Zajímají tě aktuální témata z oblasti ochrany vod a péče o jejich jakost? Ekologie vodního prostředí? Nové technologie a trendy ve vodním hospodářství?
Česká republika, často nazývaná „střechou Evropy“, je významnou pramennou oblastí, ze které ovšem veškerá voda odtéká, a proto je důležité snažit se o to, aby co největší množství vody setrvalo co nejdéle na našem území.
Voda je nejdůležitější z globálních surovin a velký důraz je tak kladen na udržení její vysoké kvality. V souvislosti s klimatickými změnami jsou vodní zdroje vystaveny nejrůznějším klimatickým extrémům, kterým mohou čelit jen zdravé ekosystémy s vysokým ekologickým potenciálem.
Nyní se podíváme na primární produkci a zásobu organické hmoty v ekosystémech. Tato problematika zahrnuje metodiky, analýzy a specifické vlastnosti různých typů biomasy.
Metodika Sběru a Analýzy Biomasy
Nadzemní rostlinná biomasa byla odebírána z ploch velikosti 0.5 x 0.5 m2 odstříháváním při půdním povrchu. Současně byl odebírán detrit. Každý vzorek byl v následné analyse rozebírán na hmotu živou (LAB) a odumřelou (SDM). Druhá frakce byla spojována s detritem (D) a tyto váženy po vysušení dohromady jako nadzemní mrtvá hmota.
Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku
V období vrcholného rozvoje nadzemní rostlinné biomasy byly vzorky živé hmoty rozebírány na druhy případně druhové skupiny (především skupina trav nebyla vždy dělena - v tabulkách je označována termínem "gramen"). Při vlastním odběru bylo dbáno především na to, aby nebylo odebíráno z jednoho místa vícekrát.
Stromová biomasa byla odhadována na základě měření průměru ve výčetní výšce (označení dbh) a výšky stromů na vybrané zkusné ploše. Přepočty biomasy byly provedeny ve spolupráci s Dr. Vackem.
Na lokalitách B1 a W byla stanovována produkce listového opadu dřevin. V době před začátkem shozu listů byly na půdním povrchu instalovány jednoduché opadoměry v podobě rámů velikosti 0.5 x 0.5 m2 s polyethylenovými síty. Na každé ploše bylo náhodně rozmístěno deset těchto opadoměrů. Opad byl odebírán dva- až třikrát až do úplného odlistění stromů.
Na ploše W bylo rovněž měřeno prostorové rozmístění stromů. Shlukovitost byla posuzována na základě porovnání průměrné minimální vzdálenosti mezi stromy (r) a hypothetické minimální vzdálenosti při pravidelném trojúhelníkovitém (R3) a čtvercovém (R4) rozdělení stromů na ploše při témže počtu jedinců (n) na jednotkovou plochu (R32=√12/n, R42=2/n).
Pro zjištění hmoty celkové podzemní biomasy (TBB) byly odebírány půdní monolity sondou o průměru 65 mm do hloubky 100 mm. Tyto monolity z ploch AF a G byly dále děleny na vrstvy 0-50 a 50-100 mm, označované "a" a "b". Vzorky byly rozplavovány proudem vody na sítech s průměrem ok 0.25 mm po předchozím zmrazení (aplikovaném pro rozrušení kompaktnosti půdy). Veškeré podzemní orgány (kořeny, oddenky, base) byly vybírány následně nad sítem s průměrem ok 2 mm (cf. Fiala in Rychnovská et al. 1987, pp. 104-107). Zbylý vzorek byl využit pro stanovení půdního detritu (SD), tj. nerozložené či částečně rozložené mrtvé rostlinné hmoty v půdě. Byl zjišťován jako hmota vyplavitelná vodou ze zbylého vzorku nad sítem 0.25 mm po jeho usušení. Při interpretaci výsledků je nutné brát v úvahu, že obsah organické hmoty v takto připravených vzorcích je nižší vzhledem k příměsím minerálních partikulí půdy.
