Obszary szczególnie narażone na azotany stan obecny i przyszłość Stefan Pietrzak www.itp.edu.pl Seminarium pt.: Presja rolnictwa a ochrona wód wyzwania przy realizacji postanowień dyrektywy azotanowej, Warszawa: Politechnika Warszawska, 12 grudnia 2013 r.
Plan prezentacji 1. Wprowadzenie: Dyrektywa Azotanowa, jej cele i wymagania. 2. Obszary szczególnie narażone na azotany pochodzenia rolniczego stan obecny. 3. Ocena stanu zanieczyszczenia wód azotem i fosforem. 4. Wybrane czynniki charakteryzujące oddziaływanie rolnictwa na zasoby wodne. 5. Podsumowanie.
Dyrektywa Azotanowa, jej cele i wymagania Ochrona jakości wód, w tym przed zanieczyszczeniami pochodzenia rolniczego należy, do najlepiej rozwiniętego elementu polityki ekologicznej Unii Europejskiej. Pierwsze akty prawne dotyczące ochrony wód zostały wydane już w latach 70. XX w. Wraz z przystąpieniem do UE, Polska została zobligowana do wprowadzania obowiązującego prawodawstwa unijnego w zakresie ochrony wód, w tym Dyrektywy Rady 91/676/EWG z dnia 12 grudnia 1991 r. dotyczącej ochrony wód przed zanieczyszczeniami powodowanymi przez azotany pochodzenia rolniczego - potocznie zwanej Dyrektywą Azotanową*. Celem Dyrektywy Azotanowej jest zmniejszenie zanieczyszczenia wody spowodowanego lub wywołanego przez azotany pochodzące ze źródeł rolniczych oraz zapobieganie dalszemu ich zanieczyszczeniu. * Transpozycja Dyrektywy Azotanowej do prawa krajowego nastąpiła poprzez ustawę Prawo wodne, ustawę o nawozach i nawożeniu i szereg aktów wykonawczych
Wymagania Dyrektywy Azotanowej Sporządzenie wykazu wód wrażliwych i obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych. Przygotowanie i wdrożenie programów działań mających na celu ograniczenie odpływu azotu ze źródeł rolniczych. Opracowanie zbioru zasad dobrej praktyki rolniczej. Monitorowanie jakości wód powierzchniowych i podziemnych oraz ocena stanu eutrofizacji. Zasięg obszarów szczególnie narażonych oraz programy działań podlegają weryfikacji co najmniej raz na 4 lata.
Obszary szczególnie narażone (OSN) Obszary szczególnie narażone na zanieczyszczenia związkami azotu ze źródeł rolniczych stanowią obszary, na których występują wody zanieczyszczone oraz wody zagrożone zanieczyszczeniem. Za wody zanieczyszczone uznaje się: śródlądowe wody powierzchniowe, a w szczególności wody, które pobiera się lub zamierza się pobierać na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia i wody podziemne, w których zawartość azotanów wynosi powyżej 50 mg NO 3 mg dm -3 ; śródlądowe wody powierzchniowe, wody w estuariach oraz morskie wody wewnętrzne i morza terytorialnego, wykazujące eutrofizację, którą skutecznie można zwalczać przez zmniejszenie dawek dostarczanego azotu.
Obszary szczególnie narażone (OSN) cd. Za wody zagrożone zanieczyszczeniem uznaje się : śródlądowe wody powierzchniowe, a w szczególności wody, które pobiera się lub zamierza się pobierać na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia i wody podziemne, w których zawartość azotanów wynosi od 40 do 50 mg NO 3 mg dm -3 i wykazuje tendencję wzrostową; śródlądowe wody powierzchniowe, wody w estuariach oraz morskie wody wewnętrzne i morza terytorialnego, wykazujące tendencję do eutrofizacji, którą skutecznie można zwalczać przez zmniejszenie dawek dostarczanego azotu. Źródło: na podstawie: Encyklopedia RDW. http://www.rdw.org.pl/encyklopedia-rdw/o.html Dyrektywa Azotanowa zaleca uwzględnienie przy wyznaczaniu wód wrażliwych m.in. (zał. I pkt. B): właściwości fizycznych i cech środowiska wód i gleb; aktualnej wiedzy w zakresie zachowywania się związków azotu w środowisku naturalnym (w wodzie i glebie).
