Janina Piekutin* WYSTĘPOWANIE ZANIECZYSZCZEŃ KOMUNIKACYJNYCH W WODACH ZLEWNI SUPRAŚLI

Transkrypt

1 Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 40, 2009 r. Janina Piekutin* WYSTĘPOWANIE ZANIECZYSZCZEŃ KOMUNIKACYJNYCH W WODACH ZLEWNI SUPRAŚLI OCCURRENCE OF TRAFFIC POLLUTANTS IN THE WATER CATCHMENTS OF RIVER SUPRAŚL Słowa kluczowe: zanieczyszczenia komunikacyjne, wody powierzchniowe, rzeka Supraśl. Key words: surface water, Bialystok district. Problem of traffic pollution appearance in water catchment of river Supraśl is presented in this article. Chemical condition of water in the river is changing often especially because of agrochemical pollution, in which gradually join pollution coming from means of transport. Danger comes out from intensive agricultural economy and economic growth which causes development of car transport. Water research was done according to biogenic, aerobic, physical and organic indicators according to current standard and methodic. Results presented in this article are synthesis of writers own research, made by me own researches and results obtained from Regional Inspectorate of Preservation of the Environment. Presented material signalize only importance of the problem and proves necessity of making more detailed researches in this range. 1. WPROWADZENIE Emisje powodowane przez transport stanowią zagrożenie dla zdrowia człowieka i negatywnie wpływają na lokalne środowisko, a jednocześnie w dużym i stale rosnącym stopniu przyczyniają się do zmian klimatu [Surygała, Śliwka 1999]. Emisje CO 2 pochodzące z sektora transportu drogowego są obecnie o 27% większe niż w 1990 r., a transport jest jedynym sektorem gospodarki, w którym prognozuje się, że wielkość tych emisji w przyszłości wzrośnie. Wzrostowe tendencje w tym sektorze uwidacznia narastający konflikt między * Dr n. tech. Janina Piekutin Katedra Technologii w Inżynierii i Ochronie Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45A, Białystok; tel.: ; jpieku@wp.pl 533

2 Janina Piekutin działalnością transportową a środowiskiem naturalnym [Szczepocka, Prędecka, Pawlak, Dmochowska 2007]. Rozwój infrastruktury drogowej to jednak warunek niezbędny do zapewnienia łatwego i sprawnego dostępu do regionu oraz regionu do reszty Europy i świata. Budowa i rozwój sieci połączeń komunikacyjnych przyczynia się do rozwoju działalności gospodarczej, [Truskolaski 2000, 2003] ułatwia dostęp do terenów wypoczynkowych i turystycznie atrakcyjnych oraz w dalszej perspektywie spowoduje wzrost zatrudnienia w województwie. Wzmożony ruch i fatalny stan techniczny dróg jest jednak głównym źródłem uwalniania ropy naftowej i jej pochodnych, które powodują największe zanieczyszczenia wód powierzchniowych, podziemnych i gleb [Surygała, Śliwka 1999]. Ropa naftowa jest mieszaniną węglowodorów zawierających także niewielkie ilości (do 3%) związków organicznych tlenu (kwasy karboksylowe, fenole), siarki, azotu oraz metali ciężkich (do 1%). W dostępnej literaturze nie podaje się aktualnych stężeń tych związków w wodach zlewni rzeki Supraśli. W związku z tym celowe wydaje się być podjęcie badań nad występowaniem zanieczyszczeń komunikacyjnych na badanym terenie, zwłaszcza że wiele wód powierzchniowych tego regionu stanowi źródło wody pitnej. Rys. 1. Rzeka Supraśl i jej dopływy Fig. Rys River Rzeka Supraśl Supraśl and i its jej tributaries dopływy Rzeka Supraśl przepływa w większości przez tereny typowo rolnicze [Ocena 534 stanu WIOŚ 2005, 2006, 2007], ale jest gęsto poprzecinana przez szlaki komunikacyjne. Przez teren zlewni Supraśli przebiegają takie ważne szlaki komunikacyjne [Truskolaski 2000,

