EKOINNOWACJE W POLSCE

Transkrypt

1 EKOINNOWACJE W POLSCE

2 Redakcja opracowania: prof. dr hab. Leszek Woźniak, Anna Kanabrocka, Mirosław Hejduk Recenzent: prof. dr hab. Leszek Woźniak ISBN: Wydawca: Izba Gospodarcza Grono Targowe Kielce Zakładowa 3, Kielce tel Publikacja dofinansowana ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, w ramach projektu: Kongres Ekoinnowacje w ochronie środowiska

3 Spis treści WSTĘP... 3 Sylwia Dziedzic EKOINNOWACJE JAKO KLUCZOWY ELEMENT STRATEGII INTELIGENTNEJ SPECJALIZACJI... 4 Danuta Lipińska WSPARCIE EKOINNOWACJI NA POZIOMIE UE WYBRANE INSTRUMENTY INSTYTUCJONALNE I FINANSOWE Andrzej Pacocha ŚWIĘTOKRZYSKI PARK OZE RZĘDÓW TUCZĘPY INNOWACYJNĄ PŁASZCZYZNĄ WSPÓŁPRACY PRZEDSIĘBIORCÓW, NAUKOWCÓW I SAMORZĄDÓW LOKALNYCH Aleksandra Badora EKOINNOWACYJNE ZARZĄDZANIE JAKOŚCIĄ NA POLU PRODUKCYJNYM WYBRANE ZAGADNIENIA Paweł Zdziebko UNIWERSALNA METODA OCENY POZIOMÓW EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ DO GLEB I WÓD PODZIEMNYCH ORAZ OCENA ZOBOWIĄZAŃ ŚRODOWISKOWYCH POSESJI W KONTEKŚCIE ZAPISÓW DYREKTYWY W SPRAWIE EMISJI PRZEMYSŁOWYCH Joanna Całus-Moszko EKOINNOWACJE W GÓRNICTWIE ODPADY WYKORZYSTYWANE W PODZIEMNYCH TECHNIKACH GÓRNICZYCH Marek Ruman, Damian Absalon, Magdalena Matysik INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA W MONITORINGU JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH Izabela Żylińska EKOINNOWACJE W INTELIGENTNEJ ENERGETYCE Jarosław Kotyza, Paweł Lachman MIKROENERGETYKA OPARTA NA POMPACH CIEPŁA I AGREGATACH KOGENERACYJNYCH INNOWACYJNE TECHNOLOGIE EKOLOGICZNE I ENERGOOSZCZĘDNE Sylwester Wolak DZIĘKI PROEKOLOGICZNYM INNOWACJOM NASZA ENERGETYCZNA PRZYSZŁOŚĆ ZDECYDOWANIE KONWENCJONALNA Krzysztof Celuch EKOINNOWACYJNE ROZWIAZANIA W ORGANIZACJI SPOTKAŃ I WYDARZEŃ BIZNESOWYCH Przemysław Sołdacki INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE OBIEGU INFORMACJI ZAKOŃCZENIE

