Spływ biogenów dorzeczami Wisły i Odry

Kierownik zadania: dr hab. inż. Marianna Pastuszak, Zakład Oceanografii Rybackiej i Ekologii Morza

Dotacja MNiSW 2017 (kontynuowany)

Akcesja Polski do struktur Unii Europejskiej w roku 2004 oraz członkowstwo w Komisji Helsińskiej (HELCOM) zobowiązuje nasz kraj do implementacji dyrektyw Unii Europejskiej (UE) (np. Ramowa Dyrektywa Wodna, Ramowa Dyrektywa ws. Strategii Morskiej, Dyrektywa Azotanowa, Dyrektywa Ściekowa) oraz realizacji przyjętych zobowiązań wobec HELCOM, mających na celu poprawę jakości wód śródlądowych i morskich przez obniżenie emisji azotu (N) i fosforu (P) do basenów rzek, jezior  i do Bałtyku. Ochrona wód Morza Bałtyckiego powinna być ściśle powiązana z ochroną wód śródlądowych, a to wymaga zmniejszenia emisji N i P zorientowanej na dorzecza rzek. Takie podejście do zagadnienia jest wymagane od członków Unii Europejskiej i jest ono zawarte  w wymogach Ramowej Dyrektywy Wodnej, które zobowiązują kraje do przygotowania planów zagospodarowania wodami na obszarach dorzeczy, włączając w to analizę presji substancji biogenicznych na stan wód oraz program działań mający na celu zapobieganie zanieczyszczaniu wód substancjami biogenicznymi, aby uzyskać „dobry ekologiczny stan” wszystkich typów wód.

Dorzecze Wisły i Odry objęte badaniami modelowymi (MONERIS)

Zastosowany w badaniach model MONERIS (MOdeling Nutrient Emissions in RIver Systems) (Behrendt i in., 2000) jest oparty o system GIS (Geographical Information System). Regionem objętym badaniami były części dorzecza Wisły oraz Odry leżące w obszarze terytorialnym Polski. Stanowią one łącznie 274 245 km2, co z kolei stanowi to około 88% terytorium kraju.

Z badań modelowych prowadzonych w 2017 roku wyciągnięto następujące wnioski:

  • w okresie transformacji w Polsce, rolnictwo przeszło nie tylko strukturalne zmiany, ale także sektor ten wprowadził działania mające na celu mitygację emisji N i P. Ponadto, w tym okresie zbudowano olbrzymią ilość oczyszczalni ścieków. Zmniejszająca się presja na środowisko naturalne zamanifestowała się w spadku emisji N i P w basenie Odry: N – o 44 000 ton rok-1 i P – o 9 000 ton P rok-1 w odniesieniu do maksymalnej emisji stwierdzonej w latach 1980./1990. W latach 1995-2015, emisja N do basenu Wisły spadła z ok. 170 000 ton rok-1 do ok. 140 000 ton rok-1; emisja P obniżyła się z ok. 14 200 ton rok-1 do ok. 10 600 ton rok-1;
  • w latach 1995-2015, w obydwu basenach badanych rzek, spadki emisji były głównie generowane przez wody podziemne, oczyszczalnie ścieków oraz spływ powierzchniowy;
  • w latach 1995-2015, trzy ścieżki emisji, tzn. wody podziemne, system drenarski i w mniejszym stopniu, oczyszczalnie ścieków odgrywały kluczową rolę w emisji N i były odpowiedzialne za ok. 80% całkowitej emisji N do obydwu basenów; cztery ścieżki emisji tzn. erozja, spływ powierzchniowy, oczyszczalnie ścieków oraz tereny zurbanizowane, odgrywały kluczową rolę w emisji P i były odpowiedzialne za ok. 80% całkowitej emisji P do obydwu basenów;
  • erozja, spływ powierzchniowy, oczyszczalnie ścieków oraz tereny zurbanizowane stanowiły główne ścieżki emisji P w obydwu basenach rzek w latach 1995-2015. Podobnie do N, w obydwu basenach rzek stwierdzono wyraźną tendencją spadkową emisji P z oczyszczalni ścieków: w basenie Wisły, spadła ona z 20% w latach 1995-2003 do 6% w 2009-2015, natomiast w basenie Odry obniżyła się z 29% w latach 1995-2003 do 9% w 2009-2015;
  • ekstremalne warunki pogodowe mają ogromny wpływ na zwiększoną (powodzie) lub zmniejszoną (susze) emisję biogenów; szczególnie emisja N jest podatna na zmieniające się warunki pogodowe i ulega ona znacznemu wzmożeniu w długotrwających okresach mokrych. Okresy suszy mogą w sposób wieloraki wpływać na emisją biogenów, dlatego też interpretacja wielkości emisji, wymaga zastosowania meteorologicznych wskaźników suszy oraz miesięcznych/sezonowych map opadów, obejmujących badany basen rzeki;
  • polskie, nieskanalizowane rzeki, okazały się być strefą znacznego naturalnego zatrzymywania biogenów; ponad 90 000 ton N i ponad 7 600 ton P jest rocznie zatrzymywane w badanych zlewniach rzek. Polska jest jednym z największych eksporterów biogenów do Bałtyku. Niewiarygodne wysiłki zostały poczynione, aby zredukować emisję N i P z terytorium naszego kraju do basenów rzek i do Bałtyku. Wszystkie te wysiłki mogą zostać zniweczone, jeśli zapowiadane przez polityków kanalizowanie rzek stanie się faktem, i jeśli ogromne ładunki N i P zasilą strefę przybrzeżną Morza Bałtyckiego, przyczyniając się do ogromnego wzmożenia eutrofizacji, procesu, który dzięki wysiłkom państw bałtyckich, w tym Polski, został nie tylko zahamowany, ale w pewnym stopniu, zawrócony.