3 Występowanie zanieczyszczeń komunikacyjnych w wodach zlewni Supraśli Rzeka Supraśl (jedna z większych rzek Podlasia) o długości 93,8 km i powierzchni zlewni 1844,4 km 2 jest prawobrzeżnym dopływem Narwi. Uchodzi do niej, na 299,8 km. Supraśl jest rzeką nizinną, jej źródła znajdują się w okolicach wsi Topolany, na wysokości 157 m n.p.m., w zatorfionej Niecce Grójecko-Michałowskiej [Banaszuk P. 2007]. Dorzecze Supraśli jest wyraźnie asymetryczne. Rzeka przyjmuje 18 dopływów, z czego prawobrzeżnych jest 11, a lewobrzeżnych 7. Dopływy prawobrzeżne odwadniają 70% obszarów, lewobrzeżne zaledwie 30% [Rocznik Statystyczny woj. podlaskiego 2007]. Rzeka Supraśl przepływa w większości przez tereny typowo rolnicze [Ocena stanu WIOŚ 2005, 2006, 2007], ale jest gęsto poprzecinana przez szlaki komunikacyjne. Przez teren zlewni Supraśli przebiegają takie ważne szlaki komunikacyjne [Truskolaski 2000, 2003], jak: droga krajowa nr 19, 8 i 65, droga wojewódzka nr 676, linia kolejowa Warszawa Sankt Petersburg. Tranzytowe położenie województwa między wschodem i zachodem Europy spowodowało znaczną intensyfikację przewozów drogowych i kolejowych. W artykule przedstawiono problem pojawiających się zanieczyszczeń komunikacyjnych w wodach zlewni Supraśli. Stan chemiczny wody w rzece ulega często zmianom, szczególnie ze względu na zanieczyszczenia agrochemiczne, do których dołączają stopniowo zanieczyszczenia pochodzące ze środków transportu. Zagrożenia wynikają z intensywnej gospodarki rolniczej i wzrostu gospodarczego przekładającego się na rozwój transportu samochodowego. Prezentowane badania wody prowadzono w celu określenia wartości wskaźników biogennych, tlenowych, fizycznych i organicznych wody, według obowiązujących norm i metodyk. Wyniki zaprezentowane w pracy stanowią syntezę badań własnych autorki oraz wyników uzyskanych z Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska. Przedstawiony materiał sygnalizuje jedynie znaczenie problemu i dowodzi konieczności dalszych, szczegółowych badań w tym zakresie. Celem badań było oszacowanie ilościowe i jakościowe związków organicznych i metali ciężkich w zlewni rzeki Supraśl. 2. MATERIAŁY I METODY Wodę do badań pobierano w miejscach umożliwiających określenie wpływu i zasięgu odprowadzanych zanieczyszczeń z miejscowości oraz ważniejszych dopływów znajdujących się w obrębie zlewni i w bezpośredniej bliskości drogi. Prowadzono badania wody pod kątem wskaźników biogennych, tlenowych i fizycznych oraz zanieczyszczenia olejami mineralnymi i węglowodorami ropopochodnymi, według obowiązujących norm i metodyk. Na podstawie danych z Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Białymstoku dokonano prze- 535

4 Janina Piekutin glądu jakości wody w rzece Supraśl [Ocena stanu WIOŚ 2006, Raport... WIOŚ 2007]. Do badań posłużyły również dane z Głównego Urzędu Statystycznego (GUS) dotyczące zarejestrowanych pojazdów [Rocznik statystyczny 2003, 2006, GUS, Warszawa] 3. WYNIKI BADAŃ Na wszystkich odcinkach dróg krajowych w województwie podlaskim, na których przeprowadzony był generalny pomiar ruchu, zaobserwować można dynamiczny wzrost natężenia ruchu (rys. 2). Liczba pojazdów od 1995 do 2005 r. we wszystkich niemal przypadkach wzrosła dwukrotnie. Natężenie ruchu Jeżewo St. Choroszcz Choroszcz Białystok Białystok (wlot na obwodnicę) Wasilków Białystok Knyszyn Dobrzyniewo Dobrzyniewo Białystok Białystok Widły Lata pomiarowe Rys. Rys Natężenie ruchu w w latach [GDDKiA 1995, 1995, 2000, 2000, 2005] 2005] Fig. 2. Comparison of measurements and traffic density between Na drodze Jeżewo Stare Choroszcz w 1995 r. odnotowano 6341 pojazdów, w 2000 r pojazdów, Na drodze Jeżewo a w 2005 Stare r. już Choroszcz , tj. w o % r. więcej odnotowano niż w 6341 roku pojazdów, Podobny w 2000 wzrost r. zaobserwować 9450 pojazdów, można a w na 2005 odcinku r. już 12 Wasilków 275, tj. o 100% Białystok, więcej niż w roku r. Podobny odnotowano wzrost 5301 pojazdów, zaobserwować w czasie można pomiarów na odcinku w 2000 Wasilków r Białystok, pojazdów w 1995 oraz r. odnotowano w roku pojazdów, w czasie pomiarów w 2000 r pojazdów oraz w roku pojazdów pojazdów[banaszczuk 2007; GDDK ia 1995, 2000]. [Banaszczuk 2007; GDDKiA 1995, 2000]. Wzrost natężenie ruchu w województwie przełożył się się w w większości na na główne drogi w zlewni rzeki rzeki Supraśl, Supraśl, jak jak to wynika to wynika z z analizy rysunku 2. Obserwujemy na stały, tych dynamiczny drogach drogi w zlewni stały, dynamiczny wzrost natężenia ruchu. wzrost natężenia ruchu. 536 Tabela 1. Pojazdy samochodowe i ciągniki zarejestrowane na terenie zlewni Supraśl w roku 2003 i [Urząd Statystyczny Białystok 2004, 2008]