Mapa Polski z uwzględnieniem obszarów szczególnie narażonych na azotany pochodzenia rolniczego wyznaczonych w roku 2003 - w pierwszym cyklu 2004-2008 - 21 OSN (2% pow. Polski) Źródło: Assessment, 2007
Mapa Polski z uwzględnieniem obszarów szczególnie narażonych na azotany pochodzenia rolniczego wyznaczonych w roku 2008 - w drugim cyklu 2008-2012 - 19 OSN (1,49% pow. Polski) Źródło: http://www.faow.org.pl/
Mapa Polski z uwzględnieniem obszarów szczególnie narażonych na azotany pochodzenia rolniczego wyznaczonych w roku 2012 - w trzecim cyklu Od 2012 roku - 48 OSN (4,46% pow. Polski) Źródło: GIOŚ. http://mjwp.gios.gov.pl/badania/ogolneinformacje,akcja,wydruk.html
Powierzchna obszarów wrażliwych w poszczególnych regionach wodnych 721,0 620,6 1809,8 317,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 728,7 911,1 3518,2 1098,7 925,4 1344,4 575,5 573,2 4953,1 2823,3 1600,2 2309,5 6000,0 5000,0 maj 2004 kwiecień 2008 maj 2008 kwiecień 2012 od lipca 2012 Powierzchnia OSN, km 2 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 0,0 Gdańsk Gliwice Kraków Poznań Szczecin Warszawa Wrocław Rejon RZGW Źródło: na podstawie: http://www.kzgw.gov.pl/dyrektywa-azotanowa.html
Państwo Członkowskie Powierzchnia OSN (2012), % pow. kraju Austria, Dania, Finlandia, Holandia, Irlandia, Litwa, Luksemburg, Malta, Niemcy, Słowenia 100 Źródło: Report from the commission to the council and the European Parliament on the implementation of Council Directive 91/676/EEC concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources based on Member State reports for the period 2008-2011 {COM(2013) 683 final} SWD(2013) 405 final Brussels, 4.10.2013 Belgia 76,2 Bułgaria 34,56 Węgry 45,7 Francja 46,49 Czechy 41,63 Wielka Brytania 43,56 Słowacja 29,82 Grecja 24,27 Szwecja 22,8 Łotwa 12,8 Hiszpania 16,15 Włochy 13,07 Estonia 7,18 Cypr 5,26 Rumunia 57,79 Portugalia 4,39 Polska 4,54 Obszary szczególnie narażone na azotany w państwach członkowskich UE w, w tym wyznaczone całe terytoria niektórych państw członkowskich (realizacja program działania na całym terytorium, zgodnie z artykułem 3 (5) dyrektywy azotanowej, nie musi oznaczać, że cały obszar jest wrażliwe na azotany zgodnie z artykułem 3 (2) dyrektywy azotanowej) stan na 4.10.2013 r.
Komisja Europejska zadecydowała w dn. 24.01.2013 r. o skierowaniu przeciwko Polsce pozwu do Trybunału Sprawiedliwości UE za brak skutecznego rozwiązania problemu zanieczyszczenia wody azotanami. Statua sprawiedliwości. Foto: Jose Goncalves
Zarzuty Komisji Europejskiej względem Polskę skierowane do Trybunału Sprawiedliwości UE, w zakresie nieprzestrzegania postanowień Dyrektywy Azotanowej Rzeczpospolita Polska nie uwzględniła w wydanych rozporządzeniach Dyrektorów RZGW trzeciego kryterium (A3) Załącznika I Dyrektywy azotanowej tzw. Kryterium eutrofizacji. Władze polskie całkowicie pominęły wysoką eutrofizację wód morskich, tj. Morza Bałtyckiego, jednego z najbardziej zanieczyszczonych mórz na świecie, w którym znajdują spływy z prawie całości gleb znajdujących się na terytorium Polski (99,7%). Komisja uważa, że Polska nie określiła polskich wód morskich jako wrażliwe w rozumieniu art. 3 ust. 1 oraz w konsekwencji wyznaczenie OSN w Polsce jest niedostateczne. Eutrofizacja naturalnych jezior słodkowodnych i innych zbiorników wody nie została należycie uwzględniona przy określaniu wód wrażliwych i wyznaczaniu OSN. Metodologia użyta przez władze polskie przy wyznaczaniu wód wrażliwych w oparciu o to kryterium (stężenie azotanów powyżej 50 mg dm -3 ) wykluczała przyczynienie się azotanów pochodzenia rolniczego do zanieczyszczenia tych wód wbrew dostępnym ekspertyzom. Polska uchybiła art. 5 Dyrektywy Azotanowej tj. obowiązkowi ustanowienia programów działań, poprzez: niedostateczne wyznaczenie stref zagrożenia niedostateczne ustanowienie programów działań, niezgodności krajowego prawa i ustanowionych na jego podstawie programów działania z wymogami Dyrektywy Azotanowej.
Wyrok Trybunału z dnia 22 września 2005 r. - Komisja Wspólnot Europejskich przeciwko Królestwu Belgii. - Sprawa C-221/03. Wcześniej Komisja Europejska pozwała Belgię przed Europejski Trybunał Sprawiedliwości w sytuacji wykazującej dużą analogię do tej, w jakiej obecnie znajduje się Polska (sprawa nr C-221/03). KE postawiła Belgi m.in. zarzut nieprawidłowego i niezupełnego wyznaczenie stref zagrożenia w regionie walońskim. Rząd belgijski argumentował, że na pewna części tego regionu obszaru nie powinna być wyznaczona jako OSN, że względu, że na eutrofizację i zawartość azotanów w wodach tego obszaru w dużej mierze kształtują gospodarstwa domowe i przemysł. Powołał się także na niewielki udział rolnictwa walońskiego w eutrofizacji Morza Północnego. W sporze tym Trybunał przyznał rację Komisji Europejskiej. W uzasadnieniu stwierdził, że w dwóch rzekach płynących w tym regionie i wpadających do Morza Północnego udział azotu pochodzenia rolniczego wynosi 19 i 17% i nie jest bez znaczenia (jakkolwiek mniejszościowy). Wykluczenie stosowania dyrektywy mogłoby nastąpić tylko w przypadku stwierdzenia, że udział rolnictwa jest nieznaczny. Zwrócić należy uwagę, że udział azotu pochodzenia rolniczego odprowadzanego wodami rzek polskich jest znacznie większy niż ten, który ETS uznał, że nie jest bez znaczenia. Źródło: na podstawie: Rotko J., 2008. Wdrażanie dyrektywy azotanowej 91/676/EWG w świetle orzeczeń Europejskiego Trybunału Sprawiedliwości). Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie nr 4/2008 s. 204-206.
