KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

20
PRACE INSTYTUTU BADAWCZEGO Seria A 2000/4 906 MALZAHN Instytut Badawczy Lasów Naturalnych 17-230 emalzahn@las.ibl.bialo wieza.pl DESZCZE W PUSZCZY JAKO KRYTERIUM ACID RAINS IN PRIMEVAL FOREST AS THE GAUGE OF A THREAT TO THE FOREST ENVIRONMENT Abstraet: The paper contains the estimation ojthe level oj atmospheric pre- cipitation acidity and the trends in its changes in Primeval Forest in the years 1987-1998. The variability ojprecipitation acidity in year cycles, as as in succeeding summer and winter seasons and years, against a back- ground oj the variability oj chosen clima/ic jactors was analysed The correla- tions between precipitation acidity, air poUulion indexes and dustfaU in Primeval Forest we re investigated. The prognosis concerning the changes in precipitation acidity as the indicator oj air pollution wet deposi- tion, and the influence oj precipitation acidity on the level oj a threat to the jor- est environment was presented Key JVords : Primeval Forest, acid rain, pollulion threat. Prac. Insi Bad. A, 2000, 4(906): 53-72.

Transcript of KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Page 1: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

PRACE INSTYTUTU BADAWCZEGO LEŚNICTWA, Seria A

2000/4 906

Elżbieta MALZAHN

Instytut Badawczy Leśnictwa Zakład Lasów Naturalnych 17-230 Białowieża ~-mail : [email protected]

KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO KRYTERIUM ZAGROŻENIA ŚRODOWISKA LEŚNEGO

ACID RAINS IN BIAŁOWIEŻA PRIMEVAL FOREST AS THE GAUGE OF A THREAT TO THE FOREST ENVIRONMENT

Abstraet: The paper contains the estimation ojthe level oj atmospheric pre­cipitation acidity and the trends in its changes in Białowieża Primeval Forest in the years 1987-1998. The variability ojprecipitation acidity in year cycles, as wet~ as in succeeding summer and winter seasons and years, against a back­ground oj the variability oj chosen clima/ic jactors was analysed The correla­tions between precipitation acidity, air poUulion indexes and dustfaU in Białowieża Primeval Forest we re investigated. The prognosis concerning the changes in precipitation acidity as the indicator oj air pollution wet deposi­tion, and the influence oj precipitation acidity on the level oj a threat to the jor­est environment was presented Key JVords: Białowieża Primeval Forest, acid rain, pollulion threat.

Prac. Insi Bad. Leś., A, 2000, 4(906): 53-72.

Page 2: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

1. WSTĘP

W literaturze światowej ciągle aktualna jest hipoteza o bezpośrednim i pośrednim, tj . działającym poprzez zmiany chemizmu gleby, wpływie kwaśnych deszczy na procesy zachodzące w ekosystemach leśnych (PRUSINKIEWlCZ i in. 1990; GODBOLD, HUTTERMANN 1994; RYKOWSKl 1998). Kwaśne deszcze niszczą aparat asymilacyjny poprzez zmywanie ochronnej warstwy wosku z liści i igieł oraz powodowanie zesztywnienia aparatu szparkowego w fazie otwartej . Spływając do gleby, powodują wzrost jej zakwaszenia, a naruszając równowagę jonową powodują ługowanie składników próchniczych i biogennych. Korzenie drzew, szczególnie drobne korzenie i włośniki , ulegają wtedy zniszczeniu, a cały system korzeniowy karleje, co powoduje słabsze umocowanie drzew w glebie i sprzyj a ich wywrotom.

W literaturze występują rozbieżności dotyczące progowej wartości pH, przy przekroczeniu której można mówić o kwaśnych deszczach i ich negatywnym oddziaływaniu na środowisko. Woda deszczowa jest naturalnie zakwaszonajona­lni H+ powstałymi w reakcji z dwutlenkiem węgla, stąd naturalne pH wody opado­wej wynosi 5,6. Bezpośrednią przyczyną powstawania kwaśnych deszczy jest emisja zanieczyszczell , wśród których ważną rolę odgrywają zanieczyszczenia pielwotne - dwutlenek siarki, tlenki azotu i dwutlenek węgla, które już w chwili emisji mają charakter kwaśny. Część związków kwasotwórczych może być neu­tralizowana przez związki alkaliczne pochodzące z pyłów antropogenicznych. Kwasowość opadów zmienia się pod wpływem zachodzących w powietrzu reakcji pomiędzy różnymi zanieczyszczeniami, w zależności od czynników meteorolo­gicznych, takich jak wilgotność i temperatura powietrza, nasłonecznienie i pręd­kości wiat1ll. Powstaj ą zanieczyszczenia wtórne - mocne kwasy o zdecydowanie wyższym stopniu szkodliwego oddziaływania na środowisko .

W latach 1960-1980 w Europie rejestrowano wzrastającą kwasowość

opadów atmosferycznych wraz ze stałym wzrostem emisji gazowych zanie­czyszczeń powietrza, głównie związków siarki i azotu (STANNERS, BOURDEAU 1995). W latach 90., skutkiem starań rządów poszczególnych państw i spo­łeczności międzynarodowej, sukcesywnie zmniejszała się emisja gazowych i pyłowych zanieczyszczeń powietrza. W Polsce notowano w tym czasie zdecydo­wany spadek emisji pyłów, jako skutek wzrostu ilości instalowanych urządzeń odpylających, natomiast mniejszy spadek emisji gazów, zwłaszcza związków azotu (MITOSEK 1997). Zmianom emisji odpowiadały zmiany depozycji za­nieczyszczeń powietrza, rejestrowane na terenach leśnych kraju (WAWRZONlAK 1996). Istotne jest rozpoznanie, jaki wpływ mają te zmiany na kwasowość opadów atmosferycznych.

Puszcza Białowieska, mimo znacznego dystansu, dzielącego ją od wielkich ośrodków przemysłowych i szlaków komunikacyjnych, znajduje się w strefie za­grożeń zanieczyszczeniami powietrza tak ze źródeł lokalnych, jak i z dalekiego

Page 3: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Bialowieskiejjako kryterium zagrożenia środowiska 55

zasięgu . Świadczy o tym podwyższony na jej obszarze poziom stężeń za­nieczyszczeń wtórnych powietrza w latach 1987- 1996 (MALZAHN 1997, 1999). Zaobserwowane w tym okresie zmiany poziomu zanieczyszczeń sugerowały

możliwość przyśpieszenia tempa zakwaszenia środowiska leśnego . W Puszczy Białowieskiej oznaczana jest kwasowość opadów atmosferycznych, jako jeden z elementów prowadzonego od 1986 r. monitoringu zanieczyszczeń powietrza w lasach. W tej pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w latach 1987- 1998, finansowanych z działalności statutowej w ramach tematu nr 200102.

