Past and future chemistry changes in acidified Nova Scotian Atlantic salmon (Salmo salar) rivers: a dynamic modeling approach

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Abstract:

Atlantic salmon (Salmo salar) populations have been extirpated from a number of rivers in Nova Scotia, Canada, as a result of acid rain. We applied the model of acidification of groundwater in catchments (MAGIC) to 35 regional rivers to estimate pre-industrial water chemistry conditions and the potential future changes in water chemistry under three acid deposition scenarios for the region. Our model results indicate that water chemistry in the study streams remained relatively unchanged until the 1950s and reached their maximum effects on pH in the mid-1970s. The main effects of acid deposition have been a decrease in pH and an increase in base cations to surface waters, as the ion-exchange processes in soils release soil cations into surface waters. We forecast future water chemistry in the rivers using three deposition scenarios: no change in sulfate deposition from year 2000 and 10% and 20% sulfate reductions per decade. We show that the more rapid the reduction in acid deposition, the faster the recovery. We also show that although stream water acidity will recover within a few decades, in most streams, base cations will not recover to pre-industrial levels within the next 100 years.

Plusieurs populations de saumons atlantiques (Salmo salar) ont été éliminées des rivières de Nouvelle-Écosse à cause des précipitations acides. Nous avons appliqué le modèle MAGIC (modèle d'acidification des eaux souterraines dans les bassins hydrogéographiques) à 35 rivières de la région pour estimer les conditions chimiques de l'eau avant l'industrialisation et pour prédire les changements futurs de chimie de l'eau dans ces milieux selon trois scénarios de précipitations acides dans la région. Les résultats de la modélisation indiquent que les conditions chimiques de l'eau sont demeurées à peu près inchangées jusqu'aux années 1950 et que les effets les plus importants sur le pH se sont produits au milieu des années 1970. Les effets principaux ont été une baisse du pH et une augmentation des cations basiques dans les eaux de surface, alors que les mécanismes d'échanges ioniques des sols libéraient les cations vers les eaux superficielles. Nous prédisons les caractéristiques chimiques de l'eau dans les rivières selon trois scénarios, soit des précipitations de sulfates inchangées au taux de 2000 et des réductions de 10 % et de 20 % des sulfates par décennie. Plus la réduction des précipitations acides se fera rapidement, plus rapide aussi sera la récupération. Bien que l'acidité de l'eau des rivières puisse se rétablir en quelques décennies, les concentrations de cations basiques ne retrouveront pas leur niveau pré-industriel au cours du prochain siècle.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2004

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