6. Depozyt zanieczyszczeń na SPO II rzędu

Depozyt zanieczyszczeń docierający do ekosystemów leśnych jest kształtowany w dużym stopniu przez wysokość opadów. Rozkład opadów w roku 2002 odbiegał od rozkładu z roku poprzedniego. Najwyższa średnia opadów przypadła na październik. Okres od marca do września był ubogi w opady. W lipcu, zwykle obfitującym w opady, opad był niższy od ubiegłorocznego o prawie 70 mm.

Depozytu jonów alkali-cznych (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) w całym pięcioleciu utrzymy-wał się na wysokim poziomie w Krainach: Małopolskiej i Karpackiej - Rys. 8. Do roku 2000 był również wysoki w Krainie Mazowiecko-Podla-skiej. W latach 2001-2002 odnotowano wyraźny spadek depozytu na północy kraju. Na terenie Polski południowej niższe wartości, ale z tendencją wzrostową wystę-powały w Krainie Śląskiej, natomiast zdecydowanie niski (najniższy w kraju) depozyt tych jonów wystąpił w Krainie Sudeckiej - Tab. 7.

W 2002 roku, podobnie jak w latach poprzednich, wyraźnie wyższe koncentracje występo-wały w sezonie zimowym. Wyjątkiem był potas (K+), którego koncentracje były wyrównane lub nieco wyższe w sezonie letnim. Wartości maksymalne cechowały krainy Polski południowej zimą, minimalne występowały zaś latem w Krainie Sudeckiej. Stosunkowo wysoki poziom koncentracji sodu (Na+) w Krainie Bałtyckiej można wiązać z wpływem aerozoli znad morza. Zjawisko to tłumaczyłoby wysoki poziom chloru (Cl-) w sezonie letnim w tej krainie.

Depozyt jonów kwasogennych (N-NO3-, S-SO42-, Cl-) w całym pięcioleciu był wyższy w Krainach Polski południowej: Małopolskiej i Karpackiej - Rys. 9. W Polsce północnej i środkowej wysokim depozytem charakteryzowały się Krainy: Wielkopolsko-Pomorska i Bałtycka. W Krainach Bałtyckiej i Karpackiej występuje wyraźna tendencja wzrostowa depozytu tych jonów. Tendencja spadkowa zarysowuje się w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej oraz Mazowiecko-Podlaskiej. Najniższy depozyt występuje w Krainach: Sudeckiej i Mazowiecko-Podlaskiej. Poziom wyrównany cechuje Krainę Śląską.

Wyższe stężenia jonów kwasogennych przypadają na sezon zimowy. Zimą wyraźnie wyższe stężenia występują w krainach Polski południowej. W 2002 roku wartości maksymalne koncentracji tych jonów występowały w Krainie Śląskiej i Małopolskiej. Najniższe koncentracje odnotowano w Krainie Sudeckiej - Tab. 7. W porównaniu do roku 2001 koncentracje tych jonów nieznacznie wzrosły w sezonie zimowym, natomiast zmalały w letnim.

Depozyt jonów metalicznych (Al3+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+) był w 2002 roku wyższy w sezonie zimowym oraz w krainach Polski południowej. Maksymalne koncentracje wystąpiły zimą w Krainach: Śląskiej i Małopolskiej i dla większości jonów metalicznych były wyższe niż w roku 2001. Minimalne koncentracje wystąpiły latem w Krainie Sudeckiej.

Policzono procentowy udział jonów zakwaszają-cych, alkalizujących oraz metalicznych w ogólnym rocznym dopływie zanieczy-szczeń z opadów atmosfe-rycznych. W porównaniu do roku 2001 wzrósł udział jonów alkalicznych w stosunku do kwasogennych we wszystkich krainach przyrodniczo-leśnych oprócz Krainy Sudeckiej, gdzie pozostał na poziomie ubiegłorocznym. Procentowy udział jonów metalicznych zmalał nieznacznie we wszystkich krainach.

