MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2012 MIROSLAV PODLUCKÝ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zoologie, rybářství, hydrobiologie a včelařství Vliv rybářského obhospodařování na kvalitu vody Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Radovan Kopp, Ph.D. Vypracoval: Miroslav Podlucký Brno 2012

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Vliv rybářského obhospodařování na kvalitu vody vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta.

4 PODĚKOVÁNÍ Děkuji především doc. Ing. Radovanu Koppovi, Ph.D. za vřelý přístup a odborné připomínky, které mi pomohly k vypracování této bakalářské práce. Bakalářská práce byla zpracována s podporou výzkumného záměru č. MSM Biologické a technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu uděleného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky.

5 ABSTRAKT Předmětem bakalářké práce je zpracování literární rešerše týkající se problematiky vlivu rybářského obhospodařování na kvalitu vody na území České republiky. Zhodnocení současného stavu kvality vod v rybnících, nádržích a řekách. V úvodu je rozvedena problematika hydrochemie vody, podrobněji jsou probrány chemické prvky jako kyslík, dusík, fosfor a fyzikálně chemický komplex ph. V kapitole 4 jsou popsány vlivy rybářského obhospodařování na kvalitu vody povodí a vodní nádrže Mostiště, vodní nádrže Švihov, rybníku Hnačov, největšího rybníku v České republice Rožmberku a nakonec rybníku Dehtář. Klíčová slova: kyslík, dusík, fosfor, ph, kvalita vody, jakost vody, eutrofizace, rybníky ABSTRAKT Subject of this thesis is to elaborate a literature research concerning the issue of the effect of fishing cultivation on the water quality in the Czech republic. Evaluation of the curent water quality condition in ponds, lakes and rivers. The issue of hydrochemistry is analysed in the introduction, where chemical elements such as oxygen, nitrogen, phosphorus and physicaly - chemical komplex of PH is thoroughly examined. Chapter 4 describes the impact of fishing cultivation on the quality of water basin and reservoir Mostiště, reservoir Švihov, pond Hnačov, the greatest pond in the Czech republic Rožmerk and not least pond Dehtař. Keywords: oxygen, nitrogen, phosphorus, ph, water quality, eutrophication, ponds

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Kyslík O 2 (Oxygenium) Dusík N 2 (Nitrogenium) Fosfor P (Phosphorus) Hodnota ph VLIVY RYBÁŘSKÉHO HOSPODAŘENÍ NA RŮZNÝCH VODÁCH Vliv rybníků na jakost vody ve vodárenské nádrži Mostiště Vliv obhospodařování a rekreace na rybník Hnačov Vliv obhospodařování na rybníce Rožmberk Vliv obhospodařování na rybníce Dehtář Vodní nádrž Švihov VYHODNOCENÍ CELKOVÉHO VLIVU OBHOSPODAŘOVÁNÍ RYBNÍKŮ ZÁVĚR PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ PŘÍLOHY... 31

7 1 ÚVOD Chov ryb je v České republice významným hospodářským oborem s tradicí sahající velmi daleko do historie. V současnosti se v chovných rybnících o celkové rozloze 425 km 2 vyprodukuje asi 20 tis. tun ryb ročně. Rybářství přispívá k přímé zaměstnanosti poskytováním asi 1,7 tis. pracovních míst a podílí se také na rekreačním využívání vod sportovními rybáři. V ČR je registrováno 350 tis. zájmových rybářů, podle statistik uloví ročně kolem 4,5 tis. tun ryb. Tento obor se podílí na tvorbě hrubého domácího produktu ve výši zhruba 0,04 0,05% a je regionálně velmi významným hospodářským prvkem, který pomáhá udržet zaměstnanost na venkově a také plní funkci tvorby a údržby krajiny. Problémem produktivního rybářství jsou negativní dopady na kvalitu povrchových vod. V intenzivním chovu ryb je zapotřebí zrychlený koloběh živin v rybničním ekosystému. Živiny je nutné doplňovat hnojením anebo krmením ryb. V rybnících, které jsou součástí sítě povrchových toků, i relativně malý přebytek hnojiv nebo krmiv nevyužitých v rybí produkci může představovat znečištění jak pro vlastní rybník, tak pro níže ležící toky. Na druhou stranu se díky produkci ryb odvádějí z rybníků také živiny, které se do nich dostávají z jiných významných zdrojů znečištění, např. odnosem ze zemědělských ploch nebo komunálních odpadních vod. Rybníky mají vysokou schopnost živiny zadržovat. Uvedené charakteristiky rybníků ukazují, že jejich hodnocení jakožto zdrojů živin pro níže uvedené toky není vůbec jednoduchá záležitost. Pro objektivní kvantifikaci významu jednotlivých zdrojů znečištění v rámci managementu jakosti vody v povodí je takové hodnocení nezbytné, hlavně pak v povodích, vodárenských nádržích, kde eutrofizace vody způsobovaná odnosem živin z povodí představuje důležitý faktor ohrožující upravitelnost vody. 7

8 2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářké práce je zpracování literární rešerše týkající se problematiky vlivu rybářského obhospodařování na kvalitu vody, dále pak zhodnocení současného stavu kvality vod v rybnících a nádržích, jako např. vodní nádrž Mostiště, rybník Rožmberk nebo rybník Dehtář. 8

