Recovery from acidification in Nova Scotia: temporal trends and critical loads for 20 headwater lakes

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Abstract:

The chemical response of 20 headwater lakes in Nova Scotia to reduced acid deposition was investigated using trend analysis, and the need for further reductions was assessed using two steady-state, critical load models. Significant decreases were observed in the concentration of nonmarine sulphate (SO42–) and hydrogen (H+) at four wet deposition monitoring stations across Atlantic Canada since 1984. Dominant trends in surface water were decreasing SO42– concentrations, with little improvement in alkalinity and H+. Based on the Steady State Water Chemistry (SSWC) and First-order Acidity Balance (FAB) models, and using a critical chemical limit for acid-neutralizing capacity of 20 µmolc·L–1, critical load is exceeded at 9 and 13 of the 20 study lakes, respectively. Application of the SSWC model suggests that sulphur (S) deposition must be reduced by 37.3 mmolc·m–2·year–1 from 1997 levels to prevent critical load exceedance at 95% of the study lakes. Using the FAB model, the minimum reductions in nitrogen and S deposition necessary to protect 95% of the study lakes are 32.7 and 42.1 mmolc·m–2·year–1, respectively. Additional reductions beyond those proposed for 2030 are required to minimize critical load exceedance and promote recovery in alkalinity and pH of surface waters at the study catchments.

Nous étudions la réaction chimique de 20 lacs de sommet de bassin versant en Nouvelle-Écosse à une diminution des précipitations acides à l'aide d'analyses des tendances; nous évaluons aussi la nécessité de réductions additionnelles à l'aide de deux modèles de charge critique à l'état d'équilibre. On observe depuis 1984 des réductions significatives des concentrations de sulfates (SO42–) d'origine non marine et d'hydrogène (H+) à quatre stations de surveillance des précipitations humides réparties dans le Canada atlantique. Les tendances dominantes dans les eaux de surface montrent une diminution des concentrations de SO42– avec peu d'amélioration de l'alcalinité ou de l'H+. D'après les modèles SSWC (chimie des eaux à l'état d'équilibre) et FAB (bilan d'acidité du premier ordre) et avec une limite chimique critique de capacité à neutraliser les acides de 20 µmolc·L–1, la charge critique est dépassée respectivement à 9 et 13 des 20 lacs étudiés. L'application du modèle SSWC indique que les précipitations de soufre (S) doivent être réduites de 37,3 mmolc·m–2·an–1 à partir des niveaux de 1997 afin d'empêcher le dépassement des charges critiques dans 95 % des lacs étudiés. Selon le modèle FAB, les réductions minimales de précipitations d'azote et de S nécessaires pour protéger 95 % des lacs étudiés sont respectivement de 32,7 mmolc·m–2·an–1 et de 42,1 mmolc·m–2·an–1. Des réductions plus importantes que celles proposées pour 2030 sont donc nécessaires afin de minimiser les dépassements de charge critique et de favoriser la récupération de l'alcalinité et du pH des eaux de surface dans les bassins versants étudiés.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2006

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