DYNAMIKA SKŁADNIKÓW BIOGENICZNYCH W RZECE SŁUPI OCENA ZDOLNOŚCI SAMOOCZYSZCZANIA RZEKI



Podobne dokumenty
Ocena jakości wód powierzchniowych rzeki transgranicznej Wisznia

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA. z dnia 23 grudnia 2002 r.

SEZONOWA ZMIENNOŚĆ STĘśENIA SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH W WODACH JEZIORA DOBRA (POJEZIERZE POMORSKIE); POZIOM TROFII JEZIORA

Ocena stanu ekologicznego wód w d cieku o zlewni silnie zalesionej ze szczególnym uwzględnieniem substancji biogennych

Pracownia Chemicznych Zanieczyszczeń Morza Instytut Oceanologii PAN

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

4. Depozycja atmosferyczna

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

Ocena jakości wody górnej Zgłowiączki ze względu na zawartość związków azotu

Ekologia. Biogeochemia: globalne obiegi pierwiastków. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH PARAMETRÓW JAKOŚCI WODY ZASILAJĄCEJ ZUW GOCZAŁKOWICE

VI. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

Wprowadzenie. Danuta WOCHOWSKA Jerzy JEZNACH

Raport z badania terenowego właściwości fizykochemicznych wody w okręgu PZW Opole.

VI. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

Andrzej Jaguś. Skuteczność technologii hydrofitowej w usuwaniu związków azotu ze ścieków wiejskich bytowo gospodarczych

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

dr inż. Andrzej Jagusiewicz, Lucyna Dygas-Ciołkowska, Dyrektor Departamentu Monitoringu i Informacji o Środowisku Główny Inspektor Ochrony Środowiska

Stan środowiska w Bydgoszczy

VII. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

ZMIANY WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY RZEKI PROSNY PRZEPŁYWAJĄCEJ PRZEZ ZBIORNIK PSURÓW

OCENA JAKOŚCI WÓD RZEK GRANICZNYCH ZA 2010 ROK

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

Acta 12 (2) 2012.indd :41:15. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 12 (2) 2013,

Założenia merytoryczne projektu LIFE+ EKOROB: EKOtony dla Redukcji zanieczyszczeń Obszarowych Prof. Maciej Zalewski

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Katedra Inżynierii Ochrony Wód Wydział Nauk o Środowisku. Uwarunkowania rekultywacji Jeziora Wolsztyńskiego

Przegląd ekologiczny zamkniętego składowiska fosfogipsów w Wiślince. Gdańsk, 14 maja 2014 r.

BADANIE ZAWARTOŚCI ZWIĄZKÓW AZOTU. OZNACZANIE AZOTU AZOTANOWEGO(V) METODĄ KOLORYMETRYCZNĄ.

Ładunek zanieczyszczeń odprowadzonych do Zatoki Gdańskiej, za pośrednictwem cieków i kolektorów ścieków, z terenu Gminy Gdańsk w roku 2011

STAN GEOEKOSYSTEMÓW POLSKI

WODY POWIERZCHNIOWE KIERUNKI ZMIAN. Problemy zakładów dawnego COP. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Rzeszowie. Rzeszów, grudzień 2008r.

PROCES SAMOOCZYSZCZANIA W EKOSYSTEMACH RZECZNYCH SELF-PURIFICATION PROCESS IN RIVER ECOSYSTEMS

TOM I Aglomeracja warszawska

Ładunek odprowadzony z Gdańska został porównany z ładunkiem zanieczyszczeń wnoszonych do Zatoki Wisłą.

SEZONOWE I PRZESTRZENNE ZMIANY WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY ZBIORNIKA GOCZAŁKOWICE

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

DEPOZYCJA ATMOSFERYCZNA

OBIEG MATERII W SKALI ZLEWNI RZECZNEJ

"Ochrona jakości wody podczas przejścia fali powodziowej w świetle obowiązujących przepisów prawnych"

WODA I OGIEŃ. Prezentacja Mileny Oziemczuk

EROZJA CHEMICZNA GLEB OBSZARÓW POJEZIERNYCH. CZ. 2. ODPŁYW FOSFORU. Urszula Szyperek, Sławomir Szymczyk

Jakość wody w stawach enklawy leśnej włączonej do Arboretum Akademii Rolniczej we Wrocławiu

6. Obieg materii w skali zlewni rzecznej 6. OBIEG MATERII W SKALI ZLEWNI RZECZNEJ

Nazwa: Zbiornik Włocławek

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Suwałki dnia, r.

