INFORMACJA O STANIE CZYSTOŚCI WÓD JEZIORA SZPITALNEGO NA PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH W 2004 ROKU

2 INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA W BYDGOSZCZY INFORMACJA O STANIE CZYSTOŚCI WÓD JEZIORA SZPITALNEGO NA PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH W 2004 ROKU opracowanie: Jakub Makarewicz Copyright 2005 by WIOS Bydgoszcz Bydgoszcz 2005

3 SPIS TREŚCI 1. CHARAKTERYSTYKA GEOGRAFICZNA ZLEWNI JEZIORA SZPITALNEGO... 4 1.1 POŁOśENIE JEZIORA I GRANICE ZLEWNI... 4 1.2 SIEĆ HYDROGRAFICZNA... 5 1.3 ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ ZLEWNI I WARUNKI GLEBOWE... 6 2. UśYTKOWANIE JEZIORA I JEGO ZLEWNI... 8 3. PODATNOŚĆ JEZIORA NA DEGRADACJĘ... 10 4. WARUNKI METEOROLOGICZNE... 11 5. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA SZPITALNEGO W 2004 ROKU... 12 5.1. STANOWISKA POMIAROWO-KONTROLNE... 12 5.2. STAN CZYSTOŚCI DOPŁYWÓW... 13 5.3. STAN CZYSTOŚCI WÓD JEZIORA... 13 5.4. WSKAŹNIKI DODATKOWE... 16 5.5. CHARAKTERYSTYKA BIOLOGICZNA... 17 5.6. SKŁAD CHEMICZNY OSADÓW DENNYCH... 18 7. ZMIENNOŚĆ JAKOŚCI WÓD JEZIORA W LATACH 1998 2004... 19 8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI... 20 SPIS LITERATURY... 21 DOKUMENTACJA FOTOGRAFICZNA... 22

4 1. CHARAKTERYSTYKA GEOGRAFICZNA ZLEWNI JEZIORA SZPITALNEGO 1.1 POŁOśENIE JEZIORA I GRANICE ZLEWNI Obszar zlewni całkowitej Jeziora Szpitalnego połoŝony jest w obrębie mezoregionu Doliny Brdy, zaliczanego do makroregionu Pojezierza Południowopomorskie (Kondracki, 2002), około 10 km na południe od Tucholi. Przeciwległe krańce rynny jeziornej znajdują się z jednej strony w pobliŝu głęboko wciętych najniŝszych poziomów terasowych Doliny Brdy, od których oddzielone są wysokim na około 10 m progiem morfologicznym (koryto Brdy przebiega w odległości 0,2 km na wschód), z drugiej zaś strony w pobliŝu krawędzi wysoczyzny morenowej Pojezierza Krajeńskiego (0,5 km na zachód). Zlewnia całkowita zajmuje fragment wysoczyzny Pojezierza Krajeńskiego w górnej, oraz doliny sandrowej Brdy w dolnej cześci. Pod względem administracyjnym Jezioro Szpitalne połoŝone jest na terenie gminy Gostycyn w powiecie tucholskim. Większość obszaru zlewni bezpośredniej jeziora objęte zostało ochroną w ramach Tucholskiego Parku Krajobrazowego. Jezioro Szpitalne jest jednym z waŝniejszych punktów rekreacyjnych w rejonie doliny Brdy. Stosunkowo głęboka misa, o głębokości maksymalnej 19,6 m, oraz inne uwarunkowania morfometryczno zlewniowe pozwoliły zakwalifikować jezioro w 1998 roku do II kategorii podatności na degradację, a wykonane badania fizykochemiczne ujawniły wysokie walory jakości wód, które odpowiadały II klasie czystości. Ryc.1. PołoŜenie jeziora Szpitalnego i zlewni dopływu z jeziora Szpitalnego na tle regionalizacji fizyczno-geograficznej Kondrackiego (2002) w obrębie województwa kujawskopomorskiego

