KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy...

13
140 WSTĘP Nadmierna eutrofizacja („przeżyźnienie”) wód powierzchniowych, a szcze- gólnie jezior jest jednym z ważniejszych problemów współczesnej hydrobio- logii. Za przyspieszenie eutrofizacji wód powierzchniowych odpowiedzialny jest człowiek, który poprzez swoją działalność wprowadza do wód znaczące ilości zanieczyszczeń organicznych i mineralnych, w tym azotu i fosforu. Wprowadzanie, zarówno z lądu jak i powietrza, nadmiernych ilości związ- ków biogennych (szczególnie fosforu i azotu) wiąże się m.in. z intensywną chemizacją rolnictwa, stosowaniem detergentów, odprowadzaniem ścieków bytowo-gospodarczych nie w pełni oczyszczonych oraz ścieków przemysło- wych, głównie przemysłu spożywczego. Nadmierna produkcja pierwotna fito- planktonu i fitobentosu wywołana eutrofizacją wód lenitycznych („stojących”) przyczynia się w konsekwencji do zachwiania równowagi biologicznej w akwe- nach co powoduje negatywne skutki. Następuje obniżenie jakości wód, ustę- powanie lub przegrupowanie jakościowo-ilościowe taksonów, hydrobiontów (organizmów wodnych), często drastyczne ograniczenie bioróżnorodności oraz niekorzystne zmiany zabarwienia i zapachu wody itp., łącznie z pojawieniem się toksyn (np. Kajak i inni 1979, Kabziński i Grabowska 2003). Silnie zeu- trofizowane jeziora, zbiorniki wodne i inne akweny zatracają własności użyt- kowe umożliwiające pełne wykorzystanie wody dla celów konsumpcyjnych, rekreacyjnych i rybackich (Piesik 1978). Jeziora, które powstały w Polsce około 12.000 lat temu, podlegają ciągłym naturalnym zmianom, niestety nie- korzystnie przyspieszanym przez człowieka. Prowadzi to do przyspieszenia naturalnego procesu „starzenia się” jezior. Akweny takie wypłycają się, zarastają roślinnością i ostatecznie ulegają zalą- dowieniu (stadium klimaksu). Niektórzy autorzy wskazują na fakt zanikania dużej liczby zbiorników wodnych przykładowo od czasów powstania jezior J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ... KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO PARKU NARODOWEGO NA PODSTAWIE EFEKTÓW ZASTOSOWANIA PREPARATÓW PAX I PIX W ZBIORNIKU ZAPOROWYM W GOŁUCHOWIE, ŚRODZIE WLKP. ORAZ NA JEZIORACH CZESKICH - MACHOVO I DUBICE Autorzy: prof. dr hab. Jerzy Mastyński Katedra Rybactwa Śródlądowego AR Poznań Piotr Sawczyn SASPOL Pniewy

Transcript of KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy...

Page 1: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

140

WSTĘP

Nadmierna eutrofizacja („przeżyźnienie”) wód powierzchniowych, a szcze-gólnie jezior jest jednym z ważniejszych problemów współczesnej hydrobio-logii. Za przyspieszenie eutrofizacji wód powierzchniowych odpowiedzialnyjest człowiek, który poprzez swoją działalność wprowadza do wód znacząceilości zanieczyszczeń organicznych i mineralnych, w tym azotu i fosforu.

Wprowadzanie, zarówno z lądu jak i powietrza, nadmiernych ilości związ-ków biogennych (szczególnie fosforu i azotu) wiąże się m.in. z intensywnąchemizacją rolnictwa, stosowaniem detergentów, odprowadzaniem ściekówbytowo-gospodarczych nie w pełni oczyszczonych oraz ścieków przemysło-wych, głównie przemysłu spożywczego. Nadmierna produkcja pierwotna fito-planktonu i fitobentosu wywołana eutrofizacją wód lenitycznych („stojących”)przyczynia się w konsekwencji do zachwiania równowagi biologicznej w akwe-nach co powoduje negatywne skutki. Następuje obniżenie jakości wód, ustę-powanie lub przegrupowanie jakościowo-ilościowe taksonów, hydrobiontów(organizmów wodnych), często drastyczne ograniczenie bioróżnorodności orazniekorzystne zmiany zabarwienia i zapachu wody itp., łącznie z pojawieniemsię toksyn (np. Kajak i inni 1979, Kabziński i Grabowska 2003). Silnie zeu-trofizowane jeziora, zbiorniki wodne i inne akweny zatracają własności użyt-kowe umożliwiające pełne wykorzystanie wody dla celów konsumpcyjnych,rekreacyjnych i rybackich (Piesik 1978). Jeziora, które powstały w Polsceokoło 12.000 lat temu, podlegają ciągłym naturalnym zmianom, niestety nie-korzystnie przyspieszanym przez człowieka.