9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Kyslík O 2 (Oxygenium) Kyslík se dostává do vody difúzí z atmosféry, ale i při fotosyntetické asimilaci vodních rostlin, řas a sinic. Atmosféra obsahuje objemově asi 21% kyslíku. Závislost rozpustnosti kyslíku ve vodě, která je ve styku s atmosférou, při různých teplotách (tabulka 1). Tab. č. 1 rozpustnost kyslíku ve vodě při určitých teplotách (Pitter, 2009) Kromě teploty ovlivňuje rozpustnost kyslíku i tlak. Například v nadmořské výšce m činí rozpustnost kyslíku při teplotě 10 o C jen 11,04 mg l -1 oproti 11,28 mg l -1 v nadmořské výšce 0 m (Pitter, 2009). Kyslíkové poměry se kromě koncentrace rozpuštěného kyslíku vyjadřují také procentem nasycení, tento způsob je však na ústupu. Podzemní vody jsou na kyslík poměrně chudé, protože kyslík rozpuštěný v infiltrujících vodách je při průchodu půdou spotřebováván biochemickými a chemickými pochody. V povrchových vodách kolísá koncentrace kyslíku podle toho, zda jde o jezero, nádrž či tok. Dále závisí na organickém znečištění vody, protože biochemickými rozkladnými procesy se kyslík z vody odčerpává. V tocích dochází k neustálému promíchávání vrstev, proto nedochází k vertikální zonaci rozpuštěného kyslíku. 9

10 Za určitých podmínek může dojít i k přesycení vody kyslíkem, většinou k tomu dochází při mimořádné turbulenci vody (jezy, peřeje, vodopády) nebo při velmi intenzivní fotosyntetické asimilaci zelených organismů. Nejvyšší koncentrace rozpuštěného kyslíku jsou v čistých tocích (pstruhové potoky či říčky) a naopak nejnižší nasycení bude ve velmi organicky zatížené vodě (dolní části toků). V nádržích a jezerech je voda v epilimniu obvykle kyslíkem téměř nasycena a při eutrofizované vodě v letním období může být i přesycena. V období letní stagnace dochází po skočnou vrstvou k rychlému poklesu koncentrace kyslíku a nad dnem hlubokých nádrží bývá někdy dosaženo až anoxických podmínek. Kyslík je ve vodě spotřebováván při aerobním biologickém rozkladu organických látek, při disimilaci zelených organismů, respiraci zooplanktonu a vyšších organismů, při nitrifikaci a při oxidaci (např. železa, manganu apod.). Kyslík je nezbytný pro zajištění aerobních pochodů při samočištění povrchových vod a při biologickém čištění odpadních vod. Koncentrace rozpuštěného kyslíku je velmi důležitým indikátorem čistoty povrchových vod a je jedním z důležitých ukazatelů, podle nichž se povrchové vody zařazují do tříd z hlediska čistoty (tabulka 2). Tab. č. 2 mezní hodnoty tříd jakosti vody dle ČSN (výběr ukazatelů) 10

11 Nároky ryb na koncentraci kyslíku se liší podle druhu a podmínek. Velmi náročné jsou ryby lososovité, pro které by měla být koncentrace kyslíku vyšší než 9 mg l -1 a při poklesu pod 3 mg l -1 lze u ryb pozorovat známky dušení. Méně náročné jsou ryby kaprovité, které vyžadují koncentraci alespoň 7 mg l -1, příznaky dušení se projevují při poklesu pod 1,5 mg l -1. U ryb je značná závislost potřeby kyslíku na teplotě (při poklesu teploty i potřeba nasycení vody kyslíkem klesá), na hodnotě ph, hmotnosti ryb i na mnoha dalších faktorech. Nedostatek rozpuštěného kyslíku zvyšuje škodlivost působení toxických látek na ryby. 3.2 Dusík N 2 (Nitrogenium) Dusík spolu s fosforem patří mezi nejdůležitější makrobiogenní prvky. Uplatňuje se při všech biologických procesech probíhajících ve všech typech vod (povrchové, podzemní i odpadní). Dusík patří do skupiny tzv. nutrietů, které jsou nezbytné pro rozvoj mikroorganismů. Proto je znalost jednotlivých forem výskytu dusíku ve vodách velmi důležitá a nezbytná pro objasnění důležitých pochodů v hydrochemii. Sloučeniny dusíku mohou být buď organického, nebo anorganického původu, převážně pak jsou biogenního původu, vznikají rozkladem dusíkatých látek rostlinného a živočišného původu. Při bilancích dusíku v povrchových a podzemních vodách je nutné brát v úvahu i obsah dusíku v atmosférických vodách. V atmosféře se vyskytují oxidy N 2 O, NO, NO 2 a NH 3. Hlavním zdrojem dusíku v půdě je hnojení, srážkové vody a fixace dusíku biogenními procesy, atmosférický vstup dusíku za 1 rok se pohybuje asi mezi 1 g až 2 g na 1 m 2 zemského povrchu (Pitter, 2009). Formy výskytu dusíku: -III amoniakální dusík (NH + 4, NH 3 ), kyanatany (OCN _ ), kyanidy (CN - ) -I hydroxylamin (NH 2 OH) 0 elementární dusík (N 2 ) +I oxid dusný (N 2 O) +III dusitanový dusík (N-NO - 2 ) +V dusičnanový dusík (N-NO - 3 ) 11

