Ochrona czynna zasobów wodnych PDF

Ochrona czynna zasobów wodnych polega przede wszystkim na rozwiązaniach technicznych, takich jak: - stosowanie możliwie bezściekowych technologii w produkcji przemysłowej; - zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych i odzysk wody ze ścieków; - utylizacja wód kopalnianych oraz powtórne wtł...

Ochrona czynna zasobów wodnych polega przede wszystkim na rozwiązaniach technicznych, takich jak: - stosowanie możliwie bezściekowych technologii w produkcji przemysłowej; - zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych i odzysk wody ze ścieków; - utylizacja wód kopalnianych oraz powtórne wtłaczanie tych wód do górotworów; - odpowiednia lokalizacja i zabezpieczanie hałd i wysypisk; - odpowiednie oczyszczanie ścieków i unieszkodliwianie osadów ściekowych; - zabiegi rekultywacyjne. Im woda będzie lepszej jakości tym będzie miała więcej zastosowań i mniej kosztowny będzie proces jej uzdatniania  Ochrona wód podziemnych Odpowiednia lokalizacja wysypisk: - na utworach nieprzepuszczalnych, - głębokie zaleganie wód podziemnych, - teren płaski, - w miejscu centralnym w stosunku do producenta odpadów Nie zaleca się także ich lokalizacji: na terasach rzecznych, w pradolinach, na krawędziach wysoczyzn oraz zboczach dolin rzecznych i mis jeziornych oraz w miejscach z otwartym zwierciadłem wód podziemnych – zwłaszcza w wyrobiskach Usuwanie ognisk zanieczyszczeń: wstrzymanie dostawy zanieczyszczenia usunięcie substancji z powierzchni terenu (pompy lub/i sorbenty) odzyskiwanie z gruntu (dreny lub usunięcie razem z gruntem) - Strefy ochronne (zakaz wprowadzania ścieków, gromadzenia odpadów, nie można grzebać zwierząt, lokalizować cmentarzy, pastwisk, wykonywać wierceń i odkrywek, magazynować paliw; ograniczenia dotyczą także stosowania środków ochrony roślin) (Kleczkowski 1984) (Chełmicki, 2001) Odzyskiwanie wody Racjonalne gospodarowanie wodą jest wyjątkowo ważne nie tylko ze względu na oszczędności na drożejącym medium, ale przede wszystkim przez aspekt ekologiczny. Inwestując w nowoczesne systemy odzysku wody wspomaga się środowisko naturalne, nie biorąc udziału w wyczerpywaniu jego zapasów. Dodatkową zaletą jest oczywiście ekonomiczność tego rozwiązania – pozwala ono znacznie ograniczyć koszty, niezależnie, czy wykorzystuje się je w gospodarstwie domowym, czy innych obiektach. Woda deszczowa Woda spływająca z dachu doprowadzana jest przez filtr do zbiornika. Jej nadmiar przedostaje się poprzez urządzenie przelewowe do kanału burzowego lub jest rozsączania w gruncie. Przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń filtrujących, oprócz podlewania ogrodu i mycia podłóg czy samochodu , deszczówkę można wykorzystać do spłukiwania toalet, prania, mycia naczyń, systemów utrzymania czystości w obiektach handlowych. W tym celu należy w budynku wykonać dodatkowa instalację rozprowadzającą wodę deszczową, w ten sposób, by instalacja wody deszczowej nie łączyła się z instalacją wody pitnej. Woda szara Europejska Norma 12056-1 definiuje szarą wodę jako wolną od fekaliów zabrudzoną wodę. W praktyce jest to nieprzemysłowa woda ściekowa wytwarzana w czasie domowych procesów takich jak mycie naczyń, kąpiel czy pranie, nadająca się w ograniczonym zakresie do powtórnego wykorzystania. W tradycyjnym gospodarstwie domowym 50—80% wody ściekowej może być wykorzystanej jako szara woda. Do wykorzystania nadaje się niemal cała woda, jakiej używa się w domu, z wyjątkiem wody po spłukaniu toalet. Szara woda znacznie różni się od wody powstałej po spłukaniu ubikacji zarówno ilością, jak i różnorodnością zawartych w niej chemikaliów i bakterii (od odchodów po toksyczne środki chemiczne). Szara woda zawdzięcza swą nazwę mętnemu wyglądowi oraz statusowi, który nie kwalifikuje jej jako wody czystej pitnej ani też jako wody silnie skażonej. Odzysk i oczyszczenie szarej wody wymagają zainstalowania podwójnego systemu kanalizacji. Jeśli chodzi o realizację, rozwiązania dostępne obecnie na rynku są gotowe do wykorzystania i sprawdzone. Mają budowę modułową, charakteryzują się mocą przerobu od kilkuset do kilku tysięcy litrów wody dziennie. Stan ekologiczny jeziora jest miarą odchylenia ekosystemu jeziora od stanu naturalnego (referencyjnego) wskutek działania czynników pochodzenia antropogenicznego. Aby jezioro miało przynajmniej dobry stan ekologiczny, „naturalne” przyczyny eutrofizacji jego wód, a więc ładunki biogenów trafiające do jeziora ze zlewni (zasilanie zewnętrzne) i ładunki biogenów produkowane w samym jeziorze (zasilanie wewnętrzne) nie powinny przekraczać poziomu tolerancji tego zbiornika, wynikającego z typu jego geoekosystemu, określonego warunkami środowiska geograficznego. I tak stan ekologiczny: bardzo dobry – brak lub bardzo niewielkie odchylenia od naturalnego stanu ekosystemu jeziora; dobry – niewielkie odchylenia od stanu naturalnego ekosystemu jeziora; umiarkowany – umiarkowany poziom zakłócenia antropogenicznego ekosystemu jeziora; słaby – znaczne odchylenia od stanu naturalnego ekosystemu wodnego; zły – poważne zmiany w stosunku do stanu naturalnego ekosystemu jeziora (Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji jednolitych części wód powierzchniowych; Dz. U. Nr 257.poz.15450). Wyróżnia się 4 typy geoekosystemów jeziornych: - typ pierwszy to geoekosystem jeziora, w którym zarówno cechy naturalne zbiornika, jak i zlewni nie sprzyjają szybkiej eutrofizacji wód. Jezioro jest odporne na wpływy z zewnątrz, a jego zlewnia mało aktywna w dostawie ładunków obszarowych do zbiornika. Taki geoekosystem ma szansę utrzymania trofii wód jeziornych na niskim poziomie; - typ drugi to geoekosystem jeziora, w którym niekorzystne dla jeziora warunki zlewniowe (duża możliwość dostarczania materii do jeziora) są równoważone przez wysoką odporność samego jeziora na wpływy z zewnątrz. W efekcie tempo naturalnej eutrofizacji wód powinno być umiarkowane; - typ trzeci to geoekosystem jeziora, w którym występują korzystne warunki zlewniowe (zlewnia jest mało aktywna w dostarczaniu ładunku do zbiornika), ale samo jezioro jest podatne na wpływy z zewnątrz. Eutrofizacja wód w tej grupie postępuje umiarkowanie, jednak ingerencja w warunki zlewniowe może doprowadzić dość szybko do wzrostu jej tempa; - typ czwarty to geoekosystem jeziora, którego naturalne warunki są niekorzystne dla jakości trofii wód jeziornych. Cechy naturalne zlewni sprzyjają spływom obszarowym, a samo jezioro jest w dużym stopniu podatne na wpływy z zewnątrz. W efekcie następuje szybka eutrofizacja wód jeziornych.  OCENA STANU EKOLOGICZNEGO fitoplankton makrofity Elementy biologiczne fitobentos bezkregowce bentosowe ryby STAN EKOLOGICZNY warunki termiczne warunki tlenowe Elementy przezroczystość fizyczno-chemiczne substancje biogenne zasolenie zakwaszenie Elementy zmiany morfologiczne zmiany ustroju wodnego Dr hab. Bogusław Pawłowski hydromorfologiczne Gospodarka Wodna  Stan ekologiczny jezior STAN EKOLOGICZNY Aby jezioro reprezentowało przynajmniej dobry stan ekologiczny obie „przyczyny” eutrofizacji jego wód, a więc ładunki biogenów trafiające do jeziora ze zlewni (zasilanie zewnętrzne) i ładunki biogenów produkowane w samym jeziorze przez żyjące w nim biocenozy (zasilanie wewnętrzne) nie powinny przekraczać zakresu tolerancji zbiornika. ! Ten zakres tolerancji jeziora wyznacza określony indywidualnie dla każdego akwenu ładunek dopuszczalny biogenów. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Rekultywacja jezior – zbiór metod, których celem jest poprawa stanu ekologicznego ekosystemów jeziornych. Najczęściej przyczyną degradacji ekosystemów jeziornych jest nadmierny dopływ substancji biogennych lub toksycznych. W konsekwencji rekultywacja polega na usunięciu lub dezaktywacji biogenów. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Jezioro jest dynamicznym ekosystemem, który zmienia się w czasie. Jego rozwój prowadzi zwykle do wzbogacania i intensyfikacji produkcji biologicznej. Naturalny proces przejścia od stadium oligotrofii poprzez mezotrofię do eutrofii został w ostatnich dziesięcioleciach spotęgowany szybką eutrofizacją. Główną przyczyną tego zjawiska są zmiany zagospodarowania zlewni jezior (karczowanie lasów, wzrost powierzchni gruntów ornych) oraz silna urbanizacja i uprzemysłowienie (wzrost zużycia detergentów, produkcja ścieków i odprowadzanie ich do wód powierzchniowych). Czynnikiem przyśpieszającym degradację jezior stała się również intensyfikacja rolnictwa oraz zmniejszenie naturalnej retencyjności terenów pojeziernych poprzez nieprawidłową meliorację obszarów podmokłych. Niekorzystne zmiany jakości wód powierzchniowych wywołane nadmierną eutrofizacją skłoniły badaczy do poszukiwania metod powodujących zatrzymanie, a nawet cofnięcie tego procesu. W tym celu podejmowane są liczne działania ochronne, polegające na ograniczaniu dopływu substancji biogennych ze źródeł zewnętrznych. Jednak działania te mogą