Elementy limnologii Dr inż.Małgorzata Loga.

Prezentacja na temat: "Elementy limnologii Dr inż.Małgorzata Loga."— Zapis prezentacji:

1 Elementy limnologii Dr inż.Małgorzata Loga

2 Zagrożenia/zanieczyszczenia wód powierzchniowych
zrzut substancji organicznych -deficyt tlenu eutofizacja - spowodowana dopływem biogenów, zmiana pH - zakwaszanie, zrzut substancji toksycznych np. pestycydy, metale ciężkie

3 Strefy jezior Litoral – strefa najpłytsza i najbliższa brzegu.Dolna granica litoralu jest granicą występowania roślinności. O zasięgu litoralu decyduje często zasięg przenikania słonecznego. Sublitoral- strefa poniżej litoralu. Rośliny tu nie występują; opadają tu szczątki pochodzenia litoralnego; fauna jest uboższa niż w litoralu. Pelagial – strefa otwartej wody. Toń wodna z zamieszkałymi w niej organizmami – fito- i zooplanktonem, nektonem. Profundal – strefa poniżej sublitoralu. Jest to strefa głębinowa.

4 Stratyfikacja jezior Epilimnion – temperatury epilimnionu są zależne od temperatury powietrza. Wody są dobrze wymieszane w wyniku działania wiatru, są jednocześnie dobrze natlenione i naświetlone. Metalimnion – zwany też termokliną. Tu następuje gwałtowny spadek temperatury i wzrost gęstości wody Hypolimnion – temperatura jest tu zwykle wyrównana ok. 4C. Woda nie podlega mieszaniu, zwykle jest pozbawiona dostępu światła. Opadają tu zawiesiny z epilimnionu. Stężenie tlenu rozpuszczonego jest zwykle małe.

5 Dobowa dynamika termokliny
Short wave- krótkofalowe Longave- dlugofalowe Sensible heat-ciepło właściwe Latent heat-ciepło ukryte/utajone

6 Powstawanie termokliny

7 Sezonowa dynamika termokliny

8 Sezonowa dynamika termokliny

9 Zanikanie termokliny

10 Klasyfikacja jezior ze względu na zmiany stratyfikacji
amiktyczne meromiktyczne holomiktyczne oligomiktyczne mononiktyczne dimiktyczne polimiktyczne

11 Amiktyczne – zbiorniki przez cały rok pokryte lodem, których masy wód nie mieszają się w ogóle. Jeziora takie występują w strefie arktycznej i antarktycznej oraz wysokich górach. Meromiktyczne – zbiorniki, których wody ulegają tylko częściowemu mieszaniu; głębokie warstwy wody nie są nigdy wymieniane, gdyż i) woda ze względu na znaczną zawartość rozpuszczonych soli ma dużą gęstość lub ii)jezioro jest całkowicie osłonięte od wiatru Holomiktyczne – zbiorniki w których następuje pełne mieszanie wód podczas cyrkulacji. W zależności jak często zachodzi cyrkulacja :

12 oligomiktyczne – w których wody w pełni mieszają się raz na kilka lat
oligomiktyczne – w których wody w pełni mieszają się raz na kilka lat. Z powodu znacznej ich wielkości i związanej z tym podwyższonej zdolności do magazynowania ciepła, od aktualnych warunków klimatycznych zależy, czy dochodzi do całkowitego wymieszania monomiktyczne – których woda ulega mieszaniu jeden raz w roku latem lub zimą, monomiktyczne zimne i monomiktyczne ciepłe dimiktyczne – których wody mieszane są w ciągu roku dwukrotnie, są najliczniejszym typem miktycznym w strefie umiarkowanej polimiktyczne – w których okresy pełnego mieszania powtarzają się wielokrotnie, nawet w rytmie dobowym Monomiktyczne zimne – leżą w strefie polarnej , pokrywa lodowa topnieje tylko w lecie, woda z trudem osiąga temperaturę 4C, tak że cyrkulacja zachodzi tylko latem Monomiktyczne ciepłe – wody mieszają się tylko zimą , woda oziębia się w prawdzie do blisko 4C lecz nie zamarza. Przykładem jest jezioro Bodeńskie, które z uwagi na swą znaczną wielkość zamarza raz na 33 lata – jedynie podczas bardzo mroźnych zim.

