- WAB Project

WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Pracownia Chemicznych
Zanieczyszczeń Morza
Instytut Oceanologii PAN
Projekt WAB
‘Wetlands, Algae and Biogas – a southern Baltic Sea Eutrophication
Counteract Project’ („ Mokradła(nieużytki), glony i biogaz –
przeciwdziałanie eutrofizacji południowego Bałtyku) (2010-2012)
South Baltic Programme (WTPB.02.01.00-92-005/09-00)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
• Nie ma jednej definicji terminu „eutrofizacja” (z greckiego eutrophos = odżywczy)
• Tłumaczy się, że jest to:
- proces,
- stan środowiska,
- dopływ substancji odżywczych
(ang. nutrients = biogeny, substancje biogeniczne),
- przeżyźnienie i jego niekorzystne skutki dla środowiska (HELCOM 2009)
 Podsumowując - „eutrofizacja” to cały szereg wzajemnie sprzężonych
procesów.
 Dlatego też trudno obserwatorowi tylko jednego miejsca i to przez krótki
okres czasu, odpowiedzieć na pytanie: „Co to jest eutrofizacja?”
 Dużo więcej wiadomo na temat jej przyczyn i objawów.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Najczęściej wymienia się tutaj:
 Dopływ biogenów - związków (jonów) zawierających
pierwiastki: azot (N), fosfor (P) lub krzem (Si);
 Wzrost stężenia tego pierwiastka biogenicznego,
którego jest najmniej (tzw. czynnika limitującego);
 Dopływ materii organicznej;
 Zmiany warunków hydrologiczno-klimatycznych.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Główne źródła substancji biogenicznych dla Bałtyku
Naturalne
Antropogeniczne
Obszarowe
Punktowe
Przemysł:
ścieki
Motoryzacja:
spalanie paliw
Gospodarka
komunalna:
ścieki
Rzeki i
inne cieki
wodne
Rolnictwo: nawozy
sztuczne i naturalne,
hodowla
Burze i opady
atmosferyczne
Powodzie - odpływ
powierzchniowy do
morza
Na podstawie: Igras & Pastuszak (2009)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Zawiesina wnoszona przez Wisłę do Zatoki Gdańskiej - powódź maj
2010 - zdjęcie satelitarne (Pracownia Teledetekcji Morza IO PAN)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Ogólnie skutki przeżyźnienia można opisać następująco:
 zwiększenie produkcji pierwotnej – nadmierny
rozwój fitoplanktonu;
 intensywne zakwity gatunków fitoplanktonu, które
mogą być toksyczne, np. sinic;
 nadmierny rozwój makroglonów
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
 Zwiększenie zmętnienia wody w wyniku obumierania
fitoplanktonu i makroglonów oraz sedymentacji (opadania)
produktów rozkładu;
 Początkowy rozwój, a następnie wymieranie gatunków
bentosowych, czyli organizmów żyjących na dnie morza;
 Wymieranie gatunków ryb poławianych przez człowieka, jak
np. dorsz - straty dla rybołówstwa;
 Obniżenie walorów rekreacyjnych i turystycznych morza.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Sinice (Cyanobacteria) z rodzaju Anabaena - powiększenie 400×
(fot. Pracownia Chemicznych Zanieczyszczeń Morza IO PAN)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Glony na plaży, Sopot 24.08.2005 (fot. Pracownia Chemicznych
Zanieczyszczeń Morza IO PAN)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Metody stosowane do szacowania stopnia eutrofizacji
można podzielić na:
 oparte na śledzeniu przyczyn eutrofizacji np. oznaczanie
stężenia lub proporcji biogenów w wodzie morskiej;
 oparte na śledzeniu skutków przeżyźnienia np.
