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Seasonal enrichment and depletion of Hg and SO4 in Little Rock Lake: relationship to seasonal changes in atmospheric deposition

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Hg and SO4 are priority pollutants in fresh waters throughout the northern hemisphere; both have atmospheric sources associated with anthropogenic emissions to the lower troposphere. Although depositional change has had a demonstrable impact on lakes over decadal time scales, effects over shorter time scales remain uncertain. To better understand the responsiveness of lakes to changing pollutant inputs, we examined the coupling of water chemistry to atmospheric deposition over time scales of weeks to years in Little Rock Lake. The results indicate that the lake is tightly coupled to its air shed with respect to Hg. The annual cycle of Hg in surface waters closely tracks the annual cycle of Hg in precipitation. For SO4, the annual cycle in lake water is damped and not in phase with the cycle of atmospheric deposition because of more intense internal recycling. These observations are in keeping with the residence times of Hg and S in lake water (Hg in months; S in years). Nevertheless, because atmospheric deposition is the dominant source of both pollutants, trends in lake water track trends in precipitation over a decadal time scale. Thus, remote lakes may be highly responsive to short term changes in Hg deposition, whereas responses to SO4 deposition may be more gradual.

Hg et SO4 constituent des polluants des eaux douces de toute première importance dans l'hémisphère nord; tous les deux proviennent de sources atmosphériques associées aux émissions anthropiques dans la troposphère inférieure. Bien que les changements dans ces précipitations aient eu des effets quantifiables sur les lacs à l'échelle temporelles de décennies, leurs effets sur des échelles temporelles plus courtes restent mal connus. Pour mieux comprendre la réaction des lacs aux apports changeants de polluants, nous avons étudié conjointement la chimie des eaux et les précipitations atmosphériques à l'échelle de semaines et d'années au lac Little Rock. Le Hg du lac est couplé de façon très serrée à l'atmosphère environnant et le cycle annuel du Hg dans les eaux de surface suit de très près le cycle annuel du Hg dans les précipitations. Le cycle annuel du SO4 dans l'eau est tamponné et n'est pas en phase avec le cycle des précipitations atmosphériques à cause d'un recyclage interne plus important. Ces observations sont compatibles avec les durées de séjour du Hg (en mois) et du S (en années) dans l'eau de lac. Néanmoins, puisque les précipitations atmosphériques sont la source principale des deux polluants, les tendances dans l'eau du lac suivent celles des précipitations à l'échelle des décennies. Ainsi, les lacs isolés peuvent réagir fortement à des changements à court terme dans les précipitations de Hg, alors que leur réaction aux précipitations de SO4 peuvent être plus graduelles.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2002

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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