Raport ZMŚP 2013, Stacja Bazowa Wigry

Analizy fizykochemiczne wód opadowych oraz ocenę ich poprawności wykonało Laboratorium Monitoringu Instytutu Ochrony Środowiska w Warszawie.

Chemizm wód opadowych jest badany od 1996 roku na terenie ogródka meteorologicznego w Sobolewie. Opad atmosferyczny zbierany jest raz w tygodniu przy pomocy kolektora opadu mokrego UNS 130/S – Eigenbrodt.

W roku hydrologicznym 2013 średnia roczna wartość pH mokrego opadu atmosferycznego wynosiła 5,79 i w porównaniu z rokiem 2012 była niższa o 6,6% (Tab. 18). Podobnie jak w roku 2012 był to, według klasyfikacji Jansena i in.(1988), odczyn normalny.

Najniższą średnią miesięczną wartość pH zanotowano (podobnie jak w roku 2012) w lutym (pH=5,29), a najwyższą w lipcu (pH=7,32). Przebieg zmienności średnich miesięcznych wartości pH w roku 2013 wyglądał podobnie do roku 2012, choć zmiany te były łagodniejsze w poszczególnych miesiącach, co pokazuje rysunek 39.

Rys. 39. Średnie miesięczne wartości pH opadów atmosferycznych na otwartej przestrzeni w 2012 i 2013 roku

Wyraźny wzrost wartości odczynu (o 1,5 jednostki) nastąpił wiosną (w kwietniu), miesiąc później niż w 2012 roku, kiedy to wartość pH wzrosła o ponad 3 jednostki. Tak, jak w 2012 roku, średni odczyn wód opadowych utrzymywał się na podobnym poziomie, oscylując wokół wartości 7,0 aż do października.

Analiza przebiegu średnich rocznych wartości pH opadów atmosferycznych z wielolecia 1996-2013 wykazuje tendencję wzrostową (Rys. 40).

Rys. 40. Średnie roczne wartości pH opadów atmosferycznych na otwartej przestrzeni w latach 1996-2013

Po bardzo wysokim wzroście przewodności w roku 2012 (w porównaniu do lat wcześniejszych) w roku 2013 zanotowano jej spadek o 32% (od 10,7 do 7,3 mS/m). Wartość ta nadal jest ponad 3-krotnie wyższa od średniej z lat poprzednich (średnia z lat 1996-2011 wynosi 2,1 mS/m), co wg klasyfikacji Jansena i in. 1988 charakteryzuje opad atmosferyczny jako wodę o bardzo silnej przewodności (wartość > 6). Zmniejszył się również, w porównaniu z rokiem 2012, zakres zmian miesięcznych. Najniższą przewodność odnotowano w październiku (3,5 mS/m), najwyższą zaś w lipcu (14,0 mS/m).

Zmienność przewodności elektrolitycznej opadów atmosferycznych w roku 2013 na tle wartości z roku poprzedniego pokazuje rysunek 41.

Rys. 41. Przewodność elektrolityczna opadów atmosferycznych na otwartej przestrzeni w 2012 i 2013 roku

W latach 1996-2009 średnie roczne wartości przewodności elektrolitycznej opadów atmosferycznych zmieniały się w niewielkim zakresie (od 1,3 do 3,2 mS/m), wykazując tendencję spadkową. W kolejnych 4 latach zakres wartości średniej rocznej przewodności bardzo sie rozszerzył, osiągając w 2012 r. maksymalną wartość, przekraczającą pięciokrotnie średnią z lat poprzednich i aż dziesięciokrotnie wartość z roku 2013.

Rys. 42. Średnie roczne wartości przewodności elektrolitycznej opadów atmosferycznych

Pomimo sporych wahań w ostatnich 3 latach i znacznego spadku wartości przewodności w 2013 roku, od 2004 roku tendencja zmian tego parametru jest wyraźnie wzrostowa (Rys. 42).

Analiza statystyczna wartości przewodności nie wykazała żadnych istotnych zależności pomiędzy przewodnością elektrolityczną, a stężeniem każdego z analizowanych jonów. Nie zaobserwowano również zależności pomiędzy przewodnością, a wielkością opadów atmosferycznych. Istotną statystycznie korelację (tau=0,48, p=0,0028) stwierdzono natomiast pomiędzy wielkością opadu atmosferycznego a jego odczynem.

