JAKO I CECHY U YTKOWE WODY POTOKU B BOLA W ASPEKCIE JEJ PRZYSZ EGO MAGAZYNOWANIA W ZBIORNIKU RETENCYJNYM

Transkrypt

1 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:13 Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 8 (34) 2009, 1723 JAKO I CECHY U YTKOWE WODY POTOKU B BOLA W ASPEKCIE JEJ PRZYSZ EGO MAGAZYNOWANIA W ZBIORNIKU RETENCYJNYM Tomasz Kowalik, * W odzimierz Kawnik, Andrzej Bogda, Krzysztof Ostrowski, W odzimierz Rajda Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Streszcze. Celem pracy by a ocena jako ci i walorów u ytkowych wody w potoku B bola odwadniaj cym zlewni o powierzchni 3,25 km 2 po o on w Beskidzie Makowskim. Na potoku tym plawane jest utworze zbiornika wodnego w ramach Programu Ma ej Retencji Województwa Ma opolskiego. Badania terewe przeprowadzo w 24 losowo wybranych terminach 2007 i 2008 roku. W tere wykonywa pomiary temperatury, ph, st enia tlenu rozpuszczonego i przewod ci elektrolitycznej wody. W laboratorium oznaczo st e zawiesiny ogólnej, substancji rozpuszczonych, zwi zków biogennych (NH + 4, NO 2, NO 3, PO 3 4 ), sk adników mineralnych (SO 2 4, Cl, Mn 2+, Mg 2+, Ca 2+ ), BZT 5, ChZT Mn i metali (Fe 2+/3+, Mn); z cz stotliwo ci raz na kwarta, a wi c w 8 próbach wody wykona oznaczenia metali ci kich (Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Pb) oraz liczeb ci bakterii coli i coli typu ka owego. Stwierdzo, e woda potoku B bola jest bardzo dobrej jako ci (klasa I), a po jej uzdatniu w procesach zycznych i chemicznych wed ug kategorii A2 mog aby ona by wykorzystywana do zaopatrzenia lud ci oraz do celów rekreacyjnych jako k pielisko; stawi te zagro enia do bytowania ryb. Stwierdzone niskie st enia sk adników biogennych w wodzie potoku wskazuj na zagro e plawanego zbiornika eutro zacj. S owa kluczowe: potok, jako wody, walory u ytkowe, zbiornik ma ej retencji. WST P Wody powierzchniowe magazywane w zbiornikach retencyjnych zawieraj substancje chemiczne, których st e zale y mi dzy innymi od sposobu zagospodarowania i u ytkowania zlewni [Mosiej i Somorowski 2001, Rajda 2005, Rajda i Kawnik 2005, Koc i Skoczyk 2007, Ostrowski i Bogda 2007, Kawnik i Kowalik 2008]. Je eli s one zasilane wodami o odpowiedj jako ci, ulegaj cz sto przy pieszonym procesom eutro zacji. Powoduje to degradacj rodowiska wodnego zbiornika [Tryba a 1996, Mioduszewski i in. 2005, Rajda 2005] i ogranicze jego wykorzystania. Adres do korespondencji Corresponding author: dr in. Tomasz Kowalik, Katedra Melioracji i Kszta towania rodowiska, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 2428, Kraków, rmkowali@cyf-kr.edu.pl.

