Changes of the nutrient loads of the Odra River during the last century - their causes and consequences

• Autorzy: Behrendt H. , Opitz D. , Kolanek A. , Korol R. , Strońska M.

Warianty tytułu

PL

Zmiany ładunków biogenów w Odrze w ciągu ostatniego wieku - przyczyny i skutki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nutrient emissions by point and diffuse sources and their loads were estimated for the Odra catchment over the time period of the last 50 years by means of the model MONERIS. For nitrogen a change of the total emissions from 38 kt·a-¹ N in the mid of 1950s a maximum of 105 kt·a-¹ N in the early 1980s and a recent value of about 84 kt·a-¹ N were estimated for the total Odra Basin. The share of the point source discharges on the total N emissions varied between 24% (1955) and 35% (1995). The emissions from groundwater and tile drained areas represent the dominant pathway (37-56% of total N emissions) during all investigated time periods. Emissions from tile drained areas increased from the mid of 1950s to end of 1980s by a factor of 20 and reached in this period the same amount as emissions by groundwater. For phosphorus the emissions changed from 4 kt·a-¹ P in 1955 to 14 kt·a-¹ P in 1990 and a recent level of 7 kt·a-¹ P. Point source discharges caused between 36 to 66% of total P emissions and represent the dominant pathway for all investigated time periods. Erosion and discharges from paved urban areas and sewer systems was the dominant diffuse pathway of the total P emissions into the river system. The comparison of calculated and observed nutrient loads for the main monitoring stations along the Odra River shows that the average deviation is 12% for total phosphorus (1980-2000) and 15% for dissolved inorganic nitrogen (1960-2000). From the analysis it can be concluded that the present load of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and total nitrogen (TN) of the Odra into the Baltic Sea is about 2.3 times higher than in the mid of 1960s. The maximum DIN load (1980s) was more than 3 times higher than in the 1960s. The change of the total phosphorus (TP) load is characterized by an increase from the 1955s to 1980 from 2 to 7 kt·a-¹ P (factor 2.6). Around 2000 the TP load was 4 kt·a-¹ which is only the double of the level of the 1955s.

PL

Emisja składników biogennych ze źródeł punktowych i rozproszonych oraz ich ładunki w zlewni Odry zostały obliczone dla 50 ostatnich lat z wykorzystaniem modelu MONERIS. Emisja związków azotu w zlewni Odry zmieniała się od 38 kt·r-¹ N w połowie lat 50. XX w. do maksymalnie 105 kt·r-¹ N we wczesnych latach 80. Udział zrzutów ze źródeł punktowych w całkowitej emisji azotu zmieniał się między 24% (1955 r.) a 35% (1995 r.). Emisja z wód gruntowych i obszarów zdrenowanych jest czynnikiem dominującym i stanowi 37-56% całkowitej emisji azotu w analizowanym okresie. Emisja z obszarów zdrenowanych zwiększa się od połowy lat 50. do końca lat 80. 20 razy, osiągając taką samą wielkość jak emisja z wód gruntowych. Emisja związków fosforu zmieniła się od 4 kt·r-¹ P w 1955 r. do 14 kt·r-¹ P w 1990 r., a ostatnio osiągnęła 7 kt·r-¹ P. Zrzuty ze źródeł punktowych stanowią od 36 do 66% całkowitej emisji fosforu i są dominującym czynnikiem w całym badanym okresie. Erozja oraz zrzuty zanieczyszczeń z obszarów miejskich to najważniejsze drogi dopływu związków fosforu ze źródeł obszarowych do rzeki. Porównanie obliczonych oraz obserwowanych ładunków składników biogennych w głównych stanowiskach monitoringowych zlokalizowanych wzdłuż Odry, wskazuje, że średnie odchylenie wynosiło 12% w przypadku fosforu całkowitego (1980-2000) i 15% - azotu mineralnego (1960-2000). Po przeanalizowaniu wyników można wysnuć wniosek, że aktualny ładunek azotu mineralnego (DIN) i azotu całkowitego (TN) wnoszony z Odry do Morza Bałtyckiego jest około 2,3 razy większy niż w połowie lat 60. Maksymalny ładunek DIN (1980 r.) był ponad 3 razy większy od tego z lat 60. Zmiany ładunku fosforu całkowitego (TP) są charakteryzowane zwiększeniem wartości z 2 kt·r-¹ P (1955 r.) do 7 kt·r-¹ P (1980). Około 2000 r. ładunek TP wynosił 4 kt·r-¹, co jest wartością tylko dwukrotnie większą od stwierdzonej w 1955 r.

