Dane WIOŚ i eutrofizacja
Projekt 1.
Gabriela Malec
18 kwietnia 2020
Analiza stron internetowych inspektoratów wojewódzkich
Na stronie Głównego Inspektoratu (http://www.gios.gov.pl/pl/inne/wojewodzkie-inspektoraty-ochrony-srodowiska) została umieszczona lista 16 inspektoratów wojewódzkich. Wiele danych znajdujących się na stronach jest niekompletnych, a na części z nich znalezienie odpowiednich parametrów - niemożliwe.
Najlepiej zorganizowanymi okazały się strony WOIŚ w Krakowie oraz Łodzi, najgorzej - Gdańsku.
Pozyskanie danych
Przed przystąpieniem do obliczenia indeksów eutrofizacji, należało znaleźć odpowiednie dane dotyczące wybranej rzeki.
W tym projekcie zostanie dokonana analiza fragmentu Słudwi w województwie łódzkim. Przed uporządkowaniem, dane zajmowały łącznie około 100 KB i zawierały wiele pustych kolumn, aczkolwiek po wybraniu isotnych w analizie parametrów, nie sprawiały większych trudności w pracy. Zostały pobrane w rozszerzeniu .xlsx.
Dane zostały pozyskane ze strony https://www.wios.lodz.pl/Rzeki_1992-2012,156?fbclid=IwAR0uQst6metbV1-mK2N5c8o5kZLBNfGQbkZfRmHZ_9D9SPkgXJQZS5ajA7o
Indeks TSI
Indeks TSI opiera się na zależności pomiędzy przeźroczystocią wody a biomasą glonów.
Dodatkowymi parametrami w obliczeniach są fosfor ogólny i chlorofil-‘a’.
Wskaźnik TSI obliczono ze wzoru:
dane_2012$TSI.Chl <- 9.81*log(dane_2012[1])+30.6
dane_2015$TSI.Chl <- 9.81*log(dane_2015[1])+30.6
dane_2012$TSI.Tp <- 14.42*log(dane_2012[4]*1000)+4.15
dane_2015$TSI.Tp <- 14.42*log(dane_2015[4]*1000)+4.15Poniższe tabele prezentują wyniki obliczeń.
Rok 2012
| Chlorofil.„a”.(µg/l) | Temperatura.(oC) | Azot.ogólny.(mg.N/l) | Fosfor.ogólny.(mg.P/l) | Odczyn.pH | Tlen.rozpuszczony.(mg.O2/l) | TSI.Chl | TSI.Tp |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NA | 4.1 | 5.40 | 0.240 | 7.2 | 9.8 | NA | 83.18081 |
| NA | 1.5 | 5.50 | 0.480 | 7.7 | 10.1 | NA | 93.17600 |
| NA | 3.8 | 7.70 | 0.210 | 7.4 | 13.3 | NA | 81.25529 |
| 14.90 | 12.7 | 17.40 | 0.190 | 7.9 | 9.9 | 57.10035 | 79.81209 |
| 7.10 | 18.6 | 2.05 | 0.200 | 7.9 | 8.7 | 49.82853 | 80.55174 |
| 6.63 | 18.0 | 2.06 | 0.390 | 7.8 | 6.5 | 49.15664 | 90.18184 |
| 4.44 | 21.8 | 1.57 | 0.190 | 7.4 | 4.0 | 45.22332 | 79.81209 |
| 4.44 | NA | NA | NA | NA | NA | 45.22332 | NA |
| NA | 16.4 | 0.89 | 0.360 | 7.3 | 3.8 | NA | 89.02762 |
| NA | 11.0 | 0.99 | 0.130 | 7.3 | 2.4 | NA | 74.33985 |
| NA | 10.3 | 1.75 | 0.099 | 7.4 | 3.0 | NA | 70.41163 |
| NA | 6.3 | 3.55 | 0.220 | 7.7 | 6.4 | NA | 81.92611 |
| NA | 0.5 | 6.47 | 0.260 | 7.2 | 8.2 | NA | 84.33503 |
Rok 2015
