Bilance živin ve vodách a sedimentech NPR Lednické rybníky

Bc. Edita Studenovská

Master's thesis

Study of nutrient balance in water and sediments of NPR Lednické rybníky

Abstract:

Tato diplomová práce byla realizována ve spolupráci s firmou GEOtest, a.s. a odborníky z MENDELU a AOPK ČR v rámci projektu Studie NPR Lednické rybníky – Bilanční studie a analýza sedimentů (2020–23). Praktická část zahrnovala terénní odběry vzorků vod na přítocích a odtocích jednotlivých rybníků a rybničních sedimentů, analýzu získaných dat a návrh ochranných protieutrofizačních opatření. Klasickou hmotovou bilanci živin nebylo možné provést z důvodu absence pravidelných dat o průtocích, proto bylo k tématu přistoupeno na základě srovnání časoprostorových vývojů hodnot jednotlivých proměnných. Při analýze dat bylo navíc pracováno se srážkovými úhrny, bylo provedeno srovnání s nařízením vlády č. 401/2015 Sb. stanovujícím přípustné znečištění vod a byly vypočteny statisticky významné korelace. Trofizaci vnitrozemských vod řídí zejména biologicky využitelný fosforečnanový fosfor (P-PO4-) a anorganické iontové specie dusíku (N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-). Tyto formy živin při svém nadbytku negativně ovlivňují rozvoj autotrofních organismů. Při úhynu producentů kyslíku, vznikají bezkyslíkaté zóny mající zásadní vliv na existenci vodních organismů. Analýza dat ukazuje, že v celkovém bilančním pohledu hraje dominantní roli v zátěži živinami fosforečnanový fosfor a poté amoniakální dusík. Emisní limity jsou překračovány zejména u celkového fosforu (Pcelk), a to trvale a na všech odběrných bodech. Sezónní nárůsty fosforu nastávají pravidelně ve vegetačním období v souvislosti s úhyny planktonu. Extrémní výkyvy hodnot fosforu v mimovegetačním období souvisí především se zvířením sedimentů při výlovech. Další vlivy jako srážko-odtokové události a odlehčování ČOV se promítají jak do vegetačního, tak do mimovegetačního období. Ukazuje se, že ke zlepšení ekosystémových funkcí je nezbytné zabývat se souběžně eliminací přísunů živin z různých zdrojů (zejm. ČOV), samotným rybářským hospodařením, „šetrným“ odbahňováním a recyklací sedimentů (zpět na zemědělskou půdu) i výzkumem v oblasti biomanipulací na mikrobiální úrovni.

Abstract:

This diploma thesis was realized in cooperation with the company GEOtest, a.s. and experts from MENDELU and AOPK CR as part of the Study NNA of Lednice Ponds – Nutrient Balance Study and Sediment Analysis (2020–23). The practical part included field water sampling on the inflows and outflows of individual ponds and pond sediments, analysis of the obtained data and the proposal of protective anti-eutrophication measures. The classical mass balance of nutrients could not be determined due to the absence of data on water flow through the pond system. Therefore, the topic was approached on the basis of a comparison of the spatio-temporal developments of individual variables. Moreover, the data analysis includes total precipitation and a comparison of the average values of water parameters with the government regulation No. 401/2015 Coll. determining the permissible pollution of water. Statistically significant correlations consistent with the analysed data are presented. The trophication of inland waters is mainly controlled by bioavailable phosphorus (P-PO4-) and inorganic ionic nitrogen species (N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-). In excess, these forms of nutrients negatively affect the development of autotrophic organisms. As soon as the oxygen producers die, anoxic zones are formed, which have a fundamental influence on the existence of aquatic organisms. The data analysis shows that bioavailable phosphorus plays a dominant role in nutrient load, followed by ammoniacal nitrogen. Emission limits for total phosphorus (Pcelk) were permanently exceeded at all sampling points. Seasonal increases in phosphorus concentrations occur regularly in the vegetation season in connection with plankton deaths. Extreme fluctuations in phosphorus values in the non-vegetation season are mainly related to swirling of sediments during catches of the ponds. Other influences such as rainfall-runoff events and wastewater discharge from treatment plants project both into vegetation and non-vegetation seasons. It turns out that in order to improve ecosystem functions, it is necessary to simultaneously eliminate nutrient inputs from various sources (especially WWTPs), deal with fishing management, "gentle" pond desilting and sediment recycling (back to farmland), and research the biomanipulation at the microbial level.

Keywords

kvalita vody/water quality, trofizace/trophication, bilance živin/nutrient balance, biologicky dostupný fosfor/bioavailable phosphorus, dusík/nitrogen

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 1. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 9. 2. 2023
• Supervisor: Mgr. Pavel Pracný, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geoenvironmental risks and remediations / Geoenvironmental risks and remediations