ZMÌNY OBSAHU Al, Fe, Mn A Zn VE ZDROJNICÍCH ØEKY ZDOBNICE

VÈ. SB. PØÍR. PRÁCE A STUDIE, 13 (26): 21-27 ISBN: 8-8646-83-4 ZMÌNY OBSAHU Al, Fe, Mn A Zn VE ZDROJNICÍCH ØEKY ZDOBNICE Changes of Al, Fe, Mn and Zn contents in the streams of Zdobnice river Jiøí TÙMA, Lucie FRYNTOVÁ Katedra biologie, PdF, Univerzita Hradec Králové, Rokitanského 62, 5 3 Hradec Králové 3, tel. +42 49333 1178, e-mail: jiri.tuma@uhk.cz V období od 2.4. do 1.11. 24 byly provedeny 4 odbìry vzorkù vody z 8 stanoviš umístìných na hlavních zdrojnicích øeky Zdobnice. Byl vyhodnocen obsah hliníku, železa, manganu a zinku. Úvod Údaje o zmìnách základních ukazatelù kvality vod u sledovaných stanoviš byly uvedeny v publikaci TÙMA a FRYNTOVÁ (25). Hliník se vyskytuje ve vodách buï v rozpuštìné, nebo suspendované formì a v koloidnì disperzní. V rozpuštìné formì v kyselých vodách pøevažuje jako hexaaquahlinitý kation [Al(H 2 O) 6 ] 3+. Hliník významnì komplexují huminové látky. K maximální tvorbì komplexù dochází obvykle kolem hodnoty ph 6. Vytváøejí se tak nízkomolekulární a vysokomolekulární formy s huminovými látkami. Z polymerních hydroxokomplexù se postupnì tvoøí tuhá fáze, hydratovaný oxid hlinitý. Koncentrace hliníku v prostých podzemních a povrchových vodách se obvykle pohybují v setinách až desetinách mg.l -1. Hliník je toxický pro ryby, což se mùže projevit zejména v acidifikovaných vodách. Uvádí se, že nejcitlivìjší vodní organizmy jsou poškozovány koncentracemi hliníku asi nad,5 mg.l -1 (SLÁDEÈKOVÁ et SLÁDEÈEK 1995; PITTER 1999). Formy výskytu rozpuštìného a nerozpuštìného železa ve vodách závisejí na hodnotì ph, oxidaènì redukèním potenciálu a pøítomnosti komplexotvorných látek. Vyskytuje se zde v oxidaèním stupni II nebo III. Ve vodách obsahujících rozpuštìný kyslík je železo v oxidaèním stupni III, pøechází na definovaný Fe(OH) 3, který pravdìpodobnì existuje jako Fe 2 O 3.nH 2 O vytváøející èervenohnìdou sraženinu, což je jeho nejstabilnìjší forma. V pøírodních vodách Fe III vytváøí komplexy s organickými látkami, pøedevším s huminovými látkami. V malých koncentracích je železo bìžnou souèástí vod. Koncentrace železa obvykle pøevyšuje koncentraci manganu a vyskytuje se v setinách až desetinách mg.l -1 (pod,5 mg. l -1.). Pro chov kaprovitých ryb by nemìla pøekroèit,2 a lososovitých,1 mg.l -1 (HARTMAN et al. 1998; PITTER 1999). Mangan se ve vodách vyskytuje v rozpuštìné a nerozpuštìné formì pøedevším v oxidaèních stupních II, III, IV. Ve vodách obsahujících rozpuštìný kyslík je v oxidaèním stupni II nestabilní. Velmi stabilní jsou komplexy manganu s nìkterými organickými látkami (napø. huminovými), které významnì zpomalují rychlost oxidace. Zvýšená koncentrace 21