| Chlorofil.„a”.(µg/l) | Temperatura.(oC) | Azot.ogólny.(mg.N/l) | Fosfor.ogólny.(mg.P/l) | Odczyn.pH | Tlen.rozpuszczony.(mg.O2/l) | TSI.Chl | TSI.Tp |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NA | NA | 11.4 | 0.140 | NA | NA | NA | 75.40848 |
| 5.03 | 2.1 | 15.12 | 0.160 | 8.1 | 8.7 | 46.44727 | 77.33401 |
| 9.00 | 7.5 | 12.5 | 0.120 | 8.1 | 9.4 | 52.15477 | 73.18563 |
| 18.40 | 9.3 | 9.2 | 0.160 | 8.1 | 10.3 | 59.17016 | 77.33401 |
| 19.80 | 15.4 | 2 | 0.170 | 7.8 | 9.9 | 59.88954 | 78.20821 |
| 7.10 | 15.8 | <0,5 | 0.270 | 7.5 | 5.7 | 49.82853 | 84.87924 |
| 4.00 | 16.0 | 0.86 | 0.085 | 7.2 | 3.4 | 44.19955 | 68.21303 |
| NA | NA | 0.87 | 0.540 | NA | NA | NA | 94.87443 |
| 8.60 | 11.5 | 2.6 | 0.140 | 7.0 | 2.2 | 51.70879 | 75.40848 |
| 7.10 | 10.4 | <0,5 | 0.150 | 7.1 | 2.1 | 49.82853 | 76.40336 |
| NA | NA | 3.1 | 0.280 | NA | NA | NA | 85.40367 |
| NA | NA | 7.3 | 0.280 | NA | NA | NA | 85.40367 |
Z wartości indeksów TSI wynika, że w przypadku chlorofilu poziom troficzny rzeki to mezotrofia i eutrofia, zaś fosforu - hipertrofia.
Indeks ITS
Indeks ITS wykorzystuje zależność między wartością pH i nasyceniem wody tlenem (do obliczenia tej wartości skorzystano z zasobów pakietu ‘rMR’). W skrócie ITS opiera się na zmianie bilansu procesów produkcji i rozkładu substancji organicznej produkowanej przez glony podczas eutrofizacji.
W celu obliczenia wskaźnika ITS korzystano ze wzoru:
Rok 2012
## [1] 7.934162Rok 2015
## [1] 8.078405
W 2012 roku status troficzny rzeki był na granicy mezotrofii oraz eutrofii, w 2015 wartość indeksu ITS wzrosła, tym samym status zmienił się w eutrofię.
Zależność między wartością pH a nasyceniem wody tlenem
Indeks TRIX
Indeks TRIX bazuje na założeniu, że stan troficzny jest uwarunkowany zawartością składników biogennych dostępnych dla roślinności wodnej i składa się z czterech elementów: zawartości fosforu ogólnego, rozpuszczonego azotu nieorganicznego, chlorofilu-a (będącego odzwierciedleniem biomasy fitoplanktonu) oraz odchylenia nasycenia wody tlenem od stuprocentowego jej nasycenia.
Do obliczenia wskażnika TRIX skorzystano ze wzoru:
Rok 2012
## TRIX
## 1 NA
## 2 NA
## 3 NA
## 4 9.302084
## 5 8.277224
## 6 8.385955
## 7 7.733938
## 8 NA
## 9 NA
## 10 NA
## 11 NA
## 12 NA
## 13 NARok 2015
## TRIX
## 1 NA
## 2 8.654263
## 3 8.770545
## 4 9.071444
## 5 8.603241
## 6 NA
## 7 7.085936
## 8 NA
## 9 7.750470
## 10 NA
## 11 NA
## 12 NA
Z tabeli powyżej wynika, że wskaźnik TRIX również wskazuje na silną eutrofię, biorąc pod uwagę poziom troficzny analizowanego fragmentu rzeki.
Wszystkie informacje na temat indeksów oraz wzory użyte podczas pracy przy projekcie zostały znalezione na stronie http://home.agh.edu.pl/~kowalew/wp-content/uploads/jceea-03-01-14-pw-2Neverova-DziopakKowalewski.pdf.