Adres do korespondencji: dr inż. L. Rossa, Instytut Przyrodniczo-Technologiczny w Falentach, Zakład Ochrony Jakości Wody, al. Hrabska 3, 05-090 Raszyn; tel.: +48 (22) 735-75-67, e-mail: l.rossa@itep.edu.pl

Wpłynęło 28.10.2010 r. Zrecenzowano 17.01.2012 r. Zaakceptowano 31.01.2012 r. A – koncepcja B – zestawienie danych C – analizy statystyczne D – interpretacja wyników E – przygotowanie maszynopisu F – przegląd literatury

ZANIECZYSZCZENIE

WÓD POWIERZCHNIOWYCH

I PODZIEMNYCH PRZEZ ODPŁYW

ŚCIEKÓW OPADOWYCH

Z FERM CHOWU BYDŁA

Ludmiła ROSSA ABCDEF

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Zakład Ochrony Jakości Wody

S t r e s z c z e n i e

Prowadzono badania ścieków opadowych z dwóch gospodarstw prowadzących chów bydła. Ce-lem badań było określenie rzeczywistych stężeń zanieczyszczeń odprowadzanych z terenów gospo-darstw. Wybudowano badawczy system kanalizacji deszczowej w gospodarstwie w Falentach, a także wykorzystano udrożniony system kanalizacji deszczowej w Biebrzy. W latach 2009–2010 pobierano próby ścieków opadowych, wód powierzchniowych z odbiorników spływu oraz wód podziemnych z piezometrów zainstalowanych na terenach gospodarstw. Oznaczano stężenie azotu amonowego, azotanowego, fosforanów oraz wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen. Stwierdzono zwięk-szone wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen oraz zwiększone stężenie fosforanów w ście-kach opadowych. Większość wskaźników przyjmowała mniejsze wartości w wodach powierzchnio-wych w stosunku do ścieków opadowych.

Słowa kluczowe: gospodarstwa prowadzące chów bydła, ścieki opadowe, zanieczyszczenie wody

WSTĘP

Dopływ zanieczyszczeń z obszarów rolniczych jest jedną z przyczyn pogarsza-nia się jakości wód powierzchniowych. Źródła zanieczyszczenia spływu po-wierzchniowego najliczniej występują na terenach osiedli wiejskich. W badaniach prowadzonych w byłym IMUZ w latach 1999–2001 stwierdzono pogorszenie jako-ści wód dwóch cieków przepływających przez obszar zwartej zabudowy wiejskiej. Obserwowano zwłaszcza znaczący dopływ zanieczyszczeń organicznych z terenu

pdf: www.itep.edu.pl/wydawnictwo © Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2012

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2012 (I–III): t. 12 z. 1 (37) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS ISSN 1642-8145 s. 119–137

120 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

wsi, w której prowadzono chów bydła [ROSSA, SIKORSKI 2006]. Szczególna kon-centracja różnorodnych źródeł zanieczyszczeń organicznych, biogennych, a także niebezpiecznych występuje na terenach ferm chowu bydła [DORUCHOWSKI, HO-

ŁOWNICKI 2003; SAPEK i in. 2000] W różnego rodzaju gospodarstwach hodowla-nych obserwowano zwiększone zanieczyszczenie gleby i wód gruntowych w po-bliżu budynków inwentarskich oraz miejsc składowania nawozów naturalnych [ROSSA 2003; SAPEK 2002]

Celem przedstawionych badań było określenie rzeczywistych stężeń zanie-czyszczeń w spływie wód deszczowych z dwóch gospodarstw różniących się li-czebnością stad bydła oraz ocena oddziaływania tego spływu na jakość wód po-wierzchniowych i podziemnych. Zakres prac obejmował pobór i analizę próbek ścieków opadowych ze studzienek i zbiorników kanalizacji deszczowych, wód z cieków będących odbiornikami spływu powierzchniowego oraz wód podziem-nych z dwóch piezometrów.

TERENOWE OBIEKTY BADAWCZE

Przedmiotem badań były ścieki opadowe z Zakładów Doświadczalnych Insty-tutu Przyrodniczo-Technologicznego w Falentach i w Biebrzy, które prowadzą chów bydła.