2. METODY BADAŃ

Opady atmosferyczne zbierano w punkcie pomiarowym zlokalizowanym na terenie Stacji Meteorologicznej IMiGW, na otwartej przestrzeni, w Parku Pałacowym w Białowieży. Usytuowanie Stacji w geometrycznym środku całej Puszczy pozwala w znacznym stopniu rejestrować jej warunki klimatyczne w skali regionalnej (OLSZEWSKI 1986). Podczas badań prowadzonych w latach 1987- 1990 stwierdzono, że pomiary kwasowości opadów na polanie białowieskiej reprezentują poziom ich zakwaszenia na obszarze Puszczy (MALZAHN, PLIS 1993).

Opady zbierano według ujednoliconej metodyki opisanej przez HŁA WICZKĘ (1985). Chwytnik opadów składał się z umieszczonego na wysokości 1,5 m nad poziomem gruntu leja z PCV o średnicy 320 rruTI, połączonego szczelnie z pojem­nikiem plastikowym, w który zbierany był każdy opad. Kwasowość opadów mierzono w laboratorium Zakładu Lasów Naturalnych Instytutu Badawczego Leśnictwa w Białowieży metodą potencjometryczną przy pomocy jonometru Del­ta 150 firmy Corning z dokładnością do 0,01 pH. Do kalibracji używano standar­dowych roztworów pH filmy Mer~k.

Na podstawie przeglądu danych literaturowych, wybrano europejską

klasyfikację wód opadowych według badaczy z Uniwersytetu w Oldenburgu (JANSEN i in. 1988) przyjmującą następujące kryteria: kwasowość znacznie obniżona - pH>6,5; kwasowość lekko obniżona - 6,5- 6,1; kwasowość normalna - 6,1- 5,1; kwasowość lekko podwyższona - 5,1-4,6; kwasowość

znacznie podwyższona - 4,6-4, l ; kwasowość silnie podwyższona - pH <4, 1. Uogólniono ją do trzech klas: deszcze zasadowe o pH> 6,5; deszcze obojętne o pH 6,5-4,6 i kwaśne deszcze o pH <4,6.

Wykorzystano możliwość porównania zmian kwasowości opadów ze zmia­nami innych komponentów monitoringu zanieczyszczeń powietrza -wskaźników gazowych zanieczyszczeń powietrza (S02 i NOx) oraz opadu pyłów na obszarze Puszczy. Ze względu na metodykę tych pomiarów, w której urządze­nia pomiarowe eksponowane są przez miesiąc i zmieniane 15 dnia każdego mie-

Page 4: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

56 E. Malzahn

siąca (MALZAHN 1999), średnie wartości pH opadów obliczano w okresach miesięcznych (od 15 do 15 dnia następnego miesiąca), sezonowych: w sezonach letnich (15 .04-15.10), zimowych (15.10- 15.04 następnego roku) oraz rocznych (15.01-15 .01 następnego roku) .

Średnie miesięczne, sezonowe i roczne pH opadów atmosferycznych oblicza­no metodą, uznaną przez EMEP (Manual for sampling ... 1977). Zmierzone pH było przeliczane na stężenie jonów H+, a następnie średnia ważona stężenia H+ (gdzie wagą średniej była wielkość opadu atmosferycznego w mm) była po­nownie przedstawiona w formie pH wg wzorów:

< H + >= ~ !10- PHi

n i=1

< pH > =-log ,o < H + >

gdzie: <H+> - średnie stężenie jonów wodorowych, <pH>- średnia wartość pH, pHi -pH kolejnego opadu. Informacje o wielkości opadu i innych warunkach lneteorologicznych w

dniach z opadem atmosferycznym uzyskano na podstawie zestawień obserwacji rejestrowanych na stacji meteorologicznej IMiGW w Białowieży .

Istotność trendów zmian Waliości badanych parametrów określano obliczając współczynniki korelacji i regresji, z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego Exce15 .0.

3. WYNIKI I DYSKUSJA

W latach 1987-1998 zbadano kwasowość 904 opadów atmosferycznych. Średnie pH opadów w całyln okresie badań wynosiło 4,57, przy znacznej zmienności kwasowości poszczególnych opadów: od wartości minimalnej 3,08 do maksymalnej 9,46. Kwasowość opadów w Białowieży nie różniła się więc

od waliości rejestrowanych w Polsce w latach 80., zawierających się w granicach 4,0-4,6 pH (PERSSON 1987; HRYNIEWICZ, PRZYBYLSKA 1989; THOMPSON 1991).

Ocenę wpływu kwaśnych deszczy ~a lasy utrudnia stosowanie różnych podziałów opadów pod względem ich kwasowości. Na terenach leśnych w całym kraju przyjęto podział na opady kwaśne (pH <5 ,5) i bardzo kwaśne (pH <4,5) (LIWfŃSKA, W A WRZONIAK 1995). W tym opracowaniu uznano, że w Puszczy Białowieskiej na proces zakwaszania środowiska leśnego mogą mieć wpływ

Page 5: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako kryterium zagro=enia środowiska 57

kwaśne deszcze o kwasowości wyższej od większości gleb leśnych (pH <4,6). A więc średnie pH opadów w ostatnim dziesięcioleciu o wartości 4,57 świadczy o wysokim poziomie kwasowości opadów, co negatywnie wpływa na środowisko leśne . Inne kryteria przyjmowano w lasach górskich. W prognozie degradacji drzewostanów Tatrzańskiego Parku Narodowego przyjęto, że deszcze o pH po­między 6, ł a 4,2, oddziaływają na las średnio, a deszcze o pH poniżej 4,2 - silnie (KRZAN, SKA WrŃSKJ 1993). W badaniach prowadzonych w Beskidach za nega­tywnie wpływające na lasy uznawano opady o pH poniżej 4,3 (KONECNY 1987), a w Ojcowskim Parku Narodowym uznano pH opadu poniżej 4,5 za wartość znacznie obniżoną, a poniżej 4,0 za silnie obniżoną (LEŚNIOK, PARTYKA 1993). W Karkonoszach opady o pH <4,5 określano jako kwaśne, a dopiero spadek pH poniżej 3,6 uznawano za niebezpieczny dla środowiska (lADCZYK 1994).

W cyklu rocznym miesięczna kwasowość opadów atmosferycznych ulegała zmianom w zależności od warunków klimatycznych (tab. 1). Najwięcej deszczy występowało w lipcu, najmniej - w kwietniu. Najmniej kwaśne były deszcze w maju (średnie pH 4,97), przy średniej zmienności wartości pH poszczególnych deszczy (różnica pomiędzy wartością maksymalną a minimalną = 4,0 l jednostki). Najmniejszą zmiennością pH charakteryzowały się deszcze w sierpniu (średnie pH 4,89; różnica = 3,28 jednostki). Najbardziej kwaśne opady występowały w grudniu - średnie pH 4,16 i styczniu - średnie pH 4,30, przy najwyższej zmien­ności wartości pH poszczególnych opadów (różnica = 5,76 jednostki). Również procentowy udział kwaśnych deszczy (pH <4,6) w sumie opadów był najniższy w maju, a najwyższy w grudniu i styczniu (ryc. 1). Deszcze zasadowe (pH>6,5) występowały w większych ilościach w kwietniu, maju, sierpniu i listo­padzie, nie przekraczając 10% udziału w sumie opadów. Stwierdzono istotną ujemną korelację pomiędzy średnim miesięcznym pH opadów a procentowym udziałem kwaśnych deszczy w sumie opadów (lyC. 2), co pozwala na używanie obu tych wskaźników w ocenie kwasowości opadów i ich wpływu na środowisko.

