Critical loads of acidity for surface waters in south-central Ontario, Canada: regional application of the Steady-State Water Chemistry (SSWC) model

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Abstract:

Critical loads of acidity and the amount by which these critical loads are exceeded by atmospheric deposition (termed "exceedances") were estimated for 1469 lakes from five regions in south-central Ontario, Canada, using single lake chemistry measurements and sulphur deposition data for the period 1976–1999. Based on the Steady-State Water Chemistry (SSWC) model, four of the five regions had low critical loads, which is consistent with the underlying geology (silicate bedrock) and the thin glacial soils in these regions. Sulphur deposition in the study area showed a clear downward trend over the time period, with a decrease of approximately 50% to current levels of approximately 44 meq·m–2·year–1. As a result of the declining deposition, the portion of lakes with critical load exceedances has dropped substantially, from 74–82% in the four sensitive regions in 1976 to 11–26% in 1999. The pentile critical load is typically used as a regional target to account for uncertainties, but also to ensure that a sufficient percentage of lakes are protected (95%). This suggests that further reductions in emissions are required to reduce depositions to approximately 34 meq·m–2·year–1 (11 kg S·ha–1·year–1) to prevent critical load exceedance.

Les charges critiques d'acidité et les dépôts excédentaires apportées par les précipitations atmosphériques acides ont été estimés dans 1469 lacs de 5 régions du centre-sud de l'Ontario, Canada, d'après des mesures uniques des caractéristiques chimiques des lacs et des données sur les précipitations de soufre pour la période 1976–1999. D'après le modèle de chimie des eaux à l'état d'équilibre (SSWC, « steady-state water chemistry »), quatre des cinq régions possèdent des charges critiques basses, ce qui s'explique par leur substrat géologique (roche-mère de silicates) et les sols glaciaires minces de la région. Les précipitations de soufre dans la région d'étude ont décliné de façon marquée d'environ 50 % pendant la période considérée pour s'établir à la valeur actuelle approximative de 44 meq·m–2·an–1. À cause de cette diminution, le pourcentage de lacs qui reçoivent des dépôts excédentaires a baissé considérablement, de 74–82 % dans les 4 régions sensibles à l'acidification en 1976, à 11–26 % en 1999. Le pentile de la charge critique est couramment utilisé comme cible régionale pour tenir compte des incertitudes, mais aussi pour assurer la protection d'un nombre suffisant (95 %) de lacs. Il apparaît donc que des réductions supplémentaires des émissions seront nécessaires afin de diminuer les précipitations à environ 34 meq·m–2·an–1 pour empêcher les dépôts excédentaires.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2002

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