2 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:13 18 T. Kowalik, W. Kawnik, A. Bogda Celem pracy by o okre le jako ci i walorów u ytkowych wody maj cej w przysz o ci zasila zbiornik retencyjny townia. Plawany jest on na potoku B bola w Beskidzie Makowskim [Kondracki 2002]. Jest to jeden z 4 obiektów wytypowanych w ramach Programu Ma ej Retencji Województwa Ma opolskiego do hydrochemicznych bada i jeden z 12 obiektów w Ma opolsce obj tych badaniami w ramach projektu rozwojowego R MATERIA I METODY Charakterystyka zlewni Zlewnia potoku B bola, o powierzchni 3,25 km 2, w której plawany jest w przysz o- ci zbiornik retencyjny (powierzchnia zalewu 4,36 ha, pojem 234 tys. m 3, maksymalne pi trze 12,5 m), po o ona jest we wsi townia w zachodj cz ci województwa ma opolskiego, w powiecie Sucha Beskidzka, gmi Jordanów. Jest to potok IV rz du, który stawi lewobrze ny dop yw potoku tówka uchodz cego do rzeki Skawy. D ugo potoku B bola od ród a do punktu pomiarowo-kontrolnego, w którym bada wska niki jako ciowe wody, wysi 2,59 km, a redni spadek jego dna to 7,4%. Wybrane przep ywy charakterystyczne okre lone na podstawie odp ywów jedstkowych to SQ (0,041 m 3 s 1 ), SNQ (0,010 m 3 s 1 ) i NNQ (0,005 m 3 s 1 ). Sie hydrogra czna zlewni ma cz d ugo 6,26 km co w przeliczeniu na jedstk powierzchni stawi 1,93 km km 2. Zlewnia po o ona jest w przedziale wysoko ciowym od 528 do 841 m n.p.m., a redni spadek jej terenu wysi 22,5%. redni rmalny opad atmosferyczny z wielolecia kszta tuje si na poziomie 850 mm. Obszar zlewni w 30,8% jest u ytkowany rolniczo, przy czym grunty orne stawi tylko 4,4% jej powierzchni i s rozmieszczone w dolnej cz ci zlewni, a u ytki zielone zajmuj 26,4%. Najwi ksz cz zlewni 62,9%, pokrywaj lasy. Tereny zabudowane, zamieszkiwane cz przez 5 osób, znajduj si w górnej i dolnej partii zlewni (dwa gospodarstwa, w tym jed letniskowe) i zajmuj 0,1% jej powierzchni. Pozosta a cz (6,2%), to u ytki rozsiane na ca ym obszarze zlewni (rys.). Obci e chowem zwierz t w zlewni wysi zaledwie 0,95 DJP km 2. Metody bada Oznaczenia wska ników jako ci wody prowadzo w latach 2006 i 2007, jeden raz w miesi cu, w 24 losowo wybranych terminach. Pomiary prowadzo w miejscu plawanej zapory zbiornika, gdzie rów pobiera próby wody do analiz laboratoryjnych. W tere mierzo temperatur, ph, st e tlenu rozpuszczonego oraz przewod elektrolityczn w a ciw. W laboratorium metodami standardowymi [Hermawicz i in. 1999] oznacza st enia zawiesiny ogólnej, substancji rozpuszczonych, zwi zków biogennych (NH 4 +, NO 2, NO 3, PO 4 3 ), sk adników mineralnych (SO 4 2, Cl, Mg 2+, Ca 2+ ), wska ników tlewych (BZT 5 i ChZT Mn ) oraz metali (Fe 2+/3+, Mn 2+ ). Z cz stotliwo ci raz na kwarta, a wi c w 8 próbach wody wykona oznaczenia metali ci kich (Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Pb) oraz liczeb ci bakterii grupy coli i coli typu ka owego. Klasy jako ci wody ocenio na podstawie Rozporz dzenia Ministra rodowiska z dnia 20 sierpnia Acta Sci. Pol.

3 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:13 Jako i cechy u ytkowe wody potoku B bola w aspekcie jej przysz ego magazywania roku w sprawie sposobu klasy kacji stanu jedlitych cz ci wód powierzchniowych [Rozporz dze 2008]. Oznaczone wska niki jako ci porówna z warto ciami granicznymi okre lonymi w za cznikach nr 1, 5 i 8 do Rozporz dzenia, przy czym klasy jako ci wody oszacowa na podstawie ka dego z oznaczonych wska ników, uwzgl dniaj c warto ci odpowiadaj ce percentylowi 90%. W celu okre lenia walorów u ytkowych i przydat ci wody do potrzeb lokalnych w plawanym zbiorniku porówna, zgod z obowi zuj cymi rmatywami, badane wska niki z warto ciami granicznymi, którym powinna odpowiada woda do celów spo ywczych [Rozporz dze c], do bytowania ryb w warunkach naturalnych [Rozporz dze a] i do