Fosfor i jego frakcje w osadach dennych wybranych jezior Pojezierza Wielkopolskiego w środkowej i zachodniej Polsce

The role of phosphorus contained in bottom sediments of water reservoirs is crucial in the whole eutrophication process. It is an element responsible for the proper functioning of aquatic ecosystems, and its excess leads to deterioration of water quality. The release of phosphorus from bottom sediments directly into the water depends on many factors. This process is particularly intensified at the moment of anaerobic conditions occurring in the bottom layer, or the phenomenon of resuspension of sediments due to external factors, such as intense waving. The persistence of phosphorus deposition in sediments also depends on the nature of chemical connections and changing oxidation-reduction conditions, temperature and pH. Bottom sediments from eight selected lakes of Wielkopolskie Lakeland were investigated for their total phosphorus content and the possibility of its rerelease into water. The subject of the study were the following lakes: Wolsztyńskie, Winiary, Jelonek, Siekiera, Pniewskie, Umultowskie, Góreckie, Strykowskie. The investigated water reservoirs are glacial lakes, usually shallow and characterized by large variations in water level. The samples of bottom sediments were collected from profundal zone with a tube probe from the surface layer of 10 cm thickness, i.e. the layer that exchanges matter with the surrounding water. The collected sediments were placed in sealed, plastic containers to their full capacity. Before proceeding to carry out detailed laboratory analyzes, samples were prepared accordingly. First, the bottom sediments were thoroughly homogenized. Then, they were dried and subjected to further testing. The obtained results were statistically analyzed in the program Statistica 6 PL. Phosphorus was fractionated by means of a sequential extraction described by Psenner. The sediments were also analyzed for the content of phosphorus binding components such as organic matter, iron, aluminium and calcium. Phosphorus was found to be bound mostly to organic matter, aluminium and calcium – the fractions from which it was difficult to release into water. The share of exchangeable and most mobile and bioavailable iron-bound fraction of phosphorus was the lowest but it was still high enough to cause phytoplankton blooms. No clear relationships between the content of individual phosphorus-binding components and the share of phosphorus fractions related to them in total phosphorus pool were identified. Total content of phosphorus in the sediments of the investigated lakes was analogue and similar to that determined in bottom sediments of other eutrophic lakes of Wielkopolskie Lakeland. The content of aluminium, calcium, iron and organic matter were much more variable.Rola fosforu zawartego w osadach dennych zbiorników wodnych jest kluczowa w całym procesie ich eutrofizacji. Jest pierwiastkiem odpowiedzialnym za prawidłowe funkcjonowanie ekosystemów wodnych, a jego nadmiar prowadzi do pogorszenia się jakości wody. Uwalnianie się fosforu z osadów dennych bezpośrednio do toni wodnej zależy od wielu faktorów. Szczególnie proces ten intensyfikuje się w momencie pojawienia się w warstwie naddennej warunków beztlenowych, czy też zjawiska resuspensji osadów na skutek oddziaływania czynników zewnętrznych, np. intensywnego falowania. Trwałość deopozycji fosforu w osadach zależy również od charakteru połączeń chemicznych oraz zmiennych warunków oksydacyjno-redukcyjnych, temperatury, a także pH. Badano osady denne z ośmiu wybranych jezior Pojezierza Wielkopolsko-Kujawskiego pod kątem całkowitej zawartości fosforu i potencjalnej możliwości jego ponownego uwalniania do toni. Przedmiotem badań były następujące jeziora: Wolsztyńskie, Winiary, Jelonek, Siekiera, Pniewskie, Umultowskie, Strykowskie, Góreckie. Badane zbiorniki wodne to jeziora polodowcowe, zwykle płytkie, charakteryzujące się dużymi wahaniami poziomu wody. Próbki osadów dennych pobierano za pomocą sondy rurowej z powierzchniowej warstwy osadu o miąższości 10 cm, czyli warstwy, która uczestniczy w wymianie materii z tonią. Pobrany osad umieszczano w szczelnych, plastikowych pojemnikach napełniając je do pełna. Przed przystąpieniem do przeprowadzania szczegółowych analiz laboratoryjnych próbki zostały odpowiednio przygotowane. W pierwszej kolejności osady denne dokładnie zhomogenizowano. Następnie wysuszono oraz przeprowadzono kolejne analizy. Uzyskane wyniki badań poddano analizie statystycznej w programie Statistica 6 PL. Frakcjonowanie fosforu realizowano na drodze ekstrakcji sekwencyjnej wg schematu zaproponowanego przez Psennera. Dodatkowo w osadach oznaczano materię organiczną oraz żelazo, glin i wapń, czyli składniki osadu wiążące fosfor. Stwierdzono, że w ogólnej puli fosforu poszczególnych osadów największy udział miały frakcje związane z materią organiczną i glinem oraz z wapniem, czyli stosunkowo trudniej uwalniane do toni. Udział frakcji wymiennej i związanej z żelazem, czyli frakcji najbardziej mobilnych, biodostępnych, był mniejszy co jednak było wystarczające, aby w wodach tych jezior występowały zakwity fitoplanktonu. Nie zaobserwowano natomiast wyraźnych zależności pomiędzy zawartością w osadach poszczególnych składników wiążących fosforany, a udziałem frakcji fosforu z nimi związanych w ogólnej jego puli. Łączna zawartość fosforu w osadach badanych jezior była analogiczna i podobna do tej stwierdzonej w osadach dennych innych eutroficznych jezior Pojezierza Wielkopolskiego. Zawartość glinu, wapnia, żelaza i materii organicznej była znacznie bardziej zmienna