OCENA STANU ŚRODOWISKA

Instytut Ochrony Środowiska Stacja Kompleksowego Monitoringu Środowiska Puszcza Borecka OCENA STANU ŚRODOWISKA Stacji Bazowej ZMŚP Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 28 Autorzy opracowania: Tomasz Śnieżek IOŚ kierownik pracy (red.) Urszula Białoskórska IOŚ Anna Degórska IOŚ Zdzisław Prządka IOŚ Dorota Typiak-Nowak IOŚ Agnieszka Kolada IOŚ Monika Delis IOŚ Jadwiga Gierczak IOŚ Zbigniew Jońca IOŚ Jolanta Kostrzewa IOŚ Joanna Lange IOŚ Stanisław Huruk Uniwersytet Humanistyczno- Przyrodniczy w Kielcach Warszawa, marzec 29

Spis treści Streszczenie... 1 Abstract... 1 I. WPROWADZENIE... 2 II. OPIS FIZJOGRAFICZNY... 3 III. PODSTAWOWE INFORMACJE... 5 III.1. Zlewnia podstawowa i zlewnie cząstkowe... 5 III.2. Użytkowanie ziemi w zlewni jeziora Łękuk... 8 IV. STANOWISKA POMIAROWE... 9 1. Meteorologia A1... 15 1.1. Promieniowanie słoneczne całkowite... 15 1.2. Klasyfikacja termiczno-opadowa... 16 1.3. Temperatura powietrza... 17 1.4. Opady... 18 1.5. Temperatura gruntu... 2 1.6. Wiatr... 21 2. Zanieczyszczenia powietrza B1... 23 3. Chemizm opadów atmosferycznych C1... 31 3.1. Odczyn i przewodność elektrolityczna właściwa... 35 3.2. Aniony... 37 3.3. Kationy... 39 3.4. Metale ciężkie... 41 3.5. Kontrola jakości... 45 4. Chemizm opadów podkoronowych C2... 47 5. Chemizm spływu po pniach C3... 56 6. Wody podziemne F2... 66 6.1. Stan ilościowy wód podziemnych... 66 6.2. Jakość wód podziemnych... 68 6.3. Kontrola jakości... 7 7. Chemizm opadu organicznego G2... 71 8. Wody powierzchniowe rzeki H1... 75 8.1. Stan ilościowy odpływu... 75 8.2. Jakość wód powierzchniowych... 77 8.3. Kontrola jakości... 79 9. Wody powierzchniowe jezioro Łękuk H2... 81 9.1.Poziom wód... 81 9.2.Jakość wód jeziornych... 82 9.3.Profile termiczno-tlenowe... 84 9.4. Kontrola jakości... 85 1. Struktura i dynamika szaty roślinnej J2... 86 1.1. Wstęp... 86 1.2. Metody... 86 1.3. Wyniki i dyskusja... 87 1.3.1. Aspekt wiosenny... 87 1.3.2. Aspekt późnoletni... 9 1.4. Piśmiennictwo... 95 11. Epifity nadrzewne M1... 11 11.1. Przedmiot i metoda badań... 11 11.2. Wyniki badań... 11 11.3. Podsumowanie wyników... 114 12. Fauna epigeiczna O1... 118 14. Podsumowanie... 124

Streszczenie W Raporcie przedstawiono podstawowe cele monitoringu prowadzonego w Stacji Bazowej Puszcza Borecka oraz zakres badań wykonanych w roku hydrologicznym 28 w ramach Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego. Program pomiarowy wykonywany na Stacji wynika z realizacji krajowych i międzynarodowych zobowiązań oraz uwzględnia problemy regionu północno-wschodniego Polski. W raporcie zostały przedstawione badane parametry wraz z częstotliwością prowadzenia pomiarów oraz stosowanymi metodami poboru prób i oznaczeń laboratoryjnych. Prezentowane są wyniki badań i pomiarów meteorologicznych, zanieczyszczeń powietrza i opadów atmosferycznych na otwartej przestrzeni, opadu podkoronowego, spływu po pniach, wód podziemnych i powierzchniowych, opadu organicznego, epifitów nadrzewnych, struktury i dynamiki szaty roślinnej oraz fauny epigeicznej Puszczy Boreckiej. Abstract The report presents Puszcza Borecka Integrated Monitoring Station and the range of the research made during hydrological year 28 for Integrated Monitoring of the Environment. The measurement program is performed at the Station due to the international and national obligations and deals with the problems typical for north-eastern part of Poland. The investigated parameters are presented together with frequency of the measurements, sampling and analytical methods. The results of investigation and measurements of meteorological parameters, air pollution, precipitation chemistry, troughfall chemistry, steamflow chemistry, investigation of surface and ground waters, lichens,, plants as well as assessment of invertebrates of the Puszcza Borecka Station are presented. 1

I. WPROWADZENIE Stacja Kompleksowego Monitoringu Środowiska Puszcza Borecka w Diablej Górze jest jedną ze stacji sieci tworzącej Globalny System Monitoringu Środowiska (Global Environment Monitoring System - GEMS). Jest też stacją pracującą w sieci Integrated Monitoring Programme. Od 1994 roku bierze udział w realizacji Programu Współpracy w Dziedzinie Monitoringu i Oceny Przenoszenia Zanieczyszczeń Powietrza na Duże Odległości w Europie (EMEP). Stacja zlokalizowana jest z dala od ośrodków przemysłowych, szlaków komunikacyjnych i dużych skupisk ludności. Nie podlega wpływom lokalnych źródeł emisji zanieczyszczeń atmosfery, wód i gleb. Jako Stacja Bazowa ZMŚP realizuje program Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego na obszarze zalesionej pagórkowatej młodoglacjalnej wysoczyzny morenowej w zlewni. Jednym z celów jej działania jest dostarczanie informacji na temat stężeń i osiadania podstawowych zanieczyszczeń atmosfery z uwzględnieniem ich transgranicznego transportu oraz określanie długookresowych tendencji zmian zanieczyszczenia atmosfery i wód na poziomie tła. Realizowany jest program badania przepływu jonów w układzie : atmosfera - woda - szata roślinna - gleba w zlewni jeziornej. Prace badawcze nakierowane są na śledzenie wpływu niskich stężeń zanieczyszczeń atmosfery oraz kwaśnych opadów na funkcjonowanie ekosystemów leśnych i jeziornych. Prace badawcze prowadzone na Stacji Puszcza Borecka związane są z następującymi, najistotniejszymi problemami polityki ekologicznej regionu: eutrofizacją jezior; oddziaływaniem niskich stężeń zanieczyszczeń atmosfery na ekosystemy leśne; wpływem kwaśnych deszczy na proces zakwaszania gleb; dokumentowaniem stanu środowiska na potrzeby tworzonych obszarów chronionych; problemami turystyki. Stacja realizuje następujące zadania: prowadzenie zintegrowanego monitoringu środowiska przyrodniczego na obszarze zalesionej, pagórkowatej młodoglacjalnej wysoczyzny morenowej; badanie wpływu niskich stężeń zanieczyszczenia atmosfery na funkcjonowanie ekosystemów leśnych i jeziornych; dostarczanie informacji na temat stężeń i osiadania podstawowych zanieczyszczeń atmosfery z uwzględnieniem transportu transgranicznego; badanie przepływu jonów w układzie: atmosfera - woda - szata roślinna - gleba w zlewni jeziornej. 2