Ocena stanu zanieczyszczenia wód azotem i fosforem Źródła danych o stanie zanieczyszczenia wód W Polsce podstawową (mającą wymiar formalny) wiedzę w zakresie zanieczyszczenia wód azotem i fosforem dostarczają wyniki badań jakości wody uzyskiwane w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska (wody wrażliwe wyznaczane są na podstawie danych PMŚ). Innym ważnym źródłem informacji o stanie zanieczyszczenia wód azotem i fosforem są wyniki monitoringu realizowanego na obszarze użytków rolnych przez krajową i okręgowe stacje chemiczno-rolnicze, przy merytorycznym wsparciu IUNG-PIB Puławy i ITP Falenty. Poza tym, wiele cennych informacji o stanie zanieczyszczenia wód substancjami biogennymi dostarczają wyniki prac badawczych prowadzonych przez placówki naukowe.
Udział punktów monitoringowych w klasie jakości wody, % Azotany w wodach podziemnych w skali kraju 90,0 Woda gruntowa (0-5 m) 80,0 70,0 60,0 80,1 75,9 72,0 73,5 Woda gruntowa (5-15 m) Woda gruntowa głęboka (15-30 m) Woda gruntowa (> 30 m) Woda krasowa 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 14,0 12,0 11,8 10,2 10,4 10,1 8,8 5,9 5,9 3,6 3,8 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 <25 25-39,99 40-50 50 Klasy jakości, mg NO 3. dm 3 Klasy jakości ze względu na średnie stężenie azotanów w mg NO 3 dm -3 w wodach podziemnych (% punktów pobierania próbek) w Polsce ogółem w okresie 2008-2012 [źródło: IMGW-PIB, 2012]. Źródło: Opracowanie raportu z wdrażania dyrektywy 91/676/EWG (azotanowej) w okresie 2008-2011. Instytut Meteorologii I Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Oddział we Wrocławiu, Zakład Badań Regionalnych. Wrocław, wrzesień 2012 ss. 274.
Udział punktów monitoringowych w klasie jakości wody, % Azotany w wodach podziemnych na OSN-ach 70 60 62,8 Woda gruntowa (0-5 m) Woda gruntowa (5-15 m) Woda gruntowa głęboka (15-30 m) Woda gruntowa (> 30 m) Woda krasowa 50 45,5 50,0 40 30 30,2 20 10 0 4,5 4,7 2,3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 <25 25-39,99 40-50 50 Klasy jakości, mg NO 3. dm 3 Odsetek stanowisk zlokalizowanych na OSN w poszczególnych przedziałach stężeń dla średnich wartości azotanów (w mg NO 3 dm -3 ) w wodach podziemnych w okresie 2008-2012 [źródło: IMGW-PIB, 2012]. Źródło: Opracowanie raportu z wdrażania dyrektywy 91/676/EWG (azotanowej) w okresie 2008-2011. Instytut Meteorologii I Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Oddział we Wrocławiu, Zakład Badań Regionalnych. Wrocław, wrzesień 2012 ss. 274.
Odsetek wyników, % 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Ocena stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych na OSN-ach związkami azotu pochodzenia rolniczego w 2010 r. 81,6 3,9 1,0 13,6 0 24,99 25 39,99 40 50 >50 Klasy stężenia azotanów, mg NO3/l Ocena stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych na OSN-ach związkami azotu pochodzenia rolniczego w 2010 r. [źródło: PIG-PIB, 2011]. Rozkład punktów monitoringowych w zależności od głębokości położenia lustra wody (zwierciadło: napięte 54 punktów, swobodne 49 punktów) Głębokość do stropu warstwy wodonośnej [m] 2 (2-5> (5-10> (10-20> (20-30> (30-40> >40 b.d. Razem Liczba punktów 8 16 12 16 13 19 13 6 103 Źródło: na podstawie: PIG-PIB. Monitoring stanu chemicznego oraz ocena stanu jednolitych części wód podziemnych w dorzeczach w latach 2009 2011. Temat nr 32.8407.0901.19.0. Sprawozdanie z wykonania zadania nr 8: Opracowanie wyników badań i ocena stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych związkami azotu pochodzenia rolniczego według danych z 2010 roku. Warszawa, lipiec 2011 ss. 103
Przykładowe wyniki oceny stanu jakości wód podziemnych na obszarach narażonych na zanieczyszczenia azotanami pochodzenia rolniczego w regionalnej sieci monitoringu wód podziemnych [PIG-PIB] Źródło: PIG-PIB. Monitoring stanu chemicznego oraz ocena stanu jednolitych części wód podziemnych w dorzeczach w latach 2009 2011. Temat nr 32.8407.0901.19.0. Sprawozdanie z wykonania zadania nr 8: Opracowanie wyników badań i ocena stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych związkami azotu pochodzenia rolniczego według danych z 2010 roku. Warszawa, lipiec 2011 ss. 103
Udział próbek, % Udział próbek, % Azotany w płytkich wodach gruntowych na obszarach stanowiących użytki rolne 30,0 Procentowy udział próbek zanieczyszczonych i zagrożonych (> 40 mg NO 3 dm -3 ) na użytkach zielonych w latach 2008-2011 (n 2008 =388; n 2009 =398); n 2010 =411; n 201 1=373) [Pietrzak, 2013] 25,0 20,0 15,0 10,0 25,0 24,6 10,3 13,6 22,5 15,9 wiosna jesień 19,3 8,8 5,0 0,0 2008 2009 2010 2011 Rok 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 43,4 43,1 40,4 32,8 28,5 21,3 21,6 2008 2009 2010 2011 wiosna jesień 19,3 Procentowy udział próbek zanieczyszczonych i zagrożonych (> 40 mg NO 3 dm -3 ) na gruntach ornych w latach 2008-2011 [na podstawie: Jadczyszyn T, Kocoń A., 2012. Obszary presji rolniczej jako podstawa wyznaczenia OSN. IUNG-PIB Puławy, Prezentacja multimedialna - II Forum Wodne, Warszawa, 18.12.2012 r.] Rok Na obszarach zajmowanych przez użytki rolne w Polsce występuje stosunkowo duży udział wód gruntowych zanieczyszczonych (>50 mg NO 3 dm -3 ) i zagrożonych zanieczyszczeniem azotanami (40 50 mg NO 3 dm -3 ) w rozumieniu Dyrektywy Azotanowej. W okresie wiosennym w latach 2008-2011 stwierdzono występowanie tego rodzaju wód w 19-25% punktów monitoringowych zlokalizowanych na użytkach zielonych i w 33-43% punktów monitoringowych zlokalizowanych na gruntach ornych.