4 Marek Ruman, Damian Absalon, Magdalena Matysik INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA W MONITORINGU JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH Słowa kluczowe: gospodarka wodna, monitoring ciągły jakości wody, Zbiornik Goczałkowice. Wstęp Jednym ze współczesnych problemów gospodarki wodnej jest obniżanie się potencjału ekologicznego i funkcjonalnego jezior, rzek, zbiorników wodnych oraz presji wynikających z zagospodarowania przestrzennego obszaru zlewni i skutków z tego wynikających, przy jednoczesnym oczekiwanym wzroście wymagań dotyczących tego potencjału, co powoduje konieczność prowadzenia szczegółowego monitoringu jakości wód. Wdrażanie najnowszych osiągnięć technicznych do analizy jakości zasobów wodnych wiąże się również z potrzebą spełnienia wymogów Ramowej Dyrektywy Wodnej UE i przepisów krajowych. W 2010 roku rozpoczęto realizację projektu pt. Zintegrowany system wspomagający zarządzaniem i ochroną zbiornika zaporowego (ZiZOZap) realizowanego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (POIG /09). Projekt umożliwił stworzenie pierwszego w Polsce systemu ciągłego monitoringu wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wód limnicznych i potamicznych w ustalonych profilach badawczych. Obiekt badań. Metody Obiektem badań i wdrożenia jest zbiornik wodny Goczałkowice, piętrzący wody rzeki Wisły, który został wybudowany w latach na południe od miasta Pszczyna. Spośród ponad 100 zbiorników i stopni wodnych Polski o pojemności większej niż 1 hm 3 zbiornik Goczałkowice należy do jednych z większych. Pod względem całkowitej pojemności (165,6 hm 3 ) i powierzchni przy maksymalnym piętrzeniu (32 km 2 ) zajmuję piąte miejsce. Natomiast pod względem głębokości maksymalnej (14 metrów) należy zaliczyć omawiany akwen do jednych z płytszych w Polsce. Zbiornik Goczałkowice jest czwartym najstarszym spośród dużych akwenów po zbiorniku Otmuchów (1933 r.), Rożnów (1941 r.) i Turawa (1948 r.) (Siudy i in. 2005; Rocznik statystyczny 2007; Ruman, 2011). Zbiornik Goczałkowice jest zbiornikiem wielozadaniowym. Jego podstawowe funkcje to: zaopatrzenie w wodę konurbacji śląskiej, ochrona przeciwpowodziowa, wyrównanie odpływów niżówkowych w okresie suszy, gospodarka rybacka, ochrona przyrody i rekreacja (Absalon i in., 2011) Lokalizację punktów monitoringu badawczego ciągłego parametrów fizycznych i chemicznych wody poprzedziły szczegółowe badania terenowe, kameralne (analiza planu batymetrycznego zbiornika goczałkowickiego, analiza danych historycznych i dynamiki przepływów rzeki Wisły) mające na celu zapewnić maksymalną reprezentatywność badanych parametrów. Wybrano trzy punkty pomiarowo badawcze (rys. 1): 1. Wisła jaz w Strumieniu dopływ do zbiornika; 72

5 2. Pelagial zbiornika goczałkowickiego w najgłębszym punkcie, w dawnym korycie Wisły ok. 400 m na południowy zachód od spustu dennego zapory (fot. 1); 3. Wisła wypływ ze zbiornika goczałkowickiego. Rys. 1. Lokalizacja punktów pomiarowych monitoring badawczy ciągły parametrów fizycznych i chemicznych wód (opracowanie własne) Fot. 1. Pława (boja pomiarowa) na zbiorniku goczałkowickim (fot. M.Ruman) Ciągły monitoring własności fizycznych i chemicznych wody wykonywany jest przy użyciu trzech automatycznych sond wieloparametrowych DS5X firmy OTT Messtechnik GmbH umożliwiających pomiar parametrów takich, jak: temperatura wody, tlen rozpuszczony, głębokość, odczyn ph, potencjał redox, przewodnictwo elektrolityczne właściwe, chlorofil, algi, mętność, zawartość gazów, amoniak, azotany, chlorki, rodamina czy pomiar intensywności światła słonecznego. Sondy zostały przygotowane przez producenta do pracy w środowisku wodnym, posiadają centralny system 73

