Quality Analysis of Waters from Selected Small Watercourses within the River Basins of Odra River and Wisła River

• Autorzy: Brysiewicz Adam , Bonisławska Małgorzata , Czerniejewski Przemysław , Kierasiński Bartosz

Warianty tytułu

PL

Analiza jakości wód wybranych małych cieków zlokalizowanych w zlewni rzek Odry i Wisły

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An important source of contamination of inland waters is the content of nitrogen and phosphorus compounds, which in agricultural areas constitute a significant threat by getting into flowing waters. The runoff of mineral substances from areas with high intensification of agriculture contribut to increase of nutrient content in rivers, which often causes disturbances in water quality, with excess nutrients supporting the growth of phytoplankton (algae receipts) and macrophytes and associated with it loss of habitats and desirable plant and animal species. The small rivers play an important role in the water quality of large rivers. The purpose of this work is to assess the quality of water in small lowland rivers, which are tributaries of the Odra and Wisła rivers, with particular emphasis on the content of biogenic compounds (nitrogen and phosphorus forms). The study was carried out on 10 small rivers from the Odra river basin (Płonia, Myśla, Tywa, Rurzyca and Wardynka River), and the Wisła river basin (Habdziński Channel, Zielona, Czarna-Cedron, Kraska and Molnica River). The analyzed water samples in all rivers had increased content of reactive phosphorus, which allows to classify the waters into non-class waters. The highest exceedences were recorded in the Płonia River (on average 1.505 mg P-PO₄^3-/L) in the Odra river basin, while in the in the Wisła basin the highest exceedances were recorded in the Molnica watercourse (average 2.023 mg P-PO₄^3-/L). Also high concentrations of the nitrate-nitrogen content were recorded, and the highest amounts of N-NO₃^-/L were found in the Rurzyca River (the Odra catchment – 7.321 mg N-NO₃^-/L) and in Molnica River (Wisła catchment – 5.092 mg N-NO₃^- /L). Lower values of ammonium nitrogen were found in all tested watercourses, classifying water to the first class of water quality according to Minister of the Environment Regulation (21.07.2016r.). Only increased concentrations classifying the examined waters up to the 2nd water quality class were recorded in the Rurzyca river (Odra catchment - 0.350 mg N-NO₃^- /L average, and in the Habdziński Channel (Wisła catchment - 0.293 mg N-NO₃^- /L). Significant increases in the content of biogenic compounds classifying tested waters to the 2nd class and above, were also conducive to low values of oxygen concentration in water and high conductance. For example in the Molnica river, high nitrate nitrogen and phosphate content influenced on low water oxygenation. In addition, there was a very low water level in the watercourse, which could have triggered nutrient loads in bottom sediments. Contamination of waters from agricultural areas with nitrogen and phosphorus compounds may pose a threat to larger rivers to which they can pass without proper monitoring.

PL

Istotnym źródłem zanieczyszczenia wód śródlądowych są zawartości związków azotu i fosforu, które na obszarach rolniczych stanowią znaczące zagrożenie przedostając się do wód płynących. Do nadmiernego wzrostu zawartości związków biogennych w rzekach przyczyniają się spływy substancji mineralnych z terenów o dużej intensyfikacji rolnictwa, co niejednokrotnie jest przyczyną zaburzeń jakości wody, przy czym nadmiar składników odżywczych sprzyja wzrostowi fitoplanktonu (zakwitów glonów) i makrofitów oraz związanej z tym utraty siedlisk i pożądanych gatunków roślin i zwierząt. Dużą rolę w kształtowaniu jakości wody dużych rzek pełnią niewielkie dopływy stanowiące małe cieki wodne. Celem niniejszej pracy jest ocena jakości wód w wybranych małych nizinnych ciekach wodnych będących dopływami rzeki Odry i rzeki Wisły ze szczególnym uwzględnieniem zawartości związków biogennych (formy azotu i fosforu). Badaniami objęto 10 niewielkich cieków z obszaru zlewni rzeki Odry (rzeki: Płonia, Myśla, Tywa, Rurzyca i Wardynka), oraz zlewni rzeki Wisły (Kanał Habdziński, Zielona, Czarna-Cedron, Kraska i Molnica). Analizowane próby wody we wszystkich rzekach miały podwyższone zawartości fosforu fosforanowego, co pozwala zaklasyfikować badane wody do wód pozaklasowych. W zlewni rzeki Odry największe przekroczenia norm odnotowano w rzece Płonia (średnio 1.505 mg P-PO₄^3-/L), natomiast w zlewni Wisły największe przekroczenia zanotowano w cieku Molnica (średnio 2.023 mg P-PO₄^3-/L). Również wysokie stężenia odnotowano analizując wody pod kątem zawartości azotu azotanowego, a największe ilości N-NO₃^-stwierdzono w rzece Rurzyca (zlewnia Odry – 7.321 mg N-NO₃^-/L) i w Molnicy (zlewnia Wisły – 5.092 mg N-NO₃^-/L). We wszystkich badanych ciekach stwierdzono niższe ilości azotu amonowego, klasyfikując wody do I klasy czystości wg Rozp. MŚ z 21.07.2016r. Jedynie podwyższone stężenia klasyfikujące badane wody do 2 klasy czystości wód zanotowano w rzece Rurzyca (zlewnia Odry – średnio 0.350 mg N-NH₄⁺/L, oraz w Kanale Habdzińskim (zlewnia Wisły – 0.293 mg N-NH₄⁺/L). Znaczące podwyższenia zawartości związków biogennych klasyfikujące badane wody doII klasy i powyżej II klasy czystości wód sprzyjały również niskim wartościom stężenia tlenu w wodzie oraz wysoką konduktancją. Przykładem jest tu rzeka Molnica, w której wysokie zawartości azotu azotanowego oraz fosforanów przekładały się na niskie natlenienie wody i wysokie przewodnictwo właściwe. Ponadto w cieku była bardzo niski stan wód, co mogło uruchomić pokłady ładunków biogennych w osadach dennych. Zanieczyszczenia wód z terenów rolniczych związkami azotu i fosforu mogą stanowić zagrożenie dla większych rzek, do których bez odpowiedniego monitoringu mogą się przedostawać.

