Vývoj kvality vody VN Jordán v sezóně 2015

Transkript

1 Ing. Jan Potužák, Ph.D., RNDr. Richard Faina, RNDr. Jindřich Duras, Ph.D. České Budějovice, prosinec 2015

2 Název a sídlo organizace: Povodí Vltavy, státní podnik Holečkova Praha 5 Organizace realizující monitoring: Povodí Vltavy, státní podnik Vodohospodářská laboratoř České Budějovice Emila Pittera České Budějovice Zadavatel: Město Tábor Žižkovo náměstí Tábor Zástupce zadavatele: Ing. Jan Fišer vedoucí odboru životního prostředí Hlavní řešitel Ing. Jan Potužák, Ph.D. Spoluřešitelé: RNDr. Richard Faina, ENKI, o.p.s, Třeboň RNDr. Jindřich Duras, Povodí Vltavy, státní podnik 2

3 Obsah 1. Úvod 4 2. Materiál a metody 4 3. Výsledky Monitoring fyzikálně chemických parametrů Aktuální stav trofie Fytoplankton a zooplankton Kvalita vody v Košínském potoce pod VN Malý Jordán Závěry Doporučení Použitá literatura Seznam příloh 20 3

4 1. Úvod Vodní nádrž (VN) Jordán byla již v minulosti označena jako nádrž vykazující značný stupeň eutrofizace. Příčinou byl nadměrný přísun živin, zejména pak fosforu, z povodí Košínského potoka (Hejzlar et al. 2004). Hlavní podíl na celkovém přísunu fosforu z tohoto povodí mají bodové zdroje komunálního znečištění. Rizikové jsou zejména proto, že hlavní podíl celkového fosforu přicházejícího těmito zdroji, je ve formě fosforečnanového fosforu, který je přímo dostupný pro růst fytoplankton (řasy a sinice). Nezanedbatelné množství fosforu se do Košínského potoka dostává také z četných rybníků (Faina et al. 2009). Ty v průběhu vegetační sezóny generují značnou biomasu fytoplanktonu, ve které je vázáno i významné množství fosforu. Tento fosfor je relativně dobře uvolnitelný (rozklad biomasy) a musíme ho tedy považovat za prakticky stejně rizikový jako je to v případě fosforu pocházejícího z bodových zdrojů znečistění. Samostatnou kapitolou je transport živin do VN Jordán v průběhu výlovů těchto rybníků. Míra eutrofizace VN Jordán dosáhla v minulosti takové úrovně, že muselo dojít k omezení jejího vodárenského využití. Projevy eutrofizace, zejména pak výskyt hladinových vodních květů sinic, se podílely také na omezení rekreačního využití této nádrže. V letech proběhlo na nádrži poměrně rozsáhlé odbahnění v průběhu, kterého bylo odstraněno téměř 270 tisíc m 3 sedimentů. Součástí odbahnění byla i výstavba nové spodní výpusti, která kromě regulace hladiny v průběhu povodní, může sloužit například i k zlepšování kyslíkových poměrů v hypolimniu nádrže. Odbahněním došlo i k odstranění nemalého množství fosforu, který by se za anaerobních podmínek mohl uvolňovat do vodního sloupce. Nádrž se odbahněním zbavila také části inokula sinic. Otázkou je, zdali realizované odbahnění opravdu přispěje i k zlepšení kvality vody. Z dříve publikovaných prací je zřejmé, že většina živin, které se v nádrži hromadí, pochází nikoliv ze sedimentu, ale z rozkladu sedimentující biomasy, připlavené z povodí anebo narostlé v nádrži na aktuálně přitékajících živinách (Hejzlar et al. 2004). Abychom získali informace o aktuálním stavu kvality vody po realizovaném odbahnění, byl na základě objednávky města Tábor v průběhu roku 2015 (březen listopad) realizován podrobný hydrochemický a hydrobiologický monitoring v podélném profilu VN Jordán. Odběry vzorků a jejich následnou analýzu zajišťovala vodohospodářská laboratoř státního podniku Povodí Vltavy se sídlem v Českých Budějovicích. Hlavními cíli bylo: posoudit (i) aktuální stav trofie nádrže Jordán, (ii) sledovat sezónní dynamiku druhového složení fytoplanktonu a zooplanktonu, (iii) monitorovat utváření kyslíkové stratifikace s možností vytvoření silně redukční hypolimnetické zóny s potenciálním výskytem toxického, volného sirovodíku. 2. Materiál a metody Monitoring kvality vody byl realizován od do 15. Frekvence odběru vzorků byla čtrnáctidenní. V průběhu vegetační sezóny (duben září) byly vzorky odebírány na třech odběrových profilech. Odběr vzorků byl prováděn tak, aby byla postihnuta celá nádrž v podélném gradientu a, aby odběrové profily přibližně odpovídaly profilům, na kterých se již v minulosti vzorky odebíraly. To by mělo umožnit porovnat aktuální stav kvality vody po odbahnění se stavem, který byl zjišťován v minulosti (např. Porcalová, 1997, Hejzlar et al., 2004). 4

5 Umístění odběrových míst je znázorněno na obr. 1. Odběry vzorků byly realizovány nad nejhlubším místem (max m) v prostoru u hráze. Dále pak ve středu nádrže (max. 6 7m) a v přítokové části (max. 1-2m). Zjištěné výsledky byly dále doplněny údaji o kvalitě přítokové vody v profilu pod VN Malý Jordán. Vývoj hydrochemických ukazatelů na tomto odběrovém profilu poskytl státní podnik Povodí Vltavy, který zde realizuje pravidelný monitoring kvality vody. V průběhu vzorkování bylo prováděno zonační měření hlavních fyzikálně-chemických parametrů vody. Pro zonační měření teploty vody, koncentraci a nasycení vody kyslíkem, konduktivity, ph a oxidoredukčního potenciálu (ORP) byla použita multiparametrická sonda YSI 6600 V2-4. V průběhu každého odběru byl standardně proměřen vertikální profil od hladiny ke dnu. Hodnoty fyzikálně-chemických parametrů byly odečítány po metru, v případě výraznějších změn těchto parametrů (skočná vrstva) bylo měření realizováno po půl metru. Odběr hydrochemických vzorků byl v prostoru u hráze prováděn z hladinové vrstvy (0 0,2m), dále byl odebírán tzv. směsný epilimnetický vzorek (0 4m). Následovalo vzorkování z hloubek 5m, 10m a nad dnem. Ve střední části nádrže byly odebírány směsné vzorky (0 4m) a vzorky nad dnem. V přítokové části pouze směsné vzorky (0 1/2m). K odběrům byly použity směšovací trubice v délkách 1-4m. Jeden reprezentativní vzorek byl složen ze tří dílčích vzorků. Vzorky z hloubek 5m, 10m a nad dnem byly odebírány pomocí Friedingerova hloubkového vzorkovače. Jako reprezentativní vzorek fytoplanktonu posloužila část směsného epilimnetického vzorku. Zooplankton byl odebírán vrhací planktonní sítí s velikostí ok 80µm. Odběr byl realizován třemi pětimetrovými horizontálně-vertikálními tahy tak, aby byla postihnuta zejména epilimnetická část vodního sloupce a způsob vzorkování byl shodný na všech odběrových profilech. V průběhu odběrů byla měřena průhlednost vody pomocí Secchiho desky. V odebraných hydrochemických vzorcích byly stanoveny následující parametry: celkový fosfor (Pc), celkový rozpuštěný fosfor (Pr), fosforečnanový fosfor (P-PO 4 ), celkový (Nc), dusičnanový (N-NO 3 ) a amoniakální dusík (N-NH 4 ), nerozpuštěné látky sušené (NL105) a žíhané (NL550), biologická spotřeba kyslíku (BSK 5 ), chemická spotřeba kyslíku manganistanem (CHSK Mn ), celkový organický uhlík (TOC), sírany (SO 4 ), alkalita (KNK 4,5 ), železo celkové (Fec) a rozpuštěné (Fer), vápník (Ca), hořčík (Mg) a koncentrace chlorofylu_a. U vzorků fytoplanktonu bylo podrobně stanoveno druhové složení a objemová biomasa jak jednotlivých taxonů tak i hlavních taxonomických skupin. Vzorky zooplanktonu byly odebírány za účelem získat informace o druhovém složení, početnosti nalezených taxonů (semikvantitativní stanovení) a procentickém zastoupení hlavních taxonomických skupin. 5