chlorofilu a, stężenia O2,, zmętnienia, liczebności
gatunków bentosowych, liczebności ryb;
 modele matematyczne oparte o różne parametry.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
3
mg/m
0,01
0,10
1,00
10,00
50,00
Morze Bałtyckie - zdjęcie
satelitarne: koncentracja
chlorofilu a w
przypowierzchniowej
warstwie wody
(27.07.2006) na podstawie
danych MODIS AQUA i
algorytmu opracowanego
przez Pracownię
Teledetekcji Morza IOPAN
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
O ładunku substancji biogenicznych, doprowadzanym rzekami i przez
inne cieki wodne do Bałtyku decydują:
 wielkość zlewiska w danym kraju,
 liczba ludności (w Polsce mieszka 45% ludności
zlewiska Bałtyku),
 wielkość areału rolniczego (50% obszarów rolniczych
zlewiska Bałtyku znajduje się w Polsce)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
• ~ 99% wód odprowadzanych przez polskie rzeki wpada do Bałtyku,
• odpływ zmienia się w cyklu sezonowym i wieloletnim,
• Wisła - druga, a Odra - siódma co do wielkości rzeka w zlewisku
Morza Bałtyckiego,
• Odprowadzają one około 82% wody z terytorium Polski,
• Pozostałe - bezpośrednio lub przez Pregołę i Niemen- 17% wody,
• Powierzchnia zlewni Wisły - 54% terytorium kraju,
• Odpływ Wisły (1951-1998) 22 - 51 km3/rok, śr. 34 km3/rok.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Ujście Wisły (fot. J.Czarkowski)
10,0
150
7,5
100
5,0
50
2,5
związków biogenicznych do Bałtyku
uległ zmniejszeniu w ostatnich
0
5
0,25
0
0
dwudziestu latach, chociaż nadal
Nie
mc
y
0,50
Es
ton
ia
10
Lit
wa
0,75
Da
nia
15
£o
twa
1,00
Fin
lan
dia
20
Ro
sja
1,25
Szw
ecj
a
25
Po
lsk
a
kg/osobę/rok
0
Całkowity odpływ z wodami rzek
tys.ton/rok
200
kg/osobę/rok
tys.ton/rok
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Średnie roczne ładunki azotu (N) i fosforu (P) wprowadzone drogą wodną do
Bałtyku w latach 2001-2006
Na podstawie: HELCOM (2009)
stawia Polskę na pierwszym miejscu
wśród krajów nadbałtyckich, ale gdy
przeliczymy te ładunki na jednego
mieszkańca zlewiska,
to na ostatnim.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Kierunki przemieszczania substancji biogenicznych znajdujących się w
W GÓRĘ
glebie:
 Pobieranie przez rośliny
 Ulatnianie do atmosfery form gazowych azotu
(NH3 , N2 , N2O, NO, NO2)
 Odpływ powierzchniowy (N, P w formie
rozpuszczonej)
POZIOMY
 Odpływ podpowierzchniowy
W DÓŁ
 Odpływ drenarski
 Wymywanie
 Przesiąkanie do wód podziemnych
Na podstawie: Igras & Pastuszak (2009)
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Ważną rolę w zmniejszeniu
tys. ton
dopływu biogenów do
Bałtyku odgrywa
oczyszczanie ścieków, a
obszarowe punktowe naturalne
(głównie
(ścieki
tło
rolnicze) komunalne)
dopływ do wód gruntowych i
oczyszczalni ścieków
obszarowe punktowe naturalne
(głównie
(ścieki
tło
rolnicze) komunalne)
dopływ do wód otwartych
(rzeki, jeziora)
dopływ do Bałtyku
Rys. 2. Dopływ pierwiastków biogenicznych (azot - N, fosfor - P) pochodzących z różnych źródeł do
Bałtyku z terytorium Polski w 2007 roku
Na podstawie: Igras & Pastuszak (2009)
także retencja substancji
biogenicznych na dnie i
brzegach naturalnych cieków
i zbiorników wodnych
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Główne źródła N dla
40
35
Wisły to wody podziemne
30
%
25
i odpływ drenarski,
20
15
P – ścieki z terenów
10
5
zurbanizowanych, odpływ
e
de
z at pozyc
mo ja
sfer
y
zur teren
ban y
izo
wan
ero
zja
pow odpły
ierz w
chn
iow
y
od
dre pływ
nar
ski
ocz
ysz
ście czaln
ków ie
w
pod ody
ziem
ne
0
powierzchniowy i
niedoczyszczone ścieki z
Procentowy udział poszczególnych źródeł dopływu azotu (N) i fosforu (P) do Wisły (1996-2000)
Na podstawie: Igras & Pastuszak (2009)
oczyszczalni.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
 Przenoszenie biogenów (związków N) drogą atmosferyczną
Ważnym źródłem dla atmosfery jest:
- hodowla zwierząt,
- spalanie paliw
np. 1 kg benzyny (samochód osobowy) ~ 8,5 g tlenków N
(EEA, 2009).
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
Województwo pomorskie:
 ma słabsze gleby,
 należy do obszarów rolnictwa intensywnego,
 większe zużycie nawozów mineralnych N i P niż
w województwach o bardziej żyznych glebach,
 cieki wodne wpadające bezpośrednio do morza,
 wyższe potencjalne zagrożenie dla środowiska morskiego.
WAB, konferencja PODR 31.03.2011 r.
http://www.iopan.gda.pl/MarPoLab/