5 1.2 SIEĆ HYDROGRAFICZNA Zlewnię całkowitą jeziora Szpitalnego, o powierzchni 14,1 km 2, wyznaczają działy wodne III rzędu: od wschodu z zlewnią bezpośrednią Brdy, od północy z Kiczą, a od południa i zachodu z Kamionką. Zlewnia całkowita jeziora Szpitalnego połoŝona jest w ujściowym odcinku Kamionki, uchodzącej prawobrzeŝnie do Brdy. Jezioro epizodycznie zasilane jest wodami powierzchniowymi w postaci okresowego rowu melioracyjnego, który początek bierze w okolicy jeziora Mędromierz, niedaleko wsi Łyskowo, w północnej części zlewni. Przed osiągnięciem jeziora dopływ biegnie przez fragment sandru, gdzie wśród dobrze przepuszczalnych piasków częściowo zanika. Ze względu na brak przepływu w okresie badań nie został on poddany analizom chemicznym. Odwodnienie następuje w kierunku rzeki Kamionki poprzez jezioro Środkowe i jezioro Rudzianka. Ciek odwadniający jezioro Szpitalne i pozostałe dwa wspomniane jeziora (nazwa wg. MPHP dopływ z jez. Szpitalnego ) stanowi lewobrzeŝny dopływ Kamionki w ujściowym biegu. Odpływ z Jeziora Szpitalnego (31) ma charakter seminaturalny. Szerokość tego cieku wynosi około 3 m i znajduje się na nim niewielki próg piętrzący wody jeziora. Przepływ zarejestrowany został w czasie obu serii pomiarowych i kształtował się na poziomie 7 do 13 l/s. Powierzchnia zlewni całkowitej tego cieku stanowi 14,99 km 2, z czego zlewnia całkowita Jeziora Szpitalnego wynosi 14,1 km 2, zaś powierzchnia zwierciadła wody 66,4 ha. Pozostałą sieć cieków zlewni stanowią przede wszystkim śródpolne rowy melioracyjne, odprowadzające wody między innymi z sieci drenarskich. Zlokalizowane są one wśród pól w zachodniej i północnej części zlewni całkowitej jeziora. Cieki te mają w większości charakter okresowy i funkcjonują głównie w porze wiosennej.

6 Ryc. 2. Schemat sieci hydrograficznej zlewni całkowitej jeziora Szpitalnego (Mapa Podziału Hydrograficznego Polski) 1.3 ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ ZLEWNI I WARUNKI GLEBOWE Na powierzchni zlewni jeziora Szpitalnego pojawiają się utwory o zmiennej charakterystyce litologicznej. Na północy i zachodzie zlewni całkowitej występują gliny zwałowe i paski gliniaste budujące wysoczyznę morenową falistą i pagórkowatą. We wschodniej i południowej części zlewni całkowitej opisywanego jeziora pojawiają się utwory przepuszczalne, sandrowe piaski i Ŝwiry glacifluwialne, które budują terasy w dolinie Brdy. Wiercenia wykazują w okolicy jeziora istnienie stropu warstw słabo przepuszczalnych na głębokości od kilku do kilkunastu metrów. Występujące od powierzchni warstwy przepuszczalne stanowią pojemny wodonosiec dla rozbudowanego, sandrowego poziomu wodonośnego. Poziom ten, o swobodnym zwierciadle wody, zasilany jest opadowo i infiltracyjnie wodami migrującymi z północy z rejonu Borów Tucholskich. Sytuacja geologiczna sprzyja intensywnej wymianie wód pomiędzy misą jeziora a ośrodkami wodonośnymi.

7 W obrębie zlewni całkowitej Jeziora Szpitalnego wyznaczone zostały obszary występowania gleb o przydatności rolniczej określonej na kompleks Ŝytni słaby. W ramach tego kompleksu występują gleby leśne pseudobielicowe i piaskowe róŝnych typów (bielicowe, bielice, płowe). W północnej części zlewni w obszarach rolniczych na piaskach gliniastych i glinach piaszczystych wykształcone są uŝytkowane rolniczo gleby brunatne, pseudobrunatne i rdzawe (Koter, Gałecki 1980). W pobliŝu brzegów jeziora pojawiają się poziomy torfowe i oglejone poziomy murszowe.