celów rekreacyjnych w k pieliskach [Rozporz dze b]. Ocenio te podat wody na eutro zacj [Rozporz dze d]. WYNIKI Ju na podstawie obecnego stanu u ytkowania zlewni, w której dominuj tereny le ne, mo na s dzi, e woda z j odp ywaj ca cechuje si korzystnymi wska nikami jako ci. Potwierdzi y to wyniki oznacze, które wykaza y, e z 15 badanych wska ników tylko warto ph przekroczy a granic I klasy jako ci (grudzie 2008 r. 8,6). Warto ci ich wska ników jak temperatura, przewod elektrolityczna, tlen rozpuszczony, biologiczne i chemiczne zapotrzebowa na tlen, zawiesina ogólna, substancje rozpuszczone, azot amowy, azot azotawy, fosfor ogólny, siarczany, chlorki, magnez, wap we wszystkich terminach oznacze mie ci y si w granicach I klasy jako ci (tab. 1). W klasie tej mie ci si ponad 93% analizowanych wska ników. Mo na zatem stwierdzi, e wody odp ywaj ce ze zlewni potoku B bola s bardzo dobrej jako ci. Jest to stan bardzo dobry rów pod wzgl dem biologicznym. Tak e warto ci metali szczegól szkodliwych dla rodowiska (chrom, cynk, mied, o ów, nikiel, kadm) mia y niskie warto ci, co pozwoli o stwierdzi, e stan chemiczny wód potoku jest dobry (tab. 2). Wed ug rmatywu dla wód przeznaczonych do spo ycia [Rozporz dze 2002c], 21 spo ród 22 analizowanych wska ników kwali kowa o wod do kategorii A1. Jedy pod wzgl dem liczeb ci bakterii grupy coli typu ka owego (warto odpowiadaj ca percentylowi 90 to 25 bakterii w 100 ml), wod t zakwali kowa do kategorii A2 (tab. 1 i 2). Oznacza to, e gdyby zaistnia a kocz, to mog aby zosta wykorzystana do spo ycia po poddaniu jej typowemu uzdatnianiu w procesach wst pnego utleniania, koagulacji, okulacji, dekantacji, ltracji i dezynfekcji. Ze wzgl du na de cyt atwo dost pnych róde wody pitnej o dobrej jako ci a kocz mo e si pojawi. Cechy wody potoku s te odpowied do bytowania ryb karpiowatych, a nawet ososiowatych, gdy wed ug obowi zuj cego rozporz dzenia [Rozporz dze a], na podstawie 95% spo ród zbadanych próbek spe nia a ona wymagania pod wzgl dem ph, oraz st e zawiesiny ogólnej, azotu amowego, azotynów, BZT 5, cynku, miedzi i fosforu ogólnego. Tak e temperatura wody oraz st e tlenu rozpuszczonego sprzyjaj bytowaniu obu gatunków ryb (tab. 1 i 2). Plawany zbiornik retencyjny móg by by wykorzystywany rów jako k pielisko [Rozporz dze b]. Wskazuj na to wyniki oznacze ph, st e zawiesiny ogólnej, tlenu rozpuszczonego, azotu amowego i azotawego, fosforanów i fosforu ogólnego, BZT 5, ChZT Mn oraz metali ci kich (Cr, Cd, Pb). Nie ma ponadto przeciw- Formatio Circumiectus 8 (34) 2009

4 20 T. Kowalik, W. Kawnik, A. Bogda Tabela 1. Ekstremalne, red i percentyle warto ci cech zykochemicznych wody odp ywaj cej oraz ocena jej walorów u ytkowych Table 1. Extreme values, means and percentiles of physicochemical properties of out owing water and assessment of its functional values Wyszczegól Item Temperatura, o C Temperature, o C Zakres Range rednia Mean Percentyl Percentile Klasa jako ci Quality class Przydat wody powierzchniowej Suitability of surface water do spo ycia for consumption 1,4 15,1 12,57 13,20 I Al 7,6 jako rodowisko ycia ryb as environment for sh to live in oso salmon karp carp do k pieli for swimming Eutro zacja Eutrophication ph 7,7 8,6 8,2 8,5 8,5 I Al EC S cm I Al O 2 % Al O 2 8,5 16,6 11,4 8,7 8,6 I SR I ZO I Al 0,4 2,2 BZT 5 0,9 1,6 1,6 I Al 1,5 6,0 ChZT Mn 2,7 4,1 4,3 I Al NH 4 + N-NH 4 + mg dm -3 ~ ~ ~ Al ~ ~ ~ I ~ 2 NO 3 0,6 1 1 Al ~ 0,4 N-NO 3 0,1 NO 2 3 0,01 0,40 PO 4 0,05 0,2 0,2 I ~ ~ ~ 0,09 0,11 Al ~ 0,12 P og P tot 0,02 0,03 0,03 I Acta Sci. Pol. Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:14

