Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polska Akademia Nauk, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 34, Zabrze,

Transkrypt

1 ZMIANY WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY ANTROPOGENICZNEGO ZBIORNIKA PŁAWNIOWICE W PIERWSZYCH PIĘCIU LATACH REKULTYWACJI METODĄ USUWANIA WÓD HYPOLIMNIONU THE CHANGES OF SELECTED WATER QUALITY FACTORS ON THE PŁAWNIOWICE ANTHROPOGENIC RESERVOIR DURING FIRST FIVE YEARS OF RESTORATION BY HYPOLIMNETIC WITHDRAWAL Maciej Kostecki Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polska Akademia Nauk, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 3, Zabrze, kostecki@ipis.zabrze.pl ABSTRACT In the december 3 the reclamation process of Pławniowice reservoir (5 ha, 9 mln m 3 ) by hypolimnetic withdrawal (Olschewsky tube) was instaled. During five years, - 8 of reclamation process the positive effects was observed. The ecological state of Plawniowice reservoir are better. From to 8 the decrease tendency of ph in the epilimnion was described. In this period, the average visibility of Secchi disc during the summer stagnation, increased from about 1m to 3,m. The intra reservoir enrichment process (release phosphates from the bottom sediments) is decreased. In the 8, year by year, the negative balance of phosphorus was present. We can say, that the oligotrofication of this reservoir are in the progress. Key words: lake, restoration, hypolimnetic withdrawal, nitrogen, phospohorus, budget 1. Wprowadzenie W wyniku skierowania wód cieku do wyrobiska, bądź w wyniku przegrodzenia doliny rzeki zaporą, powstaje zbiornik wodny, w którym, w porównaniu z zasilającym go ciekiem, kształtują się radykalnie odmienne warunki hydrologiczne (Kostecki 3, Lossow, Mientki 1995). Zatrzymanie wody w zbiorniku sprzyja intensyfikacji procesów przemiany materii, w szczególności produkcji pierwotnej (Gawrońska 199, Gawrońska, Lossow 3, Kenzer 1, Kostecki 1977). W szczególności, w warunkach doprowadzania do zbiornika nadmiernych ładunków związków fosforu i azotu (Dunalska i in. 1, Lossow 1995, Psenner 1988, Seip i in. 199). W bardzo krótkim czasie dochodzi do osiągnięcia przez ekosystem limniczny stanu wysokiej trofii ze wszystkimi jej konsekwencjami. W sytuacji krańcowej zbiornik traci zdolność kumulowania zanieczyszczeń w osadach dennych (Kostecki 3, Kenzer 1, Mientki, Mientki i in. 1, Mientki i in. 3, Siuda 1). Pojawiają się ubytki a następnie całkowity brak tlenu w przydennych warstwach wody (Nurnberg i in. 1987, Kostecki 1). W wyniku redukcji siarczanów pojawia się siarkowodór powodując obniżenie odczynu wody odtlenionego hipolimnionu. Powstają warunki dla procesów wymagających niskiego odczynu, następuje uruchomienie procesu wzbogacania wewnętrznego, w rezultacie z osadów dennych uwalniane są duże ilości nagromadzonych tam związków fosforu (Kenzer 1, Lossow i in., Mientki 1986, Mientki 1993). Od tej chwili proces eutrofizacji zaczyna przebiegać lawinowo, prowadząc do masowych zakwitów roślinnych organizmów planktonowych (Lossow i in., Mientki 1986) Opadający na dno detrytus ulega rozkładowi w warunkach beztlenowych, następuje stopniowa degradacja zbiornika. W tej sytuacji rekultywacja zbiornika staje się niezbędna (Kostecki 3, Lossow 1995, Lossow i in. 1979). Województwo śląskie pozbawione jest jezior pochodzenia naturalnego. Wszystkie znajdujące się tutaj zbiorniki są pochodzenia antropogenicznego. Stanowią one cenne, pod względem przyrodniczym, krajobrazowym i gospodarczym, elementy środowiska. Z tych powodów wymagają ochrony i zabezpieczenia przez degradacją i dewastacją (Jankowski i in., Kostecki 3).