Čtěte také: Úklid s Denkmit a horkou vodou
Poměr živé a odumřelé podzemní biomasy (poměr LBB/DBB označovaný "L/D-ratio") byl určován ve zvlášť odebraných vzorcích (sondou o ploše 10 cm2 z hloubky 10 až 100 mm). Čerstvé vzorky byly rozplavovány na sítě s průměrem ok 2 mm a podzemní biomasa z nich byla vybírána. Poté byla biomasa barvena Kongo-červení (viz Ward et al. 1978, Tesařová, Fiala et Studený 1982) a poté rozebírána na živou a mrtvou. Finální vzorky byly vysušeny a váženy.
V určitých případech u podzemní biomasy a půdního detritu byla sledována normalita rozdělení naměřených hmot a to, zdali se jedná o výběr pořízený z jednoho základního souboru s normálním rozdělením či o výběr ze dvou takovýchto souborů s různými parametry. Vzhledem k tomu, že v každém odběrovém termínu bylo analyzováno pouze pět vzorků, nebylo možno toto rozhodnutí testovat odděleně pro každý odběrový termín. Dále bylo nutno vzít v úvahu, že parametry hledaného rozdělení (pro obsah půdního detritu i podzemní biomasu) se v průběhu času mění. Lze předpokládat, že změna směrodatné odchylky a průměru jsou přímo úměrné. Proto bylo přikročeno k normalizaci dat: byl spočítán zvlášť průměr E(xij
Hodnoty zij jsou již porovnatelné pro různá j. Tak byl vytvořen výběrový statistický soubor, na který byla aplikována analysa silně ontaminovaných rozdělení (princip metody je popsán v Příloze B). Byly tak odhadnuty parametry (průměr µ1 a směrodatná odchylka σ1) prvého (základního) normálního rozdělení N1. Na základě těchto parametrů byla vypočtena kritická hodnota δ taková, že P(z>δ)<α, z~N1 (užita hladina významnosti α=0.01). Velikost parametru τ (viz Příloha B) byla odhadnuta z počtu n1 pozorování zij<δ (τ=n1/n, kde n je celkový počet pozorování). Parametry druhého rozdělení N2 byly odhadnuty následovně: µ2 = E(zij>δ) a σ2 = √D(zij>δ).
Na základě odhadů průměrů µ1 a µ2 byly provedeny odhady příslušných absolutních obsahů půdního detritu i množství podzemní biomasy za celé sledované období.
Jednorázově byla stanovována celková zásoba organické hmoty v půdě a její stratigrafie v povrchových vrstvách (jako spalitelné látky). Vzorky byly odebírány sondou o průřezu 10 cm2 a děleny po vrstvách 10 mm.
Čtěte také: Tip na koupání v ČR
Sušení všech vzorků organické hmoty (včetně biomasy) bylo prováděno při 90 °C, spalování v peci při 600 °C po dobu přibližně 4 až 5 hodin (dle charakteru a množství vzorku).
Chemické Analýzy Organické Hmoty
Chemické analysy vzorků organické hmoty byly prováděny z popelovin (dle výše uvedeného spalování) dle následujícího schématu:
Popeloviny byly rozpouštěny v koncentrované HCl. Vzniklá suspense byla filtrována. V případě, že byly stanovovány tzv. rozpustné popeloviny, byl nerozpuštěný zbytek na filtračním papíru a s tímto papírem opětovně spalován a obsah rozpustných popelovin byl počítán z rozdílu hmotností popelovin celkových před rozpouštěním a po rozpouštění. Ostatní analysy byly prováděny v roztoku získaném dle předešlého bodu.
Fosfor byl stanovován jako žlutý vanadát-molybdenátový komplex. Draslík, sodík a hořčík byly stanovovány na plamenném fotometru a vápník na atomovém spektrofotometru.
Přímá chemická analysa půdního detritu je velmi složitou záležitostí vzhledem k obtížím při získávání čistých vzorků. Proto byly analysy provedeny se vzorky získanými běžným výše uvedeným způsobem a skutečný odhad obsahu makroelementů vázaných na organickou hmotu byl prováděn na základě lineární regrese obsahu makroelementu k obsahu celkových popelovin.
Odhad regresních parametrů byl prováděn běžnou metodou nejmenších čtverců (LSS) a metodou nejmenšího mediánu čtverců (LMS, viz Rouseeuw 1984). Druhý postup umožňuje vyloučení nejodlehlejších (tj. pravděpodobně chybných) výsledků.
