242

Henryk Kasza

ścieków. Spowodowało to zmniejszenie puli zanieczyszczeń dopływających ze źródeł punktowych, w tym oczywiście azotu i fosforu, do wód. a tym samym przyczyniło się do względnego wzrostu „roli” zanieczyszczeń obszarowych w bilansie N i P. Z analiz opracowań GUS wynika, że ładunek azotu i fosforu docierający do Bałtyku z obszaru naszego kraju od 1990 roku utrzymuje się na zbliżonym poziomie, nie uległ również zmianie dopływ tych składników do środowiska (Sapek. Sapek 2005). oraz że ładunki fosforu do 1998 roku pochodziły głównie ze źródeł punktowych, zaś w następnych latach ..coraz większego znaczenia nabiera ich pochodzenie obszarowe** (Sapek 2008).

Zanieczyszczenia obszarowe trafiają do wód z różnych źródeł. W znacznej mierze pochodzą ze źródeł rolniczych. W połowie lat 90. ubiegłego wieku azot i fosfor (pochodzące 7 rolnictwa) stanowiły około 60% całkowitego dopływu tych składników ze wszystkich źródeł obszarowych do wód. Na procesy naturalne i opady atmosferyczne przypadało około 30% zanieczyszczeń obszarowych azotem i fosforem, a pozostałe źródła tych nutrientów (nieoczyszczone spływy burzowe, składowiska materiałów i odpadów itp.) szacowano na około 10% (Gromiec, Bogacka 1997).

Wyjaśnienia wymaga duży udział źródeł rolniczych w zanieczyszczeniach obszarowych. Wzrastająca liczba ludności oraz malejący areał użytków rolnych, przypadający na 1 mieszkańca globu, zmuszają producentów rolnych do stosowania coraz większych dawek nawozów, by zapewnić dostateczną ilość żywności. W rolnictwie stosuje się nawozy zarówno mineralne, jak i organiczne (w tym płynne i stałe odchody zwierząt), które w swym składzie zawierają, między innymi, azot i fosfor, a więc te składniki pokarmowe, które są przyczyną eutroflzacji wód.

Wprowadzany do rolnictwa azot i fosfor zostaje nie w pełni wykorzystany do produkcji żywności. Przedstawia to bilans azotu i fosforu na przykładzie polskiego rolnictwa metodą ..na powierzchni pola’* (tab. 5.3). Zgodnie z tą metodą, określa się różnicę pomiędzy ilością ww. składników pokarmowych, wnoszonych na gleby użytków rolnych, a wynoszonych wraz z plonami. Jeśli w bilansie występuje nadwyżka (różnica pomiędzy przychodem a rozchodem jest dodatnia), wtedy dany składnik pokarmowy stwarza -w zależności od wielkości nadmiaru - większe lub mniejsze zagrożenie dla środowiska, zaś deficyt oznacza uruchomienie rezerw glebowych (Kopiński i in. 2006).

Tabela 5.3. Roczny bilans azotu brutto i fosforu* rolnictwie polskim odniesiony do użytków rolnych

Składowe bilansu	elementy bilansu	kg N ha'^1 kg P ha*^1
		średnie z lat
		2002-2004”	2005-2007^2>	1999-2003”
Przychód	nawozy mineralne	52,4	62,3	7.6
	nawozy organiczne	31,0	34.9	6.2
	materiał siewny i sadzeniaki	2,4	2,4	0.6
	azot wiązany symbiotycznie	5.7	5.7	m
	azot w opadzie z atmosfery	17,0	17.0
Rozchód	pobory z plonami	62,7	68.1	11,7
Saldo bilansu*’		+45,8	+54.2	+2.8

| H Kopińskiego i in 2006; ”wg Kopińskiego - za GUS 2008a;” różnica: przychód - rozchód;