Gospodarstwo prowadzące chów bydła w Falentach (rys. 1) jest położone w są-siedztwie Warszawy, na terenie gminy Raszyn. Geograficznie obiekt jest położony na Nizinie Mazowieckiej w zlewni rzeki Raszynki, dopływającej do Utraty. Po-wierzchnia terenu jest płaska, średnia rzędna wynosi 112 m n.p.m. Zwierciadło wód gruntowych zalega od 1 do 3 m poniżej terenu. Spływ wód powierzchniowych i gruntowych następuje w kierunku północno-wschodnim. Skały macierzyste gleb w tym rejonie to głównie gliny i piaski gliniaste, czasami żwirki i głaziki.

Występują skrytobielicowe gleby gliniaste i brunatne właściwe oraz czarne ziemie właściwe i zdegradowane.

Obiektem badań był fragment podwórza o powierzchni 1100 m2, graniczącego z wiatą, pod którą parkuje 10 ciągników (rys. 1). Od strony południowej podwórze graniczy z oborą, w której przebywa 130 krów. W sąsiedztwie obory nie ma płyty gnojowej. Gnojówka jest odprowadzana kanałem gnojowym za pośrednictwem studni zbiorczej do krytego zbiornika o konstrukcji żelbetowej (nr 10 na rys. 1). Po okresie magazynowania i fermentacji w zbiorniku jest wywożona wozem aseniza-cyjnym na użytki zielone i w mniejszej ilości na grunty orne. Obornik jest usuwany z obory codziennie i dalej transportowany na płyty gnojowe usytuowane w polu, skąd następnie wybiera się go do nawożenia pól uprawnych. W okresie trwania badań w bezpośrednim sąsiedztwie badanego podwórza wybudowano nową głębo-ką oborę, gdzie w okresie wiosenno-jesiennym od 2010 r. przebywa ok. 60 szt.

L. Rossa: Zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych… 121

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

Rys. 1. Schemat zlokalizowania punktów pomiarowych na fermie doświadczalnej w Falentach: 1 – obora, 2 – wiata dla bydła, 3 – stanowisko naprawy maszyn, 4 – garaże, 5 – warsztat, 6 – wiaty

dla maszyn, 7 – cielętnik, 8 – magazyn, 9 – budynek biurowy, 10 – zbiornik na gnojowicę, S – studnie stanowiska badawczego, Z – zbiornik ścieków opadowych, P – piezometr, Ł – studzienka „łapaczka

odpływu”, K – kanał; źródło: opracowanie własne

Fig. 1. The scheme of sampling sites in the Experimental Farm in Falenty: 1 – cow house, 2 – umbrella roof for cattle, 3 – machine repair post, 4 – garages, 5 – workbench, 6 – umbrella roof

for agricultural machinery, 7 – calf house, 8 – warehouse, 9 – office building, 10 – slurry tank, S – wells of sewage runoff, Z – tank for runoff waters, P – piezometer, Ł – “runoff catching” well,

K – channel; source: own elaboration

122 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

bydła opasowego. Obornik wywożony jest na płyty gnojowe, a powstająca w nie-wielkiej ilości gnojówka jest odprowadzana do zbiornika.

Do potrzeb badawczych wybudowano w 2009 r. system odwodnienia podwó-rza fermy. Wody opadowe są odprowadzane powierzchniowo do kanału zbiorcze-go (K), wykonanego z PCW o długości 47 m i średnicy 160 mm, ułożonego z 1-procentowym spadkiem, o początkowym zagłębieniu ok. 45 cm pod po-wierzchnią terenu, wzdłuż drogi dojazdowej (rys. 2).

Wloty ścieków deszczowych wykonano w odstępach co 11 m z trójników o średnicy 100 mm i zabezpieczono siatką metalową o oczkach 10 mm x 10 mm. Kanał jest doprowadzony do zbiornika pomiarowego (S), składającego się z dwóch studni żelbetowych o średnicy 1,20 m każda, połączonych ze sobą szeregowo w po-ziomie dna przewodem PCW o średnicy 160 mm i długości 4 m. W dnie drugiej studni wykonano zagłębienie umożliwiające odpompowywanie ze zbiornika po-miarowego całej ilości nagromadzonych ścieków opadowych. W przypadku, kiedy objętość dopływających wód opadowych przekroczy pojemność użytkową obu studni, wynoszącą 2,3 m3, nadmiar wód jest odprowadzany przez przelew o średni-cy 160 mm do zbiornika ziemnego (Z) retencyjno-infiltracyjnego o pojemności użytkowej 8,0 m3. Ze zbiornika ścieki deszczowe są odpompowywane bezpośred-nio na sąsiadujące łąki pompą zatapialną o wydajności 13 000 dm3·h–1 (rys. 1).