ROK BADAŃ: 2010 Ocena jakości wód rzek przeznaczonych do bytowania ryb w warunkach naturalnych

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Ścieki, zanieczyszczenia, jakość wody Klara Ramm Szatkiewicz Dyrektor Departamentu Planowania i Zasobów Wodnych - Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

OCENA ZMIAN JAKOŚCI WÓD RZEKI ZAGOŻDŻONKI POD WZGLĘDEM WYBRANYCH ELEMENTÓW FIZYCZNO-CHEMICZNYCH

Operat hydrologiczny jako podstawa planowania i eksploatacji urządzeń wodnych. Kamil Mańk Zakład Ekologii Lasu Instytut Badawczy Leśnictwa

6. Obieg materii w skali zlewni rzecznej 6. OBIEG MATERII W SKALI ZLEWNI RZECZNEJ

Jakość wód zlewni Baudy oraz Zalewu Wiślanego w aspekcie spełnienia celów środowiskowych. Marzena Sobczak Kadyny, r.

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

OCENA STANU CZYSTOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH OBJĘTYCH MONITORINGIEM GRANICZNYM NA TERENIE WOJEWÓDZTWA PODKARPACKIEGO 2001 ROK

Testowanie nowych rozwiązań technicznych przy rekultywacji Jeziora Parnowskiego

Model fizykochemiczny i biologiczny

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzany z terenu gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

1. Regulamin bezpieczeństwa i higieny pracy Pierwsza pomoc w nagłych wypadkach Literatura... 12

DELEGATURA W PRZEMYŚLU

Na podstawie art. 120 ust. 1 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (t.j. Dz. U. z 2012 r. poz. 145 z późn. zm.), zarządza się co następuje:

OPAD ATMOSFERYCZNY JAKO ŹRÓDŁO SUBSTANCJI BIOGENICZNYCH NA PRZYKŁADZIE JEZIORA DOBRA (POLSKA PÓŁNOCNA)

Zleceniodawca: Eco Life System Sp. z o. o., ul. Królewiecka 5 lok. 3, Mrągowo

Gospodarka w zlewni a jakość wód w zbiorniku

Hydrosfera - źródła i rodzaje zanieczyszczeń, sposoby jej ochrony i zasoby wody w biosferze.

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Małgorzata Rauba* 1. WPROWADZENIE

Adam Ludwikowski Mazowiecki Wojewódzki Inspektor Ochrony Środowiska w Warszawie Warszawa 13 grudzień 2011r.

Propozycja działań naprawczych zwiększających potencjał ekologiczny Zbiornika Sulejowskiego

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

Całkowity budżet projektu: Koszt kwalifikowany: Udział finansowy KE: Udział finansowy NFOŚiGW:

Ostateczna postać długotrwałych zmian w określonych warunkach klimatyczno-geologicznych to:

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

WODY OPADOWE JAKO NATURALNY ZASÓB WODNY. Dr hab. inż. Jadwiga Królikowska, prof. PK

Czerniakowska Bis Wody. WIR Biuro Studiów Ekologicznych

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

WPŁYW ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH W OCHRONIE JEZIOR PRZED ZANIECZYSZCZENIAMI SPŁYWAJĄCYMI Z OBSZARÓW WIEJSKICH

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Ankieta dotycząca gospodarki wodno-ściekowej w 2006 r.

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

Ogólna charakterystyka zlewni górmej Zgłowiączki (Kanału Głuszyńskiego)

PROJEKT. 9) rzeki Młynówka Malborska i jeziora Dąbrówka na terenie gmin wiejskich: Stary Targ i Sztum w powiecie sztumskim, województwo pomorskie;

Jakość wód powierzchniowych a różne typy chowu ryb

Transkrypt:

S ł u p s k i e P r a c e B i o l o g i c z n e 5 28 DYNAMIKA SKŁADNIKÓW BIOGENICZNYCH W RZECE SŁUPI OCENA ZDOLNOŚCI SAMOOCZYSZCZANIA RZEKI BIOGENS DYNAMICS IN THE SŁUPIA RIVER SELF-PURIFICATION ABILITY OF THE RIVER Anna Jarosiewicz*, Karolina Dalszewska Akademia Pomorska Zakład Ekologii Wód Instytut Biologii i Ochrony Środowiska ul. Arciszewskiego 22b, 76-2 Słupsk *e-mail: jarosiewicza@poczta.onet.pl ABSTRACT The aim of this paper was to determine the seasonal nutrient changes in the Słupia River (Pomeranian Province). Nitrogen, phosphorus and oxygen content were estimated seasonally in 25 and 26. Moreover, the self-purification ability of a selected 4.3 km part of Słupia has been investigated by taking samples along the course of the river (6 measurement sites). It was observed that the nutrients concentration in the river was dependent on the intensity of biological processes in the river and on the hydrological and meteorological processes in the river basin. Along the course of Słupia, there was observed a self-purification process which was significant for oxygen and, in winter, for ammonium and phosphorus. Słowa kluczowe: rzeka, azot, fosfor, samooczyszczanie Key words: river, nitrogen, phosphorus, self-purification WPROWADZENIE Woda jest najbardziej ruchliwym elementem środowiska przyrodniczego, w którym nieustannie krąŝy. Równocześnie zasoby wodne naraŝone są na niekorzystne zmiany ich jakości, które mogą zachodzić na róŝnych etapach cyklu hydrogeologicznego, co prowadzi do zuboŝenia tych zasobów, obniŝenia ich parametrów jakościowych, a co za tym idzie do ograniczenia moŝliwości ich wykorzystania przez człowieka. Jakość wód rzecznych to parametr bardzo złoŝony czasowo i przestrzennie. Jest ona uzaleŝniona od warunków meteorologicznych i hydrologicznych. Mają na nią wpływ cechy geograficzne, geochemiczne i fizjograficzne zlewni oraz, a często przede wszystkim, poziom antropopresji (Lahermo 1995, Neal i Heathwaite 25). Cechą charakterystyczną rzek jest to, iŝ przepływ materii i energii dokonuje się w jednym kierunku w dół systemu, 63

a procesy zachodzące w rzece są funkcją drogi przebywanej przez wodę. (Chełmicki 21, Allan 1998). Substancje rozpuszczone, w tym przede wszystkim składniki biogeniczne, wytworzone w jednym miejscu są transportowane na pewną odległość zanim zostaną ewentualnie powtórnie wykorzystane. Wiele procesów, takich jak przemiany chemiczne jednych związków w drugie, przemiany fizyczne, np. adsorpcja czy desorpcja oraz biologiczne pobieranie i uwalnianie, wywiera wpływ na wielkość i szybkość transportu substancji rozpuszczonych z biegiem rzeki. Transport ten zachodzi równieŝ w podłoŝu, a wymiana między wodami interstycjalnymi a wodą rzeczną moŝe bardzo silnie oddziaływać na dynamikę substancji rozpuszczonych (Allan 1998, Wetzel 21). Celem niniejszej pracy było prześledzenie dynamiki zmian składników biogeniczych w wybranym odcinku rzeki Słupi i próba oszacowania stopnia samooczyszczania wód rzeki poprzez określenie zachodzących wzdłuŝ wybranego odcinka zmian stęŝenia badanych składników. 64 TEREN I METODY BADAŃ Teren prowadzonych badań obejmował wyselekcjonowany odcinek rzeki Słupi (tab. 1) o długości 4,3 km, zlokalizowany w Leśnym Dworze koło Dębnicy Kaszubskiej (powiat słupski). Odcinek ten znajduje się w środkowym biegu rzeki, charakteryzującym się piaszczysto-gliniastymi utworami moreny dennej i glinami zwałowymi, w kompleksie duŝych lasów. Długość wybranego odcinka rzeki podyktowana została koniecznością wydzielenia fragmentu cieku wodnego bez dopływów i punktowych źródeł zanieczyszczeń. Jedynie spływy obszarowe z pastwisk i lasu oraz depozycja atmosferyczna stanowiły potencjalne źródło dostawy składników odŝywczych na tym terenie. W obrębie ustalonego odcinka rzeki wyznaczono sześć stanowisk pomiarowych (ryc. 1), oddalonych od siebie o,7-1,1 km. Badania prowadzone były od listopada 25 do sierpnia 26 roku. Z kaŝdego stanowiska za pomocą czerpaka pobierano próby wody do analiz laboratoryjnych. Bezpośrednio Charakterystyka rzeki Słupi Characteristic of the Słupia River Powierzchnia zlewni 1623 km 2 Długość rzeki Główne dopływy Źródło Ujście WaŜniejsze miejscowości UŜytkowanie zlewni: Lasy Rolnictwo Źródło: RZGW 23 138,6 km Tabela 1 Table 1 Stropna, Struga, Bytowa, Boruja, Jutrzenka, Kamienica, Brodek, Kwacza, Kamieniec, Bagienica, Graniczna, Skotawa, Warblewska Struga, Głaźna, Siemianicka Struga, Gnilna Torfowiska w pobliŝu wsi Sierakowska Huta na Pojezierzu Kaszubskim, na wysokości 178 m n.p.m. Morze Bałtyckie, teren portu Ustka Bytów, Dębnica Kaszubska, Słupsk, Ustka 74 km 2 (43,3%) 776 km 2 (47,8%)