6 samoczyszczący, który zmywa zanieczyszczenia przylegające do czujników przed każdym pomiarem, zapewniając maksymalną wiarygodność prowadzonych badań. Sondy umożliwiają jednoczesny pomiar 15 parametrów. Wyniki gromadzone są w pamięci sondy ( rekordów), a ich interwał może być dowolnie zaprogramowany. Budowa sytemu monitoringu wymagała przygotowania instalacji dwóch sond na wpływie i wypływie ze zbiornika goczałkowickiego w korycie rzeki Wisły w celu prowadzenie badań jakości wody dopływającej do zbiornika i wpływu akwenu na jakość rzeki poniżej obiektu (rys. 1). Najbardziej skomplikowanym elementem systemu była instalacja w pełni autonomicznej pławy (boi) pomiarowej umieszczonej w toni zbiornika. Pława ta poza monitoringiem parametrów fizycznych i chemicznych wody realizuje pomiar podstawowych parametrów meteorologicznych. Posiada ona również autonomiczny system zasilania, oparty o panele słoneczne. Transmisja danych z całego sytemu prowadzona jest zdalnie dzięki modemom GSM-GPRS. Umożliwia to nie tylko natychmiastowy dostęp do gromadzonych pomiarów, ale także zdalną konfigurację wybranych parametrów. Jest to pierwsza w Polsce pływająca stacja hydrologicznometeorologiczna. 1. Zakres pomiarów i wyniki badań Zakres prowadzonego monitoringu przedstawia się następująco: 1. Sonda wieloparametrowa na pławie na Zbiorniku monitoring temperatury powietrza (co 15 minut); monitoring wilgotności powietrza (co 15 minut); monitoring prędkości wiatru (co 15 minut); monitoring kierunku wiatru (co 15 minut); monitoring temperatury wody od powierzchni do dna co 1 metr 12 punktów (co godzinę); 2. Sonda wieloparamtrowa na wpływie do zbiornika (zlokalizowana na rzece Wiśle na jazie w miejscowości Strumień) oraz sonda na wypływie ze zbiornika (zlokalizowana na rzece Wiśle około 300 metrów za upustem dennym ze zbiornika); monitoring temperatury wody (co godzinę); monitoring tlenu rozpuszczonego (co godzinę); monitoring przewodności (co godzinę); monitoring odczynu (co godzinę); monitoring stężenia jonów chlorkowych (co godzinę); monitoring stężenia jonów azotowych (co godzinę); monitoring mętności (co godzinę); Temperatura wody zmienia się w szerokim zakresie. Dobowe i sezonowe zmiany temperatury wód powierzchniowych są typowe dla obszarów charakteryzujących się dobrze wyrażonymi cyklicznymi zmianami temperatury. Ustrój termiczny zbiornika wodnego kształtują warunki klimatyczne (temperatura powietrza, usłonecznienie, prędkość i kierunek wiatru) wynikające z położenia geograficznego, morfologii zbiornika, rodzaju podłoża, szaty roślinnej oraz czynników antropogenicznych (Tomik, 1969; Choiński, 1995; Rzętała, 2000). Pomiary ciągłe temperatury wody w profilu pionowym umożliwiają obserwację zmienności zasięgu warstw termicznych w pionie oraz okresy cyrkulacji i stagnacji wód, co stanowi podstawę analizy termicznej zbiornika w badanym okresie oraz pozwalają określić fazę cyklu dla badanego akwenu. 74

7 Monitoring tlenu rozpuszczonego (co godzinę); Tlen rozpuszczony w wodzie pochodzi głównie z powietrza i z fotosyntezy roślin wodnych. Zawartość tlenu rozpuszczonego jest jednym z najważniejszych wskaźników jakości wody. Zawartość tlenu w wodach czystych wynosi około 100%, natomiast w wodach zanieczyszczonych zawartość tlenu jest niższa. Tlen jest niezbędny dla życia ryb i innych organizmów wodnych, więc przy znacznym obniżeniu jego zawartości występują zaburzenia funkcjonowania biocenozy (Hermanowicz, 1999). Zawartość rozpuszczonego w wodzie tlenu warunkują procesy fizyczne (głównie temperatura) oraz biologiczne związane z procesami życiowymi organizmów wodnych (Kudelska i in., 1994) Monitoring przewodności (co godzinę); Przewodność elektryczna (elektrolityczna) wody, zwana też przewodnością właściwą, to zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego. Przewodność jest odwrotnością oporności. Przewodność właściwa jest zdefiniowana jako przewodność słupa cieczy o długości 1 cm i przekroju 1 cm 2 (Marszelewski, 2005). Zależy ona od zawartości rozpuszczonych w wodzie jonów, a także od jej temperatury i ph. Ze względu na łatwość i szybkość oznaczania, przewodność właściwa jest traktowana jako wskaźnik mineralizacji i zanieczyszczenia (Chełmicki, 1997). Przewodność właściwa czystej (pozbawionej domieszek) wody jest znikoma i w temperaturze 18 C wynosi 0,038 μs cm - 1 (Dojlido, 1995). Monitoring odczynu (co godzinę); Odczyn mierzony jest skalą ph ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Monitoring stężenia jonów chlorkowych (co godzinę); Jony chlorkowe występują powszechnie w przyrodzie. Stanowią jeden z anionów najczęściej występujących w wodzie (Hermanowicz, 1999). Chlorki w wodach powierzchniowych pochodzą z wymywania skał i gleb oraz ze ścieków komunalnych, przemysłowych i wód kopalnianych. Wody naturalne niezanieczyszczone zawierają chlorki od ilości śladowych do kilkuset mg dm -3. Chlorki decydują o zasoleniu wody, są jej stabilnym składnikiem i nie podlegają przemianom chemicznym ani biochemicznym. Chlorki występują również powszechnie w roślinach i ciałach zwierząt. Wysokie stężenie chlorków zwiększa korozyjność wody i wpływa niekorzystnie na rośliny (Dojlido, 1995; Hermanowicz, 1999). Monitoring stężenia jonów azotowych (co godzinę); Stężenie jonów azotowych jest niezwykle istotnym parametrem jakości wody przeznaczonej do spożycia. Wysokie stężenia należy wiązać z silną antropopresją, w szczególności rolniczą. Monitoring chlorofilu a (co godzinę) Chlorofil,,a należy do grupy organicznych związków chemicznych obecnych między innymi w roślinach, algach i bakteriach fotosyntetyzujących (np. w sinicach). Badanie jego stężenia w wodach pozwala określić zawartość biomasy i intensywność procesu fotosyntezy (Dojlido, 1995). 75