Najwyższy depozyt jonów eutrofizujących (N-NH4+, N-NO3-) w ciągu pięciolecia występował na północy kraju w Krainach: Wielkopolsko-Pomorskiej i Mazowiecko-Podlaskiej oraz na południu w Krainie Małopolskiej - Rys. 10. Odnotowuje się spadek depozytu tych jonów w omawianym okresie w skali kraju. Szczególnie wyraźny spadek depozytu jest zauważalny w Krainach: Wielkopolsko-Pomorskiej, Mazowiecko-Podlaskiej oraz Śląskiej. Najniższe wartości depozytu występują w Krainach: Mazursko-Podlaskiej i Sudeckiej. W 2002 roku wartość sumy depozytu azotu amonowego i azotanowego zawarła się w przedziale od 10,7 kg/(ha*rok) w Krainie Sudeckiej do 20,8 kg/(ha*rok) w Wielkopolsko-Pomorskiej - Tab. 7. W porównaniu z wynikami z roku 2001 zakres wartości był podobny. Obniżeniu uległy sumy depozytu azotu w 5 krainach, wzrost nastąpił w Krainach: Śląskiej, Bałtyckiej i Wielkopolsko-Pomorskiej. Koncentracje azotu amonowego (N-NH4+) wykazywały wyższe wartości w sezonie letnim we wszystkich krainach oprócz Krainy Sudeckiej. Najwyższe średnie stężenia cechowały Krainę Wielkopolsko-Pomorską latem, a Małopolską zimą. W porównaniu do roku 2001 nastąpił wzrost koncentracji tego jonu w krainach Polski południowej zimą. Nie dotyczy to Krainy Sudeckiej, która miała najniższe stężenia w obu sezonach.

Roczny dopływ siarki siarczanowej w 2002 roku zawarł się w przedziale od 7,2 kg/(ha*rok) w Krainie Sudeckiej do 18,4 kg/(ha*rok) w Krainie Karpackiej - Tab. 7. W porównaniu do wyników z roku 2001 na większości obszaru Polski (oprócz Krainy Bałtyckiej) wystąpił spadek tego depozytu, szczególnie wyraźny w Krainie Karpackiej. Całkowita depozycja siarki na terenach tła, tj. wolnych od wpływu zanieczyszczeń ze źródeł antropogenicznych sięga kilku kg/(ha*rok) [6]. Dla Polski południowej opisane w literaturze wielkości depozytu siarki wynoszą 13-26 kg/(ha*rok) [4, 17]. Wyniki uzyskane w ramach realizacji programu monitoringu lasu wskazują na wyraźne zmniejszenie się depozycji związków siarki w opadach w ciągu ostatnich lat. W roku 2001 i 2002 dolna granica tła zastała przekroczona zaledwie w trzech krainach przyrodniczo-leśnych, natomiast przekroczenia górnej nie wykazano już w żadnej.

Z porównania rozkładu stężeń w ciągu roku wynika, że sezon zimowy charakteryzuje się wyższymi wartościami niż sezon letni w przypadku większości jonów. Wyjątek stanowią stężenia azotu amonowego i potasu, których stężenia w sezonie letnim były wyższe niż w zimowym. Zjawiskiem powtarzającym się dla przeważającej części jonów jest także wyższy poziom stężeń na obszarze krain Polski południowej niż Polski północnej. W okresie letnim różnice te nie są tak wyraźne.

W okresie pięciolecia 1998-2002 następował wyra-źny wzrost średniej wartości pH opadów zarówno w poszczególnych krainach, jak i w skali kraju - Rys. 11. Wyższym pH cechuje się grupa krain Polski północnej, natomiast pH krain Polski południowej mieści się poniżej średniej krajowej. W 2002 roku zarejestrowano wyraźną sezonową zmienność wartości pH opadów atmosferycznych zarówno w krainach Polski północnej jak i południowej. Opady o najwyższym pH zanotowano pomiędzy kwietniem, a wrześniem. Opady o najniższym pH wystąpiły w sezonie zimowym (styczeń, listopad, grudzień). Większe zakwaszenie opadów utrzymywało się w południowych krainach Polski. Średnie miesięczne wartości pH opadów zawierały się w granicach 4,45-6,50 dla Polski północnej i środkowej oraz 4,30-5,88 dla Polski południowej. W skali całego roku pH opadów było najniższe w Krainie Małopolskiej (średnie pH=4,90), a najwyższe w Krainie Mazursko-Podlaskiej (średnie pH=5,22). Tłem do uzyskanych wyników niech będzie informacja, że naturalne zakwaszenie opadów, będące wynikiem obecności w atmosferze CO2 o stężeniu 320 ppm w temperaturze 15°C wynosi 5,63 [18].