II. OPIS FIZJOGRAFICZNY Zlewnia jeziora Łękuk znajduje się w mezoregionie Pojezierza Ełckiego, makroregionu Pojezierza Mazurskiego na terenie podprowincji Pojezierza Wschodniobałtyckiego. Pojezierze Ełckie, zwane Mazurami Garbatymi, nie stanowi jednolitego regionu fizycznogeograficznego. Najwyższą, północną część Pojezierza stanowi Wał Gór Piłackich oraz przyległy, silnie pagórkowaty mikroregion Puszczy Boreckiej. Pogranicze obszarów Gór Piłackich i Puszczy Boreckiej tworzy swoisty krajobraz zlewni jeziora Łękuk, obfitujący w pagóry, strome zbocza i bezodpływowe niecki. Kuluminację terenu zlewni stanowi wzgórze o wysokości 217,4 m n.p.m.. Ujście wód zlewni do jeziora Gołdapiwo znajduje się na wysokości 117,3 m n.p.m.. Maksymalna różnica wysokości terenu wynosi więc około 1 m. Spadki terenu w zlewni przekraczają 2, a średnie wynoszą 4-7. Jezioro Łękuk położone jest na długości geograficznej wschodniej 22 2' i na szerokości geograficznej północnej 54 7'. Rzędna zwierciadła wody położona jest na wysokości 127,3 m n.pm.. Powierzchnia jeziora wynosi 22 ha, zaś powierzchnia zlewni jeziora wynosi 13,867 km 2. Jezioro Łękuk ma długość linii brzegowej około 2 km. Objętość jeziora, oszacowana na podstawie planu batymetrycznego, wynosi w przybliżeniu 11 tys. m 3. Przyjmuje ono wody z czterech dopływów. Trzy z nich, mające ujścia we wschodniej i południowo-wschodniej części jeziora, odwadniają około 95% powierzchni zlewni. Wody z jeziora Łękuk odpływają w północno-zachodnim kierunku, do jeziora Gołdapiwo. Podłoże krystaliczne występuje na głębokości około 15 m. Na nim zalegają skały osadowe paleozoiku, mezozoiku (trias, jura, kreda) i kenozoiku. Ostatnie spoczywają na górnej kredzie (opoki, gezy, rzadziej piaski kwarcowe i glaukonitowe). Miąższość utworów kredowych wynosi około 25 m. Zlewnia jeziora Łękuk znajduje się w zlewni Węgorapy (dorzecze Pregoły). Stanowi ona górną część zlewni cieku uchodzącego do jeziora Gołdapiwo. Gmina Kruklanki, na terenie której znajduje się Stacja KMŚ Puszcza Borecka, ma wybitnie leśno-rolniczy charakter użytkowania ziemi. Grunty orne stanowią tu tylko około 2% powierzchni, łąki i pastwiska 13%, a lasy 53%. Powierzchnia terenów użytkowanych do celów komunikacyjnych oraz obszarów zajętych przez osiedla nie osiągnęła znaczącego udziału. Drogi stanowią około 3%, koleje,1%, a osiedla 1,5% powierzchni terenu gminy. Dość znaczny jest udział nieużytków (około 5,7% powierzchni gruntów). Na terenie zlewni jeziora Łękuk występują żyzne i dobrze uwilgotnione gleby, sprzyjające bogactwu flory i różnorodności biocenoz, które zachowały znaczny stopień naturalności, zwłaszcza w Puszczy Boreckiej. Lasy są wysokopienne, bogate w gatunki, z bujnie rozwiniętą warstwą podszytu i obfitym runem. Dominuje świerk pospolity, często przy znaczącym udziale drzew liściastych (przewaga siedlisk lasowych), a w miejscach wilgotnych olcha czarna i jesion wyniosły. Świerk występuje zwykle z grabem, dębem szypułkowym, lipą drobnolistną, miejscami - z sosną zwyczajną. Na omawianym terenie występuje większość podstawowych zespołów leśnych, typowych dla północno-wschodniej Polski. W zlewni jeziora Łękuk dominują fitocenozy leśne. Na obszarze Puszczy Boreckiej występuje około 4 gatunków roślin chronionych oraz bardzo wiele gatunków roślin rzadkich, które nie są objęte ochroną prawną; w tym wiele z nich - na obszarze zlewni jeziora Łękuk. Stwierdzono występowanie 141 gatunków ptaków, a wśród nich wiele gatunków zagrożonych wyginięciem. Duża liczba miejsc występowania i często znaczna wielkość 3

populacji stwarza prawdopodobieństwo długoterminowego przetrwania populacji tych gatunków. Cenną grupą są ptaki drapieżne. Wstępna inwentaryzacja wykazała istnienie gniazd orła bielika, rybołowa, myszołowa, gołębiarza i innych. Zarejestrowano również obecność bociana czarnego. Urozmaicona rzeźba terenu, różnorodność i naturalność siedlisk stwarzają dobre warunki rozwoju zwierząt łownych. Występuje tu m.in. żubr na wolności (drugie miejsce po Puszczy Białowieskiej). Spotykane są także duże drapieżniki (ryś, wilk), zaś pospolicie występują małe (lis, jenot, borsuk, kuna leśna, tchórz i piżmak). 4

III. PODSTAWOWE INFORMACJE III.1. Zlewnia podstawowa i zlewnie cząstkowe Poniżej zamieszczono podstawowe informacje o zlewni całkowitej jeziora Łękuk oraz o zlewniach cząstkowych. Zlewnie cząstkowe przedstawiono poniżej na Rys. III.1 a lesistość na Rys. III.2. Powierzchnia zlewni badawczej 14,87 km 2 Obwód zlewni badawczej 29,67 km Najdłuższa oś zlewni 5,538 km Najkrótsza oś zlewni 5,345 km Powierzchnia jeziora Łękuk,22 km 2 Obwód jeziora Łękuk 1,984 km Lasy 11,956 km 2 (84,9%) Łąki,876 km 2 (6,2%) Wody,22 km 2 (1,6%) Inne 1,35 km 2 (7,3%) Szerokość geograficzna Stacji w Diablej Górze 22 2 3 Długość geograficzna Stacji w Diablej Górze 54 7 34 Najwyżej położony punkt zlewni badawczej 198,8 m n.p.m. Najniżej położony punkt zlewni badawczej 127,3 m n.p.m. Wysokość położenia Stacji w Diablej Górze 157,5 m n.p.m. Zlewnia odpływu 1,349 km 2 Obwód zlewni odpływu 1 3,971 km Zlewnia dopływu 11 5,235 km 2 Obwód zlewni dopływu 11 21,19 km Zlewnia dopływu 12 4,25 km 2 Obwód zlewni dopływu 12 15,28 km Zlewnia dopływu 13 3,686 km 2 Obwód zlewni dopływu 13 12,76 km Zlewnia dopływu 15,323 km 2 Obwód zlewni dopływu 15 2,821 km Zlewnia bezpośrednia j. Łękuk,24 km 2 Obwód zlewni bezpośredniej j. Łękuk,762 km 5

Rys. III.1. Zlewnie cząstkowe jeziora Łękuk 6

Rys. III.2. Lesistość zlewni jez. Łękuk 7

III.2. Użytkowanie ziemi w zlewni jeziora Łękuk Całkowita powierzchnia zlewni jeziora Łękuk wynosi 14,87 km 2 (razem z wodami powierzchniowymi). Znaczną część zlewni pokrywają lasy 11,956 km 2 co stanowi ok. 84,9% powierzchni zlewni. Łąki i pastwiska zajmują powierzchnię,876 km 2 co stanowi 6,2% powierzchni zlewni. Wody powierzchniowe stojące zajmują powierzchnię,22 km 2 co stanowi 1,6 % powierzchni całkowitej zlewni. Inne tereny zajmują 1,35 km 2 co stanowi 7,3% powierzchni zlewni. Rys. III.3. Sposób użytkowania ziemi na terenie zlewni jeziora Łękuk ciemno-zielony - lasy zielony - łąki i pastwiska żółty - inne niebieski - wody powierzchniowe stojące Rozmieszczenie powierzchni użytkowanych w opisany sposób przedstawia rysunek III.3. 8

IV. STANOWISKA POMIAROWE W tabeli IV.1 i IV.2 przedstawiono program realizowany na Stacji w 28 r. z uwzględnieniem numerów stanowisk, częstotliwości wykonywanych pomiarów, ilości stanowisk i stosowanych metod pomiarowych (zarówno poboru prób jak i analiz). Tab. IV.1. Program pomiarowy realizowany na Stacji Kompleksowego Monitoringu Środowiska Puszcza Borecka w 28 roku Parametry Nr stanowiska Częstotliwość Liczba pomiarowe stanowisk Metoda pomiarowa 1 2 3 4 5 Meteorologia 1 kierunek wiatru 24/doba 1 System M-5 prędkość wiatru 24/doba 1 System M-5 temperatura pow. 24/doba 1 System M-5 wilgotność 24/doba 1 System M-5 temperatura min. 24/doba 1 System M-5 temperatura max. 24/doba 1 System M-5 wysokość opadu 24/doba 1 deszczomierz Hellmanna temp. gruntu : cm 24/doba 1 System M-5 5 cm 24/doba 1 System M-5 1 cm 24/doba 1 System M-5 2 cm 24/doba System M-5 5 cm 24/doba System M-5 1 cm 24/doba 1 System M-5 promieniowanie cał. 24/doba 1 System M-5 usłonecznienie 24/doba 1 System M-5 Powietrze(pasywna) 1 SO 2 12 3 Chromatografia jonowa NO 2 12 3 Chromatografia jonowa Powietrze(filtry) SO 2 365 1 EK NO 2 365 1 kolorymetria HNO 3 +NO 3 365 1 EK NH 3 +NH 4 365 1 kolorymetria SO 4 365 1 EK CO 2 pom. ciągły 1 UV-fotometria O 3 pom. ciągły 1 UV-fotometria Opad mokry, 1 Al 18 1 ICP-AES As 52 1 AAG Ca 18 1 ICP-AES Cd 52 1 AAG Cl 18 1 EK Cr 52 1 AAG Cu 52 1 AAG K 18 1 ICP-AES Fe 18 1 ICP-AES Mn 18 1 ICP-AES Mg 18 1 ICP-AES Na 18 1 ICP-AES NH 4 18 1 kolorymetria Ni 52 1 AAG NO 3 18 1 EK Pb 52 1 AAG ph 18 1 elektrometria P całk 18 1 ICP-AES przew. el. 18 1 konduktometria SO 4 18 1 EK Zn 52 1 ICP-AES c.d. tabeli na kolejnej stronie 9