Udział próbek, % Fosforany w płytkich wodach gruntowych na obszarach zajmowanych przez użytki zielone 80,0 70,0 67,0 65,2 60,0 wiosna jesień 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 17,6 11,7 13,3 9,4 5,5 2,1 0-0,16 <0,16 i 0,33 <0,33 i 1,63 > 1,63 Klasy stężenia P-PO4, mg P/dm3 Klasyfikacja płytkich wodach gruntowych na obszarach zajmowanych przez użytki zielone w zakresie zawartości P-PO 4, za okres lat 2008-2011. Dobry stan chemiczny (klasy jakości wód I, II, III) w okresie wiosennych i jesiennych pobrań zanotowano w latach 2008-2011 w ponad 76% punktów monitoringowych. Źródło: Pietrzak 2013, dane niepublikowane
Udział punktów monitoringowych w klasie jakości wody, % Udział punktów monitoringowych w klasie jakości wody, % Azotany w wodach powierzchniowych 70 60 50 40 30 20 10 0 9,3 4,8 59,7 17,7 29,0 25,6 3,3 22,7 12,9 12,9 1,0 1,1 0-1,99 2-9,99 10-24,99 25-39,99 40-49,99 50 Klasy jakości, mg NO3/dm3 Średnia w artość dla rzek ogółem Średnia roczna dla rzek na OSN-ach Odsetek stanowisk monitoringowych, w poszczególnych klasach jakości ze względu na stężenie azotanów mg NO 3 dm -3 w rzekach ogółem i na OSN-ach w okresie 2008-2011 [źródło: IMGW-PIB, 2012]. 90 80 70 80,7 Średnia w artość dla jezior ogółem Odsetek stanowisk monitoringowych, w poszczególnych klasach jakości ze względu na stężenie azotanów mg NO 3 dm -3 w jeziorach ogółem w okresie 2008-2011 [źródło: IMGW-PIB, 2012]. 60 50 40 30 20 10 0 17,3 1,7 0,3 0,0 0,0 0-1,99 2-9,99 10-24,99 25-39,99 40-49,99 50 Klasy jakości, mg NO3/dm3 Źródło: Opracowanie raportu z wdrażania dyrektywy 91/676/EWG (azotanowej) w okresie 2008-2011. Instytut Meteorologii I Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Oddział we Wrocławiu, Zakład Badań Regionalnych. Wrocław, wrzesień 2012 ss. 274.
DS_LC_2 DS_LC_3 DS_MR_3 DS_TH_2 DS_TH_3 KP_HR_3 KP_KK_4 LB_AW_1 LB_AW_2 LB_RT_1 LD_AO_1 LD_AO_2 LD_AO_3 LD_AO_4 LU_JS_1 MA_WH_4 MA_WK_3 MZ_AJ_1 MZ_AJ_2 MZ_CH_2 MZ_JW_2 MZ_MN_1 MZ_MN_2 MZ_SS_3 MZ_WP_3 OP_SS_3 OP_SS_4 PD_JC_3 PD_KK_1 PD_KK_2 PM_JP_2 PM_PR_1 SK_DG_1 SK_DG_2 SK_DG_4 SK_KZ_1 SK_KZ_2 SK_KZ_3 SK_KZ_4 SL_AS_1 SL_AS_2 SL_GK_1 SL_GK_3 WN_MK_2 WN_MK_4 WN_ZZ_1 WP_JK_2 WP_ML_4 WP_WC_2 WP_ZB_4 ZP_JK_2 ZP_JK_3 ZP_LO_4 ZP_RO_3 Średnie stężenie fosforu, mg P/dm3 DS_LC_2 DS_LC_3 DS_MR_3 DS_TH_2 DS_TH_3 KP_HR_3 KP_KK_4 LB_AW_1 LB_AW_2 LB_RT_1 LD_AO_1 LD_AO_2 LD_AO_3 LD_AO_4 LU_JS_1 MA_WH_4 MA_WK_3 MZ_AJ_1 MZ_AJ_2 MZ_CH_2 MZ_JW_2 MZ_MN_1 MZ_MN_2 MZ_SS_3 MZ_WP_3 OP_SS_3 OP_SS_4 PD_JC_3 PD_KK_1 PD_KK_2 PM_JP_2 PM_PR_1 SK_DG_1 SK_DG_2 SK_DG_4 SK_KZ_1 SK_KZ_2 SK_KZ_3 SK_KZ_4 SL_AS_1 SL_AS_2 SL_GK_1 SL_GK_3 WN_MK_2 WN_MK_4 WN_ZZ_1 WP_JK_2 WP_ML_4 WP_WC_2 WP_ZB_4 ZP_JK_2 ZP_JK_3 ZP_LO_4 ZP_RO_3 Średnie stężenie azotu azotanowego, mg N-NO3/dm3 30,00 Stężenie azotu i fosforu w rowach melioracyjnych 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 25,00 Średnie stężenie azotu azotanowego w wodzie z 20,00 rowów melioracyjnych na tle wartości 15,00 granicznej (2,2 mg N- NO 3 dm -3 ), powyżej której następuje 10,00 eutrofizacja 5,00 5,00 0,00 0,00 2,00 Kod punktu monitoringowego 2,00 1,80 1,80 1,60 1,60 Średnie stężenie fosforu fosforanowego w wodzie z rowów melioracyjnych na tle wartości granicznej (0,25 mg P og dm -3 ), powyżej której następuje eutrofizacja 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 0,00 Źródło: Pietrzak, 2012. Wyniki uzyskane w ramach Programu wieloletniego ITP 2011-2015 Kod punktu monitoringowego