8 2. UśYTKOWANIE JEZIORA I JEGO ZLEWNI W zlewni jeziora Szpitalnego przewaŝają uŝytki rolne. Lasy zajmują zwarte powierzchnie w zlewni bezpośredniej jeziora, dzięki czemu jego brzegi mają charakter mezohemerobiczny. Ich lokalizacja wiąŝe się z występowaniem w podłoŝu piasków sandrowych doliny Brdy. Tab. 1. Struktura uŝytkowania zlewni jeziora Szpitalnego* WYSZCZEGÓLNIENIE ZLEWNIA BEZPOŚREDNIA ZLEWNIA CAŁKOWITA km 2 % km 2 % lasy 1,34 22,6 2,58 18,3 uŝytki zielone 0,16 2,7 0,36 2,6 wody - - 1,04 7,4 grunty orne 4,22 71,2 9,61 68,1 inne 0,20 3,3 0,51 3,6 ogółem 5,92 100,0 14,10 100,0 źródło: Burymowicz K., Lamparska A., Rekowska J., Wilamski J., 1990, Ocena zasobów wodnych jezior województwa bydgoskiego, IMGW, Słupsk, zmodyfikowane Zlewnia całkowita jeziora Szpitalnego obejmuje niewielki obszar o powierzchni 14,10 km 2 z czego zlewnia bezpośrednia ma 5,92 km 2 (Butrymowicz 1990). Zawiera się w niej zlewnia jeziora Mędromierz o powierzchni 2,50 km 2. W zlewni bezpośredniej jeziora i zlewni jego okresowego dopływu nie zarejestrowano punktowych źródeł zanieczyszczeń. Istotne oddziaływanie antropogeniczne związane jest z: - Presją rolnictwa w północno-zachodniej części zlewni wody drenowane z pól mogą docierać do jeziora za pośrednictwem opisanego wcześniej dopływu oraz w wyniku zachodzenia procesów migracji wód podziemnych ze skarpy wysoczyzny. Oddziaływanie to ograniczają jednak powierzchnie leśne, które spełniają w tym przypadku buforującą rolę. - Presja ze strony zabudowań rekreacyjnych i letniskowych część południowego brzegu jeziora stała się terenem przekształconym na skutek budowy działek rekreacyjnych i zabudowy letniskowej. Działki te wprawdzie wkomponowane zostały w leśny krajobraz borów, lecz nie wyposaŝono ich w infrastrukturę wodno-kanalizacyjną. - Presja ze strony Harcerskiego Ośrodka Wypoczynku jest to główny kierunek oddziaływania na środowisko wodne jeziora Szpitalnego ze względu na gospodarkę ściekową opartą o zbiorniki bezodpływowe, które w sezonie letnim opróŝniane są z częstotliwością cotygodniową oraz ze względu na plaŝę, jaka zorganizowana jest przy ośrodku. W wyniku wykorzystywania tego miejsca do kąpieli wytworzył się rozległy psammolitoral. - W pobliŝu jeziora znajduje się ferma hodowli drobiu z obsadą około 30.000 sztuk. Obornik rozdysponowany jest na znacznym areale pól znajdujących się w duŝej mierze poza zlewnią całkowitą opisywanego jeziora, natomiast ścieki gromadzone są w szambach. Zakład wystąpił o wydanie pozwolenia zintegrowanego. Nie zarejestrowano wpływu fermy na jakość wód jeziora. Gospodarka rybacka prowadzona jest przez Gospodarstwo Rybackie w Charzykowych. Jezioro zarybiane i odławiane jest w cyklu normalnym w porze wiosennej i jesiennej.

9 Ryc. 3. Zagospodarowanie zlewni bezpośredniej jeziora Szpitalnego

10 3. PODATNOŚĆ JEZIORA NA DEGRADACJĘ Ocenę podatności jeziora Szpitalnego na degradację, wykonaną na podstawie Systemu Oceny Jakości Jezior (Kudelska, Cydzik, Soszka, 1991) przedstawia tab. 2. Tab. 2. Ocena podatności jeziora Szpitalnego na degradację WSKAŹNIK WARTOŚĆ WSKAŹNIKA PUNKTACJA głęboko bokość średnia [m] V jeziora / L jeziora [objętość misy/długość linii brzegowej] stratyfikacja wód [%] P dna czynnego / V epilimnionu [powierzchnia dna czynnego /objętość epilimnionu] wymiana wody w roku* [%] współczynnik Schindlera [powierzchnia zlewni całkowitej + powierzchnia jeziora/objętość jeziora] sposób zagospodarowania zlewni bezpośredniej 7,5 2 0,97 3 10,4 3 0,07 1 50 2 2,8 2 przewaga pól uprawnych 3 wynik punktacji 2,29 sumaryczna kategoria podatności jeziora II kategoria podatności na degradację *- Burymowicz K., Lamparska A., Rekowska J., Wilamski J., 1990, Ocena zasobów wodnych jezior województwa bydgoskiego, IMGW, Słupsk Przedstawiona analiza wskazuje na zadowalającą II kategorię podatności jeziora Szpitalnego na degradację. Wynika to zarówno parametrów morfometrycznych misy jeziora jak i zlewniowych. Opisywane jezioro posiada predyspozycje do spowalniania procesów eutrofizacyjnych. WaŜnym parametrem jest głębokość średnia misy zbiornika. Niewysokie, ale strome zbocza rynny, w której połoŝone jest jezioro, mają kontynuację poniŝej poziomu wody do głębokości około 5-7 m, przy czym zauwaŝalny jest wzrost głębokości dna wraz z oddalaniem się na wschód. Taki kształt w znacznym stopniu ogranicza strefę rozwoju makrofitów. Co prawda przez to ułatwiony jest dostęp spływów powierzchniowych, niosących substancje biogenne, do wód jeziora, jednak sumaryczna intensywność tych zjawisk jest ograniczona ze względu na niewielką powierzchnię zlewni bezpośredniej i zalesienie brzegów. Brak stałych dopływów determinuje niską wymianę wody w jeziorze. Uwzględniając odpływ powierzchniowy i parowanie z powierzchni wody w bilansie wodnym jeziora, moŝna oszacować, Ŝe wskazana połowiczna wymiana wody w misie jeziora spowodowana jest głównie przez składową podziemną bilansu wodnego. Przy ocenie podatności na degradację naleŝy takŝe uwzględnić połoŝenie jeziora w systemie hydrograficznym. Pierwsze jezioro w systemie wodnym jest zlokalizowane w dalszej odległości, a wody z niego odpływające w większości nie docierają do opisywanego jeziora, co wymiernie wpływa na obniŝenie natęŝenia negatywnych oddziaływań ze strony zlewni.