Prowadzi to do przyspieszenia naturalnego procesu „starzenia się” jezior.Akweny takie wypłycają się, zarastają roślinnością i ostatecznie ulegają zalą-dowieniu (stadium klimaksu). Niektórzy autorzy wskazują na fakt zanikaniadużej liczby zbiorników wodnych przykładowo od czasów powstania jezior

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL-SKIEGO PARKU NARODOWEGO NA PODSTAWIE

EFEKTÓW ZASTOSOWANIA PREPARATÓW PAX I PIXW ZBIORNIKU ZAPOROWYM W GOŁUCHOWIE,

ŚRODZIE WLKP. ORAZNA JEZIORACH CZESKICH - MACHOVO I DUBICE

Autorzy: prof. dr hab. Jerzy MastyńskiKatedra Rybactwa Śródlądowego AR PoznańPiotr SawczynSASPOL Pniewy

Page 2: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

141

(ostatnie zlodowacenie bałtyckie) w Polsce zanikło 75% akwenów (Kalinow-ska 1961, Lossow 1996). Tylko w latach 90-tych zanikło w naszym kraju 12%powierzchni jezior (Choiński 1995). „Odmładzanie” jezior i walka ze „starze-niem się” akwenów wodnych stały się od lat 60-tych poważnym i trudnymproblemem ekologii wód. Zabiegi te określane mianem rekultywacji czy rewi-talizacji (Lossow 1980, Piesik 1992 a 1998) stosowane są w Polsce od lat 50-tych (Gołdyn 1996, Lossow 1980, 1998, Olszewski 1959, Mientki 1993, No-wak 1986). Na świecie i w Polsce podjęto z różnym skutkiem wiele próbrekultywacji jezior. Prowadzono je różnymi metodami technicznymi i biolo-gicznymi (Lossow 1980, 1996). Należy podkreślić, że rekultywacje jeziorzwiązane są z określonymi kosztami, są zabiegami sprawiającymi duże trud-ności i często nieprzynoszącymi długotrwałych efektów poprawy jakości wódi biocenozy (Lossow 1996).

Proponowane metody rekultywacji mają na celu poprawę jakości bioto-pu i rewitalizacji biocecenoz w środowisku jeziora, w tym ograniczenie zakwi-tów toksycznych sinic, zwiększenie bioróżnorodności, przekształcenie jako-ściowe i ilościowe ichtiofauny. Zabiegi te powinny przyczynić się do przywró-cenia funkcji kąpieliska, poprawienia warunków dla uprawiania sportów wod-nych oraz rozwoju wędkarstwa sportowego. Wykonanie zabiegów rewitalizacjijezior ponadto wymusza Dyrektywa Wodna 2000 UE (Dyrektywa 2000/60/WE), gdzie do roku 2015 akweny wodne również w Polsce mają być dopro-wadzone do stanu z okresu „niezaburzonego”.

Doświadczenia w tym zakresie przeprowadzono na wielu jeziorach.Wymienimy tutaj zbiornik zaporowy Gołuchów, zbiornik Środa oraz jezioraw Czechach - Machovo i Dubice, na których przeprowadzono aplikację koagu-lantów w latach 2004 i 2005.