Za zbiornikiem ścieków opadowych, w kierunku odpływu wód podziemnych, zainstalowano piezometr (P) do poboru próbek wód podziemnych na głębokości 1,70–2,6 m. Zainstalowano także posterunek do poboru spływu wód deszczowych (Ł). Kolumnę posterunku wykonano z filtra umieszczonego w obsypce z piasku średniego do 1 m ppt – zastosowano filtr siatkowy na perforowanej rurze z PCW o średnicy 60 mm, a następnie z rury podfiltrowej wykonanej z PCW o średnicy 60 mm do głębokości 2 m ppt (rys. 1). Pierwszym odbiornikiem spływu wód opado-wych jest rów położony w odległości ok. 170 m, odprowadzający wody do cieku położonego w odległości ok. 300 m w kierunku północno-zachodnim.

Gospodarstwo prowadzące chów bydła w Biebrzy jest położone w północno-wschodniej części Polski, w województwie podlaskim, w gminie Rajgród, w ob-szarze Kotliny Biebrzańskiej. Teren gospodarstwa ma rzędną 114–115 m n.p.m. i od strony wschodniej jest odwadniany kanałem Kuwasy. Pierwszą warstwę wo-donośną tworzą utwory piaszczysto-żwirowe, występujące do głębokości 12–15 m.

Powierzchnia gospodarstwa wynosi 4264,0 m2 i jest całkowicie utwardzona. Znajdują się tam budynki (2) oddzielone od siebie wybiegami dla krów (1), wzdłuż których biegną ciągi otwartych kanałów odprowadzających wody opadowe (PG). W oborach przebywa 320 zwierząt.

Na terenie fermy powstaje: 255 t obornika i 1224 m3 gnojówki rocznie. Gno-jowicę odbiera się bezpośrednio z kanałów, a następnie stosuje się do nawożenia własnych użytków zielonych. Powstający w sekcji chowu cieląt obornik jest skła-dowany w pryzmach na środkowym wybiegu, a następnie raz na dwa miesiące wywożony w celu nawożenia pól uprawnych (rys. 3). Do potrzeb badawczych

Rys. 2. Schemat stanowiska badawczego w gospodarstwie w Falentach; źródło: opracowanie własne

Fig. 2. The scheme of study site in Falenty farm; source: own elaboration

L

. Rossa: Z

anieczyszczenie wód pow

ierzchniowych i podziem

nych …

123

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

124 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

wykorzystano istniejący system kanalizacji deszczowej o długości 308 m, złożony z czterech otwartych kanałów, sześciu studzienek połączonych przewodami oraz zbiornika o pojemności 54 m3. Pojemność całego systemu wynosi 59 m3. Do zbiornika (z) trafia spływ powierzchniowy z wybiegów i dróg, po których porusza się bydło, oraz odcieki z obornika. Zawartość zbiornika jest wypompowywana wo- zem asenizacyjnym z różną częstotliwością, a następnie rozdeszczowywana na

Rys. 3. Schemat punktów pomiarowych w fermie krów w Biebrzy: 1 – powierzchnia utwardzona, 2A – obora, 2B – porodówka, 2C – obora, 3 – cielętnik, WD – wlot do kanału deszczowego,

Z – zbiornik ścieków opadowych, PG – pompownia gnojowicy, WD – wlot odpływu z dachu, S4, S6 – studzienki kanalizacyjne, P – piezometr; źródło: opracowanie własne

Fig. 3. The scheme of sampling sites in the Experimental Farm in Biebrza: 1 – hardened surface, 2A – cow house, 2B – labour ward, 2C – cow house, 3 – calf house, WD – inlet to the rain channel,

Z – runoff tank, PG – slurry pumping station, WD – drain inlet from the roof, S4, S6 – sewerage wells, P – piezometer; source: own elaboration

L. Rossa: Zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych… 125

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

użytkach zielonych. Za zbiornikiem ścieków opadowych, w kierunku odpływu wód podziemnych, zainstalowano piezometr (p) do poboru próbek wód grunto-wych z filtrem na głębokości od 2,1 do 3,1 m ppt. (rys. 3). Odbiornikiem spływu wód opadowych jest kanał Kuwasy, położony w odległości ok. 80 m w kierunku wschodnim.