przynieść dobre efekty tylko w przypadku jezior słabo lub umiarkowanie zeutrofizowanych. Brak reakcji jezior zdegradowanych na zmniejszenie ładunku zewnętrznego jest najczęściej spowodowany zjawiskiem zasilania wewnętrznego. W osadach dennych jezior silnie zdegradowanych zmagazynowane są bardzo duże ilości zarówno fosforu jak i azotu, stanowiąc teoretycznie ich niewyczerpany magazyn. W takim przypadku niezbędne jest przeprowadzenie zabiegów rekultywacyjnych, czyli… - selektywne usuwanie wód hypolimnionu i nadmiaru biogenów poza obręb jeziora (rurociąg na dnie – pierwszy raz z Polsce w 1956 roku); - usuwanie osadów dennych - polega na usunięciu z ekosystemu jeziora powierzchniowej, zasobnej w zanieczyszczenia i związki biogenne warstwy osadów dennych, co powoduje pogłębienie zbiornika i radykalne ograniczenie zjawiska wzbogacania wewnętrznego. Metoda ta jest jedną z najtrudniejszych do realizacji ze względu na potrzebę zastosowania odpowiedniego sprzętu i utylizację osadów; - przepłukiwanie jezior - polega na wprowadzeniu do jeziora wód o lepszej jakości, co powoduje rozcieńczenie zanieczyszczonych wód jeziornych i odprowadzenie nadmiaru związków biogennych z jeziora; - usuwanie nadmiernych ilości sestonu, makrofitów - polega na usuwaniu biomasy glonów z wody, wycinaniu makrofitów. Metody polegające na redukcji obiegu substancji biogennych w ekosystemie jeziornym: - sztuczne napowietrzanie z destratyfikacją - polega na doprowadzaniu do najgłębszego miejsca jeziora sprężonego powietrza, które stanowi czynnik transportowy dla cząsteczek wody i wymusza cyrkulację. Metoda ta niszczy stratyfikację termiczną i chemiczną w jeziorze i poprawia warunki tlenowe, co umożliwia strącanie obecnego w wodzie fosforu do osadów, głównie w połączeniach z żelazem i manganem; - sztuczne napowietrzanie bez niszczenia stratyfikacji termicznej – polega na zastosowaniu aeratorów, które natleniają wody hypolimnionu. W konsekwencji dochodzi do poprawy warunków tlenowych przy dnie, a tym samym ogranicza zjawisko zasilania wewnętrznego; - obróbka osadów – polega na dodaniu do osadów dennych odpowiednich chemikaliów (chlorek żelaza, wodorotlenek wapnia, azotan wapnia) w celu zmiany panujących w nich warunków. Efektem jest poprawienie zdolności sorpcyjnych osadów, ograniczenie zasilania wewnętrznego, utlenienie części związków organicznych, usunięcie siarkowodoru i azotu do atmosfery; - inaktywacja fosforu - polega na strącaniu nadmiaru fosforu z wody, najczęściej przy użyciu soli żelaza, glinu bądź wapnia, a następnie zablokowaniu go w osadach dennych. Metoda ta powoduje zwiększenie pojemności sorpcyjnej osadów w stosunku do fosforu i ogranicza jego uwalnianie; - biomanipulacja - polega na świadomym kształtowaniu biocenoz organizmów wodnych, poprzez zmianę składu gatunkowego ichtiofauny; - biostruktury – polega na instalowaniu specjalnych podłoży, na których rozwija się biocenoza peryfitonu. Tego typu zabiegi wymagają okresowego czyszczenia i usuwania nadmiaru organizmów porastających podłoże.  JEZIORA Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Rekultywacja to zabieg trudny i długotrwały. Spuszczanie wody ze zbiornika, usuwanie osadów dennych oraz biomanipulacja, to metody rekultywacji, których celem jest poprawa cech fizycznych, chemicznych i biologicznych wody. Wynik zastosowanych metod uzależniony jest od charakteru i położenia jeziora w zlewni rzeki, a także od intensywności planowanych działań człowieka, wywołujących określone zmiany w przyrodzie. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  NATLENIANIE WARSTW PRZYDENNYCH Hypolimnion zeutrofizowanych jezior odznacza się niskim stężeniem tlenu rozpuszczonego w wodzie. Odtlenienie wody jest wynikiem zużycia tlenu przez bakterie aerobowe przetwarzające materię pochodzącą z obumierających organizmów. Brak tlenu sprzyja aktywności bakterii anaerobowych wynikiem aktywności których jest produkcja m. in. siarkowodoru i metanu. Wprowadzenie powietrza ma, oprócz natlenienia hypolimnionu i poprawy warunkow tlenowych także za zadanie wymuszenie cyrkulacji wody. Sprzyja także wytrącaniu się fosforu. PRZEMYWANIE JEZIOR Polega na dostarczeniu wody ubogiej w substancje odżywcze. Wymaga istnienia w pobliżu źródła takiej wody; w innym przypadku jest kosztowne. Wymiana wody w jeziorze winna dokonać się kilka razy w roku. W jeziorach głębokich konieczne jest ponadto wymuszenie krążenia wody by nie wymieniać tylko epilimnionu. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna USUWANIE OSADÓW W przypadku mocno zdegradowanych osadów dennych, gdzie poza nadmiarem biogenów mogą występować związki toksyczne (m.in. metale ciężkie, toksyczne związki organiczne), nie wszystkie metody mogą być zastosowane z uwagi na możliwość uwolnienia toksyn do środowiska. W wielu procedurach głównym celem jest unieszkodliwienie zdegradowanych osadów dennych za pomocą wiązania ich w nowe substraty (pozostające w zbiorniku) lub usunięcia poza obszar zbiornika. Generuje to kolejne koszty finansowe i środowiskowe, podczas gdy problem nie zostaje rozwiązany. Przy obecnie przeprowadzanych procedurach oczyszczania zbiorników ze zdegradowanych osadów, częstą metodą, stosowaną po wypuszczeniu wody ze zbiornika, jest mechaniczne bagrowanie (przy pomocy koparek). Osad wywożony jest na składowiska lub do odległych punktów utylizacji, co stanowi dodatkowe, potencjalne zagrożenie dla środowiska oraz wymaga dodatkowych nakładów finansowych. Bagrowanie zbiornika w warunkach znacznego obniżenia poziomu wody jest procesem niezwykle szkodliwym dla ekosystemu, ponieważ niszczy warstwę litoralu stanowiącą obszar największej bioróżnorodności jeziora. Należałoby wręcz stwierdzić, że metoda ta powoduje zakończenie istnienia zbiornika a po oczyszczeniu dna stworzenie nowego, w tym samym miejscu.  REKULTYWACJA JEZIORA SUSKIEGO Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Pojezierze Iławskie oraz obszar Gminy Susz.  Powierzchnia (ok 60ha i głębokość - maksymalnie ok. 4m) skutkują relatywnie małą pojemnością misy jeziornej, znacznym udziałem dna czynnego leżącego w zasięgu epilimnionu oraz brakiem możliwości wykształcenia hypolimnionu. Objętość misy jeziornej to 1 377 086 m3. Charakter połączenia jeziora z siecią hydrograficzną pozwala na jego zakwalifikowanie do jezior okresowo odpływowych. Nie przyjmuje ono żadnych naturalnych dopływów a jedynie wody spływające z rowów melioracyjnych odwadniających zlewnię. Odpływ z jeziora zlokalizowany w części północno – zachodniej to Ciek Suski, prowadzący wody do rzeki Liwy – prawobrzeżnego dopływu Nogatu. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Sposób zagospodarowania zlewni bezpośredniej Jeziora Suskiego (Dunalska i in., 2014) Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Zróżnicowanie zagospodarowania wzdłuż linii brzegowej Jeziora Suskiego: A – obszar miejski – osiedla, B – plaża, C – obszar lasu (fot. B. Pawłowski). Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Zagospodarowanie strefy przybrzeżnej Jeziora Suskiego (Wojtasik 2014) Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Oddziaływanie poszczególnych rejonów strefy brzegowej na Jezioro Suskie (Wojtasik 2014) Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Obciążenie zewnętrzne Jeziora Suskiego fosforem (kg). Obciążenie zewnętrzne Jeziora Suskiego azotem (kg). Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna (Dunalska i in., 2014) Pierwsze badania, zarówno zanieczyszczenia wód jak i składu osadów dennych Jeziora Suskiego wykonane były w latach 2000-2001 przez zespół prof. Konstantego Lossowa. Dokonano wówczas także analizy uwarunkowań środowiskowych, między innymi podatności jeziora na degradację oraz zaproponowano koncepcję jego ochrony. Pewne elementy tej koncepcji (m. in. odcięcie kolektorem dopływu do jeziora wód od strony miasta) zostały wykonane w listopadzie 2005 roku. Wspomnieć należy, iż kilka lat temu przeprowadzone zostały przez zespół pod kierownictwem dr hab. Julity Dunalskiej badania, mające na celu dostarczenie informacji niezbędnych dla podjęcia działań rekultywacyjnych (Pawłowski 2014). Jezioro posiada przeciętną odporność na degradacje i jest zbiornikiem o niekorzystnych warunkach naturalnych, a eutrofizacja jego wód postępuje bardzo szybko. Czas wymiany wody w jeziorze wynosi 18,5 roku. Jego obecny stan pozwala na zaliczenie go do zbiorników silnie zdegradowanych, gdzie przy występujących tam stężeniach fosforu i materii organicznej nie ma szans na zahamowanie tych niekorzystnych procesów w sposób naturalny. Jezioro Suskie należy zaliczyć do zbiorników hypertroficznych czyli bardzo silnie zdegradowanych. Świadczą o tym indeksy wyliczone na podstawie stężeń fosforu i azotu ogólnego, całkowitego węgla organicznego oraz przezroczystości wody. Przy tak dużych stężeniach fosforu i ogromnej ilości materii organicznej, nie ma szansy na zahamowanie silnej degradacji zbiornika w sposób naturalny. Niezbędne są zabiegi rekultywacyjne mające na celu ograniczenie ilości fosforu, a w konsekwencji zmniejszenie wielkości produkcji pierwotnej (Dunalska 2014).  