12 Ve vodách se stanovuje celkový dusík (N celk. ), který se dále dělí na anorganicky vázaný dusík (N anorg ) a organicky vázaný dusík (N org. ). N celk = N anorg + N org Amoniakální dusík působí velmi toxicky na ryby, ale toxicita závisí do značné míry na hodnotě ph vody, toxický účinek nemá ion NH + 4, ale molekula NH 3, protože snáze proniká buněčnými membránami. Intoxikace se projevuje nervovými příznaky. Dusitany působí na ryby toxicky. Toxicita závisí na celkovém složení vody a hlavně na obsahu chloridů ve vodě. Dusitany pronikají žaberním epitelem do krve, tvoří methemoglobin, který není schopný přenášet kyslík. Mohou být příčinou masových úhynů ryb. Dusičnany jsou pro ryby slabě jedovaté a patří mezi významné nutriety, které nepříznivě ovlivňují eutrofizaci. Kyanidy působí toxicky na ryby i na ostatní vodní organismy, hlavně pak nedisociovaná molekula HCN -, která prochází buněčnými stěnami snáze než ion CN -. Toxicita proto závisí na koncentraci jednoduchých (volných) kyanidů. Sloučeniny dusíku jsou ve vodách málo stabilní a podléhají v závislosti na oxidačně-redukčním potenciálu a hodnotě ph zejména biochemickým přeměnám (Pitter, 2009). Při relativně vysokých hodnotách oxidačně-redukčního potenciálu jsou dusičnany stabilní, kdežto při slabě pozitivních hodnotách E (anoxické podmínky) mohou dusičnany podléhat redukci na elementární dusík, ve směsi síranů a dusičnanů se přednostně redukují dusičnany. Organické dusíkaté látky se rozkládají mikrobiální činností a dusík se obvykle uvolňuje deaminací jako dusík amoniakální (amonifikace), který organismy opět využívají pro syntézu nové biomasy (bakterie, sinice a řasy preferují asimilaci amoniakálního dusíku před dusičnany, které musí napřed redukovat). V anaerobních podmínkách se už amoniakální dusík nemění, ale v aerobních podmínkách podléhá nitrifikaci až na dusičnany. Při nitrifikaci nebyl prokázán elementární dusík jako meziprodukt, tento proces nejlépe vystihuje obrázek č

13 Obr. č. 1 diagram oblastí převažující existence systému NO NO NH NH 3 (Pitter, 2009) Z biochemických přeměn anorganických forem dusíku je nejdůležitější oxidace amoniakálního dusíku na dusitany až dusičnany (nitrifikace) a redukce dusičnanů na elementární dusík (denitrifikace). Nitrifikace je způsobena hlavně chemolitotrofními organismy. Chemolitotrofní nitrifikační bakterie využívají CO 2 jako zdroj uhlíku pro tvorbu biomasy a jako zdroj energie. Nitrifikace má v hydrochemii vody mimořádně významnou roli. K denitrifikaci dochází v anoxických podmínkách, kde se redukují dusičnany a dusitany na elementární dusík nebo oxidy dusíku. Denitrifikace ve vodách probíhá poměrně snadno, pokud jsou dodrženy anoxické podmínky. Biochemická redukce dusičnanů a dusitanů na elementární dusík je způsobena různými organotrofními anaerobními organismy. 3.3 Fosfor P (Phosphorus) Přírodním zdrojem fosforu ve vodách je rozpouštění a vyluhování půd, minerálů a zvětralých hornin. Zdrojem organického fosforu je rozkládající se biomasa zooplanktonu a fytoplanktonu usazující se na dně toků, jezer či nádrží. Celkový fosfor se ve vodách dělí na rozpuštěný (P rozp ) a na nerozpuštěný (P nerozp ). 13

14 Fytoplankton je schopen využívat biologicky dostupný (využitelný) fosfor, který zahrnuje jak rozpuštěné orthofosforečnany, tak i orthofosforečnany volně vázané na nerozpuštěných látkách. Z orthofosforečnanů se vyskytují jednoduché nebo komplexní formy PO 3-4, HPO 2-4, - H 2 PO 4 aj. Jako příklad bych uvedl distribuční diagram kyseliny fosforečné a jejich iontových forem, viz obrázek č. 2. Obr. č. 2 Distribuční diagram kyseliny fosforečné a jejích iontových forem (Pitter, 2009) Hmotnostní koncentrace sloučenin fosforu ve vodách se obvykle udávají ve formě prvku (P), nikoli v iontové formě. Fosforečnany se obecně v přírodních a užitkových vodách vyskytují jen ve velmi nízkých koncentracích. Sloučeniny fosforu mají významnou roli v přírodním koloběhu látek. Jsou nezbytné pro nižší i vyšší organismy, které je přeměňují na organicky vázaný fosfor. Velký význam mají při růstu řas a sinic ve vodě, proto bývá koncentrace ve vodě nejnižší v letním období. Fosfor má klíčový význam pro eutrofizaci povrchových vod. 3.4 Hodnota ph ph je definováno jako záporný dekadický logaritmus aktivity vodíkových iontů, ph = -log a(h + ). Při hodnotě ph 7 (neutrální reakce) jsou aktivity vodíkového a hydroxidového iontu stejné. To odpovídá hmotnostní koncentraci iontů H 3 O + 1,9 µg l -1 14