DYSKUSJA - efekty zastosowania koagulantów

Zbiornik retencyjny Gołuchów

Zbiornik retencyjny Gołuchów jest małym, powierzchniowo nizinnymzbiornikiem położonym 17 km od Kalisza, na rzece Ciemnej, prawobrzeżnymdopływie rzeki Prosny, w dorzeczu Warty. Został zbudowany w 1970 rokuw celach rekreacyjnych (ośrodek wypoczynkowy, plaża) i wędkarskich. Przyrzędnej piętrzenia 109,00 m/n.p.m powierzchnia zbiornika wynosi 35.304 ha,pojemność całkowita 1407 mln m3 wody, średnia głębokość 2,71 m przy max.głębokości 4 m, długość zbiornika wynosi 2100 m, a średnia szerokość 150 m.Znany jest w literaturze naukowej ze względu na fakt, że w czasie całkowitegoodwodnienia stwierdzono bardzo wysoką ichtiomasę (Mastyński 1984). W dniu10.08.2004, po obniżeniu poziomu wody i zmniejszeniu powierzchni do

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 3: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

142

ok. 15 ha, wystąpiła na całej powierzchni przyducha objawiająca się masowympyszczkowaniem ryb. Temperatura powietrza wynosiła +30 °C, temperaturawody od 26,1 do 28 °C (tabela 1). Tlen rozpuszczony w wodzie osiągnąłkrytyczną wartość od 1,9 do 2,2 mg O2/dm3, przy obecności w warstwie przy-dennej siarkowodoru. Na całej powierzchni zbiornika utrzymywał się silnyzakwit sinic, a przeźroczystość wody mierzona krążkiem Secchiego wahała sięod 0,06 do 0,25 m, próba odłowienia ryb zakończyła się śnięciem w sadzach,co pozwoliło prognozować, że nastąpi totalne śnięcie ryb. W wyniku obniżeniapoziomu wody w zbiorniku nastąpiło odkrycie warstwy wody o składzie cha-rakterystycznym dla warunków anaerobowych, a więc takich, jakie występująw procesie fermentacji biomasy powstałej w poprzedzającym zakwicie wody.Niski odczyn wody wskazuje na deficyty związków azotu w wodzie (amonia-ku), o czym świadczy również dominacja sinic. Ogólnie, niskie pH wody,obecność siarkowodoru i niskie stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie stwo-rzyły środowisko zabójcze dla ichtiofauny. Obniżenie pH wody nastąpiłow wyniku przesycenia wody dwutlenkiem węgla i powstaniem kwasu węglo-wego H2CO3.

W tak krytycznie trudnych warunkach postanowiono zastosować koagulantyPIX-113 dozowane powierzchniowo i 30 cm pod powierzchnią (pierwsza dawka)oraz koagulant PAX-18 (druga dawka) dozowana 10 cm pod powierzchnią.

Tabela 1. Wyniki badań fizykochemicznych wody zbiornika Gołuchów.

Stan 1 - przy zaporze, stan 2 - przy plaży, stan - 3 za zakrętem

Metoda koagulacji fosforu jest zatem bardzo efektywna, umożliwia osią-gnięcie pożądanych efektów w bardzo krótkim czasie. Jest to metoda bez-pieczna dla życia biologicznego i stosunkowo najtańsza metoda umożliwiającaprzeciwdziałanie degradacji wód.

W wyniku rekultywacji uratowano 25508 kg ryb, czyli 722,6 kg z ha.

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 4: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

143

Zbiornik retencyjny Środa

Zbiornik zaporowy powstał 1973 roku przez spiętrzenie zaporą wód rzekiMoskawy, której zlewnia jest intensywnie użytkowana rolniczo. Zalana dolinanadała zbiornikowy kształt silnie wydłużony z kierunku północ-południe.Zbiornik wybudowano w celach rekreacynych (plaża miejska) i wędkarskich.Przejmuje on dopływy z łąk i pól ( rowy melioracyjne) oraz dopływ ze stawówrybnych w miejscowości Mączniki. Spływy te powodują szybką eutrofizacjęzbiornika. Powierzchnia całkowita wynosi 24,1 ha. Głębokość max. - 4 m,średnia - 2,5 m. długość max. - 3560 m, szerokość - 110 m. Konfiguracja dnajest zróżnicowana z uwagi na zalanie byłego koryta rzeki. Charakter dna:z brzegu twarde, na plaży piaszczyste, dno pokrywają osady denne od 20 cmdo 50 cm.