Punkty monitoringowe w rowach melioracyjnych, w których stwierdzono przekroczenia wskaźników eutrofizacji Wskaźnik Wartość graniczna Punkty monitoringowe z przekroczeniem wskaźnika eutrofizacji szt. % N-NO 3 >2,2 31 57,4 P og >0,25 18 33,3 Przypadki przekroczenia, co najmniej jednego wskaźnika eutrofizacji: N-NO 3 lub P og 37 68,5 W blisko 70% punktach monitoringowych w rowach melioracyjnych stwierdzono przekroczenie, co najmniej jednego wskaźnika eutrofizacji: N-NO 3 lub P og (tj. 2,20 mg N- NO 3 dm -3, bądź 0,25 mg P og dm -3 ). Źródło: Pietrzak, 2012. Wyniki uzyskane w ramach Programu wieloletniego ITP 2011-2015
Azotany w wodzie ze studni zagrodowych 16,7% 25,0% 0,0% 12,5% 29,2% 16,7% I - 1,13 II - (1,13-2,26> III - (2,26-5,65> IV - (5,65-11,30> V - (11,30-22,60> p.k. - >22,60 Klasyfikacja próbek (n=89) wody ze studni zagrodowych ze względu na stężenie azotu azotanowego (mg N- NO 3 dm -3 ), wg wartości granicznych obowiązujących przy ocenie wód podziemnych w 2012 r. Źródło: Pietrzak, 2012. Wyniki uzyskane w ramach Programu wieloletniego ITP 2011-2015
Stan eutrofizacji wód Według krajowych danych monitoringowych w latach 2008-2011 parametry eutrofizacji zostały przekroczone w 34% dla stanowisk zlokalizowanych na wodach płynących, w 58% stanowisk na wodach stojących i 85% punktów zlokalizowanych na wodach morskich i przejściowych [źródło: IMGW-PIB, 2012]. Zeutrofizowana woda w rzece. Foto: Sasha Trubetskoy
Stan eutrofizacji wód w granicach polskich obszarów morskich Wstępna ocena stanu środowiska w podakwenach Morza Bałtyckiego, w granicach polskich obszarów morskich; wskaźnik W5 eutrofizacja [Prognoza, 2013] Źródło: Prognoza oddziaływania na środowisko dla Projektu Polityki morskiej Rzeczypospolitej Polskiej do roku 2020. Pod redakcją Iwony Bubak. Wydawnictwa Wewnętrzne Instytutu Morskiego w Gdańsku Nr 6718. Gdańsk, lipiec 2013 r. ss. 239 Podakweny Morza Bałtyckiego wyznaczone wg HELCOM CORESET BD 2/2011. W obrębie polskich obszarów morskich znajdują się: 27 wody otwarte wschodniego Basenu Gotlandzkiego, 33 wody otwarte Zatoki Gdańskiej, 35 polskie wody przybrzeżne Zatoki Gdańskiej, 36 wody otwarte Basenu Bornholmskiego, 38 polskie wody przybrzeżne Basenu Bornholmskiego, 62 polskie wody przybrzeżne wschodniego Basenu Gotlandzkiego, wraz z zaproponowanymi nowymi podakwenami: 35A polska część Zalewu Wiślanego i 38A polska część Zalewu Szczecińskiego W żadnym z ocenianych akwenów w polskiej strefie Bałtyku stan eutrofizacji nie uzyskał oceny określającej stan dobry (GES). W związku z powyższym stan środowiska morskiego polskich obszarów morskich w 2012 roku pod względem eutrofizacji należy uznać za nieodpowiedni (subges) [Ocena, 2013] Ocena stanu eutrofizacji wydzielonych akwenów w polskiej strefie Bałtyku w 2012 r. [Ocena, 2013] Źródło: Ocena stanu środowiska morskiego polskiej strefy ekonomicznej Bałtyku na podstawie danych monitoringowych z roku 2012 na tle dziesięciolecia 2002 2011, 2013. Biblioteka Monitoringu Środowiska. Warszawa: Inspekcja Ochrony Środowiska, ss. 99
Projekt OSN-ów od 2012 r. przygotowany na podstawie badań modelowych Wstępne wydzielenie obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenie azotanami pochodzenia rolniczego (dla wydzieleń gminami 3,467 mln ha UR (11,1% pow. Polski); dla wydzieleń obrębami 3,781 mln ha UR (12,1% pow. Polski) Wydzielenia OSN dla gmin i obrębów na tle jednostek RZGW [Źródło: IUNG-PIB] Źródło IUNG-PIB. Ocena presji rolniczej na stan powierzchniowych i podziemnych oraz wskazanie obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia azotanami pochodzenia rolniczego. Puławy, 2011.