8 Monitoring mętności (co godzinę); Cecha optyczna (organoleptyczna) wody określająca zdolność do absorbcji i rozpraszania promieni świetlnych, wywołana jest najczęściej przez cząsteczki koloidalne lub zawiesiny (cząsteczki ilaste, substancję organiczną, krzemionkę, nierozpuszczone węglany, wodorotlenki żelaza, koloidalną siarkę, emulsje różnego typu, a nawet skupienia bakterii). Zmętnienie wód powierzchniowych może występować okresowo: podczas powodzi lub roztopów (Dojlido, 1995). Monitoring zbiornika goczałkowickiego prowadzony od czerwca 2010 r. jest pierwszym tego typu badaniem zbiorników zaporowych w Polsce i jednym z pierwszych w Europie. Prezentowany zakres parametrów pozwala nie tylko na monitoring badawczy (potamiczny i limniczny), ale dostarcza szeregu informacji, o jakości wód dopływających i wypływających ze zbiornika, pozwala na ocenę wpływu akwenu na jakość wód oraz dostarcza informacji meteorologicznych o wpływie zbiornika na mikroklimat (monitoring meteorologiczny) oraz istotnych informacji dla rozwoju procesów eutrofizacji i warunków życia flory i fauny (monitoring biologiczny). Wszystkie badane parametry zasilają model funkcjonowania zbiornika. Monitoring ciągły parametrów fizycznych i chemicznych wody pokazuje dynamikę obserwowanych wskaźników, nie tylko sezonową, lecz dobową, poprawia to możliwości właściwej interpretacji otrzymywanych wartości i szybkość reakcji na zagrożenia, tak istotne dla akwenu zaopatrującego w wodę ponad 3 miliony osób. Zakres wybranych parametrów określiły możliwości techniczne pomiaru i wytyczne ministerialne (Rozporządzenie, 2008). W tabelach 1, 2 i 3 zaprezentowano wyniki uzyskane w poszczególnych punktach monitoringowych w okresie od czerwca 2010 roku do stycznia 2013 roku. Tabela. 1. Wartości średnie, minimalne i maksymalne wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wody rzeki Wisły powyżej zbiornika goczałkowickiego w okresie od VI 2010 r. do I 2013 r. Parametr Przewodność Odczyn Tempera -tura wody Tlen rozpuszczony Mętnoś ć Jednostka µs cm -1 ph C mg O 2 dm -3 NTU średnia minimalna maksymalna Chlor-ki Azot azotanowy mg Cl - - mg N-NO 3 dm -3 dm -3 ORP redox 227,36 7,13 10,74 8,44 93,07 38,11 3, ,00 6,03 0,05 0,71 0 1,00 0,03-91,00 357,00 8,32 26,26 27, ,00 23, Prezentowane wartości średnie wód rzeki Wisły powyżej zbiornika w świetle obowiązujących przepisów należy zaklasyfikować do klasy I (stan/potencjał bardzo dobry) za wyjątkiem azotu azotanowego, zaklasyfikowanego do klasy II (stan/potencjał dobry) (Rozporządzenie 2011). Tabela 2. Wartości średnie, minimalne i maksymalne wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wody zbiornika goczałkowickiego w okresie od VI 2010 r. do I 2013 r. mv 76