2 11 W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki pierwszych pięciu lat badań nad zmianami zachodzącymi w wyniku procesu rekultywacji, antropogenicznego zbiornika wodnego Pławniowice.. Obiekt i metoda Zbiornik Pławniowice (5 ha, 9 mln m 3 )), wraz ze zbiornikami Dzierżono Małe (11 ha, 1 mln m 3 ), Dzierżono Duże (65 ha, 95 mln m 3 ) i Kanałem Gliwickim, wchodzi w skład Zachodniego Węzła Wodnego rzeki Kłodnicy (łączna powierzchnia lustra wody około 1 ha, 1 mln m 3 ) (Kostecki 3). Badania prowadzone w latach 1976, następnie 1993 oraz wykazały, że zbiornik Pławniowice wymagającym natychmiastowej interwencji, w celu ratowania jego zasobów wodnych przed postępującą degradacją, spowodowaną eutrofizacją (Kostecki 1977, Kostecki 1978, Kostecki 1, Kostecki 3). Na podstawie wyników badań opracowano zasady adaptacji metody kortowskiej w celu zastosowania jej na zbiorniku Pławniowickim (Kostecki 6, Kostecki 7)..1. Metoda rekultywacji i opis urządzenia Metoda poprawy jakości stanu ekologicznego jeziora polegająca na usuwaniu wód hypolimnionu została zastosowana po raz pierwszy w Polsce, przez prof. P. Olszewskiego na jeziorze Kortowskim, w Olsztynie (Olszewski 1959). Prowadzono wieloletnie badania nad procesem zmian, zachodzących w jeziorze w czasie rekultywacji jeziora metodą kortowska (Dunalska 1, Dunalska, Dunalska i in. 1, Mientki 1986, Mientki 1993, MIentki 1995). Metodę tą zastosowano następnie na jeziorze Rudnickim Wielkim, koło Grudziądza (Janc et all 1988, Mientki Mientki ). Metoda ta stosowana jest także na innych jeziorach świata (Livingstone i in. 199, Nurnberg 1987, Nurnberg i in. 1987, Psenner 1988). Na terenie Polski południowej metodę kortowską zastosował na zbiorniku Pławniowickim, Kostecki (Kostecki 3, Kostecki 6, Kostecki 7). W roku 3 rozpoczęto montaż elementu upustowego w istniejącym jazie, oraz układanie rurociągu (Rura Olszewskiego) na dnie zbiornika. Urządzenie hydrotechniczne składa się z tzw. ustnika, przyłączonego do istniejącego jazu (przelewu powierzchniowego) przez który dotychczas, powierzchniowo, odprowadzano wodę ze zbiornika. Ustnik wyposażono w komorę dekompresyjną, łagodzącą skutki zmian parcia hydrostatycznego. Do komory dekompresyjnej przymocowane zostały trzy rury o długości 35m i średnicy 5mm, każda. Rury zostały ułożone na dnie, równolegle do siebie, ich zakończenie znajduje się w najgłębszym miejscu zbiornika (15m). Przy maksymalnym spiętrzeniu możliwe jest wyprowadzenie ze zbiornika około 1 mln m 3 wody w ciągu roku. W grudniu 3 roku hydrotechniczne urządzenie rekultywujące oddano do użytku... Metodyka badań Od roku prowadzone są systematyczne badania, zmierzające do opisania przebiegu procesu rekultywacji. Badania prowadzone są w oparciu o metodę bilansu ładunków zanieczyszczeń, w szczególności ładunków azotu i fosforu. W odstępach 1- tygodniowych, wykonywane są pomiary wielkości przepływów, w przekrojach na dopływie i odpływie ze zbiornika. W tych samych przekrojach pobierane są próbki wody do oznaczeń hydrochemicznych. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki pomiarów następujących wskaźników jakości wody: odczynu, przezroczystości wody, stężenie, stężenie azotu amonowego i azotanowego, ortofosforanów, oraz bilans związków azotu i fosforu. 3. Wyniki 3.1. Odczyn wody Odczyn wody jest czułym wskaźnikiem odzwierciedlającym intensywność procesów przemiany materii, w warstwie powierzchniowej fotosyntezy, w warstwie przydennej pozbawionej tlenu procesów rozkładu (Leuven et all 199). Wykonane pomiary odczynu wody zbiornika Pławniowice uwidoczniły różnice pomiędzy poszczególnymi latami (rys. 1). Odczyn powierzchniowej warstwy wody wzrastał z chwilą zakończenia cyrkulacji wiosennej i wystąpienia stratyfikacji termicznej. Jednocześnie, w poszczególnych latach, można zauważyć różne czasy występowania maksymalnych wartości odczynu. Prawdopodobnie wynika to z warunków pogodowych, a zwłaszcza nasłonecznienia, które, wraz z temperaturą, ma decydujący wpływ na nasilenie procesów fotosyntezy (Lossow i iin. 1979, Mientki 1986). Wzrostowi odczynu w epilimnionie odpowiadał stopniowy spadek odczynu w hypolimnionionie z chwilą ustania mieszania wiosennego (Mientki i in. 3).