1 2 3 4 5 Opad podkoronowy, spływ po pniach 5 Al 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Ca 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Cd 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Cl 12 12 podk. 9 spływ EK Cr 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Cu 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES K 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Fe 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Mn 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Mg 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Na 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES NH 4 12 12 podk. 9 spływ kolorymetria Ni 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES NO 3 12 12 podk. 9 spływ EK Pb 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES P całk 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES ph 12 12 podk. 9 spływ elektrometria przew. el. 12 12 podk. 9 spływ konduktometria SO 4 12 12 podk. 9 spływ EK Zn 12 12 podk. 9 spływ ICP-AES Wody powierzchniowe i podziemne 21,1,11,12,13,155 jezioro, cieki, studnie, Ca 6 6 ICP-AES Cl 6 6 EK K 6 6 ICP-AES Mg 6 6 ICP-AES Na 6 6 ICP-AES NH 4 6 6 kolorymetria NO 3 6 6 EK N og. 6 6 kolorymetria P całk 6 6 ICP-AES ph 6 6 elektrometria PO 4 6 6 kolorymetria przew. el. 6 6 konduktometria SO 4 6 6 EK zasadowość 6 6 kolorymetria Jezioro tlen 21 6 1 sonda tlenowa Jezioro temperatura 21 6 1 Opad organiczny 5 C org 1 6 AAW N og 1 6 P og 1 6 ICP-AES S 1 6 Mg 1 6 ICP-AES K 1 6 ICP-AES Na 1 6 ICP-AES Ca 1 6 ICP-AES B 1 6 ICP-AES Cd 1 6 ICP-AES Cu 1 6 ICP-AES Mn 1 6 ICP-AES Mo 1 6 ICP-AES Pb 1 6 ICP-AES Zn 1 6 ICP-AES Porosty 17-179 S 1 1 turbidymetrycznie Cd AAG Cu AAG Fe AAG Pb AAG Zn AAG EK - elektroforeza kapilarna ICP-AES plazmowa spektrometria atomowa emisyjna (PLE wg kodu bazy danych) AAG spektrometria absorpcyjna atomowa, kuweta grafitowa AAW automatyczny analizator węgla Stacja KMŚ Puszcza Borecka posiada akredytację Polskiego Centrum Akredytacji w zakresie pobierania próbek zanieczyszczeń powietrza i opadu atmosferycznego, pomiaru stężenia ozonu, pomiaru ph i przewodności opadu atmosferycznego (certyfikat akredytacji AB 337). 1

Laboratorium Monitoringu Środowiska wykonywanie badań składników powietrza, opadów atmosferycznych, wód powierzchniowych i podziemnych ma w zakresie badań akredytowanych przez Polskie Centrum Akredytacji (certyfikat akredytacji AB 336) zgodnie z normą PN-EN ISO/IEC 1725:25. Szczegóły zakresu akredytacji dostępne są w witrynie internetowej Instytutu Ochrony Środowiska pod adresem http://www.ios.edu.pl. W tabeli IV.2 przedstawiono wykaz stanowisk pomiarowych wraz z numerami kodów. Tab. IV.2. Stanowiska pomiarowe wraz z kodami. Stacja KMŚ Puszcza Borecka Kod Opis lokalizacji stanowiska Podprogram ZMŚP 1 ogródek meteorologiczny i pawilon pomiarowy meteorologia, powietrze i opady - wartości średnie A1, B1, C1 2 III powierzchnia - wartości średnie z powierzchni * 3 IV powierzchnia - wartości średnie z powierzchni * 4 IX powierzchnia - wartości średnie z powierzchni * 5 powierzchnia glebowa, opad podkoronowy, spływ po pniach, opad organiczny C2, C3, E1, G2 6 stała powierzchnia badań fitosocjologicznych J2 1 fauna bezkręgowa grąd O1 11 fauna bezkręgowa las mieszany O1 12 fauna bezkręgowa bór bagienny* O1 1 stanowisko na odpływie H1 11 stanowisko na S dopływie po stronie E jeziora H1 12 stanowisko na SE dopływie jeziora H1 13 stanowisko na NE dopływie jeziora H1 14 stanowisko na S dopływie po stronie SE jeziora H1 15 stanowisko na S dopływie po stronie SW jeziora * H1 17 wysięk po NE stronie posterunku DG * H1 13 obserwacje porostów nadrzewnych M1 131 obserwacje porostów nadrzewnych M1 132 obserwacje porostów nadrzewnych M1 133 obserwacje porostów nadrzewnych M1 134 obserwacje porostów nadrzewnych M1 135 obserwacje porostów nadrzewnych M1 136 obserwacje porostów nadrzewnych M1 137 obserwacje porostów nadrzewnych M1 138 obserwacje porostów nadrzewnych M1 139 obserwacje porostów nadrzewnych M1 151 wysięk koło hangaru nad jeziorem * H1 152 studnia kopana w leśniczówce Diabla Góra * F2 153 źródło w parowie na NE od jeziora * H1 155 studnia głębinowa posterunku DG F2 17 chemizm porostów nadrzewnych D1 171 chemizm porostów nadrzewnych D1 172 chemizm porostów nadrzewnych D1 173 chemizm porostów nadrzewnych D1 174 chemizm porostów nadrzewnych D1 175 chemizm porostów nadrzewnych D1 176 chemizm porostów nadrzewnych D1 177 chemizm porostów nadrzewnych D1 178 chemizm porostów nadrzewnych D1 179 chemizm porostów nadrzewnych D1 21 głęboczek na jeziorze Łękuk H2 22 jezioro Łękuk * H2 ) * - stanowisko nie wykorzystywane A1 - meteorologia C1 - chemizm opadów atmosferycznych C3 chemizm spływu po pniach E1 - gleby H1 wody powierzchniowe - rzeki J2 struktura i dynamika szaty roślinnej M1 epifity nadrzewne B1 zanieczyszczenie powietrza C2 chemizm opadu podkoronowego D1 metale ciężkie i siarka w porostach F2 wody podziemne H2 wody powierzchniowe - jeziora G2 chemizm opadu organicznego O1 fauna epigeiczna 11

Ocena stanu środowiska Stacji Bazowej ZMŚP Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 28 5 Rys. IV.1. Rozmieszczenie pól badawczych i punktów pomiarowych 12

Ocena stanu środowiska Stacji Bazowej ZMŚP Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 28 Rys. IV.2. Rozmieszczenie punktów pomiarowych monitoringu epifitów nadrzewnych 13

Ocena stanu środowiska Stacji Bazowej ZMŚP Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 28 Rys. IV.3. Rozmieszczenie punktów pomiarowych chemizmu epifitów nadrzewnych 14