11 4. WARUNKI METEOROLOGICZNE Okres badań wód jeziora w sezonie wiosennym poprzedzała pogoda chłodna z silnym wiatrem z kierunków północnych i północno-zachodnich. Wiatrom tym towarzyszyło silne zachmurzenie składające się głównie z chmur typu stratus. Wraz z początkiem kwietnia rozpoczął się okres ocieplenia, który trwał przez około miesiąc. W tym czasie wykonano wiosenną serię pomiarową. W sezonie wiosennym w dniu badań Jeziora Szpitalnego panowała słoneczna, bezwietrzna i ciepła pogoda, która utrzymywała się od kilku wcześniejszych dni. Temperatura powietrza wynosiła maksymalnie 15 0 C. Podobnie było w okresie badań letnich, przy czym zanotowano niewielki wzrost zachmurzenia typu konwekcyjnego. Dzień wykonywania pomiarów i pobierania próbek był pogodny, wiał lekki, południowo-zachodni wiatr. Według klasyfikacji termicznej H. Lorens, rok 2004 naleŝał do lat normalnych pod względem termicznym. Miesiące styczeń-marzec naleŝały do miesięcy normalnych termicznie, kwiecień był lekko ciepły zaś maj i czerwiec naleŝały do lekko chłodnych i chłodnych. Zejście lodów z opisywanego jeziora nastąpiło pod koniec marca. Od lipca do końca roku panowały na przemian miesiące normalne, lekko ciepłe i ciepłe. Roczna suma opadów sprawiła, Ŝe rok 2004 był zaliczany do lat normalnych. Miesiące pierwszego półrocza naleŝały do ponad przeciętnie wilgotnych, zaś w drugim półroczu jedynie listopad okazał się bardzo wilgotny, a pozostałe miesiące zaliczono od skrajnie suchych do normalnych.

12 5. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA SZPITALNEGO W 2004 ROKU 5.1. STANOWISKA POMIAROWO-KONTROLNE W 2004 roku jezioro Szpitalne badane było w jednym stanowisku pomiarowokontrolnym. Punkt ten zlokalizowany był w centralnej części jeziora w głęboczku. Badaniom podano takŝe odpływ, który funkcjonował całorocznie. Nie zarejestrowano przepływu wody korycie cieku z północy. Ryc. 4. Lokalizacja punktów pomiarowo-kontrolnych na tle planu batymetrycznego jeziora Szpitalnego (wg. IRŚ Olsztyn)

13 5.2. STAN CZYSTOŚCI CI DOPŁYWÓW Wody na stanowisku ppk 31 (odpływ) pozostawały pod wpływem warunków panujących w powierzchniowej warstwie wód jeziora, na co wskazywały zbliŝone wartości przewodnictwa elektrolitycznego w obu punktach badawczych. Jezioro modeluje parametry jakościowe odpływu w zakresie ilości materii organicznej oraz substancji biogennych. O tym wpływie świadczą niskie wartości fosforanów. PodwyŜszone stęŝenia zanotowano w przypadku substancji trudnorozkładalnych, która najprawdopodobniej pochodzi z nagromadzonej w osadach dennych, stopniowo rozpuszczanej i wymywanej materii organicznej, która przeszła proces humifikacji, szczególnie w północnej, zatorfionej zatoce jeziora. Parametrem świadczącym o czystości sanitarnej cieku było miano coli typu fekalnego, które nie budziło zastrzeŝeń. 5.3. STAN CZYSTOŚCI CI WÓD JEZIORA WARUNKI TERMICZNO-TLENOWE W czasie badań wiosennych wykonywanych w drugiej połowie kwietnia natrafiono na fazę ustępującej homotermii i inicjalnej fazy zakładania się stratyfikacji. Temperatura przy powierzchni w centralnej części jeziora wynosiła 7,2 0 C a przy dnie 5,2 0 C. StęŜenie tlenu rozpuszczonego wykazywało pełne nasycenie w całym słupie wody. Stratyfikacja letnia zaznaczyła się wykształceniem epi-, meta- i hypolimnionu. Epilimnion występował do głębokości 5,0 m wody. Wykształciła się wyraźna termoklina. W warstwie hypolimnionu, czyli poniŝej 9,0 m występował deficyt tlenowy a w warstwie naddennej, obecność siarkowodoru potwierdzał specyficzny zapach. Stopień wykorzystania zapasów tlenu dowodzi, iŝ w strefie trofogenicznej procesy fotosyntezy pokrywają w pełni zapotrzebowanie na tlen, gdyŝ nasycenie tym pierwiastkiem przy powierzchni wynosiło 110%. Profil termiczno-tlenowy z okresu stagnacji letniej przedstawia ryc. 5 Ryc. 5. Profil termiczno-tlenowe z ppk 01 w czasie stratyfikacji letniej w 2004 roku