3 ph Rys. 1. Odczyn powierzchniowej i przydennej warstwy wody zbiornik Pławniowice - 8 W okresie pierwszych pięciu lat rekultywacji zbiornika Pławniowice wystąpiła tendencja malejąca odczynu wody w okresie stagnacji letniej. Zapewne można ją określić jako zauważalną (rys dni pomiarów powierzchnia nad dnem Liniowy (powierzchnia) ). Tendencję do obniżania się odczynu w okresie stagnacji letniej widać także na przykładzie średnich wartości, w poszczególnych latach (rys.). ph 9,3 9, 9,1 9 8,9 8,8 8,7 8,6 8,5 8, 8,3 9,1 y = -,87x + 9,13 R =,189 8,83 8,75 8,7 8, lata Rys.. Odczyn powierzchniowej warstwy wody zbiornik Pławniowice, 8 wartości średnie 3.. Przezroczystość wody Przezroczystość wody jest wypadkową jakości i intensywności procesów przemiany materii, w tym produkcji biomasy, i jest zależna od stopnia zeutrofizowania ekosystemu wodnego (Kostecki 1977, Kostecki 3, Seip i in. 199). W latach , zanim przystąpiono do rekultywacji zbiornika, przezroczystość wody, mierzona jako widzialność krążka Secchiego, wynosiła w okresie stagnacji letniej od 1, do,9 m. Z chwilą rozpoczęcia rekultywacji obserwowano wyraźne zmiany, zarówno wartości wskaźnika, które zdecydowanie wzrosły, jak i w dynamice zmian. Obecnie dynamika zmian widzialności krążka Secchiego pozwala na wyróżnienie okresów zakwitów planktonu. Już nie występuje jeden, długotrwały zakwit, utrzymujący się od kwietnia do października, lecz można wyróżnić trzy okresy nasilenia oraz zdecydowanego osłabienia zakwitu (rys. 3). Porównanie średnich wartości widzialności krążka Secchiego w okresie stagnacji letniej, z lat , przed rozpoczęciem rekultywacji, z okresem 9, pozwala stwierdzić istotne różnice (rys ).

4 VI VI VII VII VIII VIII IX IX Rys. 3. Widzialność krążka Secchiego zbiornik Pławniowice w czasie stagnacji letniej [m] -,5-1 -1,5 - -,5-1,6-1,5-1,3-3 -3,5 - -,5 -,8 Rys.. Widzialność krążka Secchiego w czasie stagnacji letniej zbiornik Pławniowice , wartości średnie. -3, -3, -3,9-3, -3,9 Już w pierwszym roku rekultywacji zbiornika nastąpił zauważalny wzrost przezroczystości wody. Tendencja ta utrzymywała się również w latach następnych Redukcja azotu azotanowego Zbiornik Pławniowice charakteryzuje się wyraźną stratyfikacją termiczną i tlenową (Kostecki 1977, Kostecki 1, Kostecki 7). W okresie stagnacji letniej dochodzi do całkowitego wyczerpania tlenu w hypolimnionie. W tych warunkach następuje redukcja jonów azotanowych do azotu amonowego. Spadkowi stężenia azotanów odpowiada wzrost stężenia azotu amonowego (rys. 5). Przedstawione zmiany stężeń azotu azotanowego i amonowego w hipolimnionie zbiornika Pławniowice cechuje cykliczność, związana z okresami deficytów tlenowych. Widoczne są okresy wzrostu i zmniejszania się stężeń obu wskaźników. Jak można zauważyć są one w stosunku do siebie przeciwstawne. W tabeli 1 przedstawiono równania kinetyki redukcji azotanów.