15 a iontů OH - 1,7 µg l -1. Hodnota ph se může pohybovat v otevřeném intervalu (0;14). Kyselé prostředí má hodnotu ph < 7 a alkalické prostředí hodnotu ph > 7 (Pitter, 2009). Hodnota ph a oxidačně redukční potenciál významně ovlivňují chemické a biochemické procesy ve vodách, proto má ph ve vodách mimořádnou důležitost. Stanovení hodnoty ph je součástí každého chemického rozboru vody. V čistých povrchových a podzemních vodách se hodnota ph pohybuje v rozmezí 4,5 až 9,5 a je obvykle dána uhličitanovou rovnováhou (uhličitanový komplex). Hodnoty ph mohou hlavně ovlivňovat např. huminové látky a Al +, Fe + kationty. Pokles ph vody pod 4,5 je způsoben přítomností volných organických nebo anorganických kyselin, naopak na hodnotách ph nad 9,5 se již velkým dílem podílejí ionty OH -. Povrchové vody mívají hodnoty ph v rozmezí 6,0 do 8,5, výjimkou jsou vody z rašelinišť a acidifikovaných vod nádrží a jezer, které vykazují relativně nízké ph. Hodnotu ph vody a její neutralizační a tlumivou kapacitu mohou ovlivnit některé chemické a biologické pochody v ní probíhající. Reakce snižující hodnotu ph, resp. KNK 4,5 jsou hydrolýza iontů kovů, oxidace železa a manganu, oxidace sulfidů, nitrifikace, chlorace vody, respirace. Naopak reakce zvyšující hodnotu ph, resp. KNK 4,5 jsou redukce manganu a železa, redukce síranů, denitrifikace a fotosyntéza (asimilace). Optimální hodnota ph pro ryby kaprovité i lososovité se pohybuje v rozmezí 6,5 až 8,5. Výjimkou je lososovitá ryba siven americký, který snáší i silně kyselé prostředí. Neutralizační kapacita (NK) je součástí ph vody. NK se rozumí látkové množství silné jednosytné kyseliny nebo silné jednosytné zásady v mmol, které spotřebuje 1 litr vody k dosažení určité hodnoty ph. Rozlišuje se proto kyselinová kapacita (KNK) a zásadová kapacita (ZNK) v mmol l -1. Titrační křivka uhličitanového systému a příslušné neutralizační kapacity (viz obrázek č. 3). 15

16 X, Y, Z body ekvivalence c k přídavek silné jednosytné kyseliny c z přídavek silné jednosytné zásady ZNK T (KNK T ) celk. zásadová (kyselinová) kapacita Obr. č. 3 Titrační křivka uhličitanového systému a příslušné neutralizační kapacity (Pitter, 2009) 4 VLIVY RYBÁŘSKÉHO HOSPODAŘENÍ NA RŮZNÝCH VODÁCH 4.1 Vliv rybníků na jakost vody ve vodárenské nádrži Mostiště V povodí vodní nádrže Mostiště se nachází celkem 6 sledovaných rybníků (Matějovský 64,5 ha, Veselský 86,9 ha, Rendlíček 41,6 ha, Velký Radotínský 2,4 ha, Ficlovský1,3 ha a Znětínecký33,7 ha) a samotná nádrž Mostiště, která má objem 12 mil. m 3 a zatopenou plochu 93 ha. Leží na horním toku řeky Oslavy v povodí řeky Moravy a je významným vodárenským zdrojem pro přibližně 70 tisíc obyvatel kraje Vysočina. Povodí nádrže má rozlohu 222 km 2. Povodí se využívá intenzivně rybářsky (170 rybníků) a zemědělsky (45% orné půdy z plochy povodí, což je 1000 ha), proto kvalita vody v nádrži trpí eutrofizací, jejíž příčinou je zhruba dvojnásobně překračovaná hodnota kritického přísunu fosforu z hlediska udržení mesotrofní úživnosti požadované pro vodárenské zdroje (Hejzlar a kol., 2008). 16

17 Vyhodnocení zdrojů živin v povodí zahrnovalo kromě rybníků také výpusti komunálních odpadních vod, odtoky ze zemědělské půdy, intravilánů sídel, lesních ploch a atmosférickou depozici na vodní hladiny. Do reprezentativního výběru bylo vybráno 6 rybníků obou rybochovných typů (hlavní rybníky i výtažníky), které představovaly cca 1/3 plochy všech rybníků v povodí. V rámci tohoto výběru se provádělo sledování jakosti vody v rybnících v hladinové vrstvě a odtoku, bilance fosforu a dusíku v rámci rybářského obhospodařování (tj. porovnání vstupů násadami a krmením a výstupu výlovem), celková bilance vstupů a výstupů fosforu a dusíku (Hejzlar a kol., 2008). Bilancování fosforu a dusíku v rybnících se provádělo podle rovnice: Přísuny Odsuny Akumulace Retence = 0 Přísuny zahrnovaly součet látkových toků dané živiny na přítocích, odnosy z nevzorkovaných subpovodí a vnosy živin prostřednictvím násad a krmení ryb. Odsuny se skládaly z látkového toku živin odtokem vody a z odběru živin prostřednictvím vylovených ryb. Akumulace byla pro rybníky uvažována jako rozdíl mezi stavem na počátku a na konci bilančního období jak ve vodě, tak v rybí obsádce. Retence pak byla dopočtena z rovnice po doplnění ostatních hodnot viz výše (Hejzlar a kol., 2008). Výsledky porovnání hladinové a odtokové koncentrace P celk ukázaly, že zatímco hladinové koncentrace vesměs splňovaly během roku imisní standard nař. Vlády ČR č. 61/2003 Sb. (tj. 0,15mg l -1 ), koncentrace na odtoku jej často překračovaly, zejména pak v létě a na podzim. K nárůstu celkového fosforu docházelo při vypouštění rybníků před výlovem a během letního období stratifikace (Hejzlar a kol., 2008). Velký vliv měly všechny sledované rybníky na koncentrace organických látek a dusičnanů. Hodnoty ChSK cr překračovaly v letním období a na podzim imisní standard nař. Vlády ČR č. 61/2003 Sb. pro přípustné znečištění povrchových vod ve všech rybnících. Toto zvýšení mělo přímou spojitost s vysokou produkcí fytoplanktonu v důsledku krmení ryb a tvorby vodního květu sinic (viz obrázek č. 4). 17