6 Obr. 1: Schéma znázorňující umístění odběrových profilů 3. Výsledky Jordán je nádrž průtočná, která při zajištění průměrného průtoku vody 0,4 m 3 s -1 (dlouhodobý průměrný průtok) dosahuje teoretické doby zdržení 75 dní (Hejzlar et al. 2004). Z tohoto pohledu lze rok 2015 charakterizovat jako rok hydrologicky podprůměrný. Na základě kontinuálního záznamu výšky hladiny byla teoretická doba zdržení (TRT) vody v tomto roce odhadnuta na dní. Toto významné prodloužení TRT bylo způsobeno podprůměrnými dešťovými srážky v povodí Košínského potoka a celkově nadprůměrným průběhem teplot v letním a podzimním období. Přítok vody do nádrže v průběhu jarního období postupně slábl až na úroveň, kdy nestačil doplňovat odpar vody. Z tohoto důvodu docházelo na nádrži Jordán v jarním a zejména pak v letním období ke kontinuálnu poklesu výšky hladiny (obr. 2). Pokles hladiny byl podpořen také cíleným snížením z důvodů rekonstrukce městské plovárny. V období monitoringu ( ) byla nejnižší úroveň hladiny (420 m.n.m.) zaznamenána na přelomu září a října. Rozdíl oproti nejvyšší zaznamenané úrovni hladiny (423,32 m.n.m.) byl téměř 2,5 m (obr. 2). Srážkově podprůměrný rok 2015 se významně projevil také na množství odtékající vody. Na počátku monitorovaného období byl stále ještě zaznamenán odtok vody přelivem případně spodní výpustí. Ten byl však v průběhu vegetační sezóny zastaven a byl realizován pouze odběr vody na sádky firmy ESOX (cca 0,08 m 3 s -1 ). Ten však byl díky prohlubujícímu se hydrologickému deficitu v letním období také postupně zastaven. Jordán se v průběhu roku 2015 stal prakticky bezodtokou nádrží. To mělo zřejmě vliv na utváření a stabilitu teplotní a kyslíkové stratifikace. Bezodtoký charakter nádrže poznamenal i její celoroční živinovou bilanci a omezený přísun fosforu Košínským potokem mohl také ovlivnil utváření a sezónní dynamiku společenstva fytoplanktonu. 6

7 Výška hladiny [m.n.m.] 424,0 423,0 422,0 421,0 420,0 419,0 422,92 m.n.m kóta přelivu denní průměr leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad Obr. 2: Kontinuální záznam výšky hladiny VN Jordán (leden listopad 2015). Hodnoty jsou uvedeny v denních průměrech. Červenou přerušovanou čárou je znázorněna kóta bezpečnostního přelivu Monitoring fyzikálně chemických parametrů Obrázky 3 7 (příloha 1) znázorňují postupný vývoj hlavních fyzikálně chemických parametrů vody v podélném profilu VN Jordán. Jedním z cílů monitoringu bylo podrobné sledování poměrů ve vertikálním profilu dolní části nádrže (obr. 9). Podrobné poznání teplotního a kyslíkového režimu v prostoru u hráze je důležité zejména pro zhodnocení možnosti upouštění spodní vody (nepřímé prokysličování hypolimnia nádrže) za účelem předcházení vzniku silně anaerobní zóny s možností výskytu silně toxického, volného sirovodíku. Teplotní režim. Teplotní zvrstvení bylo pozorováno od konce dubna. Koncem května se vytvořila výrazná termoklima (skočná vrstva), která v hloubce mezi 3 5 metry přetrvávala po celé léto (teplotní rozdíl až kolem 8 o C na 2m hloubky). Teprve začátkem září, kdy se nádrž začínala postupně ochlazovat, skočná vrstva postupně klesala a teplotní gradient se začal zmenšovat. Vlivem poměrně teplého podzimu, který byl srážkově také podprůměrný, došlo ke kompletnímu promíchání nádrže až koncem listopadu (obr. 3). Z pohledu procesů probíhajících v nádrži je důležité, že (1) po celou vegetační sezónu byla tzv. epilimnetická vrstva, kde se odehrávala hlavní část rozvoje planktonu, poměrně mělká (~3m). (2) Ostrý teplotní gradient byl také faktorem, který zásadně omezoval procesy přenosu látek ode dna ke hladině, takže vysoké koncentrace sloučenin fosforu u dna (v hypolimniu) byly odděleny od vrstvy s fytoplanktonem. (3) Voda přítoku se ještě v květnu zasouvala do hladinových vrstev, takže přímo zásobovala hustě oživené vrstvy vody živinami. V hlavní části vegetační sezóny (VI.-VIII.) byla voda přítoku chladnější a měla tendenci zasouvat se do hloubky kolem 3m. V mělké přítokové části Jordánu ale patrně docházelo k alespoň částečnému vmíchávání přítokové vody, čemuž nasvědčují zvýšené hodnoty vodivosti v profilu Přítoková část (voda Košínského potoka se vyznačovala vyšší vodivostí než jezerní část VN Jordán). Přitékající voda tedy zřejmě dotovala planktonní společenstva živinami (= sloučeninami fosforu). Vliv vstupu živin do produkční vrstvy vody Jordánu byl 7

