1 / 45

Növényi tápanyagok vízminőségi hatása (eutrofizáció) és a tápanyagterhelés számítása

Növényi tápanyagok vízminőségi hatása (eutrofizáció) és a tápanyagterhelés számítása. A TÁPANYAGOK VÍZMINŐSÉGI HATÁSA. A FELSZÍNI VIZEK EUTROFIZÁLÓDÁSA TÁPANYAGOK FELDÚSULÁSA  NÖVÉNYI „TÚLTERMELÉS” ESZTÉTIKAI PROBLÉMA, KORLÁTOZOTT VÍZHASZNÁLATOK

tavia
Télécharger la présentation

Növényi tápanyagok vízminőségi hatása (eutrofizáció) és a tápanyagterhelés számítása

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Növényi tápanyagok vízminőségi hatása (eutrofizáció)és a tápanyagterhelés számítása

  2. A TÁPANYAGOK VÍZMINŐSÉGI HATÁSA • A FELSZÍNI VIZEK EUTROFIZÁLÓDÁSA • TÁPANYAGOK FELDÚSULÁSA NÖVÉNYI „TÚLTERMELÉS” • ESZTÉTIKAI PROBLÉMA, KORLÁTOZOTT VÍZHASZNÁLATOK • FÜRDŐVÍZ DIREKTÍVA  TROFITÁS ELLENŐRZÉSE (POTENCIÁLISAN TOXIKUS CIANOBAKTÉRIUMOK) • VÍZ KERETIRÁNYELV  CÉL: JÓ ÖKOLÓGIAI ÁLLAPOT ELÉRÉSE 2015-RE (> 50 HA ÁLLÓVIZEK) • A MESTERSÉGES EUTROFIZÁLÓDÁS OKAI ÉS KEZELÉSE • MÉRSÉKELT ÖVI TAVAKBAN AZ BIOMASSZÁT LEGGYAKRABBAN A FOSZFOR (P) KORLÁTOZZA • MEGOLDÁS: P TERHELÉS CSÖKKENTÉSE • P FORRÁSAI: VÍZGYŰJTŐN!

  3. Tavak hidrológiája és morfológiája Alaktan és jellemző méretek Q víztükörfelület (A) víztérfogat (V) vízmélység (H) L szélesség hosszúság Tartózkodási idő (feltöltődési, vízkicserélődési idő): Hígulás, megújulási sebesség: Partvonal hosszúság (L) Partvonal tagoltság:

  4. LITORÁLIS ZÓNA

  5. Tavak vízmérlege Befolyó – elfolyó + csapadék – párolgás  talajvíz Szabályozott tavak: • Vízmérleg szerepe: • Tartózkodási idő • Sótartalom (lefolyástalan tavak) • Tápanyag visszatartás (oldott és partikulált formák, szezonális változások)

  6. Hó eleji vízállás (cm) 200 150 100 50 0 -50 1937 1940 1943 1946 1949 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1988 1991 1994 1997 2000 2003 1901 1904 1907 1910 1913 1916 1919 1922 1925 1928 1931 1934 1979 1982 1985 BALATON VÍZSZINTVÁLTOZÁSA (1901-2003) Szabályozás felső szint Szabályozás alsó szint

  7. Vízmozgások • Aperiodikus áramlások: • Szél ill. nyomáskülönbség hatására kialakuló áramlások • Periodikus vízmozgások: • Szél keltette hullámzás (függ: szélsebesség, meghajtási hossz, vízmélység) • Tólengés (seiche): a szél hatására a víztömeg feltorlódik, majd a szél leálltával visszalendül (Balaton: hossz- és keresztirány) • Üledék felkeveredés (áramlásból és a hullámmozgásból • származó csúsztató feszültség idézi elő)  fény  biomassza

  8. I T z z  T (C) HŐMÉRSÉKLET ÉS FÉNY Fényintenzitás vertikális eloszlása: Lambert törvény I0 Extinkciós tényező (ke) 1%: fotikus zóna Hőmérséklet vertikális eloszlása 0 5 10 15 20 (C) Hőrétegzettség (mély tavak) Tél Max. termikus gradiens Nyár 4 C Termikus ellenállás

  9. Tavak rétegződése: Mély tavak Epilimnion Metalimnion Hipolimnion Jellemzők: hőrétegzettség, időszakos cirkuláció (átfordulás), Függ: szél kinetikai energiája és a sűrűség különbségből adódó termális ellenállás (számítható!) Sekély tavak Fenékig átkevert Nincs hőrétegzettség!