14

15 MATERIA ORGANICZNA W toku badań stwierdzono niewielkie ilości materii organicznej w warstwie przypowierzchniowej. W warstwie naddennej zarejestrowano nieco podwyŝszone ilości materii łatworozkładalnej, co sugeruje akumulację martwych części organicznych ponad dnem. PodwyŜszone wyniki ChZT-Cr na poziomie II klasy mogą dowodzić obecności w wodzie jeziora wniesionych do niego substancji humusowych. SUBSTANCJE BIOGENNE StęŜenie fosforanów w wodzie jeziora w okresie wiosennym wyniosło 0,009 mgp/dm 3, co odpowiada normom czystości wód w zakresie I klasy. W sezonie letnim nastąpiła kumulacja fosforanów i fosforu ogólnego nad dnem w ilości wykraczającej poza normy. Był to efekt panowania przy dnie warunków beztlenowych oraz sedymentacji materii organicznej zawierającej fosfor wbudowany w struktury komórek. Porównanie stęŝeń z wiosny i lata pozwala stwierdzić, Ŝe nastąpiło silne zuboŝenie warstwy powierzchniowej w ten pierwiastek w czasie trwania sezonu wegetacyjnego. Ogólnie w jeziorze w sezonie badawczym 2004 pierwiastek ten występował w zróŝnicowanych stęŝeniach w zaleŝności od badanej warstwy. Sole azotowe w czasie badań występowały wodzie w stęŝeniach generalnie kwalifikujących je jako wysokie. W ilościach odpowiadających III klasie występował w hipolimnionie azot w formie amonowej, zaś azot mineralny mieścił się w II klasie. Ogólna pula azotu pozostawała na niskim poziomie I klasy czystości. NaleŜy zauwaŝyć, Ŝe warstwa powierzchniowa wody zuboŝana była w sole biogenne w trakcie upływu sezonu wegetacyjnego. STAN SANITARNY Ilość kolonii bakterii Escherichia coli w punkcie badawczym na jeziorze w okresie całego roku nie wzbudziła najmniejszych zastrzeŝeń i pozostawała na bardzo dobrym, I- klasowym poziomie.

16 OGÓLNA OCENA STAN CZYSTOŚCI JEZIORA SZPITALNEGO Tab. 3. Końcowa ocena stanu czystości jeziora Szpitalnego w 2004 roku wg SOJJ (Kudelska, Cydzik, Soszka, 1994) WSKAŹNIK Średnie nasycenie hypolimnionu tlenem mg O2/l ChZT Cr mg O2/l BZT5 mg O2/l BZT5 mg O2/l fosforany mg P/l fosforany mg P/l fosfor całkowity mg P/l fosfor całkowity mg P/l azot mineralny mg N/l azot amonowy mg N/l azot całkowity mg N/l przewodność elektrolityczna µs/cm chlorofil a mg/m 3 sucha masa sestonu mg/l widzialność krąŝ ąŝka Secchiego m miano Coli typu kałowego OKRES I MIEJSCE POBORU PRÓBEK nad dnem nad dnem wiosna nad dnem nad dnem wiosna i wiosna nad dnem wiosna i wiosna wiosna i wiosna i wiosna i wiosna i pod pow. i nad dnem OCENA WARTOŚĆ PUNKTACJA ŚREDNIA 6,8 3 17,3 1 1,0 1 8,4 3 0,009 1 0,104 4 0,130 2 0,016 1 0,39 2 1,15 3 0,74 1 352 4 3,6 1 1,6 1 3,5 2 33,0 1 WYNIK PUNKTACJI I SUMARYCZNA KLASA CZYSTOŚCI WÓD 2,00 = II KLASA 5.4. WSKAŹNIKI DODATKOWE Tab. 4. Wskaźniki dodatkowe czystości wód jeziora Szpitalnego w czasie badań wiosennych w 2004 r. Lp. Dodatkowe - wiosna Miejsce poboru próby wartość jednostka 1 ph 1 m 8,6 2 Barwa 1 m 10,0 mg Pt/l 3 Zasadowość 1 m 3,7 mval/l 4 Wapń 1 m 64,5 mg Ca/l 5 Magnez 1 m 11,0 mg Mg/l 6 Sód 1 m 4,8 mg Na/l 7 Potas 1 m 2,3 mg K/l 8 Chlorki 1 m 11,1 mg Cl/l 9 Siarczany 1 m 18,2 mg SO4/l