METODY BADAŃ

Próbki wód do analiz fizykochemicznych i bakteriologicznych były pobierane zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 25667-2, częściej w okresach pogody deszczowej, ale także przy pogodzie bezdeszczowej, dla celów porównawczych z następujących punktów kontrolnych w Falentach: – z przekroju najbliższego rowu odwadniającego teren gospodarstwa; – z przekroju Cieku Wschodniego spod Laszczek odbierającego spływ z badanej

powierzchni; – ze studni pomiarowej stanowiska badawczego; – z piezometru zlokalizowanego za stanowiskiem badawczym, oraz w Biebrzy: – z czwartej studzienki kanalizacyjnej (S4) (rys. 3), zlokalizowanej na kanale od-

bierającym spływ z budynków obór; – z szóstej studzienki kanalizacyjnej zlokalizowanej (S6) (rys. 3), na kanale zbior-

czym przed zbiornikiem; – ze zbiornika ścieków opadowych; – z piezometru; – z kanału Kuwasy odbierającego spływ z badanej powierzchni odległego o ok. 80 m.

W pobranych próbkach ścieków opadowych, wód powierzchniowych i pod-ziemnych oznaczano: ChZT – metodą ogrzewania z dwuchromianem potasu i od-czytu fotometrycznego, stężenie azotu azotanowego – metodą fotometryczną z ni-trospeletralem, azotu amonowego – metodą fotometryczną indofenolową i fosfora-nów – metodą fotometryczną z molibdenianu amonu. Oznaczenia fizykochemiczne wykonywano w laboratorium Zakładu Inżynierii Sanitarnej i Higienizacji Wsi ITP.

WYNIKI I DYSKUSJA

Uzyskane wyniki badań porównano z wartościami dopuszczalnymi dla wód powierzchniowych [Rozporządzenie MŚ… 2008a], wód podziemnych [Rozporzą-dzenie MŚ…2008b] oraz dla ścieków oczyszczonych odprowadzanych do wód i do ziemi [Rozporządzenie MŚ… 2006].

W latach 2009–2010 w Falentach wykonano czternaście serii poboru prób ścieków opadowych, wód powierzchniowych i podziemnych. Zjawisko występo-

126 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

wania spływu wód opadowych oraz jego zanieczyszczenia wykazuje dużą dynami-kę. Odnotowano bardzo duże zróżnicowanie wartości oznaczanych wskaźników.

Największe wartości stężeń azotu amonowego występowały wiosną i latem (rys. 4). W próbkach wody pobranej z piezometru stężenie azotu amonowego prze-kraczało wartości dopuszczalne dla trzeciej klasy jakości wód podziemnych, a w próbkach wód powierzchniowych i ścieków opadowych wartości dopuszczalne dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych. Średnie stężenie azotu amono-wego w ściekach opadowych przyjmowało wartość 1,16 g N-NH4·m

–3, a w wodach rowu i cieku wartości 0,81 i 0,93 g N-NH4·m

–3 mniejsze niż dopuszczalne dla dru-giej klasy jakości wód. Stężenie azotu amonowego w wodzie podziemnej było znacznie mniejsze niż dopuszczalne dla drugiej klasy jakości wód podziemnych.

Wiosną obserwowano zwiększone wartości stężeń azotu azotanowego (rys. 5). W tych okresach stężenie azotu azotanowego przekraczało wartości dopuszczalne dla wód powierzchniowych drugiej klasy jakości w próbkach, pobranych z cieku i dla wód podziemnych trzeciej klasy jakości w próbkach wody, pobranej z piezo-metru. Średnie stężenie azotu azotanowego w wodzie z rowu odwadniającego wy-nosiło 2,99 g N-NO3·m

–3 i było większe niż w ściekach opadowych – 2,34 N-NO3·m

–3, ale nie przekraczało wartości dopuszczalnych dla drugiej klasy wód powierzchniowych.

Największe wartości stężeń fosforanów występowały wiosną i jesienią (rys. 6). W całym okresie badawczym stężenie fosforanów w ściekach opadowych, w wo-dach rowu i cieku odbierających spływ przekraczało wartości dopuszczalne dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych. Średnie stężenie fosforu zawartego w fosforanach w ściekach opadowych z podwórza gospodarstwa w Falentach, a także w wodzie cieku odbierającego spływ przekraczały wartości dopuszczalne dla fosforu ogólnego w komunalnych ściekach oczyszczonych dla miejscowości o RLM większej niż 2000 [Rozporządzenie MŚ 2006]. Średnie stężenie fosfora-nów w ściekach opadowych z podwórza gospodarstwa w Falentach – 7,85 g PO4·m

