Tavak vízminőségének javítása Eutrofizáció szabályozása

Az előadások a következő témára: "Tavak vízminőségének javítása Eutrofizáció szabályozása"— Előadás másolata:

1 Tavak vízminőségének javítása Eutrofizáció szabályozása
Balaton és vízgyűjtője

2 A Balaton múltja Közép-Európa legnagyobb tava. Földtörténeti keletkezését tekintve viszonylag "fiatal", kora ezer évre becsülhető. Lázár deák, Bakózcz Tamás esztergomi érsek titkárának térképe az 1500-as évek elején. Az első katonai felmérés alapján készült térkép ( )

3

4

5 A Balaton és vízgyűjtője
Felülete 600 km2, hossza 78 km, átlagos szélessége 7,7 km. Víztömege mintegy 2 milliárd m3, átlagos mélysége 3,3 m. Partvonalának hossza - beleértve a kikötőket és a mólókat km. Vízgyűjtő területe 5775 km2. Fő tápláló vízfolyása a nyugati oldalon beömlő Zala, melynek vízgyűjtő területe a teljes vízgyűjtő terület 45%-a. A tó vízfeleslegének levezetése a siófoki zsilipen, a Sió-csatornán keresztül történik.

6 Beavatkozások a tó életébe
Hajózás (Széchenyi I. 1846: „A balatoni gőzhajózás”) Lecsapolások a XIX. sz. közepéig (Nagy berek, Nyugati-Bozót, Kis-Balaton, Zala szabályozása) Vízszintszabályozás (Sió zsilip megépítése, szabályozási szintek) Halászat (1890: Balatoni Halászati Társulat, betelepítések) Part kiépítése (partvédelem, feltöltések) Terhelés növekedése (üdülő forgalom növekedése – szennyvíz, ipari és mezőgazdaság fejlődése – szántók, műtrágya, nagyüzemi állattartás) Bauxit bányászat (karsztvíz vízkitermelés)

7 A Balaton vízszintjének szabályozása
A XIX. században készült tervek céljai: Hajóút kialakítása, mely a tavat a Dunával köti össze, A Balaton körüli mocsarak, berkek lecsapolása, bevonásuk a mezőgazdasági művelésbe, A balatonfüredi kikötőhely biztonságosabbá tétele, A Budapestet az Adriával összekötő vasútvonal mentesítése a víz- és jégkároktól. (A vasútvonalat 1858-ban kezdték el építeni, de tó évi magas vízállása veszélyeztette, sőt megrongálta a vasúti töltést) Siófoki zsilip építése: 1863: Fazsilip 1891: 2 x 8 m nyílású, 50 m3/s vízemésztésű vastáblás betonzsilip

8 Külső terhelés változása
A Balaton vízszintjének változása Szabályozás felső szint Szabályozás alsó szint

9 Partvédelem A parterózió megakadályozására, a belterületek védelmére és a parthasználat biztosítására évről évre csökkenő mértékben folytak a partszabályozási munkák. A tó 235 km hosszú partvonalából jelenleg 107,5 km a szabályozott parthossz, melyből 84, 7 km hosszban végleges és 22,8 km hosszban ideiglenes partvédőmű épült. BVK típusú partvédelem

10 VÍZGYŰJTŐ  TÁPANYAGTERHELÉS  VÍZMINŐSÉG
1 m2 vízfelületre jutó vízgyűjtőterület (m2) 80 12 3.1 1.5 TÓ: 596 km2 VÍZGYŰJTŐ: 5776 km2

11 VÍZGYŰJTŐ  TÁPANYAGTERHELÉS  VÍZMINŐSÉG
Fajlagos külső P terhelés (g/m2/év) 2.54 0.26 0.28 0.56 TÓ: 596 km2 VÍZGYŰJTŐ: 5776 km2

12 VÍZGYŰJTŐ  TÁPANYAGTERHELÉS  VÍZMINŐSÉG
Évi átlagos biomassza (mg Chl/m3, 1982) 64 11.5 41 25 TÓ: 596 km2 VÍZGYŰJTŐ: 5776 km2

13 Következmények Eutrofizálódás (hínár, algásodás) Halpusztulás
Bakteriológiai problémák a parti sávban Nádpusztulás Vízszint csökkenés

14 Intézkedések az 1980-as évektől
Külső terhelés csökkentése Csatornázás, szennyvíztisztítás (P), kivezetés a vízgyűjtőről Műtrágya és vegyszer használat csökkenése Hígtrágyás állattartás kitiltása Szűrőmezők, sankolóterek Motorcsónakok kitiltása Építési tilalom Kotrás Fenntartási munkák (nádaratás, parti területek tisztítása)