železa je ve vodách obvykle doprovázena i zvýšenou koncentrací manganu. Mangan je nezbytný pro rostliny a živoèichy. V koncentracích vyskytujících se v pøírodních vodách je zdravotnì nezávadný. Významnì ale ovlivòuje senzorické vlastnosti pøedevším chu vody, a proto je v pitných a užitkových vodách limitován (HARTMAN et al. 1998). Z rozpuštìných forem zinku to jsou Zn 2+, hydroxokomplexy, popøípadì sulfatokomplexy. Zinek vytváøí i komplexy s organickými látkami, ale jeho komplexaèní schopnosti jsou nižší v porovnání s pøedešlými kationty. Ve formì málo rozpustných slouèenin se vyskytuje jako uhlièitan nebo hydroxid-uhlièitan. V povrchových vodách se vyskytuje v koncentracích od 5-2 µg.l -1. Zinek patøí mezi esenciální prvky pro lidi, zvíøata i rostliny. Je ale znaènì toxický pro ryby a jiné vodní organizmy v koncentracích øádovì již v desetinách mg.l -1 (PITTER 1999). Materiál a metodika Pro výzkum bylo vytipováno 8 stanoviš, umístìných na hlavních zdrojnicích øeky Zdobnice: Stanovištì 1. Èertovodolský potok nad mlýnem pøítok z pramenné oblasti Stanovištì 2. Èertovodolský potok levostranný pøítok u mlýna Stanovištì 3. Èertovodolský potok levostranný pøítok u chaty Stanovištì 4. Èertovodolský potok pøítok do Zdobnice Stanovištì 5. Levostranný pøítok Zdobnice tábor pod Kamencem Stanovištì 6. Øeka Zdobnice u mostu na Èertùv dùl Stanovištì 7. Levostranný pøítok Zdobnice nad obcí Souvlastní Stanovištì 8. Potok v obci Souvlastní u kaplièky V období od 2.4. do 1.11. 24 byly provedeny 4 odbìry vzorkù. Byly vyhodnoceny následující ukazatele jakosti vody: obsah hliníku, železa, manganu a zinku. Všechny sledované prvky byly stanoveny metodou ICP/OES podle ÈSN EN ISO11885 (757387). Výsledky a diskuse Obsah hliníku Znìny obsahu hliníku jsou uvedeny v tabulce 1. Nejvyšší prùmìrné hodnoty (612,5 mg.l -1 ) byly zaznamenány na stanovišti 2, což negativnì koresponduje i s nejnižší zjištìnou prùmìrnou hodnotou ph (4,99). Prùmìrná koncentrace pøekroèila i hranici toxicity pro nejcitlivìjší vodní organizmy. Tato hranice byla pøekroèena i na stanovišti 1. Koncentrace hliníku výraznì kolísaly v prùbìhu roku. Nejvyšší hodnoty byly namìøeny v dubnu a listopadu, naproti tomu v letním období byly nejnižší. Náhlé a doèasnì zvýšené koncentrace obsahu hliníku v acidifikovaných a málo mineralizovaných vodách, mohou být pøíèinou snížení povrchového napìtí vody a z toho vyplývajícího pìnìní. To bylo na tomto pøítoku rovnìž pozorováno. Nejnižší prùmìrné hodnoty obsahu hliníku (69 mg.l -1 ) pak byly zjištìny na stanovišti 8. Obsah železa Nejvyšší prùmìrné hodnoty obsahu železa (,16 mg.l -1 ) byly pozorovány na stanovišti 3 a 2 (,15 mg.l -1 ). A nejnižší na stanovišti 8, zpravidla pod,5 mg.l -1 (tabulka 2). ÈSN 75 7221 uvádí pro první tøídu jakosti obsah železa nižší než,5 mg.l -1. Limitní koncentrace pro chov lososovitých ryb (,1 mg.l -1 ) byla ale pøekroèena u vìtšiny stanoviš s výjimkou stanovištì 5, 7 a 8. Obsah železa kolísal i v prùbìhu roku nejnižší byl stejnì jako u hliníku v letním období a pohyboval se pod,1 mg.l -1. 22

