Jakość wód powierzchniowych a różne typy chowu ryb Mariusz Teodorowicz Katedra Inżynierii Ochrony Wód Wydział Nauk o Środowisku Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Cel pracy: Celem badań prowadzonych w latach 1999-29 było określenie powiązań pomiędzy gospodarstwami chowu ryb a środowiskiem.
Zweryfikowano eksperymentalny system szacowania ilości zanieczyszczeń wprowadzanych z chowu ryb, poprzez badania środowiskowe. Określono oddziaływanie osadników na jakość odprowadzanych wód poprodukcyjnych. Zbadano reakcję odbiorników na wprowadzony ładunek wybranych zanieczyszczeń, poprzez pomiary parametrów fizyko-chemicznych, wody odpływającej z gospodarstw rybackich, na odcinkach rzek poniżej odprowadzenia wody z obiektów.
W okresie kwiecień 1999 czerwiec 29 badano: wzajemne oddziaływanie wód powierzchniowych i sześciu gospodarstw chowu pstrąga tęczowego Oncorhyncus mykiss (Walbaum), dwóch gospodarstw stawowych typu karpiowego i jednego gospodarstwa wylęgarniczopodchowowego. Gospodarstwa zlokalizowane były na rzekach: Drwęcy, Marózce, Nariejskiej Strudze, Wąskiej i na cieku bez nazwy w dorzeczu rzeki Pasłęki.
Gospodarstwa różniły się zasadniczo ilością i jakością pobieranej wody oraz profilem produkcji i jej wielkością. W gospodarstwach pstrągowych produkcja ryb wynosiła od 5,8 do ponad 117 ton rocznie, w karpiowych od 2,8 do 35 ton, a wylęgarniczym 2,1 tony. Powierzchnie gospodarstw karpiowych wyniosły 19 ha i 45 ha.
Porównanie poziomu i intensywności produkcji w obiektach "pstrągowych" 35 14 3 12 25 1 ton m -3 s -1 2 15 1 8 6 4 tony 5 2 DCT DRZ DRA MS MK NM BK Obiekty produkcja na jednostkę przepływu roczna produkcja
Porównanie poziomu i intensywności produkcji obiektów "karpiowych" ton ha -1,9,8,7,6,5,4,3,2,1 4 35 3 25 2 15 1 5 tony DCC WM Obiekty produkcja na jednostkę powierzchni roczna produkcja
Zestawienie podstawowych parametrów charakteryzujących analizowane obiekty Typ gospodarstwa Obiekt Okres badań FC R Średnia produkcja ryb (t) Średni roczny pobór wody (m 3 *s Ryby łososiowate, DCT Mar 24-Jan 27 1,9 5,8,11 wylęgarnictwo i podchów Ryby łososiowate - DRZ Mar 24-Jan 27 and Sep 1,12 58,6,19 tucz 27-Jun 29 Ryby łososiowate - DRA Feb 28-Jun 29 1,17 41,,155 tucz Ryby karpiowate DCC Mar 24-Jan 27 2,8,116 Ryby łososiowate - tucz Ryby łososiowate - tucz Ryby łososiowate - tucz Wylęgarnictwo i podchów MS Nov 23-Nov 25 1,39 64,7 1,44 MK Apr 1999-Mar 21 and Nov 1,8 117,4 1,55 23-Nov 25 NM Mar 23-Feb 24 1,35 27,7,3 BK Apr 22-Feb 24 1,15 2,1,23
Próbki wody do badań pobierano na 25 stanowiskach badawczych. Rozmieszczenie stanowisk pozwoliło również na prześledzenie zmian chemizmu wody w rzekach poniżej wybranych gospodarstw.
Na Drwęcy przeprowadzono dwa eksperymenty: pierwszy miał na celu prześledzenie zmian chemizmu rzeki, pozostającej pod wpływem badanych gospodarstw; w drugim doświadczeniu określono wpływ stawów osadnikowych w dwóch gospodarstwach na rzekę.
Podczas całego cyklu analizy chemiczne obejmowały następujące oznaczenia: temperatura, zawartość tlenu rozpuszczonego, odczyn (ph), zawartość materii organicznej (BZT 5 ), fosfor mineralny i ogólny, azot amonowy, azot Kjeldahla, azot azotynowy, azot azotanowy
Na podstawie uzyskanych wyników analiz wyliczono koncentracje: fosforu organicznego, azotu organicznego, azotu całkowitego.
Równolegle z badaniami fizykochemicznymi prowadzono pomiary przepływów wody. Pozwoliły one na określenie ładunków, pochodzących zarówno z badanych gospodarstw jak i z innych źródeł zanieczyszczeń znajdujących się w zlewni.