% 100

80

60

40

20

O II

. --_. -pH > 6,5

OpH 4,6 - 6,5

. pH < 4,6

III N V VI VII VIII IX X XI XII

Miesiące - Months

Ryc. 1. Miesięczna zmien­no' ć udziału deszczy o różnej kwasowo ' ci w sumie opadów (%) w latach 1987- 1998 Fig. I. Monthly variability of percentage fraction of preci­pitation with various pH values in total atmospheric preci­pitation (%) in lhe years 1987- 1998

Page 6: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Tabela 1 Table l

Miesięczna zmienność kwasowości opadów i wybranych warunków klimatycznych podczas dni z opadem atmosferycznym w Białowieży w latach 1987-1998 .. Monthly variability of precipitation acidity and chosen c1imatic factors during days with precipitation in Białowieża in the years 1987- 1998

. .!.. Kwasowość opadu Suma Średnia temp. Wilgotność Kierunek Prędkość o-'u Acidity of precipitation opadów dobowa względna wiatru wiatru 0

~ 5- pH Deszcze Rain

Total Daiły average Relative air Wind Wind 'o '- precipitation temperature humidity direction velocity 'O o

u a.o Kwaśne Obojętne Zasadowe oC % 0-360° m · sek- ' .;r .s o 0.z:=

~ ~ 'u ~ ~ Acid rain Neutrał rain Alkaline rai n .- o 'o ~ .g ~~ =a.s pH<4,6 4,6 <pH<6,5 pH>6,5

n Xli' mm. maks . n mm n mm n mm mm (x) x x x x

I 81 4,30 3,70 9,46 48 212,3 31 109,4 2 5,5 327,2 (27,3) -1 ,0 87 231 3,8

II 71 4,43 3,52 7,26 40 288,7 30 197,0 1 7,8 493,5 (41 ,1) 0,6 85 217 3,3

III 61 4,58 3,35 6,93 24 249,8 35 263,6 2 3,6 517,0 (43 ,1) 3,7 83 194 2,5

IV 52 4,72 3,83 7,50 10 120,8 33 284,6 9 36,6 442,0 (36,8) 10,2 77 219 2,6

V 78 4,97 3,87 7,88 9 99,2 60 669,0 9 85,2 853,4 (71 , l) 14,7 79 211 2,0

VI 80 4,61 3,08 7,27 14 196,3 60 721 ,3 6 18,0 935,6 (78,0) 16,6 81 247 2,0

VII 92 4,57 3,40 7,94 30 277,5 52 493,1 10 49,4 820,0 (68,3) 16,3 83 219 1,8

VIII 81 4,89 4,01 7,29 21 161,4 46 542,0 14 77,6 781 ,0 (65,1) 14,0 86 235 1,9

IX 60 4,59 3,76 7,00 26 242,0 32 300,9 2 5,4 548,3 (45 ,7) 10,0 88 211 2,3

X 67 4,52 4,00 7,58 28 233,7 36 232,7 3 6,4 472,8 (39,4) 4,1 88 215 2,6

XI 82 4,47 3,65 9,01 37 242,3 41 245,0 4 36,7 524,0 (43 ,7) 0,0 91 226 2,9

XII 60 4,16 3,35 7,86 35 208,3 21 91 ,0 4 9,4 308,7 (25,7) 0,4 90 219 3,4

Vl 00

Page 7: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

% 80

60

40

20

4,1

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako kryterium zagrożenia środowiska 59

4,3 4,5

I r = -0,921 ; P < .001

4,7 4,9 pH

Ryc. 2. Korelacja i prosta regresji pomiędzy średnią mie­sięczną kwasowością opadów (pH) a udziałem kwaśnych

deszczy w sumie opadów at­mosferycznych (%) w latach 1987-1998 Fig. 2. Correlation and linear regression between monthly precipitation acidity (pH) and percentage fraction of preci­pitation with acid rains in totał atmospheric precipitaion (%) in the years 1987- 1998

Średnia miesięczna kwasowość opadów była istotnie skorelowana z warun­kami klimatycznymi. Średnie pH opadów było skorelowane dodatnio z mie­sięczną sumą opadów i średnią dobową temperaturą powietrza, a ujemnie z wilgotnością względną powietrza i prędkością wiatru (ryc. 3), natomiast nie za­leżało istotnie od kierunku wiatru. Z powyższych zależności wynikaj ą istotne ko­relacje pomiędzy procentowym udziałem kwaśnych deszczy w sUJ.?1ie opadów a warunkami klimatycznymi: miesięczną sumą opadów (r = -0,847; P< .001), temperaturą powietrza (r = - 0,889; P< .001), wilgotnością względną (r = 0,679; P< .05) i prędkością wiatru (r = 0,860; P< .001). Współczynniki korelacji były tu nawet wyższe niż w przypadku średnich wartości pH.

Przebieg zmienności kwasowości opadów w poszczególnych miesiącach

wskazuje na występowanie dwóch sezonów: letniego (15.04-15.10 każdego roku) i zimowego (15.10-15.04 następnego roku). Kwasowość opadów była wyższa (średnio o 0,29 jednostki pH) w sezonach zimowych (średnie pH 4,41) niż w sezo­nach letnich (średnie pH 4,70) (tab. 2-3). W sezonach zimowych zarejestrowano rów­nież więcej niż w sezonach letnich opadów bardzo kwaśnych (pH <4,0) i mniej zasadowych (pH >6,5). W całym okresie badań występował ponad dwukrotnie mnie­jszy udział kwaśnych deszczy w sezonach letnich (24,4%) niż w sezonach znnowych (56,5%). Rozpatrując sezonowość imisji zanieczyszczeń płynących z wodami opa­dowymi, należy zwrócić uwagę na odmienny charakter oddziaływania tych za­nieczyszczeń na środowisko przyrodnicze. W lecie zanieczyszczenia przedostają się do gleby porcjami, wraz z każdym opadem deszczu. Są zatem przyjmowane przez ekosystem w sposób ciągły . Natomiast w okresie zimowym zalegają w warstwie śnie­gu nawet przez kilka miesięcy i docierają do środowiska wraz z wiosennymi roztopa­lm, a więc jednorazowo w dużych stężeniach. Część z nich akumuluje gleba, większoś ~ zaś prawdopodobnie spływa do cieków wodnych. Istnieje zatem niebezpieczeństwo zanieczyszczenia środowiska wodnego.