Spalná tepla organické hmoty (energetický obsah) byla zjišťována na kalorimetru IKA C 700. Vzorky byly homogenizovány mletím a proséváním přes síto s průměry ok 0.5 mm. Spalovány byly většinou dva až tři vzorky o hmotnosti čtvrt až půl gramu. Příprava vzorků bitumenů bude popsána dále. Výsledky jsou udávány v kJ.g-1 (vztahováno k celkové hmotě suchého vzorku, tj. obsahují zpravidla velké množství minerálních příměsí, tj. humusových látek (tj. včetně takzvaných prekursorů humusových látek). hmotnosti 10 g) byl podroben extrakci směsí benzenu a ethanolu (v poměru 1:1) v Soxhletově aparatuře.
Byl vysušen při teplotě bodu varu benzenu, zvážen a bylo vypočteno zastoupení tzv. celkových bitumenů. a poté suspense odstředěna. U podílu v benzenu (tzv. vlastní bitumeny, tj. dále BLIP) bylo identifikováno absorpční spektrum ve viditelné oblasti. BPOL) jsou látky extrahovatelné též alkalickými roztoky. humusové kyseliny (především jako součást hymatomelanových kyselin a fulvokyselin). z původního materiálu. fulvokyseliny (FA). Pro jednotlivé frakce byl stanoven obsah uhlíku (Cox) a určeny extinkce v alkalickém roztoku při 600 a 400 nm. Z nich byly počítány extinkční koeficienty (obdoba tzv. viz Gorišina et Orlov 1978, Flaig et al. jsou míněny jako hmotnosti sušiny.
Nadzemní Biomasa
Zároveň klesla účast živé biomasy na celkové nadzemní hmotě díky výrazné akumulaci detritu. nadzemní biomasa má ve třech sledovaných letech (1987-9) obdobný průběh. Zimní zásoba je trvale velmi nízká (méně jak 40 g.m-2). června, poté stagnuje a posléze se snižuje.
Z hlediska produkčního lze rovněž tyto typy charakterizovat následujícím způsobem: Typ Calamagrostis epigejos má celkově nejvyšší biomasu. povrchu (což bylo způsobeno vyloučením pravidelného kosení). V průběhu sledování se podstatně nemění maximální živá nadzemní biomasa, podléhá pouze fluktuačním výkyvům z roku na rok daným především faktory počasí konkrétního roku. (viz kapitola 6). Vysokou zásobu má t.mf. Rubus fruticosus (okolo 120 g.m-2).
Podzemní Biomasa
Kořenová biomasa na poli byla sledována v průběhu let 1988 a 1989. Maximální hmotnost biomasy do hloubky 10 cm byla zjištěna pro ječmen 121 g.m-2 v období července. faktorem pro hodnocení podzemní biomasy rostlinných společenstev je poměr mezi vlastními kořeny a rostlinnými basemi a oddenky. hmoty a kořenů 56.8 %. prostorové variabilitě parametrů zásob podzemní rostlinné biomasy. podporován vývojem zastoupení živé a mrtvé biomasy v průběhu roku - živá biomasy má minimální zastoupení v časném létě. povrchových vrstvách. Do hloubky 10 cm je přítomno přibližně 90 % veškeré podzemní rostlinné hmoty.
Půdní Detrit
Množství půdního detritu na obhospodařovaném poli velmi kolísá jak mezi lety (v průměrech), tak i v rámci jednotlivých roků. To je dáno rozdílným charakterem jednotlivých plodin a frekvencemi příslušných agrotechnických zásahů. To se rovněž podařilo dokázat. Nízkých hodnot bylo dosaženo v roce 1987 (průměr ze tří podzimních měsíců 2.25 kg.m-2). byla průměrná zásoba půdního detritu 3.66 kg.m-2 a v roce následujícím opět pouze 1.90 kg.m-2.
