WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY

Transkrypt

1 INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA W BYDGOSZCZY STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH W 2006 ROKU opracował: mgr Dawid Szatten BYDGOSZCZ

2 SPIS TREŚCI 1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA ZLEWNI I MISY JEZIORNEJ JEZIORA GŁĘBOCZEK 4 2. PODATNOŚĆ JEZIORA GŁĘBOCZEK NA DEGRADACJĘ 6 3. WARUNKI METEOROLOGICZNE PODCZAS PROWADZONYCH BADAŃ 7 4. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2006 R ZMIANY JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK WNIOSKI LITERATURA ZAŁĄCZNIK NR 1 KARTA I PLAN BATYMATRYCZNY JEZIORA 9. ZAŁĄCZNIK NR 2 WYCIĄG Z BAZY DANYCH JEZIORA 10. ZAŁĄCZNIK NR 3 WYNIKI BADAŃ BIOLOGICZNYCH 3

3 1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA ZLEWNI I MISY JEZIORNEJ JEZIORA GŁĘBOCZEK Jezioro Głęboczek zlokalizowane jest w północnej części województwa kujawskopomorskiego 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. Jezioro znajduje się w zagłębieniu terenu na obszarze młodoglacjalnym związanym z ostatnim zlodowaceniem. Rzeźba okolic jeziora została przekształcona antropogenicznie. Zwierciadło wody monitorowanego jeziora posiada powierzchnię 17,4 ha. Głębokość maksymalna wynosi 5,5 m i znajduje się w północno- wschodniej części misy jeziornej. Średnia głębokość wynosi 3 m, objętość toni wodnej na poziomie 522 tys. m 3. Jest to zbiornik okresowo bezodpływowy, od którego wypływa mały ciek Hozjanna prowadzący wody jedynie przy wysokich stanach wód. Jezioro zasilane jest wodami pochodzącymi z opadów atmosferycznych oraz z pierwszego (czwartorzędowego) poziomu wodonośnego. Wymiana wody w jeziorze w ciągu roku odbywa się dzięki temu w około 24%. Jezioro Głęboczek zlokalizowane jest w dorzeczu Brdy, w rejonie klimatycznym Pojezierza Pomorskiego ze średnią roczną wielkością opadów w przedziale od 500 do 550 mm oraz średnią roczną temperaturą powietrza w granicach 7 C (średnia temperatura półrocza zimowego wynosi 1 C, letniego 13,5 C). Zlewnia całkowita jeziora wynosi 0,52 km 2. Znajdują się one na stokach prowadzących do jeziora zarówno na północy jak i południu. Mimo niewielkiego wskaźnika rozwinięcia linii brzegowej (k=1,26) właśnie ta linia stanowi potencjalną drogę migracji substancji mineralnej. 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 Gospodarka rybacka na terenie jeziora jest prowadzona. Jezioro, ze względu na sąsiedztwo miasta Tuchola, wykorzystywane jest do rekreacji. Nie posiada ono Ŝadnych zinwentaryzowanych źródeł zanieczyszczeń. 4

4 Ryc. 1. Jezioro Głęboczek na tle zagospodarowania i uŝytkowania zlewni całkowitej oraz bezpośredniej 5

5 2. PODATNOŚĆ JEZIORA GŁĘBOCZEK NA DEGRADACJĘ Według Wytycznych monitoringu podstawowego jezior (Kudelska, Cydzik, Soszka 1994) podatność jeziora Głęboczek na degradację odpowiada III kategorii. Słaba kategoria wynika m.in. z cech morfometrycznych zbiornika. Nieznaczna głębokość powoduje, iŝ objętość wód jeziornych równieŝ jest mała. Te dwa aspekty uniemoŝliwiają wykształcenie się trwałej stratyfikacji termicznej. Ryc. 2. Plan batymetryczny jeziora Głęboczek z zaznaczeniem lokalizacji punktu pomiarowego Ponadto, niekorzystnie przedstawia się uŝytkowanie terenu w zlewni bezpośredniej jeziora, gdzie dominują pola uprawne. Na uwagę zasługuje fakt bliskości duŝego zespołu miejskiego miasta Tuchola, równieŝ niekorzystnie oddziaływującego na monitorowany akwen. Mimo takiego dominującego sposobu uŝytkowania terenu, współczynnik Schindlera (obrazującego wpływ zlewni na jezioro) przedstawia się korzystnie. Tak samo okresowo bezodpływowy charakter zbiornika nie pozwala na szybką wymianę wody i tym samym ogranicza wymianę materii ze zlewnią. Tab. 2. Ocena podatności jeziora Głęboczek na degradację GŁĘBOCZEK wskaźnik wartość wskaźnika punktacja głębokość średnia 3,0 3 V jeziora / L jeziora 0,28 4 % stratyfikacji wód 0,0 4 P dna czynnego / V epilimnionu 0,16 3 % wymiany wody w roku 24 1 współczynnik Schindlera 1,0 1 zagospodarowanie zlewni bezpośredniej > pola upraw. 3 SUMARYCZNA WARTOŚĆ KATEGORIA PODATNOŚCI 2,71 = III kategoria 6

