Ocena ryzyka środowiskowego powodowanego przez wybrane substancje zanieczyszczające ekosystemy wodne na przykładzie rzeki Kłodnicy

• Autorzy: Wiesner-Sękala M. , Hamerla A. , Pierzchała Ł.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/79428

Warianty tytułu

EN

Environmental risk assessment caused by selected pollutants to aquatic environment on the example of the Klodnica river

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizie poddana została Jednolita Część Wód Powierzchniowych (JCWP) Kłodnica do Promnej (bez) będąca przykładem cieku przepływającego przez gęsto zaludniony i silnie zurbanizowany obszar Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Celem przeprowadzonego badania była ocena ryzyka stwarzanego dla ekosystemu wodnego przez wybrane substancje priorytetowe (Ni, Pb, Cd, Hg) oraz specyficzne zanieczyszczenia niesyntetyczne (Cu, Zn), uwalniane do wód powierzchniowych rzeki Kłodnicy. Analiza oceny ryzyka została przeprowadzona poprzez porównanie stężenia metali w środowisku wodnym do środowiskowych norm jakości, a także poprzez zastosowanie narzędzia M-BAT oraz Pb Screening Tool stanowiących uproszczone modele BLM (Biotic Ligand Model). Narzędzia te pozwoliły na ocenę potencjalnego zagrożenia stwarzanego przez metale takie jak Cu, Ni, Zn oraz Pb dla ekosystemu wodnego, przy uwzględnieniu parametrów fizyko-chemicznych wody, które warunkują biodostępność metali w środowisku wodnym (rozpuszczony węgiel organiczny, Ca, pH). Wyniki badania z wykorzystaniem tych narzędzi wykazały, że ryzyko powodowane toksycznością Cu, Ni oraz Pb nie wystąpiło w żadnej z analizowanych próbek. Natomiast wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia ryzyka spowodowanego obecnością Zn w wodach powierzchniowych zostało zidentyfikowane we wszystkich analizowanych punktach badawczych. Wyniki przeprowadzonej analizy potwierdziły, że uwarunkowania lokalne w zakresie parametrów fizyko-chemicznych wód mają istotny wpływ na ocenę ryzyka ze strony stężeń substancji zanieczyszczających ekosystemy rzeczne. Narzędzia w postaci uproszczonych modeli BLM mogą stanowić zatem istotny element wspierający proces monitorowania zurbanizowanej zlewni miejskiej w kontekście zapisów Ramowej Dyrektywy Wodnej.

EN

The waterbody Kłodnica to Promna as was analysed an example of watercourse located in the densely populated and highly urbanized area of the Upper Silesian Industrial Region. The aim of the study was to assess the risk posed to the aquatic ecosystem by priority substances (Ni, Pb, Cd, Hg) and specific non-synthetic pollutants (Cu, Zn), which are released to Kłodnica river. The analysis of the risk assessment was carried out by comparing the concentration of metals in the aquatic environment to the environmental quality standards and by using M-BAT and Pb Screening Tool which are user-friendly simplified BLM models (Biotic Ligand Model). These tools allowed to assess the potential risks posed by metals such as Cu, Ni, Zn, and Pb for the aquatic environment, taking into account the physicochemical parameters of water that affect the bioavailability of metals in the aquatic environment (DOC, Ca, pH). The results obtained by means of these tools showed that the risk caused by the toxicity of Cu, Ni and Pb has not occurred in any of the analyzed samples. On the other hand, high probability of risk due to the presence of Zn in surface water has been identified in all sampling points. The results of the analysis confirmed that the local conditions in terms of physicochemical water parameters have a significant impact on the risk assessment. The results of this study confirmed that the tools which are simplified version of complex BLM are an important element supporting the monitoring process in urbanized river catchment in the context of the Water Framework Directive requirements.

Słowa kluczowe

PL

ekosystem wodny; środowiskowe normy jakości; Biotic Ligand Model

EN

aquatic ecosystem; environmental quality standards; Biotic Ligand Model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 6
• Strony: 69--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Wiesner-Sękala M.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Ochrony Wód, Plac Gwarków 1,40‑166 Katowice,

autor

Hamerla A.