Chemické Vlastnosti Organické Hmoty
Celkových popelovin a jeho variabilitě na dvou plochách (AF, G) vypovídá tab. popelovin v živé biomase (zvláště ve vztahu k určitým orgánům, např. 20 % sušiny. Rovněž velké rozdíly byly zjištěny pro jednotlivé makroelementy. sodíku byl zjištěn na počátku sukcese na nově opuštěném poli (AF, tab. rozdíly byly zjištěny u téhož porostu v jeho různých porostních výškách. distribucí jednotlivých rostlinných orgánů. živin (např. strukturálních jednotkách mohou být odlišně zastoupeny druhy s různou úrovní příjmu jednotlivých prvků. jednotlivých prvků a obsahu celkových popelovin. popelovin (TA) shodnému s obsahem rozpustných popelovin (SA). isolovaného v roce 1988. závislostí je negativních. Nejslabší závislosti byly zjištěny u draslíku (a případně i u sodíku). určitých anomálií v datech. Půdní detrit ze všech tří typů ekosystémů má podstatně odlišné vlastnosti. se liší půdní detrit z dubového lesa, což lze očekávat. obsah vápníku a rozpustných popelovin.
Vliv Lidské Činnosti a Klimatických Změn
Změna klimatu značně zvyšuje poptávku po zásobě čerstvé vody. Výsledkem je, že vlády, vědci a ostatní aktivně hledají nové přístupy jak chránit naše vodní zdroje a jak s nimi zacházet. Jedna z úvah zahrnuje recyklaci odpadních vod, které vznikají při produkci zemního plynu a ropy.
Voda z produkce ropy a zemního plynu se využívá dále v procesu těžení. Využívá se zejména při sekundárních metodách těžení, kdy se udržuje podzemní tlak ropného pole vodní injektáží.
Odpadní voda z produkce ropy a zemního plynu obsahuje řadu složek včetně organických, anorganických a potenciálních radionuklidů. Dle dat od agentury FracFocus obsahuje odpadní voda z produkce více než 2500 různých chemikálií, o kterých víme jen velmi málo a postrádáme důležitá data.
Například v Pensylvánii vedlo vypouštění vody z produkce ropy a zemního plynu do zdrojů pitné vody ke zvýšení radioaktivity v sedimentech, a to i poté co byla voda recyklována.
K zajištění pokroku v tomto ohledu je vyžadováno sdílení dat a spolupráce mezi vědeckým a průmyslovým sektorem. Je také povinností ropných a plynárenských společností zajistit, že využití vyprodukované vody nevytvoří více problémů, než vyřeší.
Jedním z projevů klimatické změny je zvýšená četnost a intenzita extrémních projevů počasí jako jsou přívalové srážky či dlouhá období sucha. Tyto extrémy představují z ekologického hlediska disturbance mající dalekosáhlé následky pro fungování nádržového ekosystému a kvalitu vody.
Hodnocení ekologického potenciálu také jasně ukázalo na hlavního viníka tohoto negativního stavu a tím je eutrofizace zapříčiněná zvýšeným přísunem živin, především fosforu a dusíku do nádrží.
Riziko v Systému Zásobování Pitnou Vodou
U spotřebitele na kohoutku se významně projevuje zemitý zápach vody tehdy, jsou-li využívány pro úpravu na vodu pitnou zdroje povrchových vod s výrazným mikrobiálním oživením. Výskyt mikroorganismů v povrchových vodách je spojovaný s řadou problémů hygienické i technické povahy, projevující se na základě finálního využití zdroje vody.
Rizikovým bodem v distribuci je sekundární produkce metabolitů mikroorganismů vnímána jako organoleptická závada používané vody. Senzorické závady nemusí být nutně spojeny s riziky a zdravotní závadností pitné vody. Nicméně, v případě zápachu a zvláštní chuti vody bohužel vzrůstá nedůvěra spotřebitelů v kvalitu vody, spotřebitelé jsou nespokojení a stěžují si.
Ve vodním ekosystému, s různou úrovní trofie a přítomností nutrientů, se vyskytuje mnoho mikroorganismů podílejících se na ovlivnění pachu a příchutě vody. Proto bychom se měli zaměřit na pachotvorné metabolity produkované bakteriemi, sinicemi a popř. i řasami.
Po chemické stránce jsou geosmin a 2-MIB látky stabilní a odolné biologické degradaci, ve volné vodě mohou přetrvávat velmi dlouhou dobu v rozpuštěné formě. Významnými producenty geosminu a 2-MIB ve vodách jsou aerobní vláknité aktinomycety (bakterie rodů Streptomyces) a myxobakterie. Na produkci geosminu má vliv přítomnost substrátu v prostředí, sírany mědi zvyšují produkci biomasy i geosminu, naproti tomu mangan, hořčík, železo, kobalt, nikl a zinek mají pouze nepatrný vliv.
