STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA PODSTAWIE BADAŃ

STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA PODSTAWIE BADAŃ

INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA
WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA
W BYDGOSZCZY
STAN CZYSTOŚCI JEZIORA GŁĘBOCZEK NA
PODSTAWIE BADAŃ MONITORINGOWYCH WIOŚ
opracował: mgr Dawid Szatten
BYDGOSZCZ 2008
SPIS TREŚCI
1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA JEZIORA GŁĘBOCZEK
2. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2008 ROKU
JAKOŚĆ WÓD
STAN EKOLOGICZNY WÓD
3. ZMIANY JAKOŚCI BADANYCH ELEMENTÓW
4. WNIOSKI
5. LITERATURA
2
1. CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKOWA JEZIORA GŁĘBOCZEK
Jezioro Głęboczek zlokalizowane jest w północnej części województwa
kujawsko- pomorskiego na terenie miejskiej gminy Tuchola. Według podziału
fizyczno- geograficznego Kondrackiego (2002) obszar ten wchodzi w skład
mezoregionu Pojezierze Krajeńskie (314.69) oraz makroregionu Pojezierze
Południowopomorskie.
Rzeźba
zlewni
bezpośredniej
jeziora,
którą
stanowi
polodowcowe
zagłębienie terenu, została silnie przekształcona antropogenicznie. Zlewnia
całkowita pokrywa się zasięgiem ze zlewnią bezpośrednią jeziora i wynosi 0,52
km2.
Jezioro posiada powierzchnię 17,4 ha, a ze względu na połoŜenie w
granicach miasta stanowi główny akwen miejski wykorzystywany do celów
rekreacji. Głębokość maksymalna wynosi 5,5 m, średnia natomiast 3 m.
Ryc. 1. Plan batymetryczny jeziora Głęboczek z zaznaczeniem lokalizacji punktu pomiarowego
Jest to zbiornik okresowo bezodpływowy, z którego wypływa ciek –
Hozjanna, prowadzący wody jedynie przy wysokich stanach wód. Jezioro zasilane
jest wodami pochodzącymi z opadów atmosferycznych oraz z pierwszego
(czwartorzędowego) poziomu wodonośnego.
3
JEZIORO GŁĘBOCZEK
woj. KUJAWSKO-POMORSKIE pow.
gm.
Tucholski
szerokość geograficzna:
dlugość geograficzna:
53°35'5"
dorzecze:
HOZJANNA – BRDA - WISŁA
Tuchola
17°52'7"
POWIERZCHNIA (P):
zwierciadła wody:
wysp:
17,4 ha
- ha
GŁĘBOKOŚĆ (G):
maksymalna:
średnia:
5,0 m
3,0 m
względna
wsk.głęb.:
0,01
0,60
OBJĘTOŚĆ (V):
522,0 tys.m3
Długość maksymalna (D):
Szerokość maksymalna (S):
700 m
340 m
Długość efektywna:
Szerokość efektywna:
-m
-m
wydłuŜenie (D/S):
Średnia szerokość (P/D):
2,1
-m
LINIA BRZEGOWA (L):
misy jeziora:
wysp:
ogółem:
1860 m
-m
1860 m
wsp.rozwoju linii brzegowej:
wsp. L/P
1,26
107 m/ha
ROŚLINNOŚĆ WODNA:
WYNURZONA:
ZANURZONA:
powierzchnia:
powierzchnia:
- ha
-ha
% pow. zw. wody:
% pow. zw. wody:
-%
-%
% dług. linii brzeg.:
Nr
ewid.
jez.:
-%
POWIERZCHNIE I OBJĘTOŚCI BATYMETRYCZNE
powierzchnia
objętość warstwy
izobata
między izobatami
określona izobatą
pasa między izobatami
m
ha
ha
%
tys. m2
%
0,0
17,4
1,0
16,2
2,5
14,5
5,0
10,9
7,5
3,6
10,0
1,1
1,2
6,9
155,6
24,0
1,7
9,8
129,4
26,8
3,6
20,7
111,2
23,1
7,3
42,0
84,5
17,5
2,5
14,4
31,0
6,4
1,1
6,3
10,3
2,1
12,5
15,0
20,0
25,0
30,0
opracował:
sondował:
ilość sondowań na 100 ha:
data pomiarów:
wrzesień 1986 r.
INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ oddział w Słupsku
4
Tab. 1. Struktura uŜytkowania gruntów zlewni bezpośredniej jeziora Głęboczek
wyszczególnienie
grunty orne
inne
OGÓŁEM
km2
0,41
0,11
0,52
%
77,9
22,1
100,0
Ryc. 2. Zlewnia całkowita (bezpośrednia) jeziora Głęboczek na tle uŜytkowania terenu
5
2. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD JEZIORA GŁĘBOCZEK W 2008 r.
Warunki termiczno-tlenowe misy jeziora Głęboczek uzaleŜnione są w
duŜym stopniu od warunków atmosferycznych poprzedzających badania. Podczas
wiosennej serii pomiarowej temperatura wody w całym pionie oscylowała w
granicach od 6,3ºC w warstwie powierzchniowej do 5,7ºC w warstwie naddennej.
RównieŜ wartości rozpuszczonego w wodzie tlenu w całym słupie wody oscylowały
w zbliŜonych granicach (15,2 – 15,4 mgO2/l).
0
5
10
15
20
25
0.0
1.0
[m]
2.0
3.0
01.04.2008 temperatura [st.C]
30.07.2008 temperatura [st.C]
4.0
01.04.2008 tlen [mgO2/l]
30.07.2008 tlen [mgO2/l]
5.0
Ryc. 3. Profile termiczno-tlenowe wód jeziora Głęboczek w 2008 roku
Podczas letniej serii pomiarowej wykształciła się niepełna stratyfikacja
termiczno-tlenowa.
Temperatura
powierzchniowych
warstw
wody
wynosiła
23,4ºC, aby przy dnie zmaleć do poziomu 19,0ºC. W warstwie naddennej nastąpiło
odtlenienie wód na poziomie 0,3-0,2 mgO2/l.
Zawartość związków organicznych prezentowana była za pomocą dwóch
wskaźników: BZT5 oraz ChZT-Cr. Wiosną wartości pierwszego z nich wynosiły 4,3
mgO2/l, aby zmaleć latem do korzystnego poziomu 2,8 mgO2/l. Gorzej
prezentowały się wartości drugiego ze wskaźników określających obciąŜenie
6
substancją organiczną wód jeziora – ChZT-Cr. Wiosną jego wartość wynosiła 42,8
mgO2/l, by wzrosnąć pod koniec okresu wegetacyjnego do poziomu 68,4 mgO2/l.
Związki biogenne (fosfor i azot) uwaŜane są za podstawowy element
przyczyniający się do wzrostu trofii wód w jeziorach.
StęŜenie fosforu ogólnego w powierzchniowej warstwie wód wynosiło 0,07
mgP/l (wiosną) oraz 0,08 mgP/l (latem). Są to wartości na zadowalającym
poziomie. Mniej korzystne stęŜenia przyjmują ortofosforany badane latem w
warstwie naddennej (0,06 mgP/l).
Azot ogólny w 2008 roku przyjmował niekorzystne wartości wiosną (2,63
mgN/l), aby lekko zmaleć do poziomu 1,84 mgN/l podczas drugiej serii badań.
StęŜenia azotu amonowego w warstwie przydennej wynoszą 0,16 mgN/l.
Wartości konduktywności elektrolitycznej wody oscylowały w granicach od
395 uS/cm (wiosna) do 401-413 uS/cm (lato). Stosunkowo niewielkie wartości
tego wskaźnika wskazują na niską zawartość rozpuszczonych soli mineralnych w
wodach badanego jeziora.