Page 8: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

60 E. Malzahn

mm I r = 0,709 ; P < .01 J 80

OJ VI-VII-

60

40 -IV

20

Oc 20

r = 0,752 ; P < .01

15 ITJ VII_ - VI

10 V

5

O

-5 II XI

% 95 XI

I r= - 0,626 ; P< .05 J XII L.... - X IX

VIII --- -- -85

[TI II V VI -IV 75

m sek-1

4 - II I r = - 0,794 ; P < .01 I

3

V 2 [IJ 1

4,1 4,3 4,5 4,7 4,9 pH

Ryc. 3. Korelacje i proste regresji pomiędzy średnią miesięczną kwasowością opadów (pH) a warunkami klimatycznymi w dniach z opadem atmosferycznym w latach 1987-1998. 1 - suma opadów, 2 - średnia dobowa temperatura powietrza, 3-wilgotność względna, 4 - prędkość wiatru Fig. 3. Correlation and linem' regressions between monthly acidity (pH) and c1imatic factors during days with precipitation in the years 1987- 1998. 1- total precipitation, 2 - daily average temperature, 3 - relative air humidity, 4 - wind velocity

Analizując kierunek zmian kwasowości opadów, istotne prostoliniowe wieloletnie trendy zmian stwierdzono w przypadku waliości pH opadów w se­zonach letnich i zimowych oraz w okresach rocznych, natomiast nie stwierdzono istotnego trendu w przypadku procentowego udziału kwaśnych deszczy w sumie opadów, pomimo tendencji spadkowych w ostatnich 4 latach (ryc. 4) . Zaobserwo­wano, że w ciągu dwunastu lat badań średnioroczne pH opadów było wyższe od

Page 9: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Tabela 2 Table 2

Zmienność kwasowości opadów i wybra~ych warunków klimatycznych podczas dni z opadem atmosferycznym w sezonach letnich w Białowieży w latach 1987-1998 Vfiiability of precipitation acidity and chosen climatic factors during days with precipitation in summer seasons in Białowieża in the years 1987-1998

Rok I Kwasowość opadu Suma opadów ŚI'ednia Wilgotność Kierunek Prędkość Year '0 Acidity of precipitation 'Totał temp,dobowa względna wiatl'u wiatru {)

~ l5.. pH Deszcze Rain precipitation Daiły average Relative air Wind Wind -o "-' "O o temperature humidity direction vełocity

~Cł Kwaśne Obojętne Zasadowe oC % 0-360° m , sek- I 0 ' -

\ eJ 'E . Acid rain Neutral rain Alkaline raio -rłl «I

=&'c pH<4,6 4,6<pH<6,5 pH>6,5

n x mm, maks, n mm n mm n mm mm (x) x x x x

1987 40 4,14 3,08 7,88 8 ·57,8 24 189,1 8 28,4 275,3 12,7 80 249 2,4

1988 58 4,97 4,01 7,34 10 45,7 41 394,3 7 54,6 494,6 15,3 84 249 2,0

1989 55 4,64 3,76 7,94 14 107,0 35 184,8 6 29,3 321 ,1 14,3 83 236 2,6

1990 36 4,48 3,83 7,59 16 173,7 19 250,2 1 0,4 424,3 13,5 85 243 2,3

1991 36 4,75 3,81 7,00 8 59,2 22 186,8 6 19,6 265,6 14,6 84 214 1,9

1992 31 4,88 4,32 6,92 3 67,4 22 191,6 6 19,1 278,1 15,0 81 209 2,1

1993 48 4,51 4,00 7,24 18 135,5 25 159,5 5 22,7 317,7 13,8 77 242 1,5

1994 43 4,61 4,13 7,56 10 88,2 24 212,9 9 63,5 364,6 13,9 81 207 1,7

1995 36 4,89 4,17 5,88 lO 148,6 26 299,9 O O 448,5 14,7 84 181 1,8

1996 19 4,93 4,18 6,33 5 60,0 14 215,0 O O 275,0 13,5 82 192 2,3

1997 24 5,15 4,33 7,38 4 59,1 17 287,1 ..,

, 35,6 381 ,8 14,3 81 195 1,9 ;)

1998 21 5,15 4,58 6,00 2 57,0 19 434,4 O , O 491 ,4 13,7 84 210 1,8

1987-90 189 4,51 3,08 7,94 48 384,2 119 1018.4 22 112,7 1515,3 (378 ,8) 14,1 83 244 2,3

1991-94 158 4,71 3,81 7,56 39 ' 350,3 93 750,8 26 124,9 1226,0 (306,5) 14,3 80 219 1,8

1995-98 100 5,02 4,17 7,38 21 324,7 76 1236,4 ..,

35,6 1596,7 (399,2) 14,2 83 193 1,9 ;)

1987-98 894 4,70 3,08 794 108 1059,2 288 30056 51 ,0 273,2 4338,0 (361 5) 14,2 82 224 2,0

Page 10: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Tabela 3 Table 3

Zmienność kwasowości opadów i wybranych warunków klimatycznych podczas dni z opadem atmosferycznym w sezonach zimowych w Bialowieży w latach 1987-1998 Variability of precipitation acidity and chosen cJimatic factors during days with precipitation in winter seasons in Białowieża in the years 1987-1998

Rok . l. Kwasowość opadu (l) .c , bl) o- o «l ;.a = Year '0 Acidity of precipitation = "O ti .~ J.. J.. (l) ~ ć,> u ] § .....

~ o. Deszcze 'o E «l_ .~ .c 'o 4-< "O ::: >. -(l) ' u ..::: ~ ·z ~ 'o "O o pH ~

o <U _ .... ~~ ~ '@ u

~.c Raio Q.. Iś -; 'C;; 2 ~ (l) 'u .2 c c o "-l .::: 'ó ~ 7 o .- O e c 'O c o ',c "''0> ~'O~ 'u ::: ::: Kwaśne Obojętne Zasadowe ~ 0- C «l (l) o ~ . _ ="00 E 7ś '0 "O~o- 0Jl- -' J..:::\O "O ,.. en '~ ~ .g Acid raio Neutrał raio Ałkałioe rai o = o ~ ~ o E == ~..E:! ~~2:

~ . = . ;:::0'5 en r- o- 'en oC .8 ~~~ ~ c:t~E

pH<4,6 4,6<pH<6,5 pH>6,5

n x . mm. maks. n mm n mm n mm mm (x) x x x x 1986/87 51 4,38 3,35 7,58 23 104,1 18 84, l 10 17,6 205 ,8 -1 ,8 88 187 3,5

1987/88 46 4,19 3,48 6,56 21 93,7 24 74,3 l 1,1 169,1 0,7 89 201 2,4

1988/89 56 4,45 3,70 7,07 24 92,0 30 118,9 2 0,9 211 ,8 1,5 87 243 3,5

1989/90 32 4,16 3,35 7,08 18 147,8 13 83,1 l 0,6 231 ,5 2,9 88 238 3,8

1990/91 34 4,34 3,94 9,01 17 117,5 16 78,1 1 13,5 209,1 1,5 90 222 2,2

1991/92 37 4,46 3,65 8,86 22 128,4 12 50,4 3 11 ,8 190,6 1,5 90 236 3,6

1992/93 31 4,45 3,76 7,58 19 180,2 10 79,5 2 12,5 272,2 1,5 88 236 3,8

1993/94 45 4,47 4,02 7,86 24 174,9 18 108,0 " 7,6 290,5 0,8 87 184 2,4 .)

