STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH WIOŚ INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA

Transkrypt

1 INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA W BYDGOSZCZY STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH WIOŚ opracował: mgr Dawid Szatten BYDGOSZCZ 2008

2 SPIS TREŚCI 1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA JEZIORA GŁĘBOCZEK 2. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2008 ROKU JAKOŚĆ WÓD STAN EKOLOGICZNY WÓD 3. ZMIANY JAKOŚCI BADANYCH ELEMENTÓW 4. WNIOSKI 5. LITERATURA 2

3 1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA JEZIORA GŁĘBOCZEK Jezioro Głęboczek zlokalizowane jest w północnej części województwa kujawsko- pomorskiego na terenie miejskiej gminy Tuchola. Według podziału fizyczno- geograficznego Kondrackiego (2002) obszar ten wchodzi w skład mezoregionu Pojezierze Krajeńskie (314.69) oraz makroregionu Pojezierze Południowopomorskie. Rzeźba zlewni bezpośredniej jeziora, którą stanowi polodowcowe zagłębienie terenu, została silnie przekształcona antropogenicznie. Zlewnia całkowita pokrywa się zasięgiem ze zlewnią bezpośrednią jeziora i wynosi 0,52 km 2. Jezioro posiada powierzchnię 17,4 ha, a ze względu na połoŝenie w granicach miasta stanowi główny akwen miejski wykorzystywany do celów rekreacji. Głębokość maksymalna wynosi 5,5 m, średnia natomiast 3 m. Ryc. 1. Plan batymetryczny jeziora Głęboczek z zaznaczeniem lokalizacji punktu pomiarowego Jest to zbiornik okresowo bezodpływowy, z którego wypływa ciek Hozjanna, prowadzący wody jedynie przy wysokich stanach wód. Jezioro zasilane jest wodami pochodzącymi z opadów atmosferycznych oraz z pierwszego (czwartorzędowego) poziomu wodonośnego. 3

4 JEZIORO GŁĘBOCZEK woj. KUJAWSKO-POMORSKIE pow. Tucholski gm. Tuchola szerokość geograficzna: 53 35'5" dlugość geograficzna: 17 52'7" dorzecze: HOZJANNA BRDA - WISŁA POWIERZCHNIA (P): zwierciadła wody: 17,4 ha wysp: - ha GŁĘBOKOŚĆ (G): maksymalna: 5,0 m średnia: 3,0 m względna 0,01 wsk.głęb.: 0,60 OBJĘTOŚĆ (V): 522,0 tys.m 3 Długość maksymalna (D): 700 m Szerokość maksymalna (S): 340 m Długość efektywna: - m Szerokość efektywna: - m wydłuŝenie (D/S): 2,1 Średnia szerokość (P/D): - m LINIA BRZEGOWA (L): misy jeziora: 1860 m wysp: - m ogółem: 1860 m wsp.rozwoju linii brzegowej: 1,26 wsp. L/P 107 m/ha ROŚLINNOŚĆ WODNA: WYNURZONA: ZANURZONA: powierzchnia: - ha powierzchnia: -ha % pow. zw. wody: - % % pow. zw. wody: - % % dług. linii brzeg.: - % Nr ewid. jez.: - POWIERZCHNIE I OBJĘTOŚCI BATYMETRYCZNE powierzchnia objętość warstwy izobata określona izobatą pasa między izobatami między izobatami m ha ha % tys. m 2 % 0,0 17,4 1,0 16,2 2,5 14,5 5,0 10,9 7,5 3,6 10,0 1,1 12,5 15,0 20,0 25,0 30,0 1,2 6,9 155,6 24,0 1,7 9,8 129,4 26,8 3,6 20,7 111,2 23,1 7,3 42,0 84,5 17,5 2,5 14,4 31,0 6,4 1,1 6,3 10,3 2,1 opracował: - sondował: - ilość sondowań na 100 ha: - data pomiarów: wrzesień 1986 r. INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ oddział w Słupsku 4

5 Tab. 1. Struktura uŝytkowania gruntów zlewni bezpośredniej jeziora Głęboczek wyszczególnienie km 2 % grunty orne 0,41 77,9 inne 0,11 22,1 OGÓŁEM 0,52 100,0 Ryc. 2. Zlewnia całkowita (bezpośrednia) jeziora Głęboczek na tle uŝytkowania terenu 5

