Każdą z próbek przesączono przy użyciu średnich sączków bibułowych. Analizy zawartości arsenu, ołowiu, niklu, miedzi, chromu, kadmu, cynku, żelaza i man-ganu przeprowadzono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej na spektro-metrze VARIAN Spectra 280FS AA.
Opracowanie wyników
Na podstawie uzyskanych danych o koncentracji metali ciężkich w punktach po-boru próbek wody (ryc. 1) wyróżniono trzy klasy czystości wody pod względem koncentracji metali ciężkich:
• I klasa – wody o niskich stężeniach metali ciężkich, nie stwarzających zagroże-nia dla środowiska wodnego i/lub zdrowia człowieka;
• II klasa – wody o podwyższonym stężeniu co najmniej jednego metalu cięż-kiego, który może niekorzystnie wpływać na środowisko wodne i/lub zdrowie człowieka;
• III klasa – wody o podwyższonym stężeniu co najmniej jednego metalu cięż-kiego, który może negatywnie wpływać na środowisko wodne i/lub zdrowie człowieka.
Opracowane wyniki badań przedstawiono graficznie na rycinie 5.
Wyniki
Obszar okolic Częstochowy wyróżnia się pod względem wysokich stężeń bada-nych metali. Zanotowano tu podwyższone koncentracje żelaza (1,78 mg∙dm–3), manganu (0,86 mg∙dm–3), kadmu (5 μg∙dm–3), niklu (9 μg∙dm–3) i ołowiu (9,26 μg∙dm–3). Przyczyną może być rozwinięty w tym mieście przemysł hutniczy (Huta Częstochowa i koksownia). Na przedstawionych wykresach (ryc. 2–4) obszar Częstochowy cechuje się najwyższymi koncentracjami badanych pierwiastków na odcinku między źródłami Warty a zbiornikiem Jeziorsko. Należy zaznaczyć, że już w odcinku źródłowym Warty zanotowano zwiększone stężenia cynku (15 μg∙dm–3), niklu (6 μg∙dm–3), ołowiu (6,02 μg∙dm–3) i chromu (5 μg∙dm–3).
Innym miejscem odznaczającym się wysokimi koncentracjami większości badanych pierwiastków jest wpływ Warty do zbiornika zaporowego Jeziorsko.
Stężenia cynku (28 μg∙dm–3), niklu (12 μg∙dm–3), ołowiu (23,6 μg∙dm–3) oraz miedzi (0,01 mg∙dm–3) są tu najwyższe spośród wszystkich analizowanych pró-bek. Zwraca uwagę fakt, że koncentracje wszystkich badanych metali są mniejsze przy ujściu Warty ze zbiornika (ryc. 2–4). Przyczyną może być proces akumulacji transportowanych pierwiastków w osadach dennych.
Kolejny wzrost koncentracji zaobserwowano w okolicach Konina oraz w dół rzeki od tego miasta, w pobliżu miejscowości Białobrzegi i Gogolewko. Dotyczy to takich pierwiastków, jak żelazo (0,58 mg∙dm–3 – Białobrzegi, ryc. 4), mangan (0,74 mg∙dm–3 – Białobrzegi), cynk (20 i 22 μg∙dm–3 – odpowiednio Białobrzegi
Ryc. 2. Zmiany koncentracji arsenu, ołowiu i chromu w korycie Warty
Ryc. 3. Zmiany koncentracji niklu, miedzi, cynku i kadmu w korycie Warty
Wpływ zawartości wybranych metali w korycie Warty na przydatność turystyczną szlaku wodnego 57 i Gogolewko), nikiel (6 μg∙dm–3 – Białobrzegi) i miedź (5 i 7μg∙dm–3 – odpo-wiednio Białobrzegi i Gogolewko). W samym Koninie zanotowano podwyższone stężenia ołowiu (8,73 μg∙dm–3). Przyczyną może być rozwinięty przemysł ener-getyczny (trzy elektrownie położone na obszarze Konina) oraz hutniczy (huta aluminium). Nie zaobserwowano istotnych zmian w stężeniach badanych metali w próbkach wody pobranych w górę rzeki (Luboń) i w dół rzeki (Owińska) od Poznania. Wyjątkiem są tutaj zmiany koncentracji żelaza i manganu, które są wyraźnie większe w Luboniu (ryc. 4).
W dolnym odcinku Warty (od Poznania do ujścia rzeki) trudno jest wyznaczyć miejsca o zdecydowanym wzroście lub spadku koncentracji badanych pierwiast-ków. Próbki charakteryzujące się stosunkowo niskimi koncentracjami większości metali pobrano w okolicach Wronek i Studzionki (ryc. 2–4). Wyjątek stanowi tu koncentracja cynku, która w Studzionce sięga 12 μg∙dm–3. We Wronkach na-tomiast zarejestrowano podwyższone stężenia żelaza, ołowiu, chromu i cynku w punkcie poboru oznaczonym jako „Wronki za mostem”. W ujściowym odcinku Warty zwraca uwagę wzrost koncentracji żelaza do 1,34 mg∙dm–3 (ryc. 4).Stężenia cynku są tu również stosunkowo wysokie (10 μg∙dm–3; ryc. 3). Gwałtownie wzra-stają one w korycie Odry, w pobliżu Kostrzyna (24 μg∙dm–3).
