Assessment of Agricultural Use of the Bottom Sediments from Eutrophic Rzeszów Reservoir

• Autorzy: Bartoszek L. , Koszelnik P. , Gruca-Rokosz R

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości rolniczego wykorzystania osadów dennych z eutroficznego zbiornika zaporowego Rzeszów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Zbiornik zaporowy Rzeszów na rzece Wisłok w południowo-wschodniej Polsce, został zbudowany w 1973 roku. W trakcie jego eksploatacji, niektóre strefy zbiornika zostały zamulone i zalądowione, przez co jego powierzchnia i głębokość istotnie się zmniejszyły. Pomimo kilkukrotnych rekultywacji, zbiornik jest nadal silnie zamulony i jego funkcje użytkowe są mocno ograniczone. Celem pracy jest analiza zanieczyszczeń i możliwość wykorzystania rolniczego urobku wydobytego ze zbiornika. W pracy dokonano analizy ilościowej zarówno substancji potencjalnie toksycznych jak i biogennych w próbkach osadów pobranych w ciągu ostatnich pięciu lat ze stanowisk zlokalizowanych wzdłuż osi zbiornika. Ponadto, zostało oszacowane pochodzenie materii organicznej zawartej w tych osadach. W tym celu wykorzystano analizy zawartości stabilnych izotopów N i C jak również stosunków elementarnych tych pierwiastków. Krzemionka była dominującym składnikiem osadu (około 67% suchej masy osadu), zaś materia organiczna (OM) stanowiła około 10% s.m.o. Stężenia związków biogennych: OWO, azotu ogólnego i fosforu ogólnego wynosiły średnio odpowiednio 2,31%, 0,21% i 0,031% s.m.o. Pochodzenie osadów dennych zbiornika Rzeszów jest mieszane. Niespodziewanie wysoki udział materii autochtonicznej może być wynikiem intensywnej eutrofizacji wód zbiornika. Zawartości WWA były stosunkowo niskie. Najwyższe zauważone stężenie wynosiło 0,164 ppm w przypadku benzo(k)fluorantenu. Zawartość benzo(a)pirenu była niższa od 0,14 ppm. Poziomy stężeń wybranych kongenerów PCB mieściły się w przedziale od 0,0006 do 0,003 ppm i były poniżej wartości normatywnych. Badane osady były umiarkowanie zanieczyszczone metalami ciężkimi (Cu, Cd, Cr, Zn, Ni, Pb). Średnie stężenia wszystkich metali przekraczały sporadycznie tło geochemiczne i poziom TEC, ale wartość PEC nie została przekroczona w żadnej z analizowanych próbek. Charakter badanych osadów wskazuje, że nie są one odpowiednie do stosowania w rolnictwie ze względu na zanieczyszczenie i brak żyzności. Jednak mogą one być wykorzystywane do rekultywacji gruntów nierolniczych. Istnieją metody umożliwiające usunięcie z wydobytego materiału z tych zanieczyszczeń, głównie metali ciężkich, ale z uwagi na znaczne ilości urobku proces może okazać się nieopłacalny.

Słowa kluczowe

EN

reservoirs; bottom sediment; stable isotope

PL

zbiornik zaporowy; osady denne; stabilne izotopy

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 1
• Strony: 396--409
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz. tab., rys.

Twórcy

autor

Bartoszek L.

• Rzeszów University of Technology

autor

Koszelnik P.

