Próba oceny oddziaływania zanieczyszczeń z terytorium miasta ElblĄg na jakość wody rzeki ElblĄg

Transkrypt

1 Roman Cieśliński Próba oceny oddziaływania zanieczyszczeń z terytorium miasta ElblĄg na jakość wody rzeki ElblĄg Wstęp W warunkach zróżnicowanego rozwoju gospodarczego państwa, zasoby wód powierzchniowych powinny stanowić podstawowe źródło pozyskania wody pitnej i przemysłowej. Ogólnie zły stan sanitarny tych wód w Polsce sprawia jednak, że zasoby te nie mają obecnie większego i praktycznego znaczenia. W tej sytuacji istnieje potrzeba poznania dynamiki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, która umożliwi skuteczne działania ochronne. Za główny cel badawczy pracy przyjęto ocenę stanu jakości wód rzeki Elbląg i jej dopływów w nawiązaniu do emisji zanieczyszczeń z miasta Elbląga, oraz mechanizmu ich migracji w systemie hydrograficznym. Realizację zapisanego powyżej celu osiągnięto poprzez: identyfikację głównych źródeł zanieczyszczeń; określenie rodzajów zanieczyszczeń emitowanych przez źródła punktowe; rozpoznanie, które ze źródeł punktowych emitują ścieki bezpośrednio do cieków wodnych, a które poprzez oczyszczalnię i sieć kanalizacyjną; analizę hydrochemiczną wód. Metody pracy Realizacja tematu wymagała szczegółowej inwentaryzacji sieci wodnej wykonanej metodą kartowania hydrograficznego obejmującej badania terenowe oraz wykorzystanie dostępnych materiałów kartometrycznych. Prace terenowe prowadzone były na Zalewie Wiślanym, Zatoce Elbląskiej, rzece Elbląg, jeziorze Druzno w jego północnej części oraz na ciekach dopływających do rzeki Elbląg na których zlokalizowano 11 punktów pomiarowych (ryc. 1). Analizy chemiczne wykonano w laboratorium hydrochemicznym Katedry Hydrologii UG i objęły oznaczenie zawartości: azotanów, fosforanów, siarczanów oraz amoniaku w okresie styczeń październik 1998 roku.

2 140 Roman Cieśliński Ryc. 1. Rozmieszczenie punktów pomiarowych Charakterystyka rzeki Elbląg Rzeka Elbląg o długości 14,5 km (Bocheńska 1995) rozpoczyna się w miejscu jej wypływu z północno zachodniego krańca jeziora Druzno, będącego rejonem silnie zamulonym i porośniętym trzciną. Ujście rzeki znajduje się natomiast w płytkiej zatoce Zalewu Wiślanego. Rzeka dziś na całej swojej długości ma charakter kanału pogłębionego i poszerzonego do pełnienia funkcji basenu portowego. Na odcinku od Zatoki Elbląskiej

3 Próba oceny oddziaływania zanieczyszczeń z terytorium miasta Elbląg do miasta Elbląg rzeka jest wykorzystywana jako kanał żeglowny dla zalewowych statków towarowych, natomiast od miasta w kierunku jeziora Druzno wykorzystują ją małe statki pasażerskie przystosowane do ruchu na pochylniach Kanału Elbląskiego (Zarząd Miasta Elbląga 1996). Szerokość rzeki na poziomie zwierciadła wody wynosi od 35,0 do 64,0 m., a jej głębokość mieści się w granicach od 2,0 do 4,25 m. (Szymkiewicz 1992). Średnie roczne przepływy z wielolecia dla rzeki Elbląg w profilu Elbląg wynoszą 6,28 m 3 /s (Łazarenko, Majewski 1975). Powierzchnia zlewni rzeki Elbląg wynosi 1488 km 2 (Mikulski 1970). Główne emitory zanieczyszczeń przemysłowych Poza odprowadzaniem zanieczyszczeń z miasta Elbląg do rzeki Elbląg i jej dopływów poprzez oczyszczalnie ścieków w ilości około m 3 /d (PIOŚ WIOŚ Tab. 1. Charakterystyka emitorów zanieczyszczeń punktowych dla miasta Elbląg Źródło: RZGW Gdańsk, 1995