Podczas wiosennej serii badań w 1 litrze wody występowało niespełna 11 mln
osobników fitoplanktonowych z czterech głównych grup taksonomicznych. W
składzie gatunkowym dominowały sinice (Cyanoprokaryota) z rodzaju Oscillatoria
(ponad 77% całej liczebności fitoplanktonu). Biomasa fitoplanktonu wynosiła 6,33
mg/l. Wiosną odnotowano wartość chlorofilu „a” na poziomie 38,0 u/l. Latem
wartości chlorofilu „a” zmalały do 24,6 u/l. Zmniejszyła się równieŜ liczebność
organizmów fitoplanktonowych w 1 litrze wody – 9 mln osobników. W składzie
taksonomicznym
występowało
5
głównych
grup,
z
czego
dominującą
liczebnościowo (83%) stanowiły Chlorophyta. W stosunku z okresem wiosennym
wzrosła biomasa fitoplanktonu (20,76 mg/l) dzięki występowaniu w składzie –
Ceratium hirundinella (Dinophyceae).
7
Wartości miana Coli typu kałowego (0,04) podczas II serii pomiarowej
wskazują na pogorszenie się stanu sanitarnego. NaleŜy zwrócić uwagę na
gospodarkę wodno-ściekową w zlewni badanego zbiornika.
Według projektu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie
sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych art. 38 a
ust. 3 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. – Prawo wodne (Dz. U. z 2005 r. Nr 239, poz.
2019, z późn. zm.) moŜna przeprowadzić niepełną ocenę stanu ekologicznego
jeziora
Głęboczek
zgodnej
z
wymogami
Ramowej
Dyrektywy
Wodnej
2000/60/WE określanej na podstawie elementów biologicznych (podstawowych)
oraz
elementów
hydromorfologicznych
i
fizyczno-chemicznych
(wspomagających).
Pierwszym elementem biologicznym uwzględnianym w ocenie jest chlorofil
„a”, który przyjmując wartość 31,3 u/l klasyfikuje wody jeziora Głęboczek do
słabej - IV klasy jakości wód.
Drugim elementem składającym się na ocenę stanu biologicznego jest
Makrofitowy Indeks Stanu Ekologicznego (ESMI). Podczas badań makrofitów na
jeziorze odnotowano sześć gatunków roślinności. Najpospolitszym gatunkiem była
trzcina pospolita (Phragmites australis) stwierdzona na wszystkich transektach
badawczych i zajmująca 65% powierzchni litoralu. Mniej pospolitszym gatunkiem
była pałka wąskolistna (Typha angustifolia) zajmująca około 13% powierzchni
litoralu. Dwa gatunki: wywłócznik kłosowy (Myriophyllum spicatum) oraz rogatek
sztywny (Ceratophyllum demersum) zajmowały po 8% litoralu. Pozostałymi
gatunkami makrofitów stwierdzonych na badanym jeziorze były: tatarak
zwyczajny (Acorus calamus) oraz grąŜel Ŝółty (Nuphar lutea) stanowiące razem
ponad 3% powierzchni litoralu. Średnia głębokość występowania roślinności na
tym stosunkowo płytkim akwenie wyniosła 1,6 m. Średnie pokrycie dna
roślinnością wyniosło 72%. Daje to powierzchnię fitolitoralu na poziomie 1,7 ha
(jedynie
9,8%
powierzchni
jeziora).
Wynika
to
z
ukształtowania
8
morfometrycznego misy jeziornej – występowania wąskiego litoralu. Wartość
wskaźnika ESMI wynosi 0,379, klasyfikując wody jeziora Głęboczek do II klasy
jakości wód.
Ostateczna ocena stanu biologicznego wód jeziora Głęboczek wskazuje na
IV klasę jakości, ze względu na słabą wartość chlorofilu „a” spowodowaną wysoką
produkcją pierwotną wód.
Elementy fizykochemiczne wspomagające ocenę stanu ekologicznego
przyjmują następujące wartości:
- przeźroczystość wód mierzona za pomocą krąŜka Secchiego: 0,6 m (poniŜej
stanu dobrego jakości wód),
- przewodność (konduktancja): 250 uS/cm (powyŜej stanu dobrego jakości wód),
- azot ogólny: 2,24 mgN/l (poniŜej stanu dobrego jakości wód),
- fosfor ogólny: 0,075 (powyŜej stanu dobrego jakości wód).
Końcowa ocena stanu ekologicznego wód jeziora Głęboczek klasyfikuje
wody do słabej – IV klasy jakości.