Zagrożenie wód podziemnych zanieczyszczeniem azotanami wg badań modelowych Scenariusz I - dla aktualnego średniego poziomu nawożenia azotem w poszczególnych województwach Mapa stężenia azotanów (NO 3 ) w strumieniu wód zasilających płytkie systemy krążenia wód podziemnych. Scenariusz dla aktualnego (lata 2006-2008) średniego poziomu nawożenia azotem (nawozy mineralne i organiczne) w poszczególnych województwach przyjętego wg GUS. Źródło: Duda., Witczak., Żurek., 2011. Źródło: Duda R., Witczak S., Żurek A., 2011. Mapa wrażliwości wód podziemnych Polski na zanieczyszczenie 1:500 000. Metodyka i objaśnienia tekstowe. Kraków; Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ss. 138 ISBN 13 9788388927249
Zagrożenie wód podziemnych zanieczyszczeniem azotanami wg badań modelowych Scenariusz II - dla poziomu nawożenia wynoszącego 170 kg N ha-1 rok-1 Cyt:, konieczne są legislacyjne prace nowelizujące oficjalnie zalecaną metodykę regionalnej oceny ładunku azotanów wymywanego do wód podziemnych (Rozporządzenie MŚ, 2002), ponieważ obecnie zalecane prawnie formuły obliczeniowe są zbyt uproszczone i nie uwzględniają kryteriów hydrogeologicznych. Mapa stężenia azotanów (NO3) w strumieniu wód zasilających płytkie systemy krążenia wód podziemnych. Scenariusz dla poziomu nawożenia wynoszącego 170 kg N ha -1 rok -1 (z nawozów mineralnych i organicznych) Źródło: Duda, Witczak., Żurek., 2011. Źródło: Duda R., Witczak S., Żurek A., 2011. Mapa wrażliwości wód podziemnych Polski na zanieczyszczenie 1:500 000. Metodyka i objaśnienia tekstowe. Kraków; Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ss. 138 ISBN 13 9788388927249
Rozpraszanie składników nawozowych z produkcji rolnej Model bilansu składników nawozowych metodą u bramy gospodarstwa [Pietrzak, 2013]
Zużycie N, kg N/ha Zużycie nawozów azotowych i fosforowych w Polsce Zużycie P, kg P2O5/ha. 80,0 70,0 60,0 56,3 62,5 65,3 70,7 68,0 66,3 70,7 72,7 50,0 40,0 30,0 20,0 Dynamika zmian zużycia nawozów azotowych w Polsce, w kg N ha -1 UR. [GUS] 10,0 0,0 2004_05 2005_06 2006_07 2007_08 2008_09 2009_10 2010_11 2011_12 Rok godpodarczy 30,0 25,0 20,0 20,4 27,7 25,5 28,6 23,3 22,8 26,4 24,6 15,0 Dynamika zmian zużycia nawozów fosforowych w Polsce, w kg P 2 O 5 ha -1 UR. [GUS] 10,0 5,0 0,0 2004_05 2005_06 2006_07 2007_08 2008_09 2009_10 2010_11 2011_12 Rok godpodarczy W Polsce, po akcesji do UE, zużycie nawozów mineralnych wzrosło o 31%, podczas gdy globalna produkcja roślinna wzrosła o zaledwie 5% [Kopiński, Nieróbca, Ochal, 2013] Źródło: Kopiński J, Nieróbca A., Ochal P., 2013. Próba oceny wpływu warunków pogodowych i zakwaszenia gleb w Polsce na kształtowanie produkcyjności roślinnej. Woda-Środowisko- Obszary Wiejskie. T. 13. Z. 2 (42) s. 53 63
Udział gleb w klasie odczynu, % Zużycie CaO, kg CaO/ha. Zużycie nawozów wapniowych i odczyn gleb w Polsce 100 90 80 70 60 91,5 54,8 Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce. [opracowanie własne na podstawie danych GUS] 50 40 37,4 38,5 32,9 38,1 36,8 33,7 30 20 10 0 2004_05 2005_06 2006_07 2007_08 2008_09 2009_10 2010_11 2011_12 Rok godpodarczy 35,0 30,0 30,6 29,3 28,1 32,7 Grunty orne Rozkład odczynu gleb w Polsce: gruntów ornych [Filipek, Fotyma, Lipiński, 2006], użytków zielonych [Pietrzak, 2012] 25,0 20,0 15,0 10,0 21,2 12,9 14,7 17,8 Użytki zielone 6,6 7,2 5,0 0,0 Bardzo kw aśny Kw aśny Lekko kw aśny Obojętny Zasadow y Odczyn gleb Źródło: - Filipek T., Fotyma M., Lipiński W. 2006. Stan, przyczyny i skutki zakwaszenia gleb gruntów ornych w Polsce. Nawozy i Nawożenie. Nr 2(27) s. 7 38. - Pietrzak S., 2012. Odczyn i zasobność gleb łąkowych w Polsce. Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I III): t. 12 z. 1 (37) s. 105-117.