4 142 Roman Cieśliński w Elblągu, 1997), następują również bezpośrednie zrzuty z dużych zakładów przemysłowych. Na terenie Elbląga zlokalizowanych jest kilkanaście tego typu źródeł zanieczyszczeń punktowych. Charakterystykę głównych emitorów zanieczyszczeń punktowych przedstawiono w tabeli 1. Charakterystyka hydrochemiczna wód badanych obiektów hydrograficznych Poniżej przedstawiono wyniki analiz chemicznych wraz z ich interpretacją. Amoniak wzrost zawartości tego wskaźnika z bardzo wysokim prawdopodobieństwem może wskazywać na przedostawanie się do wody ścieków, głównie komunalnych (Gomółka, Szaynok 1997). Uzyskane wyniki badania wody z rzeki Elbląg we wszystkich seriach pomiarowych potwierdziły występowanie najwyższych stężeń amoniaku w punkcie pomiarowym poniżej miasta Elbląg. Jedyny wyjątek wystąpił w maju, gdzie na całej długości rzeki wystąpił wzrost zawartości amoniaku, a jego wartość w punktach pomiarowych w mieście Elbląg, za miastem i w Nowakowie była identyczna i wynosiła 1,63 mg/dm 3 NH 4. W czerwcu w punkcie pomiarowym powyżej miasta Elbląg zanotowano wzrost zawartości amoniaku w wodzie z 0,296 mg/dm 3 do 0,55 mg/ dm 3 NH 4 przy spadku jego zawartości w pozostałych punktach na rzece. Przyczyną tego stanu był wzrost zawartości amoniaku w wodach jeziora Druzno wychwycony w punkcie pomiarowym Tropy Elbląskie z wartości śladowych do 1,04 mg/dm 3 NH 4. Fosforany wskaźnik ten może być wykorzystany w ocenie oddziaływania aglomeracji miejskiej na stan czystości okolicznych rzek, z uwagi na fakt, że jest często występującym składnikiem ścieków komunalnych i przemysłowych (Dojlido 1995). Na podstawie uzyskanych wyników badania wody rzeki Elbląg ustalono, że w miesiącach styczeń, luty, marzec, maj i czerwiec największe stężenia fosforanów zanotowano w punkcie pomiarowym w mieście. Pomiary dokonane w sąsiadujących punktach tj. powyżej i poniżej miasta Elbląg wykazały, że poziom zawartości fosforanów w punkcie pomiarowym w mieście był efektem zanieczyszczeń antropogenicznych. Podobna sytuacja wystąpiła w miesiącach kwietniu i październiku w punkcie pomiarowym poniżej Elbląga (tab. 2). Tab. 2. Zawartość fosforanów (mg/dm 3 ) w wodach rzeki Elbląg w kwietniu i październiku Zawartość fosforanów w pozostałych ciekach charakteryzowała się skokowymi wzrostami i spadkami. Maksima dla Tiny, Kanału Jagiellońskiego i Fiszewki wystąpiły odpowiednio w miesiącach maj, luty oraz sierpień i wyniosły odpowiednio 0,93; 0,77 oraz 0,59 mg/dm 3 PO 4. Azotany w całym okresie badawczym brak było wyraźnych prawidłowości w uzyskanych wynikach. W styczniu najwyższą zawartość azotanów w wodzie rzeki Elbląg odnotowano w punkcie pomiarowym w mieście. W miesiącu marcu, lipcu i październiku zaobserwowano podobną sytuację w punkcie pomiarowym usytuowanym poniżej miasta. W lutym podobny układ wystąpił

5 Próba oceny oddziaływania zanieczyszczeń z terytorium miasta Elbląg Tab. 3. Zawartość azotanów (mg/dm 3 ) w wodach rzeki Elbląg w miesiącach kwiecień, maj i wrzesień dla punktu pomiarowego przy wypływie z jeziora Druzno. Nieco odmienna sytuacja wystąpiła w kwietniu i maju. W miesiącach tych zwiększone zawartości azotanów w wodzie w stosunku do punktów sąsiadujących zanotowano w dwóch punktach pomiarowych tj. powyżej i poniżej miasta Elbląg, przy czym wartości najwyższe zaobserwowano w punkcie poniżej miastem. Podobna sytuacja wystąpiła we wrześniu i dotyczyła punktów pomiarowych w mieście i Nowakowie (tab. 3). Siarczany jest to wskaźnik, który w głównej mierze charakteryzuje oddziaływanie wód morskich (Cieśliński 2000). Potwierdza to seria badań wykonanych w sierpniu (wlew wód słonych), kiedy zawartość siarczanów na całej długości rzeki Elbląg znacznie wzrosła w stosunku do poprzedniego miesiąca. Ustalono, że w 70% badań zawartość siarczanów wzrastała w punktach pomiarowych zlokalizowanych bliżej morza (ryc. 2). W trakcie badań wystąpiły jednak przypadki, które mogą świadczyć o innym pochodzeniu siarczanów zawartych w wodzie niż tylko odmorskim. Sytuacja taka wystąpiła dwukrotnie w styczniu i lipcu. Zanotowano wówczas znaczny skokowy Ryc. 2. Zmiany zawartości siarczanów w wodach rzeki Elbląg wzdłuż jej biegu