Jako odniesienie do uzyskanych wyników, wyliczono teoretyczne obciążenie wód poprodukcyjnych azotem i fosforem w oparciu o ilość i jakość skarmianej paszy.
Opracowanie statystyczne wyników wykonano przy pomocy programu Statistica. Dla wszystkich wyników określono statystyki opisowe oraz wykonano analizę regresji wielorakiej (poziom istotności P <,5).
Koncentracja tlenu i wartość BZT 5 w wodzie rzeki Drwęcy 12 1 mg O 2 dm -3 8 6 4 2 DC1 DC2 DC3 DG DR1 DR2 DO1 DO2 Stanowiska tlen BZT5
Ładunek i wielkość BZT 5 w rzece Drwęcy 5 3,5 45 4 3 35 2,5 kg O 2 rok -1 3 25 2 2 1,5 mg O 2 dm -3 15 1 1 5,5 2 4 6 8 1 km 2 Ładunek BZT5 Średnia wartość BZT5
Koncentracja tlenu i wielkość BZT 5 w rzekach Marózka i Łyna 12 1 mg O 2 dm -3 8 6 4 tlen BZT5 2 MS1 MS2 MK1 MK2 MK3 MK4 stanowiska
Ładunek i wielkość BZT 5 w rzekach Marózka i Łyna 2 4 18 3,5 16 14 3 kg O 2 rok -1 12 1 8 2,5 2 1,5 mg O 2 dm -3 6 4 1 2,5 5 1 15 2 25 3 35 4 powierzchnia zlewni km 2 BZT 5 ładunki BZT5 Wartości
Zmiany udziału form związków fosforu w wodzie rzeki Drwęcy,25,2 mg P dm -3,15,1,5 DC1 DC2 DC3 DG DR1 DR2 DO1 DO2 stanowiska Porg PO4
Ładunek i koncentracja fosforu całkowitego w rzece Drwęcy 45,25 4 35,2 3 kg P rok -1 25 2 15,15,1 mg P dm -3 1,5 5 2 4 6 8 1 powierzchnia zlewni km 2 Ładunek P całkowity Średnie stężenie P
Udział form fosforu w rzekach Marózka i Łyna,25,2 mg P dm -3,15,1,5 MS1 MS2 MK1 MK2 MK3 MK4 Stanowiska P organiczny Fosfor mineralny
Ładunek i koncentracja fosforu całkowitego w rzekach Marózka i Łyna 1,18 9,16 8,14 kg P rok -1 7 6 5 4 3,12,1,8,6 mg P dm -3 2,4 1,2 5 1 15 2 25 3 35 4 powierzchnia zlewni km 2 Ładunki P Stężenia P
Zmiany udziału form związków azotu w wodzie rzeki Drwęcy mg N dm -3 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 Norg NO3 NO2 NH4 DC1 DC2 DC3 DG DR1 DR2 DO1 DO2 Stanowiska
Ładunek i koncentracja azotu całkowitego w rzece Drwęcy 35 1,6 3 1,4 25 1,2 kg N rok -1 2 15 1,8,6 mg N dm -3 1,4 5,2 2 4 6 8 1 powierzchnia zlewni km 2 Ładunek N całkowity Średnie stężenie N
Udział form azotu w rzekach Marózka i Łyna 1,6 1,4 1,2 mg N dm -3 1,8,6,4,2 Azot organiczny Azot azotanowy Azot azotynowy Azot amonowy MS1 MS2 MK1 MK2 MK3 MK4 Stanowiska
Ładunek i koncentracja azotu całkowitego w rzekach Marózka i Łyna 8 1,4 7 1,2 6 1 kg N rok -1 5 4 3,8,6 mg N dm -3 2,4 1,2 5 1 15 2 25 3 35 4 powierzchnia zlewni km 2 Ładunki N Stężenia N
Stwierdzono istotną statystycznie zależność pomiędzy intensywnością produkcji a koncentracją fosforu całkowitego na odpływie (r=,94, P <,1),26 fosfor na odpływie =,169 +,43E-3 * produkcja na jednostkę przepływu t/m 3 Korelacja: r =,93962,24,22 fosfor na odpływie mg/l,2,18,16,14,12,1 5 1 15 2 25 3 35 produkcja na jednostkę przepływu t/m 3,95 Prz.Ufn.