8 velmi pravděpodobně podporován odběrem vody na sádky v Táboře pod nádrží: odběr vody z hloubky 3-4m totiž probíhal právě z vrstvy, kam se zasouvala voda přítoková, takže bylo s vysokou pravděpodobností podporováno tzv. zkratové proudění. Ze zhodnocení teplotního režimu, vyplývá velmi důležitý dílčí závěr: pro eutrofizační projevy v Jordánu má jakost přitékající vody zcela zásadní význam. Kyslíkový režim. Vývoj kyslíkové stratifikace měl obdobný scénář (obr. 4) jako vývoj teplotního zvrstvení. V průběhu měsíce dubna byl prakticky celý vodní sloupec ještě dostatečně saturován kyslíkem. Od května docházelo k výraznějšímu poklesu koncentrace kyslíku nade dnem v dolní a střední části nádrže. Z obrázku 4 je zřejmé, utváření kyslíkové kapsy v dolní části nádrže na přelomu května a června. Tento stav byl popsán již na řadě nádrží a byl označen termínem kyslíková past (Duras, Kosour 2015). Anoxie se obecně tvoří nejprve u dna v horní třetině nádrže a šíří se směrem ke hrázi. Vývoj kyslíkových deficitů ale většinou postupuje ve dvou liniích: těsně nade dnem nádrže a současně těsně pod termoklinou (metalimnion), kde je příčinou jejího vzniku rozklad sedimentujícího organického materiálu, který se zachytí na hustotním rozhraní. Pokud se ale z běžného metalimnetického kyslíkového minima vytvoří kyslíková kapsa, která se uzavře ještě do období podzimní cirkulace může to pro ryby vyskytující se v tomto prostoru znamenat riziko úhynu (candát, okoun) (Duras, Kosour 2015). Z pohledu profilu u hráze Jordánu je vývoj kyslíkové pasti dobře patrný z grafu na obr. 9. Od konce června jsme od hloubky 4 m zaznamenávali nulové koncentrace rozpuštěného kyslíku bezkyslíkatá zóna v letním období tvořila prakticky dvě třetiny objemu vody Jordánu. I přes úplné vyčerpání kyslíku však v tomto období přetrvávaly poměrně příznivé oxidoredukční podmínky. Postupem sezóny však docházelo k prohlubování anaerobie ve spodní části hypolimnia nádrže, a tím i k postupnému poklesu oxidoredukčního potenciálu do záporných hodnot (obr. 5 a 9). Silně redukční hypolimnion přetrvával v nádrži prakticky až do poloviny září, kdy nastávalo postupné ochlazování horních vrstev vodního sloupce. Anaerobní prostor v nádrži se postupně začínal zmenšovat. Opětovná saturace hypolimnia kyslíkem však byla i vlivem nadprůměrně teplého podzimu pozvolná. Na konci listopadu byly ještě v těsné blízkosti dna v dolní části nádrže zaznamenány anaerobní podmínky. Markantně patrné anoxické poměry v dolní části vodního sloupce byly v roce 2015 zvýrazněny nízkou vodností roku, kdy nedocházelo k obměně vody u dna. Je ovšem velmi pravděpodobné, že ani ve vodných letech se kyslíkový režim nebude zásadně lišit. Dlouhodobá anaerobie má řadu důsledků: (1) účinná denitrifikace znamená rychlé vyčerpání dusičnanových iontů a výraznou podporu uvolňování sloučenin fosforu ze sedimentů (viz dále). (2) Účinná redukce síranových iontů (obr. 10) až na sulfidy, které se se svou vazbou s Fe podílejí na uvolňování fosforu z bahna a které vytvářejí také volný sirovodík, velmi problematizuje vypouštění vody z Jordánu základovou výpustí. Vývoj konduktivity v nádrži v jarním období ovlivňoval přítok, jehož vliv v průběhu vegetační sezóny postupně slábl (obr. 6). Na změnách konduktivity se daleko více začaly podílet procesy probíhající uvnitř nádrže. Postupným rozkladem sedimentujícího organického materiálu doplněného o redukční pochody, které probíhaly ve spodním části hypolimnia nádrže, docházelo k nárůstu vodivosti. Protože nádrž neměla v průběhu letní sezóny prakticky žádný odtok, byl v tomto období zaznamenán výrazný vertikální gradient vodivosti, kdy rozdíl mezi hladinou a dnem činil běžně i více než 100 µs cm -1 (obr. 9). Výsledky průběhu konduktivity naznačují, že odběrem vody na sádky vzniká v prostoru u hráze zkratový proud, který zřejmě ovlivňuje nasávání živinově bohatší přítokové vody do 8

9 epilimnia střední a dolní části nádrže. Tím může odběr vody na sádky, zejména v průběhu hydrologicky podprůměrného roku, podporovat eutrofizaci horních partií vodního sloupce. Vývoj ph v epilimniu nádrže byl dán zejména asimilační činností fytoplanktonu (obr. 7). V jarním období jsme zaznamenávali nejvyšší hodnoty ph v přítokové části nádrže kde ph ve dvou třetinách vodního sloupce bylo >9. V období čiré vody (útlum početnosti fytoplanktonu, konec května), došlo ke snížení hodnot ph. V letním období docházelo asimilací fytoplanktonu k postupnému odčerpávání volného a z části i volně vázaného oxidu uhličitého (hydrogenuhličitan), což mělo za následek nárůst ph v epilimniu nádrže na hodnoty blížící se 10 (max. 9,9). Díky poměrně nízké úrovni hladiny se tyto vysoké hodnoty ph udržovaly v přítokové části prakticky v celém vodním sloupci. Vysoké hodnoty ph (>9) ovlivňují velmi často sorpční schopnost částic vůči fosforečnanovým iontům: hydroxylovým anionem (OH - ) může být nahrazen anion fosforečnanový (PO 4 3- ), který se následně uvolní do vodního sloupce (např. Lijklema, 1980, Drake a Heaney, 1987). To je rizikem zejména pro fosforečnanové ionty vázané s oxihydroxidy hliníku. Proto při úvahách o aplikaci chemického srážení sloučenin fosforu v přítokové vodě je třeba preferovat koagulanty na bázi Fe oproti koagulantům s Al. V hypolimniu nádrže docházelo vlivem intenzivních rozkladných procesů k poklesu hodnoty ph. Nejnižší hodnoty byly zaznamenávány u dna nádrže (obr. 9) od konce srpna do konce září (ph ~ 6,8). Pokud bychom tedy zvažovali ošetření povrchových vrstev vody a dna nádrže Jordán hlinitým koagulantem ( uzamčení fosforu v sedimentu), vzniklá sraženina by na dně byla zcela stabilní (optimální ph je blízko hodnoty 7) Aktuální stav trofie Jedním z hlavních cílů monitoringu bylo určit aktuální úroveň trofie, resp. stanovit rozsah koncentrací celkového a fosforečnanového fosforu, jakožto klíčového faktoru pro rozvoj a růst fytoplanktonu. Tabulka 1. Průměrné roční koncentrace celkového (Pc) a fosforečnanového (P-PO 4 ) fosforu a chlorofylu_a (Chl_a) a průměry ročních maximálních koncentrací chlorofylu_a v oblasti u hráze. V závorce je uveden rozsah ročních průměrů. Data jsou převzatá z publikací: Porcalová 1997, Hejzlar et al Hodnoty jsou uvedeny v µg l -1. V případě roku 2015 se jedná o průměrné hodnoty za období od března do listopadu. Období Pc P-PO 4 Chl_a Max. Chl_a (71 139) 20 (9-37) 17 (12-22) 40 (28-56) (75-97) 42 (35-48) 26 (21-31) 89 (57-125) Tabulka 1 ukazuje porovnání aktuálních průměrných koncentrací celkového a fosforečnanového fosforu s koncentracemi, které byly zjišťovány v epilimniu VN Jordán (odběrový profil u hráze) v minulých letech. Aktuální výsledky ukazují, že oproti minulým letům se průměrné koncentrace celkového fosforu prakticky nezměnily. Nižší průměrné koncentrace byly zaznamenány u fosforečnanového fosforu. Příčinou byla zřejmě účinnější utilizace fosfátů fytoplanktonem. Průměrná koncentrace biomasy fytoplanktonu, charakterizovaná koncentrací chlorofylu_a, byla v rozsahu, který byl zazamenán v sezónách 9