9 Parametr Przewodność Odczyn Chlorofil Tlen rozpuszczony Jednostka µscm ph µg dm-3 mg O2 dm-3 średnia minimalna maksymalna 77 Chlorki mg Cldm-3 Azot azotanowy mg N- NO3-dm-3 182,1 8,2 10,8 8,5 48 0, ,1 2,01 2,82 10,52 0, ,9 90,25 17, , ORP Potencjał redox Wszystkie prezentowane wartości średnie parametrów wód zbiornika w świetle obowiązujących przepisów należy zaklasyfikować do klasy I (stan/potencjał bardzo dobry) (Rozporządzenie, 2011). Tym niemniej na uwagę zasługują wysokie wartości natlenienia wód akwenu. W okresie letnim wody zbiornika w epilimnionie osiągają poziom określany mianem przesycenia (17,65 mg O 2 dm -3 ), co spowodowane jest masową produkcją tlenu przez rozwijający się fitoplankton. Poza tlenem w wodach limnicznych występuje również dwutlenek węgla, który w istotny sposób wpływa na odczyn wód. Rozwijające się glony pobierają znaczne ilości dwutlenku węgla (duża zawartość CO 2 decyduje o odczynie kwaśnym), powodując jednoczesny wzrost odczynu wody. Sezonowa zmienność odczynu wody jest bardzo wyraźna. W zbiorniku goczałkowickim następuje stopniowy wzrost odczynu wody, począwszy od wartości ph zbliżonych do 7 w okresie zimowym do maksymalnych w okresie letnim (ph=9,9). Tak wysokie wartości odczynu dają możliwości przyrostu biomasy, na co wskazują wysokie stężenia chlorofilu w wodach akwenu w sierpniu 2010 roku (90,25 µg dm -3 ). Wyżej wymienione zagadnienia wskazują na problem eutrofizacji wód akwenu, jako największe zagrożenie dla zbiornika goczałkowickiego, pomimo że w świetle prowadzonych badań potencjał ekologiczny dla akwenu określono jako dobry i powyżej dobrego. Rola zlewni zbiornika w kształtowaniu parametrów jakościowych i wpływu otoczenia na degradację zbiornika goczałkowickiego wyrażana współczynnikiem Schindlera (II kategoria) wskazuje akwen, jako umiarkowanie podatny na degradację. wskaźnika sugeruje, że zlewnia odgrywa mało znaczącą rolę w kształtowaniu jakości wody zbiornika. Istotną innowacją monitoringu ciągłego jest możliwość obserwowania ciągłych zmian temperatury wody akwenu co nie jest możliwe przy tradycyjnych pomiarach (rys. 2). W roku 2010, gdy rozpoczęto pomiary dowiedziono, że w zbiorniku występuje stratyfikacja termiczna pomimo niewielkiej głębokości maksymalnej akwenu. Okresu stagnacji letniej zbiornika charakteryzuje się spadkiem temperatury wraz z głębokością i jest to proces zwany anotermią lub stratyfikacją normalną. Górna warstwa profilu o najwyższej temperaturze, zbliżonej do temperatury powietrza, to epilimnion (warstwa nadskokowa), dolna przydenna warstwa, gdzie woda jest najchłodniejsza, to hypolimnion (warstwa podskokowa). Ze względu na niewielką głębokość zbiornika goczałkowickiego oraz intensywne mieszanie wiatrowe wód w okresie stagnacji letniej pojawiają się okresy, kiedy nie występuje uwarstwienie termiczne i cała masa wody znajduje się w zasięgu ciepłego epilimnionu. Maksymalnie temperatura wody w pionie wykazuje zróżnicowanie przekraczające 11ºC (rys. 2). Z końcem sierpnia w zbiorniku goczałkowickim rozpoczyna się okres cyrkulacji jesiennej. W wyniku ochłodzenia warstw powierzchniowych wody oraz ich mieszania wiatrowego i konwekcyjnego różnice mv

