Modelowanie przestrzennych i czasowych zmian źródeł zanieczyszczeń w zlewniach rzecznych w rejonie Morza Bałtyckiego

Związki azotu i fosforu pochodzenia rolniczego i komunalnego, które za pośrednictwem rzek trafiają do Morza Bałtyckiego, pozostają jednym z najpilniejszych problemów środowiskowych w Polsce. Co gorsza, zachodząca współcześnie zmiana klimatu będzie powodować zwiększanie się ładunków zanieczyszczeń, a nasza aktualna wiedza na temat źródeł, tempa i wielkości transportu związków organicznych nie jest wystarczająca. Naukowcy z IMGW-PIB i AGH zaprezentowali wyniki swoich badań, które mogą istotnie poprawić możliwości prognozowania zjawiska i stanowić podstawę od podejmowania skutecznych działań ochronnych.

Powszechnie wiadomo, że warunki klimatyczne mają kluczowe znaczenie dla wielkości zanieczyszczeń wód powierzchniowych związkami takimi jak azot ogólny czy fosfor całkowity. Prognozy dla Polski pokazują, że problem ten w najbliższych lata będzie narastał, a podejmowane działania zaradcze są niewystarczające. Jednym z czynników ograniczających wdrażanie właściwych rozwiązań jest skala symulacji transportu zanieczyszczeń, w których uwzględnia się właściwie tylko profile na wylotach zlewni.

W artykule „Spatial and Temporal changes in nutrient source contribution in a lowland catchment within the Baltic Sea region under climate change scenarios” przedstawiono wyniki badań prowadzonych w bardziej szczegółowej skali, która umożliwia dokładniejsze śledzenie tego, skąd pochodzą zanieczyszczenia i jak zmieniają się w czasie.

„Do monitorowania przestrzennych i sezonowych zmian stężenia azotu ogólnego i fosforu całkowitego w rzece Wełnie wykorzystaliśmy dostępne scenariusze zmiany klimatu oraz model SWAT. Mając do dyspozycji dobrze opracowany model zlewni, mogliśmy śledzić nie tylko wielkości obciążeń w poszczególnych podzlewniach, ale także ustalić lokalizację źródeł zanieczyszczeń i ich bezpośredni wpływ na szacowanie obciążenia. Nasze analizy, w najbardziej skrajnym scenariuszu, wykazały wzrost stężenia azotu do 34 proc. a fosforu do 85 proc., którego źródłem jest rolnictwo”. – wyjaśnia Paweł Wilk, współautor opracowania, Dyrektor Centrum Badań i Rozwoju w IMGW-PIB.

Ponadto stwierdzono, że obszary leśne są wysoce wrażliwe na zmiany klimatyczne i poprzez swoją lokalizację są w stanie wyraźnie wpływać na odpływ składników pokarmowych. Badacze zwracają również uwagę na konieczność lepszego rozpoznania źródeł zanieczyszczeń jakimi są obszary miejskie, ponieważ dynamika uwalniania azotu i fosforu z powierzchni nieprzepuszczalnych jest zauważalnie odmienna niż z innych źródeł rozproszonych.

Biorąc pod uwagę obecny brak konkretnych rozwiązań technicznych mających na celu zmniejszenie ładunków substancji biogennych z polskich zlewni, przedstawione w artykule narzędzie może być z powodzenie stosowane do testowania konkretnych działań. Wdrożenie różnych technik gospodarowania składnikami odżywczymi lub sprawdzenie efektywności stref buforowych wzdłuż rzek przyniesie ważne informacje z punktu widzenia zarządzania zlewniami. Dalsze badania powinny również uwzględniać czynniki, które mogą odzwierciedlać potencjalne zmiany w rozwoju przestrzennym i gospodarczym zlewni, jak określono w scenariuszach Wspólnych Ścieżek Społeczno-Ekonomicznych (SSP).

Szczegóły: https://doi.org/10.1029/2023WR034979.