10 Oproti hodnotám, které byly zjišťovány na přelomu osmdesátých a devadesátých je průměrná koncentrace prakticky o polovinu vyšší. Je však nutné uvést, že vzorky pro analýzu chlorofylu_a byly v 80. a 90. letech minulého století odebírány s odlišnou frekvencí (v průběhu celého roku) a srovnatelnost výsledků tak nemusí být plnohodnotná (v roce 2015 nebyl realizován celoroční monitoring). Sloučeniny fosforu. Sezónní průběh koncentrací celkového a fosforečnanového fosforu ve směsných vzorcích na jednotlivých odběrových profilech znázorňuje obrázek 8. Když opomineme první březnový odběr, kdy se koncentrace celkového fosforu ve středu nádrže blížily 0,1 mg l -1 (povrchová vrstva byla brzy na jaře zásobena přitékající vodou, která protékala po hladině Jordánu ke hrázi), nepřesahovaly koncentrace celkového fosforu v dolní části nádrže výrazně koncentraci 0,05 mg l -1. Dle NV 61/2003 ve znění pozdějších předpisů je tato koncentrace uváděna jako nejvyšší přípustná hodnota pro vodárenské, resp. rekreační využívání nádrží (tzv. koupací vody). V průběhu letního období, zejména v průběhu VII. a VIII., docházelo v celém podélném profilu nádrže k postupnému nárůstu koncentrace celkového fosforu (obr. 8). Maximální koncentrace celkového fosforu v profilu u hráze byla zaznamenána v průběhu prvního zářijového odběru (0,14 mg l -1 ), ve střední části nádrže byla nejvyšší koncentrace celkového fosforu zjištěna v následujícím zářijovém odběru (0,14 mg l -1 ). Hlavní podíl celkového fosforu (70 97%), který byl v epilimniu dolní a střední části nádrže zjišťován, se nacházel ve formě partikulované, vázané v biomase fytoplanktonu. Významnější nárůst koncentrace fosforečnanového fosforu v epilimniu dolní a střední části nádrže byl zaznamenán v průběhu srpna: hráz 0,026 mg l -1, střed nádrže 0,029 mg l -1, (obr. 8). Tyto koncentrace lze považovat z pohledu trofických poměrů v Jordánu za poměrně vysoké, indikující zvýšený význam procesů regenerujících zásoby fosforu v produkční (povrchové) vrstvě vody. V přítokové části nádrže, která je nejvíce zatížena vstupem fosforu s přitékající vodou, jsme během vegetační sezóny zaznamenávali výrazně vyšší koncentrace celkového fosforu než-li ve střední a hrázové části nádrže. Nejvyšší koncentrace jsme opět zaznamenali v letním období, kdy byly zjištěny dva výrazné koncentrační vrcholy: 0,27 a 0,31 mg l -1. Oba vrcholy byly vytvořeny z velké části vysokou biomasou fytoplanktonu a v ní vázaného fosforu (obr. 8). Pro vytvoření vysoké biomasy fytoplanktonu, ale musel být k dispozici nějaký významný využitelný zdroj fosforu, protože přirozená tendence směřuje ke ztrátám fosforu sedimentací. Důležitou otázkou je, z jakých příčin došlo ke zvýšení obsahu fosforu v povrchových vrstvách vody nejen v přítokové části, ale zejména v dolních partiích nádrže. V přítokové části připadá v úvahu několik možností: (1) nepodchycený vstup s epizodicky zvýšeným přítokem vody po srážkách, dále (2) už zmíněná desorpce fosforečnanových iontů ze sedimentu vlivem zvýšené hodnoty ph, (3) uvolňování sloučenin P rozkladem biomasy planktonu za poměrně vysoké teploty a vracení P do vodního sloupce, přičemž všechny procesy mohly být podporovány rozrušováním bahna rytím kaprů. Ve střední a hrázové části VN Jordán lze předpokládat nepatrný vliv tzv. vnitřního zatížení fosforem (P difundující ode dna) vlivem ostrého teplotního gradientu, což v zásadě dokládají i výsledky stanovení sloučenin P v hloubkovém profilu (už pod termoklinou, tj. v hloubce 5 m koncentrace P prudce klesají). V úvahu připadají tedy pouze dvě možnosti: (1) horizontální přenos P z fosforem bohatých přítokových partií (období maximálních koncentrací P se shoduje, možnost zkratového proudu k odtoku vody na sádky pod Jordánem), případně i (2) přenos organismy, např. rybami (možnost příjmu potravy v mělkých horních partiích a exkrece v teplé povrchové vodě v dolní části) nebo fytoplanktonem, který byl teoreticky schopen vertikální migrace (zejména dominantní obrněnka Ceratium hirundinella). 10

11 Průběh koncentrace celkového a fosforečnanového fosforu v hloubkovém profilu dolní části Jordánu odpovídá schématu, který je znám pro obdobně stratifikované nádrže s anaerobními poměry u dna. Z obrázku 10 je patrný výrazný nárůst celkového resp. fosforečnového fosforu v prostoru nade dnem v průběhu vegetační sezóny. Příčinou bylo postupné vyčerpání dusičnanových iontů, které slouží jako oxidoredukční pufr. Po jejich vyčerpání nastává za bezkyslíkatých podmínek redukce oxihydroxidů Fe na rozpustné redukované formy (stanovené jako Fe rozp obr. 10), přičemž se ale uvolňují sloučeniny fosforu, jež byly s Fe vázány tzv. redox labilní vazbou. Voda nad sedimentem je tak obohacena paralelně sloučeninami P i Fe. Při dalším prohlubování anaerobních podmínek dochází k redukci síranů na sulfidy s rizikem vzniku volného sirovodíku. Pokud je však ve vodě dostatečné množství rozpuštěného železa, dochází ke vzniku nerozpustného sulfidu železnatého. Železo je tímto procesem postupně imobilizováno v bahně a nemá už schopnost podílet se na vazbě sloučenin P. Tím dojde k odstranění jednoho z mechanismů kontrolujících koloběh fosforu. Maximální koncentrace celkového fosforu, které jsme v prostoru nad dnem zaznamenali, dosahovaly téměř 2,5 mg l -1, přičemž prakticky veškerý tento fosfor byl ve formě fosforečnanového fosforu. Nárůst koncentrace fosforu v hypolimniu VN Jordán mohl být částečně způsoben také uvolňováním fosforu při rozkladu sedimentujícího biosestonu. Jaký byl podíl rozpuštěného fosforu pocházejícího z rozkladu této biomasy je možné odhadnout z podobnosti průběhu křivek pro P a Fe v grafech na obr. 10. Je zřejmé, že zcela dominantním mechanismem, jenž určuje sezónní dynamiku sloučenin fosforu v hypolimniu jsou oxidoredukční poměry a vazba P s Fe. I přesto, že se v průběhu letního období vyskytovaly v hypolimniu velmi vysoké koncentrace fosforečnanového fosforu, nepředstavoval tento fosfor pro VN Jordán zřejmě významné eutrofizační riziko, protože teplotní rozhraní (skočná vrstva) bylo velmi ostré. Vmíchávání fosforem bohatší vody do horních vrstev vodního sloupce, kde by fosfor mohl být využit pro rozvoj fytoplanktonu, tak bylo prakticky eliminováno. Velmi vysoké koncentrace sloučenin fosforu u dna (na úrovni odpadních vod odtékajících z čistírny odpadních vod) představují eutrofizační riziko pro navazující povrchové vody (Lužnice), pokud by se voda z Jordánu vypouštěla základovou výpustí. Z obrázků 9 a 10 je dále patrné, že v průběhu podzimní cirkulace došlo k výraznému snížení koncentrace celkového fosforu prakticky v celém vodním sloupci. To bylo dáno zejména postupným zlepšováním oxidoredukčních poměrů: došlo k opětovnému vyvázání fosforu s oxidovanými komplexy železa a jeho následné sedimentaci na dno nádrže. Z porovnání situace v roce 2015 se stavem Jordánu před odbahněním je vidět, že koncentrace sloučenin fosforu v hypolimniu jsou v zásadě shodné (Hejzlar et al. 2000, 2004). Toto zjištění je celkem logické, protože (1) část bahna na dně zůstala, takže zůstal k dispozici i dostatek fosforu, (2) hydrologické a stratifikační poměry, včetně bezkyslíkaté vody u dna, rovněž přetrvaly (jejich změna ani nebyla očekávána), takže zůstaly i obecné podmínky určující sezónní vývoj nádrže. (3) Asi nejdůležitějším faktorem, který se oproti období před odbahňováním nezměnil, je zatížení přítoku (Košínského potoka) fosforem. Je tedy zřejmé, že odbahněním bez vyřešení vstupu P z povodí ani ke zlepšení poměrů v Jordánu dojít nemohlo. Sloučeniny železa. V Přítokové části nebyl doprovázen nárůst koncentrace celkového železa v letním období nárůstem koncentrace železa rozpuštěného. Příčinu tedy nelze hledat v uvolňování železa z anaerobního sedimentu, ale spíše v bioturbaci sedimentu rybami, případně vnos železa vázaného na drobné částečky přítokem. 11