1994/95 46 4,50 3,99 9,46 27 181 , l 18 109,3 l 5,4 295 ,8 2,0 83 221 3,0

1995/96 22 4,63 4,14 6,08 9 95 ,5 13 114,0 O O 209,5 -2,4 87 217 3,3

1996/97 21 4,56 3,99 6,14 13 104,0 8 73,1 O O 177,1 1,3 83 216 3, l 1997/98 23 4,56 4,04 6,67 10 105,3 12 117,0 1 13,2 235 ,5 1,6 88 199 2,5

1986/87 -89/90 185 4,28 3,35 7,58 86 437,6 85 360,4 14 20,2 818,2 (204,6) 0,6 88 217 3,3 1990/91-93/94 147 4,43 3,65 9,01 82 601 ,0 56 316,0 9 45 ,4 962,4 (240,6) 1,3 89 217 2,9 1994/95-97/98 112 4,56 3,99 9,46 59 485,9 51 413,4 2 18,6 917,9 (229,5) 0,9 85 215 3,0 1986/87- 97/98 444 441 335 946 227 15245 192 10898 25 842 2698,5 (224.9) 09 87 216 3 l

0\ N

Page 11: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej j ako kryterium zagrożenia środowiska 63

pH

5,2

4,8

4,4

o

240

220

200

1 8 O '-!-,,.,--.---r-r-T-r--r-r-T-'

1987 1990 1993 1996

L

R

z

z

R

L

R

L

Z

1987 1990 1993 1996

L* R **

z **

z

R

L

Ryc. 4. Zmienność i trendy zmian średnich wartości pH opadów, udziału kwaśnych

deszczy w sumie opadów (%) i kierunku wiatru (0-360°) podczas dni z opa.dem w latach 1987-1998; L - sezony letnie, Z - sezony zimowe, R - okresy roczne, Trend prostoliniowy istotny przy P < .05 *, p < .01 **, p < .001 *** Fig. 4. Variability and the course of changes in: precipitation mean pH value, percentage fraction of precipitation with acid rains in total atmospheric precipitation (%), and wind direction (0-360°) during days with precipitation in the years 1987- 1998; L - surnmer seasons, Z - winter seasons, R - one-year period. Linear trend significant for P<.05 *, P<.OI **, P < .001 ***

wartości progowej pH kwaśnych d'eszczy (4,6) w siedmiu latach, w tym wyraźnie coraz wyższe - w ostatnich czterech latach (tab. 4) . Te zmiany zasugerowały wydzielenie trzech okresów czteroletnich: w latach 1987- 90, 1991-94 i 1995-98. W kolejnych trzech okresach kwasowość opadów w sezonach letnich (tab. 2) była niższa o 0,20 i 0,31 jednostki pH przy zmniejszającej się amplitudzie wahań - od 4,9 do 3,2 jednostki pH, natomiast w s'ezonach zimowych (tab. 3) kwasowość opadów również zmniejszała się - o 0,15 i 0,13 jednostki pH, ale przy zwię­kszającej się amplitudzie wahań - od 4,2 do 5,5 jednostki pH. W okresach rocznych (tab. 4) kwasowość opadów w kolejnych trzech okresach zmniejszała się o 0,19 i 0,22 jednostki pH, przy niewielkich zmianach amplitudy wahań pH.

Jednocześnie zmieniały się niektóre warunki klimatyczne podczas dni z opa­dem. Suma opadów wahała się nieregulamie, z wyraźnym spadkiem w drugim okresie (lp.ta 1991-1994), kiedy zarejestrowano również najwyższe średnie tem-

Page 12: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Tabela 4 Table 4

Zmienność kwasowości opadów i wybranych warunków klimatycznych podczas dni z opadem atmosferycznym w Białowieży w latach 1987-1998 Variability of precipitation acidity and chosen c1imatic factors during days with precipitation in Białowieża in the years 1987- 1998

Rok I Kwasowość opadu Suma opadów Średnia Wilgotność Kierunek Prędkość 'o. Year '0 'Aciditv oforecioitation Total temp.dobowa względna wiatru wiatru

~

~ 5. pH Deszcze Rain precipitation Daily average Relative air Wind Wind ve-'o "-' temperature humidity direction locity "O o

Obojętne ~.c Kwaśne Zasadowe oC % 0-360° m , sek- I

o '.c Acid rain NeutraI rain Alkaline rain .. u c c '~ § ,g pH<4,6 4,6<pH<6,5 pH>6,5 ;::::;O'~

n x , mm, maks , n mm n mm n mm mm (x) x x X x

1987 81 4,10 3,08 7,88 30 173,6 41 233 ,2 10 32,1 438,9 6,2 84 223 2,8

1988 115 4,75 4,01 7,34 33 159,3 74 524,2 8 55,4 738,9 7,6 86 238 2,5

1989 102 4,40 3,35 7,94 37 211 ,7 57 297,3 8 30,0 539,0 9,2 85 236 3,0

1990 65 4,41 3,81 9,01 35 326,7 28 315,7 2 13,9 656,3 8,9 86 233 2,6

1991 71 4,61 3,65 8,86 24 154,7 39 244,5 8 30,6 429,8 7,8 86 219 2,3

1992 66 4,57 3,76 7,58 27 268,8 31 232,5 8 24,6 525,9 7,8 86 226 2,6

1993 82 4,56 4,00 7,86 31 225,7 42 275 ,3 9 38,1 539,1 8,5 80 223 2,4

1994 86 4,61 3,99 7,56 37 302,1 40 318,8 9 63 ,5 684,4 7,5 84 206 2,3

1995 73 4,73 4,01 9,46 31 266,6 41 408,2 1 5,4 680,2 8,0 84 202 2,4

1996 41 4,75 4,18 6,33 17 194,1 24 318,5 O O 512,6 5,3 84 200 2,7

1997 46 4,88 3,99 7,38 14 144,9 28 380,0 4 48 ,8 573,7 8,2 83 194 2,3

1998 46 490 404 637 11 170,7 35 5606 O O 731 3 70 85 221 25

1987-90 363 4,40 3,08 9,01 135 871 ,3 200 1370,4 28 131 2373,1 (593,3) 8,0 85 233 2,7

1991-94 305 4,59 3,65 8,86 119 951 ,3 152 1071 ,1 34 156,8 2179,2 (544,8) 7,9 84 218 2,4

1995-98 206 481 399 946 73 776,3 128 1667,3 5 54 2497 8 (6245) 73 84 204 25

1987-98 874 457 308 946 327 2598,9 480 41088 67 342.4 7050 1 (587 5) 78 85 221 2,5

Page 13: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako kryterium zagrożenia środowiska 65

N Wszystkie dni

15 i NNE . Ali days NE

v- ENE

S

N Dni zapadem 10

NE Days with precipitatian

WNW

W

WSW

SE

S

Dni z kwaśnym deszczem Days with acid rain

NE

-1987-1990

-1991-1994

-- 1995-1998

S

Ryc. 5. Zmienność róży wiatrów w trzech okresach lat 1987-1998 Fig. 5. VariabiIity of wind rose in three periods in the years 1987- 1998