17 Tab. 5. Wskaźniki dodatkowe czystości wód jeziora Szpitalnego w czasie badań letnich w 2004 r. Lp. Dodatkowe - Miejsce poboru próby wartość jednostka 1 ph 1 m 8,0 2 ph 1 m nad dnem 7,9 3 Barwa 1 m 0,0 mg Pt/l 4 Barwa 1 m nad dnem 10,0 mg Pt/l 5 Zasadowość 1 m 3,2 mval/l 6 Zasadowość 1 m nad dnem 4,5 mval/l 7 Wapń 1 m 49,3 mg Ca/l 8 Wapń 1 m nad dnem 60,4 mg Ca/l 9 Magnez 1 m 12,4 mg Mg/l 10 Magnez 1 m nad dnem 12,4 mg Mg/l 11 Sód 1 m 6,4 mg Na/l 12 Sód 1 m nad dnem 6,5 mg Na/l 13 Potas 1 m 2,3 mg K/l 14 Potas 1 m nad dnem 2,5 mg K/l 15 Chlorki 1 m 10,2 mg Cl/l 16 Chlorki 1 m nad dnem 10,3 mg Cl/l 17 Siarczany 1 m 18,0 mg SO4/l 18 Siarczany 1 m nad dnem 14,2 mg SO4/l 5.5. CHARAKTERYSTYKA BIOLOGICZNA CHLOROFIL A Badania chlorofilu a w wodach jeziora wykazały koncentracje odpowiadające normom w zakresie I klasy w czasie obu sezonów badawczych. Wiosenne badania wykazały stęŝenie 6,1 mg/m 3, zaś latem oznaczono jedynie 1,1 mg chlorofilu na m 3. Średnia roczna wartość tego parametru wynosiła ostatecznie 3,6 mg/m 3, co daje I klasę czystości. Wartości suchej masy równieŝ naleŝała do I klasy. Niska koncentracja komórek chlorofilu nie ograniczyła przezroczystość wody, która w okresie wiosennym wyniosła 3,0 m, zaś w okresie letnim 4,0 m, co daje odpowiednio II i I klasę czystości. Zarejestrowane wyniki mieszczą się w czołówce najlepszych odnotowanych przez WIOŚ w Bydgoszczy na terenie całego województwa kujawsko-pomorskiego w ostatnim dziesięcioleciu. Lepsze wyniki uzyskiwano jedynie w mezotroficznych jeziorach Piaseczno, Skrzynce i Wolskim. Podobne głębokości widzialności pojawiały się w jeziorach Borów Tucholskich, które obecnie leŝą poza granicami województwa. TAKSONOMIA GLONÓW Opisane powyŝej warunki fizykochemiczne w okresie wiosennym na jeziorze spowodowały, Ŝe fitoplankton rozwijał się w ograniczony sposób. Domimantem w okresie wiosennym były Bacillariophyceae (63%) przy subdominacji grup Cryptophyceae (16%) i Bacteria (12%). Stwierdzono liczebność na poziomie 1.125 tys. kom./l. W okresie letnim ubogi fitoplankton (121 tys. kom./l) cechował się brakiem wyraźnej dominacji gatunkowej w składzie

18 ogólnym fitoplanktonu. Oznaczenia wykazały istnienie w wodzie jedynie 13 gatunków fitoplanktonu. Dominowały sinice (Aphanizomenon flos-aquae, Microcystis incerta, Chroococcus limneticus) (44%), nad okrzemkami (Asterionella formosa, Cyclotella sp.) (37%) i zielenicami (Hyalorapidium contortum, Kirchneriella contorta) (16%). MAKROFITY Główną częścią flory jeziora Szpitalnego są zbiorowiska makrofitów wynurzonych i zanurzonych. W strefie fotycznej jeziora powszechnie występuje rogatek sztywny, wywłócznik kłosowy, rdestnica pływająca, rdestnica pływająca, osoka aloesowata, pływacz, grąŝel Ŝółty i grzybień biały. Spotyka się elistmę wodną. Wspomniane gatunki tworzą tzw. łąki podwodne, które stanowią konkurencje pokarmową dla fitoplanktonu, przez co jego rozwój jest w jeziorze skutecznie ograniczony. Wśród makrofitów wynurzonych występuje pałka wąskolistna i szerokolistna, trzcina pospolita. W północnej części w zanikłej zatoce jeziora Szpitalnego dominują zespoły turzycowe, tworzące fragment torfowiska, pod którym stwierdzono wody zmieszane z zwęgloną materią organiczną. 5.6. SKŁAD CHEMICZNY OSADÓW DENNYCH Analiza uśrednionej próby osadów dennych wykazała, Ŝe w osadach jeziora Szpitalnego występują niskie zawartości większości metali cięŝkich, z czego stęŝenie baru, ołowiu i strontu mieściło się w I i II klasie wg klasyfikacji Bojakowskiej i Sokołowskiej (1996). Wartości tłowe zanotowane zostały w przypadku większości badanych pierwiastków. MoŜna zatem stwierdzić, Ŝe osady nie noszą znamion zanieczyszczenia pochodzącego ze źródeł antropogenicznych. Obserwowano wysokie stęŝenia manganu, co moŝe być efektem wpływu wytrącania i akumulacji tego pierwiastka z wód podziemnych zasilających jezioro. Tab. 6. Zawartość metali cięŝkich i niektórych pierwiastków w osadach dennych jeziora Szpitalnego w 2003 roku (wg PIG) Ag As Ba Cd Co Cr Cu Hg Mn Ni Pb Sr V Zn Fe Ca Mg P S TOC j. Szpitalne [ppm] [%] 0,5 5 112 0,5 2 5 5 0,05 1639 5 24 194 9 39 1,40 19,6 0,24 0,075 0,364 7,02 tło geochemiczne I klasa II kasa III klasa