Przeźroczystość wody jest mała, w lecie występują silne zakwity fito-planktonu, woda intensywnie zielona, przeźroczystość maleje do 20 cm. Zbior-nik zeutrofizowany z uwagi na spływy nawozów ze zlewni rolniczej. Na zle-cenie Urzędu Miasta przeprowadzono rekultywację zbiornika i wykonano analizęwstępną wybranych wskaźników hydrochemicznych stosując ogólnie przyjętew tego rodzajach metody oznaczono wg tabeli nr 1. Poboru próbek dokonanodnia 07.05.2005 roku z powierzchniowej warstwy wody zbiornika. W załącze-niu wyniki.

Tabela 2 Wyniki badań fizykochemicznych wody w zbiorniku Środa przed rekultywacją

W wyniku podania 18 ton koagulantów PIX i PAX (przy dawce 15gPIX-u na m3 wody i 15g PAX-u na m3 wody) w dniach 08.06.2005 - 11.06.2005i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniuaplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli nr3).

Jak wykazały badania po tygodniu od momentu wykonania prac na zbior-niku wyniki wód poprawiły się wielokrotnie. Obecnie w miesiącu wrześniub.r. jest przygotowywana kolejna aplikacja zawierająca te same dawki koagu-

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 5: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

144

lantów. Wyniki będą znane pod koniec września. Obecnie na na zbiornikuśredzkim nie zaobserwowano żadnych oznak zakwitu sinicowego, zaś przej-rzystość wody poprawiła komfort ludzi korzystających z kąpieliska, co po-twierdziła analiza Sanepidu dopuszczającą wody do użytku (otwarte kąpieli-sko). Poprawiła się jakość stanu rybackiego zbiornika oraz warunki wegetacyj-ne roślinności zanurzonej.

Jezioro Machovo

Jezioro Machovo powstało w 1903 roku. W tym czasie był to wielkistaw (velky rybnik) niedostępny całkowicie żegludze i rozrywkom. Dopierow 1920 roku tzw. Rada Łaźni, odkupując od hrabiego Adolfa Wadlsteina zie-mię, postanowiła o zmianie użytkowania jeziora. Jezioro Machovo ma 268 hapowierzchni przy średniej głębokości 3,5 m. Nad brzegami jeziora znajdują sięliczne plaże i ośrodki wypoczynkowe. Po jeziorze kursują 3 statki turystyczne.Jezioro Machovo pełni bardzo rolę centrum wypoczynkowego przeznaczonegodla mieszkańców Pragi i innych turystów, w tym turystów z zagranicy.

W ubiegłym roku Zakład Higieny zamknął wszystkie plaże ze względuna to, że ilość sinic przekraczała 12 krotnie wszelkie dopuszczalne normy.

Ze względu na wprowadzoną Dyrektywę Wodną 2000UE (Dyrektywa2000/60/WE) firmy czeskie takie jak Kemwater ProChemie, ENKI oraz Za-kład Higieny, zdecydowały po konsultacjach, o wprowadzeniu koagulantuPAX-18 na jezioro Machovo w ilości 50g na m3. Zaproponowana dawka zo-stała rozprowadzona przez statek pływający oraz firmę SASPOL z Pniew,która użyła w tym celu platformy do precyzyjnego dawkowania koagulantu.Platforma ta rozprowadzała koagulant według mapy przygotowanej za pośred-nictwem systemu GPS. Posiada ona pompę do precyzyjnego podawania ko-agulantu na odpowiednią głębokość i w dawkach opracowanych przez na-ukowców.

Tabela 3 Wyniki badań fizykochemicznych wody w zbiorniku Środa po rekultywacji

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 6: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

145

Ze względu na to, iż metoda inaktywacji fosforu była po raz pierwszyzastosowana w Czechach, jak i na znaczenie jeziora Machovo dla turystyki, poprzeprowadzonej rekultywacji jezioro jest pod stałym nadzorem różnych służbzwiązanych z kontrolą jakości i higieną wód. Metoda ta wywołała też dużezainteresowanie mediów. Szczegółowe dane przedstawi pan Vladimir Klouček.

