Projekt Soils2Sea rola wód podziemnych w redukcji odpływu biogenów pochodzenia rolniczego do Bałtyku

Transkrypt

1 Projekt Soils2Sea rola wód podziemnych w redukcji odpływu biogenów pochodzenia rolniczego do Bałtyku Przemysław Wachniew Warsztaty - Przyszłość gospodarowania związkami azotu i fosforu w celu ograniczenia ich emisji z gospodarstw rolnych do gruntu i wód podziemnych Częstochowa, 11 grudnia

2 Eutrofizacja Bałtyku Stężenia N i P w Bałtyku nie zmniejszają się pomimo spadku ładunków od lat 80-tych (obecnie na poziomie wczesnych lat 60-tych).

3 Polska jako główne źródło biogenów w zlewisku Bałtyku 99.7% terytorium Polski należy do zlewiska Bałtyku Ponad połowa populacji mieszka w Polsce 40% gruntów rolnych znajduje się w Polsce

4 Polska przegrała przed Trybunałem UE ws. zanieczyszczeń wód azotanami

5 Zmniejszanie się ładunku ze ścieków bytowych Procent populacji obsługiwany przez oczyszczalnie ścieków: % % %

6 Zużycie nawozów mineralnych 2010/ Kg N/ha

7 Ładunek azotu odprowadzany do Bałtyku z obszaru Polski

8 Ładunek fosforu odprowadzany do Bałtyku z obszaru Polski

9 BONUS-185 Wspólny Międzynarodowy Program dla Bałtyku Misja Programu BONUS-185: Przyczynić się do stworzenia gospodarczo i ekologicznie prosperującego regionu Morza Bałtyckiego o zrównoważonym wykorzystaniu jego zasobów i dóbr, zarządzanego w oparciu o wiedzę będącą rezultatem interdyscyplinarnych wysiłków badawczych społeczności międzynarodowej.

10 Projekt Soils2Sea - tło Bałtycki Plan Działania (BSAP) i Ramowa Dyrektywa Wodna wymagają obniżenia ładunków biogenów odprowadzanych do Bałtyku oraz osiągnięcia dobrego stanu ekologicznego do 2021 roku.

11 Projekt Soils2Sea - cel Intensywność procesów powodujących zatrzymywanie i usuwanie biogenów w glebach, wodach podziemnych i powierzchniowych jest silnie zróżnicowana przestrzennie zależąc od lokalnych warunków. Zasadniczym celem projektu jest wypracowanie metod pozwalających na określenie zróżnicowanych lokalnie maksymalnych poziomów nawożenia.

12 Projekt Soils2Sea - cel

13 Pakiety robocze projektu Soils2Sea WP2: wpływ zmian w użytkowaniu ziemi, praktykach rolniczych i klimacie WP3: procesy zatrzymywania/usuwania biogenów opuszczających strefę korzeniową, opóźnienia czasowe WP6: nowe koncepcje gospodarowania uwzględniające lokalnie zróżnicowane regulacje tworzone z udziałem interesariuszy WP4: zatrzymywanie/usuwanie biogenów w ciekach wodnych WP5: modele komputerowe pozwalające badać wpływ lokalnie zróżnicowanych regulacji naładunki biogenów do Bałtyku

14 Partnerzy projektu GEUS, Geological Survey of Denmark and Greenland, Copenhagen, Denmark (koordynator prof. Jens Christian Refsgaard) Aarhus University, Denmark AGH University of Science and Technology Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden (KTH) Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Norrköping, Sweden ECOLOGIC Institute, Berlin, Germany Sorbisense A/S, Denmark Atlantic Branch of P.P.Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences, Kaliningrad, Russia (ABIORAS)

15 Zespół AGH Katedra Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej (GGiOŚ) Prof. Stanisław Witczak Prof. Grzegorz Malina Dr Anna Żurek Dr Jarosław Kania Mgr Dominika Bar Mgr Tomasz Michalczyk Zespół Fizyki Środowiska (FiIS) Prof. Kazimierz Różański Dr Przemysław Wachniew Mgr Damian Zieba 3 prace doktorskie, 5 magisterskich, 2 inżynierskie

16 Zlewnie badane w projekcie

17 ZLEWNIA KOCINKI

18 JCWP - Kocinka

19 Km 28

20 Km 25

21 Km 20

22 Km 9

23 Km 9

24 Główny Zbiornik Wód Podziemnych 326

25 Krajobrazy zlewni lasy stawy rybne ugory szklarnie grunty rolne

26 Gleby

27 Gleby Próby reprezentatywne dla różnych typów gleb i upraw

28 Własności gleb *Source: Alyses of soil parameters are performed by the Regional Chemical-Agricultural Station in Gliwice (Okręgowa Stacja Chemiczno-Rolnicza, OSChR)

29 Sieć drenarska, melioracje

30

31 Obserwacje hydrologiczne i meteorologiczne Gauging station Rain gauge

32 Stężenia - NO3 w wodach podziemnych i ciekach wodnych w marcu 2014 (bardzo mały przepływ)

33 Stężenia - NO3 w wodach podziemnych i ciekach wodnych w lipcu/sierpniu 2014 (średni przepływ)

34 Azotany w wodach podziemnych

35 Charakteryzacja hydromorfologiczna

36 Charakteryzacja hydromorfologiczna Wyprostowany kanał Wcięte dno Odcięte meandry Brak regulacji Dobry kontakt rzeki z terasą zalewową

37 Przemiany własności fizykochemicznych wody wzdłuż biegu Kocinki ,2 8,1 8 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7, EC ph 7, km od ujścia

38 Przemiany własności fizykochemicznych wody wzdłuż biegu Kocinki Przewodność elektryczna w ms/cm km od ujścia

39 Podsumowanie: główne problemy badawcze i stosowane metody Zidentyfikowanie obszarów, na których prowadzone jest nawożenie i określenie stosowanych dawek nawozów; scenariusze zmian - bazy danych, wywiady z rolnikami, weryfikacja w terenie Rozpoznanie zasobów i zdolności retencji biogenów w glebach - bazy danych, własne analizy własności gleb Określenie strumieni biogenów opuszczających strefę korzeniową - modelowanie Transport i transformacje biogenów w wodach podziemnych - obserwacje chemiczne i izotopowe (w tym d 15 N i d 18 O w azotanach) - rozwój modelu numerycznego (kalibracja za pomocą danych izotopowych)

40 Podsumowanie: główne problemy badawcze i stosowane metody Ładunki biogenów doprowadzane do Kocinki przez sieć drenarską Rozpoznanie interakcji wód podziemnych i powierzchniowych - modelowanie numeryczne - bezpośrednie obserwacje (wysokość hydrauliczna w osadach, pomiary k) - znaczniki (ciepło/temperatura, radon, tryt, izotopy wody, PE, inne) Ładunki i transformacje biogenów w Kocince - obserwacje stanu i przepływu (wodowskaz w dolnym biegu, okazjonalnie w innych przekrojach) - obserwacje składu chemicznego wzdłuż biegu rzeki (wszystkie formy N) - procesy w strefie hiporealnej (minipiezometry, emisje N 2 O, CO 2, CH 4 )

41 Podsumowanie: główne problemy badawcze i stosowane metody Współpraca z interesariuszami (stakeholders) - rolnicy, samorządowcy, przedsiębiorcy, wodociągi częstochowskie, wędkarze, NGO