Słupsk Dębnica Kaszubska Bytów rz. Skotawa Nadleśnictwo Leśny Dwór 6 rz. Słupia 4 3 2 1 5 1-6 stanowisko pomiarowe Ryc. 1. Obszar badań i lokalizacja stanowisk pomiarowych Fig. 1. Research area and location of measurements sites po poborze, jeszcze w terenie, w kaŝdej z próbek mierzono temperaturę i przewodnictwo. Wodę z czerpaka przelano do szklanych butelek ze szlifem o średniej pojemności 1 ml. Woda z tych butelek była wykorzystana do badania zawartości rozpuszczonego tlenu metodą Winklera (Hermanowicz i in. 1976). Pozostała część pobranej wody została zabezpieczona do dalszych analiz prowadzonych juŝ w warunkach laboratoryjnych. Oznaczanie stęŝenia biogenów odbywało się kaŝdorazowo w dniu pobrania próbek. Badania obejmowały oznaczenie stęŝenia azotu amonowego, azotanów, azotu całkowitego, fosforu mineralnego i całkowitego. Metodykę oznaczeń fizykochemicznych oparto na opracowaniu Hermanowicza i in. (1976). Wszystkie oznaczenia kolorymetryczne wykonano, uŝywając spektrofotometru Metertech, SP-83 plus. Zmienność sezonowa WYNIKI I DYSKUSJA Przeprowadzone badania wykazały wyraźną sezonową zmienność jakości wód rzeki Słupi na jej wyselekcjonowanym odcinku (ryc. 2-4). Dla wszystkich badanych parametrów zaobserwowano związek zmiany ich stęŝenia z porami roku. W sezonie zimowym uzyskiwane wartości były zazwyczaj wyŝsze niŝ w miesiącach letnich. Przykładowo, średnie 65

66

stęŝenie azotu całkowitego (ryc. 2A), obliczone dla wszystkich 6 stanowisk w styczniu było prawie 4,5 raza większe niŝ pod koniec maja i wynosiło odpowiednio 1,968 mg N/dm 3 i,455 mg N/dm 3. Podobnie stęŝenie azotu azotanowego (ryc. 2D) zmieniało się od około,7 mg N/dm 3 w sezonie zimowym do,5 mg N/dm 3 w sierpniu. W przypadku stęŝenia jonów amonowych (ryc. 2C) wahania pomiędzy poszczególnymi miesiącami nie były tak wyraźne, jak dla azotu całkowitego czy jego azotanowej formy. Średnie wartości azotu mieściły się w granicach od,62 mg N/dm 3 w listopadzie do,141 mg N/dm 3 w sierpniu. Trudno jest w tym przypadku mówić o zmienności sezonowej. Od listopada do maja oscylowały one wokół wartości,88 mg N/dm 3. Jedynie w sierpniu 26 roku nastąpił wyraźny wzrost jego stęŝenia od średniej wartości równej,141 mg N/dm 3. StęŜenie fosforu (ryc. 3) w wodach rzeki Słupi równieŝ było podporządkowane porom roku, przy czym jego maksimum było przesunięte w porównaniu do maksimów azotowych A A) 1,4 1,2 stęŝenie P całkowitego, mgp/dm 3 Ptot, mg mgp/dm 3 1,,8,6,4,2, 11.5 1.6 3.6 5.6 8.6 Min.-Maks. Min-Maks. 25-75% 25%-75% Mediana B B),3,25 stęŝenie fosforanów, mgp/dm 3 P-PO4, P-PO4, mg mgp/dm P/dm 3,2,15,1,5, 11.5 1.6 3.6 5.6 8.6 Min.-Maks. Min-Maks. 25-75% 25%-75% Mediana Ryc. 3. Sezonowe zmiany stęŝenia poszczególnych form fosforu (mg P/dm 3 ) w badanym odcinku rzeki Słupi Fig. 3. Seasonal changes of the phosphorus content (mg P/dm 3 ) in selected area of the Słupia River 67