13 Procesy mieszania jezior

14 Dopływ rzeki Leysse do jez.Bourget
Dopływ z rzekami Dopływ rzeki Leysse do jez.Bourget

15 Gradienty zależne od temperatury
Strefa trofogeniczna – strefa prześwietlona w której przeważa synteza substancji organicznych i produkcja tlenu (w znacznym stopniu pokrywa się z zakresem epilimnionu) Strefa trofolityczna – strefa w której materia organiczna ulega rozkładowi a tlen jest wyczerpywany

16 Klasyfikacja troficzna jezior
oligotroficzne mezotroficzne eutroficzne dystroficzne

17 Jezioro oligotroficzne
plankton i bentos ubogi roślinność przybrzeżna uboga osady nieorganiczne

18 Klasyfikacja troficzna jezior
Oligotroficzne – zawartość biogenów bardzo mała. Limituje to produkcję biologiczna i utrzymuje ją na niskim poziomie. Szybkość rozkładu materii organicznej jest równa jej produkcji. Wody czyste, zawartość tlenu wysoka. Mezotroficzne – większy dopływ biogenów, wzrasta produkcja biologiczna, zwiększa się zawartość materii organicznej. Produkcja zaczyna przewyższać rozkład. Kumulacja osadów dennych, obniżenie stężenia tlenu przy dnie.

19 Jezioro eutroficzne roślinność przybrzeżna bogata bogaty plankton
muł organiczny roślinność przybrzeżna bogata bogaty plankton

20 Klasyfikacja troficzna jezior
Eutroficzne – Jezioro bogate w biogeny. Duża produkcja biologiczna, produkcja przewyższa rozkład. Występuje masowy rozwój glonów w postaci zakwitów. Zwiększa się mętność i barwa. Wysoka kumulacja materii organicznej. Zwiększa się zawartość osadów dennych.Przy dnie występuje znaczny spadek stężenia tlenu (nawet warunki anaerobowe) Dystroficzne – nadmiar substancji biogennych. Produkcja wielokrotnie przewyższa rozkład. Gwałtownie rośnie warstwa osadów dennych. Jezioro się wypłyca i przekształca w bagno.

21 Czynniki wpływające na koncentrację tlenu
Typ miktyczny Wielkość zapasu tlenu Wielkość produkcji w epilimnionie Tempo procesów rozkładu (temperatura)

22 Przyczyny eutrofizacji
przyczyna konsekwencje drapieżnictwo drapieżnictwo niezrównoważony dopływ/odpływ biomasa biomasa produkcja produkcja eutrofizacja

23 Skutki eutrofizacji wzrost zawartości fitoplanktonu oraz zmiany jego gatunków wzrost zawartości zawiesin i spadek przezroczystości wody wzrost warstwy osadów dennych spadek zawartości tlenu zmiana w liczebności i gatunkach ryb

24 Graniczne wartości parametrów dla różnych kategorii troficznych według klasyfikacji OECD (1982)
Kategoria troficzna Fosfor całkowity mg/m3 Chlorofil a mg/m3 Widzialność krążka Secchiego m Wartość średnioroczna Wartość maksymalna Wartość minimalna Ultra-oligotrofia < 4,0 < 1,0 <2,0 >12,0 >6 oligotrofia < 10,0 <2,5 <8,0 >6,0 >3 mezotrofia 10-35 2,5-8,0 8-25 6-3 3-1,5 eutrofia 35-100 25-75 1,5-0,7 hypetrofia >100 > 25 >75 <1,5 <0,7