6 3. WARUNKI METEOROLOGICZNE PODCZAS PROWADZONYCH BADAŃ W 2006 roku pokrywa lodowa z mis jeziornych zaczęła zanikać pod koniec marca, aby ostatecznie ustąpić w pierwszej dekadzie następnego miesiąca. Wiosennej serii pomiarowej odbywającej się 26 kwietnia towarzyszyło przejście frontu atmosferycznego z zachodu z polarnomorską masą powietrza. Zachmurzenie było umiarkowane z lokalnymi opadami deszczu. Temperatura maksymalna nie przekraczała 10 C, wiatr umiarkowany wiał z północnego - zachodu. Letnim pomiarom towarzyszył niŝ przemieszczający się z Atlantyku nad Skandynawię. Było pochmurno, z opadami deszczu. Temperatura powietrza wynosiła 22 C. Słaby wiatr wiał z kierunku zachodniego. 7

7 4. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2006 R. Jezioro Głęboczek podczas wiosennej serii monitoringowej charakteryzował się temperaturą wód powierzchniowych na poziomie 12,6 C. Następnie wartość tak sukcesywnie malała osiągając przy dnie 9,8 C. Nasycenie powierzchniowych warstw tlenem było bardzo wysokie (150%) i osiągnęło wartość 15,9 mg O 2 /l. W miarę wzrostu głębokości następował spadek koncentracji tlenu rozpuszczonego w wodzie. W przydennych warstwach wartość zmalała do 9,1 mg O 2 /l temperatura [st.c] tlen [mgo2/l] 5 Ryc. 3. Profil termiczno-tlenowy wód jeziora na stanowisku badawczym (wiosna) Podczas letniej serii badawczej temperatura powierzchniowych warstw wody nagrzała się do 23,5 C. Spowodowało to spadek zawartości tlenu do poziomu 7,1 mg O 2 /l. W profilu termicznym wykształciła się niepełna stratyfikacja termiczno-tlenowa. Jest to prawidłowość, moŝliwa do wystąpienia podczas odpowiednich warunków atmosferycznych, obserwowana takŝe podczas poprzednich serii badawczych. Warstwa metalimnionu zaznaczyła się wyraźnym skokiem termicznym (o 5 C) i tlenowym (o 5,8 mg O 2 /l). Dzięki temu w przydennych warstwach, gdzie stęŝenie tlenu wynosiło 0,1 mg O 2 /l powstał deficyt tlenowy temperatura [st.c] tlen [mgo2/l] 5 Ryc. 4. Profil termiczno-tlenowy wód jeziora na stanowisku badawczym (lato) Związki organiczne występujące w wodzie jeziora Głęboczek były mierzone za pomocą dwóch wskaźników. ChZT-Cr osiągnął wartość 74,5 mg O2/l. Nie odpowiadało to wartością III klasy czystości. Drugi wskaźnik BZT 5 przyjmując wartość 3,7 mg O2/l mieścił się w II klasie czystości. 8