W roku hydrologicznym 2013 na terenie otwartym spadło wraz z opadem atmosferycznym łącznie 2726,15,8 kg/km² jonów SO₄^-2, NO₃^-, Cl^-, NH₄⁺,Na⁺, K⁺, Ca⁺², Mg ⁺². W porównaniu z rokiem 2012 jest to wartość niższa o 19%. Najwięcej zostało zdeponowanych do podłoża jonów Cl^- (1101,0 kg) najmniej zaś jonów Mg⁺² i Ca⁺²- po 19,5 kg. Najwięcej jonów dotarło do podłoża w marcu (493,0 kg), najmniej zaś w listopadzie (83,0 kg). Stwierdzono dodatnią korelację pomiędzy wielkością opadów atmosferycznych, a stężeniem w wodach opadowych następujących jonów: Cl ^-(tau=-0,51, p=0,0197), Na⁺ (tau= -0,45, p=0,0396) i K⁺ (tau=-0,64, p=0,0039).

Stężenia i ładunki jonów w opadach atmosferycznych w roku hydrologicznym 2013 oraz w wieloleciu 1996-2013 przedstawiają rysunki 43-50 oraz tabele 18-23.

Rys. 43. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów siarczanowych (S-SO₄^-2) w opadach atmosferycznych

Rys. 44. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów chlorkowych (Cl^-) w opadach atmosferycznych

Rys. 45. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów azotanowych (N-NO₃^-) w opadach atmosferycznych

Rys 46. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów sodowych (Na⁺) w opadach atmosferycznych

Rys. 47. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów potasowych (K⁺) w opadach atmosferycznych

Rys. 48. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów magnezowych (Mg⁺²) w opadach atmosferycznych

Rys. 49. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów amonowych (N-NH₄^-) w opadach atmosferycznych

Rys. 50. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia jonów wapniowych (Ca⁺) w opadach atmosferycznych

Charakterystyka	Suma opadu	S-SO₄	SO₄	N-NO₃	NO₃	N-NH₄	NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	pH	H	SEC
	mm	mg/dm³												µg/dm³	mS/m
rok hydrologiczny
suma	632,4
średnia ważona		0,39	1,16	0,54	2,38	0,40	0,52	1,74	0,08	1,10	0,03	0,03	5,79	1,61	7,26
SD		0,12	0,35	0,25	1,11	0,33	0,43	3,04	0,08	2,72	0,03	0,03	0,79	2,02	3,03
min		0,22	0,66	0,32	1,42	0,10	0,13	0,19	0,00	0,00	0,00	0,00	5,29	0,05	3,54
max		0,67	2,01	1,10	4,87	0,99	1,27	10,30	0,23	8,99	0,07	0,07	7,32	5,13	14,01
wielolecie (1996-2013)
suma	596,3
średnia ważona		0,70	2,00	0,68	2,13	0,66	0,85	1,08	0,23	0,55	0,32	0,69	5,31	46,06	2,27
SD		0,97	2,51	1,16	1,53	0,43	0,58	2,19	0,26	1,11	0,35	0,82	0,96	268,79	3,38
min		0,98	2,95	0,92	3,25	0,92	1,00	1,52	0,34	0,99	0,45	1,13	5,49	61,44	3,23
max		1,43	4,30	1,36	3,30	0,72	0,62	2,42	0,46	1,49	0,44	1,73	0,99	285,25	2,61

Tabela 19. Ładunki jonów wniesionych do podłoża z opadem atmosferycznym w 2013 roku

Charakterystyka	Opad	S-SO₄	SO₄	N-NO₃	NO₃	N-NH₄	NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	pH	H	SEC
Charakterystyka	mm	mg/m²												mg/m²
rok hydrologiczny	575,0	278,64	834,75	278,93	1234,74	156,36	201,37	1043,48	122,03	922,12	33,59	163,82		1541,70
wielolecie (1996-2013)	594,2	389,91	1168,11	272,16	1204,79	392,80	505,86	539,20	118,69	305,35	186,30	400,89		2568,32

Tabela 20. Średnie miesięczne stężenia jonów w opadach atmosferycznych w 2013 roku