V. WYNIKI BADAŃ 1. Meteorologia A1 W roku 28 kontynuowano pomiary wielkości meteorologicznych za pomocą automatycznej stacji Milos 5. Prezentowane zagregowane wyniki pomiarów opracowano na podstawie średnich 1-godzinnych wartości. Pomiary opadu realizowane automatycznie nie są bezpośrednio wykorzystywane do wyznaczania wysokości opadu, lecz służą do weryfikacji wyników uzyskanych manualnie, za pomocą deszczomierza Hellmanna; służą także do określenia czasu trwania opadu i jego natężenia w ciągu doby. Określono warunki meteorologiczne dla rejonu Stacji KMŚ Puszcza Borecka w roku kalendarzowym i hydrologicznym 28 i odniesiono je do przeciętnych warunków w latach ubiegłych 1994-27. 1.1. Promieniowanie słoneczne całkowite Dopływ energii słonecznej do powierzchni ziemi określany jest poprzez automatyczne pomiary natężenia całkowitego promieniowania słonecznego. Zróżnicowanie w dopływie energii słonecznej w okresie od listopada 27 do grudnia 28 roku obrazuje rys.1.1. Napromienienie słoneczne [MJ/m 2 ] 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Promieniowanie całkowite 28 1996-27 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rys.1.1. Miesięczne całkowite promieniowanie słoneczne (energia) w 28 r. na tle średnich wartości z okresu 1996-27 Maksymalny miesięczny dopływ energii wystąpił w czerwcu (685 MJ/m 2 ), podobnie jak w roku ubiegłym i był większy od przeciętnej wartości z wielolecia (o około 75 MJ/m 2 ). Sumaryczna energia w maju była zbliżona do energii w lipcu (podobnie jak w latach ubiegłych), natomiast w marcu, kwietniu i we wrześniu znacznie poniżej wartości przeciętnych dla wielolecia. Przyczyniły się do tego względnie wysokie opady i duże zachmurzenie w marcu i kwietniu oraz względnie małe usłonecznienie we wrześniu. Jak wynika z wykresu przedstawionego na rys.1.1 w pozostałych miesiącach dopływ energii promieniowania słonecznego był przeciętny. Jak zwykle, najmniej energii dotarło do podłoża w grudniu 28 (39 MJ/m 2 ), ale o 3 % więcej niż w tym samym miesiącu 27 roku. Sumaryczna energia słoneczna w roku kalendarzowym 28 wyniosła 3554 MJ/m 2 i była bliska wartości średniej z wielolecia. 15

Tab.1.1. Sumy miesięczne promieniowania całkowitego [MJ/m 2 ] w roku kalendarzowym 28 Wyso kość I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I-XII SOL_E 2.5m 53 89 229 35 594 685 611 429 271 142 62 39 3554 Największe wartości średnie natężenia całkowitego promieniowania słonecznego, zależnego głównie od położenia Słońca oraz od zachmurzenia i zmętnienia (zanieczyszczenia) atmosfery wystąpiły w okresie maj - lipiec i były nieco wyższe od przeciętnych wartości (o niecały 1%). Należy zaznaczyć, że największe w ciągu roku chwilowe wartości natężenia promieniowania słonecznego (około 12 W/m 2 ) wystąpiły w lipcu, jak najczęściej bywało w badanym wieloleciu. Tab.1.2. Sumy miesięczne promieniowania całkowitego [MJ/m 2 ] w roku hydrologicznym 28 Wyso kość XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI-X SOL_E 2.5m 52 26 53 89 229 35 594 685 611 429 271 142 3531 Okres od maja do lipca był także ponad przeciętnie usłoneczniony. Dotyczy to szczególnie czerwca, który był o prawie 3% bardziej usłoneczniony od przeciętnego z lat 1994-27 oraz był także najbardziej suchym miesiącem pod względem wilgotności względnej powietrza. 1.2. Klasyfikacja termiczno-opadowa Energia promieniowania słonecznego ma istotny wpływ na temperaturę powietrza i opady. Z termicznej klasyfikacji (wg H. Lorenc) odnoszącej się do średniej z 1-lecia wynika (rys.1.2), że kalendarzowy rok 28 można uznać za rok ciepły (numer klasy 4). Dokonując klasyfikacji roku (wg Z. Kaczorowskiej) pod względem niedoboru lub nadmiaru opadu można stwierdzić, że rok kalendarzowy 28 mieścił się w klasie 5, jako rok wilgotny. Łatwo zauważyć (rys.1.2), że okresami normalnymi pod względem temperatury lub opadów były lata: 1997, 24 i 25 i odpowiednio lata: 1994, 1999, 21, 22 i 23, natomiast tylko rok 25 był normalny zarówno pod względem temperatury, jak i opadów. Średnie roczne temperatury i sumy roczne opadów w latach kalendarzowych (Tab.1.3) i hydrologicznych (Tab.1.4) Tabela 1.3. 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 28 94-8 TA_D [ o C] 7. 6.8 5.5 6.6 6.5 7.5 8.2 7. 7.9 6.9 6.8 6.9 7.4 8. 8.1 7.1 RR_T [mm] 739.7 699.1 494.1 611 749.2 653.2 571.8 756.5 654.4 58.4 724.2 69.2 561.1 827.2 76.6 671.5 Tabela 1.4. 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 28 94-8 TA_D [ o C] 6.7 7.5 5.1 6.5 7.1 6.8 7.7 7.9 8.1 6.1 6.9 7.1 6.8 8.6 7.9 7.1 RR_T [mm] 67.7 786.3 51.7 547.9 778.1 639.3 573.3 761.4 79.9 494.5 743. 74.6 534.7 855.7 749.3 67.6 16

Wartości temperatury i sumy opadów dla poszczególnych lat zestawiono w tabelach 1.3 i 1.4. Wynika z nich, że wyjątkowym okresem zarówno kalendarzowym, jak i hydrologicznym był rok 1996, jako najzimniejszy i najsuchszy. Natomiast najcieplejsze okresy (>8.1 o C) to: rok hydrologiczny 27, rok kalendarzowy 2, rok hydrologiczny 22 i rok kalendarzowy 28, a najobfitsze w opady okresy (>8mm) to: kalendarzowy i hydrologiczny rok 27. 7 23 25 1994 22 1999 1996 24 1997 26 27 1998 28 1995 2 21 6 5 4 3 2 1 < Suche 4-rok normalny Mokre> Klasy opadów 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 <Lata chłodne 6- rok normalny - Lata ciepłe> Klasy temperatury Rys.1.2. Klasyfikacja termiczno-opadowa dla lat 1994-28 1 1.3. Temperatura powietrza Rok kalendarzowy 28, o średniej rocznej temperaturze 8.1 o C. okazał się jednym z najcieplejszych okresów w ciągu ostatnich piętnastu lat podobnie, jak rok hydrologiczny (7.9 o C). Średnie miesięczne temperatury powietrza w kalendarzowym (Tab.1.5 ) i hydrologicznym (Tab.1.6) roku 28 Tabela 1.5. I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I-XII TA_D [oc] -.5 2.1 2.2 8.4 11.5 15.6 17.5 17.1 11.4 8.3 3.6 -.3 8.1 Tabela 1.6. XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI-X TA_D [oc].8.2 -.5 2.1 2.2 8.4 11.5 15.6 17.5 17.1 11.4 8.3 7.9 Ze średnich rocznych i miesięcznych temperatur, przedstawionych w tabelach 1.3-1.6 wynika, że rok kalendarzowy 28 był o 1 o C cieplejszy od przeciętnego okresu z wielolecia. Charakteryzował się względnie ciepłą zimą i wiosną (podobnie jak w roku ubiegłym) oraz przeciętnym latem. Ponad przeciętnie ciepły był także okres od października do grudnia. Należy zaznaczyć, że w ostatnich sześciu latach prawie każdy listopad i grudzień były cieplejsze od przeciętnych z poprzedniego wielolecia. 17

Cieplejszy niż zwykle marzec i październik-listopad miały wpływ na długość okresu wegetacyjnego. Rozpoczął się on 22 marca, a zakończył 4 listopada, czyli podobnie jak w roku ubiegłym. Liczba dni wegetacyjnych, która wyniosła 228 dni była większa od przeciętnej liczby o 13 dni, lecz mniejsza o 3 tygodnie niż w rekordowym roku 26. 2 Temperatura [ o C] 15 1 Temperatura powietrza. 28 1994-27 5 X I X II I II III IV V VI VII VIII IX X X I X II -5 Rys.1.3. Średnie miesięczne wartości temperatury powietrza w roku 28 na tle średnich z lat 1994-27 Cechą charakterystyczną roku 28 była najmniejsza amplituda zmian średnich miesięcznych temperatur (18 o C) w badanym wieloleciu, mniejsza od przeciętnej wartości o 2.7 o C. Ta wyraźna tendencja spadkowa amplitudy temperatury obserwowana jest w ostatnich trzech latach. 1.4. Opady Suma opadu w roku kalendarzowym 28 wyniosła 761 mm i była jedną z większych wartości w dotychczasowym okresie badań, większa o 96 mm od przeciętnej sumy z okresu 1994-27. W roku hydrologicznym opad całkowity był mniejszy (749 mm), ale o ponad 1% większy od średniej z wielolecia. Na takie warunki opadowe złożyły się, jak wynika z rys.1.4, względnie wysokie opady w okresie styczeń-kwiecień i w sierpniu (126 mm), w którym suma opadów od 24 roku osiągała lub przekraczała 1 mm (przy przeciętnej wartości dla wielolecia 74 mm). 14 12 O p ad całkowity 28 1994-27 1 Opad PR [mm] 8 6 4 2 XI XII I II III IV V V I V II V III IX X XI XII Rys.1.4. Miesięczne sumy opadu w roku 28 na tle średnich z lat 1994-27 18

