Analiza porównawcza zastosowania róŜnych sposobów oceny stanu troficznego

Celem niniejszej analizy było ustalenie optymalnej metody oceny stanu tro-ficznego wód przejściowych, która charakteryzowałaby się małą pracochłonno-ścią i niskimi kosztami, a jednocześnie nadawałaby się na przeprowadzenie eks-presowego monitoringu, oraz szybkiego podejmowania decyzji w zakresie za-rządzania procesami eutrofizacji wód przejściowych i przybrzeŜnych. W związ-ku z tym przeprowadzono ocenę stanu troficznego Zalewu Szczecińskiego na podstawie trzech indeksów liczbowych opisanych powyŜej.

Ze względu na to, Ŝe warunkiem zastosowania indeksu ITS jest istnienie li-niowej zaleŜności między pH i nasyceniem wody tlenem, naleŜało przeprowa-dzić wstępną analizę statystyczną w celu ustalenia charakteru zaleŜności między tymi parametrami. Ustalona istotna zaleŜność korelacyjna pozwoliła na zastoso-wanie wskaźnika ITS do oceny eutrofizacji Zalewu Szczecińskiego na równi z indeksami TSI i TRIX (rys.2).

Rys. 2. Ustalony charakter zaleŜności miedzy pH a nasyceniem wody tlenem w Zalewie Szczeciń-skim

Fig. 2. Established nature of relationship between pH and oxygen saturation of water in the Szcze-cin Lagoon

Istotna współzaleŜność ITS i podstawowego składnika wszystkich metod oceny stanu trofii – zawartości chlorofilu – dodatkowo potwierdziła zasadność wyboru zastosowania ITS do oceny eutrofizacji danego akwenu (rys.3).

178 E. Neverova-Dziopak, Z. Kowalewski

Rys. 3. ZaleŜność stopnia troficzności wyraŜonego przez wartość ITS od zawartości chlorofilu Fig. 3. Dependence of trophic level expressed by ITS value on chlorophyll content

Obliczone wartości poszczególnych indeksów dla badanego akwenu przed-stawia tabela 6, a porównanie wyników ocen stanu troficznego na podstawie wartości granicznych wskaźników TSI, TRIX i ITS przedstawia tabela 7.

Tabela 6. Obliczone wartości indeksów stanu troficznego dla Zalewu Szczecińskiego Table 6. Calculated values of different trophic indexes in the Szczecin Lagoon

Ppk Wartość TLI TP

Wartość TLI SD

Wartość TLI Chla

Wartość TRIX

Wartość ITS

B 81,16 56 64,35 6,07 8,54

C 84,19 58 67,131 6,59 8,53

D 84,33 58 68,03 6,00 8,50

E 84,94 58 66,64 6,59 8,39

F 83,40 59 67,40 6,35 8,48

H 84,33 56 65,26 6,27 8,54

J 85,69 63 70,73 5,71 8,51

K 85,55 62 70,46 5,82 8,62

M 87,06 62 72,058 5,37 8,76

O 90,02 63 73,63 5,71 8,76

P 88,35 63 73,72 5,71 8,68

Tabela 7. Wyniki oceny stanu troficznego na podstawie zastosowanych indeksów Table 7. Results of trophic state assessment on the basis of different indexes

Ppk Ocena TSI Ocena

TRIX

Ocena ITS

B eutrofia eutrofia eutrofia

C eutrofia eutrofia eutrofia

D eutrofia eutrofia eutrofia

E eutrofia eutrofia eutrofia

F eutrofia eutrofia eutrofia

H eutrofia eutrofia eutrofia

J eutrofia mezoeutrofia eutrofia K eutrofia mezoeutrofia eutrofia M eutrofia mezoeutrofia eutrofia O eutrofia mezoeutrofia eutrofia P eutrofia mezoeutrofia eutrofia

Analiza tabeli 7 pozwala wnioskować, Ŝe wszystkie indeksy liczbowe za-stosowane do oceny stanu troficznego Zalewu Szczecińskiego dawały bardzo zbliŜone do siebie wyniki oceny i charakteryzowały stan wód zalewu jako eutro-ficzny lub na pograniczu eutrofii.