i przypadało na przełom zimy i wiosny. Wynosiło ono w przypadku fosforu całkowitego około,8 mg P/dm 3, a dla jego mineralnej formy około,15 mg P/dm 3. NajniŜsze stęŝenia obydwu jego form odnotowano w okresie letnio-jesiennym i wynosiły one odpowiednio około,4 mg P/dm 3 (fosfor całkowity) i,4 mg P/dm 3 (fosfor mineralny). Zarówno w przypadku azotu, jak i fosforu dominowała ich forma organiczna. Azot organiczny stanowił średnio około 65% azotu całkowitego, a w jego formie mineralnej z wyjątkiem sezonu letniego dominowały azotany (8%). W sierpniu natomiast przewaŝała forma amonowa (7% formy mineralnej). W przypadku fosforu na całej długości badanego odcinka przewaŝała forma organiczna, która średnio stanowiła ponad 85% fosforu całkowitego. Wody rzeki Słupi charakteryzowały się dobrym natlenieniem powyŝej 1%. Średnie wartości stęŝenia tlenu rozpuszczonego (ryc. 4), obliczone dla wszystkich 6 stanowisk, zmieniały się w zakresie od 9,8 mg O 2 /dm 3 w sierpniu do 16,8 mg O 2 /dm 3 w marcu, przy czym najwyŝsze wartości jego stęŝenia odnotowywane były w miesiącach zimowych. 24 tlen rozpuszczony, mg O2, mg O2/dm 3 tlen stęŝenie rozpuszczony, tlenu rozpuszczonego, mgo2/dm 2 3 3 2 16 12 8 4 11.5 1.6 2.6 3.6 5.6 8.6 Min.-Maks. Min-Maks. 25-75% 25%-75% Mediana Ryc. 4. Sezonowe zmiany stęŝenia tlenu rozpuszczonego (mg O 2 /dm 3 ) w badanym odcinku rzeki Słupi Fig. 4. Seasonal changes of the oxygen (mg O 2 /dm 3 ) in selected area of the Słupia River Omawiane sezonowe zmiany obecności poszczególnych form składników odŝywczych w rzece Słupi uzaleŝnione są w duŝym stopniu od warunków hydrologicznych i meteorologicznych. Sytuacja hydrologiczna jest waŝna zarówno dla eksportu azotu, jak i fosforu. Obfite deszcze lub gwałtowne roztopy wnoszą ładunki azotu i fosforu, przy czym pierwszy ze składników z powodu jego wypłukiwania z gleby, drugi natomiast głównie ze względu na erozję tejŝe. Jest to bardzo istotne przede wszystkim wtedy, gdy mamy do czynienia z obszarem wykorzystywanym rolniczo (Chełmicki 21, Taylor i in. 1997). Szczególnie dobre warunki do powstawania spływów istnieją w czasie, gdy pokrywa roślinna nie jest dobrze wykształcona i grunt jest przemarznięty. Szacuje się, Ŝe średnia emisja azotu ze spływów obszarowych dla zlewni rzek przymorza wynosi 3,13 kg N/ha rocznie. W przypadku fosforu jest to wartość równa,15kg P/ha rocznie (Taylor i in. 1997). RóŜna rozpuszczalność azotu i fosforu (azot dobrze rozpuszczalny, fosfor słabo rozpuszczal- 68