Obsah manganu Obsahy manganu uvedené v tabulce 3, byly skuteènì nižší než u železa. Nejvyšší hodnoty byly namìøeny na stanovišti 2 (,5 mg.l -1 ) a nejnižší na stanovišti 6 (,1 mg.l -1 ). ÈSN 75 7221 uvádí pro první tøídu jakosti obsah manganu nižší než,5 mg.l -1. Nepatrnì nižší koncentrace byly zjištìny opìt v letních mìsících. Zjištìné koncentrace by nemìly být zdravotnì závadné pro vodní živoèichy. Obsah zinku V tabulce 4 jsou uvedeny obsahy zinku. Nejvyšší byly pozorovány na stanovišti 7 (2,5 µg.l -1 ) a nejnižší na stanovišti 8, kde se pohybovaly pod 1 µg.l -1. ÈSN 75 7221 uvádí pro první tøídu jakosti obsah zinku nižší než 2 µg.l -1. Ta byla tedy pøekroèena pouze na stanovišti 7. Nižší obsahy byly opìt zjištìny v letním období. Škodlivá koncentrace pro vodní živoèichy nebyla pøekroèena. Souhrn Na 8 stanovištích umístìných na hlavních zdrojnicích øeky Zdobnice byly v období od 2.4. do 1.11. 24 provedeny 4 odbìry vzorkù vody. Vyhodnoceny byly následující ukazatele jakosti vody: obsah hliníku, železa, manganu a zinku. Na stanovišti 1 a 2 byla pøekroèena hranice toxicity hliníku pro nejcitlivìjší vodní organizmy (,5 mg.l -1 ). První tøída jakosti povrchových vod podle ÈSN 75 7221 byla pøekroèena u manganu (,5 mg.l -1 ) na stanovišti 2 a u zinku (2 ìg.l -1 ) na stanovišti 7. Zjištìné koncentrace by ale nemìly být škodlivé pro vodní živoèichy. Limitní koncentrace obsahu železa pro chov lososovitých ryb (,1 mg.l -1 ) byla pøekroèena u vìtšiny stanoviš s výjimkou stanovištì 5, 7 a 8. Sumary In the period of April the 2 th 24 year to November the 1 th 24 year were realized 4 water uptakes in 8 profils in Zdobnice stream. These water quality parametres were evaluated: content of Al, content of Fe and content of Mn and Zn. In the profils No. 1 and 2 the level of Al toxicity for the most sensitive water animals (.5 mg.l -1 ) there were overcrossed. The first grade water quality of day water according standard ÈSN 75 7221 was crossed by Mn (.5 mg.l -1 ) profil No. 2 and by Zn (2 ìg.l -1 ) profil No. 7. The measured concentrations should not be toxic for water animals. Limit concentration of Fe content for salmoniod fish farming (.1 mg.l -1 ) was overpassed in majority of profils with exception profils 5, 7 and 8. Podìkování Projekt byl podpoøen specifickým výzkumem Univerzity Hradec Králové è. 215/25. Dále bychom chtìli podìkovat Ing. Jiøímu Medkovi, vedoucímu odboru vodohospodáøských laboratoøí Povodí Labe s. p., za provedené rozbory vod. Literatura ÈSN 75 7221 Klasifikace jakosti povrchových vod. HARTMAN P., PØIKRYL I., ŠTÌDRONSKÝ E., 1998: Hydrobiologie. Informatorium, Praha. PITTER P., 1999: Hydrochemie. Vydavatelství VŠCHT, Praha. SLÁDEÈKOVÁ A., SLÁDEÈEK V., 1995: Hydrobiologie. ÈVUT, Praha. TÙMA J. FRYNTOVÁ L., 25: Zmìny vybraných ukazatelù kvality vody zdrojnic øeky Zdobnice. Vè. Sb. Pøír. Práce a studie, 12: 37-45. Došlo: 3.1.26 23