'Analizując kierunek zmian kwasowości opadów, istotne prostoliniowe wieloletnie trendy zmian stwierdzono w przypadku wartości pH opadów w se­zonach letnich i zimowych oraz w okresach rocznych, natomiast nie stwierdzono istotnego trendu w przypadku procentowego udziału kwaśnych deszczy w sumie opadów, pomimo tendencji spadkowych w ostatnich 4 latach (ryc. 4). Zaobserwo­wano, że w ciągu dwunastu hit badań średnioroczne pH opadów było wyższe od wartości progowej pH kwaśnych deszczy (4,6) w siedmiu latach, w tym wyraźnie coraz wyższe - w ostatnich czterech latach (tab. 4). Te zmiany zasugerowały wydzielenie trzech okresów czteroletnich: w latach 1987-90,1991-94 i 1995-98. W kolejnych trzech okresach kwasowość opadów w sezonach letnich (tab. 2) była niższa o 0,20 i 0,31 jednostki pH przy zmniejszającej się amplitudzie wahań - od 4,9 do 3',2 jednostki pH, natomiast w sezonach zimowych (tab. 3) kwasowość

Page 14: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

66

mm 400

%

85

75

E. NJalzahn

m sek-1

2 ,5

2

1,5 o

270

225

180

135 1987 -90 1991-94 1995-98

I .pH < 4,6 OpH 4,6 -6,5

.1 i I

1987-98

mll pH > 6,5 I

Ryc. 6. Zmienność wybranych warunków klimatycznych podczas dni z opadem atmo-. sferycznym o różnej kwasowości w trzech okresach lat 1987-1998. 1 - suma opadów, 2 -średnia dobowa temperatura powietrza, 3 - wilgotność względna, 4 - prędkość wiatru, 5-kierunek wiatru (0-3"60°) F ig. 6. Variability of chosen climatic factors during days with different acidity precipitations in the years 1987-1998. l - tota l preci pitation, 2 - daily average temperature, 3 - relative air humidity, 4 - wind velocity, 5 - wind direction (0-360°)

rech latach zwiększony udział wiatrów z kierunku południowego i południowo­wschodniego okaże się tendencją przejściową.

W porównaniu z dniami z deszczem obojętnym i zasadowym, dni z kwaśnym deszczem charakteryzowały się też naj niższą średnią temperaturą dobową i największą średnią wilgotnością powietrza (ryc. 6). W dniach z deszczem zasa­dowym była naj wyższa średnia temperatura dobowa oraz najmniej sza średnia wil­gotność powietrza i prędkość wiatru. W większym stopniu zmieniał się też

Page 15: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

ł,

~~.

I ~ 'p .'

'. '..r. ~. 'l .', .. '

.,

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako kryterium zagrożenia środowiska 67

kierunek wiatru w tych dniach - z zachodniego w latach 1987- 1990 do południo­wego w latach 1995- 1998.

Ilość kwaśnych deszczy jest też uwarunkowana wielkością sumy opadów. Średnioroczna suma opadó~ w lataćh 1987-1998 w Białowieży wynosiła 587,5 mm i była niższa od średniej w latach 1949- 1983, wynoszącej 642 mm (OLSZEWSKI 1986). Nie stwierdzono istotnych trendów jej zmian w sezonach i okresach rocznych. Jednak co 4-5 lat suma opadów w okresie wegetacyjnym była bardzo niska (około 270 mm, przy wartości średniej 361 mm). Duże opady w sezonie letnim 1998 r. (491 mm) przyczyniły się do złagodzenia ujemnych ten­dencji opadów w kolejnych sezonach wegetacyjnych. Jak wynika z badań wielo­letnich opadów atmosferycznych na obszarze Polski, w sezonach wegetacyjnych w latach 1951-1995 utrzymywały się lokalne tendencje spadku wielkości sum opadów (DUBICKI 1995). Zmniejszenie opadów w zachodniej części'kraju wyno­siło przeciętnie 20- 60 mm, a obszar ujemnych tendencji opadów ulegał systema­tycznemu rozszerzeniu w kierunku wschodnim w głąb kraju. Największe spadki notowano w pobliżu szczególnie uciążliwych emitorów zanieczyszczeń po­wietrza. Prognozy podkreślają, że w nadchodzących latach zlniany wielkości opadów i ich zróżnicowania przestrzennego w Polsce w znacznym stopniu będą zależały od rozmiarów emisji . zanieczyszczeń powietrza.

Korzystając z wyników monitoringu zanieczyszczeń powietrza na obszarze Puszczy Białowieskiej (MALZAHN 1999, uzup.), sprawdzono korelację pOlniędzy wskaźnikami gazowych zanieczyszczeń powietrza: dwutlenku siar-ki i tlenków azotu oraz opadem pyłów a kwasowością opadów atlnosferycznych w latach 1987-1998. Kwasowość opadów nie była istotnie skorelowana ze wskaźnikami zanieczyszczeń powietrza w sezonach letnich i zimowych, przy czym współczyn­niki korelacji były wyższe w sezonach zimowych niż w letnich. W okresach rocznych średnie wartości pH opadów były istotnie skorelowane ujemnie ze średnią zawartością dwutlenku siarki w powietrzu, natomiast procentowy udział kwaśnych deszczy w sumie ophdqw był istotnie skorelowany dodatnio ze średnią zawartością w powietrzu tlenków azotu (ryc. 7) . Z tych współzależności wynika, że VI przyszłości pH opadów powinno zwiększać się przy spadku zawartości w po­wietrzu związków siarki, a ilość kwaśnych deszczy będzie tym mniejsza, im mniej będzie w powietrzu tlenków ' azotu. Taka prognoza jest prawdopodobna, jeśli utrzyma się dotychczasowy kierunek zmian wieloletnich depozycji zanieczy­szczeń gazowych i opadu pyłów w Puszczy Białowieskiej (MALZAHN 1999), podobny do korzystnych dla środowiska przyrodniczego zmian emisji zanieczy­szczeń w Europie, w Polsce i w województwie podlaskim (MITOSEK 1997; KĘDZIERZAW SKI 1999). Jednak szybka redukcja emisji zanieczyszczeń pyłowych może spowodować wzrost toksyczności zanieczyszczeń gazowych, ponieważ pył nietoksyczny może wiązać wiele zanieczyszczeń gazowych, zapobiegając

zakwaszeniu środowiska. Przy tym należy pamiętać, że zależności pomiędzy po­ziOlneln-'stężeń zanieczyszczeń wtórnych i ich prekursorów są skomplikowane z

Page 16: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

68

W

8

6

4

2

4,0

9

7

5

3

E. Malzahn

W NOx r= - 0,441 OJ """--,------

Op r - - 0,434

4,2 4,4 4 ,6 4,8 pH

W NO. r = 0,803 ; P < .01

W S02 r = 0,144

Op r = - 0,086

1 +-- -,---,-----,---.,---,--,----,

20 30 40 50 %

Ryc. 7. Korelacje pomiędzy wskaźnikami zanieczyszczeń powietrza (W) na obszarze Puszczy Białowieskiej (MALZAHN 1999, uzup.) a wartością średnią pH opadów (1) oraz procentowym udziałem kwaśnych deszczy w sumie opadów (2) w latach 1987-1998: W S02 - mg S02 m-2 24 h-I; W NOx - mg NOx m-2 24 h-I (x100); Op - opad pyłów­g m-2 miesiąc-I

