Metody oceny stanu troficznego wód ... - Pro Futuro - AGH

Krakowska Konferencja Młodych Uczonych 2009
CO2 + H2 ↔ H2 CO3 ↔ H + + HCO3 - ↔ H + + CO3 2- (9)
W wodach powierzchniowych wartość pH wynosi zazwyczaj od 6 do 8,5, w takich warunkach
mogą występować jednocześnie wszystkie formy układu węglowego. Rozpuszczony w wodzie
dwutlenek węgla występuje głównie w postaci CO2, tylko ok. 1% stanowi postać kwasu węglowego
H2CO3 [3]. Zmiana stężenia CO2 w wodach powierzchniowych prowadzi do przesunięcia równowagi
węglanowej i zmiany koncentracji jonów wodoru, a co za tym idzie wartości pH wody.
Gdy dwutlenek węgla występuje w nadmiarze, węglany rozpuszczają się, przy niedoborze CO2
osadzają się. Gdy prędkość procesów produkcji substancji organicznej jest większa od prędkości
procesów rozkładu stężenia CO2 maleją a wartość pH wzrasta, przy zanieczyszczeniu substancjami
toksycznymi lub niedoborze substancji biogennych stężenia CO2 rosną natomiast pH maleje [17].
Z powyższych rozważań wynika, że stan troficzności może zostać opisany za pomocą stężeń
CO2 i O2, te natomiast za pomocą wartości pH i procentu nasycenia wody tlenem. Stan bilansu
biotycznego czyli stosunku prędkości produkcji do prędkości rozkładu jest więc funkcją f(pH
i [O2%]). Liczne badania [17] potwierdzają, że zależność pomiędzy pH i % nasycenia wody tlenem
może być przybliżona za pomocą wartości liniowych. Ustaloną empirycznie, zależność pomiędzy
pH i % nasycenia wody O2, oraz stany troficzne jakie reprezentuje ta zależność przedstawia rysunek
1.
Rysunek 1. Zależność pomiędzy pH a % nasycenia wody tlenem [17]
Figure 1. The dependence of the pH value on the water saturation of oxygen [17]
Przy jednakowym nasyceniu wody tlenem wartość pH jest tym większa, im wyższy jest stan
troficzny. Dlatego jako wartość % nasycenia wody tlenem przy ustalaniu wskaźnika ITS przyjęto
100% nasycenia. Wzór z jakiego oblicza się wartość wskaźnika ma postać:
ITS = ΣpHi / n + a (100 – Σ [O2%] / n) (10)
gdzie:
pHi – pomiar wartości pH w czasie t;
[O2%] – koncentracja tlenu w wodzie mierzona synchronicznie z pomiarami pH w czasie t;
a – współczynnik empiryczny;
n – liczba pomiarów w czasie t.
347