ny) z nawozów powoduje, Ŝe w okresach nawoŝenia obserwuje się w rzekach wzrost zawartości związków azotowych przy równoczesnym braku wzrostu zawartości związków fosforu (Chełmicki 21, Neal i Heathwaite 25). Istotna jest takŝe bezpośrednia dostawa materii wraz z opadami, a dotyczy to przede wszystkim azotu azotanowego i amonowego. Kajak (1998) podaje, Ŝe jeden nawalny deszcz moŝe wprowadzić do wód nawet około 3% rocznego ładunku azotu. Według Taylora i in. (1997), na obszarze zlewni rzek przymorza średnia ilość azotu wprowadzanego wraz z opadami atmosferycznymi wynosi około,8 kg N/ha/rok. Zawartość związków fosforu jest w wodach opadowych znacznie mniejsza niŝ azotu i kształtuje się na poziomie,7 kg P/ha rocznie. Na wyŝsze stęŝenie azotu w okresie zimowym ma takŝe wpływ większa emisja azotu w zimie. Związki azotu wydzielane są do atmosfery głównie w wyniku procesu spalania. Tlenki azotu łączą się w atmosferze z parą wodną i opadają na ziemię jako opad mokry i w postaci suchej depozycji (Bogdanowicz 24). StęŜenie biogenów w rzece uzaleŝnione jest równieŝ od intensywności procesów metabolicznych organizmów Ŝywych. W sezonie letnim w ekosystemie wodnym następuje intensywne pobieranie składników pokarmowych przez fitoplankton. Przyswajalne związki fosforu i azotu na skutek intensywnej produkcji pierwotnej są szybko asymilowane i wbudowywane w biomasę organizmów. Większa dostępność światła oraz wyŝsza temperatura sprzyjają tym procesom i intensyfikują je (Mainstone i Parr 22, Wetzel 21). Wzrostowi koncentracji fosforu cząsteczkowego związanego w biomasie fitoplanktonu towarzyszy z reguły spadek stęŝenia rozpuszczonego fosforu w wodzie. W związku z niŝszym przepływem rzeki w okresie letnim (średni przepływ Słupi w sezonie letnim wynosi 7,98 m 3 /s, a w sezonie zimowym 1,42 m 3 /s) intensywniej zachodzi równieŝ proces sedymentacji. Zjawisko to dotyczy głównie ograniczania ilości fosforu, zarówno jego formy mineralnej, jak i organicznej (Mainstone i Parr 22). Samooczyszczanie Oprócz obserwacji sezonowej zmienności biogenów w rzece Słupi, badania miały równieŝ na celu zaobserwowanie procesu samooczyszczania wód rzeki. Ze względu na złoŝoność zjawiska (Jarosiewicz 27) określenie intensywności oraz zdolności wód do samoodnowy jest bardzo trudne. Z tego teŝ powodu załoŝeniem badań było jedynie stwierdzenie, czy na odcinku rzeki długości 4,3 km jakość wody będzie na tyle róŝna, aby móc stwierdzić, Ŝe zachodzi w niej proces samooczyszczania. Przeprowadzone analizy wykazały (ryc. 5-7), Ŝe nie wszystkie parametry i nie w kaŝdym terminie ulegały poprawie. Jedynie stęŝenie tlenu rozpuszczonego (ryc. 5), niezaleŝnie od terminu poboru prób, wzrastało wraz z biegiem rzeki, a róŝnice pomiędzy pierwszym a ostatnim stanowiskiem wynosiły od 15 do 23% w sezonie wiosenno-letnim do około 35% w miesiącach zimowych. W przypadku poszczególnych form azotu (ryc. 6), najwidoczniejszy spadek jego stęŝenia obserwować moŝna było dla formy amonowej, w miesiącach zimowych sięgający nawet 1%. StęŜenie azotanów było stabilne na wyselekcjonowanym odcinku rzeki, z wyjątkiem pomiarów zimowych, kiedy to początkowo wzrosło (stanowiska 2-3), a następnie spadło do wartości wyjściowej. Zmiany zawartości azotu całkowitego miały łagodny przebieg, a kierunek tych zmian uzaleŝniony był od pory roku. W miesiącach zimowych odnotowywano niewielki spadek stęŝenia azotu, sięgający 15% w stosunku do pierwszego stanowiska, wiosną natomiast wzrost o około 2%. W przypadku fosforu całkowitego (ryc. 7), z wyjątkiem sierpnia, następował spadek jego stęŝenia w granicach 69

