Ocena presji rolnictwa na zanieczyszczenia wód gruntowych azotanami w Polsce

Transkrypt

1 Ocena presji rolnictwa na zanieczyszczenia wód gruntowych azotanami w Polsce Artur Łopatka Tamara Jadczyszyn Jan Jadczyszyn Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy

2 Polska 125,4 kg ha -1 UR d.k. Poziom zużycia naw. min. (NPK) w województwach Polski (średnio ) zachodniopomorskie 133,6 pomorskie 136,2 kujawsko-pomorskie 168,8 warmińsko-mazurskie 120,9 100,0 podlaskie kg NPK ha -1 UR lubuskie 119,8 wielkopolskie 161,0 mazowieckie 100,8 < 100,0 100,0 125,0 125,1 150,0 150,1 175,0 dolnośląskie 162,6 opolskie 201,5 śląskie łódzkie 128,8 świętokrzyskie 90,8 lubelskie 109,1 > 175,0 119,0 małopolskie 68,8 podkarpackie 64,9 Wzrost zużycia poziomu nawożenia NPK w odniesieniu do lat o 33,0 kg ha -1 Źródło: Opracowanie Jerzy Kopiński na podstawie danych GUS

3 Dolnośląskie Opolskie Wielkopolskie Łódzkie Kujawsko-pomorskie Warmińsko-mazurskie Śląskie POLSKA Lubuskie Mazowieckie Lubelskie Świętokrzyskie Podlaskie Zachodniopomorskie Podkarpackie Pomorskie Małopolskie Zmiany ilości zużycia naw. min. NPK w kg/ha UR pomiędzy latami a kg NPK , , ,7 Źródło: Opracowanie Jerzy Kopiński na podstawie danych GUS

4 Polska 71,6 kg ha -1 UR d.k. zachodniopomorskie 82,1 Zużycie N w kg/ha UR w d.k. (średnio ) pomorskie 82,2 kujawsko-pomorskie 98,6 warmińsko-mazurskie 75,5 54,3 podlaskie kg N ha -1 UR lubuskie 70,3 wielkopolskie 91,0 mazowieckie 58,0 < 50,0 50,0 70,0 70,1 90,0 90,1 110,0 > 110,0 Wzrost zużycia poziomu nawożenia N w odniesieniu do lat o 20,7 kg dolnośląskie 92,6 opolskie 113,7 65,8 73,9 śląskie łódzkie małopolskie 32,6 świętokrzyskie 48,9 lubelskie 58,2 podkarpackie 34,6 Źródło: Opracowanie Jerzy Kopiński na podstawie danych GUS

5 Polska 47,7 DJP 100 ha -1 UR d.k. Obsada w DJP/100 ha UR w d.k. (średnio ) zachodniopomorskie 19,0 pomorskie 37,6 kujawsko-pomorskie 55,5 warmińsko-mazurskie 55,5 78,1 podlaskie DJP 100 ha -1 UR lubuskie 30,8 wielkopolskie 71,1 mazowieckie 56,5 < 30,0 30,0 40,0 40,1 50,0 50,1 60,0 dolnośląskie 17,8 opolskie 34,6 57,1 śląskie łódzkie świętokrzyskie 41,2 lubelskie 32,5 > 60,0 44,0 małopolskie 40,7 podkarpackie 28,8 Wzrost poziomu obsady zwierząt w odniesieniu do lat o 2,9 DJP 100 ha UR -1 Źródło: Opracowanie Jerzy Kopiński na podstawie danych GUS

6 Podlaskie Warmińsko-mazurskie Mazowieckie Wielkopolskie Łódzkie Lubuskie Śląskie POLSKA Kujawsko-pomorskie Pomorskie Zachodniopomorskie Świętokrzyskie Opolskie Dolnośląskie Lubelskie Podkarpackie Małopolskie DJP 100 ha UR -1 d.k Zmiany DJP/100 ha UR w d.k. pomiędzy latami a ,4 2,9-9,0 Źródło: Opracowanie Jerzy Kopiński na podstawie danych GUS

7 Rolnictwo uprawy i nawożenie Norg= 12 * liczba świń tuczników+ 60* liczba krów +

8 Wstęp Dlaczego zastosowano model a nie bezpośrednie pomiary: Monitoring stężeń azotu w wodach powierzchniowych, prowadzony przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, nie obejmuje wszystkich zlewni (na poziomie JCW). W ramach monitoringu wód glebowo-gruntowych prowadzonych przez Krajową Stację Chemiczno-Rolniczą pod kierunkiem IUNG-PIB pomiary stężeń azotu wykonywane są w ok punktach na terenie całego kraju. Jest to zbyt mała reprezentatywność wyników dla potrzeb typowania obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia azotanami pochodzenia rolniczego (OSN). Kryteria klasyfikacji obszarów OSN: 1) powierzchnie użytków rolnych, dla których przewidywane przez model stężenie azotu azotanowego N-NO3 w wodach odpływu przekracza wartość 10 mg/l (Przyjęta wartość progu stężenia azotu azotanowego N-NO3 10 mg/l odpowiada wartości progowej dla wody pitnej (Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi), a w przeliczeniu na stężenie azotanów NO3 wynosi 44,3 mg/l. Jest to wartość niższa niż wartość określająca zanieczyszczenie azotanami, która wynosi 50 mg/l i nieco wyższa niż wartość 40mg/l określająca poziom, od którego wody uznaje się za zagrożone zanieczyszczeniem azotanami (Dz. U nr 241 poz. 2093).) 2) powierzchnie zlewni, w których znajdują się jeziora dotknięte eutrofizacją. stezenie N NO ladunek mg l N NO kg w wodach odplywu ha odplyw mm 3 Model oparto w znacznej mierze o kryteria i wzory określone przez Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych (Dz. U nr 241 poz. 2093).