Ryc. 4. Zmiany koncentracji żelaza i manganu w korycie Warty
Wnioski
Na podstawie przeprowadzonych analiz można stwierdzić, że koncentracje ba-danych metali ciężkich nie stwarzają zagrożenia dla zdrowia człowieka, a tym samym nie stanowią ograniczenia dla turystycznego wykorzystania wód Warty.
Podwyższone koncentracje badanych pierwiastków w pobliżu ośrodków przemy-słowych (Konin, Częstochowa) wpływają jednak ujemnie na walory turystyczne szlaku wodnego Warty. Uzyskane wyniki wskazały również na możliwość aku-mulacji zanieczyszczeń w zbiorniku zaporowym Jeziorsko. Wynika to z różnic w koncentracji metali przy wpływie i wypływie Warty ze zbiornika. Problem ten wymaga przeprowadzenia dalszych badań (analiza chemizmu osadów dennych).
Stosunkowo najniższymi stężeniami badanych elementów charakteryzują się okolice Wronek i Studzionki w dolnym odcinku Warty. Lepsza jakość wody w wy-mienionych miejscach nie jest jednak jednoznaczna ze względu na podwyższone stężenia cynku, ołowiu, chromu i żelaza.
Ryc. 5. Klasy czystości wód Warty pod względem koncentracji metali ciężkich
Wpływ zawartości wybranych metali w korycie Warty na przydatność turystyczną szlaku wodnego 59 Opracowana na potrzeby niniejszego artykułu klasyfikacja czystości wód pod względem koncentracji metali ciężkich wskazuje, że w zdecydowanej większości wody Warty charakteryzują się I klasą czystości, a więc stężenie metali ciężkich nie stwarza żadnego zagrożenia dla zdrowia człowieka, środowiska potamicznego oraz turystyczno-rekreacyjnego wykorzystania wód (ryc. 5).
Cztery odcinki Warty cechują się podwyższoną koncentracją co najmniej jed-nego metalu ciężkiego, co spowodowało, że fragmenty te znalazły się w II klasie czystości. Są to:
– odcinek Warty w Częstochowie (wyższa od średniej koncentracja ołowiu oraz najwyższa koncentracja żelaza, która może niekorzystnie wpływać na ichtio-faunę);
– odcinek Warty w Koninie (wyższa od średniej koncentracja ołowiu);
– odcinek Warty w okolicach Krasnego Dłuska (wyższa od średniej koncentracja ołowiu);
– odcinek Warty w okolicach Borku (wyższa od średniej koncentracja ołowiu).
Warto zaznaczyć, że choć ołów należy do pierwiastków toksycznych w wodach powierzchniowych, to jego koncentracja w wodach Warty jest dużo poniżej war-tości powodującej niekorzystne zmiany w środowisku wodnym.
Do III klasy czystości został zaklasyfikowany tylko wpływ Warty do zbiornika zaporowego Jeziorsko, w którym woda charakteryzuje się najwyższymi stężenia-mi cynku, niklu, ołowiu oraz stężenia-miedzi. I choć wartość 0,01 mg Cu∙dm–3 nie jest toksyczna dla człowieka, może powodować zakłócenia w procesie samooczysz-czania wód (Dojlido 1995), co w efekcie może niekorzystnie oddziaływać na wa-lory turystyczne rzeki. Podobną koncentrację miedzi (0,009 mg∙dm–3 ) oznaczono w próbce wody pobranej z Odry na końcu wyprawy.
Literatura
Dojlido J.R., 1995, Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok.
Habel F., Mendoza C., Bagtzoglou A.C., 2002, Solute transport in open channel flows and porous streambeds, Advances in Water Resources, 25: 455–469.
Hussein M., Schwarts F.W., 2003, Modeling of flow and contaminant transport in coupled stream-aquifer systems, Journal of Contaminant Hydrology, 65: 41–64.
Guymer I., Wilson C.A.M.E., Boxall J.B., 2005, Modelling solute transport processes in free surface flow CFD schemes, [w:] D. Bates, S.N. Lane, R.I. Ferguson (red.), Computational Fluid Dynamics. Applications in Environmental Hydraulics, John Wiley & Sons, Chichester.
Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Walling D.E., Owens P.N., Carter J., Leeks G.J.L., Lewis S., Meharg A.A., Wright J., 2003, Storage of sediment-associated nutrients and contaminants in river channel and floodplain sys-tems, Applied Geochemistry, 18: 195–220.
Summary
Changes in the content of selected metals and their impact on the Warta river valley tourist attraction
During an organized by Wojciech Rosik trip in Warta valley (June–July 2009), the participants gathered at each stage samples of water from the river bed. The main goal was to determine the changes in the content of selected chemical elements in the waters of the Warta river and attempt to determine their impact on water quality and tourist attractive-ness of the valley. Sampling started at the source of the Warta River, in the vicinity of Kromo-łów. The last two samples came from the mouth of the Warta and Oder near Kostrzyn / Oder.
A total of 24 samples of water was collected. In the laboratory (atomic absorption spec-trometry method) the analysis of samples of arsenic, lead, nickel, copper, chromium, cad-mium, zinc, iron and manganese were carried out. The study showed differences in the concentration of the metals studied in various parts of the Warta riverbed. An increased concentrations of most studied elements were found near industrial centers (Czestocho-wa, Konin), which adversely affects the tourist attractiveness of these segments of Warta waterway. The relatively lowest concentrations appeared in the lower section of Warta near Wronki and Studzionki.
Key words: Warta River valley, concentration of metals, pollution, tourist attractiveness