10 temperatur pomiędzy epilimnionem a hipolimnionem zanikają. Koniec ochładzania jesiennego kończy osiągnięcie temperatury 4ºC w całym profilu termicznym (homotermia jesienna), które w omawianym akwenie następuje na przełomie listopada i grudnia 2010 (rys. 2). Rys. 2. Zmiany temperatury w profilu pionowym wody zbiornika goczałkowickiego w okresie od czerwca do grudnia 2010 roku Tabela. 3. Wartości średnie, minimalne i maksymalne wybranych parametrów fizycznych i chemicznych Wisły poniżej zbiornika goczałkowickiego w okresie od VI 2010 r. do I 2013 r. Parametr Przewodność Odczyn Tempera -tura wody Tlen rozpuszczony Mętnoś ć Jednostka µs cm -1 ph C mg O 2 dm -3 NTU średnia minimalna maksymalna Chlor-ki Azot azotanowy mg Cl - - mg N-NO 3 dm -3 dm -3 ORP redox 180,33 7,51 11,06 8,10 105,84 20,75 1,12 515,99 101,00 6,50 0,03 1,17 0,00 3,00 0,04 238,00 243,00 9,42 28,52 12, ,00 8,25 731,00 Wszystkie prezentowane wartości średnie parametrów wody poniżej zbiornika goczałkowickiego w świetle obowiązujących przepisów należy zaklasyfikować do klasy I (stan/potencjał bardzo dobry) (Rozporządzenie, 2011). Każda rzeka z punktu widzenia ekologii to ekosystem otwarty, który jest w stanie równowagi dynamicznej (Allan, 1998; Kajak, 1998). Przerwanie kontinuum rzeki stopniem wodnym wpływa na warunki hydrologiczne, które w istotny sposób mogą kształtować procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne determinujące jakość wód w zbiorniku wodnym, a tym samym w rzece poniżej zapory (Ward, Stanford, 1983; Kajak, 1984; Penczak i in., 1994; Galicka i in., 2007). Monitoring badawczy ciągły parametrów fizycznych i chemicznych wód umożliwia także analizę wpływu zbiornika goczałkowickiego, na jakość wód Wisły poniżej akwenu. mv 78

11 Ponad pięćdziesiąt lat temu na rzece Wiśle zbudowano zaporę zbiornika retencyjnego. W wyniku spiętrzenia wód Wisły na tym odcinku rzeka zmieniła swój reżim. Zwiększyła się powierzchnia zajęta przez wody, głębokość, czas przepływu, a zmniejszeniu uległa prędkość przepływu wody. Zmieniły się także właściwości fizyczne i chemiczne wód. Badania wykazały, że zbiornik wykazuje znaczną retencję chemiczną i większość parametrów jakościowych ulega poprawie. Wyjątek stanowi odczyn, który nieznacznie wzrasta, co spowodowane jest procesami eutrofizacyjnymi zachodzącymi w zbiorniku. Wzrasta także temperatura wody, co jest związane przede wszystkim z powierzchnią akwenu oraz czasem retencji. Następuje także nieznaczny wzrost mętności spowodowany zmętnieniem wody przez urządzenia spustowe zapory zbiornika. W tabeli 4 przedstawiono różnice wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wód rzeki Wisły wypływających ze zbiornika goczałkowickiego w stosunku do jej dopływu w okresie od czerwca 2010 do stycznia 2013 (rys. 3). Tabela 4. Różnica wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wód rzeki Wisły wypływających ze zbiornika goczałkowickiego w stosunku do jej dopływu (w okresie od czerwca 2010 do stycznia 2013). Parametr Przewodność Odczyn Tempera -tura wody Tlen rozpuszczony Mętnoś ć Jednostka µs cm -1 ph C mg O 2 dm -3 NTU Różnica wartości Różnica [%] Chlor-ki Azot azotanowy mg Cl - - mg N-NO 3 dm -3 dm -3 ORP redox -47,03 0,38 0,32-0,34 12,77-17,36-10,59-53,55-20,7 5,3 3,0-4,0 13,7-45,5-68,2-9,4 mv Rys. 3. Procentowa różnica wybranych parametrów fizycznych i chemicznych wód rzeki Wisły wypływających ze zbiornika goczałkowickiego w stosunku do jej dopływu (w okresie od czerwca 2010 do stycznia 2013). 79

