|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.7.2. Poprawność wykonanych analiz chemicznych
Ocenę poprawności wykonanych analiz chemicznych wody przeprowadzono według normy PN-89/C-04638/01,02,03, poprzez określenie zgodności sumy równoważników kationów (SrK) z sumą równoważników anionów (SrA) i wyliczenie względnego błędu w analizie. Suma jonów w badanej wodzie mieściła się w zakresie od 5 do 15 mval/dm3, zatem dopuszczalny błąd względny analizy może wynosić ± 5%.
Rys. 63. Błąd względny analiz chemicznych wód Czarnej Hańczy (Ujście, 2010)
Analizy wody z punktu Sobolewo na rzece Czarna Hańcza wykonano w laboratorium Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska Delegatura w Suwałkach i tam też obliczono bilans jonowy w wykonanych oznaczeniach. W przypadku analiz wody pobranej z punktu Ujście na rzece Czarna Hańcza kontrola bilansu jonowego z miesięcy od listopada 2009 r. do października 2010 r. wykazała, że analizy wykonano prawidłowo – błąd mieścił się w zakresie od 3,34% do 4,80% (Rys. 63).
4.7.3. Chemizm wód Czarnej Hańczy
Badania chemizmu wód rzeki Czarnej Hańczy w punktach kontrolno-pomiarowych Sobolewo i Ujście wykazały, podobnie jak w latach poprzednich, że część badanych parametrów miała stężenia wyższe na Ujściu niż w Sobolewie. W Sobolewie, w stosunku do Ujścia, zanotowano wyższe wartości tlenu, wodorowęglanów, tlenu rozpuszczonego, temperatury, BZT5 i magnezu. Natomiast na ujściu Czarnej Hańczy do Wigier wystąpiły wyższe stężenia azotu azotanowego, wapnia, sodu, potasu i przewodności elektrolitycznej. Wartości pH, siarki siarczanowej, chlorków, fosforu ogólnego i azotu amonowego na obu stanowiskach osiągnęły porównywalne wielkości (Tab. 50). Podstawowym parametrem świadczącym o mineralnym zanieczyszczeniu wody jest przewodność elektrolityczna. Wielkość przewodności jest skorelowana z wysokością przepływów rzecznych, i jest to funkcja odwrotnie proporcjonalna. Wysokie stany wód będą rozcieńczały wody rzeczne, niskie zaś zwiększały stężenia (Allan, 1998). Wody rzeczne wykazują wahające się stany zawartości elektrolitów, których wielkość w okresie zasilania powierzchniowego obniża się, a w czasie okresów suchych zwiększa się w wyniku dopływu wód gruntowych (Starmach i in. 1978). Wysokie przepływy na Czarnej Hańczy, występujące przede wszystkim w miesiącu marcu (roztopowe) i maju, spowodowały znaczne obniżenie wartości przewodności elektrolitycznej (odpowiednio do 36,7 mS/m i 41,1 mS/m). Natomiast w lutym i w lipcu obserwowano zjawisko odwrotne - przy niskich stanach wody wystąpiły najwyższe wartości przewodnictwa elektrolitycznego (odpowiednio 57,1 mS/m i 54,0 mS/m). Podczas wezbrań obserwuje się spadek stężenia wapnia, magnezu, sodu, wodorowęglanów, siarczanów i chlorków oraz wzrost stężeń potasu, amonu i ortofosforanów (Żelazny i in. 2005). Zmiany przewodnictwa wody występują w ścisłej korelacji ze zmianami stężeń chlorków, siarczanów, czy ogólnie związków mineralnych (Kowal, Leszczyńska 1984). W przypadku chlorków i siarczanów rejestrowano spadek stężeń tych jonów w wodach Czarnej Hańczy przy wyższych stanach wód. Tendencję odwrotną zaobserwowano w przypadku fosforu, którego stężenie w maju osiągnęło wartość 0,329 mg P/dm3 (w lutym przy niżówce stężenie fosforu wynosiło 0,060 mg P/dm3). Skład chemiczny wód rzecznych zmienia się w ciągu roku w zależności od miejsca i pory roku, ilości dopływających zanieczyszczeń, czy wielkości opadów atmosferycznych. Zarówno w przypadku azotu azotanowego jak i azotu amonowego częstym zjawiskiem w rzekach jest występowanie małych wartości