–3 oraz w wodach powierzchniowych 5,51 g PO4·m–3 i 7,65 g PO4·m

–3 miało zbliżone wartości, znacznie przekraczające normę dopuszczalną dla wód po-wierzchniowych drugiej klasy jakości. Natomiast średnie stężenie fosforanów w wodzie podziemnej było znacznie mniejsze i wynosiło 2,27 g PO4·m

–3. Sezonowe zwiększenie wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen wystę-

powało wiosną i jesienią (rys. 7). W całym okresie badań występowały przekro-czenia wartości dopuszczalnych dla wód powierzchniowych drugiej klasy jakości. Średnia wartość ChZT w ściekach opadowych była znacznie większa niż w wo-dach powierzchniowych i wynosiła 141,0 g O2·m

–3, przekraczając normę dopusz-czalną dla oczyszczonych ścieków komunalnych.

Badania jakości odpływu wód opadowych w Biebrzy rozpoczęto w połowie 2009 r. po udrożnieniu systemu kanalizacyjnego. Wykonano dziesięć serii poboru próbek wód.

N-NH4

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

28.0

2.09

21.0

3.09

6.04

.09

12.0

5.09

31.0

5.09

7.07

.09

5.10

.09

23.0

3.10

10.0

5.10

18.0

5.10

7.07

.10

14.0

8.10

6.10

.10

9.11

.10

Stęże

nie

(gN

/m3)

Con

cent

ratio

n (g

N/m

3)

Najbliższy rów odw adniający Nearest draining channel Ciek Wschodni od Laszczek East stream from Laszczki

Studnia stanow iska badaw czego Well on measuring point Piezometr Piezometer

II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality III klasa w ód podziemnych III class of groundw ater quality

Rys. 4. Przebieg zmienności stężenia azotu amonowego w okresie badań; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2008 a, b]

Fig 4. Changes of the ammonium-nitrogen concentrations in the study period; source: Rozporządzenie MŚ… [2008 a, b]

S

tęże

nie,

g N·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

N·m

–3

L

. Rossa: Z

anieczyszczenie wód pow

ierzchniowych i podziem

nych …

127

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

N-NO3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

28.0

2.09

21.0

3.09

6.04

.09

12.0

5.09

31.0

5.09

7.07

.09

5.10

.09

23.0

3.10

10.0

5.10

18.0

5.10

7.07

.10

14.0

8.10

6.10

.10

9.11

.10

Stęże

nie

(gN

/m3)

Con

cent

ratio

n gN

/m3)

Najbliższy rów odw adniający Nearest draining channel Ciek Wschodni od Laszczek East stream from Laszczki

Studnia stanow iska badaw czego Well on measuring point Piezometr Piezometer

II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality II klasa w ód podziemnych II class of groundw ater quality

Rys. 5. Przebieg zmienności stężenia azotu azotanowego w okresie badań w Falentach; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

Fig 5. Changes of the nitrate-nitrogen concentrations in the study period in Falenty; source: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

S

tęże

nie,

g N·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

N·m

–3

128 W

oda-Środowisko-O

bszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

PO4

0

5

10

15

20

25

28.0

2.09

21.0

3.09

6.04

.09

12.0

5.09

31.0

5.09

7.07

.09

5.10

.09

23.0

3.10

10.0

5.10

18.0

5.10

7.07

.10

14.0

8.10

6.10

.10

9.11

.10S

tęże

nie

(gP

O4/m

3)

Con

cent

ratio

n (g

PO 4

/m3)

Najbliższy rów odw adniający Nearest draining channel Ciek Wschodni od Laszczek East stream from Laszczki

Studnia stanow iska badaw czego Well on measuring point Piezometr Piezometer

II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality II klasa w ód podziemnych II class of groundw ater quality

Rys. 6. Przebieg zmienności stężenia fosforanów w okresie badań w Falentach; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

Fig. 6. Changes of the phosphate concentrations in the study period in Falenty; source: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

S

tęże

nie,

g P

O4·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

PO

4·m–3

L

. Rossa: Z

anieczyszczenie wód pow

ierzchniowych i podziem

nych …

129

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

CHZT

0

50

100

150

200

250

300

350

28.0

2.09

21.0

3.09

6.04

.09

12.0

5.09

31.0

5.09

7.07

.09

5.10

.09

23.0

3.10

10.0

5.10

18.0

5.10

7.07

.10

14.0

8.10

6.10

.10

Stęże

nie

(gO

2/m

3)

Con

cent

ratio

n (g

O2/m

3)

Najbliższy rów odw adniający Nearest draining channel Ciek Wschodni od Laszczek East stream from Laszczki