Azot a spływ obszarowy

Wyniki bilansu azotu brutto w Polsce, uzyskane z lat 2002-2004 i 2005-2007, w obu przypadkach wykazały nadwyżkę (nadmiar) azotu, wynoszącą odpowiednio: 45.8 i 54.2 kg N ha¹ • rok'¹ (tab. 5.3). W latach wcześniejszych (1993 rok) nadmiar azotu wynosił około 64 kg ha*¹ • rok* (Sapek 1995). Należy postawić pytanie, co się dzieje z azotem, który wprowadzony do rolnictwa nie zostaje wykorzystany? Odpowiedź jest prosta. Mianowicie nadmiarowy azot w rolnictwie ulega rozproszeniu do środowiska. Podczas wytwarzania żywności w Polsce rozproszeniu do środowiska ulega 1,2 min ton azotu (Sapek, Sapek 2005). Rozproszenie w środowisku może przebiegać różnymi drogami, tj. poprzez (Sapek 1996):

-    ulatnianie do atmosfery (wskutek emisji NHj, w wyniku denitryfikacji jako N₂ i N₂0),

-    przemieszczenie do wód powierzchniowych i podziemnych (wskutek wymycia do wód podziemnych, spływu podpowierzchniowcgo, spływu powierzchniowego, erozji wodnej i powietrznej).

Według szacunków, % azotu traconego w produkcji rolnej ulega emisji do atmosfery a ulatniający się amoniak stanowi około 35% nadmiam azotu. Obecny w atmosferze amoniak powraca na powierzchnię ziemi w bliższej lub dalszej odległości od miejsca emisji w postaci opadu i staje się dodatkowym źródłem azotu dla upraw. Amoniak z atmosfery stwarza jednak zagrożenie dla wód powierzchniowych i naturalnych ekosystemów lądowych - przyczynia się do ich eutrofizacji i zakwaszenia. Amoniak z opadu atmosferycznego jest silnym czynnikiem zakwaszającym środowisko - drobina NH3 wywołuje takie samo zakwaszenie jak cząsteczka SO2 z atmosfery i dwakroć większe niż cząsteczka N0₂. Ulatnianie azotu do atmosfery w wyniku denitryfikacji pociąga za sobą straty nadmiaru azotu w ilości od kilku do kilkudziesięciu procent. Poza tym, powstający w wyniku denitryfikacji jako produkt uboczny podtlenek azotu przyczynia się do niszczenia warstwy ozonowej i do wzrostu globalnej temperatury w wyniku efektu cieplarnianego (Sapek 1995,1996).

Zgodnie z drugim mechanizmem rozproszenia nadmiarowego w rolnictwie azotu, do wód powierzchniowych dostaje się on poprzez spływ powierzchniowy i podpowierzehniowy oraz wskutek erozji wodnej i wietrznej. Ze spływów powierzchniowych dociera do nich głównie w postaci rozpuszczonych związków organicznych (także jako azotany oraz zawarty w lekkim, unoszonym przez wody materiale organicznym), z podpowierzchniowych -w formie azotanów, zaś na drodze erozji transportowany jest do wód materiał glebowy, zawierający substancje organiczne. Azot do wód jest także wymywany w postaci jonu amonowego, ale w znacznie mniejszej ilości niż azotany. Szacuje się, że około 30% nadmiam azotu w rolnictwie trafia do wód powierzchniowych, przyczyniając się w licznych przypadkach do ich zanieczyszczenia (Sapek 1995,1996). Dopływ azotanów do wód. oprócz wywoływania zjawiska eutrofizacji, stwarza zagrożenie dla zdrowia łudzi. Picie wody zawierającej duże ilości azotanów (ponad 10 mg N dnr) jest szczególnie niebezpieczne dln niemowląt do 6 miesiąca życia, gdyż u nich pH soku żołądkowego jest niższe niż u osób dorosłych - wynosi około 4. Tak niskie pH sprzyja rozwojowi mikrofloiy jelitowej redukującej (głównie E. coli), dzięki wytwarzanemu enzymowi nitratazie, azotany do azotynów. Utworzone w wyniku redukcji azotyny są przyczyną przemiany hemoglobiny w methemoglobinę - hemoglobina zawiera zamiast dwu wartościowego trójwartościowy jon