5 Występowanie zanieczyszczeń komunikacyjnych w wodach zlewni Supraśli Tabela 1. Pojazdy samochodowe i ciągniki zarejestrowane na terenie zlewni Supraśl w latach 2003 i [Rocznik Statystyczny woj. podlaskiego 2004, 2008] Table 1. Car vehicles and tractors registered on the area of river Supraśl in year 2003 and 2007 Wyszczególnienie Pojazdy zarejestrowane rok 2003 Pojazdy zarejestrowane rok 2007 Powiat białostocki Powiat sokólski Miasto Białystok Województwo podlaskie W poszczególnych powiatach (tab. 1) obserwuje się stopniowy wzrost liczby rejestrowanych pojazdów. W ciągu czterech lat ich liczba podwoiła się Pojazdy zarejestrowane powiat białostocki powiat sokólski m. Białystok województwo podlaskie Lata pomiarowe Rys. 3. Przyrost zarejestrowanych pojazdów w latach [GDDKiA 1995, 2000, 2005] Rys. 3. Przyrost zarejestrowanych pojazdów w latach [GDDKiA 1995, 2000, Fig. 3. Increase of registered vehicles between years ] We wszystkich We wszystkich analizowanych powiatach powiatach (rys. 3) (rys. odnotowano 3) odnotowano dwukrotny dwukrotny wzrost wzrost liczby liczbyt pojazdów pojazdów samochodowych samochodowych w okresie w okresie od 2003 od 2003 do 2007 do 2007 r. Tak roku. dynamiczny Tak dynamiczny rozwój liczby rozwój środków komunikacji niesie za sobą różnego rodzaju sytuacje, które istotnie wpływają na jakość środowiska wodno-glebowego. ilości środków komunikacji niesie za sobą różnego rodzaju sytuacje, które istotnie wpływają na jakość środowiska wodno- glebowego. Jakość wody w rzece Supraśl od 2004 r. pod względem ChZT Mn, oraz zawartości ogólnego węgla Jakość organicznego, wody w rzece fosforanów Supraśl od i azotu 2004 ogólnego r. pod względem uległa poprawie, ChZT Mn, ale oraz jeżeli zawartości chodzi ogólnego ChZT Cr stężenie węgla organicznego, tego wskaźnika fosforanów wzrosło. Wysoka i azotu wartość ogólnego wskaźników uległa poprawie, zanieczyszczeń ale jeżeli w chodzi 2004 r. jest ChZT spowodowana Cr stężenie awaryjnym tego wskaźnika zanieczyszczeniem wzrosło. Wysoka rzeki Supraśl. wartość W tym wskaźników roku wystąpiły gwałtowne opady deszczu, które zmyły głównie nawozy azotowe z pól uprawnych zanieczyszczeń w 2004 r. jest spowodowana awaryjnym zanieczyszczeniem rzeki Supraśl. W i substancje humusowe z torfu. Przeprowadzone w 2006 r. odmulanie, na najbardziej newralgicznym tym roku wystąpiły odcinku rzeki, gwałtowne zapobiega opady takim deszczu, sytuacjom. które zmyły głównie nawozy azotowe z pól uprawnych i substancje humusowe z torfu. Przeprowadzone w 2006 r., na najbardziej newralgicznym odcinku rzeki, odmulanie zapobiega takim sytuacjom. 537