Jezioro Dubice

Jezioro Dubice znajdujące się w regionie Česka Lipa, wykorzystywane

jest głównie do celów turystycznych i wędkarskich. Wielkość jeziora to: 12 ha,o głębokości średniej 2,5m. Jezioro Dubice jest silnie zanieczyszczone spływa-mi z potoku Robečkiego. Brzegi jeziora są częściowo skanalizowane, ale ka-nalizacja wód opadowych jest doprowadzana do jeziora. Jezioro składa sięz dwóch części:

- pierwsza część (9 ha) - to część rybacka, o bardzo dużym zarybieniu,gdzie przeważa karp, leszcz i amur, w znacznie mniejszym zakresie wy-stępuje tutaj szczupak, sandacz, sum i węgorz. Prawie brak jest okonia.

- druga część jeziora jest przegrodzona sztuczną tamą i służy do celówkąpieliskowych.

Jezioro Dubice jest jeziorem przepływowym, bowiem dopływ o nazwieRobečki potok, który wprowadza do jeziora 57.000 m3 wody na miesiąc płyniedalej, aż do jeziora Piskovna. Daje to 6 krotną wymianę wody w ciągu roku.Jednak wody wprowadzone do jeziora ogólnospławną kanalizacją są zabru-dzone w jakiejś części ściekami komunalnymi, co daje w efekcie 14 krotneprzekroczenie norm przewidzianych dla wód jeziornych. Na jeziorze Dubicezgodnie z pozwoleniem wodnoprawnym dawkowano koagulant PAX-18w ilości 50 g/m3 wody.

Tabela 4 Wyniki badań fizykochemicznych wody w jeziorze Dubice przed rekultywacją.

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 7: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

146

Próby laboratoryjne wykazały wysoką skuteczność koagulantu PAX-25lub osobno podawanych koagulantów PIX-113 i PAX-18 w odpowiednio do-branych proporcjach. W wyniku konsultacji wydano zezwolenie na dawkowa-nie tylko koagulantu PAX-18. Dawkowanie rozpoczęto 11 lipca 2005r.i w trakcie pływania kontrolnego pobrano kolejny raz wodę do analizy. Wodaw jeziorze Dubice miała 2 rodzaje zabarwienia, od prawie granatowej do jasnozielonej (wyniki zostaną opublikowane po zakończonej analizie przez firmęENKI). Wiemy jednak, iż ze względów na ogromną ilość sinic, a także nabardzo duże dotlenienie oraz wysoką temperaturę po pierwszym dawkowaniuPAX-18, nastąpiła wprawdzie redukcja sinic, ale wyrażona w procentach niebyła satysfakcjonująca i kształtowała się w sposób następujący:

1. głębokość 0m - 500 0002. głębokość 1m - 314 0003. głębokość 2 m - 554 0004. głębokość 2,5m - 954 000

W badaniu przed aplikacją ilość sinic wynosiła 1800 000. Podczas ostat-niej analizy badane pod mikroskopem sinice zdają się być w gorszej kondycji,także prawdopodobnie ich ilość jeszcze się zmniejszy.

Przetlenie wód jeziora Dubice spowodowało bardzo dużą flotację, takżekłaczki powstałe po zastosowanej aplikacji utworzyły na powierzchni wolnoopadający kożuch. W celu przyspieszenia opadania zastosowano metodę desz-czowania oraz rozbijania kożucha śrubami pływającego katamaranu. Dało topozytywny efekt wymagający jednak zwiększonego nakładu pracy. Było to teżmało spektakularne, bowiem jakość wód optycznie wyglądała gorzej po daw-kowaniu, niż przed dawkowaniem. Nie osiągnięto też spodziewanych wyni-ków redukcji sinic, co było warunkiem koniecznym dopuszczenia kąpieliskado użytkowania. Jednak jakość wody poprawiła się poprzez zwiększenie prze-źroczystości z 47 cm przed aplikacją do 1,05 cm po aplikacji. Kondycja ich-tiofauny była lepsza przed aplikacją, niż po niej.

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Tabela 5 Wyniki badań fizykochemicznych wody w jeziorze Dubice po rekultywacji. Pobór wody 30 cm pod powierzchnią.