12 V hypolimniu dolní části Jordánu byly zjištěny velmi vysoké koncentrace Fe, a to v důsledku zhoršení oxidoredukčních poměrů po spotřebování kyslíku i dusičnanových iontů. Po prokysličení celého vodního sloupce pozdě na podzim se Fe opět zoxidovalo, vysráželo a usadilo se na dně. Perspektivně je třeba počítat s tím, že každou letní sezónu bude část Fe pevně zavázána se sulfidy. To bude mít za následek snižování koncentrací Fe v hypolimnetické vodě a velmi pravděpodobně také ztrátu schopnosti vysrážet na podzim rychle opět fosfor z vodního sloupce. Tak bude možná i podpora podzimních sinicových vodních květů, jak býváme svědky na některých vodárenských nádržích (Duras, nepublik. údaje). V období před odbahněním Jordánu nebyly tak vysoké koncentrace Fe v hypolimniu nádrže nacházeny patrně proto, že dostupné Fe bylo již pevně vyvázáno v sulfidech (Hejzlar et al 2000, Borovec et al. 2002). Odbahnění, kdy během prací došlo zřejmě k prooxidování usazenin, tak vrátilo koloběh Fe opět do fáze s nízkým vlivem sulfidů. Sloučeniny dusíku. Průběh koncentrace celkového dusíku měl ve srovnání s celkovým fosforem inverzní průběh. V průběhu vegetační sezóny docházelo k postupnému snižování jeho koncentrace, což bylo způsobeno zejména účinnou denitrifikací dusičnanového dusíku (obr. 8). Nárůsty koncentrace celkového dusíku v letním období v přítokové části VN Jordán byly dány nárůstem koncentrace organicky vázaného dusíku v biomase fytoplanktonu. Naopak v podzimním období byl nárůst koncentrace celkového dusíku způsoben zejména nárůstem koncentrace amoniakálního dusíku (původ v rozkladných procesech) a částečně i dusičnanového dusíku přicházejícího přítokem. Sezónní dynamika celkového dusíku ve vertikálním profilu (obr. 10) měla obdobný průběh jako u celkového fosforu. Během vegetační sezóny docházelo k postupnému nárůstu koncentrace celkového dusíku u dna nádrže. Příčinou bylo hromadění amoniakálního dusíku pocházejícího z rozkladu sedimentující organické hmoty, případně též z mineralizace organických látek obsažených v sedimentu a zřejmě též z desorpce amonných iontů z částic bahna. Střední část VN Jordán. Obrázek 11 ukazuje průběh dříve diskutovaných chemických parametrů ve vertikálním profilu střední části VN Jordán. Průběh celkového a fosforečnanového fosforu, jakož i celkového dusíku a jeho anorganických forem měl obdobný scénář. V průběhu vyčerpávání rozpuštěného kyslíku u dna docházelo k nárůstu jak celkového a fosforečnanového fosforu, tak i celkového a rozpuštěného železa. Jelikož redukční podmínky nebyly u dna střední části nádrže výrazné, nebyl pokles koncentrace síranů ve vertikálním profilu tak znatelný jako u hráze. Maximální koncentrace fosforečnanového fosforu, které byly v průběhu vegetační sezóny nade dnem střední části nádrže zaznamenány, dosahovaly 0,3 mg l -1. Původ tohoto fosforu mohl být jak z uvolňování ze sedimentu tak z rozkladu sedimentujícího biosestonu. V tomto případě však již lze zvýšené koncentrace fosforu u dna v této části nádrže považovat za potenciálně rizikové pro eutrofizaci epilimnia. Pokud si uvědomíme, že průměrná hloubka se v této části nádrže pohybovala v letním období kolem 6 metrů a skočná vrstva byla v hloubce 3,5 4 m, mohl se tento fosfor za určitých podmínek (větrné počasí) dostat do horní části vodního sloupce. 12

13 3.3. Fytoplankton a zooplankton Důležitou součástí monitoringu kvality vody byl i odběr a analýza vzorků fytoplanktonu a zooplanktonu. Fytoplankton. V případě fytoplanktonu byla pozornost zaměřena zejména na sezónní dynamiku biomasy hlavních taxonomických skupin. Cílem bylo zjistit, zdali na VN Jordán stále dochází k nadměrnému rozvoji biomasy planktonních sinic s rizikem výskytu hladinových vodních květů. Ty byly na této nádrži v minulosti pravidelně zaznamenávány. Na obrázku 12 je znázorněna sezónní dynamika procentického zastoupení biomasy hlavních taxonomických skupin fytoplanktonu v prostoru u hráze, ve středu a v přítokové části VN Jordán. V jarním období tvořily hlavní podíl biomasy fytoplanktonu v epilimniu dolní části nádrže kryptomonády (Cryptophyceae), které byly doplněny rozsivkami (Bacillariophyceae). Na konci jarního období se ve fytoplanktonu začaly výrazněji uplatňovat také zelené řasy (Chlorophyceae). V první polovině června se ve fytoplanktonu začaly prosazovat obrněnky druhu Ceratium hirundinella. Tento druh obrněnky pak v následujících třech měsících tvořil dominantní složku biomasy fytoplanktonu (obr. 12, 13). Změna nastala až v průběhu listopadu, kdy se hlavní složkou fytoplanktonu staly zlativky (Chrysophyceae). Sezónní dynamika biomasy hlavních taxonomických skupin měla ve střední části nádrže obdobný průběh. Výjimkou byla výrazná dominance rozsivek v březnovém odběru a také významnější podíl zelených řas v biomase fytoplanktonu na konci května. Obdobně jako v dolní části nádrže, ovládly letní a podzimní sezónu obrněnky Ceratium hirundinella. V přítokové části byly dominantní složkou jarního fytoplanktonu rozsivky. Výjimkou byl druhý květnový odběr kdy hlavní podíl fytoplanktonu tvořily zelené řasy společně s kryptomonádami. Ty v následujících odběrech opět vystřídaly rozsivky. Výrazná dominance obrněnek Ceratium hirundinella nastala v přítokové části až koncem července a trvala pouze do poloviny září. V podzimním období dominovaly fytoplanktonu zlativky, které byly v posledním listopadovém termínu vystřídány kryptomonádami. Biomasa planktonních sinic byla v průběhu celé vegetační sezóny velmi nízká a ani v jednom z odběrů nepřesahovala 2% celkové biomasy fytoplanktonu (obr. 12, 14). Hypotéz proč obrněnky Ceratium hirundinella tak výrazným způsobem dominovaly v letním a podzimním fytoplanktonu, lze utvořit hned několik. Jedním z důvodů mohl být například omezený přísun fosforu z povodí, který v kombinaci se schopností ceratií kombinovat autotrofní a heterotrofní způsob výživy, jim mohl umožnit vytvoření takto výrazné biomasy. Svou roli mohla sehrát i schopnost vertikální migrace obrněnek, která je známa z řady nádrží jak u nás tak ve světě. V letním období se v epilimniu nádrže nenacházel prakticky žádný snadno dostupný fosfor (fosforečnanový fosfor). Jeho zvýšené koncentrace však byly v letním období zaznamenány jednak pod termoklinou (rozklad sedimentující biomasy biosestonu) tak i ve spodní části hypolimnia. Je otázkou zdali byla ceratia schopná prorazit výraznou termoklinu a dostat se do prostoru s dostatkem biodostupného fosforu. K diskuzi je také schopnost obrněnek produkovat látky alelopatické povahy, které omezují rozvoj ostatních skupin fytoplanktonu. Ceratia mají současně poměrně velké rozměry, které znemožňují jejich konzumaci herbivorním zooplanktonem. Na základě jedné sezóny není možné odhadnout, jak bude vypadat sezónní dynamika fytoplanktonu v následujících letech. Otázkou zůstává jak ovlivní utváření společenstva fytoplanktonu vodnější roky, kdy kromě vyššího vstupu fosforu bude i větší přísun inokula řas a sinic z povodí. Přestože se nádrž Jordán může po odbahnění tvářit jako mladá nádrž, odpovídají zjištěné biomasy a druhové složení fytoplanktonu hodně úživným stojatým vodám. 13