6 144 Roman Cieśliński Tab. 4. Zawartość siarczanów (mg/dm 3 ) w wodach rzeki Elbląg w styczniu i lipcu wzrost zawartości siarczanów w wodzie w punkcie pomiarowym w mieście (tab.4). Podobna sytuacja wystąpiła w czerwcu gdy w punkcie pomiarowym w mieście zaobserwowano również większe zawartości siarczanów w stosunku do punktów sąsiadujących. Badania te wykazały także, że w punkcie pomiarowym w mieście nastąpił wzrost zawartości siarczanów w stosunku do poprzedniego miesiąca. Jedynie na odcinku od punktu powyżej miasta Elbląg do miasta wystąpił wzrost zawartości siarczanów, zaś na odcinku od punktu za miastem do Nowakowa ich spadek. Analizując serię badań wykonanych w styczniu można byłoby przypuszczać, że duża wartość siarczanów zaobserwowana w mieście mogła być wynikiem oddziaływania wód rzeki Fiszewki zawierającej znaczne ilości siarczanów. Jest to jednak mało prawdopodobne ponieważ nie potwierdziła tego seria badań wykonanych w lutym, gdzie taki układ nie wystąpił na rzece Elbląg mimo, że Fiszewka w dalszym ciągu niosła ze sobą bardzo duże ilości siarczanów. Wnioski końcowe Ustalenie wpływu Elbląga na stan jakości wód powierzchniowych jest problemem trudnym i złożonym. Wynika to z faktu, że na stan jakości wód rzeki Elbląg mają wpływ zarówno jezioro Druzno, Zalew Wiślany, jak i zanieczyszczenia przedostające się z terenów zurbanizowanych. Przy pomiarach azotanów w całym okresie badawczym występowały liczne skoki uzyskanych wyników w poszczególnych punktach pomiarowych, lecz nie udało się ustalić stałej tendencji. W przypadku pozostałych wskaźników okazały się one przydatne dla osiągnięcia założonego celu pracy. Ustalono, że dla wód rzeki Elbląg z reguły najwyższe stężenie amoniaku w wodzie odnotowano w punkcie za miastem Elbląg, co wskazuje o przedostawaniu się zanieczyszczeń do wód rzeki z aglomeracji miejskiej. Podobnie w przypadku zawartości fosforanów w wodach rzeki Elbląg, stwierdzono, że w mieście i za miastem Elbląg były one wyższe od tych notowanych w sąsiednich punktach pomiarowych. Wskazuje to także na przedostawanie się zanieczyszczeń z terenu miasta. Ciekawa sytuacja wystąpiła przy analizie zawartości siarczanów w wodzie rzeki Elbląg. Pomimo faktu, że jest to wskaźnik o charakterze odmorskim to w trzech przypadkach stwierdzono, że uzyskane wyniki w punkcie pomiarowym w mieście były wyższe od wyników uzyskanych w sąsiednich punktach pomiarowych. W toku

7 Próba oceny oddziaływania zanieczyszczeń z terytorium miasta Elbląg analizy wykluczono wpływ morza, jeziora jak i pozostałych cieków na zaistniały stan rzeczy. Może to jedynie wskazywać na okresowe przedostawanie się ścieków bogatych w siarczany do wód rzeki Elbląg. Literatura Bocheńska T., 1995, Zasoby wodne i gospodarowanie wodą w zlewniach województwa elbląskiego, RZGW, Gdańsk Elbląg (maszynopis). Charakterystyka ogólna zlewni 239 C, 1995, RZGW Gdańsk, (maszynopis). Cieśliński R., 2000, Wpływ morza na stan jakości wód jeziora Druzno (maszynopis). Dojlido J., 1995, Chemia wód powierzchniowych, Wyd. Ekonomia i środowisko, Białystok. Gomółka E., Szaynok A., 1997, Chemia wody i powietrza, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław. Łazarenko N. N., Majewski A. [red.], 1975, Hydrometeorologiczny ustrój Zalewu Wiślanego. Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa. Mikulski Z., 1970, Wody śródlądowe w strefie brzegowej południowego Bałtyku, Prace PIHM, 98, Warszawa, Program działań lokalna agenda 21, 1996, Zarząd Miasta Elbląga, Elbląg. Raport o stanie środowiska w województwie elbląskim w latach , 1997, PIOŚ WIOŚ w Elblągu, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Elbląg. Szymkiewicz R. [red.], 1992, Hydrodynamika Zalewu Wiślanego, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 4. dr Roman Cieśliński Katedra Hydrologii Uniwersytet Gdański Gdańsk

8