Obliczony współczynnik pluwiometryczny dla poszczególnych miesięcy roku 28 (rys.1.5) obrazuje nierównomierny udział poszczególnych miesięcznych sum opadów do rocznej sumy opadów (współczynnik jest równy 1, gdy opady w danym miesiącu są równe przeciętnym opadom w roku). 2.5 2 Współczynnik pluwiometryczny w 28r. 1.5 1 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII.5 Rys.1.5. Miesięczne wartości współczynnika pluwiometrycznego w roku 28 Wydaje się istotne, że podobnie jak w roku ubiegłym we względnie wysokich opadach zimowych na Stacji udział opadów deszczu wyniósł ponad 7%. Opady, które wystąpiły w sierpniu miały charakter opadów bardziej wielkoskalowych (frontowych) niż konwekcyjnych (typowych dla opadów letnich). Trwały one w ciągu 18 dni, a sumy dobowe dochodziły do około 26mm. Największe niedobory opadów wystąpiły w chłodnym okresie: lutym, kwietniu, październiku i listopadzie-grudniu. Podobnie jak w roku ubiegłym. były one dość częste (około 2 dni), ale w ciągu doby rzadko przekraczały 1mm. Z analizy danych zestawionych w tabelach 1.7 i 1.8 wynika, że wysokość opadów dla ciepłej połowy roku (V-X) była wyższa od opadów dla chłodnej połowy roku. Ten stosunek sumy opadów letnich do sumy opadów zimowych wyniósł w roku 28 55% i był mniejszy od przeciętnego dla wielolecia (61%). Tab.1.7. Charakterystyka opadów w roku kalendarzowym 28 miesiąc opad całkowity wysokość [mm] opad śniegu wysokość [mm] opad maksymalny dobowy liczba dni z opadem liczba dni z opadem śniegu I 79.6 18.2 22.9 2 7 II 42.6 7.8 1.4 17 5 III 79.2 32.8 14.7 21 1 IV 52.3 2.9 14 V 61.4 18 11 VI 57.6 14.7 12 VII 61.9 26.4 14 VIII 126.1 26.8 18 IX 32.1 9.9 18 X 69.9 2.6 21 XI 53.5 26.1 17.9 2 5 XII 44.4 16.4 8.8 16 6 suma roczna 76.6 11.3 26.8 22 33 SD 24.3 12.6 6.1 3 4 19

Tab.1.8. Charakterystyka opadów w roku hydrologicznym 28 miesiąc opad całkowity wysokość [mm] opad śniegu wysokość [mm] opad maksymalny liczba dni z dobowy opadem liczba dni z opadem śniegu XI 67.2 25.2 7.5 21 8 XII 19.4 1.3 6.1 16 4 I 79.6 18.2 22.9 2 7 II 42.6 7.8 1.4 17 5 III 79.2 32.8 14.7 21 1 IV 52.3 2.9 14 V 61.4 18 11 VI 57.6 14.7 12 VII 61.9 26.4 14 VIII 126.1 26.8 18 IX 32.1 9.9 18 X 69.9 2.6 21 suma roczna 749.3 85.3 26.8 23 34 SD 27. 13.4 7.1 4 4 Liczba dni z opadem deszczu i śniegu w roku kalendarzowym generalnie spadała od rekordowego 1998 roku (193 dni), lecz w 28 roku osiągnęła największą wartość 23 dni, większa niż w roku ubiegłym (193 dni). Podobnie sumaryczny czas trwania opadów w roku 28 był jednym z najdłuższych (996 godz.), znacznie dłuższy od przeciętnego dla wielolecia (86 godz.). Liczba dni z opadem śniegu wyniosła 33 i była mniejsza od średniej z wielolecia (36 dni) oraz znacznie mniejsza, niż w roku 25 (51 dni), który był wyjątkowy pod tym względem. Najwięcej dni z opadem śniegu było w marcu i styczniu. W hydrologicznym roku 28 pokrywa śnieżna pojawiła się po raz pierwszy (tylko na kilka dni) 16 listopada 27r. i ponownie 26 listopada. Pokrywa śnieżna utrzymywała się z przerwami do 27 marca 28r. Ponownie opady śniegu wystąpiły 23 listopada 28r., a pokrywa śniegu z przerwami utrzymywała się do końca roku 28. 1.5. Temperatura gruntu Względnie wysokie temperatury powietrza prze cały prawie rok 28 miały wyraźny wpływ na względnie duże wartości temperatury gruntu w ciągu roku (do głębokości około 1m). Na rys.1.6 przedstawiono przebieg zmian temperatury gruntu w roku 28 na trzech głębokościach: 5, 2 i 5 cm na tle zmian przeciętnej (1994-27) wartości temperatury na głębokości 2 cm. 25 Temperatura na gł. 5, 2 i 5 cm [ o C] 2 15 1 5 Temperatura gruntunu w 28r. TG5 TG2 TG5 TG2(94-7) -5 11-7 12-7 1-8 2-8 3-8 4-8 5-8 6-8 7-8 8-8 9-8 1-8 11-8 12-8 Rys.1.6. Średnie miesięczne wartości temperatury gruntu na gł. 5, 2 i 5 cm w 28 roku na tle przeciętnej temperatury na gł. 2 cm 2

Z analizy danych wynika, że średnie temperatury na tych głębokościach w 28 roku były większe o około.4 o C od wartości średnich dla wielolecia. Począwszy od lutego do lipca na prawie wszystkich mierzonych głębokościach temperatury gruntu były większe od przeciętnych. Największe różnice (około 1.5 o C) zaobserwowano w lutym i marcu. Tab.1.9. Miesięczne temperatury gruntu na gł. 5, 2 i 5 cm w roku kalendarzowym 28 Temperatury I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I-XII 5 cm[ o C] -.9 1.4 2.5 8.6 14.2 19.1 2. 18.1 12.8 7.9 3.1 -.4 8.9 2 cm[ o C] -.6 1.5 2.7 8.2 14.1 19.1 19.8 18.3 13.4 8.3 3.7.7 9.1 5cm[ o C].4 1.8 2.9 7.2 12.7 17.5 18.4 18. 14. 9.3 5.2 2.2 9.1 Tab.1.1. Miesięczne temperatury gruntu na gł. 5, 2 i 5 cm w roku hydrologicznym 28 Temperatury XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI-X 5 cm[ o C] 1.2.5 -.9 1.4 2.5 8.6 14.2 19.1 2. 18.1 12.8 7.9 8.8 2 cm[ o C] 2.2 1.3 -.6 1.5 2.7 8.2 14.1 19.1 19.8 18.3 13.4 8.3 9. 5cm[ o C] 4.1 2.5.4 1.8 2.9 7.2 12.7 17.5 18.4 18. 14. 9.3 9.1 Z analizy pionowego rozkładu temperatury wynika, że wyraźny strumień ciepła skierowany w głąb ziemi zaobserwowano, jak zwykle w kwietniu. Trwał on do początku sierpnia, podobnie jak w latach ubiegłych, a w pozostałych miesiącach strumień ciepła skierowany był do góry (ku powierzchni ziemi). Należy zaznaczyć, że podobnie jak w ostatnich 8 latach nie zanotowano w roku 28 ujemnych temperatur na głębokości 1 cm, na której średnia roczna temperatura była większa o.5 o C od przeciętnej (8. 5 o C). 1.6. Wiatr Pomiary anemometryczne wykazały, że w rejonie Stacji w roku 28 najczęściej występowały wiatry z kierunków: południowo-wschodniego SE (18%) i zachodniego W (17%). Jak wynika z rys.1.7 najrzadziej występowały wiatry z kierunku północnowschodniego NE (7%) i północnego N (8%), podobnie jak w latach ubiegłych. Z porównania kształtu róży wiatru dla roku 28 i wielolecia 1994-27 wynikają pewne różnice - wyraźnie zwiększył się w 28 r. udział wiatrów z kierunku południowo-zachodniego i północnowschodniego, a zmniejszył z kierunku wschodniego i zachodniego (przepływ równoleżnikowy). N 18% W NW 16% 14% 12% 1% 8% 6% 4% 2% % NE E SW SE S 28 (Cisze=8.5% ) 1994-27 (Cisze=5.% ) Rys. 1.7. Róża 8-kierunkowa wiatru w 28 roku 21