Studnia stanow iska badaw czego Well on measuring point Piezometr Piezometer

norma dla scieków oczyszczonych standard for treated sew age II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality

Rys. 7. Przebieg zmienności wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen w Falentach w okresie badań; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2006], Rozporządzenie MŚ… [2008a]

Fig. 7. Changes of the COD concentrations in Falenty in the study period; source: Rozporządzenie MŚ… [2006], Rozporządzenie MŚ… [2008a]

S

tęże

nie,

g O

2·m–3

C

once

ntra

tion,

g O

2·m

–3

130 W

oda-Środowisko-O

bszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

L. Rossa: Zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych… 131

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

Największe wartości stężeń azotu amonowego występowały wiosną i latem (rys. 8). Sporadycznie stężenie azotu amonowego w ściekach opadowych przekra-czało wartości dopuszczalne dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych. Występowała wyraźna różnica między średnim stężeniem azotu amonowego w ściekach opadowych z ostatniej studzienki kanalizacyjnej, które wynosiło 1,95 g N-NH4·m

–3, a średnim stężeniem w wodach powierzchniowych – 0,35 gN-NH4·m–3

i podziemnych – 0,34 gN-NH4·m–3. Średnie stężenie wskaźnika w ściekach pobra-

nych ze studzienki kanalizacyjnej przekraczało wartości dopuszczalne dla drugiej klasy wód powierzchniowych.

Nie odnotowano ponadnormatywnych stężeń azotu azotanowego w ściekach opadowych pobranych ze studzienek kanalizacyjnych i zbiornika, ani w wodzie kanału Kuwasy (rys. 9). Największe średnie stężenie azotu azotanowego (3,39 g N-NO3·m

–3) występowało w próbkach wód podziemnych pobranych z piezometru, nie przekraczało jednak wartości dopuszczalnych dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych.

Średnie stężenie azotu azotanowego w ściekach opadowych przyjmowało war-tość 2,11 g N-NO3·m

–3, a w kanale Kuwasy 1,32 g N-NO3·m–3 i było mniejsze niż

wartości dopuszczalne dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych. Nie stwierdzono dużej różnicy stężeń azotu azotanowego w ściekach opadowych i wo-dzie powierzchniowej, inaczej niż w przypadku azotu amonowego.

W ściekach opadowych pobranych ze studzienek kanalizacyjnych i zbiornika obserwowano największe wartości stężeń fosforanów (rys. 10). Średnie stężenie fosforu zawartego w fosforanach w ściekach opadowych z podwórza gospodarstwa w Biebrzy przekraczało wartości dopuszczalne dla fosforu ogólnego w komunal-nych ściekach oczyszczonych dla miejscowości o RLM większej niż 2000 [Rozpo-rządzenie MŚ 2006]. Średnie stężenie fosforanów w ściekach opadowych pobra-nych ze zbiornika wynosiło 9,53 g PO4·m

–3 i znacznie przekraczało wartości do-puszczalne dla drugiej klasy jakości wód powierzchniowych. Średnie stężenie fos-foranów w kanale Kuwasy było znacznie mniejsze – 0,23 g PO4·m

–3 i nie przekra-czało tej wartości. Nie odnotowano również przekroczenia norm w przypadku stę-żenia fosforanów w próbkach wody pobranych z piezometru. Średnie wartości ChZT w próbkach wód pobranych ze zbiornika – 221,54 g O2·m

–3 przekraczają wartości dopuszczalne dla ścieków oczyszczonych odprowadzanych do wód i do ziemi (rys. 11). Średnia wartość ChZT w wodzie z kanału Kuwasy wynosi 44,57 g O2·m

–3 i przekracza wartości dopuszczalne dla wód powierzchniowych drugiej kla-sy jakości.

Wskaźnikiem wykazującym największe wartości w ściekach opadowych jest chemiczne zapotrzebowanie na tlen, przy czym na terenie Falent obserwowano du-że wartości ChZT również w wodzie Cieku spod Laszczek, odbierającego spływ z podwórza.

