Ekologiczna ocena wybranego odcinka rzeki Liwiec w okolicy Siedlec.

Transkrypt

1 Izabela Mazurek, Olga Szynkarczyk Studenckie Naukowe Ko o Przyrodników, Instytut Biologii, Wydzia Przyrodniczy, Akademia Podlaska Ekologiczna ocena wybranego odcinka rzeki Liwiec w okolicy Siedlec. Wst p: Ocena jako ci wód powierzchniowych w krajach Unii Europejskiej opiera si na kryterium ekologicznym, w którym uwzgl dnia si parametry fizyczno-chemiczne, hydrogeomorfologiczne i biologiczne. Priorytetowe znaczenie, zgodnie z za eniami Ramowej Dyrektywy Wodnej [Directive 2000], przypisane jest komponentom biologicznym. Biologiczna ocena jest niezwykle istotna, gdy dostarcza informacji o kompleksowym dzia aniu wszystkich czynników rodowiskowych na organizmy ywe. Jako organizmy wska nikowe, s ce do oceny jako ci wód powierzchniowych wykorzystywane s makrobezkr gowce. W ród nich wyst puj taksony wra liwe na zanieczyszczenia wód, np. larwy j tek, chru cików, wa ek oraz tolerancyjne na dop ywy zanieczyszcze, np. Oligochaeta czy larwy muchówek z rodziny Chironomidae. Pogarszanie si w wodach warunków tlenowych, wzrost zawarto ci biogenów powoduje zmiany w sk adzie taksonomicznym i liczebno ci makrozoobentosu. Podstawow zalet biologicznej czysto ci wód jest to, e organizmy wodne jako sta e bioindykatory rejestruj w ci gu d szego czasu warunki panuj ce w rodowisku w wodnym i zachodz ce w nim zmiany. Umo liwia to pobieranie próbek z mniejsz cz stotliwo ci ni w przypadku bada fizyczno-chemicznych wody. Zgodnie z za eniami Ramowej Dyrektywy Wodnej [Directive 2000] ocena biologiczna rzek z wykorzystaniem makrofauny mo e by przeprowadzona jeden raz na 3 lata. Podobnie charakterystyka hydrogeomorfologiczna, uwzgl dniaj ca takie elementy, jak: ocen morfologii koryta rzecznego, hydrologii cieku, ocen zadrzewie koryta, ukszta towanie strefy przybrze nej oraz sposób u ytkowania doliny rzecznej, mo e by przeprowadzona z mniejsz cz stotliwo ci ni badania fizyczno-chemiczne wody. Zgodnie zapisem w Ramowej Dyrektywie Wodnej mo e by ona przeprowadzana co 6 lat. Jako cel bada w ramach niniejszej racy przyj to ekologiczn ocen jako ci wód wybranego odcinka Liwca, z uwzgl dnieniem wp ywu cieków odprowadzanych z siedleckiej oczyszczalni na jako wód w rzece. Materia i metody: Do bada wytypowano dwa stanowiska w miejscowo ci Chodów: jedno zlokalizowane oko o 100 m przed uj ciem kana u, którym odprowadzane s cieki z oczyszczalni w Siedlcach, drugie w odleg ci oko o 100 m za kana em.

2 W terenie dokonano charakterystyki hydrogeomorfologicznej, okre laj c, zgodnie z wytycznymi zawartymi w opracowaniu Ilnicki i Lewandowski (1997), kategorie naturalno ci cieku. Do bada czterokrotnie ( trzy razy w 2008 roku i jeden raz w 2009 roku) pobierano wod oraz jeden raz (wiosn 2009 roku) pobrano makrobezkr gowce. Organizmy bentosowe pobierano z reprezentatywnych siedlisk z powierzchni oko o 1 m 2. W laboratorium w wodzie, zgodnie z metodyk opisana w Hermanowicz i in. (1976), oznaczono nast puj ce parametry: odczyn wody, przewodno elektrolityczn, st enie tlenu, jonów azotanowych, amonowych, fosforanowych, chlorkowych i wapniowych. W oparciu o warto ci graniczne badanych wska ników, wyznaczone w Rozporz dzeniu Ministra rdodowiska (2004) dokonano klasyfikacji wód. Makrofaun bezkr gow oznaczono z dok adno ci do rodziny, korzystaj c z opracowania Ko odziejczyk i Koperski (2000). Na podstawie sk adu taksonicznego i standardowej tabeli [Kownacki i in. 2004], wed ug której w zale no ci od wra liwo ci taksonów na zanieczyszczenia przypisywane s punkty w skali od 10 do 1, obliczono warto indeksu BMWP-PL oraz dokonano klasyfikacji wód. Wyniki: Ocen hydrogeomorfologicz wytypowanego do bada odcinka Liwca opracowano w skali od 1 do 5; wi ksza warto punktowa elementów sk adowych tej ocen odpowiada wi kszej naturalno ci ocenianych elementów. (Tab. I) Tabela I: Hydrogeomorfologiczna ocena jako ci Liwca w okolicy Siedlec Kryterium: Liwiec przed kana em Liwiec za kana em morfologia koryta 3 4 hydrologia 5 4 zadrzewienia 3 2 ro linno woda i skarpy cieku 3 3 ukszta towanie strefy przybrze nej 2 2 ytkowanie doliny rzecznej 3 3 rednia arytmetyczna 3,16 3,00 Kategoria naturalno ci cieku III III Wyniki przeprowadzonej oceny hydrogeomorfologicznej wskazuj, e rzeka na badanym odcinku reprezentuje ekologicznie i krajobrazowo rednio warto ciowy ciek. Ocena ta jest podobna na obu stanowiskach i w skali I-V, przyj tej wed ug Ilnickiego i Lewandowskiego (1997), odpowiada III kategorii naturalno ci cieków wodnych.