Stosowanie indeksu TSI bazuje na pomiarze trzech wskaźników jakości wody: przeźroczystości, fosforu ogólnego i chlorofilu. Wskaźnik TRIX bazuje na pomiarze czterech wskaźników: azotu nieorganicznego, fosforu ogólnego, zawartości tlenu oraz przezroczystości. Natomiast indeks ITS bazuje na pomia-rze dwóch wskaźników: pH i nasycenia wody tlenem. Z powyŜszego spostpomia-rze- spostrze-Ŝenia wynika zróŜnicowany koszt oceny stanu troficznego na podstawie po-szczególnych wskaźników (tabela 8). Jednostkowy koszty pomiaru pojedyn-czych wskaźników jakości wód realizowanych w ramach monitoringu przyjęto na podstawie informacji z Wojewódzkich Inspektoratów Ochrony Środowiska [6].

Tabela 8. Koszt oceny stanu troficznego na podstawie indeksów TSI, TRIX i ITS dla pojedyncze-go punktu pomiarowo-kontrolnepojedyncze-go

Table 8. Cost of trophic state assessment based on TSI, TRIX and ITS indexes for a single meas-urement point

180 E. Neverova-Dziopak, Z. Kowalewski Dane umieszczone w tabeli 8 wyraźnie wskazują na to, Ŝe zastosowanie in-deksu ITS pozwala na obniŜenie jednostkowych kosztów oceny stanu troficzne-go wód: ponad pięciokrotnie w porównaniu z indeksem TSI oraz ponad dziesię-ciokrotnie w porównaniu z indeksem TRIX.

Wnioski

1. Na podstawie przeprowadzonej oceny stanu troficznego wód Zalewu Szcze-cińskiego w oparciu o indeksy TSI, TRIX i ITS naleŜy potwierdzić wiarygod-ność zastosowanych metod opracowanych przez ich autorów w celu oceny stanu troficznego słonawych akwenów wodnych. Zostało to potwierdzono wysokim stopniem zbieŜności uzyskanych wyników ocen i pozwoliło z duŜą wiarygodno-ścią zaliczyć ten akwen do wód eutroficznych.

2. Kalkulacja kosztów oceny stanu troficznego dla pojedynczego punktu pomia-rowo-kontrolnego przy zastosowaniu poszczególnych indeksów pozwoliła wnio-skować, ze najtańszą metodą oceny jest ocena oparta na indeksie ITS: jest ona ponad pięciokrotnie tańsza w porównaniu z oceną opartą na indeksie TSI oraz ponad dziesięciokrotnie tańsza od oceny opartej na indeksie TRIX.

3. Ze względu na niskie koszty, małą pracochłonność oraz łatwą interpretację wyników ocena stanu troficznego na podstawie indeksu ITS moŜe być zalecana jako ekspresowa metoda monitoringu procesu eutrofizacji i pozwoli na groma-dzenie obszernych zasobów usystematyzowanych zbiorów danych niezbędnych do formułowania modeli matematycznych, które z kolei będą stanowić podstawę podejmowania szybkich decyzji strategicznych w zakresie zarządzania i ochrony wód.

Literatura

[1] Carlson R.: A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography, 22, 2977, 1975, s. 361–369.

[2] Carlson R. E., Simpson J.: A coordinator’s guide to volunteer lake monitoring meth-ods. North American Lake Management Society, 1996.

[3] Giovanardi F., Vollenweider R.: Trophic conditions of marine coastal waters: experi-ence in applying the Trophic Index TRIX to two areas of the Adriatic and Tyrrhenian seas. J. Limnol., 63(2), 2004, s. 199–218.

[4] Jachniak E., Jaguś A.: Uwarunkowania i nasilenie eutrofizacji zbiornika Tresna. Na-uka Przyroda Technologie Tom 5 Zeszyt 4, 2011.

[5] Jaguś A.: Ocena stanu troficznego wód kaskady Soły. Proceedings of ECOpole Vol.

5, No. 1, 2011.

[6] Kowalewski Z.: Weryfikacja moŜliwości zastosowania integralnego kryterium do oceny stanu troficznego wód płynących. Rozprawa Doktorska, Kraków 2012.

[7] Neverova-Dziopak E.: Ekologiczne aspekty ochrony wód powierzchniowych. Oficy-na Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2007

[8] Neverova-Dziopak E.: Podstawy zarządzania procesem eutrofizacji antropogenicz-nej. Wydawnictwa AGH, Kraków, 2010.

[9] Stanisz A.: Biostatystyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 2005.

[10] Wyniki monitoringu Zalewu Szczecińskiego. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Szczecinie, 2003.

OPTIMIZATION OF TROPHIC STATE ASSESSMENT PROCEDURE