Obserwowano duże stężenia fosforanów (znacznie przekraczające wartości do-puszczalne dla wód powierzchniowych) w ściekach opadowych z podwórzy go-

N-NH4

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

18.0

5.09

1.06

.09

25.0

6.09

23.0

7.09

12.1

0.09

24.0

3.10

14.0

4.10

19.0

5.10

7.06

.10

30.0

7.10

Stęże

nie

(gN

/m3)

Con

cent

ratio

n (g

N/m

3)

Studzienka nr 4 Well no 4 Studzienka nr 6 Well no 6

Zbiornik Runoff tank Piezometr Piezometer

Kanał Kuw asy Kuw asa channel II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality

I klasa w ód podziemnych I class of groundw ater quality

Rys. 8. Przebieg zmienności stężenia azotu amonowego w okresie badań w Biebrzy; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

Fig. 8. Changes of the ammonium-nitrogen concentrations in the study period in Biebrza; source: Rozporządzenie MŚ… [2008 a,b]

S

tęże

nie,

g N·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

N·m

–3

132 W

oda-Środowisko-O

bszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

N-NO3

0

1

2

3

4

5

6

7

18.0

5.09

1.06

.09

25.0

6.09

23.0

7.09

12.1

0.09

24.0

3.10

14.0

4.10

19.0

5.10

7.06

.10

30.0

7.10

Stęże

nie

(gN

/m3)

Con

cent

ratio

n (g

N/m

3)

Studzienka nr 4 Well no 4 Studzienka nr 6 Well no 6

Zbiornik Runoff tank Piezometr PiezometerKanał Kuw asy Kuw asa channel II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality

I klasa w ód podziemnych I class of groundw ater quality II klasa w ód podziemnych II class of groundw ater quality

Rys. 9. Przebieg zmienności stężenia azotu azotanowego w okresie badań w Biebrzy; źródło: Rozporządzenie MŚ…[2008 a,b]

Fig. 9. Changes of the nitrate-nitrogen concentrations in the study period in Biebrza; source: Rozporządzenie MŚ…[2008 a,b]

S

tęże

nie,

g N·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

N·m

–3

L

. Rossa: Z

anieczyszczenie wód pow

ierzchniowych i podziem

nych …

133

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

PO4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

18.0

5.09

1.06

.09

25.0

6.09

23.0

7.09

12.1

0.09

24.0

3.10

14.0

4.10

19.0

5.10

7.06

.10

30.0

7.10

Stęże

nie

(gP

O4/m

3)

Con

cent

ratio

n (g

PO 4

/m3)

Studzienka nr 4 Well no 4 Studzienka nr 6 Well no 6Zbiornik Runoff tank Piezometr PiezometerKanał Kuw asy Kuw asa channel II klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater qualityI klasa w ód podziemnych I class of groundw ater quality

Rys. 10. Przebieg zmienności stężenia fosforanów w okresie badań w Biebrzy; źródło: Rozporządzenie MŚ…[2008 a,b]

Fig. 10. Changes of the phosphate concentrations in the study period in Biebrza; source: Rozporządzenie MŚ…[2008 a,b]

S

tęże

nie,

g P

O4·m

–3

Con

cent

ratio

n, g

PO

4·m–3

134 W

oda-Środowisko-O

bszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

CHZT

0

50

100

150

200

250

300

18.0

5.09

1.06

.09

25.0

6.09

23.0

7.09

12.1

0.09

24.0

3.10

14.0

4.10

30.0

7.10

Stęże

nie

(gO

2/m

3)

Con

cent

ratio

n (g

O2/m

3)

Studzienka nr 4 Well no 4 Studzienka nr 6 Well no 6Zbiornik Runoff tank Piezometr PiezometerKanał Kuw asy Kuw asa channel norma dla scieków oczyszczonych standard for treated sew ageII klasa w ód pow ierzchniow ych II class of w ater quality

Rys. 11. Przebieg zmienności wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen w Biebrzy w okresie badań; źródło: Rozporządzenie MŚ… [2006],

Rozporządzenie MŚ… [2008a]

Fig. 11. Changes of the COD concentrations in Biebrza in the study period; source: Rozporządzenie MŚ… [2006], Rozporządzenie MŚ…[2008a]

S

tęże

nie,

g O

2·m–3

C

once

ntra

tion,

g O

2·m

–3

L

. Rossa: Z

anieczyszczenie wód pow

ierzchniowych i podziem

nych …

135

© IT

P W

oda Środ. O

bsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

136 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 12 z. 1 (37)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

spodarstw w Falentach i Biebrzy, a także w wodzie Cieku spod Laszczek w Falen-tach. W przeliczeniu na fosfor stężenia te przekraczały wartości dopuszczalne dla oczyszczonych ścieków komunalnych z dużych miejscowości.