3 W oparciu o wyniki analiz z czterech okresów poboru próbek wody obliczono rednie warto ci poszczególnych wska ników i porównano je z warto ciami uj tymi w normy, dotycz cymi klasyfikacji wód powierzchniowych. (Tab. II) Tabela II rednie warto ci wybranych wska ników fizyczno-chemicznych wód Liwca w okolicy Siedlec i klasyfikacja wód rzeki. parametr jednostka Liwiec przed kana em Liwiec za kana em Warto wska nika klasa Warto wska nika klasa odczyn ph 7,59 I 7,65 I Przewodno S/cm 771 II 854 II elektrolityczna O2 6,06 II 4,00 IV NO3 2,72 I 8,62 II NH4 mg/dm 3 0,23 I 0,93 II PO4 0,44 III 0,95 IV Cl 17,6 I 80,0 I Ca 103,1 III 108,0 III Wody Liwca na stanowisku przed kana em odprowadzaj cym wody z oczyszczalni cieków oceniono jako III klasy czysto ci; zadecydowa y o tym: st enie jonów fosforanowych i jonów wapniowych, Na stanowisku za kana em wody zaklasyfikowano do IV klasy czysto ci. Parametrami, które o tym zadecydowa y by y: st enie tlenu i jonów fosforanowych. Wody Liwca na stanowisku za zrzutem wód z oczyszczalni w stosunku do stanowiska po onego wy ej charakteryzowa y si oko o 3-krotnie wi kszym st eniem azotanów, jonów amonowych i oko o 2-krotnie wi kszym st eniem jonów fosforanowych. Odnotowano tak e oko o 4-krotny wzrost st enia jonów chlorkowych. Jako wód odprowadzanych z oczyszczalni cieków wp ywa na sk ad taksonomiczny makrofauny bezkr gowej. Wyniki analizy jako ciowej i ilo ciowej makrobezkr gowców na obu, wytypowanych do bada stanowiskach, podano w Tabeli III. Tabela III Sk ad jako ciowy i ilo ciowy makrofauny bezkr gowej w Liwcu w okolicy Siedlec. Jednostka taksonomiczna Liwiec przed kana em tki Ephemeridae 10 chru ciki Brachicentr 8 Limnephilid 6 Liwiec - za kana em