• Górnośląska Agencja Przedsiębiorczości i Rozwoju sp. z o.o., ul. Wincentego Pola 16, 44-100 Gliwice

autor

Pierzchała Ł.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Ochrony Wód, Plac Gwarków 1,40‑166 Katowice,

Bibliografia

• 1. Barbusiński K., Nocoń W. 2011. Zawartość związków metali ciężkich w osadach dennych Kłodnicy, Ochrona Środowiska, Vol. 33, Nr 1, 2011, s. 13–17
• 2. Croghan C., & Egeghy P. P. 2003. Methods of dealing with values below the limit of detection using SAS. Southern SAS User Group, 22–24.
• 3. DHI. 2014. Bioavailability modelling of three metals in Danish freshwater systems. In cooperation with WCA Environment Ltd.
• 4. Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej (Ramowa Dyrektywa Wodna).
• 5. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2013/39/UE z dnia 12 sierpnia 2013 r. zmieniająca dyrektywy 2000/60/WE i 2008/105/WE w zakresie substancji priorytetowych w dziedzinie polityki wodnej
• 6. Działoszyńska-Wawrzykiewicz M. 2008. Metale ciężkie w osadach rzecznych terenów zurbanizowanych zlewni rzeki Kłodnicy. Program Przyjazna Kłodnica (seria online).1–18.
• 7. Environment Agency. 1998. Environmental issue report No 4. Environmental Risk Assessment – Approaches, Experiences and Information Sources.
• 8. Environment Agency. 2009. Using biotic ligand models to help implement environmental quality standards for metals under the Water Framework Directive. Science Report SC080021/SR7b, Environment Agency, Bristol, UK.
• 9. Environment Agency. 2010. Zinc EQS draft dossier. Zn fact Sheet.
• 10. Geoffroy L., Tack K., Andres S. 2010. EQS for a metal: Is it possible to determine a lonely legal value? Interest of the Biotic Ligand Model (BLM)?. In 20. SETAC Europe Annual Meeting.
• 11. Hommen U, Rüdel H. 2012. Sensitivity analysis of existing concepts for application of biotic ligand models (BLM) for the derivation and application of environmental quality standards for metals and evaluation of the approaches with appropriate monitoring data sets from German waters. FKZ, 363(01), 352.
• 12. Jankowski A. T. 1997. The influence of waters from hard-coal mines on the hydrochemical relations of Upper Silesian Coal Basin (USCB) rivers. Geographia Polonica, 68, 51–64.
• 13. Komisja Europejska. 2011. Nickel and its Compounds. EQS dossier prepared by the Sub-Group on Review of the Priority List (under Working Group E of the Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive).
• 14. Molenda T., Chmura D. 2012. Effect of industrialwaste dumps on the quality of river water, Wpływ składowisk odpadów przemysłowych na jakość wód rzecznych, Ecological Chemistry and Engi- neering. A. 19 (8): 931–938
• 15. Nocoń W. 2006. Zawartość metali ciężkich w osa- dach dennych rzeki Kłodnicy. Journal of Elemen- tology, 11(4).
• 16. Nocoń W. 2009. Metale ciężkie w osadach den- nych wybranych dopływów rzeki Kłodnicy. Inży- nieria i ochrona środowiska, 12, 65–76.
• 17. Nocoń W., Kostecki M., Kozłowski J. 2006. Cha- rakterystyka hydrochemiczna rzeki Kłodnicy. Ochrona Środowiska, 28(3), 39–44.
• 18. Olkowska E., Kudłak B., Tsakovski S., Ruman M., Simeonov V., Polkowska, Z. 2014. Assessment of the water quality of Kłodnica River catchment using self-organizing maps. Science of the Total Environment, 476, 477–484.
• 19. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lipca 2016 r. w sprawie sposobu klasyfikacji sta- nu jednolitych części wód powierzchniowych orazśrodowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (Dz.U. 2016 poz. 1187)
• 20. Rüdel H., Muñiz C.D., Garelick H., Kandile N.G., Miller B.W., Pantoja Munoz L., Peijnenburg W.J.G.M., Purchase D., Shevah Y., Sprang P. van, Vijver M.G., Vink J.P.M. 2015. Consideration of the bioavailability of metal/metalloid species in freshwaters: experiences regarding the implemen- tation of biotic ligand model-based approaches in risk assessment frameworks. Environmental Sci- ence and Pollution Research, 22(10), 7405–7421.
• 21. U.S. Environmental Protection Agency. 1998.Guidelines for Ecological Risk Assessment. EPA-/630/R-95/002F. Risk Assessment Forum, Washington, DC, USA.
• 22. WFD-UKTAG. 2012. Development and use of the copper bioavailability tool (draft).
• 23. WFD-UKTAG. 2013. Development and use of the zinc bioavailability tool (draft).
• 24. WFD-UKTAG. 2014. UKTAG River & Lake Assessment Method Specific Pollutants (Metals) Metal Bioavailability Assessment Tool (M-BAT)

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).