6 2. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2008 r. Warunki termiczno-tlenowe misy jeziora Głęboczek uzaleŝnione są w duŝym stopniu od warunków atmosferycznych poprzedzających badania. Podczas wiosennej serii pomiarowej temperatura wody w całym pionie oscylowała w granicach od 6,3ºC w warstwie powierzchniowej do 5,7ºC w warstwie naddennej. RównieŜ wartości rozpuszczonego w wodzie tlenu w całym słupie wody oscylowały w zbliŝonych granicach (15,2 15,4 mgo 2 /l) [m] temperatura [st.c] temperatura [st.c] tlen [mgo2/l] tlen [mgo2/l] 5.0 Ryc. 3. Profile termiczno-tlenowe wód jeziora Głęboczek w 2008 roku Podczas letniej serii pomiarowej wykształciła się niepełna stratyfikacja termiczno-tlenowa. Temperatura powierzchniowych warstw wody wynosiła 23,4ºC, aby przy dnie zmaleć do poziomu 19,0ºC. W warstwie naddennej nastąpiło odtlenienie wód na poziomie 0,3-0,2 mgo 2 /l. Zawartość związków organicznych prezentowana była za pomocą dwóch wskaźników: BZT5 oraz ChZT-Cr. Wiosną wartości pierwszego z nich wynosiły 4,3 mgo 2 /l, aby zmaleć latem do korzystnego poziomu 2,8 mgo 2 /l. Gorzej prezentowały się wartości drugiego ze wskaźników określających obciąŝenie 6

7 substancją organiczną wód jeziora ChZT-Cr. Wiosną jego wartość wynosiła 42,8 mgo 2 /l, by wzrosnąć pod koniec okresu wegetacyjnego do poziomu 68,4 mgo 2 /l. Związki biogenne (fosfor i azot) uwaŝane są za podstawowy element przyczyniający się do wzrostu trofii wód w jeziorach. StęŜenie fosforu ogólnego w powierzchniowej warstwie wód wynosiło 0,07 mgp/l (wiosną) oraz 0,08 mgp/l (latem). Są to wartości na zadowalającym poziomie. Mniej korzystne stęŝenia przyjmują ortofosforany badane latem w warstwie naddennej (0,06 mgp/l). Azot ogólny w 2008 roku przyjmował niekorzystne wartości wiosną (2,63 mgn/l), aby lekko zmaleć do poziomu 1,84 mgn/l podczas drugiej serii badań. StęŜenia azotu amonowego w warstwie przydennej wynoszą 0,16 mgn/l. Wartości konduktywności elektrolitycznej wody oscylowały w granicach od 395 us/cm (wiosna) do us/cm (lato). Stosunkowo niewielkie wartości tego wskaźnika wskazują na niską zawartość rozpuszczonych soli mineralnych w wodach badanego jeziora. Podczas wiosennej serii badań w 1 litrze wody występowało niespełna 11 mln osobników fitoplanktonowych z czterech głównych grup taksonomicznych. W składzie gatunkowym dominowały sinice (Cyanoprokaryota) z rodzaju Oscillatoria (ponad 77% całej liczebności fitoplanktonu). Biomasa fitoplanktonu wynosiła 6,33 mg/l. Wiosną odnotowano wartość chlorofilu a na poziomie 38,0 u/l. Latem wartości chlorofilu a zmalały do 24,6 u/l. Zmniejszyła się równieŝ liczebność organizmów fitoplanktonowych w 1 litrze wody 9 mln osobników. W składzie taksonomicznym występowało 5 głównych grup, z czego dominującą liczebnościowo (83%) stanowiły Chlorophyta. W stosunku z okresem wiosennym wzrosła biomasa fitoplanktonu (20,76 mg/l) dzięki występowaniu w składzie Ceratium hirundinella (Dinophyceae). 7

8 Wartości miana Coli typu kałowego (0,04) podczas II serii pomiarowej wskazują na pogorszenie się stanu sanitarnego. NaleŜy zwrócić uwagę na gospodarkę wodno-ściekową w zlewni badanego zbiornika. Według projektu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych art. 38 a ust. 3 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (Dz. U. z 2005 r. Nr 239, poz. 2019, z późn. zm.) moŝna przeprowadzić niepełną ocenę stanu ekologicznego jeziora Głęboczek zgodnej z wymogami Ramowej Dyrektywy Wodnej 2000/60/WE określanej na podstawie elementów biologicznych (podstawowych) oraz elementów hydromorfologicznych i fizyczno-chemicznych (wspomagających). Pierwszym elementem biologicznym uwzględnianym w ocenie jest chlorofil a, który przyjmując wartość 31,3 u/l klasyfikuje wody jeziora Głęboczek do słabej - IV klasy jakości wód. Drugim elementem składającym się na ocenę stanu biologicznego jest Makrofitowy Indeks Stanu Ekologicznego (ESMI). Podczas badań makrofitów na jeziorze odnotowano sześć gatunków roślinności. Najpospolitszym gatunkiem była trzcina pospolita (Phragmites australis) stwierdzona na wszystkich transektach badawczych i zajmująca 65% powierzchni litoralu. Mniej pospolitszym gatunkiem była pałka wąskolistna (Typha angustifolia) zajmująca około 13% powierzchni litoralu. Dwa gatunki: wywłócznik kłosowy (Myriophyllum spicatum) oraz rogatek sztywny (Ceratophyllum demersum) zajmowały po 8% litoralu. Pozostałymi gatunkami makrofitów stwierdzonych na badanym jeziorze były: tatarak zwyczajny (Acorus calamus) oraz grąŝel Ŝółty (Nuphar lutea) stanowiące razem ponad 3% powierzchni litoralu. Średnia głębokość występowania roślinności na tym stosunkowo płytkim akwenie wyniosła 1,6 m. Średnie pokrycie dna roślinnością wyniosło 72%. Daje to powierzchnię fitolitoralu na poziomie 1,7 ha (jedynie 9,8% powierzchni jeziora). Wynika to z ukształtowania 8