Fig. 7. The correlations betwcen indexes of pollution (W) in Białowieża Primeval Forest (MALZAHN 1999, updated) and precipitation acidity (1) and percentage fraction of precipitation with acid rain in total atmospheric precipitation (2) in the years 1987- 1998 : W S02-mg S02 m-2 24 h-I; WNOx-mgNOx m-2 24 h-I (x l00); Op-dustfall

-2 h-I -gm mont

powodu nieliniowości atmosferycznych przemian chemiczpych. Dlatego też,

ograniczenie emisji np . S02 i NOx do atInosfery nie musi prowadzić do równo­ważnego obniżenia stężeń siarczanów i azotanów w wodzie atmosferycznej, zmniejszając tym samym kwasowość opadów (WILKOSZ 1996). Prognoza za­grożenia środowiska leśnego Puszczy przez zanieczyszczenia powietrza w nadchodzących latach, uwzględniająca krajowe i europejskie prognozy redukcji emisji zanieczyszczeń do 2010 f., przewidywała dalsze obniżanie się poziomu de­pozycji całkowitej siarki i opadu pyłów, oraz utrzymywanie się lub nawet wzrost poziomu depozycji całkowitej azotu (MALZAHN 1999).

W Puszczy Białowieskiej względnie niski poziom depozycji suchej zwraca uwagę na znaczenie depozycji mokrej zanieczyszczeń powietrza. Przy ocenie glo­balnych depozycji kwaśnych przyjmuje się, że w Europie mokra depozycja stano­wi średnio 37% (30-80%) całkowitej depozycji siarki i 63% całkowitej depozycji azotu (50-85%), przy czym udział depozycji mokrej z reguły .rośnie wraz ze wzrostem odległości od silnych źródeł emisji w zależności m.in. od czasu, rodzaju

Page 17: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako kryterium zagrożenia środowiska 69

przestrzeni, warunków klimatycznych, wielkości i jakości emisji (WHELPDALE i in. 1997) . W Puszczy Białowieskiej w latach 1994-1996 depozycja mokra siarki stanowiła 44%, natomiast depozycja mokra azotu stanowiła aż 73% depozycji całkowitej (MALZAHN 1999). Na podkreślenie zasługuje wyjątkowo duży udział depozycji mokrej w całkowitej depozycji azotu w Puszczy Białowieskiej, po­dobnie jak w innych obiektach leśnych północno-wschodniej Polski, np . w Puszczy Boreckiej (PRZYBYLSKA 1997). Fakt ten potwierdza wniosek, że w z:wartych kompleksach leśnych niektóre parametry meteorologiczne, takie jak małe prędkości wiatrów i duża wilgotność względna, przy małej przewiewności ich obszaru, mogą sprzyjać zwiększonej depozycji mokrej zanieczyszczeń

(MALZAHN, RACHW ALD 1995). Działanie kwaśnych deszczy na środowisko

przyrodnicze może być tu podobne jak w Norwegii i Szwecji, gdzie pomimo bra­ku wielkich lokalnych źródeł emisji, kwaśne deszcze są w 6i-80% odpo­wiedzialne za degradację naturalnego środowiska (MERILEHTO i in. 1989). Kompleksowe badania modelowe, takie jak m.in. model kwaśnych deszczy RAINS analizujący zakwaszenie środowiska w Europie, zwracają szczególną uwagę na ścisłe powiązanie tego problemu z dalekim transportem zanieczyszczell (MODZELEWSKI, HREHORUK 1993).

Zaobserwowane współzależności poziomu i kierunku zmian kwasowości opadów w Puszczy Białowieskiej z depozycją suchą zanieczyszczeń powietrza su­gerują konieczność kontynuowania pomiarów depozycji mokrej n.a jej obszarze, która powinna obejmować również badanie składu chemicznego opadów. Pomia­ry takie są prowadzone w Puszczy od 1994 r. Wyniki tych badań zostaną omówio­ne w następnej publikacji .

4. WNIOSKI

1. Puszcza Białowieska, mimo znacznego oddalenia od wielkich ośrodków przelllysłowych i szlaków kOlllunikacyjnych, znajduje się w strefie zagrożeń za­nieczyszczeniami powietrza ze źródeł lokalnych i z dalekiego zasięgu, o czym świadczy podwyższony poziom kwasowości opadów atmosferycznych w latach 1987-1998 (średnie pH 4,57).

2. Na podstawie dużego udziału kwaśnych deszczy (pH 4,6) w sumie opadów atmosferycznych (36,8%) można wnioskować, że depozycja mokra zanie­czyszczeń powietrza jest zagrożeniem dla ekosystemów leśnych Puszczy, mając wpływ na przyspieszenie tempa zakwaszania środowiska leśnego.

3. Trendy zmian kwasowości opadów atmosferycznych w latach 1987-1998 pozwalają na optymistyczne prognozy zmniejszania się depozycji m ola" ej w następnych latach, przy korzystnych dla środowiska przyrodniczego zmianach warunktsw klimatycznych.

Page 18: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

70 E. Malzahn

4. Istotne współzależności pomiędzy zawartością w powietrzu S02 i NOx

a kwasowością opadów uzasadniają prognozę zmniejszania się kwasowości

opadów, jeśli utrzyma się dotychczasowy kierunek zmian wieloletnich depozycji zanieczyszcze6. gazowych w Puszczy Białowieskiej.

.,;~, .;

5. Do oceny zagrożenia środowiska leśnego Puszczy Białowieskiej ko- 0","&\

nieczne jest kontynuowanie pomiarów depozycji mokrej zanieczyszcze6. po­wietrza na jej obszarze, uwzględniające badanie składu chemicznego opadów atmosferycznych.

Praca została złożona 24 maja 2000 r. i przyjęta przez Komitet Redakcyjny 31 lipca 2000 r. ",.,

ACID RAINS IN THE BIAŁOWIEŻA PRIMEVAL FOREST AS THE GAUGE OF A THREAT TO THE FOREST ENVIRONMENT

S U1nm ary

The paper presents the results of precipitation acidity research don e in Białowieża Primeval Forest in the years 1987-1998, as a part ofthe project the monitoring of air polIution in forests. The pH values of 904 rain sampIes were measured with the potentiometric method. The precipitation sampIes were colIected according to the standard methodics, in the sampling point situated in the area ofthe Meteorological Station in Białowieża vilIage. The precipitation mean pH value for the whoIe period ammounted to 4,57, with minimum value of 3,08 and maximum value of 9,46 . The variability and correlation between precipitation acidity, percentage fraction of acid rains (pH <4,6) in total atmospheric precipitation and climatic factors during days with precipitation in year cycles (Table l; Fig. 1-6) were presented. The seasonal variability of precipitation acidity (Table 2-3) was discussed. The high percentage of acid rains in total atnwspheric precipitation ammounting to 56,5% (mean pH value - 4,41) in winter seasons, in comparison with this value in summer seasons - 24,4% (mean pH value -4,70) was nighligted. The significant linear upword trend in precipitation pH vaIues in the years 1987- 1998 (TabIe 4; Fig. 4) was observed. The correlation between precipitation acidity and indexes of air gas pollution (S02 and NOx) and dusffall, both measured as the part of air pollution monitoring project realized in Białowieża Primeval Forest (Fig. 7) were discussed. The estimation of a threat to the forest environment caused by acid rains, as well as the prognosis concerning the changes in precipitation acidity and in percentage fraction of wet deposition in the totaI deposition of pollution for Białowieża Primeval Forest were presented.