14 Zooplankton. Analýza druhového složení zooplanktonu umožňuje posouzení intenzity vyžíracího tlaku rybí obsádky. Dalším dílčím cílem bylo zjistit, jaký podíl biomasy zooplanktonu tvoří perloočky rodu Daphnia. Ty jsou schopné svou filtrační aktivitou omezit rozvoj žratelného fytoplanktonu. Ze sezónního průběhu procentického zastoupení hlavních taxonomických skupin zooplanktonu je patrné, že perloočky rodu Daphnia se v zooplanktonu prosadily v druhé polovině května a to pouze ve střední a dolní části nádrže. Jednalo se převážně o středně velký druh Daphnia galeata. Jejich procentické zastoupení bylo v tomto období > 20%, což je hranice, při které jsou již perloočky schopné omezit rozvoj velikostně dostupného fytoplanktonu (obr. 15). Více než 80% biomasy bylo v tomto období tvořeno dobře žratelnými druhy fytoplanktonu (průměrná velikost < 40 µm), což se projevilo výrazným poklesem jeho celkové biomasy a zvýšením průhlednosti vody (obr. 16). Pravděpodobně v důsledku zvýšené intenzity vyžíracího tlaku rybí obsádky (zejména drobných planktofágů) došlo k postupnému snižování procentického zastoupení dafnií v zooplanktonu střední a dolní části nádrže. Určitou roli mohla sehrát i změna v druhovém složení fytoplanktonu, ve kterém v průběhu června začaly převažovat velké obrněnky Ceratium hirundinella, které nejsou dafnie schopné efektivně konzumovat. V dalších letních měsících byly perloočky rodu Daphnia vystřídány menšími druhy, jakými byly perloočky Diaphanosoma brachyurum, Bosmina coregoni, případně Bosmina longioristris. Tyto druhy mají nižší filtrační aktivitu a nejsou tedy schopné efektivně regulovat rozvoj fytoplanktonu. V sezónní dynamice zooplanktonu v horní části nádrže nebyl zaznamenán takový nárůst biomasy dafnií, jaký byl zjištěn ve střední a dolní části nádrže. V průběhu května tvořily hlavní složku zooplanktonu drobnější perloočky Bosmina longirostris. I přesto, že se jedná o druh, který nemá tak výraznou filtrační efektivitu, mohla jejich velká biomasa přispět k potlačení rozvoje drobného fytoplanktonu v druhé polovině května (obr. 15). Sezónní dynamika a druhové složení zooplanktonu v přítokové části nádrže ukazuje, že na zooplankton zde byl vyvíjen intenzivnější vyžírací tlak. To se výrazněji projevilo zejména v druhé polovině vegetační sezóny. V tomto období převažovala v zooplanktonu vývojová stádia klanonožců (Copepoda) společně s hojnými vířníky (Rotifera) Kvalita vody v Košínském potoce pod VN Malý Jordán Pro návrh opatření, která mají umožnit snížení eutrofii VN Jordán, je nezbytné znát aktuální stav kvality vody ve vodní nádrži Malý Jordán. Tato mělká, průtočná nádrž (TRT ~ 4-5 dní) sloužila do konce roku 2014 k produkčnímu chovu ryb. Hospodařícím subjektem byla společnost ESOX, spol. s.r.o. V roce 2015 bylo Radou města Tábor schváleno odkoupení této nádrže s cílem jejího využití pro zlepšovaní kvality vody přitékající do VN Jordán. Kvalita vody v Košínském potoce pod Malým Jordánem byla v minulých několika letech monitorována vodohospodářskou laboratoří státního podniku Povodí Vltavy. Obrázek 17 ukazuje průměrné koncentrace celkového fosforu od roku 2009 do roku Z výsledků je patrné, že voda odtékající z Malého Jordánu obsahuje velmi vysoké koncentrace celkového fosforu, které v letních maximech výrazně přesahují hodnotu 0,2 mg l -1. V letním období 2015 byly dokonce zaznamenány koncentrace celkového fosforu přesahující hodnotu 0,4 mg l -1 (obr. 18). Koncentrace fosforečnanového fosforu přesahovaly hodnoty 0,1 mg l -1. Tyto koncentrace sloučenin fosforu lze považovat za velmi vysoké, několikanásobně přesahující hodnoty nutné pro zvládnutí eutrofizačních projevů, a tedy pro dobrou jakost vody v Jordánu. Kromě významného množství rozpuštěného fosforu odtékala z Malého Jordánu v jarním a podzimním období i značná biomasa fytoplanktonu. K relativně nízkým koncentracím chlorofylu_a v letním období přispěl i výskyt perlooček rodu Daphnia, které byly doplněny 14

15 perloočkami Sida crystalina. Ty se vyskytovaly zejména v litorálním pásu vodní vegetace. Určitou roli v omezení rozvoje fytoplanktonu v letním období mohly sehrát i rozvinuté vláknité řasy, které z vody odčerpávaly živiny. Z obrázku 19 je patrné, že nádrž Malý Jordán generuje také významné množství celkového železa, které však mělo pravděpodobně nízkou schopnost vázat na sebe rozpuštěný fosfor. Zřejmá je také intenzivně probíhající denitrifikace, která způsobuje výrazný pokles koncentrace dusičnanového dusíku v jarním a letním období. Důležité je si uvědomit, že výsledky z jarního a zvláště pak z letního období byly poznamenány velmi nízkými průtoky. Obecně lze konstatovat, že aktuální živinové zatížení nádrže Malý Jordán představuje zásadní riziko pro vlastní nádrž Jordán. Zatím nezkoumaným faktorem jsou sedimenty nádrže Malý Jordán (jejich eutrofizační potenciál). Lze předpokládat, že budou obsahovat velké množství potenciálně uvolnitelného fosforu (např. v případě anaerobních podmínek u dna nádrže). Na základě zkušeností z jiných nádrží se lze domnívat, že ani po snížení vstupu fosforu do nádrže Malý Jordán nedojde ke zlepšení kvality odtékající vody, neboť sedimenty budou snížené koncentrace celkového fosforu ve vodě dorovnávat. Z pohledu, jak dlouhodobě zajistit zlepšení jakosti vody v nádrži Malý Jordán (tedy i na odtoku z M. Jordánu) je efektivním řešením (1) zásadní snížení koncentrace fosforu na přítoku do nádrže (opatření v povodí, chemické srážení) v kombinaci s (2) plošným odbahněním této vodní nádrže. Přispět k dobré kvalitě vody by měla i řízená rybí obsádka s významným podílem dravců (candát, štika), případně s rozvojem vodních makrofyt. Okamžitou pomocí by mohla být i opakovaná aplikace Al koagulantu s cílem uzamknout fosfor nahromaděný v bahně. 15