15 TÁPANYAGTERHELÉS A VÍZGYŰJTŐRŐL
ÚTVONAL (KÖZVETÍTŐ) FORRÁSOK TISZTÍTOTT SZENNYVÍZ SZIKKASZTOTT SZENNYVÍZ BELTERÜLETI FEL-SZÍNI LEFOLYÁS TELEPÜLÉSEK VÍZJÁRÁS FÜGGŐ VÍZFOLYÁSOK ÁLTAL KÖZVETÍTETT KÖZVETLEN SZENNYVÍZ KÖZVETLEN VÍZGYŰJTŐ FÖLDHASZNÁLAT MEZŐGAZ-DASÁG ÁLLATTENYÉSZ-TÉS GEOKÉMIAI HÁTTÉR LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS TERM. HÁTTÉR LÉGKÖR

16 Szennyvíz Kivezetés a vízgyűjtőről P kicsapatás
Szennyvíz eredetű P terhelés 2002 Közvetlenül a tóba 30 t 1 t Vízfolyásokon keresztül 45 t 10 t Kivezetés a vízgyűjtőről P kicsapatás SZENNYVÍZTISZTÍTÁS (P ELTÁVOLÍTÁS) ÉS A SZENNYVIZEK KIVEZETÉSE A VÍZGYŰJTŐRŐL

17 Mezőgazdaság Zala Balaton közvetlen

18 Talajerózió Az Zalai dombvidéken és az eséssel rendelkező északi és déli vízgyűjtő kisvízfolyásain nagymértékű az erózió a talaj szerkezetének következtében. A vízgyűjtőn kiemelt szerepe van a szőlő- és bortermelésnek. A jelenleg magánkézben lévő művelt területeken a kedvezőtlen fekvés és nem megfelelő talajvédelmi beavatkozások miatt jelentős az erózió mértéke. A szőlőtermeléshez kapcsolódó intenzív műtrágya felhasználás az ország többi területeihez hasonló ütemben és mértékben változott, napjainkra a ’80-as évekbeli felhasználáshoz képest 80-90%-os a visszaesés. Balaton alegység VGT (VKKI, 2010)

19 Fokozottan erózió érzékeny terület a vízgyűjtőn: 18 ezer ha

20 © Kovács Ádám

21 Mezőgazdasági talajok tápanyag többlete a Zala vízgyűjtőn
P surplus N surplus

22 BEAVATKOZÁSOK HATÁSA: VÁLTOZÁSOK A MEZŐGAZDASÁGBAN
HÍGTRÁGYÁS ÁLLATTARTÓ TELEPEK BEZÁRÁSA ÁLLATÁLLOMÁNY A FELÉRE CSÖKKENT  SZERVES TRÁGYA KÉPZŐDÉS MŰTRÁGYA FELHASZNÁLÁS DRASZTIKUS CSÖKKENÉSE  TALAJOK TÁPANYAGKÉSZLETE KIÜRÜLT  KIOLDHATÓ FOSZFOR CSÖKKEN BIRTOKSZERKEZET ÁTALAKULÁSA  FELAPRÓZÓDÁS  ??? MŰVELÉS ALÓL KIVETT TERÜLETEK SZÁMA NÖVEKSZIK  KEDVEZŐ 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 Zalaapáti ÖP pontszerű terh.nélkül (mg/l) 3 6 9 12 15 Műtrágya felhasználás (kg P /ha/év) Műtrágya (kg P/ha/év) Zala becsült ÖP (mg/l)

23 BEAVATKOZÁSOK HATÁSA: KIS-BALATON TÁROZÓK
Zalaapáti Fenékpuszta Felső tározó üzembe helyezése előtt Alsó Tározó Felső Tározó A Felső Tározó nagy szennyvíz eredetű foszforterhelést kap P eltávolítás Zalaegerszegen, Ingói-berek megnyitása (1993)  Istvánovics, 2003

24 A TÓMEDENCÉK KÜLSŐ FOSZFORTERHELÉSE A BEAVATKOZÁSOK ELŐTT ÉS UTÁN
mezőgazdasági légköri geokémiai háttér szennyvíz városi lefolyás 100 90 80 70 60 Összes P (tonna/év) 50 40 30 20 10 I II III IV I IV II III

25 A Zala által szállított összes P terhelés változása
(a torkolatnál mért éves anyagáramok) Kis-Balaton megnyitása Műtrágya használat visszaesése Szennyvíztelepeken P eltávolítás Szárazság

