Potencjał eutrofizacyjny wód opadowych i ich wpływ na wzrost glonów słodkowodnych Desmodesmus subspicatus

• Autorzy: Jędrzejczak Małgorzata , Kotaś Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.9.2

Warianty tytułu

EN

Eutrophication potential of rainwater and its impact on the growth of freshwater algae Desmodesmus subspicatus

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zanieczyszczenia atmosferyczne przedostają się do wód powierzchniowych poprzez suchą i mokrą depozycję. Może to wpływać na znaczny wzrost eutrofizacji tych wód, co z kolei przyczynia się do zachwiania równowagi ekologicznej i prowadzi do pogorszenia jakości wody i degradacji zbiorników wodnych. Celem niniejszej pracy była analiza chemiczna wód opadowych z opadu bezpośredniego, a także wody spływającej po blachodachówce pod względem zawartości biodostępnych form pierwiastków biogennych - azotu i fosforu. Określono również odczyn i ilość zawiesin w próbkach wody, w zależności od liczby dni pogody suchej poprzedzających opad. Zbadano wpływ wód opadowych na tempo wzrostu glonów Desmodesmus subspicatus metodą wykorzystywaną w szacowaniu toksyczności substancji chemicznych wobec glonów słodkowodnych. Stwierdzono, że wody opadowe zawierają znaczne ilości biodostępnych form azotu i niewielkie ilości fosforanów. Zarówno wody opadu bezpośredniego, jak i spływy z dachu, działają stymulująco na wzrost hodowli glonów.

EN

Atmospheric pollutants enter surface waters through dry and wet deposition. This can significantly increase the eutrophication of these waters, which in turn contributes to ecological imbalance and leads to the deterioration of water quality and the degradation of water bodies. The aim of this study was to conduct a chemical analysis of rainwater as well as runoff from metal roofing tiles in terms of the content of bioavailable forms of nitrogen and phosphorus. The pH and the amount of suspended solids in the water samples depending on the number of dry weather days preceding the precipitation were also determined. The effect of rainwater on the growth rate of Desmodesmus subspicatus algae was investigated using a method commonly employed to estimate the toxicity of chemical substances on freshwater algae. It was found that rainwater contains significant amounts of bioavailable nitrogen forms and small amounts of phosphates. Both rainwater and roof runoff stimulate the growth of algae cultures.

Słowa kluczowe

PL

wody opadowe; spływy deszczowe z dachu; biogeny; glony słodkowodne

EN

rainwater; roof runoff; nutrients; freshwater algae

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 9
• Strony: 10--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejczak Małgorzata

• Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej. Instytut Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych

• https://orcid.org/0000-0001-9372-4769

autor

Kotaś Wojciech

• Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej

Bibliografia

• [1] Adamczyk Wacław i Artur Jachimowski, 2013. „Wpływ składników biogennych na jakość i eutrofizację powierzchniowych wód płynących, stanowiących źródło wody pitnej Krakowa”. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 6 (91): 175-190.
• [2] André Frédéric, Mathieu Jonard, and Quentin Ponette. 2007. "Influence of meteorological factors and polluting environment on rain chemistry and wet deposition in a rural area near Chimay, Belgium". Atmospheric Environment 41 (7): 1426-1439.
• [3] Berthold Maximilian, Rita Wulff, Volker Reiff, Ulf Karsten, Günther Nausch and Rhena Schumann. 2019. "Magnitude and influence of atmospheric phosphorus deposition on the southern Baltic Sea coast over 23 years: implications for coastal waters”. Environmental Sciences Europe 31(1): 1-11
• [4] Chislock Michael F., Enrique Doster, Rachel Zitomer, Alan E. Wilson. 2013."Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems". Nature Education Knowledge 4(4):10-18.
• [5] Das R., S. N. Das, V. N. Misra. 2005. "Chemical composition of rainwater and dustfall at Bhubaneswar in the east coast of India". Atmospheric Environment 39: 5908-5916.
• [6] Dodds Walter K., Wes W. Bouska, Jeffrey L. Eitzmann, Tyler J. Pilger, Kristen L. Pitts, Alyssa J. Riley, Joshua T. Schloesser, Darren J. Thornbrugh. 2009. "Eutrophication of U.S. freshwaters: analysis of potential economic damages”. Environmental Science and Technology 43: 12-19.
• [7] Erisman Jan Willem, Albert Bleeker, James Galloway, M.S. Sutton.2007. "Reduced nitrogen in ecology and the environment". Environmental Pollution 150: 140-149.
• [8] Guildford Stephanie J., Robert E. Hecky. 2000. Total nitrogen, total phosphorus, and nutrient limitation in lakes and oceans: Is there a common relationship? Limnology and Oceanography 45 (6): 1213-1223.
• [9] Hall B. D. 2003. "Atmospheric removal processes". Handbook of Atmospheric Science: Principles and Applications, Blackwell Science, C. N. Hewitt, A. Jackson (Eds.), Oxford.
• [10] Heijerick Dagobert G., Colin R. Janssen, Camilla Karlèn, Inger Odnevall Wallinder, Christopher Leygraf. 2002. "Bioavailability of zinc in runoff water from roofing materials". Chemosphere 47 (10): 1073-1080.
• [11] Horning W.B., Weber C. 1985. "Short-term methods for estimating the chronic toxicity of effluents and receiving waters to freshwater organisms, EPA/600/4-85/014". Environmental Monitoring and Support Laboratory, Cincinnati, OH., p. 162, in: Teodora Małgorzata Traczewska, „Biologiczne metody oceny skażenia środowiska”. 2011. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• [12] Kajak Zdzisław. 2001. „Hydrobiologia-limnologia: ekosystemy wód śródlądowych”. Warszawa : Wydaw. Naukowe PWN.
• [13] Keresztesi Ágnes, Ion-Andrei Nita, Réka Boga, Marius-Victor Birsan, Zsolt Bodor, Róbert Szép. 2020. "Spatial and long-term analysis of rainwater chemistry over the conterminous United States”. Environmental Research 188: 109872-86.
• [14] Kok Lize, Pieter G. van Zyl, Johan Paul Beukes, R. P. Burger, S. M. Ellis, M. Josipovic, K. Jaars, V. Vakkari, L. Laakso, and M. Kulmala. 2024. "Factors governing the chemical composition of rain at a regional site in South Africa." Atmospheric Environment 318: 120246.
• [15] Koszelnik Piotr. 2007. "Atmospheric deposition as a source of nitrogen and phosphorus loads into the Rzeszów reservoir, SE Poland". Environment Protection Engineering 33(2): 157-164.
• [16] Lewis Michael A. (1995). "Algae and vascular plant tests”. [w]: [ed.] Rand G. M. Fundamentals of aquatic toxicology. 2nd Ed. Taylor & Francis. Washington. s.135-170.
• [17] Liana Ewa. (2023). Raport roczny z badań monitoringowych w 2022 r. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Państwowy Instytut Badawczy.
• [18] Migon Christophe, Valérie Sandroni. 1999. "Phosphorus in rainwater: Partitioning inputs and impact on the surface coastal ocean". Limnology and Oceanography 44 (4): 1160-1165.