3. ZMIANY JAKOŚCI BADANYCH ELEMENTÓW
Monitoring jakości wód jeziora Głęboczek prowadzony jest od 1994 roku.
Seria wyników z 10 sezonów badawczych umoŜliwia określenie istniejących
tendencji.
Warunki termiczno-tlenowe, jak juŜ wspomniano, uzaleŜnione są silnie od
warunków atmosferycznych. Krzywe termiczno-tlenowe w poszczególnych latach
wykazują dwa odmienne przebiegi (ryc. 4.):
a) nie zaburzony warunkami atmosferycznymi (lata 1994 - 95, 2002 - 06, 2008),
w których wykształca się pełna (epi-, meta-, hypolimnion) lub niepełna
stratyfikacja termiczno-tlenowa (epi-, metalimnion),
9
b) zaburzony warunkami atmosferycznymi (lata 1999, 2007), w których nie
wykształca się prawidłowy układ warstw, a temperatura wody oraz stęŜenie tlenu
jest prawie jednakowe w całej objętości toni wodnej jeziora.
Ryc. 4. Przebieg krzywych termiczno-tlenowych podczas badań letnich (lata 1994-2008)
MoŜna równieŜ stwierdzić, Ŝe warstwy przydenne podczas wykształconej
stratyfikacji ulegają znacznemu odtlenieniu.
Po przeprowadzeniu w 2001 roku zabiegu rekultywacji za pomocą 15 ton
koagulantu PAX znacząco obniŜyły się stęŜenia fosforu w toni wodnej. Przed
rokiem 2001 stęŜenia fosforu ogólnego oscylowały w granicach od 0,08 mgP/l
(lato 1995 roku) do 0,30 mgP/l (lato 1999 roku). Po zabiegu stęŜenia znacząco
zmalały do poziomu poniŜej 0,10 mgP/l.
Ryc. 5. StęŜenie fosforu ogólnego w wodach jeziora Głęboczek (lata 1994-2008)
Linie trendu (ryc. 5.) wskazują na jednoznaczne obniŜanie się stęŜeń
fosforu ogólnego zarówno w seriach wiosennych jak i letnich.
10
Drugi elementem odpowiedzialnym za wielkość trofii jezior jest azot i jego
związki. StęŜenia azotu ogólnego w wodach monitorowanego jeziora oscylują w
zbliŜonych granicach w całym okresie badawczym. Poprowadzone na rycinie 6 linie
trendu ukazują minimalny spadek jego koncentracji w wodach w obu okresach
badawczych.
Ryc. 6. StęŜenie azotu ogólnego w wodach jeziora Głęboczek (lata 1994-2008)
Do przeprowadzenia w 2001 roku zabiegu rewitalizacji wód jeziora
Głęboczek, biogenem limitującym wielkość produkcji pierwotnej był azot.
Ryc. 7. Stosunek Pog do Nog w wodach jeziora Głęboczek (lata 1994-2008)
11
Średnia wartość stosunku Pog:Nog w tym okresie wynosiła poniŜej 1:10. Po
znaczącym zmniejszeniu zawartości związków fosforu (porzez związanie go za
pomocą koagulantu w osadach dennych), stosunek Pog:Nog wzrósł niemal
dwukrotnie (ryc. 7) powodując, iŜ głównym pierwiastkiem odpowiedzialnym za
trofię jeziora stał się fosfor. Stosunek Pog:Nog oscyluje w graniach od około
1:20 do 1:30.
ObciąŜenie wód substancję organiczną prezentowane jest za pomocą
dwóch wskaźników: BZT5 i ChZT-Cr. Wartości BZT5 do badań monitoringowych w
2002 roku (rok po rewitalizacji) wynosiły powyŜej 4,5 mgO2/l. Od 2003 roku
poziom BZT5 utrzymuje się stale na poziomie około 3,0 mgO2/l. Nieco inaczej
prezentują się stęŜenia drugiego wskaźnika: ChZT-Cr. Do 2002 roku osiąga on
wartości powyŜej 45,0 mgO2/l, przez kolejne dwa lata jego stęŜenia ulegają
zmniejszeniu, by od badań 2006 roku ponownie wrócić do poprzedniego poziomu.