16 4. Závěry Na základě výsledků zjištěných v průběhu monitoringu kvality vody v roce 2015 je možné učinit následující závěry: - Nádrž Jordán stále vykazuje vysokou úroveň trofie. Koncentrace celkového fosforu v epilimniu dolní a střední části nádrže v letním období přesahují 0,1 mg l -1, což je násobně víc, než je pro dobrou jakost vody nezbytné. - Nejvyšší míra eutrofizace byla zaznamenána v přítokové části VN Jordán kde koncentrace celkového fosforu dosahovaly v letním období až 0,3 mg l -1. To bylo způsobeno nejen přítokem fosforem bohaté vody, ale zřejmě také recyklací P z mělce uložených sedimentů (za asistence ryb). Z této části VN Jordán se zřejmě sloučeniny P dostávají dále a podporují rozvoj eutrofizačních projevů v celé nádrži. - V průběhu letního období dochází k vytváření velmi rozsáhlého anoxického hypolimnia v jehož spodní části panují silně anaerobní podmínky, které mají za následek procesy vedoucí k masivnímu uvolňování fosforu ze sedimentu: koncentrace celkového resp. fosforečnanového fosforu se v hypolimniu dolní části VN Jordán v letním období pohybovaly od 0,47 do 2,40 mg l Výrazná skočná vrstva nedovoluje v dolní části nádrže efektivní přesun sloučenin fosforu ode dna do epilimnia. Tento fosfor tak není bezprostředním rizikem jako podpora rozvoje fytoplanktonu (včetně sinic) v Jordánu, ale představuje riziko pro eutrofizaci Košínského potoka pod VN Jordán a dále pro řeku Lužnici. - V hypolimniu VN Jordán (v prostoru u hráze) byly v pozdně letním a podzimním období zaznamenány velmi vysoké koncentrace celkového a rozpuštěného železa. Maximální koncentrace dosahovaly až 16 resp. 14 mg l -1. Takto vysoké koncentrace nebyly v minulosti zjištěny. V průběhu stárnutí nově napuštěné nádrže obsah Fe ve vodě zřejmě opět poklesne vlivem postupného vyvázání Fe do vazby s nerozpustnými sulfidy. Koloběh P tak přijde o jeden z kontrolních mechanismů. - Vlivem silně anaerobních podmínek dochází v hypolimniu nádrže k postupné redukci síranů s potenciálním rizikem vzniku volného, toxického sirovodíku, což představuje riziko při odpouštění vody základovou výpustí v letním období. - Ve střední a přítokové části nádrže byly obdobně jako v dolní části u dna, zaznamenány poměrně vysoké koncentrace celkového železa. Nárůst koncentrace rozpuštěného železa byl však zaznamenán až později v průběhu letní sezóny. V této části nádrže nepanují u dna tak výrazně anaerobní podmínky a železo se z počátku stíhá oxidovat. Je však zřejmé, že ve střední části nádrže se železo a pravděpodobně i fosfor uvolněný ze sedimentů, dostává do horních vrstev vodního sloupce, kde může způsobovat nadměrný rozvoj fytoplanktonu. - Odběr vody na sádky zřejmě, zejména v průběhu hydrologicky podprůměrných let, podporuje eutrofizaci horních partií vodního sloupce, protože umožňuje vznik zkratového proudu a přenos sloučenin fosforu od přítokové části do dolních partií. Z tohoto pohledu je rizikové zvláště letní období, kdy z důvodu nedostatku vody nebude z VN Jordán realizován hladinový ani spodní odtok. - Dominantní složkou fytoplanktonu, zejména v letním a podzimním období, byly obrněnky druhu Ceratium hirundinella. 16

17 - V průběhu roku 2015 nebyl ani na jednom z profilů zaznamenán významný nárůst biomasy planktonních sinic. Důvodem může být například omezení vstupu inokula sinic přítokem. Možné je také snížení autochtonního inokula sinic v průběhu odbahnění (Maršálek et al. 2014). Tato situace se však může v průběhu následujících let změnit. - Hlavní složku zooplanktonu tvořila vývojová stadia klanonožců a vířníci doplněné o drobnější druhy perlooček (Bosmina coregoni, Bosmina longirostris a Diaphanosoma brachyurum). Významnější podíl perlooček (<20% biomasy) rodu Daphnia (převážně Daphnia galeata) v zooplanktonu byl zjištěn pouze v krátkém období na přelomu května a června. To se projevilo zvýšením průhlednosti vody a snížením biomasy fytoplanktonu. - Z pohledu koncentrací sloučenin fosforu, biomasy fytoplanktonu a vývoje teplotních a kyslíkových poměrů ve VN Jordán se sezóna 2015 nelišila významně od situace, která byla doložena výsledky monitoringu v období před odbahněním. Hlavní příčinou je, že obsah fosforu v přitékající vodě se výrazně nezlepšil (tj. nesnížil). Bez vyřešení nadměrného přísunu fosforu do VN Jordán nelze ani předpokládat významnější zlepšení jakosti vody v této nádrži. - Malý Jordán není aktuálně článkem, který by dostatečně přispíval ke zlepšení jakosti vody přitékající do Jordánu. Malý Jordán naopak v letním období představuje významné eutrofizační riziko. Negativně se zřejmě projevuje i sediment v Malém Jordánu, který je velmi pravděpodobně (analýzy zatím chybí) bohatý uvolnitelnými sloučeninami fosforu. Domníváme se, že i po snížení vstupu fosforu do Malého Jordánu, bude docházet k doplňování fosforu do vodního sloupce ze sedimentu (setrvačnost ekosystému). Tento fosfor pak může v různých formách (fosforečnanový případně vázaný v partikulách biosestonu) i nadále podporovat eutrofizaci VN Jordán. Tuto skutečnost je třeba prověřit analýzou vzorku bahna z Malého Jordánu. 17

