W latach 70. i 80. obszary zalesione w Europie Środkowej, południowej Skandynawii i wschodniej Ameryce Północnej wykazywały alarmujące oznaki obumierania lasów i śmiertelności drzew. Badanie przeprowadzone w 1993 roku w 27 krajach europejskich wykazało, że zanieczyszczenie powietrza uszkodziło lub obumarło 23 procent z 100 000 badanych drzew. Jest prawdopodobne, że obumieranie było wynikiem wielu czynników, w tym depozycji kwasów (np. zakwaszenie gleby i utrata zdolności buforowania, mobilizacja toksycznego aluminium, bezpośredni wpływ kwasów na liście), ekspozycji na ozon w warstwie przyziemnej, możliwego nadmiernego nawożenia w wyniku depozycji związków azotu (takich jak azotany, amon i związki amoniaku) oraz ogólnego stresu spowodowanego kombinacją tych czynników. Kiedy drzewo jest już w osłabionym stanie, jest bardziej prawdopodobne, że ulegnie innym stresorom środowiskowym, takim jak susza, infekcje owadów i patogenów. Obszary obumierania lasów były często związane z regionami o niskiej zdolności buforowania, gdzie występowały również szkody w ekosystemach wodnych spowodowane osadzaniem się kwasów.

Świerki uszkodzone przez kwaśne deszcze w Karkonoskim Parku Narodowym, Polska.
Świerki uszkodzone przez kwaśne deszcze w Karkonoskim Parku Narodowym, Polska.

Simon Fraser-Science Photo Library/Photo Researchers, Inc.

mapa depozycji kwasów
mapa depozycji kwasów

Obszary dotknięte depozycji kwasów skontrastowane z regionami o wysokiej wrażliwości na kwasy.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Sfery środowiskowe Ziemi
Read More on This Topic
hydrosfera: Kwaśne deszcze
Emisja dwutlenku siarki i tlenków azotu do atmosfery w wyniku działalności człowieka – głównie spalania paliw kopalnych – doprowadziła do zakwaszenia…

Odkładanie się kwasów zostało powiązane ze zmianą chemii gleby i upadkiem kilku gatunków drzew zarówno poprzez bezpośrednie, jak i pośrednie środki. Gleby słabo zbuforowane są szczególnie podatne na zakwaszenie, ponieważ brakuje w nich znacznych ilości kationów zasadowych (dodatnio naładowanych jonów), które neutralizują kwasowość. Wapń, magnez, sód i potas, które są kationami zasadowymi stanowiącymi większość zdolności gleby do neutralizowania kwasów, pochodzą z wietrzenia skał oraz z mokrej i suchej depozycji. Niektóre z tych zasadowych kationów (takie jak wapń i magnez) są również drugorzędowymi składnikami odżywczymi roślin, które są niezbędne do prawidłowego wzrostu roślin. Dostawy tych kationów zasadowych zmniejszają się, ponieważ neutralizują one kwasy obecne w mokrych i suchych osadach i są wymywane z gleby. Tak więc, krajobraz wcześniej bogaty w kationy zasadowe może stać się wrażliwy na kwasy, gdy procesy formowania gleby są powolne, a kationy zasadowe nie są zastępowane przez procesy wietrzenia lub depozycji.

Zakwaszenie gleby może również wystąpić, gdy depozycja amoniaku (NH3) i amonu (NH4+) jest wysoka. Depozycja amoniaku i amonu prowadzi do produkcji H+ (co powoduje zakwaszenie), gdy te związki chemiczne są przekształcane w azotany (NO3-) przez bakterie w procesie zwanym nitryfikacją:

NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-

NO2- + H2O → NO3- + 2H+ + 2e-

Źródłem NH3 i NH4+ jest w dużej mierze działalność rolnicza, zwłaszcza produkcja zwierzęca (kurczaki, świnie i bydło). Około 80 procent emisji NH3 w Stanach Zjednoczonych i Europie pochodzi z sektora rolniczego. Parowanie lub ulatnianie się odpadów zwierzęcych uwalnia NH3 do atmosfery. Proces ten często prowadzi do depozycji amoniaku w pobliżu źródła emisji. Jednak NH3 może być przekształcony w cząstki amonu, które mogą być transportowane i osadzane jako mokre i suche osadzanie setki kilometrów od źródła emisji.

Oprócz negatywnych zmian w chemii gleby, wykazano, że kwaśne osadzanie wpływa bezpośrednio na niektóre gatunki drzew. Świerk czerwony (Picea rubens) drzewa znalezione na wyższych wysokościach we wschodnich Stanach Zjednoczonych są uszkodzone przez kwasy wypłukiwania wapnia z błon komórkowych w ich igieł, co igły bardziej podatne na uszkodzenia z zamrażania w zimie. Szkody są często największe w regionach górskich, ponieważ na tych obszarach często występuje większe osadzanie się kwasów niż na niżej położonych terenach, a środowisko zimowe jest bardziej ekstremalne. Regiony górskie są narażone na działanie silnie kwaśnych chmur i mgły wodnej oraz innych czynników środowiskowych. Ponadto, świerk czerwony może zostać uszkodzony przez zwiększoną koncentrację toksycznego aluminium w glebie. Procesy te mogą ograniczać pobieranie składników odżywczych przez korzenie drzew. Populacje klonu cukrowego (Acer saccharum) również zmniejszają się w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych i części wschodniej Kanady. Wysokie stężenie glinu w glebie i niskie stężenie wapnia w glebie, wynikające z kwaśnego odkładania się osadów, zostały powiązane z tym spadkiem. Inne drzewa w tym regionie, które są negatywnie dotknięte kwaśnym osadzaniem, obejmują osikę (Populus), brzozę (Betula) i jesion (Fraxinus).

Niektórzy naukowcy twierdzą, że osadzanie kwasu może wpływać na geologię niektórych regionów. W badaniu z 2018 r. badającym osuwisko Jiweishan z 2009 r. w południowo-zachodnich Chinach zaproponowano, że kwaśne deszcze mogły osłabić warstwę łupków, która oddzielała warstwy skalne zawierające warstwę wodonośną powyżej od warstw skalnych zawierających kopalnię poniżej, co spowodowało, że duża masa skały zsunęła się ze zbocza góry i zabiła 74 osoby.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.