• [19] Nadim Farhad, Michael M. Trahiotis, Snieguole Stapcinskaite, Christopher Perkins, Robert J. Carley, George E. Hoaga and Xiusheng Yang. 2001. “Estimation of wet, dry and bulk deposition of atmospheric nitrogen in Connecticut”. Journal Environmental Monitoring 3: 671-680.
• [20] Nędzarek Arkadiusz, Agnieszka Tórz, Małgorzata Bonisławska, Arkadiusz Drost. 2013. "Influence of Spent Cooling Water on Primary Production". Polish Journal of Environmental Studies 22(3): 801-808.
• [21] Ociepa Ewa, Adam Kisiel, i Joanna Lach. 2010. „Zanieczyszczenia wód opadowych spływających do systemów kanalizacyjnych”, Proceedings of ECOpole 4 (2): 465-469,
• [22] OECD 201, „OECD GUIDELINES FOR THE TESTING OF CHEMICALS. Freshwater Alga and Cyanobacteria, Growth Inhibition Test”, OECD, 2011.
• [23] Paukszto Andrzej. 2022. „Podstawy toksykologii środowiska”, w Repozytorium Śląskiego Uniwersytetu Medycznego (Główna biblioteka uniwersytetu Śląskiego, 2022).
• [24] Pawlik-Dobrowolski Jacek, Anna Łempicka. 2003.„Znaczeniemokrego i suchego opadu zanieczyszczeń w eutrofizacji wód w stawach na przykładzie rezerwatu „Stawy Raszyńskie”. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 3 z. specj. (6): 167-177.
• [25] PN-04576-4:1994, „Woda i ścieki. Badanie zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu amonowego w wodzie metodą bezpośredniej nessleryzacji.” 1994.
• [26] PN-C-04537-02:1989, „Woda i ścieki - Badania zawartości związków fosforu. Oznaczanie rozpuszczonych ortofosforanów kolorymetryczną metodą molibdenianową z chlorkiem cynawym jako reduktorem,” 1989.
• [27] PN-C-04642-05:1991, „Norma Woda i ścieki. Badania zanieczyszczeń opadów atmosferycznych. Oznaczanie sumy jonów azotu azotynowego i azotanowego w opadach atmosferycznych”. 1991.
• [28] Polkowska Żaneta. 2004. "Examining the Effect of the Type of Roofing on Pollutant Content in Roof Runoff Waters from Buildings in Selected Districts of the City of Gdańsk”. Polish Journal of Environmental Studies 13(2): 191-201.
• [29] Rocznik statystyczny Rzeczpospolitej Polskiej 2023. Główny Urząd Statystyczny.
• [30] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych na zanieczyszczenia związkami azotu ze źródeł rolniczych. Dz.U. 2002 nr 241 poz. 2093.
• [31] Traczewska Teodora Małgorzata. 2011. „Biologiczne metody oceny skażenia środowiska”. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.
• [32] Wong P. T. S., Y. K. Chau. 1990. "Zinc toxicity to freshwater algae”. Environmental Toxicology 5(2): 167-177.
• [33] Xiao Hong-Wei, Hua-Yun Xiao, Ai-Min Long, Yan-Li Wang, Cong-Qiang Liu. 2013. "Chemical composition and source apportionment of rainwater at Guiyang, SW China”. Journal of Atmospheric Chemistry 70: 269-281.
• [34] Xin Ke, Jing Chen, Tseren-Ochir Soyol-Erdene. 2023. "Formation mechanism and source apportionment of nitrate in atmospheric aerosols". APN Science Bulletin 13(1): 102-111.
• [35] Xu Zhifang, Yao Wu, Wenjing Liu, C.S. Liang, J. Ji, T. Zhao, X. Zhang. 2015. "Chemical composition of rainwater and the acid neutralizing effect at Beijing and Chizhou city, China". Atmospheric Research 164-165: 278-285.
• [36] Zeng Jie, Guilin Han, QuixinWu, Yang Tang. 2020. "Effects of agricultural alkaline substances on reducing the rainwater acidification: insight from chemical compositions and calcium isotopes in a karst forests area". Agriculture, Ecosysystem and Environment 290: 106782.
• [37] Zhang Guosen, Jing Zhang, Sumei Liu. 2007. “Characterization of nutrients in the atmospheric wet and dry deposition observed at the two monitoring sites over Yellow Sea and East China Sea”. Journal of Atmospheric Chemistry57: 41-57.
• [38] Zhang Qi, Yanan Li, Mengru Wang, Kai Wang, Fanlei Meng, Lei Liu, Yuanhong Zhao, Lin Ma, Qichao Zhu, Wen Xu, Fusuo Zhang. 2021. "Atmospheric nitrogen deposition: A review of quantification methods and its spatial pattern derived from the global monitoring networks”. Ecotoxicology and Environmental Safety 216(15): 112180-94.
• [39] Żelazny Mirosław. 2005. „Cechy fizykochemiczne opadów atmosferycznych”. W Dynamika związków biogennych w wodach opadowych, powierzchniowych i podziemnych na Pogórzu Wiśnickim. Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).