18 Obr. č. 4 Koncentrace (a) Pcelk na hladině, (b) P celk na odtoku, (c) ChSK cr na hladině a (d) N-NO 3 na hladině v rybnících v povodí nádrže Mostiště (Hejzlar a kol., 2008). Krmná dávka není jednoznačným faktorem, který určuje produkci, obecně je známo, že pro výživu ryb je velmi důležitá plnohodnotná potrava (zooplankton a bentos) a to zhruba ze dvou třetin. Nadměrná krmná dávka, představuje zatížení vodního ekosystému a znečištění vody organickými látkami. Z porovnání množství P, které bylo odtaženo z rybníků výlovem tržních ryb a množství fosforu, jež bylo dodáno pomocí krmiv vyplývá, že krmné dávky převyšovaly potřeby fosforu pro rybí produkci na většině rybníků (viz tabulka 3). 18

19 Tab. č. 3 Produkce ryb (PR), spotřeba krmiv (K), RKK, povolené krmné dávky dle krajského úřadu kraje Vysočina (K limit ), množství P v produkci ryb (P PR ) a v krmivech (P K ), překročení potřeby P pro produkci v krmivech (tj. podíl P K /P PR ), rok (Hejzlar a kol., 2008). Rybníky mají vysokou schopnost zadržovat živiny, a to především v letním období, kdy se fosfor a dusík z vody intenzivně odčerpávají díky odběru vodními rostlinami a fytoplanktonem, jež slouží jako potrava pro ryby a ostatní vyšší organismy. Mimo jiné se v letním období dusík odstraňuje také denitrifikací. Největším dílem na retenci fosforu a dusíku se podílí doba zdržení vody, čím je delší, tím je retence větší. Rybářství se na transportu živin v povodí nádrže Mostiště podílelo 18 % dílem, který byl vykompenzován retencí fosforu, ke které v rybnících docházelo. Podíly odnosu z lesů a atmosférické depozice na vodní hladiny byly méně než 6%. Difuzní zdroje se ukázaly jako jednoznačně nejdůležitější u dusíku, dodávaly 90% N celk, příspěvek bodových zdrojů dusíku byl 4 % a rybářství se podílelo na zdrojích pouze 1% ( Hejzlar a kol., 2008). Bilanční hodnocení živinového režimu v rybnících ukázalo, že rybníky nejsou pro vodní nádrž Mostiště významným zdrojem eutrofizace. Za negativní můžeme považovat to, že intenzivní chov ryb v rybnících ruší přirozenou schopnost rybníků zadržovat fosfor a tím zlepšovat kvalitu protékající vody. 19

20 4.2 Vliv obhospodařování a rekreace na rybník Hnačov Rybník Hnačov se nachází 20 km jihovýchodně od Klatov na horním toku řeky Úslavy. Plocha rybníka je 60,6 ha, povodí rybníka má rozlohu 14,5 km 2. Objem rybníka za normálního stavu je 1,648 mil m 3 vody. Teoretická doba zdržení vody se pohybuje od 70 dní až po >1 rok, záleží, zda je vodný nebo suchý rok, ale průměrná doba zdržení se pohybuje okolo 230 dní. Rybník Hnačov plní funkci jak rybochovnou, tak i rekreační. V blízkém okolí rybníka se nachází rozlehlé chatové oblasti. Velkým problémem rybníka je blízká obec Číhaň, která nemá dobře řešené nakládání s odpadními vodami a je proto velkým zdrojem dusíku a fosforu. Dalším problémem je rybník Bradlava, ležící nad rybníkem Hnačov. Na odtoku z rybníka Bradlava byly naměřeny vysoké koncentrace fosforu, které následně přitékají do rybníka Hnačov. Ostatní přítoky (od Skránčic, od Zavlekova a z chatové oblasti) jsou na obsah fosforu chudé, stejně jako přítoky z okolních luk. Fosfor je v rybníce Hnačov zadržován (odtok z horních vrstev vodního sloupce) s poměrně velkou účinností. Vypovídá to jednak o relativně zdravém stavu rybníka, kdy se tzv. vnitřní zatížení fosforem neuplatňuje, a jednak o tom, že ani rybí obsádka stav rybníka nezhoršuje (Duras, 2010). Kvalita vody se v rybníce od 70. let v podstatě nezměnila. Je potřeba omezit přísun fosforu řekou Úhlavou (hlavním přítokem). Jako první by se měla vyřešit problematika nakládání s odpadními vodami v obci Čiháň, minimalizovat koncentraci fosforu z rybníka Bradlava prověřením vstupu znečištění ze zemědělského objektu a následně se zabývat optimalizací rybářského hospodaření. 4.3 Vliv obhospodařování na rybníce Rožmberk Rybník Rožmberk je největším rybníkem v povodí řeky Lužnice. Současně je s rozlohou 449 ha největším rybníkem České republiky. Zadržuje asi 5,860 mil m 3 vody. Jeho průměrná hloubka je pouze 1,2 m. Rožmberk má velmi velké povodí o rozloze bezmála 1200 km. Proto má velký vliv na transformaci živin a jeho následný dopad na střední a dolní část řeky Lužnice. Rožmberkem protéká jak řeka Lužnice a 20