8 Związki biogenne fosfor i azot uwaŝane są za podstawowy element przyczyniający się do wzrostu trofii wód jeziora. Fosforany badane w okresie wiosennym osiągnęły wartość odpowiadającą III klasie czystości. Wskazuje to na moŝliwość zaistnienia duŝego rozkwitu fitoplanktonowego w okresie lata. Tej samej klasie odpowiadały wartości fosforu całkowitego. StęŜenie azotu całkowitego nie odpowiada normą i wynosi 2,05 mg N/l. Azot mineralny osiągnął stęŝenie 0,14 mg N/l, co odpowiadało II klasie czystości. W połączeniu z niewiele przekroczonymi wartościami konduktywności wody (418 µs/cm) świadczy to o niewielkiej dostawie materii allochotonicznej z terenu zlewni. Produkcja biologiczna w okresie wiosennym była znaczna. W 1 litrze wody znajdowało się ponad 36 mln osobników. W składzie gatunkowym fitoplanktonu dominowały sinice (58%). Zaznaczyli się takŝe reducenci bakterie nitkowate z rodzaju Sphaerotilius natans zajmujący w składzie gatunkowym 28% populacji fitoplanktonowej. Taki znaczny zakwit sinic spowodował wzrost do pozanormatywnych wartości wskaźników biologicznych: chlorofilu a do poziomu 46,5 mg/m3 oraz suchej masy sestonu 16,8 mg/l. Ograniczało to przeźroczystość wody do 0,7 m. Podczas wiosennej serii badawczej stan sanitarny jeziora oznaczany wskaźnikiem miana Coli nie budził zastrzeŝeń. Latem stęŝenie fosforu całkowitego uległo obniŝeniu do poziomu 0,07 mg P/l odpowiadającego II klasy czystości. Latem wartości azotu całkowitego uległ polepszeniu w stosunku do okresu wiosennego i osiągnęły wartość 1,56 mg N/l. Produkcja biologiczna odzwierciedlana za pomocą chlorofilu a była wyŝsza niŝ w okresie wiosennym. Wartość wskaźnika wynosiła 56,7 mg/m3, lecz ilość organizmów fitoplanktonowych w 1 litrze wody wynosiła 22 mln osobników. Ponownie w składzie gatunkowym dominowały sinice. Przeźroczystość wody sięgnęła 0,9 m, co oznaczało polepszenie się o 0,2 m w porównaniu z poprzednim okresem badawczym. Miano Coli osiągnęło wartość 0,7 co odpowiada II klasie czystości. Końcowa klasa czystości wód jeziora Głęboczek w 2006 roku odpowiada III klasie. Ocenę stanu czystości wód przedstawia tabela 3. Wpływ na osiągnięty stan miały przekroczone wartości wskaźników obrazujących produkcję biologiczną (chlorofil a, sucha masa sestonu, przeźroczystość wody) oraz ChZT-Cr i słabe warunki tlenowe. Do I klasy czystości zakwalifikowane zostało jedynie stęŝenie azotu mineralnego w wodach jeziora. 9

9 Tab. 3. Ocena stanu czystości wód jeziora Głęboczek na podstawie badań wiosennych i letnich wskaźnik okres i miejsce badań wartość ocena tlen rozpuszczony lato warstwa naddenna 0,1 4 ChZT-Cr lato warstwa powierzchniowa 74,5 4 BZT 5 lato warstwa powierzchniowa 3,7 2 fosforany wiosna warstwa powierzchniowa 0,045 3 fosfor całkowity wiosna i lato (wart.śred.) warstwa powierzchniowa 0,095 2 azot mineralny wiosna warstwa powierzchniowa 0,14 1 azot całkowity wiosna i lato (wart.śred.) warstwa powierzchniowa 1,81 3 przewodność elektrolityczna wiosna warstwa powierzchniowa chlorofil a wiosna i lato (wart.śred.) warstwa powierzchniowa 51,6 4 sucha masa sestonu wiosna i lato (wart.śred.) warstwa powierzchniowa 13,8 4 widzialność krąŝka Secchiego wiosna i lato (wart.śred.) 0,8 4 Wynik punktacji i sumaryczna klasa czystości wód 3,18 = III klasa Weryfikacja klasy czystości ze względu na miano coli typu kałowego 0,7 2 10