6 Janina Piekutin 90 Wartości wskaźników zanieczyszczeń Lata pomiarowe ChZTMn ChZTCr Ogólny węgiel org. Azot og. Fosforany Rys 4. Kształtowanie się wartości wskaźników zanieczyszczeń rzeki Supraśl w latach Rys 4. Kształtowanie się wartości wskaźników zanieczyszczeń rzeki Supraśl w latach Fig. 4. Niestety Shaping jedyne of valuation dane of dotyczące pollution indicators zanieczyszczeń of river metalami Supraśl between ciężkimi, years WWA, olejami mineralnym i substancjami ropopochodnymi pochodzą z 2008 r. W związku z tym nie jest możliwe Niestety ustalenie jedyne skali dane ich dotyczące wzrostu. Dane zanieczyszczeń te podano w metalami tabeli nr 2, ciężkimi, a ich stan WWA, określany olejami jest mineralnym i substancjami ropopochodnymi pochodzą z 2008 r. W związku z tym nie jest możliwe ustalenie skali ich wzrostu. Dane te podano w tabeli 2, a ich stan określany jest poni- poniżej dobrego. W ostatnim okresie w dolinie Supraśli prowadzone są duże inwestycje drogowe. Największe z nich to droga krajowa nr 8 na odcinku Białystok Augustów i żej dobrego. W ostatnim okresie w dolinie Supraśli prowadzone są duże inwestycje drogowe. Największe Wasilkowa. z nich to W droga związku krajowa z tym nr 8 w na najbliższych odcinku Białystok latach należy Augustów się spodziewać i obwodnica obwodnica zwiększenia Wasilkowa. zanieczyszczenia W związku z tym środowiska w najbliższych metalami latach ciężkimi należy i się ropopochodnymi. spodziewać zwiększenia zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi i ropopochodnymi. Tabela 2 Wyniki oznaczeń metali ciężkich i węglowodorów ropopochodnych r. Tabela 2. Wyniki oznaczeń metali ciężkich rzeka, i węglowodorów km biegu ropopochodnych Supraśl 0, km r. Table 2. Dane Results o punkcie of heavy poboru metals determination nazwa punktu and oil hydrocarbonujście w m. Dzikie współrzędne ppk: LON 22, rzeka, km biegu Supraśl 0,5 km współrzędne ppk: LAT 53, nazwa punktu ujście w m. Dzikie Dane o punkcie poboru wartość graniczna 1,5 współrzędne Kadm (µg/l) max 1) ppk: LON 22, ,3 współrzędne ppk: LAT 53, wartość graniczna 1,5 Fluoranten (µg/l) granica D/U 1 Kadm (µg/l) maksymalna max 1) 1) 1,3 0,0122 granica D/U 1 wartość graniczna 7,2 Fluoranten Ołów (µg/l) (µg/l) maksymalna śr. stężenie 2) 1) 0,0122 3,5 wartość graniczna 7,2 Ołów (µg/l) Rtęć (µg/l) granica śr. stężenie D/U 0,007 2) max 1) 3,5 0,2 poniżej dobrego 538

7 Występowanie zanieczyszczeń komunikacyjnych w wodach zlewni Supraśli Rtęć (µg/l) Nikiel (µg/l) Benzo(a)piren (µg/l) Suma Benoz(b)fluorantenu i Benzo(k)fluoranten (µg/l): Suma Benzo(g,h,i)perylenu i Indeno(1,2,3-cd)piren (µg/l): Oleje mineralne (indeks oleju mineralnego) (mg/l) STAN CHEMICZNY granica D/U 0,007 maksymalna 1) 0,2 poniżej dobrego wartość graniczna 20 śr. stężenie 2) 2,33 wartość graniczna 0,1 maksymalna 1) 0,00316 wartość graniczna 0,03 śr. stężenie 2) 0,0038 wartość graniczna 0,002 śr. stężenie 2) 0,00625 poniżej dobrego wartość graniczna 0,2 śr. stężenie 2) 0,26 poniżej dobrego poniżej dobrego Źródło: badania własne i Ocena stanu czystości wód w zlewni rzeki Supraśl w 2008 r. [2009]. Objaśnienia: 1) maksymalna wartość, 2) średnia arytmetyczna. 4. PODSUMOWANIE Stwierdzone stężenia badanych zanieczyszczeń komunikacyjnych świadczą o ich migracji do wody powierzchniowej, należy więc przypuszczać, że będą one się zwiększały w miarę wzrostu natężenia ruchu. Jest jednak szansa, aby groźba większego zanieczyszczenia substancjami ropopochodnymi nie była tak wielka. Wraz z budową nowych dróg powstają bowiem nowoczesne systemy zbierania i oczyszczania wód deszczowych, należy jednak wziąć pod uwagę, że przy intensywnych i długotrwałych deszczach istnieje prawdopodobieństwo zanieczyszczenie środowiska. Często nie zdajemy sobie sprawy, że ze wszystkich awarii i wypadków prowadzących do zanieczyszczenia gleby i gruntu, a w konsekwencji zanieczyszczenia wód gruntowych niemal 40 % to zdarzenia związane z zanieczyszczeniem środowiska węglowodorami ropopochodnymi, czyli benzyną, paliwem lotniczym, olejami opałowymi i napędowymi oraz innymi pochodnymi ropy naftowej. Każdy niekontrolowany wyciek produktów naftowych jest istotną ingerencją w środowisko gruntowo-wodne węglowodory hamują wymianę gazową, ograniczają dostęp światła, zmniejszają stężenie rozpuszczonego tlenu, degradują wody gruntowe i powierzchniowe, zanieczyszczają glebę i grunty, a także zaburzają homeostazę. Ropopochodne substancje o gęstości większej od gęstości wody, które pod wpływem sił grawitacyjnych przemieszczają się do spągowych partii warstw wodonośnych, rozprzestrzeniają się w kierunkach horyzontalnych bardzo wolno, ale substancje o gęstości mniej- 539