21 relativně vodná Prostřední stoka, proto je rybník silně průtočný s teoretickou dobou zdržení pouze 16 dní. V rybníce je velká vrstva sedimentů, které jsou velmi bohaté na fosfor. Tento fosfor je více či méně dostupný produkčním procesům v rybníce, může představovat eutrofizační riziko pro povrchové vody nacházející se níže pod rybníkem. Jinak celková roční bilance fosforu zjištěná v roce 2010 byla negativní, rybník fosfor uvolňoval. Celkově pak uvolnil kg P rok -1 (Potužák, Duras 2010a). 37 % podíl vnosu fosforu tvořil přítok z velkovýkrmny prasat RAB a ČOV Třeboň umístěná v jeho areálu. Přísun fosforu hlavním přítokem Lužnicí tvořil 28% z celkového ročního vstupu a 27% z Prostřední stoky. Přesto, že rybník Rožmberk vykazoval bilanci rybářského obhospodařování nulovou, což by měl být dobrý předpoklad pro dobré retenční schopnosti, byla zde látková bilance výrazně negativní. Těch 4,5 t P představuje právě to množství, které odteklo při výlovu rybníka v sedimentech (Potužák, Duras 2012). Tab. č. 4 látková bilance na rybníku Rožmberk v roce 2010 (Potužák, Duras 2012) Charakteristiky bilance r. Rožmberk Hodnoty zjištěné Vstup přítok/ryby Výstup odtok/ryby [kg] 23353/654 [g m -2 ] 5,2/0,15 [kg] 27899/654 [g m -2 ] 6,2/015 Rožmberk pro svou velkou průtočnost nedovoluje dostatečný rozvoj zooplanktonu, proto není příliš vhodný k chovu kapra. Hnojení se neprovádí, krmení není nijak intenzivní (RKK = 1,7), z toho vyplývá, že bilance rybářského obhospodařování je vyrovnaná. Fosfor dodaný do vody krmením byl vyloven s biomasou ryb. Pro zvýšení efektivity celkové produkce by se musel snížit podíl chovaného kapra a naopak zvýšit podíl dravých ryb (štika obecná, bolen dravý, candát obecný a sumec velký). 21

22 4.4 Vliv obhospodařování na rybníce Dehtář Rybník Dehtář se svou rozlohou 246 ha je desátým největším rybníkem v České republice. Nachází se 15 km západně od Českých Budějovic, na území obce Žabovřesky. Jeho hlavním přítokem je Dehtářský potok, který je přítokem Vltavy. Rybník zadržuje 6,518 mil m 3 vody. Průměrná hloubka se pohybuje okolo 2,6 m. Rybník vykazoval negativní bilanci P, odteklo zhruba o 555 kg P víc, než přiteklo. Z přítoků se nejvíce podílel Kamenný potok a to 29 % podílem, dále pak s podílem 21% Babický potok, tento přítok odvodňuje území severozápadně od rybníku Dehtář, které je velmi bohaté na drobné obce bez ČOV (Potužák, Duras 2012). Příčinou negativní látkové bilance P se zdá být intenzivní rybářské obhospodařování vzhledem k tomu, že rybník je přirozeně málo úživný a v eutrofních až hypertrofních poměrech v něm P zadržován není. Dehtář není, navzdory poměrně vysokému obsahu P, příliš úživný rybník. P není efektivně přenášen do vyšších trofických úrovní a to k rybám. Proto se produkce ryb podporuje poměrně intenzivním přikrmováním (RKK = 2,4). Tab. č. 5 látková bilance na rybníku Dehtář v roce 04/ /2011 (Potužák, Duras 2012) Charakteristiky bilance r. Dehtář Hodnoty zjištěné Vstup přítok/ryby Výstup odtok/ryby [kg] 2116/2069 [g m -2 ] 0,86/0,84 [kg] 3780/960 [g m -2 ] 1,54/0,39 22

23 Tab. č. 6 bilance P rybářského hospodaření na rybníku Dehtář vypočítaná na zákl. hodnot pro konc. P v rybách, krmení, hnojení. Výpočet pro dvouhorkový systém chovu ryb (Potužák, Duras 2012) Varianta 1 Rotschein 1983, Čermák 2008 Varianta 2 hodnoty používané rybáři: kapr 8,4g kg -1, obilí 3,3g kg -1 Varianta 3 Knösche a kol Rok Vstupy/výstupy [kg ha -1 ] Varianta 1 Varianta 2 Varianta 3 Ryby 84 0,66 0,71 0,04 Vstupy Krmení ,64 7,82 8,62 Hnojení ,20 4,20 4,20 Celkem ,50 12,73 12,86 Výstup Ryby ,46 9,11 0,54 Bilance celkem [kg ha -1 ] 5,04 3,62 12,32 [g m-2] 0,50 0,36 1,23 Celoroční bilance fosforu byla počítána způsobem: vstup (přítoky + násada + krmení + hnojení) x výstup (odtok + výlov ryb) s využitím obsahu fosforu, které publikuje Rotchstein 1983 (ryby) a Čermák 2008 (krmení, hnojení). Výsledkem pak byl negativní výstup o 555 kg P. Rybník dehtář má obrovský retenční potenciál, ale v současném systému hospodaření je jeho retence spíše negativní. Racionálním řešením by byla eliminace organického hnojení, snížení biomasy rybí obsádky spojené se snížením krmných dávek. 4.5 Vodní nádrž Švihov VN Švihov je největší vodárenská nádrž v České republice a ve střední Evropě. Vodní nádrž leží na řece Želivce a je největším zdrojem pitné vody pro středočeskou oblast včetně Prahy. Rozloha nádrže je 1430 ha, průměrná hloubka 18 m, maximální hloubka 52 m a délka vzdutí 38 km. Při maximální hladině zadržuje až 266,6 mil m 3 vody. Doba zdržení vody je velmi dlouhá a pohybuje se na hranici 15 měsíců. Ke konci roku 1989 zde provádělo výzkum 33 výzkumných institucí (Vojtěch, 1989). 23