steŝenie stęŝenie O2, mgo2/dm 3 3 2 18 16 14 12 1 8 6 8.11.5 17.1.6 15.2.6 21.3.6 24.5.6 24.8.6 Ryc. 5. Zmiany stęŝenia tlenu rozpuszczonego (mg O 2 /dm 3 ) wraz z biegiem rzeki Słupi Fig. 5. Changes of the oxygen content (mg O 2 /dm 3 ) along the course of the Słupia River od 5 do 35%. Zawartość mineralnej formy fosforu kształtowała się na podobnym poziomie bądź lekko rosła. Jedynie w listopadzie stwierdzono spadek stęŝenia fosforanów. Zachodzące w rzece zmiany tłumaczyć moŝna zarówno licznymi procesami fizycznymi, jak i biologicznymi. Spadek stęŝenia jonów amonowych przez wielu autorów tłumaczony jest jego nitryfikacją i biologiczną asymilacją (Bratli i in. 1999, Cooper i in. 1919, Vagnetti i in. 23, Wetzel 21). W omawianym przypadku zapewne większe znaczenie miał proces nitryfikacji, ze względu na to, iŝ spadek odnotowywany był w sezonie zimowym. Potwierdzeniem tego spostrzeŝenia moŝe być obserwowany w tym samym okresie wzrost stęŝenia N-NO 3 między początkowymi stanowiskami, pomiędzy którymi obserwowano z kolei najintensywniejszy spadek stęŝenia N-NH 4 (ryc. 6). Spadek stęŝenia fosforu całkowitego wzdłuŝ biegu rzeki jest typowym zjawiskiem obserwowanym w naturalnych procesach oczyszczania (Bratli i in. 1999, Vagnetti i in. 23). Jest on wynikiem asymilacji biologicznej połączonej z sedymentacją. Fosfor organiczny zostaje zazwyczaj zmineralizowany do fosforanów, następnie moŝe zostać uwsteczniony na skutek adsorpcji fizycznej lub chemisorpcji. Przy sprzyjających warunkach hydrologicznych (powolny przepływ) fosfor moŝe teŝ ulec procesowi sedymentacji. Prawdopodobnie w omawianym przypadku procesy fizykochemiczne dominowały nad biologicznymi. W przypadku fosforu poprawa jakości była obserwowana, podobnie jak dla azotu, równieŝ w miesiącach zimowych. Wprawdzie dla procesu sedymentacji bardziej sprzyjające warunki panują w okresie letnim (prędkość opadania cząstek wzrasta wraz z temperaturą wody i spadkiem prędkości przepływu), jednakŝe to właśnie w miesiącach zimowych obserwowano znaczne ilości duŝych, łatwo opadających cząstek niesionych z wodą. Na podstawie uzyskanych wyników moŝna stwierdzić, Ŝe analizowany odcinek rzeki znajduje się, zgodnie z podziałem zaproponowanym przez Wimple a (Starmach i in. 1976), na granicy stref odnowy i wody czystej (Jarosiewicz 27). Wskazują na to wysokie, wzrastające z biegiem rzeki stęŝenie tlenu rozpuszczonego oraz zachodzący proces nitryfikacji. NajbliŜsze źródła zanieczyszczeń znajdują się około 1 km od pierwszego stanowiska badanego odcinka. Są to oczyszczalnia w Gałęźni Wielkiej i oczyszczalnia w Motarzynie. 7

stęŝenie steŝenie Ntot, Ntot, mg mgn/dm 3 3 3 2,5 2 1,5 1,5 8.11.5 17.1.6 15.2.6 21.3.6 24.5.6 24.8.6 steŝenie stęŝenie N-NO3, mgn/dm3 3 1,8,6,4,2 8.11.5 17.1.6 15.2.6 21.3.6 24.5.6 24.8.6 stęŝenie steŝenie N-NHO3, N-NH3, mgn/dm 3,3,25,2,15,1,5 8.11.5 17.1.6 15.2.6 21.3.6 24.5.6 24.8.6 Ryc. 6. Zmiany stęŝenia poszczególnych form azotu (mg N/dm 3 ) wraz z biegiem rzeki Słupi Fig. 6. Changes of the nitrogen content (mg N/dm 3 ) along the course of the Słupia River 71