  10. TÁPANYAG ELÁTOTTSÁG • Források: • - Természetes (vízgyűjtő – kőzetek, légköri kiülepedés) • - Antropogén (kommunális szennyvíz, mezőgazdaság – • műtrágyák, ipari emissziók).

  11. Oligotróf Mezotróf Eutróf Mocsár • IDŐBELI VÁLTOZÁSOK (szukcesszió): • Természetes: termőképesség (trofitás) növekedése (tápanyag dúsulás), feltöltődés, sótartalom növekedése (lefolyástalan tavak) • Mesterséges: eutrofizálódás, savasodás, vízháztartás változása (kiszáradás) – antropogén hatások! Időlépték!

  12. EUTROFIZÁLÓDÁS • Eutrofizálódás: tápanyagfeldúsulás • Természetes vs mesterséges • Kronológia • Kiváltó okok (főként P és N terhelések): vízgyűjtő • Szennyvíz (közvetlen, közvetett) - pontszerű • Városi lefolyás • Mezőgazdaság - nem-pontszerű (csapadék) • Ipar • Légköri kihullás • Több nagyságrendnyi növekedés (elmúlt fél évszázad) • Fontos természeti tényező: hőmérséklet, összes sugárzás

  13. EUTROFIZÁLÓDÁS • Következmények: • „Algásodás”: esztétika (rekreáció), vízhasználatok • Vízkezelés (pl. szűrők eltömődése) • Íz és szag • Toxikus hatások • Szervesanyag felhalmozódás  O2 • O2 napszakos ingadozás • Makrofiták (bentikus eutrofizáció)

  14. FOTOSZINTÉZIS ÉS SZTÖCHIOMETRIA • 106 CO2 + 16 NO3 + HPO4 + 122 H2O + 18 H  C106H263O110N16P1+ 138 O2 • CO2 és szervetlen tápelemek  növényi protoplazma (fény, termelés vs légzés) • C106H263O110N16P1:elemek aránya a sejtben • Liebig: 106 : 16 : 1 (moláris arány) • Redfield: felvétel és leadás aránya a fenti az óceánokban • Édesvizek hasonlóan viselkednek (tó specifikus) • A limitálás elve: • - természeti körülmények • - szabályozás

  15. 1 év 1 év Folyamatok R, T Természeti tényezők: Sugárzás, hőmérséklet N,P Chl Felvehető tápanyagok, Biomassza (eredő hatás)

  16. N/P ARÁNY: EGYSZERŰ BECSLÉS • Alga sejt: 0.5 - 2.0 gP/gChl-a  aP • 7 - 10 gN/gChl-a  aN • Példa: (a) N = 5 mg/l, aN = 10 Chl-a = 500 g/l • (b) P = 1 mg/l, aP = 1  Chl-a = 1000 g/l • Szabályozás: Chl-a = 50 g/l (célállapot) • P = 50 g/l = 0.05 mg/l • Általában, ha N/P < 10  N limitál • N/P > 10  P limitál • N/P  10  ??? • Mi limitál? Szennyvíz (nyers és tisztított)? • Mezőgazdasági diffúz? • Vegyes? • Mi tehető limitálóvá? • Fényviszonyok, átlátszóság (pl. Secchi mélység) • Fitoplankton összetétele

  17. INDIKÁTOROK • Elsődleges termelés • Algaszám • Biomassza • Chl-a • ÖP, ÖN • Fényviszonyok, átlátszóság (pl. Secchi mélység) • Fitoplankton összetétele • Oldott oxigén

  18. TAVAK OSZTÁLYOZÁSA (OECD; Chl-a - átlag/max)

  19. EGYSZERŰ ÖP MODELL: tó ÖP anyagmérlege Qbe , Pbe Qki , ÖP ÖP vs V (térfogat), A (felszín) ÖP [g/m3] – összes P koncentráció a tóban (teljes elkeveredés) Pbe [g/év]– külső P terhelés vs [m/év]– látszólagos (eredő) ülepedési sebesség Feltevések: - csak összes P - teljes elkeveredés (szegmentálás) - évi átlag