24 Jakosti vody v nádrži velmi pomáhají tři vybudované předzdrže na všech hlavních přítocích (VN Němčice, Trnávka a Sedlice). Předzdrže slouží k zadržování nutrietů (N, P), aby se nedostávaly do VN Švihov, kde je zapotřebí vody čisté a chudé na živiny. Povodí vodní nádrže Švihov je hustě osídlené a intenzivně zemědělsky využívané, o čem svědčí, že z 48% povodí je orná půda. Z toho vyplývá, že eroze je problémem pro kvalitu vody (Janeček, 1989). Erozí a splachem z povodí se do vodní nádrže dostává velké množství dusíku ve formě NO 3 -N, ale koncentrace se dlouhodobě pohybuje v průměru okolo 6 mg l -1, takže limit pro pitnou vodu (11 mg l -1 ) je s velkou rezervou splněn. Eutrofizaci vody však neovlivňuje NO 3 -N, ale koncentrace N celk (0,3-0,4 mg l -1 ), který podporuje rozvoj fytoplanktonu. V současné době na vodní nádrži není stav dusičnanů alarmující (Duras, Liška 2010). Primárním ohrožením nádrže z hlediska eutrofizace je přísun fosforu, který je klíčovým parametrem, na kterém záleží úživnost nádrže. Proto je na vodní nádrži Švihov snaha minimalizovat emise fosforu. Minimalizace emisí fosforu znamená, co nejvíce snížit obsah fosforu v přítocích přitékajících do nádrže, emise z ČOV, bodových a plošných zdrojů znečištění. Množství P velmi závisí, zda je rok vodný či nikoli. Přísun fosforu má mírně klesající tendenci. Pro udržení kvality vody a pro trvale nízkou trofii nádrže, je třeba snížit vstup fosforu v suchých letech o cca 30% (o 4 t P), ve vodných letech až o 60%, což je cca 26 t P (Duras, Liška 2010). Vliv rybářského obhospodařování nepředstavuje pro VN žádnou hrozbu. Vodní nádrž Švihov rybáři nijak produkčně ani sportovně neobhospodařují (nekrmí, nehnojí). Ve vodní nádrži se vyskytuje biomasa jak ryb dravých, tak kaprovitých popř. lososovitých. Pro vodní nádrž Švihov je zcela dominantní živinou fosfor, a proto by měla být všechna protieutrofizační opatření v povodí směřována k omezení emisí P. Z toho plyne, že je třeba věnovat pozornost kvalitě vody zejména za deště. Navrhovat stokové sítě a ČOV, zemědělské objekty a pozemkové úpravy s cílem podpořit retenci fosforu v krajině. 24

25 5 VYHODNOCENÍ CELKOVÉHO VLIVU OBHOSPODAŘOVÁNÍ RYBNÍKŮ České rybniční nádrže byly v minulosti ve většině případů oligotrofními vodami. Důsledkem rybářského obhospodařování a využívání se tyto vody dostávají do vyšších trofických stupňů. Je to důsledek stálé intenzifikace chovu ryb. Ruku v ruce s tím jde zrychlování koloběhu živin ve vodním ekosystému. Koloběh živin se zrychluje díky jarnímu hnojení chlévskou mrvou a přikrmováním ryb. Rybářské obhospodařování na samotnou nádrž či rybník má spíše negativní vliv, produkční rybáři vodu obohacují o velké množství fosforu a dusíku, čím se bilanční rovnice dostává do nerovnováhy. Důsledkem je nevyužitá, na živiny velmi bohatá až eutrofní voda, v letním období se mohou vyskytnout kyslíkové deficity. Na druhou stranu je retenční schopnost nádrží velká, záleží na délce doby zdržení vody v nádrži. Čím je delší doba zdržení, tím je retence živin větší. Při extenzivním chovu ryb naopak vodní nádrže velmi zlepšují jakost odtékající vody a přispívají tím ke zvyšování kvality vod v níže položených řekách či nádržích. Celková bilance obhospodařování rybníků je velmi závislá na mnoha faktorech, důležitými faktory jsou např. nadmořská výška, průměrná roční teplota vody, velikost obsádky, druh obsádky, množství aplikovaných krmiv, hnojení, potencionální znečišťovatelé (kempy, malé obce bez ČOV, zemědělské podniky aj.), průměrná hloubka nádrže, kvalita a množství sedimentů na dně nádrže a hlavně kvalita přitékajících přítoků (mohou být velmi bohaté např. na P při výlovu výše položeného rybníka (přitékající sedimenty)). Bilanční rovnice rybářského obhospodařování by se měla na obou stranách rovnat. Co do rybniční nádrže přiteče, dodá krmením či hnojením a násadou, by se mělo vylovit v biomase tržních ryb, samozřejmě že část živin odteče s odtokem vody z nádrže. 25

