Możliwości rekultywacji stawów miejskich pod kątem ich wykorzystania rekreacyjnego

MOŻLIWOŚCI REKULTYWACJI STAWÓW MIEJSKICH POD KĄTEM ICH WYKORZYSTANIA REKREACYJNEGO

I. WSTĘP
Jednym z czynników decydujących o warunkach życia w mieście są tereny zielone, ich powierzchnia i sposób zagospodarowania. Na terenie miasta Września znajdują się dwa parki: Park im. Józefa Piłsudskiego i Park im. Dzieci Wrzesińskich. Park im. Dzieci Wrzesińskich to część dawnego parku dworskiego przy pałacu Mycielskich. Park ten na powierzchnię 13,2 ha. Na jego terenie znajdują się cztery stawy o łącznej powierzchni ok. 1,2 ha. Część parku, w której znajdują się stawy, jest zaniedbana (brak alejek spacerowych, ławek itp.). Również stawy oraz urządzenia hydrologiczne wymagają remontu, dlatego też postanowiliśmy zastanowić się nad możliwością wykorzystania części parku wraz ze stawami do celów rekreacyjnych. Pracę rozpoczęliśmy od przeprowadzenia analizy jakości wody w stawach pod kątem możliwości ich wykorzystania do celów wypoczynkowych (np. wędkarstwo). Dokonaliśmy pomiarów następujących parametrów jakości wody: azot azotanowy i ogólny, ortofosforany, BZT5, ChZT, zawiesiny ogólne, tlen rozpuszczony, odczyn pH i temperaturę. Określenie parametrów jakości wody i możliwości ich poprawy będą decydowały o możliwości wykorzystania stawów do określonych celów.

II. CHARAKTERYSTYKA STAWÓW

Przebadane przez nas cztery stawy znajdują się w parku imienia Dzieci Wrzesińskich we Wrześni. Są one jednymi z elementów miejscowej przyrody, wzbogacają wizerunek parku, a także uatrakcyjniają w znaczący sposób spacery po nim. Nierzadkim widokiem są tam amatorzy wędkarstwa, ludzie starsi i młodzież, którzy chcą w ciszy i spokoju odpocząć od trudów codziennego życia. W bliskim sąsiedztwie występuje różnorodna roślinność np. kasztanowce, wierzba płacząca, jarząby szwedzkie, lipy drobnolistne, czy dęby czerwone. Na wiosnę stawy bardzo intensywnie porastają rzęsą wodną (głównie staw nr 3). Pospolite są ryby, takie jak płotki i karasie. Żyje tam niewielka populacja kaczek, które nie są w stanie skutecznie zmniejszyć ilości rzęsy. Nasze akweny są pochodzenia naturalnego, jednak nie uchroniły się przed bezpośrednią ingerencją ze strony człowieka. Mają nieregularne kształty. Szacuje się, że powierzchnia wszystkich czterech wynosi ok. 12 000 m2, a głębokość waha się w przedziale pomiędzy 1,5 a 2 m. Wartym odnotowania jest fakt, że wszystkie są ze sobą połączone, a staw numer 4 i 3 mają bezpośrednie połączenie z przepływającą obok rzeką Wrześnicą (patrz rysunek). Zbiornik wodny o numerze pierwszym jest jedynym zasilanym z zewnątrz. Odpowiada za to kanał melioracyjny oraz kanalizacja burzowa. Wszystkie posiadają śluzy regulujące poziom wody. Staw nr 1 ma najwyższy poziom, nieco niższy mają stawy 4 i 2 a najniższy nr 3. Woda w stawach nie jest czysta, więc ich wykorzystanie rekreacyjne jest mocno ograniczone. Zanieczyszczenie jednak nie jest równomierne. Na pierwszy rzut oka najwyższe jest w stawie nr 1, na co bez wątpienia ma wpływ woda doprowadzana z zewnątrz. Niesie ona ze sobą duże ilości osadów pochodzenia organicznego.

Rys. 1.Usytuowanie stawów w Parku im. Dzieci Wrzesińskich.