19 7. ZMIENNOŚĆ JAKOŚCI WÓD JEZIORA W LATACH 1998 2004 Badania przeprowadzone w 1998 roku oraz ostatni cykl badawczy jednoznacznie wskazują, Ŝe jezioro nie uległo przekształceniom chemizmu i trofii wód i nadal prezentuje stan opdowiadający II klasie czystości. Stan taki pozwala na stwierdzenie, Ŝe utrzymuje się ono na stałym, stosunkowo niskim poziomie troficznym. Wahania poszczególnych parametrów w opisywanym okresie są nieznaczne i wynikają głównie z warunków panujących w czasie badań oraz z nasilenia naturalnych procesów związanych ze spływem powierzchniowym, odpływem wód roztopowych, usłonecznieniem, wysokością zwierciadła wody w jeziorze, czy cyklami rozwojowymi fitoplanktonu. Biorąc pod uwagę analizowane lata badań i obserwacji tego obiektu moŝna stwierdzić, Ŝe stabilość stanu jest efektem niewielkich zmian w gospodarce prowadzonej w zlewni jeziora. Niepokojem moŝe napawać steŝenie fosforanów w okresie letnim w warstwie naddenej. Obserwowane deficyty tlenowe owocują migracją fosforanów do toni wodnej, co w efekcie prowadzi do wmoŝenia procesów wzrostu fitoplanktonu na początku okresu wegetacyjnego i jest potencjalnie groźne dla zachowania istniejącego stanu jeziora. Tab. 7. Zmienność 1998 2004 wartości wskaźników WSKAŹNIK Średnie nasycenie hypolinmionu tlenem mg O2/l OKRES I MIEJSCE POBORU PRÓBEK wrtość uśredniona 0,3 6,8 wartość uśredniona TENDENCJA ZMIAN czystości jeziora Szpitalnego w latach 1998 i 2004 na podstawie badań WIOŚ w Bydgoszczy ChZT - Cr mg O2/l 12,6 17,3 BZT5 BZT5 mg O2/l mg O2/l nad dnem 1,4 1,0 4,9 8,4 zmiana pozytywna zmiana negatywna fosforany mg P/l wiosna 0,014 0,009 fosforany mg P/l nad dnem 0,041 0,104 fosfor całkowity mg P/l nad dnem 0,083 0,130 fosfor całkowity mg P/l wiosna i 0,040 0,016 azot mineralny mg N/l wiosna 0,41 0,39 azot amonowy mg N/l nad dnem 1,53 1,15 azot całkowity mg N/l wiosna i 1,11 0,74 przewodność elektrol µs/cm wiosna 380 352 chlorofil a mg/m 3 wiosna i 6,2 3,6 sucha masa sestonu mg/l wiosna i 2,1 1,6 widzialność krąŝka Secchiego m wiosna i 2,8 3,5 SUMARYCZNA KLASA CZYSTOŚCI 2,07 II KLASA 2,00 II KLASA miano Coli typu kałowego wiosna i i nad dnem 17,0 33,0