Produkcyjne i środowiskowe konsekwencje zakwaszenia gleb w Polsce Ocena zakwaszenia gleb Zakres ph Współczynnik utraty plonu, % Bardzo kwaśne <4,5 25 Współczynnik utraty plonu w zależności od zakresu ph gleb Kwaśne 4,6 5,5 15 Lekko kwaśny 5,6 6,5 5 Obojętne 6,6 7,2 1 Zasadowe >7,2 2 Źródło: Kopiński J, Nieróbca A., Ochal P., 2013 na podstawie Grzebisz i in., 2005 Produkcja roślinna potencjalnie utracona z powodu nieuregulowanego odczynu gleb, wynosi rocznie średnio 4,3 j.zb. ha 1 UR w dobrej kulturze [Kopiński, Nieróbca, Ochal, 2013] Przyjmując założenia: Źródło: Kopiński J, Nieróbca A., Ochal P., 2013. Próba oceny wpływu warunków pogodowych i zakwaszenia gleb w Polsce na kształtowanie produkcyjności roślinnej. Woda-Środowisko- Obszary Wiejskie. T. 13. Z. 2 (42) s. 53 63 jednostka zbożowa = 100 kg zboża (za jednostkę zbożową przyjmuje się przeciętną wartość energetyczną i białkową 100 kg zbóż); w 100 kg ziarna zbóż jest 1,8 kg N i 0, 35 kg P, stąd w uproszczeniu: 4,3 j.zb. ha -1 zawiera 7,74 kg N ha -1 i 1,634 kg P ha -1 ; powierzchnia gruntów ornych będących w dobrej kulturze wynosiła w roku 2011-14,8 mln ha [MRiRW]; można obliczyć, że: w Polsce z powodu nieuregulowanego odczynu gleb nie wykorzystuje się z jej zasobów 114,6 tys. ton azotu i 24,2 tys. ton fosforu rocznie co przyczynia się do zanieczyszczenia wód
Sprzedaż pasz dla zwierząt, tys. ton Obsada zwierząt, DJP/ha UR. Zmiany w produkcji zwierzęcej 0,49 0,48 0,48 0,47 0,47 0,47 0,46 0,45 0,44 0,44 0,45 0,44 0,46 0,45 Dynamika zmiany obsady zwierząt w Polsce, w DJP ha -1 UR [GUS] 0,43 0,42 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Rok Dynamika sprzedaży pasz stosowanych w żywieniu zwierząt gospodarskich, w tys. ton [GUS] 9000,0 8000,0 7000,0 6000,0 5000,0 4000,0 3000,0 5618,1 5613,6 6418,1 6783,4 6694,8 6684,1 7299,1 8231,1 2000,0 1000,0 0,0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Rok
Przeciętny roczny udój mleka od 1 krowy, l Zmiany w produkcji zwierzęcej cd. 4800 4600 4400 4200 4082 4147 4200 4292 4351 4455 4487 4618 4000 3902 3969 3800 3600 3400 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Dynamika zmian wydajności mlecznej krów w Polsce, w litrach od krowy [GUS] Rok Zależność między ilością azotu wydalanego przez krowy a ich wydajnością mleczną w krajach UE-25 w 2000 r. [Witzke, Oenema, 2007 za: Amann, 2006a, 2006b]. Rodzaj nawozu Obornik od trzody chlewnej Zawartość składnika, w kg dt -1 nawozu, na podstawie analiz wykonanych: Pochodzenie nawozu przed 1995 r. w latach 2003-2005 N P N P fermy 0,89 0,36 0,53 0,205 inne gospodarstwa 0,73 0,23 Obornik bydlęcy inne gospodarstwa 0,47 0,122 0,69 0,38 Źródło: Maćkowiak, 1997 Grabowski, 2009 Zawartość azotu i fosforu w oborniku na podstawie wyników analiz wykonanych w Okręgowych Stacjach Chemiczno- Rolniczych w różnych okresach czasu Źródło: - Grabowski J. 2009. Skład chemiczny nawozów naturalnych [online]. Białystok. OSCh R. Dostępny w Internecie: http://www.oschrbialystok.internetdsl.pl/pdf/nawozy_naturalne.pdf - Maćkowiak C. 1997. Nawozy organiczne w gospodarstwach rolnych i ich wpływ na środowisko. Przysiek. ODR ss. 21. - Witzke H.P., Oenema O., 2007. Assessment of most promising measures. Wageningen: Alterra, 31 May 2007 ss. 112. http://ec.europa.eu/environment/archives/cafe/activities/pdf/alterra_final_report_task3.pdf
Ładunek N, tys. t/rok Ładunek N, tys. t/rok Ładunki azotu wprowadzone z obszaru Polski z wodami rzek do Morza Bałtyckiego 350 322,6 300 Linia trendu 250 200 150 100 50 102,6 133,6 163,6 144,9 148,6 133,2 Po wstąpieniu Polski do UE 191,8 103,4 0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Rok 350 322,6 300 250 200 150 100 124,3 115,9 166,4 167,2 247 204,7 202,7 206,7 260,5 206,8 239,1 187,9 191,3 126,5 102,6 Linia trendu 163,6 133,6 144,9 133,2 148,6 191,8 103,4 50 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Rok Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Ochrona środowiska, 2000; 2007; 2010, Sapek A., 2013; IMGW, 2013
Ładunek P, tys.t/rok Ładunki fosforu wprowadzone z obszaru Polski z wodami rzek do Morza Bałtyckiego Ładunek N, tys. t/rok 18 16,2 16 14 Linia trendu 12 10,4 9,7 9,8 10 9 9,1 8,2 7,4 8 6,6 6 4 Po wstąpieniu Polski do UE 2 0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 18 16 14 12 10 8 15,2 13,2 11,4 12,5 12,2 13,2 12,7 15,6 15,5 13,9 12,1 12,7 12,2 7,8 9,0 Linia trendu 9,7 9,1 8,2 7,4 Rok 9,8 16,2 10,4 6,6 6 4 2 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Rok Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Ochrona środowiska, 2000; 2007; 2010, Sapek A., 2013; IMGW, 2013
Ładunki azotu i fosforu pochodzenia rolniczego wprowadzane wodami rzek z obszaru Polski do Morza Bałtyckiego Źródło: - OECD, 2008. Wpływ rolnictwa na środowisko naturalne od 1990 r.: Raport Główny, Paryż, Francja. - Informacja o realizacji zadań Inspekcji Ochrony Środowiska w 2007 roku, 2008. Warszawa: Główny Inspektor Ochrony Środowiska ss. 177. Dostępne: http://www.gios.gov.pl/dokumenty/raport2007iorzios.pdf Według OECD polskie rolnictwo odpowiada za 45-50% krajowych zrzutów azotu i 30-35% zrzutów fosforu do Bałtyku. Według danych Głównego Inspektora Ochrony Środowiska przygotowanych dla potrzeb HELCOM w ramach programu PLC ze źródeł obszarowych trafia z Polski do Bałtyku ponad 82 % zrzutów azotu i pond 73% zrzutów fosforu. Wyniki finalne bilansu zanieczyszczeń odprowadzanych wodami rzek i bezpośrednio do Morza Bałtyckiego w ramach PLC-5** [Informacja, 2008] Pochodzenie Łącznie, w tym ze źródeł: Azot [N] Fosfor [P] t rok -1 % t rok -1 % 222 638 100 14 026 100 - obszarowych 183 249 82,3 10 294 73,4 - punktowych 39 389 17,7 3 733 26,6 ** PLC-5 - piąte zestawienie ilości ładunków zanieczyszczeń (Pollution Load Compilation PLC) odprowadzanych z obszarów dorzeczy obejmujące 2006 r.