18 5. Doporučení Povodí Košínského potoka - V povodí Košínského potoka nad Malým Jordánem je nezbytné systematicky realizovat opatření k razantnímu snížení vstupu fosforu. Jedná se zejména o řešení komunálních odpadních vod, a to včetně znečištění produkovaného za srážkoodtokových událostí (odlehčení jednotných kanalizací). Čistírny odpadních vod (ČOV) musí být vybaveny technologií pro efektivní srážení fosforu. Kontraproduktivní a neekonomické by bylo vybavovat tyto ČOV technologií na odstraňování dusíku (stupeň denitrifikace). V povodí je řada rybníků, kde samočistící procesy fungují jako velmi efektivní denitrifikační stanice a tuto činnost realizují přirozeně a zadarmo. Navíc dusičnany jsou velmi důležitým oxidoredučním pufrem, který zabraňuje uvolňování fosforu ze sedimentu. Z tohoto důvodu by bylo finančně neefektivní - a také kontraproduktivní - dusičnany z čištěné odpadní vody cíleně odstraňovat. - Je nutné začít intenzivně řešit problematiku rybníků, a to zejména ve smyslu snížení jejich eutrofizačního potenciálu pro povodí Košínského potoka. Jedná se zejména o pokles odnosu fosforu v průběhu vegetační sezóny, kdy z těchto rybníků odtéká značné množství fosforu vázaného v biomase biosestonu. Důležité je také omezení odnosu fosforu a nerozpuštěných látek v průběhu výlovů těchto rybníků. Doporučujeme zpracovat projekt hledající a doporučující optimální systém nakládání s rybničními sedimenty. - Jedním ze způsobů, jak docílit snížení koncentrace fosforu na vtoku do nádrže Jordán v zásadě ihned a nikoli až po desetiletích realizace opatření uvedených výše, je vybudování srážecí stanice pro fosfor (Borovec, 2015). V technickém podkladu pro VZ navrhuje autor pro umístění této stanice několik lokalit. Na základě posouzení řady faktorů, které mohou ovlivňovat například efektivitu fungování srážení, se jeví jako optimální varianta umístění této stanice na levobřežním přítoku od Stoklasové Lhoty v místě křížení dálnice D4 a komunikace mezi obcemi Stoklasová Lhota a Košín. Jedná se tedy o lokalitu nad nádrží Malý Jordán. Pokud však nebude vyřešena otázka kvality vody v Malém Jordánu (zejména problematika sedimentů) nemusí plánovaná srážecí stanice umístěná nad nádrží Malý Jordán přinést potřebný efekt. Malý Jordán - Pro výrazné zlepšení kvality vody v Malém Jordánu bude kromě snížení vstupu fosforu na jeho přítoku nutné realizovat i jeho plošné odbahnění, aby byla odstraněna obrovská zásoba potenciálně uvolnitelného fosfru. Obdobně jako v případě VN Jordán by k aktuální (okamžité) stabilizaci fosforu v sedimentu mohla přispět opakovaná aplikace nevysokých dávek síranu hlinitého. Taková aplikace by ovšem nebyla systémovým řešením, ale pouze jakousi berličkou k překlenutí maximálně několika let. Patrně by došlo i ke snížení využitelnosti fosforu, pokud by sediment po odtěžení byl aplikován na zemědělskou půdu. - Na Malém Jordánu je nezbytné udržovat řízenou rybí obsádku s významným podílem biomasy dravých ryb (candát, štika). Ke zlepšování kvality vody může přispět i kontrolovaný růst submerzních (ponořených) makrofyt. 18

19 VN Jordán - V letním a částečně i v podzimním období panují u dna dolní části nádrže silně anaerobní podmínky s výskytem vysokých koncentrací fosforečnanového fosforu a rizikem vzniku toxického, volného sirovodíku. Z tohoto důvodu není vhodné pouštět v tomto období vodu spodní výpustí. Pokud bude nezbytně nutné v tomto období spodní vypouštění použít, je vhodné míchat spodní odtok s hladinovým odtokem. - Vysoké koncentrace sloučenin fosforu u dna lze řešit poměrně jednoduše vhodně načasovanou jednorázovou nebo opakovanou aplikací hlinitého koagulantu, např. síranu hlinitého, ve střední a dolní části nádrže. Tím by bylo jednak zcela vyloučeno (aktuálně velmi nízké) riziko vstupu rozpuštěných sloučenin fosforu z hloubky do povrchové vrstvy vody a jednak by bylo dramaticky omezeno riziko eutrofizace vodního prostředí pod VN Jordán při využití základové výpusti. - Je zřejmé, že železo aktuálně přítomné v sedimentu horní části VN Jordán nedokáže dostatečně kontrolovat vstup fosforu do epilimnia nádrže. Tato situace se může zlepšit, pokud se výrazně sníží obsah fosforu ve vodě přitékající od Malého Jordánu. Zvažovat lze i podporu lokální aplikací vhodného koagulantu. K tomu je ale získat více informací o poměrech v přítokové části Jordánu. - Pro rozvoj a udržení herbivorního filtrujícího zooplanktonu, zejména pak perlooček rodu Daphnia, je důležité i nadále podporovat vysoký podíl dravých ryb (candát) v rybí obsádce snaha o eliminaci drobných planktonofágních druhů ryb, které účinně recyklují fosfor v povrchových vrstvách vody a podporují tak rozvoj fytoplanktonu, včetně sinic. Monitoring Monitoring jakosti vody je nezbytnou součástí managementu vodní nádrže, neboť objektivně dokládá situaci, ukazuje reakce ekosystému na prováděná opatření a umožňuje plánovat další aktivity ve prospěch jakosti vody. Doporučujeme zpracovat plán efektivního monitoringu se zaměřením na: - VN Jordán: zavést úsporné sledování jakosti vody i planktonu s cílem zlepšit pohled na dynamiku fosforu v nádrži a na úlohu přítokové části v eutrofizačních projevech v dolních partiích nádrže. - Přítok VN Jordán (Košínský potok): s cílem dosáhnout odhadu látkové bilance nádrže alespoň pro sloučeniny fosforu. - Malý Jordán: zaměřit se na zjištění látkové bilance nádrže (přítok x odtok) a na úlohu sedimentu v látkové bilanci, případně též na vlastnosti sedimentu z pohledu jeho odtěžení a dalšího využití (případná aplikace na zemědělskou půdu). - Zvážit, zda není třeba doplnit informace o zdrojích a transportu fosforu v povodí nad Malým Jordánem tak, aby byly získány dostatečně průkazné podklady pro návrhy a realizaci konkrétních opatření ve prospěch jakosti vody. - Výsledky monitoringu musí být adekvátně vyhodnoceny v závěrečné zprávě. 19

20 6. Použitá literatura Borovec J., Hejzlar J., Brzáková M. (2002): Spatial and tempoval variations on P-release in a small stratified reservoir. Extended Abstract of the 4th International Conferech on Reservoir Limnology and Water Quality, August, 2002, České Budějovice, Czech Republic, Borovec J. (2015): Srážecí stanice fosforu na vtoku do VN Jordán v Táboře technický podklad pro VZ, 23s. Drake J. C., Heaney S. I. (1987): Occurence of phosphorus and its potential remobilization in the litoral sediments of a productive lake.- Freshwater Biology 17: Duras J., Kosour D. (2015): Jak pracuje kyslíková past v přehradních nádržích. Rádková V. (ed) a Bojková J. (ed.). XVII. Konference České limnologické společnosti a Slovenskej limnologickej spoločnosti Voda věc veřejná : Sborník příspěvků. Brno: Masarykova univerzita, ISBN , s 59. Faina R., Borovec J., Žaloudík J., Baxa M. (2009): Studie řešení hospodaření na rybnících v povodí Jordánu (2009, ENKI, o.p.s. Třeboň a Biologické centrum AVČR, v.v.i.) Hejzlar J., Borovec J., Matěna J., Porcal P., Žaloudík J. (2000): Nádrž Jordán v roce 2000, trofie, zdroje živin, možnosti obnovy, Hydrobiologický ústav AVČR, České Budějovice Hejzlar J., Borovec J., Jarošík J., Růžička M. (2004): Koloběh živin v eutrofizované nádrži (Jordán, Jižní Čechy), Vodní hospodářství 9/ Lijklema L. (1980): Interaction of orthophosphate with iron(iii) and aluminium hydroxides.- Envir.Sci. Technol. 14: Maršálek B., Porcalová A., Maršálková E., Říha V., Říha V. (2014): Aktualizace stavu sedimentů a vegetace na dně nádrže Jordán. Univerzita Palackého v Olomouci, 23s. Porcalová, P. (1997): Nádrž Jordán celkové posouzení nádrže Jordán jako zdroje pitné vody pro zásobování města Tábor, Zpráva pro Vodovody a kanalizace Jižní Čechy a.s. 7. Seznam příloh Příloha 1. Obrázky Příloha 2. Seznam nalezených taxonů fytoplanktonu a zooplanktonu Příloha 3. Fotodokumentace 20