9 morfometrycznego misy jeziornej występowania wąskiego litoralu. Wartość wskaźnika ESMI wynosi 0,379, klasyfikując wody jeziora Głęboczek do II klasy jakości wód. Ostateczna ocena stanu biologicznego wód jeziora Głęboczek wskazuje na IV klasę jakości, ze względu na słabą wartość chlorofilu a spowodowaną wysoką produkcją pierwotną wód. Elementy fizykochemiczne wspomagające ocenę stanu ekologicznego przyjmują następujące wartości: - przeźroczystość wód mierzona za pomocą krąŝka Secchiego: 0,6 m (poniŝej stanu dobrego jakości wód), - przewodność (konduktancja): 250 us/cm (powyŝej stanu dobrego jakości wód), - azot ogólny: 2,24 mgn/l (poniŝej stanu dobrego jakości wód), - fosfor ogólny: 0,075 (powyŝej stanu dobrego jakości wód). Końcowa ocena stanu ekologicznego wód jeziora Głęboczek klasyfikuje wody do słabej IV klasy jakości. 3. ZMIANY JAKOŚCI BADANYCH ELEMENTÓW Monitoring jakości wód jeziora Głęboczek prowadzony jest od 1994 roku. Seria wyników z 10 sezonów badawczych umoŝliwia określenie istniejących tendencji. Warunki termiczno-tlenowe, jak juŝ wspomniano, uzaleŝnione są silnie od warunków atmosferycznych. Krzywe termiczno-tlenowe w poszczególnych latach wykazują dwa odmienne przebiegi (ryc. 4.): a) nie zaburzony warunkami atmosferycznymi (lata , , 2008), w których wykształca się pełna (epi-, meta-, hypolimnion) lub niepełna stratyfikacja termiczno-tlenowa (epi-, metalimnion), 9

10 b) zaburzony warunkami atmosferycznymi (lata 1999, 2007), w których nie wykształca się prawidłowy układ warstw, a temperatura wody oraz stęŝenie tlenu jest prawie jednakowe w całej objętości toni wodnej jeziora. Ryc. 4. Przebieg krzywych termiczno-tlenowych podczas badań letnich (lata ) MoŜna równieŝ stwierdzić, Ŝe warstwy przydenne podczas wykształconej stratyfikacji ulegają znacznemu odtlenieniu. Po przeprowadzeniu w 2001 roku zabiegu rekultywacji za pomocą 15 ton koagulantu PAX znacząco obniŝyły się stęŝenia fosforu w toni wodnej. Przed rokiem 2001 stęŝenia fosforu ogólnego oscylowały w granicach od 0,08 mgp/l (lato 1995 roku) do 0,30 mgp/l (lato 1999 roku). Po zabiegu stęŝenia znacząco zmalały do poziomu poniŝej 0,10 mgp/l. Ryc. 5. StęŜenie fosforu ogólnego w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Linie trendu (ryc. 5.) wskazują na jednoznaczne obniŝanie się stęŝeń fosforu ogólnego zarówno w seriach wiosennych jak i letnich. 10

11 Drugi elementem odpowiedzialnym za wielkość trofii jezior jest azot i jego związki. StęŜenia azotu ogólnego w wodach monitorowanego jeziora oscylują w zbliŝonych granicach w całym okresie badawczym. Poprowadzone na rycinie 6 linie trendu ukazują minimalny spadek jego koncentracji w wodach w obu okresach badawczych. Ryc. 6. StęŜenie azotu ogólnego w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Do przeprowadzenia w 2001 roku zabiegu rewitalizacji wód jeziora Głęboczek, biogenem limitującym wielkość produkcji pierwotnej był azot. Ryc. 7. Stosunek Pog do Nog w wodach jeziora Głęboczek (lata ) 11

