Autorem artykułu jest dr Sebastian Kutyła z Zakładu Ochrony Wód Instytutu Ochrony Środowiska Państwowego Instytutu Badawczego.
Zakład Ochrony Wód prowadzi badania naukowe, prace rozwojowe i usługowo-badawcze oraz upowszechnia ich wyniki w szerokim zakresie zagadnień związanych z ekologią, ochroną i odnową powierzchniowych wód śródlądowych.
Przezroczystość wód i jak ją zmierzyć?
Przezroczystość wód to cecha optyczna, organoleptyczna, określająca zdolność promieni słonecznych do przenikania przez słup wody (Beeton, 1958). W badaniach limnologicznych analizuje się tzw. „przezroczystość pozorną”, czyli głębokość, na której zanurzany przyrząd pomiarowy zanika z zasięgu widzenia. Jako narzędzie do pomiaru wykorzystuje się tzw. krążek Secchiego, czyli biały lub czarno-biały metalowy, płaski dysk o średnicy zazwyczaj 20 cm, zamocowany na długiej zwymiarowanej lince. Został on wynaleziony w 1865 r. przez włoskiego jezuitę i astronoma Pietro Angelo Secchiego na prośbę papieża Piusa IX, który chciał zbadać przejrzystość Morza Śródziemnego. Od tamtej pory pomiar widzialności krążka Secchiego (SD) jest jednym z najczęściej wykonywanych pomiarów limnologicznych. To proste i tanie narzędzie ma jednak pewnie ograniczenia. Odczyt głębokości zależy od zdolności obserwatora do zauważenia krążka, co może być subiektywne i zmienne w różnych warunkach pogodowych.
Metoda ta, mimo swojej prostoty, dostarcza wiarygodnej informacji na temat kondycji ekosystemów wód stojących (limnicznych). Pomiar SD jest szczególnie przydatny w ocenie eutrofizacji, zwłaszcza w jeziorach, gdzie przejrzystość wód zależy głównie od zagęszczenia planktonu, czyli drobnych organizmów roślinnych i zwierzęcych, żyjących w toni wodnej. Wysoka zależność pomiędzy stężeniem chlorofilu a, a widzialnością krążka Secchiego została potwierdzona w licznych badaniach. Jednak jak podkreślają Kufel (1999) i Scheffer (2004), w płytkich jeziorach, widzialność krążka warunkowana jest często przez seston (zawiesinę stałą), który jest podrywany na skutek zmącenia, czyli resuspensji osadu (wywołanej falowaniem, np. przez ruch łodzi motorowych lub żaglówek).
Niskie wartości widzialności krążka Secchiego ograniczają fotosyntezę zacienianych roślin, przez co dochodzi do zaniku gatunków podwodnych, a dominantami stają się rośliny strefy przybrzeżnej, takie jak trzcina, tatarak, czy pałka wodna. Ograniczenie fotosyntezy prowadzi do obniżenia poziomu tlenu w wodzie, skutkując spadkiem różnorodności biologicznej pozostałych grup organizmów wodnych (Wetzel, 2001). Przezroczystość wód wpływa również na interakcje między drapieżnikami a ich ofiarami - jej spadek może utrudniać drapieżnikom polowanie, co zaburza sieci troficzne i wpływa na strukturę populacji (Scheffera, 2004). W składzie fauny bezkręgowej zanikają gatunki małż, skorupiaków i larw ważek, a dominować zaczynają larwy ochotkowatych. Struktura ichtiofauny z wielogatunkowej zostaje ograniczona, głównie do ryb z rodziny karpiowatych.
Sezonowe zmiany przezroczystości wód
Sezonowa zmienność widzialności krążka Secchiego jest kluczowym aspektem badań limnologicznych, pozwalającym na zrozumienie dynamiki ekosystemów wodnych i wpływu różnych czynników na przejrzystość wód. Na ogół największe wartości SD w polskich jeziorach odnotowuje się w miesiącach zimowych. Brak zakwitów glonów i mniejsza aktywność biologiczna powodują, że woda jest bardziej przejrzysta. Dodatkowo, zimowe warunki sprzyjają sedymentacji zawiesin na dno jeziora. Wiosną, w wyniku zwiększonej dostępności biogenów (na skutek spływów powierzchniowych związanych z topniejąca pokrywą śnieżną) i wzrostu temperatury wód, zbiorowiska fitoplanktonu namnażają się, pojawia się tzw. wiosenny zakwit fitoplanktonu, a SD zaczyna spadać. Latem widzialność krążka Secchiego w jeziorach może być bardzo zmienna, zależna od warunków fizyczno-geograficznych zlewni, stanu troficznego jezior i warunków meteorologicznych. Wysokie letnie temperatury i długie dni sprzyjają intensywnemu namnażaniu fitoplanktonu, co znowu prowadzi do znacznego zmniejszenia widzialności krążka Secchiego. W jeziorach eutroficznych latem często dochodzi do zakwitów sinic, co drastycznie przyczynia się do obniżenia przezroczystości wody. Jesień jest okresem, w którym widzialność krążka Secchiego w polskich jeziorach ponownie się zwiększa. Spadek temperatury, skrócenie dni oraz wymieszanie słupa wody podczas jesiennej cyrkulacji prowadzą do zmniejszenia aktywności fotosyntetycznej fitoplanktonu.