26 Lefolyás és P terhelés kapcsolata

27 A tápanyag terhelés csökkenése gyors vízminőség javuláshoz vezetett
Összes P (t/év) Chl-a mg/m3 20 40 60 80 100 120 140 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Kis-Balaton P kicsapatás Műtrágya szárazság

28 Belterületi csapadékvíz
Mintavétel Víz-hozam Lefolyás P terhelés Árhullámok Lefolyással közvetített tápanyag terhelés

29 Torkolati művek, sankolók, szűrőmezők
Forrás: KDT Vizig, Csonki István

30 Torkolati művek, sankolók, szűrőmezők

31 Vízminőség javító kotrás (lepelkotrás) a Keszthelyi-medencében
Célja: a belső terhelés csökkentése és a cianobaktérium spórák gyérítése 1983 óta kormányhatározat(ok) előírták Időszak: Összes terület: 1283 ha (terv: 25 km2) Lekotort mennyiség: 2186 ezer m3 Forrás: KDT Vizig, Csonki István

32 Forrás: KDT Vizig, Csonki István

33 Kotrás hatása Technológiai értelemben a hidromechanizációs rétegkotrás megfelelő eljárás (az üledék felkeverése nélkül pontosan olyan vastag réteget távolít el, mint amilyet szeretnénk), Az évente lekotort terület nagyságát elsősorban az anyagi lehetőségek korlátozták. A lekotort terület gyors feliszapolódása miatt a belső foszforterhelés szempontjából kulcsszerepet játszó felső 0,5-1 cm-es üledékréteg mozgékony foszfortartalma nem csökkent érzékelhetően. Az erősen meszes balatoni üledék kedvező hosszú távú viselkedése miatt a lepelkotrás nem tud lépést tartani a mozgékony foszfor természetes elöregedésének sebességével. Istvánovics és mtsai., 2003

34 A balatoni üledék P készlete
Az aktív üledékréteg mozgékony foszforkészletének hosszú távú változása és az alga biomassza a Keszthelyi-öbölben Az aktív üledékréteg anyagmérlege Istvánovics és mtsai., 2003

35 Fitoplankton összetétele (1976-2005)

36 Phosphorus load and algal biomass
Lake Balaton Phosphorus load and algal biomass Phosphorus load and algal biomass Structural changes & sediment © Honti Márk

37 Measured and simulated algae biomass in Chl-a
( ) Chl-a (mg/m3) P load reduction Simulated Measured Chl-a (mg/m3) Measured Response Simulated

38 Jelenlegi vízminőség KDT KöVizig

39 A négy medence vízminőségének hosszú-távú változása

40 Summer average algae biomass (mg Chl-a/m³)
Zala River Summer average algae biomass (mg Chl-a/m³) Present situation Variable cell quota model

41 Summer average algae biomass (mg Chl-a/m³)
Dynamics and load reduction responses? Zala River Summer average algae biomass (mg Chl-a/m³) Present climate and load, -50 cm water level Constant stochiometry model 1995 , sed eq(100%), load 100%, z= 50

42 © Honti Márk

43 Balatoni nádasok A Balatont 110 km hosszban övezi nádas, területe ~12 km2 a jogi partvonalon belül. Nádpusztulás az 1980-as évek elejétől A vízfelőli szegélytől 5-10 m-rel beljebb alakultak ki először nádmentes területek, a homogén nádas felbomlik, zsombékok (babásodás), hullámzás kidönti. Kiváltó tényezők: A hullámok mechanikai hatása, pézsmapocok, amúr, hattyúk nád fogyasztása, Rovarkártevők Eutrofizálódás, üledék szervesanyag tartalma, Vízszint ingadozás hatása.

44 Balatoni nádasok pusztulása
Nád szaporodása: Part felől magról (szárazföldön) Vízben vegetatív módon, rizómával Kutatások: Genetikai (klónok) Redox potenciál Vízállás változás A tartósan magas vízállás esetén a keresztirányú vízlengés sokkal kevésbé tudja kiöblíteni a szerves törmeléket a nádasok aljából, mint alacsony vízállásnál. A bomló szerves anyag oxigén fogyasztását bizonyos határon túl már nem tudja ellensúlyozni a növények szellőztető rendszere. Az erősen oxigénhiányos üledékben elhalnak a vízszintes rizómák növekedését vezérlő csúcsrügyek. A csúcsrügyek uralmának megszűntével kihajthatnak a függőleges rizómák alvó rügyei, és ez vezet a zsombékszerű, babás növekedéshez.

45

46 Fürdővíz minőség kiváló!

47