Słowa kluczowe

EN

watercourses; catchment; water quality; pollution

PL

ciek wodny; zlewnia; jakość wody; zanieczyszczenie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 2
• Strony: 1202--1216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Brysiewicz Adam

• Institute of Technology and Life Sciences, Falenty, Poland

autor

Bonisławska Małgorzata

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Poland

autor

Czerniejewski Przemysław

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Poland

autor

Kierasiński Bartosz

• Institute of Technology and Life Sciences, Falenty, Poland

Bibliografia

• 1. Alexander, R.B., Boyer, E.W., Smith, R.A., Schwarz, G.E., Moore, R.B. (2007). The role of headwater streams in downstream water quality. Journal of the American Water Resources Association, 43, 41-59.
• 2. Biggs, J., von Fumetti, S., Kelly-Quinn, M. (2017). The importance of small waterbodies for biodiversity and ecosystem services: implications for policy makers. Hydrobiologia, 793, 3-39.
• 3. Domagała, J., Kondratowicz, A. (2006). Environmental conditions of waters of cold and warm canals of "Dolna Odra" power station in the second half of the nineties. Rocznik Ochrona Środowiska, 22, 355-360.
• 4. Dupas, R., Delmas, M., Dorioz, J.M., Garnier, J., Moatar, F., Gascuel-Odoux, C. (2015). Assessing the impact of agricultural pressures on N and P loads and eutrophication risk. Ecological Indicators, 48, 396-407.
• 5. Ilnicki, P. (2014). Emissions of nitrogen and phosphorus into rivers from agricultural land – selected controversial issues. Journal of Water and Land Development, 23, 31-39.
• 6. Jarvie, H.P., Sharpley, A.N., Withers, P.J.A., Scott, J.T., Haggard, B.E., Neal, C. (2013). Phosphorus mitigation to control river eutrophication: murky waters, inconvenient truths, and "postnormal" science. Journal of Environmental Quality, 42(2), 295-304.
• 7. Kanclerz, J., Murat-Błażejewska, S., Janicka, E., Adamska, A. (2018). Environmental flows of lowland rivers with disturbed hydrological regime on the example of Mała Wełna River. Rocznik Ochrona Środowiska, 20, 873-886.
• 8. Keck, F., Lepori, F. (2012). Can we predict nutrient limitation in streams and rivers? Freshwater Biology 57, 1410-1421
• 9. Kelly-Quinn, M., Biggs, J., von Fumetti, S. (2017). Preface: the importance of small water bodies. Hydrobiologia, 793, 1-2.
• 10. Lassaletta, L., Garcia-Gomez, H., Gimeno, B.S., Rovira, J.V. (2010). Headwater streams: neglected ecosystems in the EU Water Framework Directive. Implications for nitrogen pollution control. Environmental Science & Policy, 13, 423-433.
• 11. Leaf, S. (2017). Taking the P out of pollution: an English perspective on phosphorus steward- ship and the Water Framework Directive. Water and Environment Journal, 32(1), 4-8.
• 12. Liberacki, D., Szafrański, C. (2008). Contents of biogenic components in surface waters of small catchments in the Zielonka Forest. Rocznik Ochrona Środowiska, 10. 181- 192.
• 13. Neal, C., House, .A., Jarvie, H.P., Neal, M., Hill, M., Wickham, H. (2006). The water quality of the river Dun and the Kennet and Avon Canal. Journal of Hydrology, 330(1-2), 155-170.
• 14. Smith, V.H. (2003). Eutrophication of freshwater and coastal marine ecosystems a global problem. Environmental Science and Pollution Research, 10(2), 126-139.
• 15. Sojka, M., Jaskuła, J., Wicher-Dysarz, A. (2016). Assessment of biogenic compounds elution from the Główna river catchment in the years 1996-2009. Rocznik Ochrona Środowiska, 18, 815-830.
• 16. Vannote, R.L., Minshall, G.W., Cummins, K.W., Sedel, J.R., Cushing, C.E. (1980). River continuum concept. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 37(1), 130-137.
• 17. Williams, P., Whitfield, M., Biggs, J., Bray, S., Fox, G., Nicolet, P., Sear, D. (2003). Comparative biodiversity of rivers, streams, ditches and ponds in an agricultural landscape in Southern England. Biological Conservation, 115, 329-341.
• 18. Withers P.J., Jarvie H.P. (2008) Delivery and cycling of phosphorus in rivers: a review. Science of the Total Environment 400(1-3), 379-95.
• 19. Withers, P.J.A., Jarvie, H.P., Stoate, C. (2011). Quantifying the impact of septic tank systems on eutrophication risk in rural headwaters. Environment International, 37, 644-653.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).