Słowa kluczowe

EN

Odra River; Baltic Sea; diffuse sources; point discharges; GIS; load; nutrient emissions; retention; long-term changes

PL

GIS; ładunek; emisja azotanów; Morze Bałtyckie; Odra; retencja; źródła rozproszone; zmiany długoterminowe; zrzuty punktowe

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2008
• Tom: no. 12
• Strony: 127--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Behrendt H.

autor

Opitz D.

autor

Kolanek A.

autor

Korol R.

autor

Strońska M.

• Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Muggelseedamm 310, 12587 Berlin , Germany,

Bibliografia

• 1. BEHRENDT H., 1994. Phosphor- und Stickstoffeinträge über punktförmige Quellen. In: Regional differenzierter Stickstoff- und Phosphateintrag in Fließgewässer im Bereich der ehemaligen DDR unter besonderer Berücksichtigung des Lockergesteinsbereiches. Eds. W. Werner, H.-P. Wodsak. Agrarspektrum 22: 137-164.
• 2. BEHRENDT H., LEY M., KOROL R., STRONSKA-KEDZIA M., PAGENKOPF W., 1999. Point and diffuse nutrient emissions and transports in the Odra Basin and its main tributaries. Acta Hydrobiolgia et Hydrochimica 27: 274-281.
• 3. BEHRENDT H., Opitz D., 2000. Retention of nutrients in river systems: Dependence on specific runoff and hydraulic load. Hydrobiologia 410: 111-122.
• 4. BEHRENDT H., HUBER P., KORNMILCH M., OPITZ D., SCHMOLL O., SCHOLZ G., UEBE R., 2002. Estimation of the nutrient inputs into river basins - experiences from German rivers. Regional Environemental Changes 3: 107-117.
• 5. BEHRENDT H., BACH M., KUNKEL R., OPITZ D., PAGENKOPF W.-G., SCHOLZ G., WENDLAND F., 2003. Quantifizierung der Nährstoffeinträge der Flussgebiete Deutschlands auf der Grundlage eines harmonisierten Vorgehens. UBA-Texte 82/03: 201.
• 6. BEHRENDT H., 2004. EUROpean CATchments, catchment changes and their impact on the coast. WP4 of the EUROCAT project: 65.
• 7. BEHRENDT H., DANNOWSKI R., 2005. Nutrients and heavy metals in the Odra River system. Weißensee Verlag, Berlin: 353.
• 8. BEHRENDT H., SCHREIBER H., VAN GILS J., ZESSNER M., 2005. Point and diffuse nutrient emissions and loads in the transboundary Danube river basin. II. Long term changes. Arch. Hydrobiol. Suppl. 158 (Large Rivers 16): 221-247.
• 9. FAOSTAT, 2004: http://faostat.fao.org/site/526/default.aspx.
• 10. HUMBORG C., FENNEL K., PASTUSZAK M., FENNEL W., 2000. A box model approach for a long-term assessment of estuarine eutrophication, Szczecin Lagoon, southern Baltic. Journal of Marine Systems 25: 387-403.
• 11. NASH J.E., SUTCLIFFE J.V., 1970. River flow forecasting through conceptual models. Part 1. A discussion of principles. Journal of Hydrology 10: 282-290.
• 12. OECD, 1997. OECD national soil surface nutrient balances: 1985 to 1996. Explanatory notes. OECD Secretary, Paris: 16.
• 13. OSPAR (Oslo-Paris-Commission), 1996. Principles of the comprehensive study of riverine inputs and direct discharges (RID).
• 14. SCHMOLL O., 1998. Nährstoffeinträge aus kommunalen Kläranlagen in die Flussgebiete Deutschlands: Notwendigkeiten und Möglichkeiten ihrer weiteren Verminderung. Diplomarbeit, Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz.
• 15. SCHREIBER H., BEHRENDT H., CONSTANTINESCU L.T., CVITANIC I., DRUMEA D., JABUCAR D., JURAN S., PATAKI B., SNISHKO S., ZESSNER M., 2005a. Nutrient emissions from diffuse and point sources into the River Danube and its main tributaries in the period 1998-2000. Results and problems. Water Science and Technology 51, 3-4: 283-290.
• 16. SCHREIBER H., BEHRENDT H., CONSTANTINESCU L.T., CVITANIC I., DRUMEA D., JABUCAR D., JURAN S., PATAKI B., SNISHKO S., ZESSNER M., 2005b. Point and diffuse nutrient emissions and loads in the transboundary Danube river basin - I. A modelling approach. Arch. Hydrobiol. Suppl. 158 (Large Rivers 16): 197-220.
• 17. TONDERSKI A., 1997. Control of nutrient fluxes in large river basins. Linköping Studies in Arts and Sciences: 157.