10 5. ZMIANY JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK Warunki termiczno-tlenowe na jeziorze głęboczek podczas monitoringu prowadzonego od 1994 roku cechują się pewną prawidłowością. Podczas odpowiedniej sytuacji meteorologiczno hydrologicznej: bezwietrznej pogodzie i odpowiedniej temperaturze wody, umoŝliwia wykształceniu się częściowej stratyfikacji termicznej. Miało to miejsce w latach: 2002, 2003, 2004 i Natomiast w przydennych warstwach wody zaznacza się wyraźny spadek zawartości tlenu rozpuszczonego w wodzie. Deficyty osiągają maksymalny rozmiar 0,1 mg O 2 /l. Mieszanie się mas wody następuje wielokrotnie w ciągu roku, dlatego jezioro zaliczane jest do typu polimiktycznego. UmoŜliwia to uzupełnienie braków tlenu w całym profilu jeziora. Sytuacja taka mała miejsce podczas badań w 1999 roku (ryc. 5.) temperatura 1994 tlen 1994 temperatura 1999 tlen 1999 temperatura 2003 tlen 2003 temperatura 2004 tlen 2004 temperatura 2006 tlen Ryc. 5. Profile termiczno-tlenowe podczas stagnacji letniej (wybrane lata z okresu ) W 2001 roku przeprowadzono rekultywację wód jeziora Głęboczek za pomocą 15 ton koagulantu PAX. W ten sposób podjęto próbę strącenia z wody nadmiaru fosforu, jednego z głównych elementów wpływających na trofię jeziora i związania go w osadach dennych. Jak przedstawia rycina 6, zauwaŝalny jest wyraźny spadek stęŝenia fosforu całkowitego w wodzie jeziora Głęboczek po rozpoczęciu zabiegu. Przed 2001 rokiem wartości fosforu całkowitego dochodziły latem maksymalnie do 0,30 mg P/l, przekraczając normy III klasy czystości wód o 50%. Po inaktywacji fosforu, stęŝenia fosforu całkowitego zmniejszyły się do 0,06 mg P/l 0,12 mg P/l w okresie wiosennym oraz 0,06 mg P/l 0,10 mg P/l w czasie lata. W ten sposób udało się usunąć znaczną część związków fosforu zawieszonych w toni wodnej i zakumulować je na dnie razem z cząstkami glinu wykorzystanego przy rekultywacji. Jego wartości po 2001 roku odpowiadają II i III klasie czystości wód stojących. 11

11 Ryc. 6. StęŜenie fosforu całkowitego w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Drugim elementem odpowiedzialnym za wzrost trofii wód jeziornych są związki azotu. MoŜna zauwaŝyć, Ŝe po zastosowaniu koagulantu PAX w 2001 roku stęŝenia azotu całkowitego w okresie wiosennym odpowiadały średnio III klasie czystości. Po rewitalizacji nastąpił przyrost stęŝenia azotu całkowitego przekraczając w okresie wiosennym normatywy III klasy czystości osiągając wartość 3,30 mg N/l (ryc. 7.). Po tym okresie moŝna zauwaŝyć spadek stęŝeń azotu całkowitego w okresie letnim, natomiast wiosną zaznacza się wysoka jego koncentracja. Przyjmuje ona wartości pozanormatywne. Przed 2001 rokiem obserwowano wysokie stęŝenia ChZT-Cr w wodach jeziora Głęboczek. Wartości w 1994 i 1999 roku nie odpowiadały normą. Po przeprowadzonej rewitalizacji odnotowano spadek wskaźników odzwierciedlających zawartość substancji organicznych w wodzie. Wartości (poza 2003 rokiem) odpowiadały III klasie czystości. W 2006 roku zauwaŝalny jest przyrost substancji organicznej, co skutkowało wzrostem ChZT- Cr do poziomu 74,5 mg O 2 /l (ryc. 8.). Wzrost stęŝeń w ostatnim roku monitoringowym widać takŝe w przypadku wcześniej omówionych wskaźników fosforu i azotu ogólnego. 12