20 8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Jezioro Szpitalne leŝy w obrębie zlewni rzeki Kamionki w północno-zachodniej części województwa. Jest jeziorem o pochodzeniu rynnowym. Misa osadzona jest w miąŝszej serii piasków sandrowych. Pomimo braku dopływów wód ciekami, całkowita wymiana wody w jeziorze odbywa się w ciągu 2 lat. Świadczy to o intensywnym zasilaniu podziemnym rynny jeziora. Posiada ono stosunkowo niewielką powierzchnię zlewni całkowitej i zlewni bezpośredniej. Około 70% obszaru zlewni całkowitej jeziora uŝytkowane jest rolniczo. Powierzchnie leśne znajdują się jedynie w bezpośrednim sąsiedztwie jeziora. W zlewni nie zewidencjonowano punktowych źródeł zanieczyszczeń, które odprowadzałyby ścieki bezpośrednio do jeziora lub do jednego z jego dopływów. Potencjalnym zagroŝeniem jakości wód jeziora jest działalność turystyczna oraz zlokalizowana w pobliŝu ferma drobiu. Baza wypoczynkowa opiera się na polu namiotowym oraz domkach letniskowych zlokalizowanych na południowym jego brzegu. Utrzymaniu dobrego stanu jeziora sprzyja średnia podatność na degradację, mieszcząca się w granicach II kategorii. Do sprzyjających czynników naleŝy znaczna głębokość jeziora oraz niewielki stopień wymiany wody w cyklu rocznym. Do negatywnie oddziaływujących na jezioro naleŝy zaliczyć przede wszystkim rolnicze uŝytkowanie zlewni bezpośredniej oraz wskaźnik kontaktu linii brzegowej z otaczającym lądem do objętości jeziora. Jezioro zakwalifikowane zostało do II klasy czystości ci. Analizy pobranych próbek i pomiary terenowe wykazały, Ŝe pozytywnie spośród ocenianych parametrów moŝna było ocenić wartości BZT 5, suchą masę sestonu, stęŝenie chlorofilu a oraz stęŝenia podstawowych substancji odŝywczych w epilimnionie jeziora - azotu ogólnego i fosforu ogólnego. W takich warunkach fitoplankton nie ograniczał w istotny sposób przezroczystości wód jeziora wynoszącej maksymalnie 4,0 m. Liczebność fitoplanktonu podczas letniej serii badań mieściła się w granicach 121 tys. komórek. W większości były to sinice róŝnych gatunków. Cechą charakterystyczną flory jest róŝnorodność występujących gatunków makrofitów, które będąc silną konkurencją pokarmową dla fitoplanktonu, przyczyniają się do ograniczenia jego liczby i poprawy warunków fotycznych jeziora. W szczycie stagnacji letniej stwierdzono występowanie w jeziorze krzywej tlenowej typu klinogrady ujemnej. Strefą beztlenową objęta była cała warstwa hipolimnionu. Niska zasobność wód jeziora w związki biogenne umoŝliwiła intensywny rozwój fitoplanktonu, którego liczebność ograniczyła przezroczystość wód w okresie wiosennym do 3,0 m. Długotrwałe warunki beztlenowe panujące przy dnie spowodowały dyfuzję fosforanów z osadów dennych do wód. W wyniku tego stwierdzone zostały ponad normatywne stęŝenia fosforanów, zaś azot amonowy odpowiadał zaledwie III klasie czystości. Stan sanitarny jeziora nie budził zastrzeŝeń. Uzyskane wyniki badań potwierdzają specyficzny charakter jeziora. Jest to obiekt, który ma dobre parametry morfometryczne, jego misa jest głęboka, zakłada się w niej dzięki temu wyraźna stratyfikacja, a litoral jest wąski i piaszczysty. Jest to jednocześnie obiekt w zasadzie pozbawiony dopływu wód powierzchniowych ze zlewni. Procesy eutrofizacyjne są zatem napędzane jedynie przez zasilanie wewnętrzne jeziora. Wiosenny zrost koncentracji

21 chlorofilu, mniejsza przezroczystość i większe stęŝenia związków biogennych wynikają zapewne z wymieszania wód z warstw naddennych i w miarę upływu roku, dochodzi do wyczerpania zapasów substancji pokarmowych w warstwie trofogenicznej. Stąd letnia poprawa jakości wód jeziora. SPIS LITERATURY Bojakowska I., Sokołowska G., 1998, Geochemiczne klasy czystości osadów dennych, Przegląd Geologiczny, vol. 46, nr 1, Warszawa; Burymowicz K., Lamparska A., Rekowska J., Wilamski J., 1990, Ocena zasobów wodnych jezior województwa bydgoskiego, IMGW, Słupsk; Dojlido J., 1994, Chemia wody, Ekonomia i środowisko, Białystok; Kłosowski G., Kłosowski S., 2001, Rośliny wodne i bagienne, Mulico, Warszawa; Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, PWN, Warszawa; Koter M., Gałecki Z., 1980, Mapa glebowo-rolnicza 1:100000 Województwo Bydgoskie, IUNiG, Białystok; Kudelska D., Cydzik D., Szoszka H., 1994, Wytyczne monitoringu podstawowego jezior, Bibl. Moni. Środow., Warszawa;

22 DOKUMENTACJ OKUMENTACJA A FOTOGRAFICZNA Fot. Łąki podwodne w strefie litoralnej Fot. Rdestnica pływająca i rogatek sztywny

23 Fot. Pas makrofitów w strefie litoralnej Fot. Fragment turzycowiska przy północnym brzegu jeziora

24 Fot. Widok na jezioro Szpitalne Fot. Widok na jezioro Szpitalne,