W sezonie 2001/2002 wykonano po raz pierwszy pomiary miesięcznych koncentracji metali ciężkich w opadach atmosferycznych. W przypadku kadmu (Cd) najwyższe stężenia zmierzono w krainach Śląskiej i Małopolskiej w sezonie zimowym. We wszystkich krainach koncentracje tego pierwiastka były wyższe zimą niż latem. Minimalną średnią koncentrację kadmu zmierzono w Krainie Mazowiecko-Podlaskiej. Maksymalne wartości rocznej sumy depozytu kadmu odnotowano w krainach Polski południowej: Małopolskiej i Karpackiej (0,0035 kg*ha-1*rok-1), minimalne w Krainie Mazowiecko-Podlaskiej (0,0015 kg*ha-1*rok-1) - Tab. 8. Stężenia ołowiu (Pb) były z reguły wyższe w sezonie letnim i dla tego sezonu odnotowano najwyższą średnią w Krainie Karpackiej. Stężenia wyższe zimą niż latem cechowały Krainę Małopolską i Sudecką. Najniższa średnia wartość stężenia tego jonu zmierzono w Krainie Bałtyckiej w sezonie zimowym. Roczna suma depozytu ołowiu była niska na północy kraju (poniżej 0,0200 kg*ha-1*rok-1), wyższa w części środkowej i południowo-zachodniej (od 0,0205 do 0,0232 kg*ha-1*rok-1), wysoka w rejonie południowo-wschodnim (od 0,0318 do 0,0506 kg*ha-1*rok-1). W Krainie Sudeckiej odnotowano minimalną wartość rocznego depozytu ołowiu, wynoszącą 0,0118 kg*ha-1*rok-1 - Tab. 8.

Fot. 11. Chromatograf jonowy SHIMADZU - fot. Józef Wójcik

Dwutlenek siarki (SO2) i tlenki azotu (NOx) pełnią w atmosferze, obok dwutlenku węgla, główną rolę w procesie zakwaszania opadów atmosferycznych. Taki skład chemiczny opadów powoduje uszkodzenia aparatu asymilacyjnego drzew. Ponadto opady po przejściu przez warstwę koron zakwaszają gleby, szczególnie negatywnie oddziałując na gleby ubogie i pod drzewostanami świerkowymi, przyczyniają się do uruchomienia toksycznego aluminium oraz metali ciężkich.

Najwyższe średnie stężenia dwutlenku siarki w powietrzu w okresie ostatnich pięciu lat wystąpiły na południu kraju (Krainy: Śląska i Małopolska). Na obszarze Polski północnej i środkowej wysokie koncentracje notowano w Krainach: Wielkopolsko-Pomorskiej i Mazo-wiecko-Podlaskiej. We wszystkich krainach odnotowuje się spadek koncentracji SO2 w ciągu omawia-nego okresu. Średnie wartości stężeń SO2 w 2002 roku były w porównaniu z rokiem 2001 niższe we wszystkich krainach z wyjątkiem Krainy Mazursko-Podlaskiej. Kraina ta jest obok Krainy Karpackiej i Sudeckiej regionem o najniższych stężeniach dwutlenku siarki. Zakres stężeń SO2 w 2002 roku wynosił od 2,29 mg/m3 w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 5,42 mg/m3 w Krainie Śląskiej - Rys. 12. Rozkłady miesięczne stężeń wskazują na podobny przebieg zmian w różnych krainach, z maksimum w styczniu lub grudniu i minimum w maju, czerwcu i lipcu. W roku 2002 stężenia dwutlenku siarki i dwutlenku azotu mieściły się w zakresie 50% normy dla obszarów Polski [16].

Wysokie stężenia NO2 w pięcioleciu występowały w Krainach: Wielkopolsko-Pomorskiej, Śląskiej i Małopolskiej. Najniższe stężenia tego gazu notowano w krainie Mazowiecko-Podlaskiej, Sudeckiej i Karpackiej. Wszystkie krainy Polski południowej od roku 2000 wykazują wzrost stężeń NO2, w Krainach: Małopolskiej i Karpackiej tempo tego wzrostu jest znaczne. W Krainie Bałtyckiej od roku 2000 następuje spadek koncentracji tlenku azotu. W roku 2002 obserwuje się wyraźny wzrost średniej wartości koncentracji NO2 w kraju w porównaniu do lat ubiegłych. Stężenia NO2 były wyższe od wartości z 2001 r. we wszystkich krainach z wyjątkiem Krainy Bałtyckiej i Wielkopolsko-Pomorskiej. Minimalna średnia wartość stężenia NO2 w powietrzu wystąpiła w Krainie Mazursko-Podlaskiej (3,91 ?mg/m3), maksymalna - w Krainie Małopolskiej (13,76? mg/m3) - Rys. 12. Rozkłady miesięczne wskazują na podobny przebieg zmian w różnych krainach, z maksimum w styczniu lub grudniu oraz minimum od maja do września.