5 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:15 Jako i cechy u ytkowe wody potoku B bola w aspekcie jej przysz ego magazywania Tabela 1 cd. Table 1 cont. 2 SO Fe 2+/3+ ~ 0,29 0,10 Mn 2+ ~ 0,10 0,02 Ca Mg Cl ~ 5 2 E. coli typu ~ 52 ka owego 10 fecal type E. coli mg dm -3 w 100 ml in 100 ml ~ I Al 0,24 0,27 Al 0,04 0,05 Al I 7 7 I 3 4 I A A A1 EC przewod elektrolityczna w a ciwa electrolytic conductivity, SR substancje rozpuszczone dissolved substances, ZO zawiesina ogólna total suspended solids, ~ ilo ladowa trace A1 woda wymagaj ca prostego uzdatniania zycznego water requiring simple physical treatment A2 woda wymagaj ca typowego uzdatniania zycznego i chemicznego water requiring typical physical and chemical treatment Tabela 2. Warto ci ekstremalne, red i percentyle zawarto ci metali ci kich w wodzie odp ywaj cej oraz ocena jej walorów u ytkowych Table 2. Extreme values, means and percentiles of heavy metal contents of out owing water and assessment of its functional values Wyszczegól Item Cr Zn mg dm 3 Zakres Range rednia Mean ~ 0,01 ~ ~ 0,02 ~ Percentyl Percentile >0,01 0,01 0,01 0,01 Klasa jako ci Quality class Cd ~ >0,0002 >0,0005 Cu ~ 0,040 0,007 0,015 0,027 Przydat wody powierzchniowej Suitability of surface water do spo ycia for consumption jako rodowisko ycia ryb as environment for sh to live in oso salmon karp carp A1 A1 Al Al do k pieli for swimming Eutro zacja Eutrophication Formatio Circumiectus 8 (34) 2009

6 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:17 22 T. Kowalik, W. Kawnik, A. Bogda Tabela 2 cd. Table 2 cont. Ni Pb mg dm 3 ~ 0,005 0,002 ~ 0,005 0,002 0,004 0,005 0,004 0,005 Al Al ~ ilo ladowa trace A1 woda wymagaj ca prostego uzdatniania fizycznego water requiring simple physical treatment wskaza do wykorzystania przysz ego zbiornika jako k pieliska ze wzgl du na wyst powa bakterii grupy coli i coli typu ka owego (tab. 1 i 2), gdy woda spe nia wymagania obowi zuj cego rozporz dzenia [Rozporz dze 2002b]. W terminach oznacze stwierdzo te widocznych plam na powierzchni wody, które wskazywa yby na wyst powa zaczyszcze olejami lub substancjami ropopochodnymi i dyskwali kowa y jej u ytecz. Natomiast niski stopie nasycenia tlenem, który pozwala by wykorzystywa wody do celów k pieliskowych, odtowa jedy w styczniu i listopadzie 2007 roku (tab. 1), to jest poza sezonem rekreacji. St enia fosforu ogólnego, azotanów oraz azotu azotawego wskazuj, przy obecnym sta st e, na zagro e procesami eutro zacji (tab. 1). Wymienione parametry przekraczaj warto ci, które wskazywa yby na ie sk on ci zarów dla wód p yn cych, jak i stoj cych [Rozporz dze a]. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonych bada stwierdzo, e w miejscu plawanego zbiornika retencyjnego townia woda potoku B bola przy obecnych warto ciach wska ników kwali kuje si do I klasy. Oznacza to, e jest ona bardzo dobrej jako ci i wykazuje sk on ci do eutro zacji. Jej bardzo dobry stan ekologiczny (oceniony elementami zykochemicznymi) oraz dobry chemiczny pozwoli wod potoku B bola zaliczy do wód powierzchniowych o dobrym sta jako ci. Je eli zatem jako wody do chwili wybudowania zbiornika pogorszy si, to b dzie on móg s u y : do zaopatrzenia w wod pitn po wcze jszym uzdatniu, ze wzgl du na liczb bakterii z grupy coli typu ka owego, wed ug procedury A2; do celów rekreacyjnych, gdy wielkie przekrocze dopuszczalnej warto ci dotyczy o tylko tlenu rozpuszczonego i wyst pi o incydental w sezo zimowym; jako rodowisko ycia i rozwoju ryb karpiowatych i ososiowatych w warunkach naturalnych. PI MIENNICTWO Hermawicz W., Dojlido J., Do a ska W., Kozorowski B., Zerbe J., Fizyko-chemiczne bada wody i cieków. Arkady Warszawa. Kawnik W., Kowalik T., Walory u ytkowe wody rzeki Wilgi w aspekcie jej magazywania w ma ym zbiorniku retencyjnym. Acta Sci. Pol., Form. Circ. 7 (3), Koc J., Skoczyk P., Role of retention reservoir in protecting a lake from biogenic substances running off from rural areas. Pol. J. Environ. 16 (2A), Acta Sci. Pol.