Zmiana stanu zasobów Nmin, kgn/ha Straty azotu w wyniku mineralizacji organicznych gleb łąkowych 20,0 15,9 17,9 15,0 10,0 9,1 7,9 9,7 5,0 0,0-5,0-10,0-9,1-8,9-15,0-20,0 J2008- W2008-16,2 W2009- J2008 J2009- W2009 W2010- J2009 J2010- W2010 W2011- J2010 J2011- W2011-13,5 W2012- J2011 J2012- W2012 Okres, w którym nastąpiły zmiany Sezonowe różnice zasobności gleb organicznych użytków zielonych w azot mineralny w warstwie 0-30 cm. Objaśnienia: J jesień, W- wiosna; symbol rodzaju, np.: J2008-W2008, oznacza różnicę zasobności gleby w azot mineralny, która nastąpiła w czasie między jesienią i wiosną w 2008 r. [Pietrzak, 2013] średni ubytek azotu mineralnego w okresie zimy 11,9 kg N ha -1 ; powierzchnia gleb organicznych użytkowanych jako trwałe użytki zielone 1016,8 tys. ha [Miatkowski i in. 2010]; ubytek azotu mineralnego w okresie zimy z organicznych gleb łąkowych w Polsce 12,1 tys. ton N Źródło: - Miatkowski Z., Turbiak J., Burczyk P., Myczko A., Karłowski J., 2010. Prognozy zmian aktywności w sektorze rolnictwa, zawierające informacje niezbędne do wyliczenia szacunkowej wielkości emisji gazów cieplarnianych. Raport. ITP: Bydgoszcz, Poznań ss. 50. r. - Pietrzak, 2013, dane niepublikowane.
Podsumowanie Wyniki monitoringu jakości wody prowadzone w ramach PMŚ wskazują, że w skali całej Polski stopień zanieczyszczenie wód azotanami nie jest duży. Z badań prowadzonych poza systemem PMŚ wynika, że poziom tego zanieczyszczenia jest większy. Wody jezior, rzek i charakteryzuje znaczny stopień zaawansowania procesu eutrofizacji, a polskiej strefy przybrzeżnej Bałtyku - bardzo duży. W ostatnich latach sukcesywnie zwiększa się presja wywierana przez rolnictwo na jakość wód, w zakresie dotyczącym substancji biogennych. Jest bardzo prawdopodobne, że Europejski Trybunał Sprawiedliwości przyzna rację Komisji Europejskiej w sporze z Polską dotyczącym wdrażania Dyrektywy Azotanowej.
Podsumowanie cd. Istnieją silne przesłanki aby uznać cały obszar Polski jako szczególnie narażony na azotany pochodzenia rolniczego. Bardzo istotnym argumentem przemawiającym za przyjęciem takiego rozwiązania stanowią dane wskazujące, że rolnictwo polskie w znacznym stopniu przyczynia się eutrofizacji wód Bałtyku. Potrzebne jest podjęcie działań ukierunkowanych na ochronę jakości wody ze źródeł rolniczych, obejmujących (w zakresie kierunkowym) m.in.: opracowanie programu ograniczenia presji wywieranej przez rolnictwo na jakość wody (uwzględniającego realia i specyfikę polskich gospodarstw); udoskonalenie współpracy (zintegrowanie działań) instytucji odpowiedzialnych za ochronę jakości wody przed zanieczyszczeniami pochodzenia rolniczego; rozszerzenie i udoskonalenie systemu monitoringu jakości wody realizowanego w kontekście wdrażania dyrektywy azotanowej, oraz rozwój badań dotyczących ochrony jakości zasobów wodnych w obszarach wiejskich; zreformowanie systemu doradztwa rolniczego, tak aby mogło one efektywniej wspierać rolników w prowadzeniu produkcji rolnej ograniczającej zanieczyszczenie wody składnikami biogennymi (w tym, w większym stopniu ukierunkowanie doradztwa na działalność z zakresu zarządzania składnikami nawozowymi); wprowadzenie mechanizmów finansowego wsparcia rolników we wprowadzaniu środków zaradczych służących ochronie wody (zwłaszcza w zakresie wapnowania gleb).
Dziękuję za uwagę