12 Realizowany monitoring z wykorzystaniem sond wieloparametrowych wskaźników fizycznych i chemicznych jakości wody wraz z transmisją danych,,online z wykorzystaniem technologiii GSM-GPRS oraz budowa w pełni autonomicznej pływającej stacji pomiarowej zbierającejj i przesyłającej dane o jakości wody i wybrane parametry meteorologiczne świadczą o znacznej innowacyjności badań. Pomiary te, poza ciągłym dostępem do wyników niezależnym od pogody, pory roku, dnia czy warunków meteorologicznych wskazują przyszłość w zakresie monitorowania jakości wód. Choć monitoring ciągły nie jest jeszcze na tyle doskonały, aby wykluczyć konieczność pomiarów metodami tradycyjnymi i kosztowne analizy laboratoryjne, to wyznacza trend, w jakim zmierza nowoczesna metodyka pomiarowa jakości wody. Tradycyjny monitoring, oparty na rzadkich pomiarach w cyklu rocznym, w specyficznych warunkach może prowadzić do błędnych wniosków na temat stanu ekologicznego obiektu badań. Na rysunkach 4, 5 i 6, zaprezentowano wybrane wyniki pomiarów dobowych i ich zmienność. Pokazują one jak bardzo ważne jest wdrożenie do monitoringu tradycyjnego pomiarów ciągłych tych parametrów, które cechuje duża zmienność dobowa. Zaliczono do nich: mętność, stężenie chlorofilu oraz tlenu rozpuszczonego. Rys. 4. Dobowe zmiany mętności wody w punkcie: rzeka Wisła jaz w Strumieniu dopływ do zbiornika goczałkowickiego 80

13 Rys. 5. Dobowe zmiany stężenia chlorofilu w punkcie: pelagial zbiornika goczałkowickiego w najgłębszym punkcie, w dawnym korycie Wisły Rys. 6. Dobowe zmiany stężenia tlenu rozpuszczonego w punkcie: pelagial zbiornika goczałkowickiego w najgłębszym punkcie, w dawnym korycie Wisły Wnioski Pomiary z wykorzystaniem sond automatycznych, poza ciągłym dostępem do wyników niezależnym od pogody, pory roku, dnia czy warunków meteorologicznych wskazują przyszłość w zakresie monitorowania jakości wód. Monitoring ciągły wyznacza trend, w jakim zmierza nowoczesna na metodyka pomiarowa jakości wody. Wyniki uzyskane takimi metodami są zdecydowanie bardziej reprezentatywne do pozyskiwanych w dotychczasowy sposób. Tradycyjny monitoring oparty na rzadkich pomiarach w cyklu rocznym w specyficznych warunkach może prowadzić do błędnych wniosków na temat stanu obiektu badań. Dotyczy to szczególnie wskaźników o dużej zmienności dobowej, takich jak: mętność, stężenie chlorofilu oraz tlenu rozpuszczonego. Monitoring ciągły parametrów fizycznych i chemicznych wody pokazuje dynamikę obserwowanych wskaźników, nie tylko sezonową, lecz dobową. Poprawia to możliwości właściwej interpretacji otrzymywanych wartości i szybkość reakcji na zagrożenia, tak istotne dla akwenu zaopatrującego w wodę ponad 3 miliony osób. Literatura: 81