Związanie w osadach znacznej ilości fosforu wiąŜe się z ograniczeniem
produktywności wód jeziora, co przedstawia rycinia 7.
Ryc. 8. StęŜenie chlorofilu „a” w wodach jeziora Głęboczek (lata 1994-2008)
Przeźroczystość wód jeziora Głęboczek oscyluje w granicach od 0,4 m
podczas wiosennych pomiarów w 1999 roku do 1,2 m podczas letniej serii w 2004
12
roku.
Linie
trendu
prezentowane
na
rycinie
8
wykazują
prawidłowość
nieznacznego zwiększania się przeźroczystości wód jeziora w okresie wiosennym.
Ryc. 9. Widzialność krąŜka Secchiego w jeziorze Głęboczek (lata 1994-2008)
Latem sytuacja ulega pogorszeniu. Widzialność krąŜka Secchiego do 2005
roku osiągała wartość około 0,9 m. Podczas ostatnich czterech serii badawczych
wartości te ulegają znacznemu pogorszeniu.
4. WNIOSKI
Jezioro Głęboczek jest zbiornikiem wodnym podlegającym silnym wpływom
antropopresji poprzez swoje połoŜenie w granicach administracyjnych miasta.
Objawia się to poprzez:
- uŜytkowanie rekreacyjne (kąpielisko, akwen słuŜący sportom wodnym oraz
wędkowaniu) ,
- rolniczo-miejskie zagospodarowanie zlewni jeziora (szczególnie niebezpieczne
dla
dostawy
materii
mineralnej
jest
prowadzenie
upraw
na
zboczach
bezpośrednio przy jeziorze),
- incydentalne wzrosty ilości bakterii Coli typu kałowego.
13
Spośród
wskaźników
badanych
w
2008
roku
najmniej
korzystnie
przedstawiają się stęŜenia związków azotu (szczególnie azotu ogólnego) oraz
wartości związków organicznych (ChZT-Cr).
MoŜna zauwaŜyć stałe trendy polepszenia się jakości wód jeziora.
Zdecydowany spadek (z wartościami poprzedzającymi zabieg rekultywacji)
osiągają stęŜenia fosforu ogólnego. Zmniejszenie wartości odnotowane jest
równieŜ
w
przypadku
wskaźników
organicznych:
BZT5
oraz
elementów
biologicznych (chlorofil „a”). Ulegającym stałej poprawie, jednak w mniejszym
stopniu niŜ w/w wskaźniki, jest stęŜenie azotu ogólnego w wodach jeziora.
Ogólnie moŜna stwierdzić, Ŝe jezioro Głęboczek ulega powolnej, ale
systematycznej poprawie. Z uwagi na zmianę zasad klasyfikacji jakości wód
powierzchniowych, końcowa ocena uzyskana na podstawie ostatniej serii
pomiarowej, nie moŜe być porównywana z wcześniejszymi ocenami.
5. LITERATURA
Dane Instytutu Rybactwa Śródlądowego (IRŚ) w Olsztynie, 1962, Karta i plan batymetryczny
jeziora Głęboczek
Goszczyński J., 1999, Stan czystości jeziora Głęboczek, Inspekcja Ochrony Środowiska,
Bydgoszcz
Goszczyński J., 2003, Ocena stanu czystości jeziora Głęboczek na podstawie badań WIOŚ
Bydgoszcz w 2002 roku, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz
Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
Makarewicz J., 2004, Stan czystości jeziora Głęboczek w 2004 roku, Inspekcja Ochrony
Środowiska, Bydgoszcz
Ocena zasobów jezior województwa bydgoskiego cz.III – katalog jezior, zlewnie rzek od Drwęcy
do Gwdy i Brdy, 1990, Burtymowicz K. i inni, IMGW, Słupsk
Rekultywacja jeziora Głęboczek metodą inaktywacji fosforu, 2002, Gawrońska H. i inni,
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn
Szatten D., 2007, Stan czystości jeziora Głęboczek na podstawie badań monitoringowych w 2006
roku, Inspekcja Ochrony Środowiska, Bydgoszcz
14