Stężenie azotanów było porównywalne w ściekach opadowych z podwórzy go-spodarstw i w wodach powierzchniowych oraz podziemnych i utrzymywały się na poziomie pierwszej klasy jakości wód, z wyjątkiem wody z piezometru w Biebrzy. Stężenie azotu amonowego było większe w ściekach opadowych w Biebrzy, a mniejsze w wodach powierzchniowych i podziemnych. Rozkład stężeń zanie-czyszczeń w ściekach opadowych i wodach powierzchniowych może świadczyć o większym wpływie zanieczyszczeń z gospodarstwa w Falentach na środowisko wodne.

WNIOSKI

Na podstawie analizy wyników badań prowadzonych w latach 2009–2010 sformułowano poniższe wnioski.

1. Wpływ ścieków opadowych na wody powierzchniowe był ograniczony, zwłaszcza w gospodarstwie prowadzącym chów bydła w Biebrzy.

2. Wody deszczowe z podwórzy ferm chowu bydła w Falentach i Biebrzy od-prowadzają duże ilości związków organicznych. Średnie wartości ChZT w ście-kach opadowych z gospodarstwa w Falentach wynosiły 141,00 g O2·m

–3, a z go-spodarstwa w Biebrzy 221,54 g O2·m

–3, co przekracza wartość dopuszczalną dla ścieków odprowadzanych do wód i do ziemi.

3. W odpływie wód deszczowych z badanych gospodarstw prowadzących chów bydła występowały znaczne ilości fosforanów. Średnie stężenie fosforanów w ściekach opadowych w Falentach wynosiło 7,85 g PO4·m

–3, a w Biebrzy – 9,53 g PO4·m

–3. 4. W ciekach odbierających spływ wód deszczowych z podwórzy gospodarstw

prowadzących chów bydła występowały zwiększone wartości chemicznego zapo-trzebowania na tlen. W Cieku Wschodnim spod Laszczek, średnia wartość ChZT wynosiła 87,80 g O2·m

–3, a w kanale Kuwasy 44,57 g O2·m–3.

5. Na terenach badanych gospodarstw w Falentach i w Biebrzy obserwowano zwiększone stężenie azotu azotanowego w wodach podziemnych pierwszej war-stwy wodonośnej.

LITERATURA

DORUCHOWSKI G., HOŁOWNICKI R. 2003. Przyczyny i zapobieganie skażeniom wód i gleby wynika-jącym ze stosowania środków ochrony roślin. Zeszyty Edukacyjne. Z. 9 s. 96–115.

ROSSA L. 2003. Zanieczyszczenia wody gruntowej w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów hodowla-nych Zakładu doświadczalnego w Falentach. Woda Środowisko Obszary Wiejskie. T. 3. Z. specj. (6) s. 149–157.

L. Rossa: Zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych… 137

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37)

ROSSA L., SIKORSKI M. 2006. Ocena stopnia zanieczyszczenia wód deszczowych odprowadzanych z zabudowanych obszarów wiejskich. Ochrona Środowiska. Nr 2 s. 47–52.

SAPEK B. 2002. Jakość gleby i wody w gospodarstwach demonstracyjnych Zeszyty Edukacyjne. Z. 7 s. 57–71.

SAPEK A., SAPEK B., PIETRZAK S. 2000. Rola produkcji zwierzęcej w rozpraszaniu składników nawo-zowych z rolnictwa do środowiska. W: Dobre praktyki w rolnictwie, sposoby ograniczania za-nieczyszczeń wód. Przysiek. RCDRRiOW s. 5–31.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy speł-nić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego Dz.U. 2006 nr 137 p. 984 z późn. zm.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. (a) w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych Dz.U. 2008 nr 162 p.1008n

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. (b) w sprawie kryteriów i sposobów oceny stanu wód podziemnych. Dz.U. 2008 nr 143 p. 896.

Ludmiła ROSSA

SURFACE AND GROUND WATER POLLUTION BY THE OUTFLOW OF RUNOFF WATER FROM CATTLE BREEDING FARMS

Key words: cattle breeding farms, runoff waters, water pollution

S u m m a r y

Storm water studies were carried out in two cattle farms. The aim of this study was to determine the real concentration of pollutants discharged from farmyards. Storm water drainage system built in the farm in Falenty and the existing storm drainage system in the Biebrza were used for this purpose. Samples of runoff water, surface water and groundwater were collected in the years 2009–2010. Con-centrations of ammonium ions, nitrates, phosphates, and chemical oxygen demand were determined. Increased concentrations of chemical oxygen demand and phosphates were found in runoff waters. Most parameters had lower concentrations in surface than in runoff waters.