III. CHARAKTERYSTYKA WSKAŹNIKÓW WYKORZYSTYWANYCH W BADANIU STANU CZYSTOŚCI WÓD STAWÓW MIEJSKICH.

Azot azotanowy i ogólny. Obecność azotu może świadczyć o występującym w przeszłości zanieczyszczeniu wody ściekami bytowo-gospodarczymi lub przemysłowymi lub spływami powierzchniowymi (np. nawozy sztuczne). Azot azotanowy umożliwia rozwój bakterii denitryfikacyjnych. Azotany mogą działać rakotwórczo.
BZT (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) – jest to pojęcie umowne określające ilość tlenu wymaganą do utlenienia związków organicznych. Wskaźnik określa pośrednio stężenie substancji organicznych ulegających biodegradacji (bioutlenieniu). Przekroczenie normy BZT5 oznacza, że woda zawiera nadmiar związków organicznych pochodzenia biologicznego, co może powodować niedobór tlenu i w konsekwencji śmierć organizmów dla których jest on niezbędny do życia (np. ryb).
ChZT (Chemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) – oznacza ilość tlenu potrzebną do utlenienia wszelkiego rodzaju związków organicznych i niektórych nieorganicznych (np. siarczków, siarczanów(IV), zw. żelaza). Efekty przekroczenia normy ChZT są podobne jak w przypadku BZT.
Ortofosforany – źródłem są ścieki miejskie i przemysłowe, a także stosowane w rolnictwie nawozy sztuczne i ocieki rolnicze (np. gnojowice). Ortofosforany w ściekach pochodzą głównie
z proszków do prania, a także wydalin ludzkich i rozkładu związków organicznych. Ortofosforany są główną przyczyną eutrofizacji, czyli nadmiernego rozwoju glonów, zakwitów wody. To z kolei jest przyczyną niedoboru tlenu i zagłady zwierząt wodnych (głównie ryb).
Zawiesiny ogólne - są to nie rozpuszczone substancje organiczne i mineralne określane w mg/l.
Skala pH – ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta jest oparta na aktywności jonów hydroniowych [H3O+] w roztworach wodnych. Odczyn zależy głównie od ilości rozpuszczonego CO2 i wodorowęglanów.
Zawartość tlenu – parametr zależny od temperatury wody. Zależność jest odwrotnie proporcjonalna. Przyjmuje się zawartość O2 na poziomie 4 mg/l jako minimum przy najwyższej temperaturze osiąganej w zbiorniku. Poniżej tej wartości występuje tzw. przyducha, która powoduje śnięcie ryb.
Klasy czystości wód – sposób klasyfikacji wód na podstawie ich przeznaczenia użytkowego i czystości stosowany w Polsce w latach 1970–2004. Według Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. Nowa klasyfikacja wód rezygnuje z pojęcia klasy czystości na rzecz klasy jakości: I, II, III, IV oraz V.

IV. CHARAKTERYSTYKA KLAS JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH

I klasa czystości wód
Wody I klasy czystości to wody bardzo dobrej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia; wartość wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływanie antropogeniczne.
II klasa czystości wód
W tej klasie można określić jako wody o charakterze dobrym. Spełniają w odniesieniu do większości jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia; wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na niewielki wpływ oddziaływania czynników antropogenicznych.
III klasa czystości wód
W danej klasie określić można jako wody zadowalające. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia.
IV klasa czystości wód
IV klasy czystości to wody niezadowalającej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia.
V klasa czystości wód
W tej klasie wody te są złej jakości. Nie spełniają wymagań dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.

WARTOŚCI GRANICZNE WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY W KLASACH JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH

(Tabela - dop. red.)

Lp. Wskaźnik jakości wody Jednostka Wartości graniczne w klasach I - V
I II III IV V
1 Zawiesiny ogólne mg/l 15 25 50 100 >100
2 Odczyn pH 6,5 – 8,5 6,0 – 8,5 6,0 – 9,0 5,5 – 9,0 <5,5 lub >9,0
3 BZT5 mg O2/l 2 3 6 12 >12
4 Azotany mg NO3/l 5 15 25 50 >50
5 Fosforany mg PO4/l 0,2 0,4 0,7 1 >1,0
6 ChZT (Cr) mg O2/l 10 20 30 60 >60
7 Tlen mg O2/l 7 6 5 4 <4
8 Azot ogólny mg N/l 2,5 5 10 20 >20

IV. ANALIZA WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY

1. AZOTANY (AZOT AZOTANOWY)

(Tabela - dop. red.)