Obserwowana od 1994 roku dominacja wiatrów z kierunku zachodniego i powiększająca się przewaga wiatrów wschodnich nad południowo-wschodnimi została w tym roku zachwiana. Analiza wykazała jednak, że utrzymana została wzrostowa tendencja dla kierunku wschodniego i zachodniego oraz północnego. Umocniła się także tendencja wzrostowa cisz (<.5m/s). Należy zaznaczyć jednak, że wyniki pomiarów anemometrycznych na Stacji są w dużym stopniu uwarunkowane pobliskim kompleksem leśnym, zatem obserwowane zmiany kierunków wiatru nie przekładają się wprost na zmiany kierunków napływu mas powietrza w rejon Stacji. 5 Prę dkość wiatru Prędkość wiatru [m/s] 4 3 28 1994-27 2 1 X I X II I II III IV V V I V II V III IX X X I X II Rys.1.8. Średnie miesięczne wartości prędkości wiatru w roku 28 Średnia prędkość wiatru w kalendarzowym i hydrologicznym roku 27 była bliska przeciętnej wartości z wielolecia (2.8m/s), lecz w ciągu roku - dość zróżnicowana (rys.1.8). Najmniejsze wartości średnie miesięczne wystąpiły w okresie lipiec-wrzesień (ok. 1.9 m/s), z wyjątkiem sierpnia (2.7 m/s) o średniej prędkości większej od przeciętnej o.4 m/s. W 28 roku najsilniejsze wiatry, znacznie większe od przeciętnych, wystąpiły w okresie styczeń-luty i w listopadzie. W styczniu średnia wartość miesięczna osiągnęła (3.9 m/s) jedną z największych wartości w wieloleciu, mniejszą o.6 m/s od rekordowej w styczniu ubiegłego roku. Chwilowe maksymalne prędkości wiatru w ciągu roku były generalnie mniejsze od rekordowych nie przekraczały 23 m/s. Jak wynika z tab. 1.11 najsilniejsze porywy wiatru wystąpiły w styczniu i lutym, a najsłabsze we wrześniu. Tab. 1.11, Tab.1.12.Średnie miesięczne i maksymalne prędkości wiatru w klimatycznym i odpowiednio hydrologicznym roku 28 Tab.1.11 28 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I-XII WIV 3.9 3.7 3.2 2.4 2.1 2.3 1.9 2.7 1.8 2.3 3.4 2.6 2.7 WIV_X 23.1 19.1 16.3 16.3 11.9 15.1 13.1 15.1 1.3 15. 16. 13.7 23.1 Tab.1.12 28 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI-X WIV 2.7 2.6 3.9 3.7 3.2 2.4 2.1 2.3 1.9 2.7 1.8 2.3 2.6 WIV_X 16.8 12.5 23.1 19.1 16.3 16.3 11.9 15.1 13.1 15.1 1.3 15. 23.1 Należy podkreślić, że występowanie w rejonie Stacji silnych porywów wiatru powyżej 2 m/s (często jedno- lub dwu-dniowych) zarówno w zimnej, jak i w ciepłej połowie roku jest zjawiskiem coraz częściej obserwowanym w ostatnim 9-leciu. 22

2. Zanieczyszczenia powietrza B1 W roku 28 realizowano na Stacji Puszcza Borecka badania zanieczyszczeń powietrza według programu podstawowego - pomiary stężenia dwutlenku siarki i dwutlenku azotu - dwiema metodami: pasywną (szósty rok, podobnie, jak na pozostałych stacjach bazowych) i manualną (filtr z wymuszonym przepływem powietrza). Realizowano również program rozszerzony, obejmujący związki siarki (SO 4 ) i azotu (HNO 3 +NO 3 i NH 3 +NH 4 ) oraz ozon i dwutlenek węgla. W Tabeli 2.1. zestawiono średnie roczne wyniki pomiarów uzyskane w wieloleciu w ramach programu podstawowego (metodą manualną) oraz rozszerzonego. Tab. 2.1. Średnie roczne stężenia zanieczyszczeń powietrza na Stacji KMŚ Puszcza Borecka w latach hydrologicznych 1993-28. S-SO 2 SO 2 N-NO 2 NO 2 S-SO 4 N (NH 4 ) N (NO 3 ) O 3 CO 2 Rok NH 3 +NH 4 HNO 3 +NO 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 ppm Rok hydr. 1994 2,58 5,15 1,16 3,79 1,26 1,74,4 - - 1995 2,22 4,44,63 2,8 1,7 1,72,52 - - 1996 2,62 5,23 1,1 3,32 1,67 1,74,78 66,8-1997 1,57 3,14 1,22 3,99 1,26 1,36,71 56,1-1998 1,22 2,44,84 2,74 1,26 1,26,62 55,9 389,1 1999 1,47 2,94,89 2,9 1,6 1,19,61 65,5 385,1 2 1,2 2,4 1,1 3,61,73 1,34,45 62,2 395,8 21,71 1,41,78 2,55 1, 1,47,58 55,5 382,2 22,76 1,51,8 2,64,82 1,72,56 64,2 37,7 23,87 1,75,71 2,32,85 1,3,68 61,1 374,6 24,68 1,36,77 2,53,66 1,57,76 52,5 377,6 25,64 1,28,66 2,16,63 1,43,75 61,5 377,9 26,96 1,92,63 2,7,82 1,49,69 61,9 382,7 27,5 1,,77 2,53,56 1,5,6 58,3 383,2 28,68 1,36,96 3,16,71 1,68,95 53,7 399,2 Rok kal. 1994 2,42 4,85,99 3,24 1,23 1,72,5 - - 1995 2,26 4,53,73 2,38 1,13 1,65,55 - - 1996 2,46 4,92 1,13 3,7 1,71 1,8,83 65, - 1997 1,4 2,79 1,15 3,76 1,26 1,37,65 55,9-1998 1,49 2,98,62 2,4 1,25 1,24,64 59,3 393,4 1999 1,25 2,5 1,16 3,82,93 1,16,57 64,3 386,9 2 1,4 2,9,97 3,17,8 1,39,48 59,4 398,4 21,63 1,26,68 2,22,87 1,37,53 59, 38,5 22,81 1,63,77 2,52,88 1,78,58 61,7 367,9 23,84 1,69,76 2,49,81 1,31,74 61,3 374,4 24,66 1,32,72 2,36,66 1,7,97 54,3 377,5 25,66 1,32,66 2,16,66 1,33,64 59,8 379,3 26,92 1,84,6 1,97,8 1,51,7 63,1 385,4 27,61 1,22,96 3,15,63 1,3,67 58,1 388,5 28,59 1,18,83 2,72,61 1,87 1,2 53,7 399,6 Pod względem stanu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego rok 28 charakteryzował się wystąpieniem najmniejszych lub zbliżonych do najmniejszych wartości średnich rocznych stężeń badanych składników (za wyjątkiem sum związków azotu, do czego przyczynić się mogły problemy z filtrami wykorzystywanymi do pobierania próbek). 23