7 Acta 8 (3-4) 2009.indd :25:17 Jako i cechy u ytkowe wody potoku B bola w aspekcie jej przysz ego magazywania Kondracki J., Geogra a regionalna Polski. Wyd. Nauk. PWN Warszawa. Mioduszewski W., Nyc K., elazo J., Zasoby wodne w obszarach wiejskich. Post. Nauk Rol. 3 (315), 319. Mosiej J., Somorowski Cz., Aktualne problemy gospodarowania wod w rolnictwie dla zrówwa onego rozwoju obszarów wiejskich. Wiad. Mel. k. 1, 27. Ostrowski K., Bogda A., Warto ci wybranych cech zyko-chemicznych w wodzie opadowej i odp ywaj cej z mikrozlewni o osadniczo-rolniczo-hodowlanym u ytkowaniu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 519, Rajda W., Woda w zagospodarowaniu przestrzennym obszarów wiejskich. Post. Nauk Rol. 3 (315), Rajda W., Kawnik W., Wp yw czynników antropogenicznych na jako wody potoku na tere podmiejskim i zurbanizowanym. Wiad. Mel. k. 4, Rozporz dze Ministra rodowiska z dnia 4 pa dziernika 2002 r. w sprawie wymaga, jakim powinny odpowiada wody ródl dowe b d ce rodowiskiem ycia ryb w warunkach naturalnych. Dz. U. Nr 176, poz a. Rozporz dze Ministra Zdrowia z dnia 16 pa dziernika 2002 r. w sprawie wymaga, jakim powinna odpowiada woda w k pieliskach. Dz. U. Nr 183, poz b. Rozporz dze Ministra rodowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymaga, jakim powinny odpowiada wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia lud ci w wod przeznaczona do spo ycia. Dz. U. Nr 204, poz c. Rozporz dze Ministra rodowiska z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wra liwych na zaczyszczenia zwi zkami azotu ze róde rolniczych. Dz. U. Nr 241, poz d. Rozporz dze Ministra rodowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasy kacji stanu jedlitych cz ci wód powierzchniowych. Dz. U. Nr 162, poz Tryba a M., Gospodarka wodna w rolnictwie. PWRiL Warszawa. QUALITY AND FUNCTIONAL VALUES OF WATER IN B BOLA STREAM IN VIEW OF ITS FUTURE STORAGE IN SMALL RETENTION RESERVOIR Abstract. The study assessed the quality and usability of water in the B bola stream that drains a 3.25 km 2 catchment situated in the Beskid Makowski Mts. (southern Poland). A water storage reservoir is to be built on the stream as part of the Small Retention Programme for the Malopolska Region. Field research was conducted on 24 randomly selected dates in 2007 and 2008, and included measurements of temperature, ph, dissolved oxygen concentration, and water electrolytic conductivity. Total suspended solids, dissolved solids, biogenic compounds (NH 4+, NO 3 2 2, NO 3, PO 4 ), minerals (SO 4, Cl, Mn 2+, Mg 2+, Ca 2+ ), BOD 5, COD Mn, and metals (Fe 2+/3+, Mn 2+ ) were determined in the laboratory. Heavy metals (Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Pb) assay, and coliform and fecal coliform counts were done once a quarter. The water of the stream showed a very quality (I class). After physical and chemical processing it would be t for consumption. It is also suitable for recreational purposes (bathing, swimming) and for sh culture. The low concentrations of biogenic components in the stream water suggest that the projected reservoir will t be threatened with eutrophication. Key words: stream, water quality, functional values, small retention reservoir Zaakceptowa do druku Accepted for print: Formatio Circumiectus 8 (34) 2009