Tab. 1: Zmìny hodnot obsahu hliníku. Tab. 1: The changes values of aluminium content. hliník ( ìg/l ) aluminium 2.4.24 22.6.24 1.9.24 1.11.24 suma prùmìr stanovištì è.1 place No. 1 75 21 26 78 2 5 stanovištì è.2 place No. 2 77 33 53 82 245 612,5 stanovištì è.3 place No. 3 21 5 33 28 87 217,5 stanovištì è.4 place No. 4 4 76 13 46 166 266,5 stanovištì è.5 place No. 5 32 <5 53 27 643 214,3 stanovištì è.6 place No. 6 5 11 15 47 123 37,5 stanovištì è.7 place No. 7 39 <5 14 51 581 193,7 stanovištì è.8 place No. 8 <5 61 <5 77 138 69 suma / total 334 837 1593 328 prùmìr / 477,14 139,5 227,57 41 7 6 5 5 612,5 µg Al / l 4 3 2 217,5 266,5 214,3 37,5 193,7 1 69 1 2 3 4 5 6 7 8 stan ovištì Obr. 1: Prùmìrné hodnoty obsahu hliníku. Fig. 1: The values of aluminium content. 24

Tab. 2: Zmìny hodnot obsahu železa. Tab. 2: The changes values of Iron content. železo ( mg/l ) Iron 2.4.24 22.6.24 1.9.24 1.11.24 suma prùmìr stanovištì è.1 place No. 1,11,5,9,26,51,13 stanovištì è.2 place No. 2,17,6,15,23,61,15 stanovištì è.3 place No. 3,14 <,5,11,23,48,16 stanovištì è.4 place No. 4,8 <,5,5,22,35,12 stanovištì è.5 place No. 5,6 <,5 <,5,8,14,7 stanovištì è.6 place No. 6,12 <,5,7,17,36,12 stanovištì è.7 place No. 7,8 <,5,5 <,5,13,7 stanovištì è.8 place No. 8 <,5 <,5 <,5,7 suma / total,76,11,52 1,26 prùmìr /,19,55,87,18,18,16,14,12,13,15,16,12,12 mg Fe / l,1,8,6,7,7,4,2 1 2 3 4 5 6 7 8 stanovištì Obr. 2: Prùmìrné hodnoty obsahu železa. Fig. 2: The values of Iron content. 25

Tab. 3: Zmìny hodnot obsahu manganu. Tab. 3: The changes values of Manganese content. mangan (mg/l) manganese 2.4.24 22.6.24 1.9.24 1.11.24 suma prùmìr stanovištì è.1 place No. 1,4,2,2,7,15,4 stanovištì è.2 place No. 2,5,3,4,9,21,5 stanovištì è.3 place No. 3 <,2 <,2,2 <,2,2,2 stanovištì è.4 place No. 4,2 <,2 <,2,4,6,3 stanovištì è.5 place No. 5,2 <,2 <,2,2,4,2 stanovištì è.6 place No. 6 <,2 <,2 <,2,2,2,1 stanovištì è.7 place No. 7,4 <,2 <,2 <,2,4,4 stanovištì è.8 place No. 8 <,2 <,2 <,2 <,2,2,2 suma / total,17,5,8,24 prùmìr /,34,25,3,48,6,5,5,4,4,4 mg Mn / l,3,2,2,3,2,2,1,1 1 2 3 4 5 6 7 8 sta n ov ištì Obr. 3: Prùmìrné hodnoty obsahu manganu. Fig. 3: The values of manganese content. 26

Tab. 4: Zmìny hodnot obsahu zinku. Tab. 4: The changes values of Zinc content. zinek ( ìg/l ) Zinc 2.4.24 22.6.24 1.9.24 1.11.24 suma prùmìr stanovištì è.1 place No. 1 14 12 <1 21 47 15,67 stanovištì è.2 place No. 2 12 14 1 2 56 14 stanovištì è.3 place No. 3 11 <1 <1 13 24 12 stanovištì è.4 place No. 4 14 <1 <1 13 27 13,5 stanovištì è.5 place No. 5 12 <1 <1 11 23 11,5 stanovištì è.6 place No. 6 1 <1 <1 13 23 11,5 stanovištì è.7 place No. 7 1 <1 <1 31 41 2,5 stanovištì è.8 place No. 8 <1 <1 <1 <1 suma / total 83 26 1 122 prùmìr / 11,86 13 1 17,43 25 2 2,5 µg Zn / l 15 1 15,67 14 12 13,5 11,5 11,5 5 1 2 3 4 5 6 7 8 sta n o v ištì Obr. 4: Prùmìrné hodnoty obsahu zinku. Fig. 4: The values of Zinc content. 27

28