12 Ryc. 7. StęŜenie azotu całkowitego w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Ryc. 8. Wartości ChZT-Cr w wodach jeziora Głęboczek (lata ) Wody jeziora Głęboczek charakteryzują się duŝą zasobnością w składniki pokarmowe. Dzięki temu fitoplankton ma nieograniczone moŝliwości rozwoju. Jak wspomniano wcześniej w 2006 roku podczas wiosennej serii badawczej odnotowano nawet 36 mln osobników w 1 litrze wody. W składzie gatunkowym w mniejszym stopniu nadal dominowały sinice, a odnotowano wzrost ilości zielenic i złotowiciowców. Wyraźna zaleŝność zaznacza się dzięki temu we wskaźnikach ukazujących wielkość produkcji pierwotnej: chlorofil a oraz 13

13 widzialność krąŝka Secchiego. MoŜna zauwaŝyć, Ŝe wraz ze wzrostem wartości chlorofilu a następuje ograniczenie przezroczystości wody i odwrotnie. Taką sytuację mamy wyraźnie zaznaczoną w 1999 roku. Wiosną chlorofil a wyniósł 19,5 mg/m3, co pozwoliło uzyskać przeźroczystość wody na poziomie 1,1 m. Latem nastąpił bujny rozkwit fitoplanktonu chlorofil osiągnął wartość 137,2 mg/m3, co ograniczyło widzialność krąŝka Secchiego do 0,4 m. Po zastosowaniu koagulantu moŝna było zauwaŝyć spadek stęŝeń chlorofilu a co pociągnęło za sobą wzrost przejrzystości wody. Sytuacja ta załamała się w 2005 roku i nastąpił ponowny wzrost stęŝeń chlorofilu oraz ograniczenie widzialności krąŝka. Ryc. 9. ZaleŜność między stęŝeniem chlorofilu a przeźroczystością wód jeziora Głęboczek 14

14 6. WNIOSKI Seria pomiarowa na jeziorze Głęboczek prowadzona jest juŝ od 13 lat. Daje to moŝliwość podsumowań i wykazania trendów zmian zachodzących w wodach jeziora. Przeprowadzona rekultywacja spowodowała ograniczenie koncentracji związków fosforu w wodach jeziora jedynie w pierwszych latach po zabiegu. Pozostałe wskaźniki wpływające na określenie trofii wód nie uległy zmianie po rekultywacji. PrzewaŜnie nie odpowiadają one normą, co szerzej opisane zostało w podrozdziale 5. Skład ilościowy fitoplanktonu nie uległ zmianie. Ograniczona została jedynie znacząca dominacja sinic w składzie gatunkowym, lecz nadal odgrywają one znaczącą rolę w sumarycznej ilości organizmów. Występowanie w składzie gatunkowym bakterii nitkowatych z rodzaju Sphareotilius natans umoŝliwione jest prawdopodobnie dzięki substancją pochodzącym z nie skonsolidowanych osadów dennych. PowyŜsze fakty odzwierciedlają równieŝ wysokie stęŝenia chlorofilu a oraz ograniczenie się przeźroczystości wód jeziora w pierwszych latach po zastosowaniu koagulantu glinu. Dziś moŝna hipotetycznie stwierdzić, Ŝe przeprowadzona rekultywacja odniosła skutek jedynie w pierwszych latach. Prawdopodobnie wody jeziora powracają powoli do stanu sprzed 2001 roku, gdy odbyła się rewitalizacja. Dlatego w porozumieniu z zespołem przygotowującym program przywrócenia jakości wód jeziora do stanu umoŝliwiającego jego pełną rekreacyjne wykorzystanie naleŝy przedsięwziąć dalsze prace sanacyjne. 15

15 7. LITERATURA Cyfrowa baza danych pokrycia terenu Polski - Corine Land Cover, 1990 Cyfrowa mapa podziału hydrograficznego Polski (MPHP) Dane Instytutu Rybactwa Śródlądowego (IRŚ) w Olsztynie, 1962, Karta i plan batymetryczny jeziora Głęboczek Goszczyński J., 1999, Stan czystości jeziora Głęboczek, Inspekcja Ochrony Środowska, 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 Kudelska D., Cydzik D., Soszka H., 1994, Wytyczne Monitoringu podstawowego jezior, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, 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 Brdy i Brdy, 1990, Burtymowicz K. i inni, IMGW, Słupsk Rekultywacja jeziora Głęboczek metodą inaktywacji fosforu, 2002, Gawrońska H. i inni, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn 16