Page 8: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

147

Niniejszy artykuł prezentuje cztery różne jeziora, nie uwzględnia wyni-ków badań przeprowadzonych na innych akwenach, gdzie firma SASPOL byłatylko współwykonawcą prac związanych z rewitalizacją jezior. Naukowcy spie-rają się o różne metody inaktywacji fosforu. Jedna z metod polega m.in. nawytrącaniu z toni wodnej fosforu i jego inaktywacji (unieczynnieniu lub zablo-kowaniu) w osadach dennych, co zubaża dostępną w wodzie pule fosforu dlaroślin, w tym fitoplanktonu. W praktyce do wytrącania fosforu, jako koagulan-tu stosuje się sole żelaza, wapnia, a najczęściej jednak siarczan glinu. Możliwejest również wykorzystanie do tego zabiegu związków cyrkonu i lantanu, alezwiązane jest to ze zbyt wysokimi kosztami. Metodę inaktywacji stosuje sięrównież do ograniczania niekorzystnych zakwitów fitoplanktonu w akwenachwykorzystywanych jako ujęcia wody pitnej. Metoda wykorzystania soli żelazastosowana jest jako jedna z technik unieszkodliwiania toksycznych sinicw procesie uzdatniania wody. Dlatego też badania przeprowadzone na jezio-rach w Wielkopolskim Parku Narodowym przez Zakład Analizy Wody i Grun-tów UAM oraz firmę SASPOL z Pniew prowadzone były pod kątem zastoso-wania soli glinu, soli żelaza oraz mieszanki soli glinu i soli żelaza. W tym celuprzeprowadzono badania, które miały wskazać ilości żelaza w wodzie jeziora,zarówno w warstwie powierzchniowej jak i naddennej.

KONCEPJA REKULTYWACJI JEZIOR WITOBELSKIEGO

I ŁÓDZKO-DYMACZEWSKIEGO

Przed podjęciem działań rekultywacyjnych każdego zbiornika wodnego,niezbędne jest określenie istniejących i potencjalnych źródeł zanieczyszczeńoraz możliwości ich ograniczenia. Stąd już na początku lat 90-tych, przy opra-cowaniu Przewodnika Wędkarskiego wykonaliśmy pierwszą ekspertyzę naukowądotyczącą możliwości i uwarunkowań rekultywacji jezior Witobelskiegoi Łódzko-Dymaczewskiego. W opracowaniu wykorzystano dostępne materiałydotyczące zlewni jeziora, jego cech morfometrycznych i stanu troficznego.Stwierdzono wówczas aż dwunastokrotne przekroczenie tzw. krytycznych ładun-ków fosforu. Zwrócono również uwagę na wysokie zawartości fosforu przyprzeciętnych zawartościach azotu w wodach rzeki Samicy, w lewobrzeżnymdopływie Kanału Mosińskiego stanowiących lewobrzeżny dopływ rzeki Warty(a więc niski stosunek N:P), co sugerowało dopływ zanieczyszczeń pochodze-nia ściekowego.

W następnych latach wody badała firma SASPOL z Pniew. Złe wynikiwód potwierdziły również badania Zakładu Analizy Wody i Gruntów UAMw Poznaniu. Następnie w latach 2000-2003, badająca wody firma SASPOLstwierdziła wysoki stopień zanieczyszczenia dopływu, choć okresowo był onnierówny jakościowo, mimo wykrytych w nim wysokich zawartości związkóworganicznych i biogennych. Wiązaliśmy to z nierówno pracującą oczyszczalniąścieków w Stęszewie i dopływem nielegalnych zrzutów ścieków komunal-nych. Woda wskazywała z reguły wysokie wartości zanieczyszczeń - barwa,BZT5, chlorki, siarczany, azot, fosfor i wskaźniki mikrobiologiczne. Wszystkie

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 9: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

148

badane wskaźniki określały podatność jeziora na degradację jako „poza kate-gorią”. Wyliczone, na podstawie dostępnych danych, obciążenie roczne jeziorzwiązkami biogennymi (azot i fosfor) wykazywało wielokrotne przekroczeniatzw. ładunków niebezpiecznych, powodujących przyspieszoną eutrofizację.Z danych zebranych w latach 1993-2003 wynika, że jeziora Witobelskie orazŁódzko-Dynaczewskie są zbiornikami silnie zdegradowanymi, politroficzny-mi. Świadczą o tym wysokie zawartości substancji organicznych, chlorofilu„a”, suchej masy sestonu, fosforu i azotu, przy bardzo niskiej przeźroczystościwody. Świadczą o tym również ubytki tlenu, zwłaszcza w strefach przyden-nych obu jezior, co powoduje okresowe śnięcia ryb.