PIŚMIENNICTWO

DUBICKI A. 1995. Ilościowe zmiany opadów atmosferycznych na obszarze Polski jako następstwo oddziaływania czynników antropogenicznych. W: Ocena i stan środowiska przyrodniczego Polski i innych krajów. Jachranka, 10-13 .10.1995 . Wyd . IMiGW, Warszawa: 41-43 .

.. ~ : .. \,';,:.,~ "

Page 19: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

Kwaśne deszcze w Puszczy Białowieskiej jako klyterium zagrożenia środowiska 71

GODBOLD D. L., HUTTERMANN A. (red.) 1994. Effects of acid rain on forest processes. Wiley-Liss, New York, Chichester, Brisbane: 1-419.

HŁAWICZKA S. 1985. Opracowanie i ujednolicenie metod pomiarowych. Instytut Ochrony Środo­wiska, Katowice, (maszynopis).

HRYNIEWICZ R. , PRZYBYLSKA G. t 989. Zanieczyszczenie środowiska przez opad z atmosfery. Aura, 8: 9-11.

JADCZYK P. 1994. Przyczyny zniszczenia lasów w Górach Izerskich i Karkonoszach. lI . Przemiany kwaśnych gazów w środowisku i ich wpływ na lasy. Sy lwan, I: 67-72.

JANSEN W., BLOCK A , KNAACK J. 1988. Kwaśne deszcze. Historia, powstawanie, skutki. Aura, 4: 88. KĘDZIERZAWSKI M. 1999. Stan środowiska województwa podlaskiego. Biblioteka Monitoringu

. Środowiska, Bi ałystok: 1-288. KONECNY M. 1987. Sledovani kvality srazkovych vod v Beskydech. Lesnictvi, 33, 7: 577-582. KRZAN Z., SKAWIŃSKI P. 1993. Prognoza degradacj i drzewostanów Tatrza6skiego Parku Narodo­

wego pod wpływem zani eczyszczeń powietrza. Prądnik. Pr. Muz. Szafera,7-8 : 143-152. LEŚNlOK M., PARTYKA 1. 1993 . Zanieczyszczenie opadów atmosferycznych na obszarze Ojcowskiego

Parku Narodowego w latach 1989- 1991. Prądnik . Pr. Muz. Szafera, 7-8 : 205-21 1. LIWIŃSKA M., WAWRZONlAK J. 1995 . Czasowe i przestrzenne zmiany pH i chemizmu opadów

atmosferycznych na terenach l eśnych o zróżnicowanym poziomie zanieczyszczeń powietrza w Polsce. Pr. Inst. Bad. Leś. Ser. B, 24: 17-29.

MALZAHN E. 1997. Trendy zmian zagrożeni a zanieczyszczen iami powietrza Puszczy Białowieskiej w ostatnim dżiesięcioleciu . Parki Nar. Rez. Przyr., 16, 3: 77-102.

MALZAHN E. 1999. Ocena zagrożeń i zanieczyszczenia środowiska leśnego Puszczy Bialowieskiej . Pr. Inst. Bad. Leś ., Ser. A, 885: 1-177.

MALZAHN E., PLIS A. 1993 . Monitoring kwasowości opadów atmosferycznych w Puszczy Białowieskiej. Prądnik . Pr. Muz. Szafera, 7-8: 175-179.

MALZAHN E., RACHWALD H. 1995. Analiza kwasowości opadów atmosferycznych w Puszczy Białowieskiej w latach 1986-1 992. Prace lnst. Bad. Leś ., Ser. A, 792: 68-85.

'Manual for sampling and chemical analysis, 1977. Norwegian Institute for Air Research, LiIIestrom, EMEP/CHEM, 3/1977.

MERILEHTO K. , KENTTAMIES K., KAMARI J. 1989. Surface acidification in the ECE region. Mil­jorapport 1998, 14. Nordic Council ofMinisters, Kopenhagen.

MTTOSEK G. 1997. Transgraniczne przenoszenie zanieczyszczeIl powietrza w świetle badań EMEP. W: Zanieczyszczenie powietrza w Polsce w 1995 roku. Biblioteka Monitoringu Środow iska, PIOŚ , Warszawa: 80-99.

MODZELEWSKI H., HREHORUK J. 1993 . Zintegrowany model kwaśnych deszczy RAINS. Zastoso­. wania. Arch . Ochr. Środ., 1-2: 41-62.

OLSZEWSKI J. L. 1986. Rola ekosystemów l eśnych w modyfikacji klimatu lokalnego Puszczy Białowieskiej. Prace habilitacyjne. Wyd. Ossolineum, Wrocław : 1-222.

PERSSON G. 1987. Granslost milj ohot. Statens Naturvardsverk. Stokholm: 1-35. PRUSINKIEWICZ Z., KWIATKOWSKA A., POKOJSKA U. 1990. Wp·lyw kwaśnych deszczów i rodząju

gleby (podłoża) na stężenia pierwiastków biofilnych w organach asym ilacyjnych i korzeniach oraz na cechy biometryczne sadzonek ki lku gatunków drzew l eśnych. W: Ekologiczne podstawy gospodarki l eś nej i ksztaHowania zdo lności lasu do pełnienia wielostronnych funkcji . Wyd. SGGW-AR, Warszawa: 31-52.

PRZYBYLSKA G. 1997. Zanieczyszczenie opadów atmosferycznych w 1995 roku. W: Zanieczyszc­zenie powietrza w Polsce w 1995 ,roku. Biblioteka Monitoringu Środowiska , PIOŚ , Warszawa: 337-348.

R YKOWS~KI K., 1998. Zagrożenia i ochrona lasu- ekosystem owe koncepcje choroby. Mat. Kongre­su l.;eśników Polskich. 24-27.04.1997. T. lI. Warszawa: 387-412.

Page 20: KWAŚNE DESZCZE W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ JAKO …

72 E. Malzahn

STANNERS D. , BOUROEAU P. (eds.) 1995. Europe's Environment: The Dobris Assessment. Office for Official Publications of the European Community, Lllxembourg: 1-676.

THOMPSON 1. 1991. East Europe's Dark Dawn. Nat. Geogr., 179,6: 37-68. W A WRZONIAK 1. 1996. Monitoring biologiczny lasów. Stan uszkodzenia lasów w Polsce w 1995

roku . lnstutut Badawczy Leśnictwa, Warszawa: 1-39. WHELPOALE D. M., SUMMERS P. W. , SANHUEZA E. 1997. Aglobal overview ofatmospheric acid

deposition tlllxes. Environ. Monit. Asses., 48 : 217-247. WILKOSZ Z. 1996. Kwasowość atmosferycznych kropel wody a ich skład chemiczny. Ochr.

Powietrza, l : 10-13.