µg/m 3 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, S-SO2 N-NO2 S-SO4 N(NH3+NH4) N(HNO3+NO3) 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 28 Rys. 2.1. Średnie roczne stężenia związków siarki i azotu w powietrzu na Stacji KMŚ Puszcza Borecka w latach hydrologicznych 1993-28. Obserwowane od roku 21 zbliżenie wartości średnich rocznych stężeń związków siarki i azotu (poza NH 3 +NH 4 ) utrzymało się również w roku 28, choć było mniej widoczne niż w okresie 23-25 (rys. 2.1). W ostatnich latach dynamika zmian średnich rocznych stężeń związków siarki i azotu w powietrzu była mniejsza niż w pierwszej połowie lat dziewięćdziesiątych (wyjątek stanowiły wspomniane wcześniej związki azotu). W roku hydrologicznym 28 w stosunku do wartości obserwowanych rok wcześniej zanotowano wzrost średniego rocznego stężenia zanieczyszczeń powietrza: dwutlenku siarki o 36 %, siarczanów o 27%, dwutlenku azotu o 25%, związków azotu zredukowanego (NH 3 +NH 4 + ) o 6%, związków azotu utlenionego (HNO 3 +NO 3 - ) o 58%. Pomiary stężenia ozonu przyziemnego i dwutlenku węgla prowadzono na Stacji za pomocą automatycznych analizatorów (ML981B i VA3) w sposób ciągły z czasem uśredniania 3 minut. Na rys.2.2. przedstawiono przebiegi zmian średnich rocznych wartości stężenia ozonu i dwutlenku węgla w powietrzu. Średnie roczne wartości stężenia ozonu wahały się w granicach 54-65 µg/m 3 i wykazywały od początku pomiarów (1996 roku) niewielką tendencję 7 45 spadkową. W 28 roku, 68 O3 CO2 4 podobnie jak w roku 24 66 średnie roczne stężenia 395 64 ozonu osiągnęły najniższy poziom 54µg/m 3 z okresu 1996-28. Stężenie to jest znacząco niższe od wartości w ubiegłym roku i średniej z wielolecia 1996-27 (6µg/m 3 ). Średnie roczne wartości stężenia dwutlenku węgla w latach 1998-21 podlegały znacznym wahaniom (Rys. 2.2) - w granicach od 37- O 3 µg/m 3 ] 62 6 58 56 54 52 5 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 28 Rys. 2.2. Średnie roczne stężenia O 3 i CO 2 w powietrzu 399 ppm, natomiast od 22 roku stale rosły. W 28 roku średnie stężenie CO 2 (399 ppm) było najwyższe w wieloleciu, znacznie wyższe niż w roku 27 (389 ppm) i w latach ubiegłych (383 ppm). 39 385 38 375 37 365 CO 2 [ppm] 24

Tab. 2.2. Średnie roczne stężenia SO 2 i NO 2 zmierzone metodą pasywną. rok hydrologiczny SO 2 NO 2 µg/m 3 µg/m 3 23 2 4 24 2 4 25 1 3 26 2 5 27,6 5 28 <,5 6 W programie podstawowym wykorzystywano obok metody manualnej także metodę pasywną. Wykazywała ona systematyczny spadek stężenia dwutlenku siarki w okresie 23-28. W ostatnim roku uzyskano średnie roczne stężeni poniżej progu wykrywalności metody pasywnej. Odwrotną sytuację można zaobserwować w przypadku dwutlenku azotu po spadku w roku 25 w następnych latach notowano wzrost średniego rocznego stężenia i w roku 28 osiągnęło ono największą wartość w okresie 23-28. Dla badanych związków azotu średnie roczne wartości stężenia w roku hydrologicznym 28 były większe od średniej wieloletniej z okresu 1994-27, a dla związków siarki - mniejsze. Różnice dla związków siarki wyniosły odpowiednio -47% w przypadku SO 2 i -28% w przypadku SO 4 2- ; dla związków azotu wyniosły odpowiednio 13% dla NO 2, 53% dla HNO 3 +NO 3 - oraz 17% dla NH 3 +NH 4 +. W Tabeli 2.3. przedstawiono średnie miesięczne wartości stężenia badanych zanieczyszczeń powietrza. Tab. 2.2. Średnie miesięczne stężenia zanieczyszczeń powietrza na Stacji KMŚ Puszcza Borecka w okresie XI.27-XII. 28 oraz charakterystyki statystyczne dla roku 28 i wielolecia. S-SO 2 SO 2 N-NO 2 NO 2 S-SO 4 N (NH 4 ) N (NO 3 ) O 3 CO 2 Miesiąc NH 3 +NH 4 HNO 3 +NO 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 g/m 3 ppm XI'27,73 1,46 1,36 4,46,63 1,28,99 36,4 395, XII'27 1,99 3,98 2,22 7,28 1,77 1,82 1,59 3,3 41,3 I'28 1,12 2,24 1,2 3,94 1,11 1,34 46,9 42,3 II'28,69 1,38 1,44 4,72,64 1,6 1,13 52,7 399,7 III'28,58 1,16,52 1,71,58,93,75 73,4 398,4 IV'28,36,72,58 1,9,75 1,8,7 71,7 396,9 V'28,25,5,62 2,3,43 1,29,39 68,6 395,1 VI'28,29,58,61 2,,51 1,23,46 71,3 397,6 VII'28,23,46,63 2,7,39 1,31,3 58,5 399,6 VIII'28,47,94,77 2,53,33 3,4 1,3 58,4 397,9 IX'28,42,84,88 2,89,63 2,45,79 39,9 X'28 1,2 2,4,73 2,39,71 1,75 1,91 36,5 398,3 XI'28,89 1,78,9 2,95,63 2,75 2,11 36,4 4,8 XII'28,8 1,6 1,9 3,58,59 2,44 1,36 3,3 48,5 Rok hydrologiczny kompletność [%] 99 99 1 1 99 91 1 97 86 śr. arytm.,68 1,36,96 3,16,71 1,68,95 53,7 399,2 odch. stand.,92 1,83,89 2,92,75 1,19,83 15,6 4,2 min.,9,18,2,5,3,9,8 3,3 395, max. 9,11 18,21 8,29 27,2 5,46 8,97 4,59 73,4 41,3 ilość wyników<próg wykrywalności - - - - - Rok kalendarzowy kompletność [%] 99 99 1 1 99 91 1 1 92 śr. arytm.,59 1,18,83 2,72,61 1,87 1,2 53,7 399,6 odch. stand.,52 1,5,49 1,6,5 1,25,88 15,6 3,5 min.,9,18,2,6,3,9,14 53,7 399,6 max. 3,45 6,9 4,15 13,6 3,49 8,97 4,59 73,4 48,5 ilość wyników<próg wykrywalności - - - - - Wielolecie hydr. 1994-27 ** śr. arytm. 1,28 2,56,85 2,79,98 1,44,62 6,1 384,5 odch. stand. 2,1 4,2,91 2,98,92,93,58 15,5 3,7 min.,1,2,1,3,2,1,4 36,5 384,5 max. 2,29 4,58 9,9 29,82 1,15 7,99 5,98 81,9 391,1 Wielolecie hydr. 1994-28 śr. arytm. 1,24 2,48,86 2,82,96 1,46,65 odch. stand. 1,96 3,92,91 2,98,91,95,61 min.,1,2,1,3,2,1,4 max. 2,29 4,58 9,9 29,82 1,15 8,97 5,98 */na podstawie wartości dobowych **/dla CO 2 wielolecie 1997-27 25

Na rys. 2.3. zaprezentowano przebieg średnich miesięcznych wartości stężenia dwutlenku siarki i siarczanów w powietrzu (pomiary manualne). Podobnie, jak w latach poprzednich, w 28 roku obserwowano charakterystyczny czasowy przebieg średnich miesięcznych stężeń związków siarki: większe wartości wystąpiły w sezonie chłodnym a mniejsze w ciepłym (poza SO 4 w kwietniu), przy czym w chłodnych miesiącach stężenia siarki w postaci dwutlenku były na ogół większe niż w postaci siarczanów, zaś w ciepłym półroczu sytuacja była odwrotna (poza 2,5 2, sierpniem). Największe średnie miesięczne stężenie dwutlenku siarki S-SO2 obserwowano w miesiącach S-SO4 1,5 zimowych, a maksymalne w roku hydrologicznym (1,99 µgs/m 3 1, ) wystąpiło w grudniu i było dwukrotnie większe od µgs/m 3,5, XI'27 XII'27 I'28 II'28 III'28 IV'28 V'28 VI'28 VII'28 VIII'28 IX'28 X'28 XI'28 XII'28 Rys. 2.3. Średnie miesięczne stężenia S-SO 2 i S-SO 4 w powietrzu na Stacji KMŚ Puszcza Borecka maksymalnego stężenia miesięcznego z roku poprzedniego (notowanego w lutym). Grudzień 27 był jednym z chłodniejszych miesięcy w roku hydrologicznym 28 (choć średnia miesięczna temperatura nie spadła poniżej o C). Maksymalną w roku hydrologicznym wartość średniego miesięcznego stężenia siarczanów (1,77 µgs/m 3 ) zaobserwowano również w grudniu 27 roku; była to wartość ponad dwukrotnie większa od maksimum z poprzedniego roku, które miało miejsce w listopadzie 26. Jeśli jednak analizować sytuację w roku kalendarzowym, to największe średnie miesięczne wartości stężenia związków siarki odnotowano w styczniu 28 po 1,1 µgs/m 3. Amplituda średnich miesięcznych stężeń SO 2 była w roku hydrologicznym 28 wyniosła 1,8 µgs/m 3 i była ponad dwa razy większa niż rok wcześniej; również amplituda średnich miesięcznych stężeń SO 4 2- była ponad dwa razy większa niż rok wcześniej i wyniosła 1,44 µgs/m 3. Najmniejsze średnie miesięczne stężenie dwutlenku siarki wystąpiło w lipcu, a siarczanów w sierpniu. Poza sezonem grzewczym średnie miesięczne stężenia dwutlenku siarki i siarczanów nie przekraczały lub były bliskie,5 µgs/m 3, co jest rzadko spotykane w innych regionach kraju. W pomiarach stężenia dwutlenku siarki wykonywanych metodą pasywną we wszystkich miesiącach uzyskano wyniki poniżej progu wykrywalności tej metody. Wyniki pomiarów stężenia gazowego kwasu azotowego i azotanów w aerozolu (oznaczanych jako suma) zaprezentowano wraz z wynikami pomiarów stężenia dwutlenku azotu (rys. 2.4). Miesiącem, w którym zanotowano najwyższą w roku hydrologicznym średnią miesięczną wartość stężenia NO 2 był grudzień 27 (2,22 µgn/m 3 ). Była to wartość znacząco wyższa od maksymalnych zanotowanych rok wcześniej (1,37 µgn/m 3 w styczniu i lutym). 26