• Rzeszów University of Technology

autor

Gruca-Rokosz R

• Rzeszów University of Technology

Bibliografia

• 1. Baran A., Tarnawski M.: Content of heavy metals in water extracts prepared from bottom sediment collected from Rzeszów reservoir. Proceedings ECOpole. DOI: 10.2429/proc.2012.6(2)090, (2012).
• 2. Bartoszek L., Koszelnik P.: Lakes and reservoirs restoration – Short description of the chosen methods. In: Tomaszek J.A., Koszelnik P., (editors): Progress in the Environmental Engineering. Water, Wastewater Treatment and Environmental Protection Issues. CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, London, 51–58 (2015).
• 3. Bernasconi S.M., Barbieri A., Simona M.: Carbon and nitrogen isotope variations in sedimenting organic matter in Lake Lugano. Limnology and Oceanography, 42, 1755–1765 (1997).
• 4. Bielak S.: Zanieczyszczenia antropogeniczne w osadach dennych rzek Biebrzańskiego Parku Narodowego. Ekoprofit, 1, 73–81 (2006).
• 5. Bojakowska I., Sokołowska G.: Polycyclic aromatic hydrocarbons in materials of burned peatlands. Polsh Journal of Environmental Studies. 12(4), 401–408 (2003).
• 6. Bojakowska I., Sztuczyńska A., Grabiec-Raczak E.: Badania monitoringowe osadów jeziornych w Polsce: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego. 450, 17–26 (2012).
• 7. Bojakowska I.: Kryteria oceny zanieczyszczenia osadów wodnych. Przegląd Ekologiczny. 49(3), 213–218 (2001).
• 8. Gough J.D., Ward J.C.: Environmental decision-making and lake management. Journal of Environmental Management. 48, 393–407 (1996).
• 9. Gruca-Rokosz R., Tomaszek J.A., Koszelnik P., Czerwieniec E.: Methane and carbon dioxide fluxes at the sediment-water interface in reservoirs. Polish Journal of Environmental Studies. 20, 81–86 (2001).
• 10. Gruca-Rokosz R., Tomaszek J.A., Koszelnik P.: Denitrification in the sediment of a eutrophic reservoir measured with the isotope pairing technique. Oceanological and Hydrobiological Studies. 38(1), 75–81 (2009).
• 11. Gu B., Schelske C.L., Brenner M.: Relationship between sediment and plankton isotope ratios (δ13C and δ15N) and primary productivity in Florida lakes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 53, 875–883 (1999).
• 12. Gulia L., Guidi M., Bonadonna F., Macera P.: A preliminary geochemical study of two cores from Massaciuccoli eutrophic lake, Northern Tuscany, and paleoclimatic implications. Atti Della Società Toscana Di Scienze Naturali Residente In Pisa. Memorie. Serie A. 109, 97–102 (2004).
• 13. Kostecki M., Suschka J.: The successful results of Pławniowice reservoir (Upper Silesia Region – South of Poland) restoration by hypolimnetic withdrawal. Archives of Environmental Protection. 39(1), 17–25 (2013).
• 14. Koszelnik P., Gruca-Rokosz R., Bartoszek L.: Identifying sources of organic matter in the reservoir’s sediment using stable isotope model. Proceedings of the IWA World Water Congress & Exhibition. 2014 Sep 21– 26, Lisbon (Portugal), International Water Association, (2014).
• 15. Koszelnik P., Tomaszek J.A.: Loading of the Rzeszów reservoir with biogenic elements – mass balance. Environment Protection Engineering. 28(1), 99–106 (2002).
• 16. Koszelnik P., Tomaszek J.A.: Relationship between dynamics of phosphorus compounds and nitrogen retention in some dam reservoirs from Podkarpacie (SE Poland). Environment Protection Engineering. 30(4), 73– 80 (2004).
• 17. MacDonald D., Ingersoll C., Berger T.: Development and Evaluation of consensus-based Sediment Development and evaluation of consensusbased sediment quality guidelines for freshwater ecosystems. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 39, 20–31 (2009).
• 18. Machiwa J.F.: Stable carbon and nitrogen isotopic signatures of organic matter sources in near-shore areas of Lake Victoria, East Africa. Journal of Great Lakes Research. 36, 1–8 (2010).
• 19. Regional Water Management Board in Kraków. Report no. 233/09/Wn50/NE-GW-TX/D (1601/U/ZK/2009). (2009). Unpublished data.
• 20. Rosińska A.: Badania zawartości polichlorowanych bifenyli w wodzie i osadach dennych Warty na wysokości Częstochowy. Ochrona Środowiska. 1(32), 15–20 (2010).
• 21. Straškraba M.: Limnological differences between deep valley reservoirs and deep lakes. International Review of Hydrobiology. 83, 1–12 (1998).
• 22. Tomaszek J.A., Koszelnik P., Gruca-Rokosz R.: The distribution and isotopic composition of carbon and nitrogen as indicators of organicmatter fluxes in the Solina Reservoir (south-east Poland). Marine and Freshwater Research. 60, 647–652 (2009).
• 23. Wiater J.: Impact of organic and mineral-organic wastes on heavy metals mobility in soil. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection) 11, 183–192 (2009).
• 24. Wojtkowska M.: Content of selected heavy metals in water and riverbed sediments of the Utrata river. Environment Protection Engineering. 37(3), 55–62 (2011).