Małgorzata Mazurek & Zbigniew Zwoliński

Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii
Uniwersytet im. A. Mickiewicza
Fredry 10, 61-701 Poznań
M.Mazurek@e-mail & Zb.Zwoliński@e-mail

Stan geoekosystemÓw Polski
w roku 2000

Program pomiarowy C1: chemizm opadów atmosferycznych

Ryc. 8. Średnia roczna przewodność elektrolityczna właściwa SEC oraz pH wód opadowych obserwowane w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2000

W atmosferze występują składniki pochodzące z naturalnego obiegu biogeochemicznego oraz z gospodarczej działalności człowieka. Związki te w zależności od swoich właściwości oraz warunków meteorologicznych ulegają rozproszeniu i transformacji podczas transportu atmosferycznego, a większość z nich często w znacznych odległościach od źródeł emisji, powraca na powierzchnię ziemi wraz z opadami lub wskutek pochłaniania zanieczyszczeń gazowych i aerozoli przez wody powierzchniowe, szatę roślinną i glebę. Największy udział w dostawie zanieczyszczeń z atmosfery do powierzchni ziemi w regionach położonych w znacznych odległościach od źródeł emisji ma depozycja mokra.

Chemizmu opadów atmosferycznych badany na Stacjach Bazowych ZMŚP potwierdza tendencje obserwowane dla jakości powietrza. Średnie roczne ważone wartości pH wód opadowych mierzone w Stacjach Bazowych wahały się w roku hydrologicznym 2000 od 4,41 do 5,28 jednostek, co kwalifikuje średni roczny odczyn opadów w Stacjach Bazowych w Puszczy Boreckiej i Storkowie do grupy opadów o znacznie obniżonym pH, natomiast normalny odczyn miały opady w Koniczynce (ryc. 8). Pozostałe Stacje zaliczono do grupy z odczynem lekko obniżonym. W przypadku Koniczynki leżącej w sąsiedztwie Torunia, wyższe wartości pH są z pewnością efektem zobojętniającego wpływu zasadowych pyłów.


Ryc. 9. Średnie miesięczne wartości pH wód opadowych mierzone w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2000

Stwierdzono stosunkowo niskie średnie miesięczne wartości pH w półroczu zimowym (ryc. 9) co związane było z emisją zanieczyszczeń gazowych - związków siarki i azotu.

Ograniczana od lat osiemdziesiątych emisja dwutlenku siarki (Stan środowiska w Polsce 1998) nie daje poprawy odczynu ze względu na wyraźny wzrost w ostatnich latach udział tlenków azotu w zakwaszaniu opadów atmosferycznych. Obecność tlenków azotu w atmosferze odbija się na składzie wód opadowych, wywołując zakwaszenie i wzrost stężeń jonów azotanowych. Obserwacje takie potwierdza m.in. stosunek jonów azotanowych do siarczanowych w opadach atmosferycznych w Storkowie, od roku 1995 stężenia siarczanów obniżyły się o ok. 40%, w tym samym czasie stężenia azotanów o ok. 30% wzrosły. Składowa atmosferyczna, obok dostawy związków pochodzenia nawozowego, nabiera obecnie coraz większego znaczenia w obiegu związków azotu w zlewni, przyczyniając się do eutrofizacji zbiorników wodnych.


Ryc. 10. Średnie miesięczne wartości przewodności elektrolitycznej właściwej SEC wód opadowych mierzone w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2000

Średnie ważone przewodnictwo elektryczne właściwe SEC będące miarą zawartości substancji rozpuszczonych, dla opadów atmosferycznych w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2000 charakteryzowało się małymi zmianami w stosunku do roku poprzedniego i mieściło się w zakresie od 2,19 mSm-1 (Storkowo) do 11,4 mSm-1 (Św. Krzyż, ryc. 8). Najniższe koncentracje zanieczyszczeń w wodzie opadowej wystąpiły w lipcu - miesiącu o wysokich sumach opadów zanotowanych we wszystkich Stacjach Bazowych ZMŚP (ryc. 10). Podwyższona mineralizacja wód opadowych charakteryzuje Stacje Bazowe położone w pobliżu dużych ośrodków miejskich (Pożary i Św. Krzyż), gdzie występują wysokie zanieczyszczenia pyłowe i gazowe powietrza atmosferycznego.

Chemizm wód opadowych kształtują różne źródła substancji rozpuszczonych: naturalne i sztuczne, które różnią się intensywność dostawy w zależności od położenia regionalnego Stacji Bazowych ZMŚP. Udział odmiennych źródeł dostawy składników rozpuszczonych do wód opadowych uwidacznia analiza skład jonowego wyrażonego w ueqdm-3:


dla Storkowa

aniony: SO42- (45) > NO3- (43) > Cl- (24) > PO43- (2)

kationy: NH4+ (51) > Na (29) > Ca (16) > Mg (8) > K (3)

dla Św. Krzyża

aniony: SO42- (184)> NO3- (224)> Cl- (104,9)> PO43- (0,064)

kationy: NH4+ (149,1) > Ca (148,2) > Mg (150,4) >Na (27,58) > K (17)

Obszar zlewni górnej Parsęty, pomimo, że położony z dala od większych źródeł emisji, otrzymuje znaczną dostawę siarczanów z opadami atmosferycznymi. Lokalne zanieczyszczenia powietrza związane są z opalaniem gospodarstw domowych. Największym lokalnym źródłem emisji jest Szczecinek, miasto położone ok. 20 km na pd.-wsch. od Storkowa. Należy przypuszczać, że część dostawy SO4 jest wynikiem transgranicznego przemieszczania zanieczyszczeń powietrza. Storkowo znajduje się na obszarze, dla którego wartości stężeń siarczanów w aerozolu szacowane są od 2,5 do 3,0 ugm-3. Wysokie stężenia jonów chlorkowych oraz sodowych w opadach w Storkowie wskazują na udział aerozolu pochodzenia morskiego w opadach, a więc w znacznej mierze związki te mają charakter naturalny. Średnia ważona koncentracja jonów chlorkowych w Storkowie nie odbiega zasadniczo od wartości notowanych w Polsce NW w latach 1967 - 1968 i 1988 - 1989.

Ryc. 11. Ładunki kationów (A) i anionów (B) wnoszonych z opadami atmosferycznymi do podłoża w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2000

Wysokie wartości stężeń jonów w opadach analizowanych na Św. Krzyżu są odbiciem znacznych, lokalnych źródeł zanieczyszczeń, ale są też efektem transgranicznych zanieczyszczeń z sąsiadujących regionów. W województwie świętokrzyskim największymi źródłami zanieczyszczeń powietrza są obiekty energetyki zawodowej, zakłady przemysłu cementowo-wapienniczego, hutniczo-metalurgicznego, maszynowego oraz wydobycia i przetwórstwa siarki.

Ilość suchego i mokrego depozytu zależy nie tylko od ilości emitowanych zanieczyszczeń do atmosfery, ale również od warunków meteorologicznych, w tym kierunku napływu mas powietrza, turbulencji powietrza, nasłonecznienia oraz wielkości i częstości występowania opadów. Wielkość substancji wprowadzonych do podłoża z opadami atmosferycznymi zależy od ich stężenia, a zarazem natężenia wydalanych do atmosfery zanieczyszczeń. Zmienność wielkości opadów i ich charakteru w ciągu roku wnosi dodatkowy element do oceny ładunku zanieczyszczeń wprowadzonych do podłoża.

Wśród ładunków wnoszonych do podłoża z wodami opadowymi dominują kationy wapniowe i amonowe, a z anionów siarka siarczanowa i chlorki, choć wysoki jest także udział azotu azotanowego (ryc. 11). Rozkład miesięcznych sum ładunków nawiązuje generalnie do wysokości opadów.

Notowana wysoka kwasowość wód atmosferycznych decyduje o znacznym ładunku jonów wodorowych wnoszonych corocznie do gleby wraz z opadami, np. w Puszczy Boreckiej jest to ok. 22 mgm-2, w Storkowie ok. 20 mgm-2, a na Św. Krzyżu ok. 32 mgm-2. Utrzymujące się zakwaszenie opadów i rosnąca depozycja jonów wodorowych intensyfikuje ługowanie składników zasadowych z gleb, prowadzi do zakwaszania wód, a w efekcie do zmian w typach siedlisk i eliminacji gatunków o większych wymaganiach glebowych. Ilość dostarczonych substancji do podłoża limitowana jest przede wszystkim wysokością opadów, jednak poprawa jakości wód opadowych może również zmniejszać znacząco obciążenie środowiska zanieczyszczeniami.


Spis treści:

Stan geoekosystemÓw Polski
w roku 2000

Małgorzata Mazurek & Zbigniew Zwoliński

Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii
Uniwersytet im. A. Mickiewicza
Fredry 10, 61-701 Poznań
M.Mazurek@e-mail & Zb.Zwoliński@e-mail

Wprowadzenie
P
r
o
g
r
a
m
y

p
o
m
i
a
r
o
w
e
A1: meteorologia
B1: chemizm powietrza atmosferycznego
C1: chemizm opadów atmosferycznych
C2: chemizm opadu podokapowego
C3: chemizm spływu po pniach
E1: gleby
F1: chemizm roztworów glebowych
F2: wody gruntowe
H1: wody powierzchniowe - rzeki
H2: wody powierzchniowe - jeziora
J1: flora i roślinność zlewni reprezentatywnej
J2: struktura i dynamika szaty roślinnej
O1: fauna bezkręgowa
Podsumowanie
Literatura


Cytowanie: Mazurek, M., Zwoliński, Zb., 2001. Stan geoekosystemów Polski w roku 2000. [Online] http://main.amu.edu.pl/~zmsp/stan00/stan2000.html, Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii UAM, Poznań, [dd.mm.rrrr - data odwiedzenia strony]


Strona główna programu ZMŚP w Polsce; e-mail