Fosfor w wodach obszarów rolniczych

• Autorzy: Józef Koc , Andrzej Skwierawski

Warianty tytułu

Phosphorus in Water of Rural Areas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Fosfor jako jeden z podstawowych składników pokarmowych roślin, z powodu łatwości usuwania z obiegu biologicznego często znajdujący się w minimum stanowi czynnik ograniczający wzrost biocenoz wodnych. Dzięki temu limitowanie jego dopływu do wód było skutecznym sposobem ich ochrony przed wtórnym zanieczyszczeniem jako skutkiem eutrofizacji. Współcześnie obieg fosforu jest wzbogacany z wielu źródeł, wśród których dominują zrzuty ścieków (częściowo oczyszczonych), zanieczyszczone opady atmosferyczne i spływy obszarowe. Najtrudniejsze do opanowania są spływy obszarowe, gdyż składają się na nie produkty chemicznej denudacji litosfery, spływy erozyjne, niewykorzystane składniki nawozów i pozostałości organiczne na powierzchni gleb. Pomimo dyskusji, w jakim zakresie rolnicze użytkowanie terenu odpowiada za obszarowe spływy zanieczyszczeń, w tym związków fosforu i powodowaną przez nie eutrofizację wód, istotne jest ich ograniczanie. Rozpoznane są poziomy dopuszczalnych i niebezpiecznych obciążeń fosforem zbiorników wodnych, opracowano też metody ich obliczania. Dopływ fosforu z obszarów wiejskich najczęściej przekracza poziom niebezpieczny. Ochrona wód przed eutrofizacją wymaga działań profilaktycznych w zlewni oraz rekultywacyjnych w zbiorniku wodnym. Wśród zasad profilaktycznych niezbędne jest stosowanie się do zasad dobrej praktyki rolniczej, czyli precyzyjne i zgodne z wymaganiami roślin nawożenie oraz utrzymywanie gleby w wysokiej kulturze. Działania w rolnictwie powinny być wspomagane odpowiednimi melioracjami, jak systemy z regulowanym odpływem, zbiorniki wód drenarskich, rowy opaskowe wokół zbiorników wodnych, agromelioracje gleb lekkich i ciężkich, biologiczna zabudowa stref brzegowych. Trzeci kierunek działań to odpowiednie kształtowanie struktury krajobrazu, przeciwerozyjne metody zagospodarowania i użytkowania stoków oraz budowa barier biogeochemicznych w zlewniach elementarnych. Stwierdzono, że bariery biogeochemiczne, na które składają się małe zbiorniki wodne wraz z ekotonami brzegowymi, mają ograniczoną pojemność w stosunku do fosforu i po wieloletnim użytkowaniu spada ich efektywność. Stwierdzono, że metodom redukcji dopływu zanieczyszczeń do wód musi towarzyszyć rekultywacja zbiorników wodnych. Wśród współcześnie stosowanych metod najskuteczniejsze są: wyprowadzenie poza ekosystem nagromadzonych osadów dennych i usunięcie nadmiaru produkcji pierwotnej (makrofitów) oraz natlenianie i stabilizacja osadów dennych. (abstrakt oryginalny)

EN

Phosphorus is considered to be one of the base nutrients for plants due to its easy withdrawal from biological cycle. Minimal amount of P limits water biocenoses growth, and consequently its limited input into water is an effective method of water protection against secondary contamination as the effect of eutrophication. At present phosphorus cycle is enriched from many sources, among which dominate waste water effluents (partly purified), polluted rain water and overland flow. The most difficult to tame is overland flow since it consists of chemical weathering products, erosion spills, not used up fertilizers compounds and organic residue on the soil surface. In spite of discussion on responsibility of agriculture for overland pollutants outflows, including phosphorus compounds and their influence on water eutrophication, efforts towards their limitation are of a great importance. The levels of permissible and dangerous P loads to water reservoirs are detected and some methods of their estimation are presented as well. In rural areas almost every reservoir water is characterized by exceeded values of dangerous P levels. Water protection against eutrophication requires preventive activities in a catchment as well as reclamational ones in a reservoir. Among preventing rules, one of them is necessary: to be consistent with the rules of a good agricultural practice. It means precise fertilizers usage in agreement with plant requirements as well as high level of soil maintenance. The activities in agriculture should be supported by adequate land reclamation: flow regulated systems, drainage water reservoirs, ditches surrounding water bodies, agrireclamation of light and heavy soils, plant buffer strips in the bank zone. The third type of activity is an adequate modeling of the landscape structure, anti-erosion methods of slope maintenance and biogeochemical barriers in elementary catchments. It was stated that biogeochemical barriers consisted of small water reservoirs with bank ecotones have limited capacity in relation to phosphorus and their effectiveness declines due to the long-term usage. It was stated that the methods of pollutants supply reduction should be simultaneously accompanied by reservoirs reclamation. At present, the most effective methods are: removal of bottom sediments, or sediment oxidation and stabilization, as well as removal of primary production excees (macrophytes). (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Woda; Pierwiastki chemiczne; Związki chemiczne; Grunty rolne

EN

Water; Chemical elements; Chemical compounds; Arable land

• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu
• Rocznik: 2004
• Numer: nr 1017 Chemia : związki fosforu w chemii, rolnictwie, medycynie i ochronie środowiska
• Strony: 165--182

Twórcy

autor

Józef Koc

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Andrzej Skwierawski

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• Allan J.D., (1998), Ekologia wód płynących. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, s. 451.
• Bajkiewicz-Grabowska E., (2002), Obieg materii w systemach rzeczno-jeziornych. Wyd. Uniwersytet Warszawski, Wydz. Geogr. i Stud. Regionalnych, s. 274.
• Czyżyk F., (1996), Zanieczyszczenia wód powierzchniowych i gruntowych we wsi nie skanalizowanej. Przegl. Nauk. SGGW, Wydz. Melior. i Inż. Środ, 10: 125-131.
• Dillon P.J., Rigler F.H., (1974), The phosphorus-chlorophyll relationship in lakes. Limnol. Oceanogr., 19: 767-773.
• Durkowski Т., Walczak B., (1997), Jakość wód powierzchniowych w małych zlewniach rolniczych. [w:] Woda jako czynnik warunkujący wielofunkcyjny i zrównoważony rozwój wsi i rolnictwa. Konf. Falenty 19-21 listopad 1997: 190-197.
• Durkowski Т., Woroniecki Т., (2001), Jakość wód powierzchniowych obszarów wiejskich Pomorza Zachodniego. "Zesz. Probl. Post. Nauk Roln.", 476: 365-371.
• Ekholm P., Malve О., Kirkkala Т., (1997), Internal and external loading as regulators of nutrient concentrations in the agriculturally loaded Lake Pyhajarvi (southwest Finland). Hydrobiologia, 345: 3-14.
• Gawrońska H., (1994). Wymiana fosforu i azotu między osadami a wodą w jeziorze sztucznie napowietrzanym. Acta Acad. Agricult. Tech. Olst., Protectio Aquarum et Piscatoria, 19: 3-48.
• Giercuszkiewicz-Bajtlik M., (1990), Prognozowanie zmian jakości wód stojących. Wyd. IOŚ Warszawa, s. 130.
• Gliwicz Z., M., (1986), 'Biomanipulacja' I. Czym teoria ekologii może służyć praktyce ochrony środowiska wodnego?, "Wiad. Ekol.", 32, 2: 155-170.
• Golachowska J., (1971), The pathways of phosphorus in lake water. Pol. Arch. Hydrobiol., 18, 325-346.
• Górniak., Misztal M., Magierski J., (1993), Differentiation of the chemical composition of nearbottom waters and bottom sediments of the mesotrophic Lake Piaseczno (Łęczyńsko-Włodawskie Lake District, Poland). Arch. Hydrobiol., 35, 3: 193-202.
• GUS, (2002), Ochrona środowiska 2002. Wyd. Głównego Urzędu Statystycznego.
• Holtan H., Kamp-Nielsen A., Stuanes О., (1988), Phosphorus in soil, water, and sediment: an overview. Hydrobiologia, 170: 19-34.
• Igras J., (2001), Fosfor w wodach gruntowych w Polsce. "Prace Naukowe AE we Wrocławiu", 888: 86-90.
• Januszkiewicz Т., Januszkiewicz K.R., (1980), Chemical composition of recent bottom sediments of the lake Zagnanie. "Acta Hydrobiol.", 22, 2: 157-178.
• Januszkiewicz Т., Samulowska В., (1978), Chemizm współczesnych osadów dennych jeziora Wadąg k. Olsztyna. "Zesz. Nauk. ART Olszt.", Ochrona Wód i Rybactwo Śródlądowe, 8: 31-58.
• Kajak Z., (1979), Eutrofizacja jezior. Wyd. Nauk. PWN, Warszaw, s. 233.
• Kajak Z., (2001), Hydrobiologia: limnologia. Ekosystemy wód śródlądowych. Wyd. Nauk. PWN Warszawa, s. 355.
• Koc J., (1998), Badania nad przemieszczaniem fosforu do wód w środowisku rolniczym. "Prace Naukowe AR we Wrocławiu", 792: 84-91.
• Koc J., (2000), Problemy kształtowania jakości wód odpływających z obiektów wielkoobszarowych (specjalnych). [w:] Inżynieria środowiska w eksploatacji kompleksów wojskowych., Mat. Konf.: Zakopane 4-6 października 2000: 230-235.
• Koc J., Cymes I., Skwierawski A., Szyperek U., (2001), Znaczenie ochrony małych zbiorników wodnych w krajobrazie rolniczym. "Zesz. Probl. Post. Nauk Roln.", 476: 397-407.
• Koc J., Glińska-Lewczuk K., Solarski K., (2003), Opady atmosferyczne jako medium chemicznej degradacji gleb. "Zesz. Probl. Post. Nauk Roln.", 493: 159-167.
• Koc J., Szymczyk S., Wojnowska Т., Szyperek U., Skwierawski A., Ignaczak S., Sienkiewicz S., (2002), Wpływ różnych sposobów konserwacji gleby na jakość wód gruntowych. Cz. II, Koncentracja azotu, fosforu i potasu. "Zesz. Probl. Post. Nauk Roln.", 484: 265-274.
• Korycka A., (1989), Charakterystyka chemicznego składu wody w jeziorach północnej Polski. "Rocz. Nauk Roln.", ser. H, 102, 3: 7-112.
• Kufel L., (1990), Watershed nutrient loading to lakes in Krutynia (Masurian Lakeland. Poland) system. "Ekol. Pol.", 38, 3-4: 323-336.
• Lampert W., Sommer U., (2001), Ekologia wód śródlądowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, s. 415.
• Lossow K., (1997), Ochrona i rekultywacja jezior. Teoria a praktyka. Idee Ekol. Ser. Szkice, 7: 55-70.
• Lossow K., Więcławski F., (1991), Migracja podstawowych pierwiastków pożywkowych z gleb użytkowanych rolniczo do wód powierzchniowych. Biul. Inf. AR-T Olszt., 31: 123-133.
• Mientki Cz., Drozd H., Lossow K., (1979), Związki azotu i fosforu w Jeziorze Długim w Olsztynie. "Zesz. Nauk. ART Olszt.", Ochrona Wód i Rybactwo Śródlądowe, 9: 31-44.
• Olszewski P., (1971), Poszukiwanie środków skutecznego przeciwdziałania degradacji jezior. "Zesz. Nauk. WSR Olszt." Ser. C., Supl. 3: 33-46.
• Olszewski P., (1971a), Trofia i saprobia. "Zesz. Nauk. WSR Olszt." Ser. C., Supl. 3: 5-14.
• Ostrowska E.B., Płodzik M. A., Sapek A., Wesołowski P., Smoroń S., (1997), Jakość wody pitnej z ujęć własnych w gospodarstwach rolnych. [w:] Woda jako czynnik warunkujący wielofunkcyjny i zrównoważony rozwój wsi i rolnictwa. Konf. Falenty 19-21 listopad 1997: 158-168.
• Pieczyńska E., (1988), Rola makrofitów w kształtowaniu trofii jezior. "Wiad. Ekol.", 34: 376-404.
• Pieczyńska E., (1993), Strefa litoralu a eutrofizacja jezior, ich ochrona i rekultywacja. "Wiad. Ekol." 39,3: 139-162.
• Pondel H., Ruszkowska M., Sykut S., Terelak H., (1991), Wymywanie składników nawozowych z gleb w świetle badań IUNG. "Rocz. Glebozn.", 42, 3/4, 97-107.
• Rajda W., Ostrowski K., Kowalik Т., Marzec J., (1994), Zawartość niektórych składników chemicznych w wodzie opadowej i odpływającej ze zlewni rolniczych. "Rocz. AR Pozn.", 268, Melior. Inż Środ., 15, 1: 83-91.
• Skwierawski A., (2003), Skład chemiczny osadów dennych małych zbiorników wodnych jako odzwierciedlenie nasilenia procesów antropopresji w krajobrazie rolniczym. Chem. Inż. Ekol., 10, SI: 159-169.
• Skwierawski A., Szyperek U., (2002), Wpływ rolnictwa na jakość wody w małych zbiornikach wodnych Pojezierza Olsztyńskiego. Bibl. Fragm. Agron. 2002 2(74), 236-244.
• Sobczyński Т., Zerbe J., Elbanowska H., Sajewska K., Siepak J., (1996), Badania chemiczne osadów dennych jezior Wielkopolskiego Parku Narodowego w aspekcie oceny antropopresji. "Ekol. i Techn." 1996 (4-5): 17-22.
• Sobczyński Т., Zerbe J., Elbanowska H., Siepak J., (1996), Chemical studies of sediments of the Góreckie Lake. Arch. Ochr.Środ., 23, 3-4: 125-136.
• Solarska J., (1991), Migracja obszarowa składników pokarmowych ze zlewni rolniczych. [w:] Erozja gleb i jej zapobieganie. Wyd. AR Lublin, 241-252.
• Teodorowicz M., (1995), Czynniki wpływające na bilans biogenów i stan troficzny jeziora Kortowskiego. Praca doktorska, AR-T w Olsztynie.
• Vollenweider R.A., (1968), Scientific fundamentals of the eutrophication of lakes and flowing waters, with particular reference to nitrogen and phosphorus as factors in eutrophication. DAS/CSIO/68.27, OECD, Paris, s. 192.
• Wiśniewski R., (1995), Wpływ resuspensji osadów na funkcjonowanie ekosystemów wodnych. Rozprawy UMK Toruń, 85, s. 65.
• Zdanowski B., (1982), Variability of nitrogen and phosphorus contents and lake eutrophication. Pol. Arch. Hydrobiol., 29, 3/4: 541-597.
• Zdanowski В., Hutorowicz A., (1994), Salinity and trophy of Great Masurian Lakes (Masurian Lakeland, Poland). "Ekol. Pol.," 42, 3-4: 317-334.