Naturalne zdolności rzek do samooczyszczania w kontekście korzyści ekonomicznych. Andrzej Mikulski

Transkrypt

1 Naturalne zdolności rzek do samooczyszczania w kontekście korzyści ekonomicznych Andrzej Mikulski

2

3 Google

4

5

6

7

8

9 Oczyszczanie biologiczne w korycie Erozja Linia nurtu Akumulacja Turbulentność przepływu Mieszanie Natlenianie Zróżnicowanie przepływu Rozcieńczanie Zróżnicowanie siedliskowe Zróżnicowanie biologiczne

10 Oczyszczanie biologiczne w korycie Mor i in Sprawne usuwanie zanieczyszczeń o różnej formie i składzie (adaptacja zespołu) Szybki przepływ energii i materii na wyższe poziomy troficzne Stabilność systemu Turbulentność przepływu Mieszanie Natlenianie Zróżnicowanie przepływu Rozcieńczanie Zróżnicowanie siedliskowe Zróżnicowanie biologiczne

11 Oczyszczanie biologiczne w korycie Turbulentność przepływu Mieszanie Natlenianie Zróżnicowanie przepływu Rozcieńczanie Zróżnicowanie siedliskowe Zróżnicowanie biologiczne

12 Oczyszczanie biologiczne w korycie Transformacja koryta Ropy w wyniku eksploatacji żwirów 1 mln m 3 = 1 m m 40 m Wyżga Turbulentność przepływu Mieszanie Natlenianie Zróżnicowanie przepływu Rozcieńczanie Zróżnicowanie siedliskowe Zróżnicowanie biologiczne

13 Oczyszczanie fizyczne: Sorpcja zanieczyszczeń i ich eksport do środowiska lądowego Sorpcja Sedymentacja

14 Oczyszczanie fizyczne: Sorpcja zanieczyszczeń i ich eksport do środowiska lądowego Resuspensja

15 Oczyszczanie fizyczne: Sorpcja zanieczyszczeń i ich eksport do środowiska lądowego Konieczność utrzymania terenów zalewowych!!! Depozycja w dolinie zalewowej

16 Samooczyszczanie rzek: Nie tylko bakteryjne Nie tylko w toni wodnej Nie tylko z materii organicznej

17 Przykłady

18 Słoń & Kowalczewski 1991

19 Słoń & Kowalczewski 1991

20 Słoń & Kowalczewski 1991

21

22 Jak to obliczyć wartość pracy rzeki???

23 1 m 2 plaży w Warszawie rozkłada rocznie 284 g materii organicznej (Słodownik i Opaliński 2015) Psammon Plaża La Playa w Warszawie rozkłada rocznie około 355 kg materii organicznej (Słodownik i Opaliński 2015)

24 USUWANIE MATERII ORGANICZNEJ PRZEZ 1 km Wisły Opis Wartość Jednostka Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie (Słodownik i Opaliński 2015) 284 g/m 2 Szerokość Wisły (założona) wraz z plażami 500 m Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie przez km rzeki g/rok kg/rok Koszt oczyszczenia 1 m 3 ścieków komunalnych (oczyszczalnia Lubiszyn) 9 zł Zawartość materii organicznej (mokrej) Zielona Góra 3,5 kg/m 3 Koszt usunięcia 1 kg materii organicznej 2,57 zł Praca wykonana przez 1 km rzeki rocznie (sam przepływ przez piasek) zł Długość Zbiornika Włocławskiego 58 km Praca nie wykonana po wybudowaniu Zbiornika Włocławskiego (strata) zł

25 USUWANIE MATERII ORGANICZNEJ PRZEZ 1 km Wisły Opis Wartość Jednostka Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie (Słodownik i Opaliński 2015) 284 g/m 2 Szerokość Wisły (założona) wraz z plażami 500 m Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie przez km rzeki g/rok kg/rok Koszt oczyszczenia 1 m 3 ścieków komunalnych (oczyszczalnia Lubiszyn) 9 zł Zawartość materii organicznej (mokrej) Zielona Góra 3,5 kg/m 3 Koszt usunięcia 1 kg materii organicznej 2,57 zł Praca wykonana przez 1 km rzeki rocznie (sam przepływ przez piasek) zł Długość Zbiornika Włocławskiego 58 km Praca nie wykonana po wybudowaniu Zbiornika Włocławskiego (strata) zł Gmina Lubiszyn