Produkce geosminu a 2-MIB je ovlivňována mnoha environmentálními faktory, kterými jsou např. nutrienty, skladba přítomných společenstev, počasí, roční období, složení vody, morfologie povodí apod. Naším sledováním bylo zjištěno, že se ve vodách nejprve objeví geosmin, který je později následován 2-MIB.
Cílem každého monitoringu by mělo být sledování nejen samotného zdroje surové vody používaného pro úpravu na vodu pitnou, ale i jeho přítoků a dalších biotopů, které mohou zdroj významně ovlivňovat.
Organoleptickou závadu nezjistíme průkazně z výsledků pravidelně prováděných mikrobiologických rozborů stanovených legislativním požadavkem vyhl. č. 252/2004 Sb. v platném znění. Projev organoleptické závady nás vždy překvapí svým projevem, sice krátkodobě ale přesto razantně, hledání původce a příčiny projevu je v mnoha případech ne vždy uspokojivě vyřešeným problémem.
Problematika organoleptických závad ve vodárenství je dlouhodobě řešenou, proto má optimalizace provozu úpravy vody v praxi mnoho dobrých a uspokojivých řešení. I přes znalost problému nás organoleptické závady nemile a někdy i neočekávaně překvapí.
Stav Vodních Toků a Nádrží v ČR
V posledních letech nám stále přibývá v letních měsících havarijních stavů na vodních tocích, rybnících i nádržích, kde v rámci celé České republiky hynou stovky tun ryb. Mrtvé ryby jsou jen vrcholem ledovce, havárie poškozuje celý ekosystém, který není pro veřejnost tak viditelný, jako jsou viditelné mrtvé ryby.
Přesně a výstižně dokázali shrnout celkovou situaci oba ministři, v jejichž gesci je ochrana množství a kvality vod - Petr Hladík za Ministerstvo životního prostředí a Marek Výborný za Ministerstvo zemědělství: „Je to důsledek 37 let nedostatečného odvádění a čištění odpadních vod a benevolentní legislativy, která umožnovala vypouštět odpadní vody u menších měst a obcí bez nutnosti odstraňovat fosfor, dokonce ho ani sledovat.“
Samostatnou kapitolou je rezignace na odkanalizování částí měst a obcí, kde jsou navrhovány systémy i 100 a více domovních čistíren, což projektantovi umožňuje snížit celkové náklady tím, že kanalizaci vůbec nepostaví a vyčištěné odpadní vody nechá zasakovat.
Je to masový rozvoj oživení, zejména sinicemi, který sice v rámci denní fotosyntézy kyslík produkuje, ale naopak zase v nočních hodinách spotřebovává. Hlavní příčinou je tedy vždy masový rozvoj biomasy, zejména sinic.
Snížené vodnosti vodních toků prodlužují dobu zdržení vody v rybnících a v nádržích. Dále se klimatická změna na vodních tocích a nádržích projevuje vysokou teplotou vody.
Nejlevnějším způsobem je jejich snížení a odstranění přímo v místě vzniku. Snížit množství živin můžeme všichni, pokud budeme s mycími a pracími prostředky hospodárně nakládat. Je třeba odstraňovat fosfor přímo na čistírně - nepustit ho do sítě vodních toků. Všechny jiné způsoby odstranění živin jsou 10x nákladnější!
Výzkum Podzemních Vod
Studium organismů podzemních vod je poměrně opomíjenou oblastí zájmu i v České republice. Živočišstvo podzemních vod se přitom živí mikroorganismy a přispívá tak k čištění podzemních vod od organických látek, čímž plní zásadní ekosystémové služby. Přítomnost těchto živočichů ve zvodnělých hydrogeologických vrstvách má velký význam pro tvorbu jakostní pitné vody.
Ekosystémy podzemních vod jsou charakterizovány relativní stabilitou. Teplotní změny a všechny ostatní vlivy z povrchu jsou s rostoucí hloubkou a vzdáleností od povrchu postupně tlumeny.
tags: #voda #produkce #ekosystemu
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]