tej formy azotu w sezonie wegetacyjnym i wzrost jego stężenia w ciągu zimy. Według Dojlidy (1995) taki układ może być zakłócony przez dopływ ścieków. Elementem zakłócającym naturalne przemiany geochemiczne w całym systemie mogły być ścieki odprowadzane do rzeki z oczyszczalni w Suwałkach (Zdanowski, Hutorowicz 1997). Wzrost stężenia azotu amonowego na obu stanowiskach (Rys. 64) był obserwowany zimą, natomiast latem ich zawartość znacznie malała. Zjawisko to było naturalnie związane z ograniczeniem przyswajania go przez organizmy. W Sobolewie w miesiącu maju wystąpiła po raz drugi wysoka koncentracja azotu amonowego, który mógł znaleźć się w rzece wraz z wodami spuszczanymi rokrocznie z Zalewu Arkadia z pobliskich Suwałk. Wielkość stężenia fosforu ogólnego w wodach Czarnej Hańczy była bardzo wyrównana w całym roku na obu stanowiskach (Rys. 65). Jedynie w odniesieniu do wartości z maja w punkcie Sobolewo odnotowano ponad 5-krotny wzrost tego biogenu w stosunku do kwietnia (w poprzednim roku wzrost ten był 10-krotny). I w tym przypadku źródłem zanieczyszczenia fosforem były prawdopodobnie wody z Zalewu Arkadia. Poza związkami biogennymi podstawowe znaczenie dla procesów chemicznych i biochemicznych zachodzących w wodach powierzchniowych ma rozpuszczony tlen. Dzięki obecności tlenu zachodzące procesy aerobowe doprowadzają do zmniejszenia zawartości zanieczyszczeń w wodzie (Dojlido 1995). W przypadku Czarnej Hańczy nie odnotowano warunków beztlenowych. W obu punktach wyższe wartości tlenu były w półroczu zimowym, a w miesiącach letnich ilość tlenu zmniejszyła się (Rys. 66). Podobnie jak w roku poprzednim na obu stanowiskach BZT5 było w III klasie czystości. Najwyższe wartości BZT5, wskazujące na najwyższe stężenia substancji organicznej podatnej na biodegradację, obserwowano w okresie zimowym oraz w maju podczas wysokiego stanu wody (Rys. 67).
Rys. 64. Stężenia azotu amonowego w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Wartości stężeń pozostałych badanych jonów w wodach Czarnej Hańczy oraz zestawienia wielkości ładunku (wraz z jego strukturą), jakie niosą wody tej rzeki przedstawiono na rysunkach 68-73 oraz w taelach 52-53.
Rys. 65. Stężenia fosforu ogólnego w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 66. Stężenia tlenu rozpuszczonego w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 67. BZT5 w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 68. Wartości przewodności elektrolitycznej w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Tabela 50. Charakterystyka fizykochemiczna wód Czarnej Hańczy w punktach kontrolno-pomiarowych Sobolewo i Ujście w latach 1994-2010 i w 2010 roku
Rys. 69. Stężenia siarki siarczanowej w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 70. Stężenia azotu azotanowego w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 71. Stężenia magnezu, sodu i chloru w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Rys. 72. Stężenia wapnia i potasu w wodach Czarnej Hańczy na stanowiskach Sobolewo i Ujście w roku hydrologicznym 2010
Ocenę jakości wód Czarnej Hańczy dokonano na podstawie rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 roku w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. Zgodnie z tym rozporządzeniem dla każdego wskaźnika wody zmierzonego z częstotliwością jeden raz na miesiąc wyznaczono wartości stężeń odpowiadające percentylowi 90. Następnie określono klasy jakości wód powierzchniowych, przyjmując zgodnie z projektem nowego rozporządzenia najniższą klasę obejmującą łącznie z wyższymi klasami 90% ilości wskaźników.