Stwierdzono istotną statystycznie korelację pomiędzy roczną produkcją a wynoszonymi ładunkami fosforu całkowitego r =,957 oraz BZT 5 14 12 P całk:roczna produkcja [t]: y = -3,4861 +,199*x; r =,9573; p =,7; r 2 =,9164 1 roczna produkcja [t] 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 P całk
14 12 BZT5:roczna produkcja [t]: y = 2,9832 +,64*x; r =,894; p =,72; r 2 =,7928 1 roczna produkcja [t] 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 BZT5
Roczne ładunki wprowadzane do wód [kg] Metoda limnologiczna Metoda żywieniowa różnice % TP TN BZT5 TP TN BZT5 TP TN BZT5 DCT 168,34 645,2 4148,6 34,22 198,24 18,9 79,7 69,3 73,9 DRZ 365,6 174,4 8297,6 363,32 216,41 1116,6,5-96,1-34,5 DRA 54,5 2322,6 7539,4 274,7 1594,47 8154,9 49,2 31,3-8,2 MS 61,37 9262,93 415,3 615,9 893,97 15288,6 -,9 12,6-268,4 MK 189,76 397,34 1785,8 816,8 7,8 21554,6 25, -79,2-2,7 NM 294,76 1375,32 3394,3 235,45 137,82 6357,2 2,1,3-87,3 BK 4,51 187,3 972,1 13,65 79,2 41,6 66,3 57,7 57,8
Wpływ osadników na poziom związków fosforu,3,25,2 mg P dm -3,15,1,5 DR1 DRZ1 DRZ2 DRA1 DRA2 stanowiska Porg PO4
Wpływ osadników na poziom związków azotu 1,8 1,6 1,4 1,2 mg N dm -3 1,8,6,4,2 DR1 DRZ1 DRZ2 DRA1 DRA2 stanowiska Norg NO3 NO2 NH4
Wpływ osadników na koncentrację tlenu i wartość BZT 5 12 1 8 mg O2 dm -3 6 4 tlen BZT5 2 DR1 DRZ1 DRZ2 DRA1 DRA2 stanowiska
Na podstawie uzyskanych wyników można sformułować następujące wnioski: Wszystkie typy analizowanych gospodarstw miały negatywny wpływ na środowisko, chociaż wpływ ten, mierzony różnicą stężeń zanieczyszczeń w wodzie wprowadzanej i odpływającej z gospodarstw wydaje się być niewielki.
Na podstawie uzyskanych wyników można sformułować następujące wnioski: Uzyskane wyniki potwierdziły, tendencję do zmniejszania wpływu tradycyjnych gospodarstw tuczu pstrąga na jakość wód rzek.
Najmniejsze różnice pomiędzy badaniami środowiskowymi, a zanieczyszczeniami oszacowanymi na podstawie badań eksperymentalnych stwierdzono w przypadku fosforu całkowitego, większe azotu całkowitego, a największe w przypadku BZT 5. Wartości obliczone na podstawie deklaracji producentów pasz były zwykle zaniżone w stosunku do uzyskanych w badaniach środowiskowych. W przypadku fosforu całkowitego dotyczyło to 88,9% badanych gospodarstw, a azotu całkowitego 77,8 %. Natomiast w przypadku BZT 5 wyliczone tą metodą wyniki pochodzące z 77,8% gospodarstw były zawyżone.
Wykazano istotną statystycznie zależność koncentracji fosforu całkowitego w odpływie z gospodarstw pstrągowych z intensywnością produkcji w tych gospodarstwach, wyrażaną w ilości wyprodukowanych ryb przypadających na jednostkę średniego przepływu w zasilających je rzekach.
Osadniki pozytywnie wpływały, na jakość odprowadzanych wód poprodukcyjnych w zakresie fosforu całkowitego i BZT5. Stwierdzona redukcja tych wskaźników była bardzo podobna i wyniosła od 25,8% do 32,7%. Niejednoznaczne wyniki uzyskano w przypadku azotu całkowitego. W gospodarstwie DRZ zanotowano spadek średnich koncentracji o 1,7%, natomiast w DRA wzrost o 5,1%.
Stosunkowo szybka poprawa jakości wód odbiorników poniżej badanych gospodarstw rybackich wskazuje na to, że charakter zanieczyszczeń z chowu ryb był stosunkowo mało uciążliwy dla środowiska zasilających je rzek.
Stosowana w Polsce metoda określania wpływu gospodarstw pstrągowych na wody odbiorników, polegająca na dwukrotnym badaniu w ciągu roku, nie gwarantuje wiarygodności uzyskiwanych wyników.
Wyniki pracy potwierdzają potrzebę prowadzenia badań w dłuższych okresach czasu, ponieważ uzyskiwane przy zbyt małej ilości pomiarów nie pozwalają na ich jednoznaczną interpretację.
Dziękuję za uwagę. Mariusz Teodorowicz Katedra Inżynierii Ochrony Wód Wydział Nauk o Środowisku Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie