Politechnika Wrocławska Wrocław, 23.05.2012 r.

Wydział Inżynierii Środowiska

Ochrona Wody i Gleby

Sprawozdanie nr 4

Zmiany jakości wód jezior

Prowadzący: Wykonała:

dr inż. Agnieszka Urbanowska Katarzyna Szyło

174106

IV rok st. zaoczne

Sobota 13.45

1. Cel ćwiczenia

Określenie wpływu zmian zawartości pierwiastków biogennych na zawartość glonów oraz wpływ zmiany zawartości glonów na pierwiastki biogenne.

1. Parametry rzeki bazowej

Badane jezioro charakteryzowało się następującymi parametrami początkowymi:

• Objętość – 5,0 km³

• Roczny dopływ – 0,05 km³/r

• Udział epilimnionu – 0,5

• Stopień recyrkulacji – 0,1

Na modelu komputerowym wprowadzano kolejno zmienne wartości stężeń dla pierwiastków biogennych i glonów:

• Zmienne stężenia glonów

• Zmienne stężenia fosforu

• Zmienne stężenia azotu

Zadanie 1

Wpływ zmiany stężenia glonów na stężenie azotu i fosforu w strefie epilimnionu
i hipolimnionu.

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	5,00	15,00	1,00	15,00	1,00
1	9,03	21,57	1,42	21,56	1,43
2	16,47	30,95	2,01	30,97	2,02
3	30,21	44,32	2,82	44,41	2,85
4	55,64	63,34	3,91	63,54	3,98
5	102,79	90,28	5,35	90,69	5,48
6	190,29	128,22	7,17	129,06	7,43
7	352,78	181,36	9,34	182,93	9,81
8	654,65	255,07	11,62	258,00	12,50
9	1215,60	355,99	13,33	361,43	14,97
10	2257,89	491,58	12,88	501,72	15,93

Tabela 1. Stężenia azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia glonów
5mg Chl/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	15,00	1,00	15,00	1,00
1	18,07	21,47	1,39	21,50	1,41
2	32,92	30,65	1,92	30,74	1,96
3	60,34	43,61	2,61	43,83	2,68
4	111,06	61,79	3,45	62,24	3,59
5	204,99	87,11	4,40	87,98	4,67
6	379,10	121,89	5,27	123,57	5,78
7	701,90	169,00	5,63	172,13	6,58
8	1299,83	231,26	4,47	237,08	6,22
9	2079,70	314,32	0,87	323,64	3,68
10	1592,20	446,53	0,00	453,63	1,92

Tabela 2. Stężenia azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia glonów
10mg Chl/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	20,00	15,00	1,00	15,00	1,00
1	36,12	21,27	1,33	21,38	1,37
2	65,74	30,05	1,74	30,29	1,82
3	120,32	42,18	2,18	42,67	2,33
4	221,02	58,72	2,53	59,66	2,82
5	406,78	80,81	2,51	82,58	3,05
6	748,00	109,39	1,52	112,72	2,53
7	989,14	149,12	0,00	153,52	1,32
8	618,94	214,14	0,00	216,86	0,69
9	374,47	308,11	0,00	309,71	0,36
10	210,20	443,67	0,00	444,51	0,19

Tabela 3. Stężenia azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia glonów
20mg Chl/m³

Zadanie 2.

Wpływ zmiany stężenia azotu na stężenie glonów i fosforu w strefie epilimnionu oraz fosforu w hipolimnionie.

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	10,00	1,00	10,00	1,00
1	17,96	14,27	1,39	14,30	1,41
2	32,59	20,28	1,92	20,38	1,96
3	59,56	28,69	2,61	28,91	2,68
4	109,38	40,33	3,46	40,77	3,60
5	201,59	56,23	4,43	57,09	4,69
6	372,40	77,50	5,33	79,15	5,83
7	688,93	105,19	5,75	108,27	6,68
8	1275,11	139,61	4,71	145,32	6,43
9	2343,81	179,24	0,73	189,74	3,89
10	1793,07	251,25	0,00	259,25	2,04

Tabela 4. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 10g N/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	15,00	1,00	15,00	1,00
1	18,07	21,47	1,39	21,50	1,41
2	32,92	30,65	1,92	30,74	1,96
3	60,34	43,61	2,61	43,83	2,68
4	111,06	61,79	3,45	62,24	3,59
5	204,99	87,11	4,40	87,98	4,67
6	379,10	121,89	5,27	123,57	5,78
7	701,90	169,00	5,63	172,13	6,58
8	1299,83	231,26	4,47	237,08	6,22
9	2079,70	314,32	0,87	323,64	3,68
10	1592,20	446,53	0,00	453,63	1,92

Tabela 5. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 15g N/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	20,00	1,00	20,00	1,00
1	18,12	28,67	1,39	28,70	1,41
2	33,08	41,01	1,92	41,11	1,96
3	60,73	58,53	2,60	58,75	2,68
4	111,90	83,27	3,44	83,73	3,58
5	206,70	118,02	4,39	118,90	4,66
6	382,46	166,38	5,24	168,08	5,76
7	708,37	233,00	5,57	236,16	6,53
8	1312,12	323,30	4,35	329,18	6,12
9	2098,83	446,69	0,74	456,10	3,57
10	1605,48	637,11	0,00	644,27	1,87

Tabela 6. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 20g N/m³

Zadanie 3.

Wpływ zmiany stężenia fosforu na stężenie glonów i azotu w strefie epilimnionu oraz azotu w hipolimnionie.

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	15,00	0,50	15,00	0,50
1	17,74	21,48	0,67	21,50	0,69
2	31,87	30,66	0,89	30,76	0,92
3	57,74	43,65	1,13	43,86	1,20
4	105,22	61,92	1,34	62,34	1,47
5	192,36	87,41	1,40	88,22	1,65
6	351,43	122,59	1,02	124,15	1,50
7	545,46	171,68	0,11	174,09	0,84
8	399,54	245,83	0,00	247,56	0,44
9	234,94	353,90	0,00	354,86	0,23
10	127,58	509,63	0,00	510,12	0,12

Tabela 7. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 0,5g P/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	15,00	1,00	15,00	1,00
1	18,07	21,47	1,39	21,50	1,41
2	32,92	30,65	1,92	30,74	1,96
3	60,34	43,61	2,61	43,83	2,68
4	111,06	61,79	3,45	62,24	3,59
5	204,99	87,11	4,40	87,98	4,67
6	379,10	121,89	5,27	123,57	5,78
7	701,90	169,00	5,63	172,13	6,58
8	1299,83	231,26	4,47	237,08	6,22
9	2079,70	314,32	0,87	323,64	3,68
10	1592,20	446,53	0,00	453,63	1,92

Tabela 8. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 1,0g P/m³

T	Cgl	CNe	CPe	CNh	CPh
rok	mg Chl./m3	gN/m3	gP/m3	gN/m3	gP/m3
0	10,00	15,00	2,00	15,00	2,00
1	18,23	21,47	2,83	21,50	2,85
2	33,44	30,64	3,99	30,74	4,03
3	61,59	43,58	5,59	43,81	5,66
4	113,80	61,73	7,73	62,19	7,87
5	210,71	86,97	10,55	87,86	10,83
6	390,70	121,58	14,09	123,31	14,62
7	725,16	168,32	18,27	171,57	19,24
8	1346,88	229,84	22,54	235,88	24,35
9	2502,76	307,65	25,45	318,89	28,83
10	4651,69	399,65	23,64	420,56	29,92

Tabela 9. Stężenia glonów, azotu i fosforu w okresie 10-olecia dla początkowego stężenia azotu 2,0g P/m³

5.Wnioski

Dostępność substancji odżywczych i niewielkie ruchy wody w jeziorze, powodują wzrost ilości materii organicznej, co prowadzi do zakwitów glonów w zbiorniku,
tzw. eutrofizacji.

Wraz ze zwiększaniem początkowych stężeń glonów można zaobserwować, iż stężenie fosforu i azotu w epilimnionie maleje na przestrzeni 10 badanych lat. Spowodowane jest to zwiększającą się liczbą glonów, które wykorzystują azot i fosfor na procesy życiowe. Natomiast stężenie azotu i fosforu w głębokiej warstwie jeziora – hypolimnionie maleje tylko wskutek wymieszania wiosennego i jesiennego, zaś pomiędzy mieszaniami stężenie utrzymuje się na takim samym poziomie bądź nieznacznie obniża się.

Można również zauważyć, że stężenia badanych pierwiastków są nieco wyższe
w hypolimnionie niż w epilimnionie. Jest to spowodowane tym, iż w hypolimnionie panują warunki niesprzyjające rozwojowi glonów, których obecność doprowadziłaby do obniżenia stężenia azotu i fosforu (tak jak dzieje się to w przypadku epilimnionu).

Wszystkie te procesy wpływają negatywnie na jakość wody w jeziorze.