4 skorupiaki Asellidae Gammaridae 3 2 chrz szcze Elmidae 1 pijawki Erpobdelidae 8 17 Haemopidae 1 muchówki Chironomidae 30 Sk poszczety Oligochaeta 68 Liczba osobników Liczba rodzin 14 7 Warto indeksu BMWP-PL Klasa czysto ci II IV Stanowisko zlokalizowane przed kana em odprowadzaj cym wody z oczyszczalni cieków charakteryzowa o si wi ksz ró norodno ci taksonomiczn makrobezkr gowców, ale mniejszym w stosunku do stanowiska po onego za kana em, zag szczeniem makrozoobentosu. Liczba oznaczonych taksonów na obu stanowiskach wynosi a odpowiednio: 14 i 7, za na stanowisku zanieczyszczonym odprowadzanymi z oczyszczalni wodami zag szczenie makrobezkr gowców by o prawie 2-krotnie wi ksze w stosunku do stanowiska nie obci onego wodami z oczyszczalni. Warto indeksu biotycznego BMWP-PL na stanowisku I wskazywa a na wody II klasy czysto ci, za na stanowisku II na wody IV klasy czysto ci. Dyskusja Zgodnie z kryterium ekologicznym przyj tym w klasyfikacji wód powierzchniowych w Ramowej Dyrektywie Wodnej [Water Framework Directive 2000/60/EC] punktem odniesienia jest naturalny, niezak ócony antropogenicznym oddzia ywaniem stan zbiornika wodnego. Stan ekologiczny rzeki charakteryzuje si w kategoriach: bardzo dobry, dobry, umiarkowany, s aby i z y. W pi miennictwie [Kornijów i Lachowska 2002, Sta czykowska i in. 2002, Królak i in. 2007] wskazuje si, e na ekologiczn jako wód wp yw maj zrzuty cieków z oczyszczalni. adunek zwi zków azotu, fosforu, zasolenie wód powoduj zmiany fizycznochemicznych wska ników wód oraz zmiany w strukturze biocenozy, wyra one m.in. zmniejszeniem ró norodno ci taksonomicznej makrofauny. Stan organizmów wodnych najlepiej wiadczy o jako ci rodowiska wodnego. Na kszta towanie si ró norodno ci taksonomicznej w rzekach wa ny wp yw ma charakter zlewni, w tym tak e punktowe zrzuty zanieczyszcze. Odnotowane w badaniach w asnych obserwacje zgodne s z danymi literaturowymi. Chemizm wód jest jednym z czynników kszta tuj cych sk ad makrofauny bezkr gowej [Turoboyski 1979, Fleituch i in. 2002, Sta czykowska i in. 2002, Chainho i in. 2006, Królak i in. 2007]. Zasolenie wód mniejsza liczebno larw owadów, szczególnie larw j tek i chru cików [Chainho i in. 2006]. W ramach bada w asnych na stanowisku za zrzutem wód z oczyszczalni cieków, charakteryzuj cym si zwi kszon zawarto ci w analizowanych wodach jonów (chlorki, azotany, fosforany) nie stwierdzono obecno ci przedstawicieli Ephemeroptera i Trichoptera. Taksony te wyst powa y na stanowisku przed kana em

5 zrzutowym. Na stanowisku zanieczyszczonym dop ywem cieków licznie natomiast wyst powa y takie taksony jak Oligochaeta i Chironomidae. Reprezentuj one organizmy, które dobrze znosz niedobory tlenowe, a nawet okresowe braki tlenu. Stanowisko drugie w stosunku do stanowiska pierwszego charakteryzowa o si zdecydowanie gorszym natlenieniem, wskazuj cym odpowiednio na normy IV i II klasy czysto ci. W rodowiskach poni ej uj cia cieków komunalnych zarówno Oligochaeta, jak i Chironomidae mog osi ga znaczne liczebno ci, niekiedy dochodz ce do kilkuset tysi cy osobników na 1 m 2 powierzchni [Turoboyski 1979]. Nale y zauwa, e taksonów tych nie odnotowano w próbach na stanowisku przed kana em zrzutowym, za na stanowisku za kana em stanowi y one najliczniejsz grup w ród oznaczonej makrofauny. Dominantami (powy ej 10% liczebno ci oznaczonej makrofauny) na stanowisku drugim by y tak e pijawki i liczki. Zarówno rodzina Erpobdellidae jak i Asellidae ma ma e wymagania tlenowe. Erpobdellidae w du ych liczebno ciach mo e wyst powa w rzekach za zrzutem wód z oczyszczalni [Turoboyski 1979], a rodzina Asellidae preferuje wody zanieczyszczone o mulistym dnie. Takim pod em charakteryzowa o si drugie, wyznaczone na Liwcu stanowisko pomiarowe. Zaprezentowane wyniki wskazuj na zwi zek pomi dzy wyst powaniem makrofauny bezkregowej a warunkami rodowiskowymi. Te ostatnie kszta towane s charakterem zlewni. Oba stanowiska badawcze pod wzgl dem hydrogeomorfologii nie ró ni y si znacz co, na badanym odcinku reprezentowa y one rednio warto ciowy ciek, odpowiadaj cy III kategorii naturalno ci. Stanowisko przed kana em zrzutowym w ko cowej ocenie reprezentuje umiarkowany stan ekologiczny, na stanowisku za kana em zrzutowym z oczyszczalni ocena jako ci wód wskazuje na z y stan ekologiczny. Niew tpliwie na taki stan wp ywaj zarówno: wielko zrzutów z oczyszczalni w Siedlcach, jak równie ich jako. Podsumowanie Ekologiczna ocena jako ci wód Liwca w okolicy Siedlec wskazuje, ze dop yw cieków z siedleckiej oczyszczalni pogarsza jako wód w rzece. Wskazuj na to zarówno wska niki fizyczno-chemiczne i biologiczne, oparte na sk adzie jako ciowym i ilo ciowym makrofauny bezkr gowej. Przyjmuj c ko cow ocen jako ci wód na badanych stanowiskach jako redni arytmetyczna z trzech sk adowych elementów: hydrogeomorfologicznej, fizyczno-chemicznej i biologicznej oceny, Liwiec przed kana em z oczyszczalni cieków reprezentuje ciek III klasy (umiarkowany stan ekologiczny), za kana em odpowiada IV klasie (s aby stan ekologiczny). Pi miennictwo Chainho P., Costa J. L., Chaves M. L., Lane M. F., Dauer D. M., Costa M. J Seasonal and spatial patterns of distribution of subtidal benthic invertebrate communities in the Mondego River, Portugal. Hydrobiologia, 555(1), Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 Oct establishing a framework for Community action in the field of water policy. OJEC L 327/1 of