26 6 ZÁVĚR Cílem bakalářké práce bylo provést analýzu týkající se problematiky vlivu rybářského obhospodařování na kvalitu vody, dále pak zhodnocení současného stavu kvality vod v rybnících a nádržích. Při zpracování své práce jsem vycházel z odborných článků a knih. Analyzoval jsem vliv rybářského obhospodařování na vodní nádrži Mostiště, rybníku Rožmberk, Dehtář, Hnačov a vodárenské nádrži Švihov. Vliv rybářského obhospodařování na kvalitu vody nemá zásadní vliv. Dodané množství nutrientů krmením a hnojením se z nádrže odebere spolu s výlovem tržních ryb. Mnohem významnějšími znečišťovateli jsou plošné zdroje znečištění (např. eroze), bodové zdroje znečištění (např. malé vesnice bez ČOV, chatové oblasti v blízkosti nádrže) a sedimenty (na dně nádrže nebo emise z výše položené nádrže při výlovu). Nejvyšší jakost vody má vodárenská nádrž Švihov, která zásobuje Středočeský kraj pitnou vodou. Důvodem je, že se na vodní nádrži rybářsky nehospodaří a velmi se dbá na kvalitu vody. Naopak vodní nádrž Mostiště trpí eutrofizací, jejíž příčinou je zhruba dvojnásobně překračovaná hodnota kritického přísunu fosforu z hlediska mesotrofní úživnosti. Bilance fosforu v Rožmberku byla negativní, rybník fosfor uvolňoval. Rožmberk pro svou velkou průtočnost nedovoluje dostatečný rozvoj zooplanktonu, proto není příliš vhodný k chovu kapra. Dehtář také vykazoval negativní bilanci. Odteklo zhruba o 555 kg fosforu víc, než přiteklo a navzdory poměrně vysokému obsahu fosforu, není příliš úživný rybník. Hnačov fosfor s poměrně velkou účinností zadržuje, vypovídá to o tom, že rybník je v relativně zdravém stavu. Rybí obsádka také nijak nezhoršuje stav rybníka. Na závěr lze říci, že se v České republice čistota a kvalita povrchových vod stále zlepšuje. 26

27 8 PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY DURAS J., LIŠKA M., 2010: VN Švihov vývoj kvality vody v nádrži s, Sborník konference Vodárenská biologie, února 2010, KC Novodvorská Praha, Praha DURAS J., ŠPAČKOVÁ L., 2010:Rybník Hnačov stav a možnosti nápravy s, Sborník konference Cyanobacterie - příčiny, důsledky a řešení rozvoje vodníhc květů sinic 2010, ÚBO AV ČR, Praha HEJZLAR J., ŽALOUDNÍK J., DURAS J., STAŇKOVÁ B., MIVALT R., 2008: Vliv rybářského obhospodařování rybníků na jakost vody ve vodárenské nádrži Mostiště s, Sborník konference Vodárenská biologie 2008, Praha JANEČEK M., 1989: Průběh změn koncentrací látek v povodí Sedlického potoka a v Němčické předzdrži v letech s, Sborník konference ČvTVS: Želivka, ČvTVS, Praha KNÖSCHE R., SCHENKENBACHK., PFEIFER M., WEISSENBACH H., 2000: Balance sof phosphorus and nitrogen in carp pond. Fischeries Management and Ecology, 7: s Operační program rybářství , Česká republika. Schváleno usnesením vlády č. 855/2007 dne 25. července 2007, Ministerstvo zemědělství ČR, červenec ( ) PITTER P.,2009: Hydrochemie, 4. vyd., VŠCHT Praha, 579 s. ISBN POTUŽÁK J., DURAS J. 2012,: Látkové bilance rybníků a k čemu jsou dobré? , URBÁNEK M. (ed): Sborník referátů z konference chov ryb a kvalita vody 23. února Rybářské sdružení České republiky, 93 s. 27

28 POTUŽÁK J., DURASJ., BOROVEC J., ROHLÍK V., LANGHANSOVÁ M., KUBELKA A., 2010a: První výsledky živinové bilance rybníku Rožmberk s posouzením vlivu na řeku Lužnici. Sborník semináře Revitalizace Orlické nádrže, , Písek. Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích, ISBN : pp s ROTCHSTEIN J., 1983: Kolobeh fosforu a ryby vo vodárenských nádržiach. Vodní rybářství, B33, 9-13 s VOJTĚCH V., 1989: Kvalita přítoků nádrže Želivka s, Sborník konference ČvTVS: Želivka, ČvTVS, Praha 28

29 9 SEZNAM TABULEK Tab. č. 1 rozpustnost kyslíku ve vodě při určitých teplotách... 9 Tab. č. 2 mezní hodnoty tříd jakosti vody dle ČSN Tab. č. 3 Produkce ryb (PR), spotřeba krmiv (K), RKK, povolené krmné dávky Tab. č. 4 látková bilance na rybníku Rožmberk v roce Tab. č. 5 látková bilance na rybníku Dehtář v roce 04/ / Tab. č. 6 bilance P rybářského hospodaření na rybníku Dehtář

30 10 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. č. 1 diagram oblastí převažující existence systému NO NO NH NH Obr. č. 2 Distribuční diagram kyseliny fosforečné a jejích iontových forem Obr. č. 3 Titrační křivka uhličitanového systému a příslušné neutralizační kapacity. 16 Obr. č. 4 Koncentrace (a) Pcelk na hladině

31 11 PŘÍLOHY 31

32 Pohled z ptačí perspektivy na vodní nádrž Mostiště 32

33 Pohled z ptačí perspektivy na rybník Hnačov 33

34 Pohled z ptačí perspektivy na největší rybník České republiky Rožmberk 34

35 Pohled z ptačí perspektivy na rybník Dehtář 35

36 Pohled z ptačí perspektivy na vodní nádrž Švihov (nebo též v. n. Želivku) 36