5 117 Zmiany stężeń azotu amonowego i azotanowego w przydennej warstwie wody zbiornik Pławniowice - 8 [mg N/dm3],5 3,5 3,5 1,5 1, dni pobrania próbek N-NH N-NO3 Rys. 5. Zmiany stężeń azotu azotanowego i amonowego, w hipolimnionie zbiornika Pławniowice, w latach 8 Tabela 1. Równania kinetyki redukcji azotu azotanowego w hypolimnionie zbiornika Pławniowice, w latach 8. rok Równanie krzywej redukcji azotanów R y=-,9x+,58,967 5 y=-,135x+,356, y=-,1588x+,1,91 7 y = -,199x +,1698, y = -,16x +,615, Współczynnik (ax) nachylenia krzywej redukcji azotanów w hypolimnionie zbiornik Pławniowice w latach ,5 -,1 wsp. (a)x -,15 -,1588 -,16 -, -,135 -,199 -,5 -,9 -,3 kolejne lata Rys. 6. Współczynniki nachylenia krzywej redukcji azotanów w hipolimnionie zbiornika Pławniowice, w latach 8. Wyznaczenie tych równań pozwoliło na zaobserwowanie tendencji spadkowej szybkości reakcji przechodzenia jonów azotanowych w postać amonową. Graficznie przedstawiono to na rys Reakcja amonifikacji W warunkach beztlenowych, redukcja azotanów prowadzi do powstania azotu amonowego. W kolejnych latach, od chwili rozpoczęcia rekultywacji zbiornika, obserwuje się tendencję wzrostu stężenia azotu amonowego w hipolimnionie (rys. 5). Obserwowano wzrost maksymalnych stężeń tego wskaźnika (rys 7). Wzrost maksymalnego stężenia azotu amonowego mógłby sugerować nasilenie się procesu przemian azotowych, w kierunku reakcji amonifikacji. Poniżej (tab.) przedstawiono równania kinetyki reakcji amonifikacji.

6 118 Maksymalne stężenia azotu amonowego - zbiornik Pławniowice - 8,5 3,96, 3,8 3,5 3,35 3,3 lata 3,5 1,5 1,5 I - II - 5 III-6 IV-7 V-8 [ mg N-NH/dm3] Rys. 7. Maksymalne stężenia azotu amonowego w hipolimnionie zbiornika Pławniowice, w latach 8. Tabela.. Równania kinetyki amonifikacji hypolimnionie zbiornika Pławniowice, w latach 8. rok Równanie krzywej, reakcji amonifikacji R y =,x +, y =,188x -,169,9 6 y =,19x +, y =,89x -, y =,x +, ,3,7,5,3,31 [dc N-NH/d],,15,1,177,156, Rys. 8. Przyrost stężenia azotu amonowego w czasie, w jakim ten przyrost nastąpił hypolimnion zbiornika Pławniowice, w latach 8. lata Biorąc pod uwagę czas, w jakim dochodziło, w kolejnych latach, do osiągnięcia maksymalnej wartości stężenia azotu amonowego stwierdzono, że z każdym kolejnym rokiem rekultywacji zwiększa się okres osiania maksimum, co oznacza, że szybkość reakcji amonifikacji zmniejsza się (rys 8). Zauważono, że w ciągu pierwszych pięciu lat rekultywacji zbiornika, wydłużał się czas, w którym następował wzrost stężenia azotu amonowego, jednocześnie zmniejszała się szybkość reakcji (rys. 9).

7 119,31, dni,89 wsp. nachylenia krzywej "a",7,5,3,1,19,17 13 dni, dni dni,19, dni,181, dni Rys. 9. Zależność szybkości reakcji amonifikacji od czasu jej trwania 3.5. Proces wzbogacania wewnętrznego Procesem powodującym gwałtowny wzrost trofii zbiornika jest uruchomienie procesu uwalniania o- fosforanów z osadów dennych na drodze enzymatycznej, za pośrednictwem nukleaz i fosfataz [8]. Proces ten przebiega od momentu, kiedy zbiornik traci możliwość odkładania fosforu w osadach dennych Zmiany stężeń o-fosforanów w zbiorniku Pławniowice, w latach 8 przedstawiono na rysunku 1. 1, 1, [mg P-PO/dm3],8,6,, dni pomiarów powierzchnia odpływ Rys.1. Stężenie o-fosforanów w powierzchniowej i przydennej warstwie wody zbiornika Pławniowice, w latach 8.

