Speciation forms of phosphorus in bottom sediments of three selected anthropogenic reservoirs with different trophy degree

• Autorzy: Kostecki M. , Janta-Koszuta K. , Stahl K. , Łozowski B.

Identyfikatory

DOI

10.1515/aep-2017-0016

Warianty tytułu

PL

Specjacyjne formy fosforu w osadach dennych trzech wybranych zbiorników antropogenicznych o różnym stopniu trofii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study presents the results of the research into different phosphorus forms in the bottom sediments of anthropogenic limnic ecosystems i.e. the reservoirs of Pławniowice, Rybnik and Goczałkowice (SP). The bottom sediments of dam reservoirs were investigated by chemical extraction procedure for phosphorus forms. The lowest value of the mean AAP form percentage in the Pławniowice bottom sediments reflected the effect of reclamation with the hypolimnetic removal that had been conducted in the reservoir since 2003. The highest percentage of the RDP form (2%) was found in the Goczałkowice bottom sediments. The order of the specific speciation forms in the bottom sediments of the examined reservoirs was: Rybnik: AAP > EP > WDP > RDP; 4,630> 3,740 > 117 > 65 > 3.5 mgP/kg Pławniowice: AAP > EP > WDP > RDP; 916 > 783 > 107 > 15 > 1.4 mgP/kg Goczałkowice: AAP > WDP > EP > RDP; 686 > 628 > 51 > 7 > 0.14 mgP/kg The mutual correlations between the phosphorus speciation forms (AAP : EP : WDP : RDP) were as follows: Rybnik: 1,323 : 1,068 : 33 : 18 : 1; Pławniowice: 654 : 559 : 76 : 11 : 1; Goczałkowice: 4,900 : 4,485 : 364 : 50 : 1. The comparison of the mean concentration values for specific phosphorus forms in the bottom sediments of the three investigated reservoirs demonstrated that the Rybnik sediments had the highest contents of phosphorus. The contents in Pławniowice and Goczałkowice were 5–7 times lower.

PL

Przedstawiono wyniki badań specjacyjnych form fosforu w osadach dennych antropogenicznych ekosystemów limnicznych. W badaniach wykorzystano chemiczną ekstraktację form fosforu oraz zasady analizy biodostępności. Osady zbiorników Pławniowice i Goczałkowice zawierają około 5–7 razy mniej fosforu niż zbiornik Rybnicki. Najniższa wartość średniego udziału formy AAP w osadach dennych zbiornika Pławniowice odzwierciedla skutek prowadzonej od 2003 roku rekultywacji tego zbiornika metoda usuwania hypolimnionu. Najwyższa ze wszystkich trzech zbiorników wartość udziału (2%) formy RDP, w osadach dennych zbiornika Goczałkowice może wskazywać na silniejsze właściwości sorpcyjne materii tworzącej osady tego zbiornika. Pod względem stężenia, kolejność form specjacyjnych w osadach dennych badanych zbiorników układała się: Zbiornik Rybnicki: AAP > EP > WDP > RDP; 4630.> 3740 > 117 > 65 > 3,5 mgP/kg Zbiornik Pławniowice: AAP > EP > WDP > RDP; 916 > 783 > 107 > 15 > 1,4 mgP/kd Zbiornik Goczałkowice: AAP > WDP > EP > RDP; 686 > 628 > 51 > 7 > 0,14 mgP/kg W zbiorniku Goczałkowice wyższe stężenie WDP od EP wskazuje niski potencjał kumulacyjny. Wzajemne relacje pomiędzy formami fosforu – AAP : EP : WDP : RDP – były następujące: Zbiornik Rybnicki: 1323 : 1068 : 33 : 18 : 1, Zbiornik Pławniowice: 654 : 559 : 76 : 11 : 1, Zbiornik Goczałkowice: 4900 : 4485 : 364 : 50 : 1. Wartości potencjału redox wskazują na środowisko redukcyjne w osadach zbiorników Pławniowice i Rybnik. Średnie stężenia specjacyjnych form fosforu w osadach dennych wykazało, że najbardziej zasobne w fosfor są osady zbiornika Rybnickiego.

Słowa kluczowe

EN

phosphorus speciation; bottom sediments; dam reservoir

PL

fosfor; specjacyjne formy fosforu; osady denne; zbiornik zaporowy

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 2
• Strony: 44--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kostecki M.

• Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Science, Poland

autor

Janta-Koszuta K.

• Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Science, Poland

autor

Stahl K.

• Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Science, Poland

autor

Łozowski B.

• University of Silesia in Katowice, Poland, Faculty of Biology and Environmental Protection

Bibliografia

• [1]. Zhou, A. Tang, H. & Wang, D. (2005). Phosphorus adsorption on natural sediments: Modeling and effect of pH and sediment composition, Water Research, 38, pp.1245-1254.
• [2]. Bartoszek, L. (2007). Secretion of phosphorus from bottom sediments), Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, 42, 240, pp. 5-15.
• [3]. Bartoszek, L. & Koszelnik, P. (2016). Assessment of Phosphorus Retention in the Bottom Sediments of the Solina-Myczkowce Complex of Reservoirs, Annual Set The Environment Protection, 18, pp. 213-230.
• [4]. Bostrom, B., Persson, G. & Broberg, B. (1998). Bioavailability of different phosphorus forms in freshwater systems, Hydrobiologia, 170, pp. 133-155.
• [5]. Gonsiorczyk T., Casper, P. & Koschel, R. (1998). Phosphorus- -binding forms in the sediment of an oligotrophic and a eutrophic hardwater lake of the Baltic lake district (Germany), Water Science and Technology, (1998) 37, pp. 51-58.
• [6]. Kaiserli, A., Voutsa, D. & Samara, C. (2002). Phosphorus fractionation in lake sediments - Lakes Volvi and Koronia, N. Greece, Chemosphere, 46, pp. 1147-1155.
• [7]. Kostecki, M. (2014). Restoration of anthropogenic water reservoir Pławniowice by hypolimnetic withdraval methods - limnological study, Works & Studies - Prace I Studia IPIŚ PAN, 84, pp. 1-222.
• [8]. Kowalczewska-Madura, K., Jeszke, B., Furmanek, S. & Gołdyn, R.(2005). Spatial and seasonal variation of phosphorus fraction in bottom sediments of the hypertrophic Swarzędzkie Lake (W Poland), Limnological Review, 5, pp. 123-128.
• [9]. Kowalczewska-Madura, K., Gołdyn, R. & Dera, M (2015). Spatial and seasonal changes in internal loads of phosphorus two lakes of different trophy, Inżynieria Ekologiczna, 74, pp. 187-195.
• [10]. Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S. & Dean, L.A. (1954). Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate, in: USDA Circular. USDA Washington DC, pp. 1-939.
• [11]. Psenner, R. (1988). Fractionation of phosphorus in suspended matter and sediment, Ergabnisse der Limnologie, 30, pp. 98-113.
• [12]. Pettersson K., Bostrom, B. & Jacobsen, O.S. (1988). Phosphorus in sediments - speciation and analysis, Hydrobiologia, 170, pp. 91-101.
• [13]. Zhou, Q, Gibson, Ch.E. & Zhu, Y. (2001). Evaluation of phosphorus bioavailability in sediments of three contrasting lakes in China and the UK, Chemosphere, 42, pp. 221- 225.
• [14]. Recknagel F., Hosomi, M., Fukusima, T. & Kong, D.-S. (1995). Short- and long-term control of external and internal phosphorus loads in lakes - a scenario analysis, Water Research, 29, 7, pp. 1767-1779.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).