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Azot azotanowy [mg N-NO3/l] 0,40 0,20 0,20 0,80

Zawartość azotanów wodzie stawów jest bardzo niska. We wszystkich próbkach była niższa od 1mg/l. Norma dla wody I klasy jakości dopuszcza maksymalne stężenie na poziomie 5 mg/l. Intensywna uprawa roślin i stosowanie nawozów sztucznych jest głównym źródłem azotanów w wodach powierzchniowych. Tak niewielkie zawartości tych związków spowodowane są brakiem w okolicy terenów uprawnych.

2. AZOT OGÓLNY

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Azot ogólny [mg N-NO3/l] 3,00 2,50 1,80 2,70

Ogólna zawartość azotu w przypadku stawów nr 2 i nr 3 spełnia normy dla I klasy jakości wody. Dla stawów nr 1 i nr 4 odpowiada II klasie. Te wyższe stężenia spowodowane są najprawdopodobniej przedostawaniem się niewielkich ilości zanieczyszczeń bytowych do kanalizacji burzowej.

3. ChZT

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
ChZT [mg O2/l] 10,00 27,00 14,00 38,00

Wskaźnik ChZT w przypadku naszych stawów nie wygląda już tak rewelacyjnie jak zawartości azotu. Dla stawu 4 odpowiada IV klasie jakości wody, dla 2 to klasa III a dla 3 II. Jedynie woda w stawie nr1 kwalifikuje się do klasy I. O całkowitym zapotrzebowaniu na tlen świadczy jednak dopiero wartość BZT.

4. BZT5

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
BZT5 [mg O2/l] 9,90 4,40 3,00 9,50

Stawy 1 i 4 charakteryzują się bardzo wysokimi wskaźnikami BZT5. Odpowiadają one dopiero IV klasie jakości wody. Nieco lepiej sytuacja wygląda w stawach 2 i 3 – odpowiednio klasy 3 i 2.
Tak wysokie wartości Biologicznego Zapotrzebowania Tlenu świadczą o dogodnych warunkach do rozwoju dużej ilości mikroorganizmów wodnych i stopniowej eutrofizacji zbiorników.

5. ZAWIESINY OGÓLNE

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Zawiesiny ogólne [mg/l] 31,50 4,50 3,50 20,00

Zawartość zawiesin jest zdecydowanie najwyższa w stawie nr 1 oraz nr 4 – klasy jakości III i II.
Tak duża ilość zawiesin jest wynikiem bezpośredniego dopływu wody z kanalizacji burzowej niosącej ze sobą znaczną ilość zanieczyszczeń stałych. Pozostałe dwa stawy są niemal pozbawione zawiesin. Jest to spowodowane faktem że staw 1 pełni rolę osadnika i do kolejnych przedostaje się woda po opadnięciu na dno zanieczyszczeń stałych.

6. ODCZYN pH

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Odczyn pH 8,28 8,13 8,09 8,25

Odczyn wody w naszych stawach zawiera się w przedzie pH od 8,09 do 8,28. Takie wartości spełniają normę dla I klasy czystości wody.

7. ORTOFOSFORANY

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Ortofosforany [mg P-PO4/l] 0,25 0,12 0,09 0,20

W odniesieniu do klas jakości wody tylko w stawie 1 stężenie fosforanów przekracza graniczną dla klasy I wartość 0,2 mg/l. Jednak zawartość nie pozwalająca na zakwity glonów i sinic wynosi 0,01 mg/l. Źródłem podwyższonego stężenia ortofosforanów są zanieczyszczenia pochodzące z gospodarstw domowych i dopływające kanalizacją burzową oraz spływające rowem melioracyjnym.

8. TLEN

Rodzaj oznaczenia Numer próbki/ Wynik analizy
Staw I Staw II Staw III Staw IV
Tlen [mg/l] 19,60 10,00 8,60 15,20

Zawartość tlenu w naszych próbkach była daleka od wartości minimalnych. Wszystkie mieściły w I klasie jakości. Musimy jednak pamiętać, że woda miała temperaturę 9 – 10 oC. Rozpuszczalność tlenu spada ze wzrostem temperatury . W przypadku stawów 2 i 3 po wzroście temperatury wody do ok. 19 – 20 oC zawartość tlenu może spaść poniżej bezpiecznej granicy 4 mg/l.