9 Stężenie NO3 w JCW

10 Monitoring of underground waters in Poland 1700 samples of water all over the country Water sampling twice a year (autumn and spring period) Depth of sampling 90 cm

11 Kryteria wydzieleń OSN Na podstawie: Poskaramianie azotu Katarzyna Król, Aleksandra Sokół Proponowany model służący do określenia obszarów gdzie stężenie przekracza określony próg: stężenie = bilans azotu / odpływ

12 Stężenia azotanów w wodach powierzchniowych ładunek azotu / ilość odpływającej wody = stężenie

13 Bilans azotu - wynoszenie z plonem (np. pszenica ziarno ok. 20 kg/t) + nasiona i sadzeniaki + wiązanie symbiotyczne (motylkowate ok. 100 kg/ha/rok; pozostałe 4 kg/ha rok) + opad atmosferyczny (17kg/ha/rok) + nawożenie organiczne (np. krowy dojne 60 kg/szt/rok) +nawożenie mineralne

14 Bilans azotu w rolnictwie wyniki Bilans: - wynoszenie z plonem (np. pszenica ziarno ok. 20 kg/t) + nasiona i sadzeniaki + wiązanie symbiotyczne (motylkowate ok.100 kg/ha/rok; inne 4 kg/ha rok) + opad atmosferyczny (17kg/ha/rok) + nawożenie organiczne (np. krowy dojne 60 kg/szt/rok) + nawożenie mineralne

15 N Azot ze źródeł komunalnych kg N kg ( ludnosc ludnosc korzystajaca z oczyszcz ) kg komun scieki pooczyszcz 4 Województwo Ludność mln % korzystających z oczyszczalni Dolnośląskie 2,88 75,7 Kujawsko-pomorskie 2,07 69,1 Lubelskie 2,16 52,5 Lubuskie 1,01 67,0 Łódzkie 2,55 65,4 Małopolskie 3,29 54,5 Mazowieckie 5,21 50,4 Opolskie 1,03 62,4 Podkarpackie 2,10 58,6 Podlaskie 1,19 62,9 Pomorskie 2,22 80,3 Śląskie 4,64 69,9 Świętokrzyskie 1,27 51,8 Warmińsko-mazurskie 1,43 72,2 Wielkopolskie 3,40 62,7 Zachodniopomorskie 1,69 65,8 Polska 38,13 63,2

16 Ładunki trafiające do środowiska a ładunki w wodach kalibracja modelu -W latach ładunek azotu do wód Morza Bałtyckiego z terenu Polski wynosił 143,7 tys t/rok azotu ogólnego (Ochrona środowiska 2008, 2009, 2010). W tym samym okresie (wyniki opisywanego modelu) saldo bilansu azotu z rolnictwa wyniosło 943 tys t/rok, a ilość azotu odprowadzonego ze źródeł komunalnych 84,7 tys t/rok. -Niestety nie wiadomo jaka część azotu ulega przemianie do formy gazowej ze źródeł rolniczych, a jaka z komunalnych. -Konieczne jest skalibrowanie modelu tak aby uzyskać zgodność ilości mierzonych i wyliczanych -Kalibrację wykonano na danych z Oceny eutrofizacji rzek w JCW z lat dotyczących maksymalnego stężenia lub odpowiedniego percentyla (w zależności od ilości prób; wg Wytycznych do oceny eutrofizacji za lata ) azotu azotanowego : ladunek N NO 3 kg w wodach odplywu ha 4,84 N komun kg N ha roln kg ha 0,24 e 0,2WP R 2 =0,33 gdzie WP jest wskaźnikiem próchniczności przyjmującym wartość 2 dla gruntów ornych, 5 dla użytków zielonych i lasów oraz 30 dla gleb organicznych, a więc wartości odpowiadające przybliżonym średnim procentowym zawartościom próchnicy na tych formach użytkowania terenu.

17 odplyw. ewapotransp mm mm opadmm ewapotransp. mm opad mm opad mm 1 ewapotransp. potencj. mm Odpływ wody mm ewapotransp. mm mm opad Min 1, pojemnosc wodna gleb 2 Średnie odpływy w [mm] obliczone wg modelu (31,5 [mm]= [l/s/km2]) Średnie odpływy jednostkowe w [l/s/km2] wg. J.Stachy

18 Wyniki wydzieleń dla wydzieleń gminami do strefy OSN włączono 3,467 mln ha UR (17,7% UR) dla wydzieleń obrębami do strefy OSN włączono 3,781 mln ha UR (19,4% UR)

19 Przykład

20 Gmina Radzonowo

21 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