RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox.muni.cz; http://recetox.muni.cz Ivan Holoubek Chemie životního prostředí II – Znečištění složek prostředí Atmosféra (09) Acidifikace Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 2 Schéma procesů, kterým podléhají znečišťující látky v ovzduší Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 3 Mechanismy znečištění mokré atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 4 Procesy vedoucí k atmosférické depozici Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 5 Schéma rozdělení celkové atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 6 Atmosféra – acidifikace Oxidy S a N – transport, chemická konverze, depozice, environmentální vlivy – acidifikace prostředí Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 8 Emise, transport a depozice acidifikujících polutantů Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 9 Emise, transport a depozice acidifikujících polutantů Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 10 Kyselá mokrá atmosférická depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 11 Atmosféra – vznik kyselin z NOX a SO2 Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 12 Acidifikace mokré atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 13 Acidifikace mokré atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 14 Acidifikace mokré atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 15 Interakce, které určují složení vodní kapky v atmosféře Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 16 Schéma oblačných procesů aerosolové částice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 17 Mechanismus vzniku mokré atmosférické depozice Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 18 Možné depoziční cesty hlavních kyselinotvorných složek Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 19 Kyselá depozice – vliv na vodní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 20 Kyselá depozice – vliv na vodní ekosystémy  Roste kyselost jezer a toků  Roste obsah toxických látek a živin v důsledku vymývání a splachů z půd  Klesá rozmanitost a produkce většiny společenstev vodních rostlin a živočichů v důsledku okyselení a zvýšení koncentrace toxických kationtů (Al,..) vede k záhubě mnoha druhů ryb Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 21 Tři fáze acidifikace jezer:  Nejvyšší ovlivnění – povrchové vody v oblasti mělkých a kyselých půd, s vysokými srážkovými úhrny, podloží žuly, ruly apod.  pH < 5 (4,5) – největší problémy – USA, Skandinávie (Švédsko – 10 000 jezer)  Jarní kyselé šoky – přívalové vody v době jarního tání Kyselá depozice – vliv na vodní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 22  Okyselení – zvyšení rozpustnosti a mobility kationtů (Al, Mn, Zn, …), vyluhování živin (K, Ca, Mg..) – transport do vod – mění se potravní řetězce a složení fauny - pH 7,0 – 6,3 - mizí plži, někteří měkkýši, raci, pstruzi, lososi, bělice, dafnie, citlivý vodní hmyz, plankton  První stádium odumírání vodního ekosystému – pH 5,5 – 5,0 – prudké ochuzení společenstva ryb, přežívá okoun, štika, jen z části jiker se však vyvinou ryby  pH 4,5 – 4,0 – přežívá pouze úhoř  pH < 4,0 – silně vzrůstá viditelnost – 20 m a více (odumření fytoplanktonu a vysrážení organických látek) – voda je bez života Kyselá depozice – vliv na vodní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 23 Kyselá depozice – speciace kovů ve vodách v závislosti na pH Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 24 Kyselá depozice – vliv na vodní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 25 Acidifikace oceánů Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 26 Možná neutralizace kyselé mokré atmosférické depozice průchodem v pedosféře a litosféře Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 27 Changes in carbonate species concentration with changes in seawater pH Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 28 Recent changes in surface pH – Iceland and Norwegian seas Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 29 Kyselá depozice – vliv na půdní prostředí Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 30 Kyselá depozice – ovlivnění půdních procesů Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 31  Snižuje se pH půdy  Zrychluje se vymývání rostlinných živin a ostatních prvků  Zrychluje se rozpuštění půdních minerálů  Mění se půdní biota  Redukuje se půdní organická hmota  Snižuje se nitrifikace  Zvyšuje se pohyblivost Al a dalších iontů  Snižuje se dostupnost živin (P..)  Dochází ke vzrůstu pohyblivosti některých půdních složek Kyselá depozice – ovlivnění půdních procesů Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 32 Znečištění ovzduší jako stresový faktor v lesním ekosystému Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 33 Kyselá depozice – vliv na lesní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 34 Vlivy acidifikace na vegetaci:  Za nízkých koncentrací může dojít ke stimulování životních procesů rostlin  Při vyšších koncentracích se projevuje fytotoxicita (SO2, HF, fotooxidanty, prach) – chronická, akutní  Akumulace škodlivin v asimilačních orgánech  Negativní vliv na příjem a metabolismus CO2  Změny ve vodním provozu rostlin  Vyplavování živin z asimilačních orgánů  Ovlivňování vegetace změnami v půdě Kyselá depozice – vliv na lesní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 35 Vlivy acidifikace na lesy:  Snižování produkční schopnosti lesů  Chronické poškození lesních porostů  Zhoršená kvalita půdy  Narušení vodního režimu krajiny, snížení kvality vody odtékající z povodí  Častější výskyt povodní, erozí, snížená protilavinová ochrana Kyselá depozice – vliv na lesní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 36 Kyselá depozice – vliv na lesní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 37 Kyselá depozice – vliv na lesní ekosystémy Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 38 Generalized Arctic food web – affected by ocean acidification Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 39 Kyselá depozice – vlivy na stavby  Koroze materiálů  Negativní působení na stavební materiály  Znehodnocení a pokles hodnoty hmotných statků Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 40 Kyselá depozice – vlivy na stavby Katedrála v Rennes, Francie Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 41 Kyselá depozice – vlivy na stavby Research Centre for Environmental Chemistry and Ecotoxicology http://recetox.muni.cz 42 Místa ataku dýchacího systému v závislosti na rozpustnosti ve vodě  Přímé vlivy – dlouhodobé působení různých koncentrací polutantů – akutní a chronické toxické působení  Nepřímé vlivy – ovlivňování kvality ovzduší, vody, půdy, vegetace