Miesiąc	Liczba dni z opadem	Opad	S-SO₄	SO₄	N-NO₃	NO₃	N-NH₄	NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	pH	H	SEC
Miesiąc	Liczba dni z opadem	mm	mg/dm³												µg/dm³	mS/m
XI	22	19,2	0,54	1,62	0,52	2,30	0,57	0,73	2,36	1,18	0,44	0,19	0,41	5,59	2,57	2,38
XII	20	39,4	0,73	2,19	0,50	2,21	0,30	0,39	5,25	0,54	4,88	0,09	0,24	5,05	8,91	13,01
I	20	44,6	0,36	1,08	0,18	0,80	0,34	0,44	1,41	0,25	1,06	0,03	0,10	5,20	6,31	2,16
II	13	31,6	0,37	1,11	0,65	2,88	0,23	0,30	1,20	0,63	0,30	0,08	0,14	4,58	26,30	2,48
III	7	20,2	0,15	0,45	0,14	0,62	0,27	0,35	0,87	0,06	0,95	0,02	0,13	7,16	0,07	24,48
IV	8	45,8	0,34	1,02	0,32	1,42	0,61	0,79	1,97	0,13	2,16	0,06	0,29	8,32	0,00	2,80
V	7	29,8	0,40	1,20	0,37	1,64	0,21	0,27	0,20	0,10	0,19	0,16	1,21	7,27	0,05	13,17
VI	14	90,8	0,30	0,90	0,24	1,06	0,30	0,39	1,39	0,11	1,45	0,04	0,23	7,29	0,05	30,59
VII	18	62,6	0,49	1,47	0,44	1,95	0,32	0,41	1,82	0,10	1,77	0,05	0,30	7,07	0,09	8,65
VIII	19	76,2	1,18	3,54	1,39	6,15	0,12	0,15	2,27	0,07	2,20	0,05	0,32	6,89	0,13	14,01
IX	15	41,2	0,40	1,20	0,36	1,59	0,17	0,22	3,40	0,14	3,10	0,05	0,27	7,45	0,04	9,45
X	27	73,6	0,23	0,69	0,30	1,33	0,11	0,14	0,32	0,13	0,05	0,03	0,14	7,25	0,06	4,65

Tabela 21. Sumaryczne miesięczne ładunki jonów docierające do podłoża z opadem atmosferycznym w 2013 roku

Miesiąc	Opad	S-SO₄	SO₄	N-NO₃	NO₃	N-NH₄	NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	H
Miesiąc	mm	mg/m²
XI	19,2	10,4	31,1	10,0	44,2	10,9	14,1	45,3	22,7	8,5	3,6	7,8	49,4
XII	39,4	28,8	86,2	19,7	87,2	11,8	15,2	206,9	21,3	192,2	3,5	9,6	351,2
I	44,6	16,1	48,1	8,0	35,5	15,2	19,5	62,9	11,2	47,5	1,5	4,5	281,4
II	31,6	11,7	35,0	20,5	90,9	7,3	9,4	37,9	19,9	9,4	2,6	4,6	831,2
III	20,2	3,0	9,1	2,8	12,5	5,5	7,0	17,6	1,2	19,2	0,4	2,6	1,4
IV	45,8	15,6	46,7	14,7	64,9	27,9	36,0	90,2	6,0	98,9	2,7	13,3	0,2
V	29,8	11,9	35,7	11,0	48,8	6,3	8,1	6,0	2,8	5,7	4,7	35,9	1,6
VI	90,8	27,2	81,6	21,8	96,5	27,2	35,1	126,2	10,2	131,4	3,7	20,5	4,7
VII	62,6	30,7	91,9	27,5	121,9	20,0	25,8	113,9	6,0	110,5	2,9	19,0	5,3
VIII	76,2	89,9	269,4	105,9	468,9	9,1	11,8	173,0	5,6	167,6	3,7	24,6	9,8
IX	41,2	16,5	49,4	14,8	65,7	7,0	9,0	140,1	5,7	127,6	1,9	11,2	1,5
X	73,6	16,9	50,7	22,1	97,7	8,1	10,4	23,6	9,4	3,8	2,2	10,2	4,1

Tabela 22. Średnie stężenia jonów w opadach atmosferycznych dla dostępnych lat hydrologicznych 1996-2013

Rok	Liczba dni z opadem	Opad	S-SO₄	N-NO₃	N-NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	pH	H	SEC
		Opad	stężenie zanieczyszczeń
		mm	mg/dm³									µg/dm³	mS/m
1996	-	464,9	0,53	0,58	0,89	1,74	0,23	0,40	0,50	0,83	4,16	-	3,2
1997	-	521,9	0,40	0,46	0,96	1,73	0,34	0,30	0,61	0,99	4,10	4,48	2,5
1998	-	695,5	0,27	0,47	0,76	0,56	0,21	0,25	0,32	0,63	4,59	27,86	2,2
1999	-	598,6	0,40	0,52	0,78	0,76	0,28	0,25	0,32	0,89	4,66	2,60	2,4
2000	-	550,7	0,33	0,67	0,90	1,28	0,29	0,32	0,39	0,91	4,70	19,95	2,6
2001	-	686,6	0,93	0,55	0,90	0,81	0,14	0,49	0,40	0,86	5,15	7,04	2,3
2002	161	499,4	0,99	0,41	0,96	0,96	0,12	0,72	0,37	0,56	5,67	7,72	2,3
2003	148	449,8	1,08	0,32	0,59	0,45	0,11	0,57	0,60	0,48	5,34	4,59	1,7
2004	178	664,8	0,55	0,36	0,53	0,82	0,13	0,77	0,86	0,62	5,58	2,61	1,3
2005	175	585,8	0,54	0,28	0,72	0,94	0,32	0,61	0,30	0,47	5,35	4,47	1,8
2006	184	574,4	0,38	0,50	0,63	0,67	0,01	0,66	0,32	0,43	5,50	5,72	1,9
2007	175	701,2	0,59	0,50	0,63	0,65	0,31	0,62	0,19	0,58	5,36	4,40	1,8
2008	179	621,6	0,77	0,50	0,63	1,52	0,29	0,66	0,23	1,08	5,19	6,52	2,2
2009	166	583,4	0,98	0,50	0,63	1,38	0,36	1,63	0,34	1,39	5,21	6,20	2,8
2010	162	699,0	0,66	0,50	0,63	0,56	0,14	0,37	0,11	0,78	5,32	7,83	1,4
2011	181	629,0	1,33	0,50	0,63	0,83	0,19	0,65	0,11	0,74	5,94	1,14	1,6
2012	190	575,0	0,46	0,50	0,63	1,87	0,29	1,54	0,07	0,00	5,43	3,71	10,7
2013	170	632,4	0,39	0,54	0,40	1,74	0,08	1,10	0,03	0,03	5,79	1,61	7,3

Rok	Liczba dni z opadem	Opad	S-SO₄	N-NO₃	N-NH₄	Cl	Na	K	Mg	Ca	pH	H	SEC
		Opad	ładunek zanieczyszczeń wniesiony do podłoża
		mm	mg/m²									mg/m²
1996	-	464,9	252,6	276,9	412,3	804,1	108,0	192,2	215,5	370,5		-
1997	-	521,9	213,3	245,4	500,2	916,8	182,3	163,0	310,3	511,5		41456,0
1998	-	695,5	188,5	331,8	530,2	398,5	151,3	165,7	222,2	423,9		18051,1
1999	-	598,6	238,7	319,2	466,5	463,4	164,6	140,2	178,2	496,7		13095,9
2000	-	550,7	186,2	387,9	485,4	697,5	173,2	173,7	198,0	471,0		12743,9
2001	-	686,6	638,9	373,3	598,1	563,9	96,1	328,8	251,2	552,8		5462,5
2002	161	499,4	495,9	209,5	504,6	538,8	64,9	357,7	183,7	275,5		3683,2
2003	148	449,8	409,5	121,3	223,9	170,6	42,7	216,1	227,9	181,4		1745,9
2004	178	664,8	401,7	180,1	259,0	401,9	56,9	351,2	382,9	276,5		1677,8
2005	175	585,8	347,9	125,3	315,6	413,4	138,4	263,9	129,3	205,0		2029,6
2006	184	574,4	288,8	190,9	241,3	264,6	19,2	252,1	151,4	183,9		1692,9
2007	175	701,2	413,5	313,9	403,2	435,7	195,2	539,2	129,3	435,2		3121,6
2008	179	621,6	446,1	272,6	291,5	932,3	148,9	374,8	83,9	396,9		4745,5
2009	166	583,4	485,2	224,5	228,3	1024,3	190,0	914,1	189,9	858,7		2957,4
2010	162	699,0	413,6	357,1	518,2	289,4	84,0	231,1	68,3	406,8		3322,4
2011	181	629,0	818,5	425,0	306,3	312,2	83,3	221,8	58,7	368,0		706,8
2012	190	575,0	278,64	278,93	156,36	1043,48	122,03	922,12	33,59	163,82		1541,70
2013	170	632,4	245,53	339,94	256,07	1100,96	47,68	696,94	19,51	19,51		638,43