REKULTYWACJA Propozycja działań ochronnych w zlewni Działania ochronne prowadzone w zlewni jeziora mają na celu ograniczenie zewnętrznego obciążenia związkami biogennymi (Lossow 1998). Jednym z warunków przeprowadzenia rekultywacji, a następnie utrzymania dobrego stanu wód w Jeziorze Suskim jest wyeliminowanie, bądź w znacznej mierze ograniczenie dopływu substancji biogennych ze źródeł obszarowych. Można to zrealizować za pomocą kilku scenariuszy działań. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Wariant I. Jednym z rozważanych rozwiązań jest przekształcenie gruntów ornych we wschodniej części zbiornika w „obszar barierowy”, chroniący przed dopływem substancji biogennych do jeziora. Dotyczy to zarówno spływu powierzchniowego tj. spłukiwania gleby i osadu w wyniku erozji wodnej i drenażu powierzchniowego, jak i spływu z wodami gruntowymi. Poprzez odpowiednie zagospodarowanie terenu na obszarze tym można zredukować znacznie dostawę do jeziora azotu i fosforu. Wskazane jest zachowanie i dodatkowe rekonstruowanie siedliska podmokłego, z roślinnością typu łęgu lub olsu oraz niską roślinnością bagienną i zielną, glebą bogatą w materię organiczną, trwale podmokłego, bezpośrednio przylegającego do linii brzegowej jeziora i przechodzącego w typowy litoral. Obszar położony w dalszej odległości od jeziora w zależności od nachylenia terenu i długości zbocza powinien być wyłączony spod orki, wypasu i nawożenia. Natomiast na terenach położonych poza obszarem bezpośredniego oddziaływania na jezioro mogą znajdować się tereny zurbanizowane, grunty orne oraz intensywna uprawa roślin i hodowla zwierząt. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Wariant II. Innym z proponowanych rozwiązań, mającym na celu zmniejszenie dopływu substancji biogennych ze źródeł obszarowych, jednak mniej efektywnym jak „strefy barierowe”, jest zmiana dotychczasowego sposobu użytkowania gruntu. Uwzględniając specyfikę zlewni bezpośredniej wschodniej części Jeziora Suskiego proponuje się wprowadzenie właściwej struktury użytkowania ziemi i struktury upraw zgodnego z Kodeksem Dobrej Praktyki Rolniczej (2004). Do takich praktyk można zaliczyć np. eliminowanie upraw roślin okopowych, które wymagają dużych ilości nawozów i środków ochrony roślin oraz zastępowanie ich uprawami roślin motylkowych; eliminowanie gruntów ornych na stokach o spadku powyżej 10‰; nie pozostawianie na dłuższy czas gruntów ornych bez okrywy roślinnej, stosowanie zielonego ugoru (poplony); racjonalne gospodarowanie nawozami poprzez dostosowanie dawek nawożenia do potrzeb pokarmowych roślin, przestrzeganie odpowiedniego stosunku N:P:K, eliminowanie melioracji odwadniających. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Wariant III. W sytuacji, gdy osiedle we wschodniej części zbiornika będzie skanalizowane, wody opadowe muszą być zbierane i odprowadzane kolektorem kanalizacji deszczowej bezpośrednio do odpływu z jeziora tj. do Cieku Suskiego a następnie do rzeki Liwy. Niedopuszczalne jest odprowadzanie wód deszczowych bezpośrednio do jeziora, jeśli nawet sieć kanalizacji deszczowej będzie wyposażona w odtłuszczacze, separatory substancji ropopochodnych oraz osadniki cząstek łatwoopadających. Za eutrofizację zbiornika odpowiadają przede wszystkim substancje biogenne, których te urządzenia nie eliminują w stopniu bezpiecznym dla jeziora. Dodatkowo, istnieje niebezpieczeństwo nielegalnego wprowadzania zanieczyszczeń do sieci kanalizacji deszczowej, a następnie tą drogą do jeziora. Tego typu przypadki są bardzo częste, co potwierdziły liczne badania prowadzone przez Katedrę Inżynierii Ochrony Wód. Należy również zastosować rozwiązania techniczne wykluczające spływ do jeziora wód ze znajdującej się w pobliżu linii kolejowej. Tory kolejowe biegnące wzdłuż południowego brzegu jeziora mogą stanowić poważne źródło zanieczyszczeń. Eksploatacja linii kolejowej wiąże się z powstawaniem różnego rodzaju niebezpiecznych zanieczyszczeń takich jak: rozpraszane w trakcie transportu materiały sypkie i płynne (np. substancje ropopochodne, chemikalia, nawozy, płody rolne, itd.), herbicydy stosowane na roślinność torowiska, ścieki bytowe zrzucane z taboru kolejowego. Istnieje również ryzyko wystąpienia zanieczyszczeń w wyniku awarii lub wypadków. Tego typu zanieczyszczenia będą stanowiły zagrożenie dla pozytywnych efektów zastosowanych metod ochronnych i rekultywacyjnych. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  JEZIORO Proponowane techniki rekultywacyjne Szczegółowa analiza wyników badań wody i osadów dennych Jeziora Suskiego, jego cech morfometrycznych i cech zlewni pozwala stwierdzić, że spośród najczęściej stosowanych technicznych metod rekultywacji wymienianych przez Lossowa (1998) lub Klappera (1991), najlepszą i jednocześnie najtańszą oraz realną technicznie do wykonania jest inaktywacja fosforu połączona z biomanipulacją polegającą na zmianie struktury biotycznej ekosystemu jeziora (Dunalska i in., 2014). Inaktywacja fosforu. Metoda inaktywacji fosforu polega na strąceniu fosforu mineralnego z toni wodnej i jego unieruchomieniu w osadach dennych za pomocą koagulantu. Na świecie metodę inaktywacji fosforu po raz pierwszy zastosowano w 1968 roku na jeziorze Långsjön (Jernelöv 1971), a w Polsce w 1994 roku na Jeziorze Starodworskim. Do inaktywacji używane są najczęściej sole glinu lub żelaza. Sole tych metali ulegając hydrolizie powodują powstawanie trudno rozpuszczalnych osadów wodorotlenków o wysokich zdolnościach sorpcyjnych w stosunku do fosforu. Obecnie najczęściej wykorzystuje się wodne roztwory koagulantów glinowych (chlorki poliglinu - PAX). Charakteryzują się one większą efektywnością w usuwaniu substancji organicznych niż wcześniej stosowany siarczan glinu, a ich płynna postać umożliwia dokładne i dość łatwe rozprowadzenie w wodzie. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Metoda inaktywacji fosforu jest metodą bezpieczną dla ekosystemu w sytuacji, gdy jest prowadzona przez zespół ekspertów mających odpowiednią wiedzę limnologiczną nie tylko z zakresu funkcjonowania ekosystemów jeziornych, ale i skutków wywołanych wprowadzeniem do wód związków chemicznych. Należy pamiętać, że glin w formie rozpuszczonej jest toksyczny dla hydrobiontów, zaś rozpuszczalność glinu zależy od odczynu wody (Cooke et al. 1993, Graczyk 1992). Bezpieczeństwo i efektywność tego zabiegu zależy od dostosowania dawek koagulantu do zdolności buforowych i odczynu wody w okresie przeprowadzania zabiegu, oraz ilości i form występowania fosforu w wodzie i osadach dennych. Metoda musi być stosowana w ściśle kontrolowanych warunkach. Wymaga to przygotowania szczegółowego harmonogramu realizacji projektu uwzględniającego dobór dawek, ilość przeprowadzonych zabiegów, terminy i technikę aplikacji oraz ciągły monitoring warunków środowiskowych w trakcie wprowadzania koagulantów, między kolejnymi etapami rekultywacji i po jej zakończeniu. Po uwzględnieniu zawartości glinu w obu koagulantach i obliczeniu ostatecznej dawki glinu, która musi być wprowadzona do Jeziora Suskiego, proponuje się zastosowanie koagulantu PAX 18. Uwzględniając parametry morfometryczne Jeziora Suskiego, jego stopień zdegradowania i charakter osadów dennych Rozłożenie procesu rekultywacji na okres 3 lat zalecane jest również ze względu na konieczność przeprowadzenia intensywnych działań ochronnych w zlewni, które przedstawiono w niniejszym opracowaniu. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Biomanipulacja poprzez zmianę składu gatunkowego ichtiofauny. Głównym celem biomanipulacji jest zwiększenie ilości dużych form zooplanktonu, głownie wioślarek (Cladocera), które poprzez wyżerowywanie kontrolują ilość fitoplanktonu - pierwsze ogniwo piramidy troficznej, a tym samym ograniczają zakwit wody. Aby uzyskać ten efekt należy ograniczyć ilość ryb spokojnego żeru (ukleja, słonecznica, drobny okoń, młodociane osobniki płoci, karp, leszcz, karaś) odżywiających się zooplanktonem. Redukcję tych zespołów ryb można uzyskać poprzez selektywny odłów lub / i zarybienia drapieżnikami. Przy czym selektywne odłowy, ze względu na znaczny sukces reprodukcyjny ryb karpiowatych, są mniej skuteczne aniżeli naturalna, silna presja drapieżników. W Jeziorze Suskim, gdzie występuje gruba warstwa mało stabilnych osadów, utrzymanie warstwy koagulantu na dnie jeziora w stanie względnie nienaruszonym będzie niezwykle trudne. Jest to dodatkowy element, który świadczy o słuszności zmiany składu gatunkowego ichtiofauny. W zbiorniku bezwzględnie należy ograniczyć ilość ryb odżywiających się bentosem tj. karpia, leszcza, karasia i lina. W miarę poprawy jakości wód zarybienia powinny być ukierunkowane na dominację szczupaka, przy jednoczesnej, konsekwentnej eliminacji karpia w jeziorze. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Być może, ze względu na zróżnicowanie zagospodarowania terenu wokół jeziora, poszczególne jego części, dla zoptymalizowania efektów wymagać będą zastosowania nie jednej, a kilku metod rekultywacji. Zależy to m.in. od potencjału biologicznego osadów i ich zdolności do samooczyszczenia. Ocenę potencjału biologicznego osadów dennych można wykonać poprzez system testów opartych o reakcję na stres arktycznego małżoraczka słodkowodnego Candona rectangulata Alm, 1914 (Wojtasik 2012ab, 2013b, 2014). Opracowany test pozwala na stwierdzenie, czy w danym zbiorniku, po odcięciu dopływu zanieczyszczeń wystąpi jedna z trzech podstawowych sytuacji: 1 - potencjalna możliwość samooczyszczenia, ponieważ występuje wystarczająco duży potencjał biologiczny osadów dennych, 2 - niski potencjał biologiczny osadów wymagający wspomagania procesu odnowy metodami fizycznymi, chemicznymi i / lub biologicznymi, 3 - brak potencjału biologicznego i konieczność intensywnej rekultywacji poprzez usunięcie zdegradowanych osadów dennych (Wojtasik 2014). Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Największym zagrożeniem w realizacji efektywnej metody rekultywacji jest: - Brak danych na temat źródeł zanieczyszczenia wód w zlewni. Niezbędnym warunkiem przeprowadzenia rekultywacji wewnętrznej (w obrębie misy) jest wyeliminowanie nadmiernego obciążenia jeziora zanieczyszczeniami ze źródeł zewnętrznych (rekultywacja zewnętrzna). - Brak monitoringu zgodnego ze specyfiką obiektu i pod kątem planowanej rekultywacji. - Brak dobrze wyszkolonego i odpowiedzialnego zespołu badawczego. Niezwykle ważne jest nadzorowanie badań monitoringowych oraz bieżąca weryfikacja wyników badań laboratoryjnych. - Brak koordynatora i grupy ekspertów do wypracowania najlepszej dla danego zbiornika metody rekultywacji wraz z programem działań ochronnych w zlewni. Nie ma jednej uniwersalnej metody dla wszystkich jezior. Wybór metody rekultywacji do zastosowania w praktyce zależy od specyfiki zbiornika i jego zlewni. Jedynie doświadczony limnolog, praktyk z zakresu ochrony i rekultywacji jezior daje gwarancję poprawnego wykonania poszczególnych etapów projektu. - Brak realnej oceny potencjalnych możliwości realizacji rekultywacji. Z punktu widzenia merytorycznego, społecznego i ekonomicznego nie każde jezioro może być rekultywowane. Często stopniowe wypełnianie misy przez osady i zarastanie przez roślinność powodujące wypłycanie misy, powolną jej niwelację i przekształcanie jeziora w bagno i torfowisko, to naturalny proces starzenia się jezior. - Brak wiarygodnego wykonawcy. - Brak pozwolenia wodnoprawnego na wprowadzenie do wody powierzchniowej jakichkolwiek substancji (w tym preparatów biologicznych). - Brak edukacji lokalnej społeczności. Ważna jest świadomość, że pozytywne efekty przeprowadzonej rekultywacji w dużym stopniu zależą od wspólnej odpowiedzialności, np. poprzez racjonalne korzystanie z kąpielisk, dbanie o czystość, świadomość nielegalnego zrzutu zanieczyszczeń poprzez nieszczelne zbiorniki bezodpływowe - szamba). - Brak zaangażowania władz lokalnych.  Bardzo ważna jest także świadomość o długoterminowej realizacji projektu. Niezbędna jest dbałość ze strony gminy o właściwą ochronę zbiornika i kontrolę potencjalnych źródeł zanieczyszczeń oraz regularny monitoring jakości wód po przeprowadzonych zabiegach rekultywacyjnych. Wszystkie działania powinny przebiegać przy ścisłej współpracy z użytkownikiem rybackim. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Każda metoda ingerencji w ekosystem ma swoje zalety i wady! Dr hab. Bogusław Pawłowski Dunalska J.A. 2019 Gospodarka Wodna Dr hab. Bogusław Pawłowski Ochrona i rekultywacja elementów przyrody nieożywionej Dunalska J.A. 2019 Jaki jest i będzie wpływ zmian klimatu na wody i problemy związane z ich ochroną? Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna Skutkiem podniesienia się temperatury na Ziemi jest topnienie lodowców oraz termiczny wzrost objętości wód oceanicznych (woda zwiększa objętość pod wpływem ciepła). To z kolei spowoduje podniesienie się wód we Wszechoceanie od 0,2m do 2,2m i to jeszcze przed 2050 r. Pojawią się dalsze skutki klimatyczne, takie jak huragany, powodzie, zatopienie terenów przybrzeżnych, anomalie pogodowe. Na wzrost poziomu oceanu światowego najbardziej narażone są państwa leżące nad wielkimi rzekami (np. Bangladesz, gdzie nawet 25% lądu może ustąpić oceanowi, Mozambik, Wietnam). Wraz ze wzrostem temperatury oceanu wzrośnie ilość i intensywność sztormów huraganów; ciepła woda w górnych warstwach oceanu może zwiększać ilość energii konwekcyjnej i wzmagać siłę wiatru. Cieplejsza woda w oceanach spowoduje wzrost ilości pary wodnej w atmosferze (ciepłe powietrze utrzymuje dużo więcej pary wodnej niż chłodne), co może powodować większe, silniejsze i częstsze niż dotychczas ulewy, których bezpośrednim skutkiem mogą być coraz intensywniejsze, częstsze i rozleglejsze powodzie. Zjawisko to obserwuje się już od dłuższego czasu. Ze względu na zmiany w występowaniu opadów, oprócz powodzi mogą wystąpić częstsze susze, co w konsekwencji będzie prowadzić do pustynnienia coraz większych obszarów (np. w Afryce wysycha jezioro Czad) i nasilać problem braku wody.  Różne modele klimatyczne prognozują różne zmiany zapotrzebowania na nawadnianie na świecie: od 1% do 3% do 2020 r. i 2–7% do 2070 r. Wzrost zapotrzebowania na wodę w gospodarstwach domowych (wywołany np. wzrostem zużycia wody do podlewania ogrodów) oraz na wodę dla przemysłu będą w skali globalnej raczej niewielkie – mniej niż 5% do 2050 r. Zmiany hydrologiczne mogą nieść skutki, które w niektórych aspektach będą pozytywne, a w innych negatywne. Przykładowo zwiększony roczny odpływ rzeczny może okazać się korzystny dla niektórych użytkowników wód poprzez zwiększenie ilości odnawialnych zasobów wody, ale jednocześnie zwiększy szkody powodziowe. Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna  Wyższa temperatura wód, wzrost intensywności opadów oraz dłuższe okresy niżówkowe wpłyną na wzrost zanieczyszczenia wód poprzez: zwiększenie ilości zawiesiny w wodach wynikające ze wzmożonej erozji, występowanie związków azotu, fosforu i innych składników odżywczych wymywanych z gleb, zwiększenie stężenia zanieczyszczeń w okresach niżówkowych oraz zmniejszenie zawartości tlenu w wodzie i ewentualny ułatwiony rozwój patogenów w przypadku podwyższenia temperatury wód. Wzrost temperatury obniży jakość wód w jeziorach i zbiornikach, m.in. poprzez zwiększoną stabilność termiczną, zmniejszenie się ilości tlenu, zwiększone wydzielanie fosforu z osadów dennych, wzrost ilości zawieszonych cząsteczek spowodowany erozją gleby. Należy jednak podkreślić, że wzrost temperatury może również poprawić jakość wód, np. na przełomie zimy i wiosny, ponieważ wcześniejsze pękanie lodu spowoduje wyższe i szybsze natlenienie, a w konsekwencji redukcję zimowej umieralności narybku. W rejonach nadmorskich podnoszący się poziom morza będzie miał negatywny wpływ na warunki odprowadzania wód rzecznych (i ścieków), zwłaszcza w przypadku sztormów. Jednocześnie więcej słonej wody będzie mogło wdzierać (tzw. intruzje) się do wód podziemnych, w ten sposób je zanieczyszczając (Okruszko, Kijańska 2009). Dr hab. Bogusław Pawłowski Ochrona i rekultywacja elementów przyrody nieożywionej  ZMIANY KLIMATYCZNE BĘDĄ NIEKORZYSTNE DLA WIELKOŚCI ZASOBÓW JAK I ICH DYSPOZYCYJNOŚCI I ROZKŁADU CZASOWO-PRZESTRZENNEGO - Należy spodziewać się głębszych niżówek i susz hydrologicznych, zwłaszcza na nizinach, - Skala uciążliwości zdarzeń powodziowych również będzie większa, - Przewidywany jest spadek poziomu wód jezior i wód gruntowych, - Zmniejszenie się odpływów średnich i niskich co spowoduje spadek przeciętnych i gwarantowanych zasobów wodnych, - Nastąpi pogorszenie jakości wód powierzchniowych i coraz trudniej będzie utrzymać ich docelową jakość, - Rywalizacja o zasoby wodne pomiędzy poszczególnymi działami gospodarki stanie się ostrzejsza co będzie bez wątpienia prowadzić do konfliktów, - Należy liczyć się z koniecznością zwiększenia powierzchni obszarów nawadnianych, nawet o 100%, - Dojdzie do spadku produkcji rolniczej oraz wielkości produkcji energii w hydroelektrowniach, - Zajdzie konieczność ZWIĘKSZENIA RETENCJI Dr hab. Bogusław Pawłowski Gospodarka Wodna KONFLIKTY O WODĘ. Przyczyny konfliktów: GEOPOLITYCZNE - duża liczba krajów dzieli zasoby wodne jednej rzeki lub zbiornika HYDROTECHNICZNE - zgodność realizacji koncepcji hydrotechnicznych z potrzebami krajów współużytkujących wodę HYDROLOGICZNE - brak zgodności pomiędzy granicami Państwa a granicami zlewni, - zanieczyszczenie wód, - udział wód pochodzących z dopływu z za granicy SPOŁECZNE - dostęp do wody i urządzeń sanitarnych, wynikające z tego choroby i straty POLITYCZNE - działalność nacjonalistów i ugrupowań religijnych (Kowalczak 2007) (Kowalczak 2007) (Kowalczak 2007) (Kowalczak 2007)