  20. Egy év alatt (évi átlag):  0 Normalizált terhelés (évi átlagos összes P koncentráció) pfajl – fajlagos ÖP terhelés (g/m2/év) - éves átlag qfajl – fajlagos hidraulikai terhelés (m3/m2/év = m/év) P – éves átlagos P koncentráció (g/m3)

  21. vízmélység (m) A Vollenweider-féle statisztikus formula (1980) Tartózkodási idő (év) Sekély tavakra:

  22. L ÖP ÖP Chl-a S Chl Tervezés empirikus összefüggések alapján ÖP terhelés Anyagmérleg számítás ÖP koncentráció Max/átlag klorofill koncentráció Secchi mélység

  23. BIOMASSZA Telítési szakasz P TERHELÉS Lineáris szakasz „TÓ VÁLASZ” BELSŐ TERHELÉS NÉLKÜL

  24. Vollenweider (statisztikus) modell előnyei: • Egyszerű, gyors, egy paraméter • Tervezés, előrejelzés • Hosszú távú átlagok, terhelés adatok becsülhetők • A modell alkalmazási korlátjai: • Éves átlagok – több éves adatsor szükséges az „igazoláshoz” • Egy paraméter (vs) – aggregált jellemző (P forgalmat befolyásoló összes hatást összegzi) – empíria, nincs mögötte „fizikai tartalom” • Szezonális változásokat nem tudja kezelni • Fény, vízmélység (fotikus zóna) szerepe nem jelenik meg • Lineáris „válasz”, belső terhelés hiánya

  25. LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ AZ ÜLEDÉK SZEREPE: BELSŐ TERHELÉS (A TÁPANYAGOK (ELSŐSORBAN A FOSZFOR) AZ ÜLEDÉKBŐL VISSZAJUT A TÓBA) KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  26. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  27. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  28. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  29. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  30. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  31. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  32. SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS A SZABÁLYOZÁS HATÁSA: KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

  33. BELSŐ TERHELÉS • Pbe = LK + LB(KÜLSŐ + BELSŐ P TERHELÉS) • MÓDOSÍTOTT VOLLENWEIDER • LK  ÖP (vs-ből)  VÉGES ÉRTÉK (LB), NEM ZÉRUS (RÖVID TÁV) • ÜLEDÉK FELÚJULÁS (HOSSZÚ TÁV)

  34. Telítési szakasz Lineáris szakasz „TÓ VÁLASZ” BELSŐ TERHELÉSSEL BIOMASSZA P TERHELÉS

  35. AZ ÖP MODELL ALKALMAZÁS LÉPÉSEI • ALKALMAZÁSI FELTÉTELEK? • ALAPPARAMÉTEREK (vízháztartás stb.) • TERHELÉS BECSLÉSE (lásd később) • FAJLAGOS ÉRTÉKEK • JELEN ÁLLAPOT • CÉLÁLLAPOT (ÖP VAGY CHL-A) • MEGENGEDETT ÖP TERHELÉS • HOGYAN ÉRJÜK EL ÉS MENNYIÉRT?

  36. KIS-BALATON: FELSŐ TÁROZÓ EGYSZERŰ ANYAGMÉRLEG

  37. Zala Balaton Zalaegerszeg Kis-Balaton

  38. Alsó Tározó A  50 km2 Felsô Tározó A = 18 km2 Felsô Tározó A = 18 km2

  39. ÖP visszatartás a Kis-Balaton Felső Tározóban Ptervezett = f (Pbe, Qbe, vs) /Vollenweider/ ?

  40. Be Befolyó és kifolyó ÖP terhelés kapcsolata Ki 80 87 70 60 95 86 (t/y) 50 96 88 94 40 91 ki 92 89 TP 30 90 93 20 ~30 t/y 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 TP (t/y) be

  41. DP + PBELSŐ = ÖSSZES NETTÓ ÜLEPEDÉS PBelső DP

  42. BALATON: TERHELÉS ÉS TROFITÁS KAPCSOLATA

  43. TERHELÉS ÉS TROFITÁS KAPCSOLATA: VOLLENWEIDER MODELL

  44. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

More Related