26 USUWANIE MATERII ORGANICZNEJ PRZEZ 1 km Wisły Opis Wartość Jednostka Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie (Słodownik i Opaliński 2015) 284 g/m 2 Szerokość Wisły (założona) wraz z plażami 500 m Ilość materii organicznej usuwanej z wody rocznie przez km rzeki g/rok kg/rok Koszt oczyszczenia 1 m 3 ścieków komunalnych (oczyszczalnia Lubiszyn) 9 zł Zawartość materii organicznej (mokrej) Zielona Góra 3,5 kg/m 3 Koszt usunięcia 1 kg materii organicznej 2,57 zł Praca wykonana przez 1 km rzeki rocznie (sam przepływ przez piasek) zł Długość Zbiornika Włocławskiego 58 km Praca nie wykonana po wybudowaniu Zbiornika Włocławskiego (strata) zł Iglesias i Garcia 1992 Zadecka i in Kajak 1996 To oszacowanie wartości jedynie jednego z wielu mechanizmów samooczyszczenia.

27 Co zrobić, żeby nie stracić usług rzeki??? Turbulentność i zróżnicowanie przepływu Możliwość wylewania z koryta

28

29

30

31 Okolice Sandomierza 2010 Warszawa PAP

32 Wszystko co destabilizuje system ogranicza samooczyszczenie

33

34

35

36

37 krenon Kraina pstrąga Koncepcja ciągłości Rozdrabniacze (Zbieracze) epirhitron metarhitron Zdrapywacze Temperatura Zawiesiny/Unosiny Trofia Rzeki hyporhitron Grupy ekologiczne epipotamon metapotamon hypopotamon Kraina lipienia Filtratorzy Kraina brzany Kraina leszcza Kraina jazgarza

38 Pollution markedly altered all aspects of the studied microbial diversity. The structure and functioning of the bacterial communities changed significantly along the river and revealed remarkable adaptation to phenolic compounds in environment. Based on the data observed the concentration of volatile phenols decreased as an average 85 % along the river system, and the most significant process involved in selfpurification is biodegradation of these compounds. Truu i in 2002

39 Wszystko co destabilizuje system ogranicza samooczyszczenie

40 Rozcieńczanie i dyspersja: Kiedy gnijąca substancja organiczna jest odprowadzana do dużej objętości wody zawartej w strumieniu rzeki, szybko ulega rozproszeniu i rozcieńczeniu. Takie działanie powoduje zmniejszenie koncentracji zanieczyszczeń. Sedymentacja: Cięższe, zdolne do osadzania się ciała stałe osiadają w korycie rzeki, a zatem w pobliżu ujścia rzeki, stężenie osiadających cząstek stałych zmniejsza się, co wpływa na proces samooczyszczania. Światło słoneczne: rośliny wodne absorbują światło słoneczne i przeprowadzają proces fotosyntezy za pomocą chlorofilu. Taki proces fotosyntezy dostarcza cennej ilości O2 do strumienia, tj. Zwiększa zawartość DO strumienia. Utlenianie: utlenianie materii organicznej zawartej w ściekach rozpocznie się, gdy ścieki spłyną do wody rzeki zawierającej rozpuszczony tlen. Niedobór utworzonego O2 zostanie wypełniony atmosferycznym O2. Redukcja: Redukcja występuje w wyniku hydrolizy materii organicznej osadzonej na dnie albo chemicznie, albo biologicznie. Bakterie beztlenowe pomogą w rozszczepieniu złożonych składników organicznych ścieków na ciecze i gazy, tworząc tym samym sposoby ich ostatecznej stabilizacji przez utlenianie.

41 Warszawa 2015 PAP

42

43

44

45

46 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

47 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

48 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

49 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

50 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

51 METAN W JEZIORZE WŁOCŁAWSKIM Opis Wartość Jednostka Dobowe wydzielanie metanu (Trojanowska i in. 2009) 400 mg/m 2 (średnio 3114 ml dziennie z 1 m 2 ) 400 kg/km 2 Wydzielanie z poprawką na sezonowość 50% 200 kg/km 2 Powierzchnia Jeziora Włocławskego 70,4 km 2 Wydzielanie w całym jeziorze dziennie kg Wydzielanie w całym jeziorze rocznie kg Koszt emisji 1 t w przypadku włączenia metanu do systemu handlu uprawnieniami 560 EUR 20 (aktualna cena t emisji) x 28 (wsk. Metanu V raport IPCC) x 4,28 (kurs EUR) zł Koszt rocznej emisji w jeziorze zł

52

53

54

55

56