Dla wykazania różnic stanu czystości w latach 1993-2003 dane dotyczą-ce jakości wód zestawiono tabelarycznie.

Tabela 6 Zmiany podstawowych wskaźników fizykochemicznych wody jeziora Witobel w ciągu 7 lat

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 10: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

149

Tabela 7 Zmiany podstawowych wskaźników fizykochemicznych wody jeziora Łódzko - Dymaczewskiego w ciągu 7 lat

Objaśnienie: 1, 2, 3 określają kategorię czystości jeziorach

Analiza wody wykonana wiosną 2005 r. Przez Zakład Analizy Wodyi Gruntów UAM wskazuje pogłębiającą się degradację wód (analiza w załą-czeniu).

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 11: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

150

Tabela 8 Badania jezior Witobel i Łódzko-Dymaczewskiego, data poboru prób: 17.05.2005

OPIS JEZIOR

Jezioro Witobelskie

Powierzchnia - 105,8 ha, głębokość maks. - 5,4 m; średnia - 3,4 m.Przeźroczystość wody - występują wahania od 20 cm latem do 100 cm wiosną.Woda w jeziorze charakteryzuje się stałymi zakwitami sinic, brunatnic i zie-lenic. Zmienia barwę od brunatnej do intensywnie zielonej, często występujemasowy rozwój glonów nitkowatych, tworzących zwarte skupiska wzdłuż liniibrzegu. W zlewni dominują pola uprawne, wpływające niekorzystnie na żyznośćwód jeziora - silna eutrofizacja.

Jezioro Łódzko - Dymaczewskie

Powierzchnia - 139,7 ha. Głębokość maks. - 12 m; średnia - 4,5 m.Przeźroczystość wody od 20 cm latem do 100 cm wiosną i jesienią. W okresiewczesno-letnim w ostatnich latach obserwuje się masowy rozwój glonów,szczególnie zielenic. Woda w tym okresie ma barwę ciemnozieloną.

PROGRAM I PLAN REKULTYWACJI

Wszystkie omówione powyżej badania miały na celu identyfikację źródełzanieczyszczeń, a przede wszystkim oszacowanie obciążeń jeziora ładunkiembiogenów, a zwłaszcza fosforu, uważanego za główny czynnik eutrofizujący.W związku z powyższym proponuje się zastosowanie metody inaktywacjifosforu, jako metody samodzielnej. Celem tej metody jest zmniejszenie ilościfosforu w jeziorze, w wyniku jego usunięcia z toni wodnej (strącenie), i zaha-

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 12: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

151

mowanie uwalniania z osadów dennych (inaktywacja), w skutek zwiększeniaich zdolności sorbcyjnych. Do inaktywacji mogą być stosowane sole glinu,żelaza i wapnia. Wspólną cechą tych związków jest ich hydroliza i tworzenietrudnorozpuszczalnych wodorotlenków o wysokich zdolnościach sorbcyjnychw stosunku do fosforu. O wyborze koagulantu decyduje przede wszystkimjego zdolność do stabilizacji usuwanych zanieczyszczeń oraz pewność tworze-nia trwałych, trudnorozpuszczalnych kłaczków, podatnych na usuwanie z wody.Efektywność usuwania fosforanów z wody uzależniona jest od wielu czynni-ków, a zwłaszcza:

- stosunku metalu do fosforu,- odczynu wody,- potencjału oksydoredukcyjnego.

