wodne

Kiedy pH wody spada poniżej 5,5 to ryby umierają lub zaczynają poważnie chorować. Już w latach 50. XX w. zauważono, że ryby zaczęły znikać z jezior i rzek pd. Skandynawii.

Wysokie stężenie glinu (Al), wypłukiwanego z gleby przez kwaśne deszcze, było przyczyną śmierci ryb. Po pierwsze glin powoduje zmniejszenie wymiany jonowej poprzez skrzela, co prowadzi do zmniejszenia się zawartości soli. Dla ryb słodkowodnych osmoregulacja jest niezbędna do życia (jest to zdolność do utrzymywania równowagi między zawartością soli i minerałów w tkankach organizmu). Glin ponadto osiada w skrzelach i zaburza dostawę tlenu, tak że w końcu ryba umiera przez uduszenie. Po drugie ryby wytwarzają śluz, aby pozbyć się glinu z oskrzeli. Śluz w końcu zatyka skrzela co uniemożliwia transport tlenu i soli. Ryba nie jest w stanie regulować zawartości soli w organizmie. Także niskie pH powoduje zaburzenia równowagi solnej tkanek.

Niskie pH często hamuje rozwój żab, ropuch i salamander. Obumieranie bentosu (organizmów żyjących głęboko w oceanach) może prowadzić do zmniejszenia się liczebności wielu gatunków much, komarów, komarnic, muszek i jętek. To z kolei zagrozi liczebności wodnych drapieżników (np. ryby żywiące się owadami). U ptaków drapieżnych po zjedzeniu zatrutych ryb może wzrost poziomu glinu co prowadzi do składania jaj o słabej skorupce, wskutek czego wiele piskląt ginie.

Zajrzyj na inne strony Encyklopedii ESPERE:

Czarny Trójkąt:
Klimat miasta - podstawy - część 1 - obszary zagrożone
Oddziaływanie kwaśnych deszczy na nasze zdrowie i gospodarkę:
Klimat miasta - więcej - część 3 - oddziaływanie 2

O tej stronie:
Autor: Anita Bokwa - Uniwersytet Jagielloński, Kraków
Recenzent: dr J. Neil Cape - Institute of Terrestrial Ecology, Edinburgh Research Station, Szkocja - 2004-08-11; Prof. Irena Wilkosz - Politechnika Śląska, Gliwice - 2007-01-08
Konsultacja dydaktyczna: Michael Seesing - University of Duisburg, Duisburg, Niemcy
ostatnia aktualizacja: 2004-12-17

Ostatnia modyfikacja: czwartek, 13 czerwiec 2019, 17:03