8 Janina Piekutin szej od gęstości wody unoszą się na powierzchni wody podziemnej i mogą wraz z nią migrować na znaczne odległości. Aby móc przeciwdziałać zanieczyszczeniom produktami naftowymi, należy znać ich ilość i wiedzieć jak zachowuje się zanieczyszczenie w środowisku wodno-gruntowym [Sawicka-Siarkiewicz 2003]. W zależności od właściwości fizycznych podłoża, zanieczyszczenie płynie po powierzchni lub infiltruje przez strefę aeracji do warstwy wodonośnej, w efekcie część produktu zostaje zaabsorbowana na materiale skalnym, reszta natomiast osiągnie zwierciadło wody gruntowej. W zlewni badanej rzeki Supraśl stężenie azotu, fosforanów i wskaźników tlenowych wynika z punktów poboru, ponieważ badany odcinek w dużej mierze przebiega przez tereny lesiste [Raport WIOŚ 2006]. Analiza powyższych danych (rys. 4) wskazuje na istnienie istotnych zagrożeń związanych z rozwojem rolnictwa na terenie powiatu. Wielkości ładunków zanieczyszczeń są trudne do oszacowania, jednakże zmiany w jakości wód świadczą, że ilości zanieczyszczeń dostarczane do badanych odcinków rzek są istotne. Badania wykonano w Instytucie Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Białostockiej ze środków przeznaczonych na działalność pracy własnej W/WBiIS/26/2007. PIŚMIENNICTWO Banaszuk P Wodna migracja rolniczych zanieczyszczeń obszarowych do wód powierzchniowych w zlewni górnej Narwi. Rozprawy Naukowe nr 144, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok. GDDKiA. Generalny pomiar ruchu GDDKiA. Generalny pomiar ruchu GDDKiA. Generalny pomiar ruchu Ocena stanu czystości rzek woj. podlaskiego w latach 2005, 2006, WIOŚ, Białystok. Ocena stanu czystości wód w zlewni rzeki Supraśl w 2008 r WIOŚ, Białystok. Ocena stanu sanitarnego województwa podlaskiego w WIOŚ, Białystok. Raport o stanie środowiska województwa podlaskiego w latach Biblioteka Monitoringu Środowiska, Inspekcja Ochrony Środowiska, Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Białymstoku. Białystok. Rocznik Statystyczny Województwa Podlaskiego Urząd Statystyczny, Białystok. Rocznik Statystyczny Województwa Podlaskiego Urząd Statystyczny, Białystok. Rocznik Statystyczny Województwa Podlaskiego Urząd Statystyczny, Białystok. Sawicka-Siarkiewicz H Ograniczanie zanieczyszczeń w spływach powierzchniowych z dróg, Ocena technologii i zasady wyboru. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa. Surygała J., Śliwka E Charakterystyka produktów naftowych w aspekcie oddziaływań środowiskowych. Chemia i Inżynieria Ekologiczna 6 (2 3):

9 Występowanie zanieczyszczeń komunikacyjnych w wodach zlewni Supraśli Szczepocka A., Prędecka A., Pawlak A., Dmochowski D Wpływ infrastruktury drogowej na zanieczyszczenie gleb WWA i substancjami ropopochodnymi na przykładzie giełdy samochodowej w Słomczynie. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 31, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa: Truskolaski T System transportowy jako czynnik konkurencyjności regionu (na przykładzie województwa podlaskiego. W: H. Podedworny i in. (red.). Konkurencyjność gospodarki polskiej a rola państwa. Wyższa Szkoła Ekonomiczna. Białystok. Truskolaski T Via Balitca szanse i zagrożenia dla środowiska naturalnego i społeczności lokalnych. W: R. Horodeński i in. (red.). Walory przyrodnicze jako czynnik rozwoju regionów wschodniej Polski. Wyższa Szkoła Ekonomiczna w Białymstoku. Białystok. 541