14 Absalon D., Matysik M., Ruman M., 2011: Location, hydrological conditions and factors influencing water quality of Goczałkowice Reservoir and its catchment [in] Marszelewski W., (ed.) Anthropogenic and natural transformations of lakes. Vol. 5, PTLim, UMK, Toruń, s Allan J.D., 1998: Ekologia wód płynących. Wyd. PWN. Warszawa, 491 s. Chełmicki W., 1997: Degradacja i ochrona wód. Cz. 1. Wyd. UJ. Kraków, 252 s. Choiński A., 1995: Zarys limnologii fizycznej Polski. Wyd. Naukowe UAM. Poznań, 298 s. Dmochowska H. (red.), 2007, Rocznik Statystyczny Rzeczpospolitej Polskiej (Statistical Yearbook of the Republic od Poland), 882 s. Dojlido J.R., 1995: Chemia wód powierzchniowych. Wyd. Ekonomia i Środowisko.Białystok, 342 s. Hermanowicz W., 1999: Fizyko-chemiczne badanie wody i ścieków. Wyd. Arkady.Warszawa, 556 s. Kajak Z., 1984: Changes in river water quality in reservoirs, exemplifi ed by studiesin Poland. [in:] Lillehamer A., Saltveit S. J. (edt.): Regulated rivers. Publ.UniversitetsforlangetAS. Oslo, pp Kajak Z., 1998: Hydrobiologia - limnologia. Ekosystemy wód śródlądowych. Wyd. PWN.Warszawa, 360 s. Kudelska S., Cydzik D., Soszka H., 1994: Wytyczne monitoringu podstawowegojezior. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska. Ofi cyna Wydawnicza,,OIKOŚ sp. z. o. o. Warszawa, 54 s. Marszelewski W., 2005: Zmiany warunków abiotycznych w jeziorach Polski północno-wschodniej. Wyd. Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. Toruń, 288 s. Galicka W., Kruk A., Zięba G., 2007: Bilans azotu i fosforu w Zbiorniku Jeziorsko. T.1,z.2. Wyd. Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego. Poznań, s. 1-9 Penczak T., Galicka W., Grzybkowska M., Koszaliński H., Janiszewska M., Temecha., Zaczyński A., Głowacki L., Marszał L., 1994: Wpływ Zbiornika Jeziorsko najakość wody w Warcie, populacje ryb i ich bazę pokarmową ( ). Rocz. Nauk.PZW 6. s Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych Dz. U. Nr 162 z 2008 roku poz Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych Dz. U. Nr 257 z 2011 roku poz Ruman M., 2011: Uwarunkowania i skutki zmian właściwości fizyko-chemicznych wód Zbiornika Turawskiego. Uniwersytet Śląski, Katowice. 227 s. Rzętała M., 2000: Bilans wodny oraz dynamika zmian wybranych zanieczyszczeńzbiornika Dzierżno Duże w warunkach silnej antropopresji. Wyd. UŚ. Katowice,175 s. Siudy A., Bilnik A., Świercz T., Szlęk Z., 2005, Wielofunkcyjny zbiornik retencyjny Goczałkowice na Małej Wiśle i jego znaczenie dla gospodarki wodnej Górnego Śląska (Multi-purpose Goczałkowice reservoir on the Small Vistula and its role in water management in Upper Silesia), Konferencja Naukowo-Techniczna z okazji Jubileuszu 50-lecia budowy Zbiornika Wodnego na Małej Wiśle w Goczałkowicach, GPW, Pszczyna Tomik T., 1969: Próba charakterystyki termicznej Zbiornika Rożnowskiego. [w:] PracePaństwowego Instytutu Hydrologiczno-Meteorologicznego, z. 96. Wyd. Komunikac i Łączności. Warszawa, s Ward J.S., Stanford J.A., 1983: The intermediate - disturbance hypothesis:an explanation for biotic diversity patterns in lotic ecosystems. [in:] FontanieT. D., Bartell S. M, (red.): Dynamic of lotic ecosystems. Publ. Ann. Arbor Sci.,The Butterworth Group. Michigan, pp Informacja o autorze: dr Marek Ruman - pracownik naukowo-dydaktyczny Uniwersytetu Śląskiego, Wydziału Nauk o Ziemi. Jest autorem ponad 60 publikacji z zakresu hydrologii, antropogenicznych przemian stosunków wodnych oraz hydrochemii wód powierzchniowych. Jest współautorem, członkiem zarządu koordynującego projekt badawczy w ramach programu operacyjnego Innowacyjna Gospodarka finansowanego przez Unię Europejską pt.:,,zintegrowany system wspomagający zarządzaniem i ochroną zbiornika zaporowego (ZiZOZap). 82