Zastosowanie modelowania przestrzennego do analizy zawartości substancji biogennych w osadach dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże

• Autorzy: Rozpondek K. , Rozpondek R.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2017.3.1

Warianty tytułu

EN

Spatial modeling in analysis of biogenic substances in the bottom sediments of Dzierżno Duże water reservoir

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzone badania miały na celu ocenę zawartości fosforu i azotu w osadach dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże wraz z opracowaniem ich przestrzennego rozkładu przy wykorzystaniu modelowania przestrzennego. Podjęto również próbę wyznaczenia możliwej relacji między wymienionymi elementami a zawartością substancji organicznej, żelaza i glinu w materiale badawczym. Próbki osadów dennych pobrano na podstawie regularnej siatki pomiarowej z 53 stanowisk usytuowanych w obszarze zbiornika wodnego Dzierżno Duże. W pozyskanych próbkach wykonano następujące oznaczenia, których wartości mieściły się w przedziałach: fosfor całkowity 0,08÷6,02 g/kg, azot całkowity 0,15÷9,03 g/kg, zawartość materii organicznej 0,20÷50,90% suchej masy osadu dennego, glin 0,48÷39,32 g/kg, żelazo 0,82÷25,42 g/kg. W pracy wykorzystano system GIS, który pozwolił na usytuowanie przestrzenne miejsc poboru próbek do badań laboratoryjnych. Wykorzystując tę informację, wygenerowano mapy przestrzennego rozkładu badanych elementów (zastosowano metodę interpolacji wagowanej odwrotnej odległości). Przedstawione pilotażowe badania mogą stanowić podstawę do zidentyfikowania szkodliwych działań człowieka i określenia kierunków ich zapobiegania oraz do ustalenia odpowiednich zasad zarządzania wodami.

EN

The specific of water management in the urbanized ares (regulation of watercourses, discharges of municipal and industrial effluents etc.) have resulted in the transformation of the natural drainage system of the basin of Kłodnica, in which Dzierżno Duże water reservoir is located. The main goal of this study was to designate the content of total phosphorus and total nitrogen, and relations between these elements and organic matter, level of depth, aluminum and iron in the bottom sediments of the Dzierżno Duże water reservoir. Bottom sediments samplings consisted of grid measurement network planning, on which bottom sediments samples were collected. The collected samples were analyzed in laboratory in terms of content of chosen elements. Values of these elements are in range: total phosphorus 0.08÷6.02 g/kg, total nitrogen 0.15÷9.03 g/kg, organic matter 0.20÷50.90% of solid content, aluminum 0.48÷39.32 g/kg and iron 0.82÷25.42 g/kg. To improve quality of performed analysis, by using Geographic Information System the spatial distributions (the Inverse Distance Method was used) of studied elements were generated. Generated spatial distributions enabled to determine sites with highest and lowest values. Bottom sediments of Dzierżno Duże water reservoir have greater values of total phosphorus, total nitrogen and organic matter in central regions than in coastal zone. The study also included calculation of correlation between: organic matter and total nitrogen (R2 = 0.6), total nitrogen and Fe (R2 = 0.44), total nitrogen and Al (R2 = 0.5), organic matter and Fe (R2 = 0.39), organic matter and Al (R2 = 0.55), total phosphorus and Fe (R2 = 0.57), total phosphorus and Al (R2 = 0.56). The presented pilot studies may provide a basis for identifying harmful human activities and planning methods of counters measures. Dzierżno Duże water reservoir, among other functions, is a spot (mainly for local residents), therefore it should be monitored constantly.

Słowa kluczowe

PL

osady denne; rozkład przestrzenny; substancje biogenne

EN

bottom sediments; spatial distribution; biogenic substances

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 20, nr 3
• Strony: 285--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rozpondek K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