Rys. 73. Wielkości ładunku jonów (wraz z jego strukturą) w wodzie Czarnej Hańczy w Sobolewie i na Ujściu
Podobnie jak w latach poprzednich ponad połowa badanych parametrów fizykochemicznych (zasadowość, chlorki, pH, tlen, siarczany, fosfor ogólny, magnez i temperatura), zarówno w Sobolewie, jaki na Ujściu, zawierała się w I klasie czystości (Tab. 51). Stężenie wapnia, przewodnictwo i azotany w obu punktach zawierały się w II klasie czystości. W obu punktach trzecią klasę czystości osiągnęły: BZT5 i amoniak.
Tabela 51. Klasyfikacja wskaźników jakości wód Czarnej Hańczy w punktach kontrolno-pomiarowych Sobolewo i Ujście w 2010 roku
Ostatecznie, wody Czarnej Hańczy w Sobolewie i na Ujściu należy zaliczyć do III klasy czystości, czyli wód o zadowalającej jakości, gdzie wartości biologicznych wskaźników wskazują umiarkowany wpływ oddziaływań antropogenicznych. Szczegółowe wyniki badań fizykochemicznych wód Czarnej Hańczy przedstawione zostały na rysunkach 59-65 oraz w tabelach 52-53. Wody powierzchniowe rzeki Czarnej Hańczy w Sobolewie według klasyfikacji Altowskiego i Szwieca zaliczono do wód prostych, ponieważ tylko od 2 do 4 jonów osiąga więcej niż 20±3% mval w stosunku do sumy anionów lub kationów. Tolerancję 3% przyjmuje się ze względu na istnienie ewentualnego błędu analizy (Macioszczyk, 1987). Badaną wodę określono jako wodorowęglanowo-wapniową, o następującym składzie:
Tabela 52. Charakterystyka fizykochemiczna wód Czarnej Hańczy w roku hydrologicznym 2010
Tabela 53. Ładunki jonów w wodzie Czarnej Hańczy w roku hydrologicznym 2010
Literatura
Allan J.D. 1998. Ekologia wód płynących. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Bajkiewicz-Grabowska E. 2001. Stosunki wodne i ich wpływ na dynamikę środowiska przyrodniczego Wigierskiego Parku Narodowego. (w:) A. Rychling, J. Solon (Red.), Z badań nad strukturą i funkcjonowaniem Wigierskiego Parku Narodowego. Wydawnictwo Akademickie Dialog. Byczkowski A. 1996. Hydrologia. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. Dojlido J.R. 1995. Chemia wód powierzchniowych. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok. Dynowska I. 1971. Typy reżimów rzecznych w Polsce. Zeszyty Naukowe UJ, XVIII, Prace Geograficzne, z. 28. Kowal A., Leszczyńska D. 1984. Zastosowanie ciągłego monitoringu do kontroli jakości wód. (w:) Ochrona Środowiska, 434/5 (22), s. 23-27. Macioszczyk A. 1987. Hydrogeochemia. Wyd. Geologiczne, Warszawa. Ostrowski J., Zaniewska M. 2001. Zmienność zasobów wodnych małych zlewni rzecznych. (w:) Mat. konferencji nauk. Pol. Tow. Geofizycznego pt. Dynamika obiegu wody. s. 61-76. Zdanowski B., Hutorowicz A. 1997. Charakterystyka hydrochemiczna Czarnej Hańczy i wpływ tej rzeki na wody jezior Hańcza i Wigry. (w:) L. Krzysztofiak (Red.), Zintegrowany monitoring środowiska przyrodniczego. Stacja Bazowa Wigry (Wigierski Park Narodowy). Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska. Żelazny M., Raczak J., Szczęsny B. 2005. Krótkotrwałe zmiany składu chemicznego wód powierzchniowych w małych zlewniach na progu Pogórza Wiśnickiego. (w:) J. Burchard (Red.), Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce, t. III, WUŁ, Łódź.
|