12 Średnia wartość stosunku Pog:Nog w tym okresie wynosiła poniŝej 1:10. Po znaczącym zmniejszeniu zawartości związków fosforu (porzez związanie go za pomocą koagulantu w osadach dennych), stosunek Pog:Nog wzrósł niemal dwukrotnie (ryc. 7) powodując, iŝ głównym pierwiastkiem odpowiedzialnym za trofię jeziora stał się fosfor. Stosunek Pog:Nog oscyluje w graniach od około 1:20 do 1:30. ObciąŜenie wód substancję organiczną prezentowane jest za pomocą dwóch wskaźników: BZT 5 i ChZT-Cr. Wartości BZT 5 do badań monitoringowych w 2002 roku (rok po rewitalizacji) wynosiły powyŝej 4,5 mgo 2 /l. Od 2003 roku poziom BZT5 utrzymuje się stale na poziomie około 3,0 mgo 2 /l. Nieco inaczej prezentują się stęŝenia drugiego wskaźnika: ChZT-Cr. Do 2002 roku osiąga on wartości powyŝej 45,0 mgo 2 /l, przez kolejne dwa lata jego stęŝenia ulegają zmniejszeniu, by od badań 2006 roku ponownie wrócić do poprzedniego poziomu. Związanie w osadach znacznej ilości fosforu wiąŝe się z ograniczeniem produktywności wód jeziora, co przedstawia rycinia 7. Ryc. 8. StęŜenie chlorofilu a w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Przeźroczystość wód jeziora Głęboczek oscyluje w granicach od 0,4 m podczas wiosennych pomiarów w 1999 roku do 1,2 m podczas letniej serii w

13 roku. Linie trendu prezentowane na rycinie 8 wykazują prawidłowość nieznacznego zwiększania się przeźroczystości wód jeziora w okresie wiosennym. Ryc. 9. Widzialność krąŝka Secchiego w jeziorze Głęboczek (lata ) Latem sytuacja ulega pogorszeniu. Widzialność krąŝka Secchiego do 2005 roku osiągała wartość około 0,9 m. Podczas ostatnich czterech serii badawczych wartości te ulegają znacznemu pogorszeniu. 4. WNIOSKI Jezioro Głęboczek jest zbiornikiem wodnym podlegającym silnym wpływom antropopresji poprzez swoje połoŝenie w granicach administracyjnych miasta. Objawia się to poprzez: - uŝytkowanie rekreacyjne (kąpielisko, akwen słuŝący sportom wodnym oraz wędkowaniu), - rolniczo-miejskie zagospodarowanie zlewni jeziora (szczególnie niebezpieczne dla dostawy materii mineralnej jest prowadzenie upraw na zboczach bezpośrednio przy jeziorze), - incydentalne wzrosty ilości bakterii Coli typu kałowego. 13

14 Spośród wskaźników badanych w 2008 roku najmniej korzystnie przedstawiają się stęŝenia związków azotu (szczególnie azotu ogólnego) oraz wartości związków organicznych (ChZT-Cr). MoŜna zauwaŝyć stałe trendy polepszenia się jakości wód jeziora. Zdecydowany spadek (z wartościami poprzedzającymi zabieg rekultywacji) osiągają stęŝenia fosforu ogólnego. Zmniejszenie wartości odnotowane jest równieŝ w przypadku wskaźników organicznych: BZT 5 oraz elementów biologicznych (chlorofil a ). Ulegającym stałej poprawie, jednak w mniejszym stopniu niŝ w/w wskaźniki, jest stęŝenie azotu ogólnego w wodach jeziora. Ogólnie moŝna stwierdzić, Ŝe jezioro Głęboczek ulega powolnej, ale systematycznej poprawie. Z uwagi na zmianę zasad klasyfikacji jakości wód powierzchniowych, końcowa ocena uzyskana na podstawie ostatniej serii pomiarowej, nie moŝe być porównywana z wcześniejszymi ocenami. 5. LITERATURA Dane Instytutu Rybactwa Śródlądowego (IRŚ) w Olsztynie, 1962, Karta i plan batymetryczny jeziora Głęboczek Goszczyński J., 1999, Stan czystości jeziora Głęboczek, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz Goszczyński J., 2003, Ocena stanu czystości jeziora Głęboczek na podstawie badań WIOŚ Bydgoszcz w 2002 roku, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Makarewicz J., 2004, Stan czystości jeziora Głęboczek w 2004 roku, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz Ocena zasobów jezior województwa bydgoskiego cz.iii katalog jezior, zlewnie rzek od Drwęcy do Gwdy i Brdy, 1990, Burtymowicz K. i inni, IMGW, Słupsk Rekultywacja jeziora Głęboczek metodą inaktywacji fosforu, 2002, Gawrońska H. i inni, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn Szatten D., 2007, Stan czystości jeziora Głęboczek na podstawie badań monitoringowych w 2006 roku, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz 14