autor

Rozpondek R.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Gałczyński Ł., Eutrofizacja wód - problem cywilizacji, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2008, 12, 34-37.
• [2] Bartoszek L., Czech D., Podatność na degradację zbiornika zaporowego Solina, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury 2014, 31(61), 35-53.
• [3] Rozpondek K., Rozpondek R., Pachura P., Characteristics of spatial distribution of phosphorus and nitrogen in the bottom sediments of the water reservoir Poraj, Journal of Ecological Engineering 2017, 18(4), 178-184.
• [4] Kiryluk A., Rauba M., Wpływ rolnictwa na stężenie fosforu ogólnego w wodach powierzchniowych rzeki Śliny, Inżynieria Ekologiczna 2011, 26, 122-132.
• [5] Dąbrowska J., Lejcuś K., Charakterystyka osadów dennych zbiornika Dobromierz, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 2012, 3(6), 89-98.
• [6] Karwacka A., Niedzielski P., Staniszewski R., Ocena stanu osadów dennych wybranych jezior powiatu poznańskiego, Rocznik Ochrona Środowiska 2015, 17, 1684-1698.
• [7] Rozpondek R., Wancisiewicz K., Analiza rozkładu zanieczyszczeń w osadach dennych z zastosowaniem GIS w przybrzeżnej strefie zbiornika wodnego Ostrowy na rzece Biała Oksza, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2016, 19(1), 37-49.
• [8] Smal H., Ligęza S., Baran S., Wójcikowska-Kapusta A., Obroślak R., Nitrogen and phosphorus in bottom sediments of two small dam reservoirs, Polish Journal of Environmental Studies 2013, 22(5), 1479-1489.
• [9] Kubiak J., Tórz A., Eutrofizacja. Podstawowe problemy ochrony wód jeziornych na Pomorzu Zachodnim, Słupskie Prace Biologiczne 2005, 2, 17-36.
• [10] Rzętała M., Bilans wodny oraz dynamika zmian wybranych zanieczyszczeń zbiornika Dzierżno Duże w warunkach silnej antropopresji, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2005.
• [11] Kondracki J., Geografia fizyczna Polski, PWN, Warszawa 1978.
• [12] Czaja S., Jankowski A.T., Zastosowanie modelu wahań w czasie do oceny antropogenicznych zmian odpływu rzek województwa katowickiego w dwudziestoleciu 1961-1980, Geographia Studia at Dissertationes, 1990, T. 13, Red. J. Trembaczowski, Wydawnictwo UŚ, Katowice, 7-23.
• [13] Czaja S., Jankowski A.T., Udział wód kopalnianych w odpływie rzek województwa katowickiego w latach 1985-1987, [w:] Przeobrażenia stosunków wodnych na obszarach silnej antropopresji, red. A.T. Jankowski, Materiały Konferencji Hydrograficznej, Sosnowiec 1991, 145-156.
• [14] Absalon D., Kanok J., Leśniok M., Charakterystyka wybranych elementów meteorologicznych i hydrologicznych w wieloleciu 1961-1990, [w:] Tendencje zmian obiegu wody w zlewni górnej Odry, WNoZ UŚ, Sosnowiec 1996, 22-58.
• [15] Rzętała M., Wpływ antropopresji na charakter wykorzystania hydrowęzła Dzierżno (wycieczka terenowa), [w:] Z badań nad wpływem antropopresji na kształtowanie warunków hydrologicznych, Materiały konferencyjne, SKNG UŚ, WNoZ UŚ, Sosnowiec 1996, 86-93.
• [16] Atlas jakości powierzchniowych wód płynących na obszarze działania Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Katowicach w 1994 roku, RZGW, Katowice 1995, 30.
• [17] Żmuda S., Antropogeniczne przeobrażenia środowiska przyrodniczego konurbacji górnośląskiej, Śląski Instytut Naukowy, Katowice 1973, 211.
• [18] Ochrona środowiska 1994. Informacje i opracowania statystyczne, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 1994, 206.
• [19] Uygur V., Irvem A., Karanlik S., Mapping of total nitrogen, available phosphorous and potassium in Amik Plain, Turkey, Environmental Earth Sciences 2010, 59(5), 1129-1138.
• [20] Xu F.L., Tao S., Dawson R.W., Li B.G., A GIS-based method of lake eutrophication assessment, Ecological Modelling 2001, 144, 231-244.
• [21] Tarnawski M., Baran A., Jasiewicz C., Ocena właściwości fizyczno-chemicznych osadów dennych zbiornika Chańcza, Proceedings of ECOpole 2012, 6(1), 305-311.
• [22] Yang X., Post W.M., Phosphorus transformations as a function of pedogenesis: A synthesis of soil phosphorus data using Hedley fractionation method, Biogeosciences 2011, 8, 2907-2916.
• [23] Trojanowska A., Jezierski P., Phosphorus in sediments and pore waters of selected Polish dam reservoirs, International Journal of Oceanography and Hydrobiology 2011, 40(2), 72-85.
• [24] Gruca-Rokosz R., Koszelnik P., Tomaszek J., Ocena stanu troficznego trzech nizinnych zbiorników zaporowych Polski południowo-wschodniej, Inżynieria Ekologiczna 2011, 26, 196-205.
• [25] Jachniak E., Kozak J.L., Estimating the level of water eutrophication in Poraj dam reservoir based on selected methods, Ecological Chemistry and Engineering 2013, 20(7-8), 779-790.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).