Na Szlaku Wielkich Jezior Mazurskich największą średnioroczną przezroczystością, przekraczającą 3 m, mogą pochwalić się jeziora Mamry i Dobskie, najmniejsza natomiast notowana jest w jeziorze Sztynorckim i wynosi zaledwie około 0,8 m. W Polsce do jezior o największej przezroczystości możemy zaliczyć jeziora Ostrowite, Ińsko i Białe Filipowskie (SD ≥ 6 m), na drugim końcu skali znajdują się natomiast jeziora Jańsko i Kosowickie o średniorocznej przezroczystości poniżej 0,3 m.
Jak poprawić przezroczystość wód?
Przezroczystość wód jeziornych można poprawić, przede wszystkim ograniczając czynniki i działania sprzyjające eutrofizacji. W tym celu powinno się:
zaprzestać odprowadzania ścieków komunalnych i przemysłowych do systemów rzeczno-jeziornych lub gruntu, a w przypadku ścieków oczyszczanych w oczyszczalniach i legalnie odprowadzanych do cieków, zapewnić najwyższy stopień ich oczyszczania;
ograniczyć stosowanie nawozów organicznych;
nawozić tereny rolne zgodnie z zaleceniami Dobrych Praktyk Rolniczych (MRiRW, 2024), aby ograniczyć nadmierne spływy składników odżywczych z pól do jezior;
stosować odpowiednie techniki uprawy, które minimalizują erozję gleby i zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń do wód powierzchniowych;
odtwarzać strefy buforowe wokół jezior w postaci zakrzewień, zadrzewień i mokradeł;
w przypadku jezior silne zdegradowanych, w których zanieczyszczenia zdeponowane są w osadach dennych, wdrożyć właściwe działania rekultywacyjne.
Działania mające na celu poprawę jakości wód w Polsce realizowane są głównie na mocy Planów Gospodarowania Wodami, czyli dokumentów planistycznych umożliwiających podejmowanie decyzji dotyczących stanu zasobów wodnych oraz zasad ich zarządzania. Plany te pomagają także w koordynacji działań mających na celu osiągnięcie lub utrzymanie co najmniej dobrego stanu wód i ekosystemów od nich zależnych. W Polsce działaniami tymi objęte są jeziora, których powierzchnia przekracza 50 ha.
Żeglarze też mogą ograniczyć swój potencjalnie negatywny wpływ na jakość wód, a co za tym idzie, na ich przezroczystość, poprzez stosowanie 10 prostych zasad (przedstawionych na tablicach edukacyjnych Żeglarstwo Jest Eko).
Literatura
Beeton, A., 1958, Relationship Between Secchi Disc Readings and Light Penetration in Lake Huron, Transactions of the American Fisheries Society 87, 73-79. https://doi.org/10.1577/1548-8659(1957)87[73:RBSDRA]2.0.CO;2
Kufel, L., 1999. Dimictic versus polymictic masurian lakes: similarities and differences in chlorophyll-nutrients—SD relationships. In: Walz, N., Nixdorf, B. (eds) Shallow Lakes ’98. Developments in Hydrobiology, vol 143. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2986-4_43
[MRiRW] Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, 2024. Zbiór zaleceń dobrej praktyki rolniczej mający na celu ochronę wód przed zanieczyszczeniem azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych. MRiRW, Warszawa, 120 pp.
Scheffer, M. 2004. Ecology of Shallow Lakes. Kluwer Academic Publishers, London. 357 pp.
Wetzel, R. G., 2001. Limnology: Lake and River Ecosystems. Academic Press, San Diego, 1006 pp.
Comments