25 Wskaźniki jakości wody i klasyfikacja
Wskaźnik jakości wody Punkt pomiaru i moment klasa I klasa II klasa III średni % nasycenia tlenem jez. stratyfikowane lato >40 >20 >5 tlen rozp. mgO2/dm3 jeziora niestratyfikowane ponad dnem >4 >2 >1 ChZT ( Cr 2O7) mg O2/dm3 j.s + j. n.s powierzchnia <20 <30 <50 BZT mgO2/dm3 lato powierzchnia <2 <5 <8 BZT mgO2/dm3 j.s lato ponad dnem <10 fosforany j.s+j. n.s mgP/dm3 wiosna powierzchnia <0,02 <0,04 <0,08 fosfor całkowity j.s mgP/dm3 lato warstwa denna j.s +j. n.s mgP/dm3 wiosna i lato średnia <0,06 <0,15 <0,60

26 Wiosna warstwa powierzchniowa wiosna warstwa powierzchniowa
Wskaźniki jakości wody i klasy czystości –cd. P- fosforanowy (j.s+j.n.s) [mgP/dm3] Wiosna warstwa powierzchniowa <0,02 0,04 0,08 P-całkowity (j.s) [mgP/dm3] lato warstwa naddenna wiosna i lato średnia <0,06 <0,15 <0,60 N nieorganiczny (j.s+j.n.s) [mgN/dm3] wiosna warstwa powierzchniowa <0,2 <0,4 <0,8 N-NH4 (j.s) [mgN/dm3] lato warstwa naddenna <1,0 <5,0 N-całkowity (j.s+j.n.s) [mgN/dm3] wiosna i lato średnia <1,5 <2,0 Przewodność (j.s+j.n.s) [mS/dm3] <250 <300 <350

27 Wiosna i lato powierzchnia i dno (najgorszy wynik)
Wskaźniki jakości wody i klasy czystości –cd. Chlorofil-a (j.s+j.n.s) [mg/dm3] wiosna i lato średnia <4 <8 <12 Secchi (j.s.+j.n.s) [m] >4 >2 >1 Bakt.coli (j.s+j.n.s) Wiosna i lato powierzchnia i dno (najgorszy wynik) >0,1 >0,01 Obserwacje polowe Cały rok

28 podatność na degradację
wskaźnik Kat I Kat II Kat. III głębokość średnia (m) >10 >5 >3 objętość jeziora (10 3 m3) długość linii brzegowej (m) > 4.0 > 2.0 > 0.8 % of procent wód startyfikowanych > 35 > 20 > 10 powierzchnia aktywnego dna (m2) objętość hypolimniomu (m3) < 0,1 < 0,15 < 0,30 % procent rocznej wymiany wody * < 30 < 200 < 1000 wsp. Schindler’a powierzchnia zlewni + powierzchnia jeziora (m2) objętość jeziora(m3) < 2 < 10 < 50 Typ zagospodarowania zlewni ** > 60% lasy <60 % lasy < 60% pola orne > 60% pola orne w wyjątkowych przypadkach, gdy oceniane jezioro jest zasilane przez wody czystsze niż wody jeziora (w tym również wody podziemne), a więc oddziałujące korzystnie na jakość jego wód, wskaźnik wymiana wody w roku należy pominąć przy obliczaniu kategorii podatności jez. na degradację. ** jeśli w zlewni bezpośredniej jeziora zlokalizowane są rejestrowane przez władze terenowe punktowe źródła zanieczyszczeń odprowadzające do jeziora ścieki bez III stopnia oczyszczania wówczas określenie kategorii jeziora umożliwia jedynie wnioskowanie o efektywności ewentualnych zabiegów ochronnych i rekultywacyjnych po przerwaniu dopływu zanieczyszczeń.

29 Ramowa Dyrektywa Wodna
Dyrektywa 2000/60/EC Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 23.XI. 2000r. określająca zakres obowiązków Unii w dziedzinie polityki wodnej.