6 Fleituch, T., H. Soszka, A. Kownacki, D. Kudelska: Sensitivity of macroinvertebrate metrics to detect pollution stress in Polish rivers: [W:]: Kownacki, A., H. Soszka., T. Fleituch, D. Kudelska (eds): River biomonitoring and benthic invertebrate communities (Monograph). Warszawa - Kraków, Inst. Env. Protection - Karol Starmach Inst. Freshwater Biol. Polish Acad. Sci.: Hermanowicz W., Do ska W., Dojlido J., Koziorowski B Fizyczno-chemiczne badania wody i cieków. Wyd. Arkady, Warszawa. Ilnicki P., Lewandowski P Ekomorfologiczna waloryzacja dróg wodnych Wielkopolski. Akademia Rolnicza w Poznaniu. Ko odziejczyk A., Koperski P Bezkr gowce wodne Polski. Klucz do oznaczania oraz podstawy biologii i ekologii makrofauny. Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa. Kownacki A., Soszka H., Kudelska D., Fleituch T Bioassessment of Polish rivers based on macroinvertebrates. Proceedings of the 11 th Magdeburg Seminar on Waters in Central and Eastern Europe: Assessment, Protection, Management, Leipzig Geller W. (ed..) UFZ Leipzig-Halle, pp Kornijów R., G. Lachowska: Effect of treated sewage on benthic invertebrate communities in the Upland Bystrzyca Lubelska river (Eastern Poland), [W:] Kownacki, A., H. Soszka., T. Fleituch, D. Kudelska (eds): River biomonitoring and benthic invertebrate communities (Monograph). Warszawa - Kraków, Inst. Env. Protection - Karol Starmach Inst. Freshwater Biol. Polish Acad. Sci.: Królak E., Koryci ska M., Michalak A The influence of the sewage treatment plant in Mi dzyrzec Podlaski on the Krzna River water quality, Oceanolog. And Hydrobiolog. Stud. 36 (S4): Rozporz dzenie Ministra rodowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. Dz.U. Nr 32, poz. 283 i 284. Sta czykowska A., M. Koryci ska, E. Królak: The effect of treated wastewater on benthic invertebrate communities in the lowland Liwiec River (Central Poland), [W:] Kownacki, A., H. Soszka., T. Fleituch, D. Kudelska (eds): River biomonitoring and benthic invertebrate communities (Monograph). Warszawa - Kraków, Inst. Env. Protection - Karol Starmach Inst. Freshwater Biol. Polish Acad. Sci.:

7 Turoboyski L Hydrobiologia techniczna, PWN, Warszawa. The ecological assessment of the chosen part of the Liwiec River near Siedlce Summary The research was carried out in the selected part of the Liwiec River near Siedlce. The influence of the Siedlce Sewage Treatment Plant on the quality of the river water was assessed. At the same time, ecological profile of the river was prepared. It was done on the basis of hydrogeomorphological assessment, as well as taking into account chemical, physical and biological parameters of water. It was established that the influx of the sewage influences the taxonomic composition of macroinvertebrates to the greatest extent. Streszczenie: Badaniami obj to wybrany odcinek rzeki Liwiec w okolicy Siedlec. Oceniano wp yw oczyszczalni cieków w Siedlcach na jako wód rzeki. Dokonano ekologicznej charakterystyki rzeki. Oceny tej dokonano na podstawie oceny hydrogeomorfologicznej, warto ci wybranych wska ników fizyczno-chemicznych wody i wska ników biologicznych. Ustalono, e dop yw cieków w najwi kszym stopniu wp ywa na sk ad taksonomiczny makrofauny bezkr gowej.