V. PODSUMOWANIE

Stan jakości wody w stawach parkowych można określić jako dobry. Spośród badanych parametrów w stawach nr 1 i 4 tylko wielkości dotyczące ortofosforanów i zawiesin były podwyższone, natomiast w stawach nr 2 i 3 występował niewielki deficyt tlenu rozpuszczonego. Rekultywacja stawów oraz ich otoczenia powinna uwzględniać poprawę parametrów jakościowych wody oraz stanu technicznego alejek spacerowych.
Poprawę stanu jakości wody należy rozpocząć od obniżenia zawartości ortofosforanów w wodzie. Można to wykonać różnymi metodami chemicznymi i biologicznymi. Chemiczne strącanie fosforu za pomocą koagulantów (np. chlorku glinu) powoduje zmniejszenie ilości związków biogennych, a tym samym ogranicza intensywność rozwoju glonów. Poprawia to jakość wody oraz zwiększa jej przezroczystość. Dawkowanie koagulantu powinno zostać ustalone po szczegółowych badaniach dla każdego zbiornika. Do obniżenia zawartości biogenów można również zastosować Efektywne Mikroorganizmy. Preparaty te składają się z odpowiednio dobranej mieszanki żywych mikroorganizmów, w tym bakterii tlenowych i beztlenowych, bakterii kwasu mlekowego, drożdży i grzybów fermentacyjnych. Efektem ich działania jest poprawa jakości wody w zbiornikach. Jest to metoda całkowicie nieinwazyjna, nieszkodliwa dla środowiska i bezpieczna dla ryb. Zastosowanie EM pozwala również na mineralizację szlamu na dnie zbiornika. Blokuje to procesy gnilne, a woda poprawia swą przejrzystość i zapach.
Kolejne działanie to poprawienie stopnia natlenienia wody w stawach nr 2 i 3. Przyczyną małej zawartości w nich tlenu jest znikomy przepływ przez nie wody. W stawie nr 1 funkcję aeratora pełni fontanna. Większość wody ze stawu nr 1 przepływa do stawu nr 4 i dalej do Wrześnicy. W celu poprawienia stopnia natlenienia wody w stawach nr 2 i 3 należy zwiększyć ilość przepływającej przez nie wody. Można to uzyskać poprzez zamknięcie odpływu ze stawu nr 4 i ponowne połączenie go ze stawem nr 2. W ten sposób natleniona woda ze stawu nr 1 będzie kolejno przepływała przez wszystkie stawy. Drugim sposobem może być podniesienie poziomu wody w stawach nr 1 i 4, oraz ograniczenie odpływu ze stawu nr 4. Drugi sposób może spowodować zmniejszenie stopnia natlenienia stawu nr 4.
W procesie rekultywacji należy również uwzględnić roślinność wodną oraz ryby. Brzegi stawów częściowo porośnięte są trzciną oraz pałką wodną, roślinność niezakorzenioną stanowi głównie rzęsa. W tym zakresie należy zapobiegać nadmiernemu zarastaniu brzegów poprzez systematyczną wycinkę trzciny i pałki. Nadmiar rzęsy natomiast należy w sposób mechaniczny w miarę potrzeby usuwać. Głównymi gatunkami ryb występującymi w stawach są karasie i płocie. W celu poprawienia atrakcyjności stawów dla wędkarzy w porozumieniu z PZW można wprowadzić gatunki drapieżne ( szczupak, okoń ), które zapobiegną nadmiernemu rozwojowi populacji płoci i karasi. Również wprowadzenie amura czy tołpygi może ograniczyć nadmierny rozrost roślinności.
Proces rekultywacji powinien uwzględniać również pogłębienie i oczyszczenie kanałów łączących stawy oraz remont urządzeń regulujących poziom wody w stawach.
W otoczeniu stawów należy przygotować utwardzone alejki spacerowe, ustawić ławki kosze na śmieci, oraz uzupełnić drzewostan.
Zaproponowany tu program rekultywacji został zaprojektowany w bardzo ogólnym kształcie. W przypadku zainteresowania nim władz samorządowych konieczne jest szczegółowe opracowanie w oparciu o dokładne dane dotyczące ekosystemu stawów i szczegółowe badania laboratoryjne.

Opracowali:
Żaneta Dowbusz
Joanna Sikora
Maciej Strychalski

Opiekunowie:
Janusz Czyż
Grzegorz Jawgiel