3 stęŝenie steŝenie Ptot, Ptot, mg P/dm3 mgp/dm 3 W Gałęźni Wielkiej za pomocą metody biologicznej oczyszcza się ścieki bytowo- -gospodarcze. Oczyszczalnia ta wprowadza do Słupi 2 m 3 ścieków na dobę. Oczyszczalnia w Motarzynie wprowadza do Słupi 6 m 3 /d ścieków bytowo-gospodarczych oczyszczanych metodą mechaniczną. Odległość między badanym odcinkiem a źródłami zanieczyszczeń moŝe być na tyle duŝa, by na jej długości zaszły juŝ intensywniejsze procesy samooczyszczania charakterystyczne dla bardziej zanieczyszczonych stref. Wielu autorów wskazuje, Ŝe proces samooczyszczania intensywniej zachodzi w okresie letnim (Cooper i in. 1919, Bratli i in. 1999, Vagnetti i in. 23), ze względu na większą dostępność światła oraz wyŝszą temperaturę, sprzyjającą procesom Ŝyciowym i intensyfikującą je. Procesy te przyspieszają z kolei asymilację i mineralizację materii organicznej. W omawianych badaniach sytuacja była odmienna. Proces samoodnowy zachodził wyraźniej w sezonie zimowym. Prawdopodobnie w tym przypadku w złoŝonym procesie popra- steŝenie stęŝenie P-PO4, mgp/dm N/dm 3 1,4 8.11.5 21.3.6 17.1.6 24.5.6 1,2 24.8.6 1,8,6,4,2,25 8.11.5 17.1.6 21.3.6 24.5.6,2 24.8.6,15,1,5 Ryc. 7. Zmiany stęŝenia poszczególnych form fosforu (mg P/dm 3 ) wraz z biegiem rzeki Słupi Fig. 7. Changes of the phosphorus content (mg P/dm 3 ) along the course of the Słupia River 72

wy jakości wód dominowały sedymentacja oraz rozcieńczanie, przy czym źródłem wody czystej nie były powierzchniowe dopływy rzeczne, ale prawdopodobnie wody podziemne oraz spływy powierzchniowe z bezpośredniej zlewni o charakterze leśnym. LITERATURA Allan J.D. 1998. Ekologia wód płynących. PWN, Warszawa. Bogdanowicz R. 24. Hydrologiczne uwarunkowania transportu wybranych związków azotu i fosforu Odrą i Wisłą oraz rzekami Pomorza do Bałtyku. UG, Gdańsk. Bratli J.L., Skiple A., Mjelde M. 1999. Restoration of lake Borrevannet self-purification of nutrients and suspended matter through natural reed-belts. Wat. Sci. Tech., 4: 325-332. Chełmicki W. 21. Woda. Zasoby, degradacja, ochrona. PWN, Warszawa. Cooper A.E., Cooper E.A., Heward J.A. 1919. On the self-purification of rivers and streams. Biochem. J., 4: 345-367. Hermanowicz W., DoŜańska W., Dojlido J., Kosiorowski B. 1976. Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Arkady, Warszawa. Jarosiewicz A. 27. Proces samooczyszczania w ekosystemach rzecznych. Słupskie Pr. Biol., 4: 27- -41. Kajak Z. 1998. Hydrobiologia limnologia. Ekologia wód śródlądowych. PWN, Warszawa. Lahermo P. 1995. The hydrogeochemical comparison of streams and lakes in Finland. Appl. Geochemistry, 1: 45-64. Mainstone C.P., Parr W. 22. Phosphorus in rivers ecology and management. Sci. Total Environ., 282-283: 25-47. Neal C., Heathwaite A.L. 25. Nutrient mobility within river basins: a European perspective. J. Hydrol., 34: 477-49. Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku 23. www.rzgw.gda.pl Starmach K., Wróbel S., Pasternak K. 1976. Hydrobiologia. PWN, Warszawa. Taylor R., Bogacka T., Makowski Z. 1997. Emisja azotu i fosforu z obszaru Polski do wód powierzchniowych. Wiadomości IMGW, 3: 3-19. Vagnetti R., Miana P., Fabris M., Pavoni B. 23. Self-purification ability of resurgence stream. Chemosphere, 52: 1781-1795. Wetzel R.G. 21. Limnology. Lake and river ecosystems. Elsevier Academic Press, San Diego. 73