W rekultywacji jezior najczęściej stosowanymi koagulantami są związ-ki glinu (PAX-18). Wynika to z ich dużej skuteczności, nawet w przypadkuwystępującego odtleniania wód, a więc w silnie zeutrofizowanych zbiorni-kach wodnych. Jednak ze względu na niewielkie ilości żelaza w toni wod-nej zaproponowano metodę mieszaną, w której zastosowano osobno ko-agulanty PIX i PAX.

Przed rozpoczęciem rekultywacji tą metodą konieczne jest określeniedawki koagulantu niezbędnej, nie tylko do usunięcia fosforanów z wody, aleprzede wszystkim do zablokowania fosforu w osadach dennych. Biorąc poduwagę wykazaną jeszcze w 1996 roku wysoką zawartość fosforu w osadach,cechy morfometryczne i stopień zanieczyszczenia jezior oraz doświadczeniaz innych jezior rekultowywanych tą metodą, dawka ta powinna wynosić łącznieokoło 50 g/m3. Wynika z tego, że przewidywana ilość koagulantu o zawartości9% Al wyniesie jednorazowo: dla jeziora Witobelskiego 102 tony oraz 183tony dla jeziora Łódzko-Dymaczewskiego, przy metodzie mieszanej i utrzy-maniu dawki 50 g/m3 wyniesie to odpowiednio 68 ton na jezioro Witobelskiei 122 tony na jezioro Dymaczewskie koagulantu PIX plus wykazana powyżejdawka PAX-u, tj. 102 tony na jeziorze Witobel i 183 tony na jezioro Łódzko-Dymaczewskie.

Z uwagi na uwarunkowania ekologiczne występujące w tak silnie zeutro-fizowanych zbiornikach zabieg inaktywacji należy przeprowadzić stopniowo,w trzech następujących po sobie okresach:

• jesienią - wczesną wiosną - jesienią• jesienią - wczesną wiosną - wczesną wiosną

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...

Page 13: KONCEPCJA REKULTYWACJI JEZIOR WIELKOPOL- SKIEGO … 12.pdf · i przeprowadzeniu powtórnej analizy po okresie 1 tygodnia po zakończeniu aplikacji uzyskano wyniki (ujęte w tabeli

152

Podsumowanie

Rekultywacja zbiorników i jezior w Polsce metodą inaktywacji fosforustopniowo wdrażana jest do praktyki. Przedstawione w niniejszym opracowa-niu wyniki są bardzo obiecujące i wskazują na skuteczność tej metody, zarów-no pod względem ekonomicznym, jak i praktycznym. Szczegółowego znacze-nia dla ochrony środowiska nabiera możliwość zahamowania procesu eutrofi-zacji w najcenniejszych jeziorach położonych na terenie parków narodowych.

Poza tym aspektem niezwykle ważnym z punktu widzenia społecznościlokalnej jest szybkie przywrócenie możliwości wykorzystania rekreacyjnego(kąpieliska i sporty wodne, wędkarstwo). Ponadto zastosowanie koagulantupowoduje wielokrotne obniżenie ilości fosforu ogólnego w wodzie, główniew wyniku redukcji fosforu mineralnego. Największą redukcję w koncentracjifosforanów stwierdza się w wodach epi-limnionu, w hypolimnionie obniżeniestężenia fosforu mineralnego jest co prawda niewielkie lecz następuje wyraźnezahamowanie uwalniania fosforanów z osadów dennych.

W wodach stwierdza się istotne zmniejszenie zawartości materii orga-nicznej, zwłaszcza łatwo rozkładalnej. Wyraźnie zmniejsza się ilość chlorofilu„a”, poprawia się również widzialność krążka Secchiego. Nie pogorszają sięwarunki zarówno dla życia ryb, jak i rozwoju i bytowania makrozoobentosu.

Literatura:

Kajak i in. 1979.Kabziński i Grabowska 2003.Piesik 1978.Kalinowska 1961.Lossow 1996.Choiński 1995.Lossow 1980.Piesik 1992a, 1998.Gołdyn 1996.Lossow 1980, 1998.Olszewski 1959.Mientki 1993.Nowak 1986.Mastyński 1984.

J. Mastyński, P. Sawczyn Koncepcja rekultywacji jezior Wielkopolskiego Parku ...