µg/m 3 2,5 2, 1,5 1,,5, N-NO2 N(HNO3+NO3) XI'27 XII'27 I'28 II'28 III'28 IV'28 V'28 VI'28 VII'28 VIII'28 IX'28 X'28 XI'28 XII'28 Rys. 2.4. Średnie miesięczne stężenia N-NO 2 i N-(HNO 3 +NO 3 ) w powietrzu na Stacji KMŚ Puszcza Borecka Niskie stężenia średnie miesięczne notowano w okresie letnim (nieznacznie powyżej,5 µgn/m 3 ), przy czym najmniejsze zaobserwowano w marcu. W stosunku do poprzedniego roku wzrosła zarówno wartość największa (grudzień 27) jak i najmniejsze (miesiące letnie); zwiększyła się blisko dwukrotnie amplituda średnich miesięcznych wartości stężenia (osiągnęła 1,7 µgn/m 3 ). Zwiększyło się także średnie stężenie w roku hydrologicznym. Tab. 2.3. Średnie miesięczne stężenia SO 2 i NO 2 uzyskane metodą pasywną w roku hydrologicznym 28 oraz charakterystyki statystyczne dla roku i wielolecia. Miesiąc SO 2 NO 2 µg/m 3 µg/m 3 XI'27 <,5 9 XII'27 <,5 15 I'28 <,5 11 II'28 <,5 9 III'28 <,5 4 IV'28 <,5 3 V'28 <,5 2 VI'28 <,5 2 VII'28 <,5 3 VIII'28 <,5 2 IX'28 <,5 2 X'28 <,5 7 Rok hydr. kompletność 1 1 średnia arytm. <,5 6 odch. stand. 4 max. <,5 15 min. <,5 2 Wielolecie 23-27 średnia arytm. 1 3 odch. stand. 1 3 max. 7 1 min. <,5 1 Wielolecie 23-28 średnia arytm. 1 4 odch. stand. 1 3 max. 7 15 min. <,5 1 W tabeli 2.3. przedstawiono wyniki pomiarów uzyskane metodą pasywną w roku hydrologicznym 28 wraz z charakterystykami statystycznymi dla roku i wielolecia. Na rys. 2.5 pokazano średnie miesięczne wartości stężenia NO 2 uzyskane metodą manualną i wyniki uzyskane po miesięcznej ekspozycji próbników pasywnych. [µg/m 3 ] Roczny przebieg stężeń dwutlenku azotu charakteryzował się występowaniem większych wartości w chłodnym półroczu a mniejszych w ciepłym; prawidłowość ta była bardziej widoczna w przypadku wyników uzyskanych metodą pasywną. We wszystkich miesiącach (poza majem i czerwcem oraz sierpniem i wrześniem) uzyskano większe wyniki metodą pasywną. Największe różnice miały miejsce w pierwszych miesiącach roku hydrologicznego i w październiku. Bardzo podobny obraz uzyskano rok wcześniej. W przypadku (HNO 3 +NO 3 ) wyższe stężenia występowały w miesiącach zimowowiosennych, a niższe w miesiącach letnich (rys. 2.4). Największe w stężenie średnie 16 14 12 1 8 6 4 2 XI'27 XII'27 I'28 II'28 III'28 IV'28 pomiary pasywne pomiary manualne Rys. 2.5. Przebieg wyników pomiarów stężenia N-NO 2 uzyskanych metodą manualną i metodą pasywną. V'28 VI'28 VII'28 VIII'28 IX'28 X'28 27

miesięczne w roku hydrologicznym zanotowano w październiku (1,9 µgn/m 3 ), a najmniejsze - w lipcu oraz w maju i czerwcu. Rozpatrując sytuację w roku kalendarzowym należy wskazać jako miesiąc o największych średnich wartościach stężeń związków azotu utlenionego listopad 28 (2,1 µgn/m 3 ). Amplituda średnich miesięcznych stężeń HNO 3 +NO 3 wyniosła w roku hydrologicznym 1,5 µgn/m 3, a w kalendarzowym 1,8 µgn/m 3 (ponad dwukrotnie więcej w stosunku do poprzedniego roku). Nie jest wykluczone, że decydująca rolę odegrały tu problemy z filtrami, na które pobierane były próbki zanieczyszczeń powietrza. Beztlenowe związki azotu oznaczane były na Stacji w postaci sumy amoniaku (gaz) i jonów amonowych (aerozol). Średnie roczne stężenie NH 3 +NH 4 wzrosło w stosunku do poprzedniego roku o 27%. Najwyższą w roku hydrologicznym wartość średnią miesięczną zanotowano w sierpniu (3,4 µgn/m 3 ) była ona większa od maksymalnej w poprzednim roku. Najniższą zaś wartość (,93 µgn/m 3 ) zaobserwowano w marcu. Ona również była większa od minimum z poprzedniego roku. Amplituda średnich miesięcznych stężeń osiągnęła w 28 roku hydrologicznym 2,1 µgn/m 3 i była niemal dwukrotnie większa niż rok wcześniej. µg/m 3 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, W przebiegu wartości średnich miesięcznych wartości stężenia beztlenowych związków azotu zaobserwowano w roku 28 wyraźny wzrost stężeń w drugiej połowie roku (rys. 2.6). Również na tę sytuację mogły mieć wpływ problemy z filtrami, na które pobierane były zanieczyszczenia. W poprzednich dwóch latach obserwowano zmiany sezonowe nieco zbliżone do Rys. 2.6. Średnie miesięczne stężenia N-(NH 3 +NH 4 ) w powietrzu na tych jakie obserwuje się w Stacji KMŚ Puszcza Borecka przypadku związków tlenowych na ogół większe wartości w chłodnej połowie roku niż w ciepłej; we wcześniejszych latach zmienność stężenia (NH 3 +NH 4 ) pomiędzy sezonem chłodnym i ciepłym była nieznaczna. W 28 roku obserwowano typową zmienność średnich miesięcznych stężeń ozonu przyziemnego: największe wartości wystąpiły w miesiącach wiosennych, a nieco niższe w miesiącach letnich. Jak wynika O 3 [µg/m 3 ] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 XI'27 XII'27 I'28 II'28 III'28 IV'28 V'28 VI'28 VII'28 VIII'28 IX'28 X'28 XI'28 XII'28 O3 CO2 XI'27 XII'27 I'28 II'28 III'28 IV'28 V'28 VI'28 VII'28 VIII'28 IX'28 X'28 XI'28 XII'28 Rys. 2.7. Średnie miesięczne stężenia O 3 i CO 2 w 28 roku 43 42 41 4 39 38 37 36 35 CO 2 [ppm] z danych pomiarowych przedstawionych na rys.2.7 najwyższą wartość średnią miesięczną obserwowano w marcu (73 µg/m 3 ), a latem w czerwcu (71 µg/m 3 ), podobnie jak w latach ubiegłych. Prawie w całym okresie wiosennoletnim stężenia ozonu były poniżej średnich wieloletnich o około 1%. Tylko czerwiec pod tym względem był równy przeciętnej wartości wieloletniej 28