8 1 Dla przedstawionego okresu badań obliczono szybkość reakcji uwalniania fosforanów z osadów dennych. Równania kinetyki reakcji przedstawiono w tabeli 3. Porównano szybkości reakcji uwalniania fosforanów, w okresie poprzedzającym rozpoczęcie rekultywacji z okresem pierwszych pięciu lat rekultywacji zbiornika (rys.11). Jak widać, w okresie poprzedzającym zainstalowanie rury Olszewskiego na zbiorniku. Pławniowice, proces uwalniania fosforanów z osadów dennych przebiegał z coraz większą szybkością. Z chwilą rozpoczęcia rekultywacji szybkość procesu zaczyna się zmniejszać. Zmniejszenie szybkości następuje bardzo powoli, jednak tendencję tą należy ocenić bardzo pozytywnie. Oczywiście w kolejnych latach przewiduje się weryfikowanie tego zjawiska Tabela 3. Równania kinetyki reakcji uwalniania fosforanów hypolimnion zbiornika Pławniowice lata - 8 rok Równanie krzywej R y=,7x+,8,97 5 y=,9x+,139,993 6 y=,81x+,575,819 7 y=,57x+,13,857 8 y=.38+,335,811 [a]x,1,1,8,6,,11 y=,39x -,8 y = -,6x +,76,81,7,6,57,9,38,3, lata badań Rys. 11. Współczynnik "a" nachylenia krzywej procesu wzbogacania wewnętrznego przed ( ), oraz po (-8) rozpoczęciu rekultywacji zbiornika Pławniowice Bilans azotu i fosforu w warunkach rekultywacji Bilans ładunków substancji biogennych jest najlepszą metodą wykazania zarówno zagrożenia zbiornika eutrofizacją jak i skuteczności podejmowanych zabiegów rekultywacyjnych (Dunalska, Kostecki 1978, Kostecki 3, Livingstone i in. 199, Mientki 1993). Celem uruchomionego procesu rekultywacji zbiornika Pławniowice jest jego oligotrofizacja. W praktyce powinno to oznaczać usuwanie, wraz z woda hypolimnionu, ładunków azotu i fosforu. Niezbędne jest zatem osiągnięcie ujemnego bilansu fosforu, czyli usuwanie ładunków tego pierwiastka większych od doprowadzanych do zbiornika. W celu określenia wielkości ładunków zanieczyszczeń wykonywano pomiary wielkości przepływów na dopływie i odpływie ze zbiornika. Wielkości średniorocznych wartości przepływów na dopływie i odpływie ze zbiornika, w latach 8 wykazują tendencję spadkową (rys. 1). Z punktu widzenia procesu rekultywacji jest to zjawisko niekorzystne, wskazuje bowiem na zmniejszanie się stopnia wymiany wody w zbiorniku. Dalsze obserwacje wykażą, czy jest to tendencja trwała, czy okresowa.

9 11,7,6,539,556 Q [m3/s],5,,3,9,5,8,18,,,3,3,,1, r. 5r. 6r. 7r 8r. kolejne lata Dopływ Odpływ Liniowy (Dopływ) Liniowy (Odpływ) Rys 1. Średnioroczne wartości przepływów na dopływie i odpływie ze zbiornika Pławniowice, w latach 8 O-fosforany są formą fosforu inicjującą i decydującą o intensywności procesu eutrofizacji (Gawrońska 199, Gawrońska i in. 3, Kentzer 1 Lossow, Siuda 1). Dlatego osiągnięcie ujemnego bilansu tej formy fosforu decyduje o powodzeniu zabiegów rekultywacyjnych (Dunalska 1, Dunalska, Kostecki 3, Mientki 1993). W przypadku rekultywowanego zbiornika Pławniowice, w ciągu pierwszych pięciu lat rekultywacji, co rok ze zbiornika wyprowadzany jest ładunek fosforu większy od wprowadzanego (rys. 15)/ różn różn. 97-D 97-O - 98-D 98-O -D różn. -O 5-D różn. 5-O 6-D 7 różn. 6-O - różn. 7-D 7-O - Rys. 15. Wpływ rekultywacji zbiornika Pławniowickiego na bilans o-fosforanów. Na rysunkach 13 i 1 przedstawiono bilanse azotu i fosforu w latach 8.

10 Mg N/rok , , ,5 6, , , ,5 1, ,5, , D 1997-O R 1998-D 1998-O R -D -O -1 R 5-D 5-O-7,5R 6-D 6-O -5 R 7-D 7-O -6 R-1 8-D 8-O -1- R -6 -,5-19 lata badań N-NH N-NO Norg. N-NO3 N-ogólny Rys. 13. Bilans ładunków azotu, dopływających i odpływających zbiornik Pławniowice

11 , M g P /ro k ,3 1,98,1 5, D 6,1 3,5 3, 3,5 1,3 1,5 1,,6,6,7,1,1, R O -1,5 D 5 5, O 8,1 8,6,1 3,5 1,5 1,7 R-,6 - - D - O 1,1, -6,1 5,1,3 1,9 1, 7,6 R 5- D 8 3, 1,8 5- O 1,1-5, -6,1 5, 1,5 6,9 3,1 3,3,7, -, R 6- D 6- O 6,9 3,9,9 1,8,, 1,7 8 -,5 -, R 7- -1,7 -,5 D 7- O 8,35 5,6,76,77 3,739,5 1, 1,61 1,5 1,7 1,775 -, R 8- -1,1 -,1 D 8- O -,138 -,83 R -1 lata badań P-PO P-polif. Porg. Pogólny Rys. 1. Bilans ładunków fosforu, dopływających i odpływających zbiornik Pławniowice

12 1 Biorąc pod uwagę cały okres pięciu lat rekultywacji zbiornika obliczono, że w przypadku azotu, dalszym ciągu pierwiastek ten w swojej ogólnej ilości jest kumulowany w zbiorniku (tab. ) Tabela. Bilans związków azotowych dla okresu -8. Wskaźnik Mg N Dopływ Odpływ Różnica N-NH N-NO 1 6 Norg N-NO N-ogólny Jednocześnie ładunek azotu amonowego wyprowadzany ze zbiornika jest prawie dwukrotnie większy od doprowadzanego. Natomiast ładunek azotu azotanowego wprowadzany ze zbiornika jest prawie trzykrotnie mniejszy od doprowadzanego. Mniejszy jest także dwukrotnie ładunek azotu organicznego. Sumaryczny ładunek fosforu wyprowadzonego ze zbiornika był większy od doprowadzonego, o 17 Mg P. (tab. 5). Tabela 5. Bilans związków fosforu dla okresu -8. Wskaźnik Mg P Dopływ Odpływ Różnica Polif. 9 9 Porg P-PO Pog Należy podkreślić, że w przypadku o-fosforanów, w okresie 8 wyprowadzony ładunek fosforu był prawie trzykrotnie większy od doprowadzonego Temperatura hipolimnionu Czynnikami decydującymi o intensywności procesu wzbogacania wewnętrznego są; stężenie tlenu i temperatura. Dane literaturowe wskazują na zjawisko podnoszenia się temperatury hypolimnionu, jako skutek procesu usuwania mas wodnych (Mientki 1986, Mientki 1995, Mientki ). Poniżej (rys 15) przedstawiono średnie temperatury przydennej warstwie wody w latach , poprzedzających rozpoczęcie rekultywacji zbiornika, oraz w latach , ,9 7, 7,6 8, 8,5 7,8 Temp. [C] 6 6, 5,8 1976r 1993r 1996r 1997r r 5r 6r 7r 8r Lata Rys 15. Średnie temperatury przydennej warstwy wody zbiornik Pławniowice Uzyskane wyniki pomiarów nie wskazują jednoznacznie na to, aby usuwanie wód hypolimnionu powodowało wzrost temperatury, w szczególności przydennej warstwy wody. W ciągu pięciu lat rekultywacji nie wzrastała także temperatura wyżej położonych warstw metalimnionu, obliczono średnie temperatury wody na głębokości 6 9m, w latach 3 8 (rys. 16). Wyznaczone krzywe trendu nie wskazują na to, aby w ciągu pierwszych pięciu lat rekultywacji występowała tendencja wzrostu temperatur od 6 do 9 metra głębokości.

13 15 Temp. [oc] ,3 16, 1,53 1,9 11,6 11,76 9,567 1,1 13,6 1,8 7,9 6,98 16, 15,3 13,36 13,38 11,6 11,9 1,13 9,1 6m 7m 8m 9m lata Rys. 16. Średnie temperatury metalimnionu zbiornik Pławniowice 8r.. Podsumowanie Rekultywacje zbiorników rozpoczyna się zazwyczaj w sytuacji, kiedy degradacja zbiornika osiąga apogeum, z tego względu nie należy spodziewać się ani szybkich efektów, ani bardzo wyraźnych zmian hydrochemicznych wskaźników jakości wody. Proces oligotrofizacji zbiornika wymaga długiego czasu, dlatego zmiany zachodzące w ekosystemie limnicznym, zwłaszcza w pierwszych latach rekultywacji, są trudno zauważalne. Pięcioletni okres badań nad zachowywaniem się zbiornika Pławniowice, w warunkach jego rekultywacji, umożliwił zaobserwowanie zmian zachodzących w długim horyzoncie czasowym, co bez zachowania ciągłości badań byłoby niemożliwe. Do zjawisk negatywnych należy zaliczyć: występujący w dalszym ciągu deficyt tlenu w hypolimnionie, tendencję spadkową wielkości przepływów Potoku Toszeckiego utrzymujące się wysokie zewnętrzne obciążenie powierzchniowe zbiornika azotem i fosforem, zrzuty ścieków bytowo-gospodarczych do Potoku Toszeckiego. Do zjawisk pozytywnych należy zaliczyć: - stopniową poprawę warunków tlenowych; dolna granica występowania tlenu w wodzie obniżyła się z metra w roku 1997 i 1998, do 9 metra w roku 8, - tendencję do obniżania się odczynu wody w czasie stagnacji letniej, - wzrost przezroczystości wody, zauważalny, mimo wahań wartości wskaźnika, - zmniejszenie szybkości reakcji uwalniania o- fosforanów z osadów dennych, - zmniejszenie szybkości reakcji amonifikacji biologicznej w hypolimnionie zbiornika, - systematyczne osiąganie ujemnego bilansu fosforu, co powoduje stopniowe zubożenie ekosystemu w fosfor. Zatrzymanie a następnie cofanie procesu degradacji ekosystemów limnicznych jest bardzo trudne i wymaga skoordynowanych działań w zlewni oraz na zbiorniku. Proces poprawy stanu ekologicznego przebiega powoli i wymaga wielu lat. Obserwowane na zbiorniku Pławniowice, pozytywne zjawiska dają podstawę do stwierdzenia, że dający się zauważyć proces oligotrofizacji zbiornika Pławniowice przebiega pomyślnie. LITERATURA DUNALSKA J.,1; Effect of limited hypolimnetic wirhdrawal on the content of nitrogen and phosphorus in the waters of Kortowskie Lake, Natural Sxciences, 9, DUNALSKA J.,; Influence of Limited Water Flow in a Pipeline on the Nutrients Budget in a Lake Restored by Hypolimnetic Withdrawal Method, Polish Journal of Environmental Studies, vol.11, 6, DUNALSKA J., 1; G. WIśNIEWSKI, MIENTKI C: Water balance as a factor determining the Lake Kortowskie restoration, Limnological Review 1, GAWROŃSKA H., 199; Wymiana fosforu i azotu między osadami a wodą w jeziorze sztucznie napowietrzanym, Acta Acad. Agricult. Tech. Olst. Protectio Aquarum et Piscatoria, 19, Suppl.A, 3 5.

14 16 GAWRONSKA H., K. LOSSOW, 3; Possibilities of saprotrophic lake recultivation exemplified by Lake Długie in Olsztyn, Polish J. Environm. Stud. 1(3), JANC Z., NOWAK B., ZIMNA J., Rekultywacja jeziora Rudnickiego Wielkiego w Grudziądzu metodą usuwania wód hipolimnionu, II Krajowa Konferencja Nauk-Techn. Ochrona jezior ze szczególnym uwzględnieniem metod rekultywacji, Grudziądz, 1 6. JANKOWSKI A. T., RZĘTAŁA M., ; Wyżyna Śląska i jej obrzeża stan i antropogeniczne zmiany jakości wód powierzchniowych. [w:] Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce. Uniwersytet Łódzki Komisja Hydrologiczna Polskiego Towarzystwa Geograficznego, pod red. Janusza Burcharda. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego Łódź, pp KENZERr A.,1; Fosfor i jego biologicznie dostępne frakcje w osadach jezior różnej trofii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Rozprawy habilitacyjne, KOSTECKI M., 1977; Chemizm wody oraz podstawowe wskaźniki określające intensywność krążenia materii w zbiorniku zaporowy w Pławniowicach. Arch. Ochr. Środow. 3-, KOSTECKI M.,1978; Dynamika przemian oraz wstępny bilans podstawowych form azotu i fosforu w zbiorniku zaporowym w Pławniowicach. Arch. Ochrony. Środow KOSTECKI M., 1; Stosunki termiczno-tlenowe zbiornika zaporowego w Pławniowicach (woj. śląskie) po 3 latach eksploatacji. Archiwum Ochrony Środowiska,, KOSTECKI M., KOZŁOWSKI J., A. DOMURAD A., ZYCH B., 1; Charakterystyka hydrochemiczna Potoku Toszeckiego w aspekcie oddziaływania na zbiornika zaporowy Pławniowice. Archiwum Ochrony Środowiska, KOSTECKI M.: Alokacja i przemiany wybranych zanieczyszczeń w zbiornikach zaporowych hydrowęzła rzeki Kłodnicy i Kanale Gliwickim, Prace i Studia IPIŚ-PAN w Zabrzu, nr 57, 1 1, 3. KOSTECKI M., 6; Hypolimnetic withdrawal as a restoration technique of Pławniowice anthropogenic reservoir, The International Conference on prof. dr hab. Marek Kraska;s 7- year jubilee and the 15-th anniversary of the Department of Water Protection Feculty of Biology; Adam Mickiewicz Uniwersity, The Functioning of Water Ecosystems and their Protection. KOSTECKI M., 7; Rekultywacja zbiornika Pławniowice metoda kortowską, VI Konferencja Naukowo-Techniczna Ochrona I rekultywacja jezior, Toruń, LEUVEN S.E.W., VAN DER VELDE G., KERSTEN H.L.M.; 199; Interrelation between ph and other physico-chemical factors of Dutch soft water. Arch. Hydrobiol.16,1,7-51. LIVINGSTONE D. M., SCHANZ F., 199; The effect of deep-water siphoning on small, shallow lake: A long-term case study, Arch. Hydrobiol. 13 (1), 15. LOSSOW K., 1995; Możliwości i uwarunkowania rekultywacji jezior w Polsce. [Possibilities and conditions for lakes reclamation in Poland] XVI Sympozium: Problemy ochrony, zagospodarowania i rekultywacji antropogenicznych zbiorników wodnych, Zabrze, LOSSOW K., GAWROŃSKA H., ; Ochrona zbiorników wodnych, Przegląd Komunalny, 9, LOSSOW K, DROZD H., MIENTKI C., 1979; Termika i układy tlenowe w Jeziorze Długim, w Olsztynie. Zesz. Nauk. ART Olsztyn, 9, MIENTKI C.., 1986; Wpływ usuwania wód hypolimnionu na układy termiczne I tlenowe oraz zawartość związków azotu i fosforu w wodzie Jeziora Kortowskiego [The effect of removing hypolimnion waters on thermal and oxygen conditions, and contet of nitrogen and phosphorus in water of Lake kortowskie, Acta Acad. Agricult. Tech. Olst. Suppl. A 1, MIENTKI C., 1993; Bilans związków fosforu I azotu w rekultywowanym metoda usuwania wód hypolimnionu Jeziorze Rudnickim Wielkim w Grudziądzu (Balance of phosphorus and nitrogen copmpounds in Rudnickie Wielkie Lake in Grudziądz restored by hypolimnetic withdrawal). Proc. of the Conference: Ochrona jezior ze szczególnym uwzględnieniem metod rekultywacji. Toruń, 9 6. MIENTKI C., 1995; Czy usuwanie hypolimnionu jest skuteczną metodą rekultywacji jezior [Is hypolimnetic withdrawal an effective method of lakes restoration?] XVI Symposium Problemy ochrony, zagospodarowania I rekultywacji antropogenicznych zbiorników wodnych, Zabrze, MIENTKI C., ; Korzystne efekty prowadzonej metodą kortowską rekultywacji Jeziora Rudnickiego Wielkiego w Grudziądzu, IV Krajowa Konferencja Nauk-Techn.: Ochrona jezior ze szczególnym uwzględnieniem metod rekultywacji, Przysiek,

15 17 MIENTKI CZ., DUNALSKA J., 1; Phosphorus balance at various water flows in a lake restored by hypolimnetic withdrawal, Ecohydrologyhydrobiology,, 17. MIENTKI CZ., WIŚNIEWSKI G., 3; Characteristic of limnological seasons in restored Lake Kortowskie in years 195, Limnological Review, 3, NURNBERG G. K., 1987; Hypolimnetic withdrawal as a lake restoration technique, American Society of Civil Engineers, J. Environmental Engineering Division, 11, NURNBERG G. K., HARTLEY R., DAVIS E ; Hypolimnetic withdrawal in two North American lakes with anoxic phopshorus release from the sediment, Water Res. 1, OLSZEWSKI P., 1959; Usuwanie hypolimnionu jezior. Wyniki pierwszego roku aksperymentu na Jeziorze Kortowskim [The removal of the lake hypolimnion. Result of the first year of an experiment on the Kortowskie Lake]. Zesz. Nauk. WSR Olsztyn 9, PSENNER R., 1988; Long-term changes in the chemical composition of a meromictic lake after hypolimnion withdrawal, Verh. Internat. Verein. Limnol. 3, SEIP K. L., SAS H., VERMIJ S, 199; Changes in Secchi disk depth with eutrophication, Arch. Hydrobiol. 1,, SIUDA W., 1; Enzymatyczna regeneracja ortofosforanu w wodach jezior, Post. Mikrobiol.,,